Aproximadamente metade dos pacientes lesados medulares são jovens, do sexo masculino, na época de maior produtividade de suas vidas. Os custos iniciais de hospitalização são altos, assim como os cuidados subseqüentes. Por exemplo, nos Estados Unidos, o impacto econômico do trauma raquimedular ultrapassa US$ 4 bilhões/ano(1,2,3,4).
Portanto, o desenvolvimento de tratamentos eficientes se-ria de grande benefício.
Um grande número de estudos foi publicado nos últimos anos, relacionado à lesão medular traumática em animais, e a grande maioria destes limita-se a avaliar alterações do tecido nervoso, assim como sua regeneração, deixando em segundo plano as alterações decorrentes da lesão neural(5,6,7,8,9,10,11,12).
Sabe-se, desde o Egito antigo (16 a.C.), que a lesão medular envolve mais do que perda sensitiva e motora. Apesar dessa longa história, não há ainda um entendimento completo das alterações clínicas e fisiológicas decorrentes do trauma raquimedular. Existe a necessidade de melhor entendimento das alterações autonômicas para que se obtenham tratamentos eficazes para essas alterações sistêmicas do trauma raquimedular.
Pacientes tetraplégicos e com lesões torácicas altas estão mais sujeitos a disfunção autonômica generalizada, enquanto os com lesões mais baixas sofrem de alterações locais.
Os mecanismos de termorregulação no paciente lesado medular são defeituosos pela interrupção de impulsos ao centro termorregulador no hipotálamo, paralisia muscular e vasodilatação não controlada, resultando em perda de calor e de termogênese pela incapacidade de produzir tremores. Conseqüentemente, há perda do controle da temperatura abaixo da lesão e o paciente facilmente torna-se hipotérmico.
Ainda, diversos estudos debatem o fato de que essas alterações de temperatura teriam um efeito protetor ao sistema nervoso, assim como a exacerbação de hipotermia(13), com resultados controversos, principalmente pelo fato de que utilizaram diferentes animais, métodos anestésicos, ti-pos de lesão, administração de drogas, exposição da medula, métodos de mensuração da temperatura.
OBJETIVOS
Os autores avaliam ratos com lesão medular experimental padronizada pelo NYU Impactor, visando: determinar e quantificar a perda de calor na fase aguda da lesão medular; estabelecer um método padronizado para avaliação da hipotermia no trauma raquimedular que seja fidedigno e ao mesmo tempo acessível ao nosso meio.
MATERIAL E MÉTODOS
Com o objetivo de avaliar a perda de calor logo após a lesão medular, foram avaliados 12 ratos, divididos em dois grupos, um grupo Controle (GC) e um grupo Lesado (GL).
Os animais foram submetidos a lesão medular padronizada, conforme descrição abaixo, e tiveram sua tempera-tura medida através de um transdutor esofagiano.
O projeto deste estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa Animal do Hospital Universitário Cajuru, vinculado à Direção de Ensino e Pesquisa - PUC-PR. Fo-ram utilizados 12 ratos Wistar machos, pesando entre 300 e 350g, criados no Biotério Central da PUC-PR. Todos receberam água e ração (Nuvilab CR-1 - Nuvital, Colombo, PR) ad libitum, com controle de luz (ciclos claro-escuro de 12 horas) e temperatura ambiente (25ºC ± 1). Todos os procedimentos experimentais seguiram as normas do MASCIS (Multicenter Animal Spinal Cord Injury Study). Os animais foram anestesiados com pentobarbital na dose de 65mg/kg intraperitoneal (ip), cinco minutos previamente aos experimentos e incisados longitudinalmente no dorso em cerca de 5cm de pele e tecido celular subcutâneo, seguida de afastamento subperiostal da musculatura paravertebral. Após essa exposição, foi realizada laminectomia no nível T9T10 sem lesar o saco dural. O animal foi então preso por clamps ao Impactor NYU, acoplado a um computador com software específico. Com esse aparelho, dados como a velocidade de queda da haste, o momento do impacto e, principalmente, a compressão sofrida pela medula são monitorados. Os animais foram submetidos a uma lesão contusa equivalente a queda de uma altura de 25mm de uma haste com 10g numa área seccional de 2mm2.
A temperatura foi mensurada logo após a indução anestésica e 15 minutos após o início da exposição cirúrgica, tempo suficiente para preparo do animal e considerado como tempo inicial da mensuração. Entre 15 e 20 minutos os ratos fo-ram submetidos à lesão medular e tiveram sua temperatura mensurada novamente. Foram então submetidos a mensurações a cada três minutos, por um período de 30 minutos.
O experimento foi conduzido em um laboratório onde a temperatura ambiental foi mantida a 25oC e a umidade relativa do ar a 80%. As perdas de calor por convecção fo-ram minimizadas evitando-se fluxo de ar sobre os animais.
Realizou-se a mensuração da temperatura central esofágica, terço inferior, com um termistor de alta precisão, YSI 44004, padrão Bead I (Precision Thermistor, resistance 2,252 ohms @ 25ºC, USA).
Através de um procedimento de calibração a partir de pontos de temperaturas conhecidas (ponto de fusão da água pura, 0oC, e ponto de fusão do noctadecano, 28oC), o erro intrínseco, BT (Bias limit), de cada termistor foi determinado como ± 0,001oC, o que está em acordo com o erro intrínseco de sensores deste tipo(14).
Análise termodinâmica
Para o estudo termodinâmico, a temperatura tomada imediatamente após o procedimento de 20 minutos foi considerada como a inicial e a final, 27 minutos após a exposição (t = 51min).
Mensurou-se a perda de calor considerando-se a massa e o calor específico estimado do rato (3,8kJ/kg/ºC) [J] através da primeira lei da termodinâmica para um sistema fechado em regime permanente(15):
Q = m.c.?T
em que: Q - perda de calor do corpo [J]
m - massa do animal [kg]
c - calor específico do animal [J/(kg.ºC)]
?T - diferença entre as temperaturas medidas inicial e final [ºC]
A perda de calor total, computada com a equação(16), foi dividida pelo intervalo total de tempo do experimento, i.e., 27 minutos. Dessa maneira, determinou-se a potência perdida, Q
&[W], em cada experimento, como segue:
em que: ?t - intervalo de tempo de cada experimento [s]. Os resultados da potência perdida, Q&, pelo compartimento central foram expressos em watts, isto é, calor perdido (joule) por unidade de tempo (segundos).
Análise estatística
Os limites de precisão, PT, relativos às medições de temperatura foram calculados como duas vezes o valor do desvio padrão de cada conjunto de observações da temperatura T (5 - 10 valores por ponto, dependendo do número de ratos em cada grupo experimental). Os limites de incerteza para a temperatura T foram calculados seguindo a equação de propagação de Kline e McClintock(18). Nesta análise da perda de energia, testaram-se os atributos gaussianos, independência e homogeneidade das variáveis, para possibilitar a utilização da análise univariada ANOVA(19) e do teste paramétrico de Tukey(20). Considerou-se significativo valor de p < 0,05*.
RESULTADOS
Os 12 ratos utilizados tiveram um peso médio de 322 gramas, sendo a diferença entre os grupos Controle e Lesado estatisticamente não significante (p > 0,1).
A diferença na temperatura inicial de ambos os grupos também não foi significante, assim como a queda de temperatura em 15 minutos, decorrente da exposição cirúrgica. Nos dois grupos, a temperatura média caiu de 37,92 ± 0,53ºC para 36,87 ± 0,3ºC. Após a lesão medular houve queda gradual da temperatura no grupo TRM, enquanto a temperatura do grupo Controle manteve-se estável (gráfico 1).
É importante ressaltar que o valor mais fidedigno é dado pela perda de energia do animal, fornecida em joules (J) e durante o acesso não houve diferença significativa. Já em 30 minutos após a lesão, a diferença entre a perda de energia do grupo Controle (0,66 ± 0,23) e do grupo Lesado (1,44 ± 0,24) foi estatisticamente significante (p < 0,001).
DISCUSSÃO
O sistema nervoso autonômico compreende todos os neurônios fora do sistema nervoso central não envolvidos com a aquisição de informação do meio externo e do aparelho locomotor ou com controle da musculatura estriada, e divide-se em simpático e parassimpático. A maioria dos órgãos recebe inervação de ambas as divisões, com exceção de glândulas sudoríparas, músculos piloeretores e músculos de alguns vasos, que recebem inervação simpática exclusiva.
Hipotermia e prostração ao calor acometem pacientes lesados medulares, apesar de não existirem dados precisos quanto à sua incidência.
Termorregulação, como outros sistemas de controle fisiológico, apresenta vias aferentes e eferentes, assim como centros de controle medulares e no hipotálamo. Este sistema percebe tanto a temperatura da pele quanto a central, e seu controle se baseia na alteração da produção e perda de calor: vasoconstrição periférica, tremores, alterações bioquímicas. Para reduzir a temperatura, o corpo pode utilizar vasodilatação periférica, sudorese e respiração ofegante.
Em para e tetraplégicos, o fluxo sanguíneo periférico e temperatura ambiente parecem estar linearmente relacionados, não havendo alteração no fluxo sanguíneo entre 30 e 40ºC, como ocorre em pessoas normais. A sudorese é aumentada acima do nível da lesão e quase inexistente abaixo dela; também há elevação excessiva na temperatura central e redução da capacidade de suportar ambientes úmidos e quentes.
Apesar de essas alterações na capacidade da medula lesada produzirem ou perderem temperatura, alterações clinicamente significantes são raras, provavelmente pelo efeito protetor de roupas.
Os resultados deste estudo mostram diferença significativa entre o grupo Controle e o grupo Lesado, mostrando que o trauma raquimedular agudo conduz à hipotermia acentuada e precoce.
Ainda, é importante ressaltar que experimentos com resfriamento da medula têm apresentado resultados promissores para tratamento da lesão medular, sendo a mensuração da temperatura medular um dos maiores obstáculos à progressão desses estudos(13). Outros estudos sugerem que a temperatura esofágica pode ser extrapolada para refletir alterações da temperatura intramedular(22), devendo ser mais explorada no futuro.
Algumas dificuldades técnicas devem ser ressaltadas, como a impossibilidade de manter o transdutor de temperatura continuamente posicionado no esôfago do animal, pelo risco de parada cardiorrespiratória. O transdutor deve ser posicionado e retirado ao término de cada mensuração, o que torna o trabalho um tanto árduo, e pode levar a traumatismo esofagiano importante. Outra dificuldade da mensuração esofágica é a impossibilidade de prosseguir a mensuração após o fim do efeito do anestésico, por haver rejeição pelo animal e por este danificar o transdutor ao reagir. Esses fatos apresentam-se como limitações da técnica aplicada e podem ser futuramente sanados com transdutores menores ou outros métodos de mensuração.
CONCLUSÃO
Há perda de calor significativa no animal lesado medular, nos primeiros 30 minutos após a lesão.
A exposição da coluna torácica leva à perda de tempera-tura, mas esta é interrompida com o fechamento dos planos musculares e pele.
A mensuração da temperatura esofágica é um método aplicável, de baixo custo, mas que apresenta algumas limitações que devem ser corrigidas em estudos futuros.
Kraus J.F., Franti C.E., Riggins R.S.: Incidence of traumatic spinal cord lesions. J Chronic Dis 28: 471-492, 1975.
Papadopoulos S.M.: Sinal cord injury. Curr Opin Neurol Neurosurg 55: 554-557, 1992.
Stripling T.E.: The cost of spinal cord injury: the economic consequences of traumatic spinal cord injury. Paraplegia News 8: 50-54, 1990.
Bracken M.B.: Treatment of acute spinal cord injury with methylprednisolone: results of a multicenter, randomized clinical trial. J Neurotrauma 8: S47-S50, 1991.
Allen A.R.: Remarks on the histopathological changes in the spinal cord due to impact. An experimental study. JAMA 57: 878-880, 1911.
Bresnahan J.C., Beattie M.S., Todd III F.D., Noyes D.H.: A behavioral and anatomical analysis of spinal cord injury produced by a feedback-controlled impaction device. Exp Neurol 95: 548-570, 1987.
Ducker T.B., Kindt G.W., Kempe L.G.: Pathological findings in acute experimental spinal cord trauma. J Neurosurg 35: 700-708, 1971.
Eidelberg E., Staten E., Watkins J.C., McGraw D., McFadden C.: A model of spinal cord injury. Surg Neurol 6: 35-38, 1976.
Falconer J.C., Narayana P.A., Bhattacharjee M.B., Liu S.J.: Characterization of an experimental spinal cord injury model using waveform and morphometric analysis. Spine 21: 104-112, 1996.
Falconer J.C., Narayana P.A., Bhattacharjee M.B., Liu S.J.: Quantitative MRI of spinal cord injury in a rat model. MRM 32: 484-491, 1994.
Hung T., Albin M.S., Brown T.D., Bunegin L., Albin R., Jannetta P.J.: Biomechanical responses to open experimental spinal cord injury. Surg Neurol 4: 271276, 1975.
Kwo S., Young W., Decrescito V.: Spinal cord sodium, potassium calcium and water concentration changes in rats after graded contusion injury. J Neurotrauma 6: 13-24, 1989.
Martinez-Arizala A., Green B.A.: Hypothermia in spinal cord injury. J Neurotrauma 9: S497-S505, 1992.
Dally J.W., Riley W.E., McConnel K.G.: Instrumentation For Engineering Measurements. New York, John Wiley and Sons, 1993.
Bejan A.: Advanced Engineering Thermodynamics. 2nd ed., Chapter 1, New York, Wiley, 1997.
Burch J.M., Denton J.R., Noble R.D.: Base fisiológica para a laparotomia abreviada. Clin Cir North Am 4: 773-776, 1997.
English M.J.M., Papenberg R., Farias E., et al: Heat loss in an animal experimental model. J Trauma 31: 36-38, 1991.
Kline S.J.E., Steele W.G.: Experimentation and Uncertainty Analysis for Engineers. New York, Wiley, 1953.
Singu H., Ikata T., Katoh S., Akatsu T.: A nation-wide epidemiological survey of spinal cord injuries in Japan from January 1990 to December 1992. Paraplegia 53: 183-188, 1995.
Brownlee K.: A Statistical Theory and Methodology in Science and Engineering. New York, John Wiley, 1960.
Westergren H., Holtz A., Farooque M., Yu W.R., Olsson Y.: Systemic hypothermia after spinal cord compression injury in the rat: does recorded temperature in accessible organs reflect the intramedullary temperature in the spinal cord? J Neurotrauma 15: 943-954, 1998.
