Impacto da inalação do gás hidrogênio durante a hipotermia terapêutica na hemodinâmica cerebral e na oxigenação do leitão asfixiado

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 1615 (2023) Citar este artigo

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Relatamos anteriormente o potencial neuroprotetor da terapia combinada de ventilação com gás hidrogênio (H2) e hipotermia terapêutica (HT), avaliando os resultados neurológicos de curto prazo e os achados histológicos de leitões com encefalopatia hipóxico-isquêmica (HI) neonatal de 5 dias. No entanto, os efeitos do gás H2 na circulação cerebral e no metabolismo do oxigênio e no prognóstico eram desconhecidos. Aqui, usamos espectroscopia de resolução de tempo de infravermelho próximo para comparar a ventilação de gás H2 combinada e TH com TH sozinho. Os leitões foram divididos em três grupos: insulto HI com normotermia (NT, n = 10), insulto HI com hipotermia (TH, 33,5 ± 0,5 °C, n = 8) e insulto HI com hipotermia mais ventilação H2 (TH + H2, 2,1–2,7%, n = 8). Ventilação H2 e HT foram administrados e o volume sanguíneo cerebral (CBV) e a saturação de oxigênio da hemoglobina cerebral (ScO2) foram registrados por 24 h após o insulto. O CBV foi significativamente maior 24 h após o insulto no grupo TH + H2 do que nos outros grupos. A ScO2 foi significativamente menor ao longo das 24 h após o insulto no grupo TH + H2 do que no grupo NT. Em conclusão, a combinação de ventilação com gás H2 e HT aumentou o CBV e diminuiu o ScO2, o que pode refletir o fluxo sanguíneo cerebral elevado para atender à maior demanda de oxigênio para os neurônios sobreviventes, em comparação com o HT sozinho.

A hipotermia terapêutica (HT) é o único tratamento padrão para minimizar a lesão cerebral em lactentes com encefalopatia hipóxico-isquêmica (HI) (HIE), alcançando menores taxas de mortalidade e incapacidade em 12 a 18 meses1,2,3. No entanto, esta terapia não previne lesões cerebrais em todos os lactentes2,4. Novos agentes que possam aumentar os efeitos do HT são necessários para melhorar ainda mais os resultados.

O gás hidrogênio (H2) tornou-se um dos principais focos de pesquisa na medicina neonatal após a descoberta de suas potentes propriedades antioxidantes in vivo e in vitro para doenças do adulto, como a isquemia cerebral5,6,7. O H2 é considerado um agente antioxidante, anti-inflamatório e antiapoptótico que atua como antioxidante terapêutico e preventivo ao reduzir seletivamente os níveis de oxidantes altamente ativos como o radical hidroxila (•OH) e peroxinitrito (ONOO-) em células cultivadas. Como adjuvante ao HT, relatamos anteriormente seu potencial neuroprotetor por meio de uma avaliação dos resultados neurológicos de curto prazo e achados histológicos da terapia combinada em leitões de EHI neonatais de 5 dias8. Em particular, a combinação de ventilação com gás H2 e HT melhorou as lesões cerebrais em comparação com TH isoladamente. No entanto, não se conhece o impacto do gás H2 na hemodinâmica e oxigenação cerebral nem sua capacidade de melhorar o prognóstico.

A hemodinâmica cerebral e a oxigenação devem ser avaliadas em recém-nascidos com EHI com ou sem HT porque as alterações nesses parâmetros podem ser determinantes críticos da gravidade da lesão cerebral9,10. A espectroscopia de três comprimentos de onda no infravermelho próximo (TRS) é um modo avançado de espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) que pode medir de forma não invasiva e contínua não apenas a saturação de oxigênio da hemoglobina cerebral (ScO2), mas também o valor absoluto do volume sanguíneo cerebral (CBV ) à beira do leito. A hemodinâmica cerebral e o metabolismo também podem ser suprimidos pelo tratamento bem-sucedido da asfixia com TH11. No entanto, relatamos anteriormente que leitões com atividades neurais severamente suprimidas após o insulto HI mostram maior supressão da hemodinâmica cerebral durante a HT após o insulto, incluindo uma maior diminuição no CBV, enquanto leitões com atividades neurais severamente suprimidas mostram um maior aumento no CBV durante a normotermia após o insulto10. No entanto, não há relatos sobre como o gás H2 pode afetar a hemodinâmica cerebral e a oxigenação durante a HT após o insulto HI.

Nossa hipótese é que a combinação de ventilação com gás H2 com HT alteraria a hemodinâmica cerebral e a oxigenação após o insulto HI, melhorando assim os resultados. Portanto, neste estudo, comparamos as mudanças em CBV e ScO2 após insulto HI no leitão entre ventilação combinada com gás H2 e TH e TH sozinho.