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https://hdl.handle.net/10216/167021| Author(s): | Patrícia Manuela da Fonseca Malheiro |
| Title: | Mechanisms of Diastolic Dysfunction in Experimental Septic Shock |
| Issue Date: | 2025-05-21 |
| Abstract: | Introduction: Myocardial dysfunction is a common and severe complication of septic shock, significantly affecting patient prognosis. Diastolic dysfunction has emerged as an important predictor of poor clinical outcomes and is strongly associated with myocardial injury severity compared to systolic dysfunction. However, the precise mechanisms underlying diastolic dysfunction in sepsis and septic shock remain incompletely understood. Methods: This controlled experimental study included 12 anesthetized, mechanically ventilated pigs. Septic shock was induced by fecal peritonitis in 8 pigs, while 4 pigs served as sham controls. Resuscitation measures, including fluid therapy, antimicrobial therapy, and abdominal drainage, were initiated one hour after the onset of septic shock. Comprehensive hemodynamic evaluations were performed using pressure-volume loop analyses. At the end of the protocol, left ventricular biopsies were collected to assess cardiomyocyte-specific passive and active tension. Additionally, myocardial edema was quantified by measuring myocardial water content. Results: Septic shock was associated with hemodynamic features of diastolic dysfunction, including elevated end-diastolic pressure, an increased end-diastolic pressure-volume relationship (β stiffness constant), and a reduced volume at 30 mmHg (V30), alongside elevated troponin levels indicative of myocardial injury. Skinned cardiomyocyte analysis showed reduced passive tension in the septic shock group, excluding intrinsic cardiomyocyte stiffness as the primary contributor to increased myocardial stiffness. Myocardial water content was significantly higher in septic animals, indicating the presence of myocardial edema (ME). ME was associated with lower serum protein levels and higher body temperature, and it positively correlated with left ventricle stiffness, IL-6, and troponin concentrations, suggesting that myocardial edema may be a likely contributor to sepsis-induced diastolic dysfunction. Conclusion: Diastolic dysfunction in experimental septic shock appears to result primarily from increased myocardial stiffness due to edema, rather than intrinsic cardiomyocyte stiffness. This edema-associated myocardial injury highlights a potential therapeutic target to mitigate diastolic dysfunction and improve clinical outcomes in septic shock. |
| Description: | Introdução: A disfunção miocárdica é uma complicação frequente e grave do choque séptico, com impacto significativo no prognóstico. A disfunção diastólica tem-se destacado como um preditor importante de mau prognóstico clínico e da gravidade da lesão miocárdica, em comparação com a disfunção sistólica. No entanto, os mecanismos subjacentes à disfunção diastólica na sépsis e no choque séptico permanecem pouco compreendidos. Métodos: Este estudo experimental controlado incluiu 12 porcos anestesiados e ventilados mecanicamente. O choque séptico foi induzido por peritonite fecal em 8 porcos, enquanto 4 porcos serviram como controlos (sham). As medidas de ressuscitação, incluindo terapêutica com fluidos, antibiótico e drenagem abdominal, foram iniciadas uma hora após o início do choque séptico. Avaliações hemodinâmicas detalhadas foram realizadas através de análises de curvas pressão-volume. No final do protocolo, foram recolhidas biópsias do ventrículo esquerdo para avaliação da tensão passiva e ativa dos cardiomiócitos sem membrana (skinned). Adicionalmente, o edema miocárdico foi quantificado através da medição do teor de água no miocárdio e relacionado com as restantes variáveis clínicas, funcionais e analíticas. Resultados: O choque séptico associou-se a alterações hemodinâmicas sugestivas de disfunção diastólica por aumento de rigidez ventricular, incluindo pressão telediastólica elevada, aumento da relação pressão-volume telediastólica (constante de rigidez β) e redução do volume a 30 mmHg (V30), bem como níveis elevados de troponina indicativos de lesão miocárdica. A análise de cardiomiócitos "skinned" revelou uma tensão passiva diminuída no grupo com choque séptico, excluindo a rigidez intrínseca dos cardiomiócitos como causa primária do aumento da rigidez miocárdica neste modelo. O conteúdo de água miocárdico foi significativamente superior nos animais sépticos, evidenciando a presença de edema miocárdico (EM). O EM associou-se a níveis mais baixos de proteínas séricas e temperaturas corporais mais elevadas, correlacionando-se positivamente com a rigidez do ventrículo esquerdo, níveis circulantes de IL-6 e troponina, sugerindo que o edema miocárdico poderá ser um mecanismo determinante na disfunção diastólica induzida pela sépsis. Conclusão: A disfunção diastólica no choque séptico experimental parece resultar principalmente do aumento da rigidez miocárdica induzida por edema, e não da rigidez intrínseca dos cardiomiócitos. Esta lesão miocárdica associada a edema constitui um potencial alvo terapêutico para atenuar a disfunção diastólica e melhorar os desfechos clínicos no contexto do choque séptico. |
| Subject: | Medicina clínica Clinical medicine |
| Scientific areas: | Ciências médicas e da saúde::Medicina clínica Medical and Health sciences::Clinical medicine |
| DOI: | 10.34626/hynh-hx07 |
| TID identifier: | 204144949 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/167021 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | restrictedAccess |
| License: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| Appears in Collections: | FMUP - Dissertação |
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