Autor(es):
Baptista, Maria João Ribeiro Leite 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/1822/7706
Origem: RepositóriUM - Universidade do Minho
Detalhes do Documento
Perinatal cardiac function in congenital diaphragmatic hernia
Descrição
Tese de Doutoramento Ciências da Saúde – Ciências Biológicas e Biomédicas Congenital diaphragmatic hernia (CDH) is a congenital condition with variable illness severity that usually requires complex and multidisciplinary care. The physiologic consequences of this defect may be mild and minimally symptomatic at birth, but almost half of CDH infants present with severe forms of the disease, with poor outcome and extremely high mortality, despite aggressive treatment even in experienced teams with sophisticated management protocols. Morbidity and mortality associated with CDH is largely dependent of lung hypoplasia and pulmonary hypertension (PH). Most severe CDH newborns clinically resemble infants in terminal heart failure, even in the absence of cardiac malformation. During the last decade several authors suggested the existence of heart hypoplasia and immaturity in CDH, as occurs in lung. From our initial works we defined that heart hypoplasia in the experimental rat model of CDH was related with nitrofen and occurs only in early phases of gestation. In addition, in that model, prenatal treatment with vitamin A partially prevents the diaphragmatic defect and lung hypoplasia but only interfere with the molecular effect of nitrofen in lung hypoplasia. The absence of heart hypoplasia did not preclude the existence of some degree of molecular heart immatury that hampers heart function in pressure overload conditions. We exhaustively investigated throughout gestation several molecular parameters of heart development and we didn’t find any molecular signs of myocardium immaturity in this experimental model of CDH, since the molecular parameters were similar in all studied groups (control, nitrofen and CDH groups). With these results, we exclude the hypothesis that heart hypoplasia or immature could be the missing link in CDH responsible for greater mortality. We hypothesize that heart failure in CDH infants might be caused essentially by cardiac overload secondary to severe PH. In the experimental model of nitrofen induced CDH we demonstrated genetic molecular expression of the cardiac overload markers B type natriuretic peptide, endothelin-1 and angiotensinogen throughout gestation and after birth. We found that although during gestation the cardiac expression of those markers was similar in CDH and control fetuses, after birth there are a significant increase in the expression of all studied markers in right ventricle (RV) in CDH group. Simultaneously, in a clinical study we demonstrated that CDH Human infants present echocardiographic evidence of heart function adaptation, systolic and diastolic, in both ventricles. The heart dysfunction was also demonstrated by the increase in plasmatic N-terminalpro- B type natriuretic peptide (NT-proBNP) level, an overload biochemical marker. Moreover, plasmatic levels of NT-proBNP had an excellent correlation with PH and seem to have prognostic value in CDH. Taking into account all these findings, we suggest a protocol to evaluate PH and heart function in CDH infants, based in echocardiographic and serical parameters. This protocol would be useful to establish prognosis, follow-up of the clinical evolution, support the decision to pulmonary vasodilators therapy, and will help in the decision of the moment to surgical repair of CDH infants. A Hérnia Diafragmática Congénita (HDC) é uma perturbação do desenvolvimento embrionário que pode afectar diferentes órgãos para além do diafragma e do pulmão, como o coração ou o rim, exigindo uma abordagem complexa e multidisciplinar. As consequências fisiológicas da doença podem ser variáveis, existindo formas muito leves e minimamente sintomáticas até quadros clínicos em que se associam múltiplas malformações incompatíveis com a vida. No entanto, cerca de metade dos recém-nascidos (RN) afectados apresentam-se com formas caracterizadas por hipoplasia pulmonar grave, com prognóstico reservado e mortalidade inaceitavelmente elevada, apesar da disponibilização de abordagens terapêuticas agressivas e sofisticadas, mesmo em centros de referência. Actualmente, considera-se que a morbilidade e a mortalidade associadas à HDC estão dependentes da gravidade da hipoplasia pulmonar e da hipertensão pulmonar (HTP) existentes. No entanto, a evolução dos RN afectados caracteriza-se por uma grande imprevisibilidade, com agravamentos clínicos sustentados que muitas vezes não respondem à terapêutica instituída. Da experiência acumulada no tratamento destes RN apercebemo-nos de que os doentes mais gravemente afectados apresentam uma instabilidade ventilatória e hemodinâmica semelhante à da insuficiência cardíaca terminal, mesmo na ausência de doença cardíaca estrutural. Durante a última década tem sido sugerida a existência de hipoplasia e/ou imaturidade cardíaca nestes doentes. Os estudos desenvolvidos pelo nosso grupo demonstraram que no modelo da HDC induzida experimentalmente pelo nitrofeno verifica-se hipoplasia cardíaca apenas causada pelo nitrofeno e em fases precoces do desenvolvimento fetal. Neste modelo demonstramos que o tratamento prenatal com vitamina A previne parcialmente a ocorrência de defeito diafragmático e melhora o crescimento pulmonar, interferindo apenas nos mecanismos moleculares relacionados com o nitrofeno. A inexistência de hipoplasia cardíaca no termo da gestação, não excluía algum grau de imaturidade que eventualmente comprometesse a função cardíaca em situações de sobrecarga ventricular de pressão. Assim, realizámos um estudo exaustivo para avaliar a expressão de diversos parâmetros moleculares de desenvolvimento cardíaco, ao longo da gestação, e não encontrámos qualquer evidência molecular de imaturidade miocárdica, pelo que excluímos a hipótese de existir hipoplasia ou imaturidade cardíaca que contribuísse para a elevada mortalidade destes doentes, valorizando a importância da sobrecarga de pressão causada pela HTP na função ventricular. No modelo experimental da HDC, demonstrámos que a expressão génica de marcadores de sobrecarga ventricular (peptídeo natriurético do tipo B, endotelina 1 e angiotensinogénio) não sofria qualquer alteração durante a gestação, registando-se um significativo aumento da sua expressão ventricular direita após o nascimento no grupo HDC. Simultaneamente, num estudo clínico efectuado demonstrámos que RN Humanos com HDC apresentam evidência ecocardiográfica de adaptação da função cardíaca, sistólica e diastólica, em ambos os ventrículos. Esta disfunção foi também demonstrada pelo aumento do fragmento N terminal do peptideo natriurético tipo B (NT-proBNP), um marcador bioquímico de sobrecarga ventricular. Os níveis plasmáticos de NT-proBNP apresentam uma excelente correlação com a HTP e parecem ter interesse prognóstico nos RN com HDC. Com base no trabalho desenvolvido propomos um protocolo de avaliação da HTP e da função cardíaca baseado em parâmetros ecocardiográficos e bioquímicos que possam monitorizar a evolução clínica, fundamentar a decisão de inicio de terapêutica vasodilatadora pulmonar, decidir o momento ideal para a cirurgia de reparação bem como estabelecer o prognóstico dos RN com HDC.
Tese de Doutoramento Ciências da Saúde – Ciências Biológicas e Biomédicas Congenital diaphragmatic hernia (CDH) is a congenital condition with variable illness severity that usually requires complex and multidisciplinary care. The physiologic consequences of this defect may be mild and minimally symptomatic at birth, but almost half of CDH infants present with severe forms of the disease, with poor outcome and extremely high mortality, despite aggressive treatment even in experienced teams with sophisticated management protocols. Morbidity and mortality associated with CDH is largely dependent of lung hypoplasia and pulmonary hypertension (PH). Most severe CDH newborns clinically resemble infants in terminal heart failure, even in the absence of cardiac malformation. During the last decade several authors suggested the existence of heart hypoplasia and immaturity in CDH, as occurs in lung. From our initial works we defined that heart hypoplasia in the experimental rat model of CDH was related with nitrofen and occurs only in early phases of gestation. In addition, in that model, prenatal treatment with vitamin A partially prevents the diaphragmatic defect and lung hypoplasia but only interfere with the molecular effect of nitrofen in lung hypoplasia. The absence of heart hypoplasia did not preclude the existence of some degree of molecular heart immatury that hampers heart function in pressure overload conditions. We exhaustively investigated throughout gestation several molecular parameters of heart development and we didn’t find any molecular signs of myocardium immaturity in this experimental model of CDH, since the molecular parameters were similar in all studied groups (control, nitrofen and CDH groups). With these results, we exclude the hypothesis that heart hypoplasia or immature could be the missing link in CDH responsible for greater mortality. We hypothesize that heart failure in CDH infants might be caused essentially by cardiac overload secondary to severe PH. In the experimental model of nitrofen induced CDH we demonstrated genetic molecular expression of the cardiac overload markers B type natriuretic peptide, endothelin-1 and angiotensinogen throughout gestation and after birth. We found that although during gestation the cardiac expression of those markers was similar in CDH and control fetuses, after birth there are a significant increase in the expression of all studied markers in right ventricle (RV) in CDH group. Simultaneously, in a clinical study we demonstrated that CDH Human infants present echocardiographic evidence of heart function adaptation, systolic and diastolic, in both ventricles. The heart dysfunction was also demonstrated by the increase in plasmatic N-terminalpro- B type natriuretic peptide (NT-proBNP) level, an overload biochemical marker. Moreover, plasmatic levels of NT-proBNP had an excellent correlation with PH and seem to have prognostic value in CDH. Taking into account all these findings, we suggest a protocol to evaluate PH and heart function in CDH infants, based in echocardiographic and serical parameters. This protocol would be useful to establish prognosis, follow-up of the clinical evolution, support the decision to pulmonary vasodilators therapy, and will help in the decision of the moment to surgical repair of CDH infants. A Hérnia Diafragmática Congénita (HDC) é uma perturbação do desenvolvimento embrionário que pode afectar diferentes órgãos para além do diafragma e do pulmão, como o coração ou o rim, exigindo uma abordagem complexa e multidisciplinar. As consequências fisiológicas da doença podem ser variáveis, existindo formas muito leves e minimamente sintomáticas até quadros clínicos em que se associam múltiplas malformações incompatíveis com a vida. No entanto, cerca de metade dos recém-nascidos (RN) afectados apresentam-se com formas caracterizadas por hipoplasia pulmonar grave, com prognóstico reservado e mortalidade inaceitavelmente elevada, apesar da disponibilização de abordagens terapêuticas agressivas e sofisticadas, mesmo em centros de referência. Actualmente, considera-se que a morbilidade e a mortalidade associadas à HDC estão dependentes da gravidade da hipoplasia pulmonar e da hipertensão pulmonar (HTP) existentes. No entanto, a evolução dos RN afectados caracteriza-se por uma grande imprevisibilidade, com agravamentos clínicos sustentados que muitas vezes não respondem à terapêutica instituída. Da experiência acumulada no tratamento destes RN apercebemo-nos de que os doentes mais gravemente afectados apresentam uma instabilidade ventilatória e hemodinâmica semelhante à da insuficiência cardíaca terminal, mesmo na ausência de doença cardíaca estrutural. Durante a última década tem sido sugerida a existência de hipoplasia e/ou imaturidade cardíaca nestes doentes. Os estudos desenvolvidos pelo nosso grupo demonstraram que no modelo da HDC induzida experimentalmente pelo nitrofeno verifica-se hipoplasia cardíaca apenas causada pelo nitrofeno e em fases precoces do desenvolvimento fetal. Neste modelo demonstramos que o tratamento prenatal com vitamina A previne parcialmente a ocorrência de defeito diafragmático e melhora o crescimento pulmonar, interferindo apenas nos mecanismos moleculares relacionados com o nitrofeno. A inexistência de hipoplasia cardíaca no termo da gestação, não excluía algum grau de imaturidade que eventualmente comprometesse a função cardíaca em situações de sobrecarga ventricular de pressão. Assim, realizámos um estudo exaustivo para avaliar a expressão de diversos parâmetros moleculares de desenvolvimento cardíaco, ao longo da gestação, e não encontrámos qualquer evidência molecular de imaturidade miocárdica, pelo que excluímos a hipótese de existir hipoplasia ou imaturidade cardíaca que contribuísse para a elevada mortalidade destes doentes, valorizando a importância da sobrecarga de pressão causada pela HTP na função ventricular. No modelo experimental da HDC, demonstrámos que a expressão génica de marcadores de sobrecarga ventricular (peptídeo natriurético do tipo B, endotelina 1 e angiotensinogénio) não sofria qualquer alteração durante a gestação, registando-se um significativo aumento da sua expressão ventricular direita após o nascimento no grupo HDC. Simultaneamente, num estudo clínico efectuado demonstrámos que RN Humanos com HDC apresentam evidência ecocardiográfica de adaptação da função cardíaca, sistólica e diastólica, em ambos os ventrículos. Esta disfunção foi também demonstrada pelo aumento do fragmento N terminal do peptideo natriurético tipo B (NT-proBNP), um marcador bioquímico de sobrecarga ventricular. Os níveis plasmáticos de NT-proBNP apresentam uma excelente correlação com a HTP e parecem ter interesse prognóstico nos RN com HDC. Com base no trabalho desenvolvido propomos um protocolo de avaliação da HTP e da função cardíaca baseado em parâmetros ecocardiográficos e bioquímicos que possam monitorizar a evolução clínica, fundamentar a decisão de inicio de terapêutica vasodilatadora pulmonar, decidir o momento ideal para a cirurgia de reparação bem como estabelecer o prognóstico dos RN com HDC.
Tipo de Documento
Tese de Doutoramento
Idioma Português
Orientador(es) Pinto, Jorge Manuel Nunes Correia; Areias, José Carlos Neves Cunha
Idioma Português
Orientador(es) Pinto, Jorge Manuel Nunes Correia; Areias, José Carlos Neves Cunha
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