Primit de la Departamentele de Anestezie și Fiziologie și Farmacologie, Universitatea de Stat din New York Downstate Medical Center, Brooklyn, New York.

doze

  • Ecran divizat
  • Pictogramă Vizualizări Vizualizări
    • Conținutul articolului
    • Cifre și tabele
    • Video
    • Audio
    • Date suplimentare
  • Link PDF PDF
  • Pictogramă Partajare Acțiune
    • Facebook
    • Stare de nervozitate
    • LinkedIn
    • E-mail

  • Baiping Lei, Susanna Popp, Christine Capuano-Waters, James E. Cottrell, Ira S. Kass; Efectele administrării întârziate a lidocainei cu doze mici asupra ischemiei cerebrale focale tranzitorii la șobolani. Anestezie 2002; 97: 1534–1540 doi: https://doi.org/10.1097/00000542-200212000-00028

    Descărcați fișierul de citare:

    Studiul anterior al autorilor a demonstrat că o doză clinică antiaritmică de lidocaină, administrată înainte de ischemie, este neuroprotectoare într-un model de șobolan cu ischemie cerebrală focală tranzitorie. În acest studiu, autorii au investigat dacă administrarea acestei doze de lidocaină, atunci când este întârziată până la 45 de minute după apariția ischemiei, reduce și leziunile cerebrale ischemice.

    Lidocaina a fost administrată sub formă de bolus intravenos (1,5 mg/kg) urmată de o perfuzie intravenoasă (2 mg. Kg (-1) .h (-1)) timp de 165 de minute, începând cu 45 de minute după debutul unei perioade de 90 de minute a ischemiei cerebrale focale tranzitorii. Animalelor de control li s-a administrat același volum de soluție salină. Ischemia cerebrală focală a fost indusă prin ocluzia arterei cerebrale medii drepte folosind o sutură intraluminală. Rezultatul neurologic și pierderea în greutate corporală au fost cuantificate 7 zile mai târziu. Creierul a fost fixat la 7 zile după ischemie, iar secțiunile creierului au fost colorate cu hematoxilină și eozină pentru evaluarea dimensiunii infarctului și a numărului de neuroni intacti. În experimente separate, fluxul sanguin local cerebral și electroencefalograma au fost măsurate în timpul ischemiei și la 180 de minute în perioada de reperfuzie. Mărimea infarctului a fost evaluată după 24 de ore.

    Mărimea infarctului, fie la 24 de ore, fie la 7 zile după ischemie, nu a fost redusă semnificativ în grupul cu lidocaină. Cu toate acestea, numărul neuronilor intacti a crescut semnificativ atât în ​​penumbra ischemică, cât și în nucleul grupului lidocaină la 7 zile după ischemie, comparativ cu grupul vehicul. Șobolanii tratați cu lidocaină au demonstrat un rezultat neurologic mai bun și o scădere mai mică în greutate (P

    Administrarea unei doze antiaritmice clinice de lidocaină, care începe la 45 de minute de la debutul ischemiei, reduce leziunile cerebrale ischemice după ischemie cerebrală focală tranzitorie la șobolan. Aceasta indică faptul că administrarea întârziată a agenților neuroprotectori poate reduce leziunile cerebrale rezultate din ischemie.

    Există o serie de investigații in vitro și in vivo care sugerează că lidocaina poate reduce leziunile cerebrale ischemice. 1-13 Studiul nostru recent a demonstrat că o doză clinică antiaritmică de lidocaină este neuroprotectoare într-un model de șobolani cu ischemie cerebrală focală tranzitorie. 14 Cu toate acestea, toate aceste studii au implicat administrarea lidocainei înainte de apariția ischemiei. În contextul clinic, procedurile terapeutice sunt frecvent începute după apariția ischemiei cerebrale.

    Studiile experimentale și clinice au arătat că ischemia cerebrală focală produce un nucleu dens ischemic și o penumbră ischemică cu o reducere moderată a fluxului sanguin. 15,16 Dovezi recente sugerează că leziunile cerebrale ischemice după ischemie focală progresează lent în regiunea ischemică, în special a penumbrei ischemice. 17–20 Infarctul se dezvoltă pe o perioadă de multe ore. Deși s-ar părea că există puține speranțe de salvare a celulelor din nucleul ischemic, intervențiile terapeutice întârziate pot proteja neuronii din penumbra. Câteva studii au arătat că mai mulți agenți sunt neuroprotectori în modelul șobolan al ischemiei cerebrale focale tranzitorii chiar dacă administrarea este întârziată. Prin urmare, în experimentul actual, am investigat dacă administrarea unei doze clinice antiaritmice de lidocaină la 45 de minute după debutul ischemiei reduce leziunile cerebrale în urma ischemiei cerebrale focale tranzitorii la șobolani. În plus, am examinat efectul acestei doze de lidocaină asupra fluxului local de sânge cerebral (LCBF) folosind un debitmetru laser Doppler.

    Material si metode

    Animale și pregătire chirurgicală

    Administrarea ischemiei focale tranzitorii și a medicamentelor

    Cuantificarea leziunilor cerebrale ischemice

    O examinare neurologică a fost făcută la 30 de minute și 7 zile după recuperarea din anestezie. Acest lucru a fost realizat de un observator care a fost orbit de grupurile experimentale. A fost utilizată o scară de notare standard: 0, normal; 1, nu reușește să extindă partea din față stângă; 2, cercuri spre stânga; 3, cade în stânga; și 4, nu merge spontan sau prezintă o tulburare a conștiinței. 25 Șobolanii care au prezentat convulsii, care au suferit tulburări de conștiență sau care au fost fără deficit neurologic la 30 de minute după recuperarea din anestezie au fost excluși din studiu.

    La șapte zile după ischemie, animalele au fost anesteziate cu 3% izofluran și perfuzate transcardic cu soluție salină, urmate de o soluție de formalină tamponată 10% pentru fixarea țesuturilor. Creierul a fost îndepărtat și postfixat într-o soluție de formalină 10% timp de 4 până la 5 zile la 4 ° C. Fiecare creier a fost tăiat în șapte blocuri coronale de 2 mm grosime folosind o matrice cerebrală de șobolan. Blocurile au fost crioprotejate cu o serie de soluții de zaharoză de 20, 25 și 30% în soluție tampon de fosfat la 4 ° C, încorporate în matrițe cu compus de încorporare (Sakura Fineteck USA, Inc., Torrance, CA) și gheață uscată și depozitate la -70 ° C până la secționare. O secțiune coronală subțire (16 μm), la 1 mm de suprafața anterioară a fiecărui bloc coronal, a fost tăiată pe un criostat. Secțiunile au fost uscate și colorate cu hematoxilină și eozină. Imaginile video ale secțiunilor individuale au fost obținute cu o cameră cu dispozitiv cuplat cu încărcare (Pixera Corp., Los Gatos, CA) echipată cu un obiectiv macro. Zonele cerebrale au fost urmărite și măsurate cu un sistem de analiză a imaginii (NIH Image 1.60; National Institutes of Health, Bethesda, MD). Volumul de infarct a fost calculat ca produs integrat al secțiunii transversale pentru secțiuni și distanța dintre secțiuni.

    Pentru cuantificarea leziunilor neuronale, neuronii intacti au fost numărați într-o zonă de 0,22 mm 2 pe secțiuni colorate cu hematoxilină și eozină (din al treilea bloc coronal) la mărirea × 250 folosind un microscop cu lumină. Penumbra ischemică și nucleul ischemic au fost alese pentru numărarea celulelor. În conformitate cu studiile anterioare privind măsurarea fluxului sanguin local cerebral în acest model de ischemie focală, 15,26 cortexul somatosenzorial primar a fost definit ca penumbra ischemică, iar cortexul somatosenzorial secundar a fost definit ca nucleul ischemic. Ambele regiuni au fost delimitate pe fiecare felie, referindu-se la un atlas cerebral de șobolan. 27 Numărarea a fost efectuată de un observator care a fost orbit de grupurile experimentale.

    Măsurarea fluxului sanguin cerebral local și electroencefalografia

    Analize statistice

    Toate valorile, cu excepția scorurilor neurologice, sunt prezentate ca medie ± SD. Dimensiunea infarctului, greutatea corporală, numărul de neuroni intacti și variabilele fiziologice au fost analizate cu testul t Student nepereche. Datele LCBF și electroencefalografice au fost analizate cu o analiză bidiară a varianței, urmată de post-teste Bonferroni. Datele LCBF și electroencefalografice pentru fiecare punct de timp au fost analizate în continuare cu testul Student t nepereche mai sensibil. Scorurile neurologice sunt raportate ca mediană (deviația quartilei). Scorurile neurologice au fost comparate prin utilizarea testului U cu două cozi Mann-Whitney. O valoare a lui P2 = tensiunea arterială a oxigenului; Paco 2 = tensiunea arterială a dioxidului de carbon.

    Ocluzia arterei cerebrale medii a indus o reducere imediată a LCBF la aproximativ 20% din valoarea inițială (Fig. 1). Pe parcursul perioadei ischemice de 90 de minute, LCBF a rămas la 20-35% din valoarea inițială. După retragerea suturii intraluminale, LCBF s-a recuperat treptat, dar nu s-a întors complet la valoarea inițială. Hipoperfuzia întârziată a persistat până la sfârșitul perioadei de observare postischemică de 180 de minute. Nu au existat diferențe semnificative între grupul vehicul și lidocaină în niciun moment al ischemiei și reperfuziei, chiar și atunci când s-a folosit testul Student t mai sensibil.

    FIG. 1. Modificări ale fluxului sanguin local cerebral (LCBF) măsurat de un debitmetru laser Doppler în timpul ischemiei și reperfuziei în grupul vehicul și lidocaină. Valorile debitului prezentate sunt medii ale măsurătorilor efectuate în perioade de 30 de secunde la fiecare 10 minute și exprimate ca procent din valoarea inițială înainte de ischemie (medie ± SD, n = 7 pentru fiecare grup). Primul punct ischemic este valoarea la 2 minute după debutul ischemiei. Grupul cu lidocaină nu a fost semnificativ diferit de grupul de vehicule în niciun moment.

    FIG. 1. Modificări ale fluxului local de sânge cerebral (LCBF) măsurate de un debitmetru laser Doppler în timpul ischemiei și reperfuziei în grupul vehicul și lidocaină. Valorile debitului afișate sunt medii ale măsurătorilor efectuate în perioade de 30 de secunde la fiecare 10 minute și exprimate ca procent din valoarea inițială înainte de ischemie (medie ± SD, n = 7 pentru fiecare grup). Primul punct ischemic este valoarea la 2 minute după debutul ischemiei. Grupul cu lidocaină nu a fost semnificativ diferit de grupul de vehicule în niciun moment.

    Amplitudinea electroencefalografică a scăzut la aproximativ 30% din valoarea inițială imediat după ocluzia MCA (Fig. 2). La reperfuzie, amplitudinea nu și-a revenit semnificativ în niciunul dintre grupuri. A existat o tendință spre amplitudini mai mari în grupul tratat cu lidocaină după 120 de minute de reperfuzie, dar nu au existat diferențe semnificative între grupurile vehicul și lidocaină în niciun moment.

    FIG. 2. Modificări ale amplitudinii electroencefalografice în timpul ischemiei și reperfuziei în grupul vehicul și lidocaină. Valorile prezentate sunt medii ale măsurătorilor efectuate în perioade de 30 de secunde la fiecare 10 minute și exprimate ca procent din valoarea inițială înainte de ischemie (medie ± SD, n = 7 pentru fiecare grup). Primul punct ischemic este valoarea la 2 minute după debutul ischemiei. Grupul cu lidocaină nu a fost semnificativ diferit de grupul de vehicule în niciun moment.

    FIG. 2. Modificări ale amplitudinii electroencefalografice în timpul ischemiei și reperfuziei în grupul vehicul și lidocaină. Valorile prezentate sunt medii ale măsurătorilor efectuate în perioade de 30 de secunde la fiecare 10 minute și exprimate ca procent din valoarea inițială înainte de ischemie (medie ± SD, n = 7 pentru fiecare grup). Primul punct ischemic este valoarea la 2 minute după debutul ischemiei. Grupul cu lidocaină nu a fost semnificativ diferit de grupul de vehicule în niciun moment.

    Tabelul 2 enumeră valorile ariei totale de infarct, a zonei de infarct subcortical și a zonei de infarct cortical în grupurile vehicul și lidocaină la 24 ore de reperfuzie. Diferențele dintre vehicul și grupurile de lidocaină pentru zonele de infarct total, cortical și subcortical nu au fost semnificative. Volumul total de infarct, volumul de infarct cortical și volumul de infarct subcortical nu au fost, de asemenea, semnificativ diferite între grupul lidocaină și grupul vehicul la 7 zile după ischemie (fig. 5).

    Tabelul 2. Zonele de infarct la 24 de ore după ischemie (mm 2)

    Valorile sunt medii ± SD. Zona infarctului a fost măsurată folosind secțiuni colorate cu hematoxilină și eozină din al treilea bloc coronal al țesutului cerebral.

    FIG. 5. Volumele totale, corticale și subcorticale ale infarctului la 7 zile după ischemie. Volumul infarctului (mm 3) a fost măsurat în secțiuni cerebrale colorate cu hematoxilină și eozină. Datele sunt prezentate ca medie ± SD.

    FIG. 5. Volumele totale, corticale și subcorticale ale infarctului la 7 zile după ischemie. Volumul infarctului (mm 3) a fost măsurat în secțiuni cerebrale colorate cu hematoxilină și eozină. Datele sunt prezentate ca medie ± SD.

    Figura 6 arată numărul de neuroni intacti din penumbra ischemică și nucleul ischemic al vehiculului și al grupurilor de lidocaină la 7 zile după ischemie. În grupul vehiculului, doar un număr foarte mic de neuroni intacti au fost observați în penumbra ischemică și în nucleul ischemic. Numărul neuronilor intacti a crescut semnificativ atât în ​​penumbra ischemică, cât și în nucleul ischemic al grupului lidocaină, comparativ cu grupul vehicul.

    Discuţie

    Acest studiu demonstrează că o doză clinică antiaritmică de lidocaină, administrată la 45 de minute după debutul unei perioade de 90 de minute de ischemie cerebrală focală tranzitorie, este eficientă în reducerea leziunilor cerebrale ischemice. Deși dimensiunea infarctului nu a fost redusă semnificativ la șobolanii tratați cu lidocaină, a existat o creștere a numărului de neuroni supraviețuitori atât în ​​penumbra ischemică, cât și în nucleul ischemic, o îmbunătățire a rezultatului neurologic și o creștere a greutății corporale postischemice . Această doză de lidocaină nu a modificat semnificativ fluxul sanguin cerebral în timpul ischemiei și reperfuziei.

    Măsurarea dimensiunii infarctului este o metodă standard pentru evaluarea gradului de afectare cerebrală după ischemie cerebrală focală. Cu toate acestea, este posibil să nu existe o corespondență precisă 1: 1 între dimensiunea infarctului și cantitatea de deces celular. 17 Măsurarea infarctului se bazează pe diferențele de colorare dintre zonele infarctului și zonele neinfarctate. Identificarea infarctului necesită un anumit procent din celulele din acea regiune pentru a muri. În zona periinfarctului, există o anumită moarte celulară, dar nu există infarct; chiar și în zona infarctului există neuroni supraviețuitori, în special în stadiile incipiente ale ischemiei. 20 Astfel, am măsurat atât mărimea infarctului, cât și numărul de neuroni intacti ca indice de leziuni cerebrale ischemice. Nu am găsit diferențe semnificative în dimensiunea infarctului la 24 de ore și la 7 zile după ischemie între lidocaină și grupurile de vehicule; cu toate acestea, numărul de neuroni intacti la 7 zile după ischemie a crescut semnificativ atât în ​​penumbra ischemică, cât și în nucleul ischemic al grupului lidocaină, comparativ cu grupul vehicul.

    Li și colab. 37 au raportat că au existat niște neuroni intacti în nucleul ischemic 46 h după 2 h de ocluzie MCA. Acest lucru sugerează că intervențiile terapeutice întârziate ar putea fi eficiente în salvarea neuronilor din această regiune. Am găsit semnificativ mai mulți neuroni intacti în nucleul ischemic al grupului lidocaină, comparativ cu grupul vehicul. Acest lucru indică faptul că administrarea întârziată a lidocainei poate salva neuronii din nucleul ischemic. Deși ar exista puțină lidocaină disponibilă miezului ischemic în perioada de ocluzie a MCA, lidocaina poate pătrunde în această regiune după debutul reperfuziei. Astfel, în această regiune, administrarea lidocainei poate proteja acei neuroni care sunt deteriorați, dar nu morți de leziuni secundare.

    Studiul actual a constatat că șobolanii tratați cu lidocaină au avut un rezultat neurologic mai bun și o scădere mai mică a greutății corporale la 7 zile după ischemie, în ciuda absenței unei reduceri semnificative a dimensiunii infarctului. Histomorfometria leziunilor cerebrale ischemice este punctul final convențional pentru evaluarea eficacității terapiilor neuroprotectoare. Cu toate acestea, cel mai important punct final clinic este unul funcțional, deoarece scopul terapiilor clinice nu este doar reducerea dimensiunii infarctului, ci și îmbunătățirea funcției.

    În studiul actual, am măsurat LCBF folosind un debitmetru laser Doppler și nu am găsit un efect semnificativ al lidocainei asupra LCBF. Astfel, efectul neuroprotector al lidocainei observat în acest studiu pare să nu fie rezultatul unei ameliorări a fluxului sanguin intraischemic. Folosind o concentrație destul de mare de lidocaină (de aproximativ 10 ori mai mare decât concentrația utilizată în studiul actual), Shokunbi și colab. Am constatat că lidocaina poate crește fluxul sanguin în zonele ischemice. Este posibil ca efectul lidocainei asupra fluxului sanguin cerebral să fie dependent de doză, iar o doză clinică antiaritmică de lidocaină să nu aibă un efect semnificativ asupra fluxului sanguin cerebral. Sonda laser Doppler din acest studiu a fost plasată în apropierea regiunii somatosenzoriale secundare, care este nucleul infarctului. Măsurătorile noastre reflectă doar modificările LCBF în nucleul infarctului. Nu putem exclude îmbunătățiri ale fluxului sanguin cerebral care ar fi putut să apară în penumbra ischemică.

    Datele din studiul actual sugerează o utilizare terapeutică promițătoare pentru lidocaina în ischemia cerebrală. Un studiu clinic recent a arătat că lidocaina este neuroprotectoare la pacienții supuși unei intervenții chirurgicale cardiace. 49 Un avantaj practic major este că această doză de lidocaină are o toxicitate sistemică redusă și poate fi administrată foarte puțin după debutul ischemiei. Studiul nostru anterior a demonstrat că această doză de lidocaină reduce dimensiunea infarctului atunci când este administrată înainte de ischemie. 14 Deși dimensiunea infarctului nu a fost redusă semnificativ prin administrarea întârziată a lidocainei în studiul actual, numărul neuronilor intacti atât în ​​penumbra, cât și în nucleu a fost crescut, iar rezultatul neurologic s-a îmbunătățit. Diferența de eficacitate a neuroprotecției între administrarea preadministrată și administrarea întârziată a lidocainei poate reflecta faptul că unii neuroni atât în ​​zona penumbrală, cât și în zona centrală au fost afectați ireversibil înainte de începerea administrării lidocainei.

    Trebuie remarcat faptul că, în studiul actual, animalele au fost ucise la 7 zile după ischemie. Mai multe studii au arătat că leziunile cerebrale ischemice după ischemie focală progresează lent și maturarea leziunii poate dura mai mult de 1 săptămână. 50-52 Nu putem exclude posibilitatea ca administrarea de lidocaină să fi întârziat pur și simplu progresia leziunii cerebrale ischemice și diferența observată în numărul de neuroni intacti și rezultatul neurologic s-ar putea să nu difere între grupurile tratate și cele netratate după o perioadă mai lungă de supraviețuire. Cu toate acestea, întârzierea progresiei leziunii cerebrale ischemice este importantă deoarece aceasta poate oferi o fereastră terapeutică pentru alte intervenții.

    În concluzie, am demonstrat că administrarea unei doze clinice antiaritmice de lidocaină, care începe la 45 de minute după apariția ischemiei cerebrale focale tranzitorii, reduce leziunile cerebrale ischemice și îmbunătățește rezultatele neurologice și fiziologice. Efectul neuroprotector al lidocainei observat în acest experiment pare a nu se datora unei îmbunătățiri a fluxului sanguin intraischemic.