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Estudo de caso: efeitos da OHB na cicatrização de queimaduras térmicas e sua relação com ICAM-1

Grupo de pesquisadores pela Divisão de Cirurgia Plástica Reconstrutiva e Estética do Departamento de Cirurgia da Faculdade de Medicina na Universidade de Sam Ratulangi na Indonésia investiga e descreve os efeitos da Oxigenoterapia Hiperbárica (OHB) na cicatrização de feridas térmicas e sua relação com o ICAM-1.


Introdução


As queimaduras térmicas são lesões graves com efeitos prejudiciais que requerem tratamento imediato. Mais de dois terços das mortes devido a queimaduras térmicas ocorrem em países subdesenvolvidos e em desenvolvimento na África e na região da Ásia-Pacífico. As queimaduras térmicas também podem causar alta morbidade, hospitalização prolongada, incapacidade e limitações na realização das atividades diárias, sem falar que geram altos custos.


O processo inflamatório que ocorre devido às queimaduras aumenta a produção de citocinas pró-inflamatórias, que por sua vez estimulam a produção da molécula de adesão intercelular 1 (ICAM-1) via células de óxido de nitrogênio. O receptor de ICAM-1, uma proteína humana codificada pelo gene de mRNA de ICAM- 1, liga-se às células endoteliais de forma que os leucócitos podem se ligar firmemente à superfície endotelial. Quando essa ligação ocorre, os leucócitos se espalham e migram lentamente através do endotélio.


Os principais objetivos do manejo da queimadura térmica são reduzir a ocorrência de edema, manter a viabilidade do tecido na zona estática, proteger a circulação microvascular e fortalecer o sistema imunológico. À medida que as queimaduras térmicas cicatrizam, a regeneração da ferida não pode ocorrer sem o equilíbrio necessário entre o paciente, a lesão e os fatores de tratamento.


Sem esse equilíbrio, processos de cicatrização prolongados podem causar cicatrizes extensas. Para atenuar esses resultados, a oxigenoterapia hiperbárica (OHB) aumenta a pressão do oxigênio de modo que ele possa se difundir diretamente em vários tecidos. A inalação de oxigênio a 100% em pressões superiores ao nível do mar em 2,0-2,5 atm absolutos (ATA) por 90-120 min, duas vezes ao dia, é recomendada pela Undersea & Hyperbaric Medical Society.


Os efeitos do aumento do suprimento de oxigênio incluem angiogênese, a inibição do crescimento bacteriano aeróbio, aumento da proliferação de fibroblastos, aumento da atividade leucocitária, redução do edema tecidual e contração vascular, o último dos quais reduz a transudação do fluido estromal e a ocorrência de edema.


Materiais e métodos


O estudo prospectivo randomizado envolveu 20 pacientes de 18 a 60 anos que apresentaram lesões por queimadura térmica com áreas de queimadura de 20% a 60% em dois hospitais em Manado, Indonésia. Todos os pacientes receberam tratamento adequado para as feridas, de acordo com os procedimentos padrão do respectivo hospital.


Para o estudo, os pacientes foram divididos aleatoriamente em dois grupos - aqueles que receberam OHB e aqueles que não receberam (grupo controle) - e os pacientes no grupo OHB foram subdivididos de acordo com a área de superfície corporal total (TBSA) de suas queimaduras: uns com ± 40% TBSA e outros com 50–60% TBSA.


Pacientes com lesões por queimadura térmica que apresentaram condições adicionais, como outras formas de trauma, inalação de fumaça, gravidez ou doenças subjacentes (por exemplo, diabetes, derrame, ou doença renal crônica) foram excluídos da amostra.


Procedimento OHB


Os pacientes com queimaduras de ± 40% de TBSA receberam três sessões de oxigenoterapia hiperbárica (OHB) de 120 minutos por semana durante 2 semanas, enquanto aqueles com queimaduras de 50–60% de TBSA receberam seis sessões de OHB semelhantes por semana. Antes e depois de cada sessão, os pacientes foram examinados em relação à sua expressão de ICAM- gene de um ARNm, nível sérico de ICAM-1, e o grau de epitelização da ferida.

Exame de amostra

A expressão do gene do mRNA de ICAM- 1 foi medida com o ensaio de reação em cadeia da polimerase em tempo real (PCR) e analisada usando o Bio-Rad CFX96 Manager 3.1 (EUA).


O ICAM-1 utilizado foi direcionado especificamente para o gene primário do oligonucleotídeo, enquanto o 18SRib serviu como controle interno. As sequências de nucleotídeos do iniciador para ICAM-1 foram F: 5′-GGCTGGAGCTGTTTGAGAAC-3 ′ e R: 5′-ACTGTGGGGTTCAACCTCTG-3 ′. Enquanto isso, as sequências de nucleotídeos para 18SRib como o gene de manutenção foram F: 5′-GTAACCCGTTGAACCCCATT-3 ′ e R: 5′-CCATCCAATCGGTAGTAGCG-3 ′ (Macrogen, Inc., Coreia do Sul).


O mRNA foi isolado usando o RNeasy Mini Kit (74,106; QIAGEN, EUA). O mRNA foi transcrito reversamente usando SuperScript III (18.080–051; Invitrogen, EUA) com primers hexâmeros aleatórios. A PCR quantitativa foi realizada em triplicata usando o kit Quantitect SYBR Green PCR (204,143; QIAGEN). As quantidades do produto de PCR foram quantificadas usando o sistema de PCR em tempo real (CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System, Bio-Rad, EUA).


O número do ciclo limite foi medido e a expressão relativa de ICAM-1 foi ajustada para o ciclo limite para a detecção de 18SRib. Os resultados foram registrados como a média ± DP dos experimentos em triplicata das amostras. Por último, o nível sérico de ICAM-1 foi medido de acordo com o protocolo do kit SimpleStep ELISA (Abcam, cat. No. Ab174445 - ICAM-1, UK).


Resultados


O grupo controle foi mais sujeito a complicações graves (60%) do que o grupo OHB (0%). Um valor de p inferior a 0,05 indica que OHB pode reduzir complicações em pacientes com feridas térmicas.


Dos 20 pacientes com lesões térmicas, 9 dos 10 pacientes que receberam OHB apresentaram epitelização completa, enquanto no grupo controle, apenas 7 dos 10 pacientes alcançaram epitelização completa (70,0%). Mesmo assim, os resultados não foram significativos (p > 0,05).


Houve diferença no tempo de internação hospitalar em pacientes com queimaduras térmicas que receberam OHB e aqueles que não receberam. Os resultados do teste t independente revelaram uma diferença significativa ( p < 0,05) no tempo médio de permanência entre os pacientes do grupo OHB (17,5 d, 4,3%) e os do grupo controle (26,3 d, 7,6%) .


A expressão do gene ICAM- 1 mRNA em pacientes com queimaduras com pelo menos 50% de TBSA foi maior do que em pacientes cujas queimaduras tinham TBSAs menor que 50% (11,61 ± 1,63 vs. 9,85 ± 1,27). Essa tendência também surgiu no grupo OHB, no qual o nível de mRNA de ICAM- 1 foi maior em pacientes com pelo menos 50% de área queimada do que os outros (12,32 ± 1,31 vs. 10,79 ± 1,38, p <0,05). O mesmo foi aplicado adicionalmente ao nível sérico de ICAM-1 entre esses subgrupos (231,46 ± 37,20 vs. 158,23 ± 68,30, p = 0,09).


A OHB diminuiu significativamente (p < 0,05) a expressão do gene do mRNA de ICAM- 1 em 2,50 (ou seja, de 11,55 ± 1,50 para 9,05 ± 0,85). Da mesma forma, o nível sérico de ICAM-1 também caiu em 101,87 (ou seja, de 194,84 ± 64,64 para 92,97 ± 54,76).


Os pacientes que receberam seis sessões de OHB exibiram diminuições significativas no nível sérico de ICAM-1 p < 0,05) do que aqueles que receberam apenas três sessões de OHB (152,53 ± 71,48 vs. 51,22 ± 61,78). No entanto, a expressão do gene ICAM- 1 mRNA (3,18 ± 1,77 vs. 1,82 ± 1,99) não foi estatisticamente significativa (p > 0,05).


Discussão


Complicações decorrentes de queimaduras podem se tornar grandes problemas de saúde quando causam limitações e até mesmo incapacidade para os pacientes realizarem as atividades diárias. Além disso, as cicatrizes de queimaduras geralmente causam distúrbios sensoriais crônicos, dor e coceira. O dano tecidual causado por queimaduras térmicas ocorre devido à falha dos tecidos circundantes em fornecer oxigênio e nutrientes para a sobrevivência das células adjacentes à lesão. A obstrução da circulação no tecido abaixo da lesão faz com que a ferida fique menos umedecida, principalmente por impedir a passagem de fluido pelos capilares, o que causa trombo e obstrução por leucócitos que geralmente retardam o processo natural de cicatrização.


A OHB funciona administrando oxigênio a uma pressão superior a 1 ATA, o que permite a difusão intracelular de oxigênio. A perfusão adequada de oxigênio nos tecidos aumenta o metabolismo enzimático nas células e acelera a cicatrização de feridas. Estudos conduzidos com humanos e animais sobre o uso de OHB para controlar queimaduras térmicas mostraram resultados consistentes e significativos na prevenção de isquemia da pele, redução de edema, modulação da zona de estase, prevenção de danos adicionais aos tecidos, manutenção do metabolismo celular e promoção da cura.


Esses achados estão de acordo com os resultados do nosso estudo, que revelou uma correlação significativa no grau de complicação entre o grupo OHB e o grupo controle ( p = 0,006).


A epitelização é um evento importante no processo de cicatrização porque marca o estágio inicial da cicatrização. A OHB afeta a epitelização, minimizando os danos causados ​​por queimaduras térmicas, permitindo assim que um novo tecido se forme na superfície da ferida. Além disso, ao acelerar a divisão celular e a migração de células epiteliais, pode acelerar a cicatrização.


O presente estudo não revelou correlação significativa entre OHB e grau de epitelização (p =.291), porque a maioria dos pacientes eventualmente foi submetida ao processo de epitelização. No entanto, como um menor grau de complicação indica uma epitelização mais rápida, pode-se concluir que a OHB influencia a aceleração do processo.


O estudo também percebeu que o tempo de internação hospitalar dos pacientes que receberam OHB (17,5 ± 4,3 d) foi significativamente menor (p < 0,05) do que o dos pacientes do grupo controle (26,3 ± 7,6 d).


O gene ICAM- 1 mRNA aparece em baixas concentrações na membrana de leucócitos e células endoteliais. Com a estimulação de citocinas, a concentração de mRNA de ICAM- 1 aumenta e estimula a formação de ICAM-1, uma proteína transmembrana que desempenha um papel importante na manutenção de interações intercelulares e facilitando a migração de leucócitos.


ICAM- 1 tem locais que se ligam ao ligante de adesão de macrófago-1, antígeno associado à função leucocitária (LF-1) e fibrinogênio. Essas três proteínas residem nas células endoteliais e facilitam a adesão firme entre os leucócitos e o endotélio. Esse processo mostra que conforme a expressão do mRNA de ICAM- 1 aumentou nos pacientes em nosso estudo, o nível sérico de ICAM-1 também aumentou e a correlação foi significativa (R 2 = 0,909, p < . 001).


Em relação à expressão da ICAM- gene de um ARNm e o nível sérico de ICAM-1 em pacientes que receberam OHB, ICAM- 1 na express de ARNm aqueles cujos queimaduras tinha TBSAs de pelo menos 50% excedeu a expressão em aqueles com queimaduras com TBSAs menores (11,61 ± 1,61 vs. 9,85 ± 1,27).


A tendência foi a mesma para o nível de mRNA do gene ICAM-1, que foi maior em pacientes cujas queimaduras tinham pelo menos 50% de TBSA do que naqueles com TBSAs menores (12,32 ± 1,31 vs. 10,79 ± 1,38, p = 0,056), e para nível sérico de ICAM-1 (231,46 ± 37,20 vs. 158,23 ± 68,30, p = 0,095). Os dados indicam que mesmo que os resultados não incluam qualquer correlação significativa, ICAM-1 A expressão do gene do mRNA foi maior em pacientes no grupo OHB cujas queimaduras apresentavam TBSAs de pelo menos 50%.


Quando a microcirculação local fica prejudicada por até 24 horas após a queimadura, o processo de edema logo se segue. Esse processo envolve aumento da permeabilidade capilar, diminuição da pressão oncótica, aumento da pressão intersticial oncótica, alargamento do espaço intersticial e dano linfático. Mudanças no nível microvascular incluem a adesão de neutrófilos às paredes da vênula e a ocorrência de tromboembolismo plaquetário.


O tratamento de queimaduras se concentra na redução da isquemia dérmica, redução do edema e prevenção de infecções. Durante o período hemodinâmico inicial, o efeito redutor do edema desempenha um papel importante na prevenção da progressão das queimaduras térmicas. Em nosso estudo, o grupo OHB apresentou uma redução de 2,50 na expressão do gene do mRNA ICAM- 1 antes da OHB, de 11,55 ± 150 para 9,05 ± 0,85. Da mesma forma, o nível sérico de ICAM-1 diminuiu 101,87 de 194,84 ± 64,64 para 92,97 ± 54,76.


Quanto à variável final, os pacientes que receberam 6 sessões de OHB apresentaram níveis séricos de ICAM-1 significativamente mais baixos (p < 0,05) do que aqueles que receberam apenas três sessões (152,53 ± 71,48 vs. 51,22 ± 61,78), embora a expressão de mRNA de o gene ICAM- 1 mRNA (3,18 ± 1,77 vs. 1,82 ± 1,99) não foi estatisticamente significativo (p > 0,05). Em geral, quanto mais tempo os pacientes ficam expostos à OHB, menor se torna o período de inflamação, o que consequentemente diminui seus níveis de ICAM-1. Em suma, mais sessões de OHB reduzem o nível sérico de ICAM-1 e aceleram cada vez mais a cicatrização de feridas.


Conclusão


O estudo revelou vários benefícios de OHB, incluindo a sua capacidade para reduzir complicações da ferida térmicas, a duração das estadias hospitalares devidas a queimaduras térmicas, e tanto ICAM- expressão do gene uma ARNm e o nível sérico de ICAM-1. Esses efeitos da OHB provaram ser úteis no gerenciamento holístico de queimaduras térmicas.


Uma limitação de nosso estudo, entretanto, foi que a velocidade de epitelização entre o grupo OHB e o grupo controle não foi comparada, de forma que nenhuma correlação significativa pôde ser capturada. Outras aplicações da OHB no gerenciamento de queimaduras térmicas devem ser examinadas em estudos futuros.


Artigo original em inglês aqui.



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