CONTEXTO E OBJETIVO: O metilfenidato é o medicamento mais utilizado para o tratamento de déficit de atenção e hiperatividade. No entanto, tem efeitos colaterais importantes, tais como dor abdominal, insônia, anorexia, perda de apetite, bem como alguns casos de enfisema precoce grave após abuso da droga. Nosso objetivo foi investigar o desenvolvimento de enfisema pulmonar em ratos submetidos a diferentes doses de metilfenidato.TIPO DE ESTUDO E LOCAL: Trata-se de estudo experimental realizado em laboratório de uma universidade pública.MÉTODOS: Dezoito ratos Wistar machos foram divididos em três grupos: Controle (solução salina 0,9%); MP 0.8 (metilfenidato 0,8 mg/kg); MP 1.2 (metilfenidato 1,2 mg/kg). Depois de 90 dias de gavagem diária, os animais sofreram eutanásia e amostras de tecido pulmonar foram preparadas para análise do diâmetro alveolar médio (Lm).RESULTADOS: Lm foi maior nos grupos 0,8 MP (47,91 ± 3,13, P < 0,01) e MP 1.2 (46,36 ± 4,39, P < 0,05) em comparação com o grupo controle (40,00 ± 3,48).CONCLUSÃO: O metilfenidato causou aumento no diâmetro alveolar de ratos, o que é compatível com enfisema pulmonar humano.

CONTEXT AND OBJECTIVE: Methylphenidate is the most widely used drug for treating attention deficit hyperactivity disorder. However, it has important side effects, such as abdominal pain, insomnia, anorexia and loss of appetite, and also some cases of early severe emphysema after drug abuse have been reported. Our aim was to investigate the development of pulmonary emphysema in rats that were subjected to different doses of methylphenidate.DESIGN AND SETTING: Experimental study carried out at the laboratory of a public university.METHODS: Eighteen male Wistar rats were divided into three groups: control (0.9% saline solution); MP 0.8 (methylphenidate, 0.8 mg/kg); MP 1.2 (methylphenidate, 1.2 mg/kg). After 90 days of daily gavage, the animals were sacrificed and lung tissue samples were prepared for analysis on the mean alveolar diameter (Lm).RESULTS: The Lm was greater in MP 0.8 (47.91 ± 3.13; P < 0.01) and MP 1.2 (46.36 ± 4.39; P < 0.05) than in the control group (40.00 ± 3.48).CONCLUSION: Methylphenidate caused an increase in the alveolar diameter of rats, which was compatible with human pulmonary emphysema.

Avaliamos os efeitos da lodenafila na hemodinâmica e inflamação no modelo experimental de hipertensão pulmonar (HP) induzida por monocrotalina em ratos. Trinta ratos Sprague-Dawley foram randomicamente distribuídos em três grupos: controle, monocrotalina (modelo experimental) e lodenafila (modelo experimental e tratado com 5 mg/kg lodenafila v.o. por 28 dias). A pressão média de artéria pulmonar (PAPm) foi obtida por cateterismo cardíaco direito. Foram determinados a hipertrofia ventricular direita (HVD) e os níveis de IL-1 em fragmentos de pulmão. O grupo monocrotalina apresentou valores significativamente maiores de PAPm, HVD e IL-1 em comparação aos grupos controle e lodenafila. Concluímos que a lodenafila pode prevenir o desenvolvimento de HP, HVD e inflamação.

We assessed the effects of lodenafil on hemodynamics and inflammation in the rat model of monocrotaline-induced pulmonary hypertension (PH). Thirty male Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups: control; monocrotaline (experimental model); and lodenafil (experimental model followed by lodenafil treatment, p.o., 5 mg/kg daily for 28 days) Mean pulmonary artery pressure (mPAP) was obtained by right heart catheterization. We investigated right ventricular hypertrophy (RVH) and IL-1 levels in lung fragments. The number of cases of RVH was significantly higher in the monocrotaline group than in the lodenafil and control groups, as were mPAP and IL-1 levels. We conclude that lodenafil can prevent monocrotaline-induced PH, RVH, and inflammation.

OBJECTIVE: Advances in graft reepithelialization and revascularization have renewed interest in airway transplantation. This study aims to determine whether topically applied preservation solutions can ameliorate ischemic injury to tracheal grafts. We analyzed 1) the effects of cold ischemia on the mucociliary clearance of tracheal grafts and 2) the impact of topically applied preservation solutions on the effects of cold ischemia on mucociliary clearance. METHOD: Tracheal segments (n=217) from 109 male Wistar rats were harvested, submerged in low-potassium-dextran-glucose, histidine-tryptophan-ketoglutarate, or saline solution (saline group), and stored at 4°C for 6, 10, 16, or 24 hours. A control group (not submerged) was analyzed immediately after harvesting. In situ mucociliary transport and ciliary beating frequency were measured using a stroboscope. Epithelial integrity, cellular infiltration, and mucus storage were quantified by light microscopy and image analysis software, along with transmission electron microscopy. RESULTS: 1) The effects of cold ischemia: in situ mucociliary transport and ciliary beating frequency were greater in the control group than after cold ischemia. Microscopic analysis results were similar between groups. 2) The effects of preservation solutions: there was no difference between the low-potassium-dextran-glucose, histidine-tryptophan-ketoglutarate, and saline groups in functional or light microscopy analysis. The saline group presented stronger signs of ischemic injury with transmission electron microscopy. CONCLUSIONS: Cold ischemia diminished the mucociliary clearance of the tracheal respiratory epithelium. Topically applied preservation solutions did not ameliorate the injury caused by cold ischemia to the tracheal respiratory epithelium.

OBJETIVO: Comparar dois modelos de hipertensão pulmonar (monocrotalina e monocrotalina+pneumonectomia) em relação à gravidade hemodinâmica, estrutura de artérias pulmonares, marcadores inflamatórios (IL-1 e PDGF) e sobrevida em 45 dias. MÉTODOS: Foram utilizados 80 ratos Sprague-Dawley em dois protocolos de estudo: análise estrutural e de sobrevida. Os animais foram divididos em quatro grupos: controle, monocrotalina (M), pneumonectomia (P) e monocrotalina+pneumonectomia (M+P). Para a análise estrutural, 40 animais (10/grupo) foram cateterizados após 28 dias para a medição dos valores hemodinâmicos e sacrificados, obtendo-se tecidos cardíaco e pulmonar. O ventrículo direito (VD) foi dissecado do septo interventricular (SI), e a relação do peso do VD e do peso do ventrículo esquerdo (VE) com o SI foi obtida como índice de hipertrofia de VD. No tecido pulmonar, foram realizadas análises histológicas e dosados IL-1 e PDGF por ELISA. Para o estudo de sobrevida, 40 animais (10/grupo) foram observados por 45 dias. RESULTADOS: Os grupos M e M+P apresentaram hipertensão pulmonar em relação aos demais. Houve um aumento significativo da relação VD/VE+S no grupo M+P em relação aos demais. Não houve diferenças significativas entre os grupos M e M+P quanto à área da camada média das artérias pulmonares, dosagens de IL-1 e PDGF ou sobrevida. CONCLUSÕES: Baseados nos resultados, não podemos afirmar que o modelo de monocrotalina+pneumonectomia é superior ao modelo de monocrotalina.

OBJECTIVE: To compare two models of pulmonary hypertension (monocrotaline and monocrotaline+pneumonectomy) regarding hemodynamic severity, structure of pulmonary arteries, inflammatory markers (IL-1 and PDGF), and 45-day survival. METHODS: We used 80 Sprague-Dawley rats in two study protocols: structural analysis; and survival analysis. The rats were divided into four groups: control; monocrotaline (M), pneumonectomy (P), and monocrotaline+pneumonectomy (M+P). In the structural analysis protocol, 40 rats (10/group) were catheterized for the determination of hemodynamic variables, followed by euthanasia for the removal of heart and lung tissue. The right ventricle (RV) was dissected from the interventricular septum (IS), and the ratio between RV weight and the weight of the left ventricle (LV) plus IS (RV/LV+IS) was taken as the index of RV hypertrophy. In lung tissues, we performed histological analyses, as well as using ELISA to determine IL-1 and PDGF levels. In the survival protocol, 40 animals (10/group) were followed for 45 days. RESULTS: The M and M+P rats developed pulmonary hypertension, whereas the control and P rats did not. The RV/LV+IS ratio was significantly higher in M+P rats than in M rats, as well as being significantly higher in M and M+P rats than in control and P rats. There were no significant differences between the M and M+P rats regarding the area of the medial layer of the pulmonary arteries; IL-1 and PDGF levels; or survival. CONCLUSIONS: On the basis of our results, we cannot conclude that the monocrotaline+pneumonectomy model is superior to the monocrotaline model.

OBJETIVO: Comparar os achados histopatológicos e de apoptose em pulmões de ratos preservados em soluções low-potassium dextran (LPD, baixo potássio dextrana), histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK, histidina-triptofano-cetoglutarato) ou salina normal (SN) em 6 h e 12 h de isquemia pela utilização de um modelo experimental de perfusão pulmonar ex vivo. MÉTODOS: Sessenta ratos Wistar foram anestesiados, randomizados e submetidos à perfusão anterógrada pela artéria pulmonar com uma das soluções preservadoras. Após a extração, os blocos cardiopulmonares foram preservados por 6 ou 12 h a 4ºC, sendo então reperfundidos com sangue homólogo em um sistema de perfusão ex vivo durante 60 min. Ao final da reperfusão, fragmentos do lobo médio foram extraídos e processados para histopatologia, sendo avaliados os seguintes parâmetros: congestão, edema alveolar, hemorragia alveolar, hemorragia, infiltrado inflamatório e infiltrado intersticial. O grau de apoptose foi avaliado pelo método TdT-mediated dUTP nick end labeling. RESULTADOS: A histopatologia demonstrou que todos os pulmões preservados com SN apresentaram edema alveolar após 12 h de isquemia. Não houve diferenças em relação ao grau de apoptose nos grupos estudados. CONCLUSÕES: No presente estudo, os achados histopatológicos e de apoptose foram semelhantes com o uso das soluções LPD e HTK, enquanto a presença de edema foi significativamente maior com o uso de SN.

OBJECTIVE: To compare histopathological findings and the degree of apoptosis among rat lungs preserved with low-potassium dextran (LPD) solution, histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK) solution, or normal saline (NS) at two ischemia periods (6 h and 12 h) using an experimental rat model of ex vivo lung perfusion. METHODS: Sixty Wistar rats were anesthetized, randomized, and submitted to antegrade perfusion via pulmonary artery with one of the preservation solutions. Following en bloc extraction, the heart-lung blocks were preserved for 6 h or 12 h at 4ºC and then reperfused with homologous blood for 60 min in an ex vivo lung perfusion system. At the end of the reperfusion, fragments of the middle lobe were extracted and processed for histopathological examination. The parameters evaluated were congestion, alveolar edema, alveolar hemorrhage, inflammatory infiltrate, and interstitial infiltrate. The degree of apoptosis was assessed using the TdT-mediated dUTP nick end labeling method. RESULTS: The histopathological examination showed that all of the lungs preserved with NS presented alveolar edema after 12 h of ischemia. There were no statistically significant differences among the groups in terms of the degree of apoptosis. CONCLUSIONS: In this study, the histopathological and apoptosis findings were similar with the use of either LPD or HTK solutions, whereas the occurrence of edema was significantly more common with the use of NS.

OBJETIVO: Apresentar um modelo experimental de administração de prostaglandina I2 (PGI2) por via inalatória vs. parenteral e avaliar o desempenho funcional dos pulmões em um sistema de perfusão pulmonar ex vivo. MÉTODOS: Quarenta ratos Wistar foram anestesiados, ventilados, submetidos a laparotomia com ressecção do esterno e anticoagulados. O tronco da artéria pulmonar foi canulado. Todos os animais foram submetidos a ventilação mecânica. Os animais foram randomizados em quatro grupos (10 ratos/grupo): salina nebulizada (SN); salina parenteral (SP); PGI2 nebulizada (PGI2N); e PGI2 parenteral (PGI2P). A dose de PGI2 nos grupos PGI2N e PGI2P foi de 20 e 10 µg/kg, respectivamente. Os blocos cardiopulmonares foram submetidos in situ a perfusão anterógrada com solução de baixo potássio e dextrana a 4ºC via artéria pulmonar, extraídos em bloco e armazenados a 4ºC por 6 h. Os blocos foram ventilados e perfundidos em um sistema ex vivo por 50 min, sendo obtidas medidas de mecânica ventilatória, hemodinâmica e trocas gasosas. RESULTADOS: Houve redução da pressão arterial pulmonar média após a nebulização em todos os grupos (p < 0,001), sem diferença entre os grupos. Na perfusão ex vivo, a mecânica ventilatória não diferiu entre os grupos. Houve redução da capacidade relativa de oxigenação ao longo da perfusão nos grupos SN e SP (p = 0,04), e houve aumento significativo da pressão arterial pulmonar no grupo SN. CONCLUSÕES: O modelo experimental de administração de PGI2 na extração pulmonar é exequível e confiável. Na reperfusão, os resultados de hemodinâmica e de trocas gasosas demonstraram tendência a um melhor desempenho com o uso de PGI2 do que com solução salina.

OBJECTIVE:To present a model of prostaglandin I2 (PGI2) administration (inhaled vs. parenteral) and to assess the functional performance of the lungs in an ex vivo lung perfusion system. METHODS: Forty Wistar rats were anesthetized and placed on mechanical ventilation followed by median sterno-laparotomy and anticoagulation. The main pulmonary artery was cannulated. All animals were maintained on mechanical ventilation and were randomized into four groups (10 rats/group): inhaled saline (IS); parenteral saline (PS); inhaled PGI2 (IPGI2); and parenteral PGI2 (PPGI2). The dose of PGI2 used in the IPGI2 and PPGI2 groups was 20 and 10 µg/kg, respectively. The heart-lung blocks were submitted to antegrade perfusion with a low potassium and dextran solution via the pulmonary artery, followed by en bloc extraction and storage at 4ºC for 6 h. The heart-lung blocks were then ventilated and perfused in an ex vivo lung perfusion system for 50 min. Respiratory mechanics, hemodynamics, and gas exchange were assessed. RESULTS: Mean pulmonary artery pressure following nebulization decreased in all groups (p < 0.001), with no significant differences among the groups. During the ex vivo perfusion, respiratory mechanics did not differ among the groups, although relative oxygenation capacity decreased significantly in the IS and PS groups (p = 0.04), whereas mean pulmonary artery pressure increased significantly in the IS group. CONCLUSIONS: The experimental model of inhaled PGI2 administration during lung extraction is feasible and reliable. During reperfusion, hemodynamics and gas exchange trended toward better performance with the use of PGI2 than that with the use of saline.

Estudos de preservação pulmonar em modelos experimentais realizados em animais de pequeno porte são de realização mais simples e barata. Esta comunicação tem o enfoque de descrever tecnicamente um modelo de perfusão pulmonar ex vivo em ratos, com o uso de um equipamento disponível comercialmente que foi o primeiro a ser instalado em um laboratório de pesquisa em cirurgia torácica no Brasil. Descrevemos detalhadamente o modelo e sua preparação, assim como suas aplicações para estudos de preservação pulmonar. Os detalhes técnicos da preparação podem ser observados também em um vídeo postado no site do Jornal Brasileiro de Pneumologia.

Small animal models are particularly suitable for lung preservation studies, because they are simple and cost-effective. This brief communication focuses on the technical description of an ex vivo lung perfusion model in rats by means of a commercially available apparatus, which was the first to be installed in a thoracic surgery research laboratory in Brazil. The model and its preparation, together with its applications for lung preservation studies, are described in detail. All technical details can also be seen in a video posted on the website of the Brazilian Journal of Pulmonology.

INTRODUCTION: Mechanical ventilation with positive end expiratory pressure (PEEP) improves oxygenation and treats acute pulmonary failure. However, increased intrathoracic pressure may cause regional blood flow alterations that may contribute to mesenteric ischemia and gastrointestinal failure. We investigated the effects of different PEEP levels on mesenteric leukocyte-endothelial interactions. METHODS: Forty-four male Wistar rats were initially anesthetized (Pentobarbital I.P. 50mg/kg) and randomly assigned to one of the following groups: 1) NAIVE (only anesthesia; n=9), 2) PEEP 0 (PEEP of 0 cmH2O, n=13), 3) PEEP 5 (PEEP of 5 cmH2O, n=12), and 4) PEEP 10 (PEEP of 10 cmH2O, n=13). Positive end expiratory pressure groups were tracheostomized and mechanically ventilated with a tidal volume of 10 mL/kg, respiratory rate of 70 rpm, and inspired oxygen fraction of 1. Animals were maintained under isoflurane anesthesia. After two hours, laparotomy was performed, and leukocyte-endothelial interactions were evaluated by intravital microscopy. RESULTS: No significant changes were observed in mean arterial blood pressure among groups during the study. Tracheal peak pressure was smaller in PEEP 5 compared with PEEP 0 and PEEP 10 groups (11, 15, and 16 cmH2O, respectively; p<0.05). After two hours of MV, there were no differences among NAIVE, PEEP 0 and PEEP 5 groups in the number of rollers (118±9,127±14 and 147±26 cells/10minutes, respectively), adherent leukocytes (3±1,3±1 and 4±2 cells/100µm venule length, respectively), and migrated leukocytes (2±1,2±1 and 2±1 cells/5,000µm², respectively) at the mesentery. However, the PEEP 10 group exhibited an increase in the number of rolling, adherent and migrated leukocytes (188±15 cells / 10 min, 8±1 cells / 100 µm and 12±1 cells / 5,000 µm², respectively; p<0.05). CONCLUSIONS: High intrathoracic pressure was harmful to mesenteric microcirculation in the experimental model of rats with normal lungs and stable systemic blood pressure, a finding that may have relevance for complications related to mechanical ventilation.

OBJETIVO: Avaliar os efeitos da azatioprina sobre o sistema mucociliar em um modelo de secção e anastomose brônquica em ratos. MÉTODOS: Trinta e seis ratos machos da raça Wistar-Furth foram submetidos à secção e anastomose brônquica esquerda e separados aleatoriamente em dois grupos para receberem solução salina ou azatioprina. Após 7, 15 e 30 dias de terapia, seis animais de cada grupo foram sacrificados, e foram realizadas as medidas da velocidade de transporte mucociliar in situ, da transportabilidade do muco in vitro e do ângulo de contato do muco nos brônquios direito (intacto) e esquerdo (seccionado). RESULTADOS: A velocidade de transporte mucociliar in situ foi significativamente menor nos brônquios seccionados do que nos brônquios intactos (p < 0,001). Houve redução da velocidade de transporte mucociliar in situ nos brônquios intactos dos animais tratados com azatioprina por 7 dias (p < 0,05), havendo completa recuperação após 30 dias de terapia. O ângulo de contato do muco foi maior nos brônquios seccionados dos animais tratados com solução salina por 30 dias (p < 0,001), estando de acordo com a redução da transportabilidade do muco in vitro observada nos mesmos animais (p < 0,001). CONCLUSÕES: Concluímos que, nos brônquios seccionados de ratos, a terapia com azatioprina causa um prejuízo apenas transitório do transporte mucociliar, enquanto a administração de solução salina prejudica o transporte mucociliar por até 30 dias. Além disso, a azatioprina contribui para prevenir alterações nas propriedades da superfície do muco.

OBJECTIVE: To evaluate the effects of azathioprine on the mucociliary system in a model of bronchial section and anastomosis in rats. METHODS: Thirty-six male Wistar-Furth rats were submitted to left bronchial section and anastomosis and divided into two groups to receive either saline solution or azathioprine. After 7, 15 and 30 days of treatment, six animals from each group were killed, after which in situ mucociliary transport velocity, in vitro mucus transportability, and contact angle of mucus in the right (intact) and left (sectioned) bronchi were measured. RESULTS: In situ mucociliary transport velocity was significantly lower in the sectioned bronchi than in the intact bronchi (p < 0.001). In situ mucociliary transport velocity was lower in the intact bronchi of the animals treated with azathioprine for 7 days (p < 0.05), and those bronchi presented full recovery after 30 days of treatment. The contact angle was higher in the mucus samples collected from the sectioned bronchi of the animals treated with saline solution for 30 days (p < 0.001), which is in accordance with the decreased in vitro mucus transportability observed in the same animals (p < 0.001). CONCLUSIONS: We conclude that, in the sectioned bronchi of rats, treatment with azathioprine causes only transitory impairment of mucociliary transport, whereas administration of saline solution impairs mucociliary transport for up to 30 days. In addition, azathioprine protects against alterations in mucus surface properties.

INTRODUÇÃO: Alterações estruturais da circulação pulmonar traduzem processo de remodelação vascular e têm relação provável com variações locais de fluxo e isquemia. OBJETIVO: Definir as alterações histológicas na circulação pulmonar após obstrução experimental da artéria pulmonar. Correlacioná-las com os padrões de redistribuição sangüínea e remodelação vascular. MÉTODO: Foram submetidos à toracotomia esquerda 48 ratos Wistar, alocados aleatoriamente em dois grupos, com ligadura da artéria pulmonar e controle, e sacrificados com 1, 7, 30 e 60 dias. Nos pulmões retirados avaliou-se presença de sinais de injúria no parênquima e mensurou-se diâmetro externo e espessura da parede das arteríolas de bronquíolos terminais, respiratórios e alveolares. Diâmetro interno e porcentagem de espessura da parede foram calculados. RESULTADOS: Só ocorreu infarto, necrose e hemorragia no pulmão isquêmico. No não isquêmico houve aumento mantido dos diâmetros externo e interno das arteríolas, com redução inicial da espessura no 1º dia e valores semelhantes aos do grupo controle no 60º dia. No pulmão isquêmico houve redução transitória nos diâmetros externo e interno das arteríolas de bronquíolos terminais e respiratórios, com aumento, inicial e transitório, na sua espessura. As arteríolas alveolares apresentaram aumento do diâmetro externo e espessura da parede, com redução do diâmetro interno, mantida e progressiva. CONCLUSÃO: Este modelo reproduz arteriopatia distal em pacientes com tromboembolismo pulmonar crônico. A resposta vascular no pulmão não isquêmico é compatível com padrão de remodelação de hiperfluxo; a no pulmão isquêmico com hipofluxo e isquemia. Nas arteríolas de bronquíolos terminais e respiratórios a resposta foi transitória. Nas alveolares foi progressiva e mantida, pela provável ocorrência tardia de hiperfluxo local.

BACKGROUND: Structural alterations to the pulmonary circulation characterize the vascular remodeling process and are likely correlated with local variations in flow and ischemia. OBJECTIVE: To define the histological alterations to the pulmonary circulation seen after experimentally-induced ischemia of the pulmonary artery and to correlate those alterations with known patterns of blood redistribution and vascular remodeling. METHOD: Wistar rats (n = 48) were randomized into two groups with ligation of the pulmonary artery and without (controls) and were sacrificed on post-ischemia days 1, 7, 30 and 60. Lungs were removed and inspected for signs of parenchymal injury. External diameters, as well as wall thicknesses in the pulmonary, alveolar and bronchial end arterioles, were measured. Internal diameter and wall thickness percentage were calculated. RESULTS: Infarction, necrosis and hemorrhage occurred only in ischemic lungs. In nonischemic lungs, there was a sustained increase in the internal and external arteriolar diameters, with an initial reduction in wall thickness on day 1, and day-60 values were similar to those seen in controls. In ischemic lungs, there was a transitory reduction in the internal and external diameters of the pulmonary and bronchial end arterioles, together with an initial, equally transitory, increase in their wall thickness. The alveolar arterioles presented sustained and progressive increases in external diameter and wall thickness, with concomitant reductions in internal diameter. CONCLUSION: This model mimics distal arterial disease in patients with chronic pulmonary thromboembolism. The vascular response in nonischemic lungs was consistent with a pattern of flow remodeling, whereas that seen in ischemic lungs was more consistent with flow and ischemia. In the pulmonary and bronchial end arterioles, the response was transitory, in contrast to the sustained and progressive response seen in the alveolar arterioles, which was probably caused by delayed local flow.

INTRODUÇÃO: A cirurgia redutora do volume pulmonar pode ser uma opção para portadores de enfisema com grave limitação ventilatória. OBJETIVO: Avaliar funcional e morfologicamente pulmões enfisematosos antes e depois da cirurgia de redução de volume pulmonar, através de modelo experimental em ratos. MÉTODO: Dois grupos experimentais de ratos Wistar foram estabelecidos (papaína sem cirurgia e papaína com cirurgia), e três grupos controle (solução fisiológica sem cirurgia, solução fisiológica com cirurgia e papaína sem ventilação mecânica). Após cerca de 40 dias da instilação intratraqueal da solução de papaína ou fisiológica, os animais dos grupos papaína com cirurgia e solução fisiológica com cirurgia foram submetidos a bilobectomia média e retrocava através de toracotomia direita. Após uma semana, foram submetidos a mecânica ventilatória, com medidas de elastância e resistência das vias aéreas. O tecido pulmonar de todos os animais foi analisado quanto ao diâmetro alveolar médio e quantidade de fibras elásticas. RESULTADOS: A análise morfométrica revelou médias superiores de diâmetro alveolar médio nos pulmões dos grupos submetidos à papaína em comparação com a solução fisiológica. A quantificação de fibras elásticas de septos alveolares dos animais tratados com papaína foi menor que daqueles com solução fisiológica. A elastância dos animais submetidos à bilobectomia e papaína foi maior que a dos submetidos à papaína sem cirurgia e estatisticamente igual aos submetidos à solução fisiológica com e sem cirurgia. CONCLUSÃO: A capacidade de recolhimento elástico do sistema respiratório dos animais com enfisema pulmonar submetidos à redução de volume pulmonar através da bilobectomia retornou a valores equivalentes aos dos grupos controle.

BACKGROUND: Lung volume reduction surgery may be a viable treatment alternative for emphysema patients suffering from severe respiratory insufficiency. OBJECTIVES: To evaluate functional and morphological aspects of emphysematous rat lungs, prior to and following lung volume reduction surgery. METHOD: Wistar rats were divided into two experimental groups (papain without surgery and papain with surgery) and three control groups (saline without surgery, saline with surgery and papain without mechanical ventilation). After approximately 40 days of endotracheal instillation of papain or saline solution, animals in the papain with surgery and saline with surgery groups were submitted to bilobectomy of the middle lobes by right thoracotomy along the posterior border of the superior vena cava. After 1 week, the same animals were submitted to a mechanical ventilation study, which involved measurement of lung elasticity and airway resistance. For all of the animals studied, lung tissue was analyzed in order to determine alveolar diameter and the elastic fiber quantity. RESULTS: Morphometric analysis revealed higher mean alveolar diameter in the lungs of all animals exposed to papain as compared to those exposed to saline. Elastic fiber counts in the alveolar septa of animals treated with papain were lower than those of animals receiving saline. In the animals submitted to bilobectomy and papain, lung elasticity was greater than in those receiving papain without surgery and was statistically equal to that seen in animals receiving saline (with or without surgery). CONCLUSION: In the respiratory systems of animals with pulmonary emphysema submitted to lung volume reduction by bilobectomy, the capacity for elastic recoil returned to values equivalent to those of the control group animals.

OBJETIVO: Este trabalho tem como objetivo avaliar a ocorrência e as repercussões de enfisema pulmonar quimicamente induzido e as alterações morfológicas presentes em corações de ratos após sua indução, acompanhando sua progressão ao longo do tempo. MÉTODO: Foram avaliados 75 ratos divididos em dois grupos, papaína (N=50) e controle (N=25), submetidos à instilação intratraqueal de papaína e solução fisiológica, respectivamente. Os animais foram sacrificados 30, 60, 90, 120 ou 180 dias após a instilação. Foi realizada gasometria do sangue arterial, análise morfométrica dos pulmões e coração. RESULTADOS: A instilação de papaína produziu destruição do tecido alveolar, mimetizando alterações morfológicas encontradas no enfisema pulmonar, com diâmetro alveolar médio maior no grupo papaína em relação ao controle em todos os momentos avaliados (p<0,05). A espessura da parede do ventrículo direito e do septo interventricular não apresentou alterações macroscópicas significativas no período de até seis meses após a indução do enfisema. A cavidade do ventrículo direito apresentou dilatação, a partir de 120 dias após indução do enfisema, com área média superior aos respectivos controles aos 120 e 180 dias (p=0,001). O ventrículo esquerdo apresentou significativa redução da área de sua cavidade, 90 dias após a indução do enfisema pulmonar, acompanhada de discreto espessamento de sua parede. CONCLUSÕES: O modelo experimental empregado foi eficiente para induzir morfologicamente o enfisema pulmonar. A presença de enfisema pulmonar não provocou alterações morfológicas na parede do ventrículo direito e septo interventricular. A destruição alveolar induziu hipertrofia do ventrículo esquerdo e dilatação do ventrículo direito.

OBJECTIVE: The purpose of this study is to evaluate the occurrence and repercussions of chemically induced pulmonary emphysema and the morphological alterations present in rats' hearts of post-induction and to follow the progression afterwards. METHOD: Seventy five rats divided into two groups: papain (N=50) and control (N=25), were submitted to intratracheal instillation of papain and saline solution, respectively, and were evaluated. The animals were sacrificed 30, 60, 90, 120 or 180 days post-instillation. Arterial blood gases and cardiac and pulmonary morphometrical analysis were performed. RESULTS: Papain instillation produced alveolar tissue destruction similar to the morphological alterations observed in pulmonary emphysema. The papain group presented mean alveolar diameter higher than controls in all periods evaluated (p<0.05). Right ventricle wall thickness and interventricular septum did not show significant macroscopic alterations until six months after emphysema induction. The right ventricle area presented enlargement 120 days after induction of the pulmonary emphysema, with mean area higher than control at 120 e 180 days (p=0.001). The left ventricle presented significant cavity area decrease 90 days after induction of the pulmonary emphysema, followed by slight wall thickening. CONCLUSIONS: The adopted experimental model was efficient to morphologically induce the pulmonary emphysema. The presence of pulmonary emphysema did not provoke morphological changes in the right ventricle wall and interventricular septum. The alveolar destruction induced left ventricular hypertrophy and enlargement of the right ventricle.

Objetivo: Com a finalidade de estabelecer uma linha de pesquisa em cirurgia redutora de volume pulmonar, foi proposta a reprodução de um modelo experimental de enfisema em ratos através da instilação intratraqueal de papaína. Métodos: Foi feita a instilação orotraqueal de papaína (20mg/kg) dissolvida em 3,5ml/kg de solução fisiológica a 0,9%. Após 40 dias da instilação, os animais foram submetidos a mecânica ventilatória, com medidas de elastância e resistência do sistema respiratório, e sacrificados com retirada dos pulmões. O tecido pulmonar dos animais foi analisado qualitativamente com coloração de hematoxilina-eosina e submetido à análise morfométrica com medida do diâmetro alveolar médio. O tecido pulmonar foi também submetido à coloração de resorcina-fucsina, para identificação de fibras elásticas, que foram quantificadas em septos alveolares através de análise digital de imagem. Resultados: A análise histológica dos pulmões dos animais submetidos à instilação de papaína mostrou um enfisema pan-acinar, com rotura de septos alveolares e hiperdistensão alveolar. A análise morfométrica revelou médias superiores de diâmetro alveolar médio nos pulmões dos animais submetidos à papaína (149,08mim e 100,56mim), em comparação com o grupo de solução fisiológica (64,08mim e 75,90mim). A quantificação de fibras elásticas de septos alveolares de animais tratados com papaína foi 70% menor do que a de animais submetidos à solução fisiológica. A mecânica ventilatória não mostrou diferença na resistência do sistema respiratório de animais submetidos à papaína ou à solução fisiológica. Já no caso da elastância do sistema respiratório, esta foi menor nos animais do grupo com papaína, em comparação com o grupo com solução fisiológica, demonstrando comportamento funcional do grupo com papaína compatível com enfisema pulmonar, apresentando diminuição da capacidade de recolhimento elástico do tecido pulmonar. Conclusão: Foi possível reproduzir um modelo experimental de enfisema pulmonar pan-acinar em ratos, através da instilação de papaína pela árvore respiratória, com comprovação funcional e morfológica.

Objective: The reproduction of an experimental emphysema model in rats by intratracheal instillation of papain was proposed for the evaluation of lung volume reduction surgeries. Method: The study used orotracheal instillation of papain (20 mg/kg) dissolved in 0.9% saline solution. Forty days after instillation, animals underwent mechanical ventilation. Elastance and resistance of the respiratory system were measured, and the rats were sacrificed by having their lungs removed. The pulmonary tissue of the animals was qualitatively analyzed with hematoxylin-eosin staining and submitted to morphometric analysis for the measurement of the mean alveolar diameter. The pulmonary tissue was also subjected to resorcin-fuchsin staining for the identification of elastic fibers, which were quantified in alveolar septa by digital imaging. Results: In the animals instilled with papain, the histological analysis of the lungs showed pan-acinar emphysema, with rupture of alveolar septa and hyperdistention. Morphometric analysis showed higher mean values for mean alveolar diameter in the lungs of the animals submitted to papain (149.08 mm and 100.56 mm) as compared to the group receiving saline solution (64.08 mm and 75.90 mm). The quantification of elastic fibers of alveolar septa of papain-treated animals was 70% lower than in the animals receiving saline solution. Mechanic ventilation did not show differences in respiratory system resistance of animals receiving papain or saline solution. Respiratory system elastance was lower in the group receiving papain than in the group receiving saline solution, showing a functional status compatible with pulmonary emphysema, with decreased elasticity of the pulmonary tissue. Conclusion: The reproduction of an experimental model of pan-acinar pulmonary emphysema in rats was achieved by papain instillation through the respiratory tree with functional and morphologic evidences.