As grandes cirurgias e doenças críticas produzem uma resposta inflamatória sistémica potencialmente fatal, que é contrabalançada por alterações na hormona adrenocorticotrófica (ACTH) e no cortisol.

O sistema de resposta ao stress do corpo, conhecido como eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA), controla a produção destas hormonas como parte vital da resposta dos pacientes à cirurgia, mas os investigadores descobriram que não existe uma simples resposta graduada de HPA à cirurgia cardíaca.

Pesquisas feitas por especialistas das Universidades de Birmingham e Bristol, publicadas na Royal Society Interface, mostram que a cirurgia cardíaca causa grandes mudanças dinâmicas na concentração de ACTH e cortisol, bem como o seu padrão de secreção.

Utilizando novas técnicas matemáticas, os investigadores desenvolveram um modelo de atividade do eixo HPA que prevê os mecanismos fisiológicos responsáveis pelos diferentes padrões de secreção de cortisol.

Descobriram que a resposta do eixo HPA pode ser classificada em um de três fenótipos dinâmicos: dinâmica de impulso único, de dois impulsos e de múltiplos impulsos.

O coautor do estudo, Eder Zavala, do Centre for Systems Modelling and Quantitative Biomedicine (SMQB) da Universidade de Birmingham, afirmou: “Descobrimos que os pacientes de cirurgia cardíaca experimentam um de três padrões diferentes de respostas do eixo HPA após a cirurgia, o que pode refletir diferenças individuais na forma como as pessoas respondem a este tipo de stress.

“Estes padrões podem refletir diferenças fisiológicas subjacentes no eixo HPA de cada pessoa, mas a inflamação causada pela cirurgia também parece estar a contribuir para mudanças em pelo menos um destes padrões, o fenótipo de pulso único, sugerindo que os pacientes que mostram esta dinâmica podem estar a experimentar a maior resposta inflamatória à cirurgia cardíaca”.

Os investigadores descobriram que os diferentes padrões de resposta do eixo HPA poderiam refletir diferentes alterações fisiológicas subjacentes na sensibilidade adrenal, produção de cortisol e rotação.

O coautor Daniel Galvis, bolseiro principal da SMQB, disse: “Precisamos agora de mais estudos para investigar se e como estes padrões estão correlacionados com os resultados clínicos. Isto será fundamental para estabelecer se podemos utilizar os padrões para identificar e classificar o risco pós-cirúrgico.

“A nossa investigação também mostra que o modelo existente utilizado para diagnóstico e prognóstico após uma grande cirurgia e doença crítica pode não nos estar a dar o quadro completo. Um melhor diagnóstico baseado em respostas individuais poderia conduzir a um diagnóstico melhor e personalizado e a intervenções direcionadas”.

Em condições fisiológicas normais, ACTH e cortisol encontram-se num estado de equilíbrio dinâmico que é perturbado por fatores de stress, tais como cirurgia e doença crítica.

O Dr. Ben Gibbison, Consultor Principal em Anestesia Cardíaca e Cuidados Intensivos na Universidade de Bristol comentou: “O que é realmente interessante neste estudo é que durante muitos anos, pensámos que o aumento da hormona anti-inflamatória cortisol foi desencadeado pela própria inflamação – o nosso trabalho mostra que isto só é verdade em certos casos e indivíduos. O que é fascinante é que podemos ver quem são estas pessoas pelo padrão de cortisol que produzem”.

Os investigadores abordaram a questão de como as respostas inflamatórias e do eixo HPA interagem através da amostragem de sangue de vários pacientes durante e após a cirurgia de revascularização do miocárdio (CRM) para gerar perfis de ACTH, cortisol e mediadores inflamatórios.

Os perfis foram analisados através de algoritmos computacionais reestruturados originalmente desenvolvidos para o reconhecimento facial, enquanto os mecanismos subjacentes aos diferentes fenótipos dinâmicos foram investigados através de um modelo matemático da atividade do eixo HPA.

Os pacientes de cirurgia cardíaca podem experimentar diferentes níveis de perturbação no seu corpo, produzindo hormonas que salvam vidas durante as intervenções cirúrgica a que são submetidos, revela um novo estudo.

As grandes cirurgias e doenças críticas produzem uma resposta inflamatória sistémica potencialmente fatal, que é contrabalançada por alterações na hormona adrenocorticotrófica (ACTH) e no cortisol.

O sistema de resposta ao stress do corpo, conhecido como eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA), controla a produção destas hormonas como parte vital da resposta dos pacientes à cirurgia, mas os investigadores descobriram que não existe uma simples resposta graduada de HPA à cirurgia cardíaca.

Pesquisas feitas por especialistas das Universidades de Birmingham e Bristol, publicadas na Royal Society Interface, mostram que a cirurgia cardíaca causa grandes mudanças dinâmicas na concentração de ACTH e cortisol, bem como o seu padrão de secreção.

Utilizando novas técnicas matemáticas, os investigadores desenvolveram um modelo de atividade do eixo HPA que prevê os mecanismos fisiológicos responsáveis pelos diferentes padrões de secreção de cortisol.

Descobriram que a resposta do eixo HPA pode ser classificada em um de três fenótipos dinâmicos: dinâmica de impulso único, de dois impulsos e de múltiplos impulsos.

O coautor do estudo, Eder Zavala, do Centre for Systems Modelling and Quantitative Biomedicine (SMQB) da Universidade de Birmingham, afirmou: “Descobrimos que os pacientes de cirurgia cardíaca experimentam um de três padrões diferentes de respostas do eixo HPA após a cirurgia, o que pode refletir diferenças individuais na forma como as pessoas respondem a este tipo de stress.

“Estes padrões podem refletir diferenças fisiológicas subjacentes no eixo HPA de cada pessoa, mas a inflamação causada pela cirurgia também parece estar a contribuir para mudanças em pelo menos um destes padrões, o fenótipo de pulso único, sugerindo que os pacientes que mostram esta dinâmica podem estar a experimentar a maior resposta inflamatória à cirurgia cardíaca”.

Os investigadores descobriram que os diferentes padrões de resposta do eixo HPA poderiam refletir diferentes alterações fisiológicas subjacentes na sensibilidade adrenal, produção de cortisol e rotação.

O coautor Daniel Galvis, bolseiro principal da SMQB, disse: “Precisamos agora de mais estudos para investigar se e como estes padrões estão correlacionados com os resultados clínicos. Isto será fundamental para estabelecer se podemos utilizar os padrões para identificar e classificar o risco pós-cirúrgico.

“A nossa investigação também mostra que o modelo existente utilizado para diagnóstico e prognóstico após uma grande cirurgia e doença crítica pode não nos estar a dar o quadro completo. Um melhor diagnóstico baseado em respostas individuais poderia conduzir a um diagnóstico melhor e personalizado e a intervenções direcionadas”.

Em condições fisiológicas normais, ACTH e cortisol encontram-se num estado de equilíbrio dinâmico que é perturbado por fatores de stress, tais como cirurgia e doença crítica.

O Dr. Ben Gibbison, Consultor Principal em Anestesia Cardíaca e Cuidados Intensivos na Universidade de Bristol comentou: “O que é realmente interessante neste estudo é que durante muitos anos, pensámos que o aumento da hormona anti-inflamatória cortisol foi desencadeado pela própria inflamação – o nosso trabalho mostra que isto só é verdade em certos casos e indivíduos. O que é fascinante é que podemos ver quem são estas pessoas pelo padrão de cortisol que produzem”.

Os investigadores abordaram a questão de como as respostas inflamatórias e do eixo HPA interagem através da amostragem de sangue de vários pacientes durante e após a cirurgia de revascularização do miocárdio (CRM) para gerar perfis de ACTH, cortisol e mediadores inflamatórios.

Os perfis foram analisados através de algoritmos computacionais reestruturados originalmente desenvolvidos para o reconhecimento facial, enquanto os mecanismos subjacentes aos diferentes fenótipos dinâmicos foram investigados através de um modelo matemático da atividade do eixo HPA.

Bibliografia: Modelling the dynamic interaction of systemic inflammation and the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis during and after cardiac surgery’ – Daniel Galvis, Eder Zavala, Jamie J. Walker, Thomas Upton, Stafford L. Lightman, Gianni D. Angelini, Jon Evans, Chris A. Rogers , Kirsty Phillips and Ben Gibbison is published by Royal Society Interface. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2021.0925

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