Disfunción mitocondrial y alteraciones hemodinámicas asociadas a hipoxia e hipercapnia en un modelo porcino neonato. Estudio realizado en el Departamento de Neonatología Hospital de Clínicas 2022

Abstract

La asfixia perinatal es una complicación frecuente durante el parto representando una de las principales causas de mortalidad neonatal a nivel mundial. Siendo la falla mitocondrial una pieza clave de la disfunción y daño cerebral, nos planteamos estudiar los efectos de la hipoxia en un cerebro inmaduro. Nos proponemos evaluar la función mitocondrial en tejido cerebral y alteraciones hemodinámicas en un modelo porcino neonato expuesto a hipoxias agudas seriadas acompañadas de hipercapnia. Utilizamos un modelo animal porcino neonato, Sus Scrofa domestica, de 1 a 3 días de vida. Durante el modelo experimental realizamos la monitorización continua de signos vitales, hemodinámicos y NIRS. Sometiéndose a hipoxia durante 4 minutos en 3 oportunidades con intervalos de 30 minutos de normoxia. Luego de la eutanasia se extraen muestras de biopsias cerebrales y se mide parámetros e índices respiratorios por consumo de oxígeno mediante electrodo de Clark, Oroboros Oxygraph. Expresándose los resultados en promedio y desvío estándar, realizándose test de T con significancia (p ≤ 0.05). Estos muestran aumento de la frecuencia cardíaca en hipoxia inicial, posteriormente una bradicardia con aumento de la presión arterial compensadora en hipoxia, un aumento sostenido al lactato como respuesta al metabolismo anaerobio y disminuyendo la saturación regional cerebral en hipoxia. Evidenciamos una disfunción mitocondrial en hipoxia con hipercapnia, disminución de todos los parámetros e índices respiratorios en hipoxia, siendo significativa la reducción de la respiración máxima, la capacidad de reserva y la respiración no mitocondrial. Estos parámetros mitocondriales alterados evidencian una mitocondria comprometida en su función por la hipoxia, con una capacidad reducida de responder al aumento de las demandas metabólicas. Concluimos que la hipoxia e hipercapnia aguda severa y seriada inducen el metabolismo anaeróbico, disfunción mitocondrial con inhibición de los complejos de la cadena respiratoria e incapacidad del tejido de responder a mayores demandas energéticas.

Perinatal asphyxia is a prevalent complication during the birth process, being one of the main worldwide causes of neonatal mortality. Mitochondrial failure plays a leading role in dysfunction and brain damage, we intend to study hypoxia effects on an immature brain. The aim of this research is to evaluate the tissue´s brain mitochondrial function and its haemodynamic isturbances in a neonatal pig model exposed to acute serial hypoxias combined with hypercapnia. In order to accomplish this research, we use a neonatal pig model, Sus Scrofa domestica, being 1 to 3 days old. Durgin the investigation, we have continuously monitored the vital signs, hemodynamic parameters and NIRS. It is exposed to hypoxia through the obstruction of the endotracheal tube in 3 lapses of 4 minutes with intervals of 30 minutes of normoxia. After euthanasia has been done, we take brain biopsy samples and measure through respiratory parameters and indices the oxygen consumption with a Clark electrode, Oroboros Oxygraph. T test is paramount in this research and the significance level that is used is of p ≤ 0.05 and the results are expressed in average and standard deviation. This shows an increase in heart rate, then a bradycardia with an increase of the blood pressure compensating the hypoxia. We prove that a mitochondrial failure in hypoxia with hypercapnia, decreased from all the respiratory parameters and indexes, taking maximum respiration, reserve capacity and non-mitochondrial respiration. These changes in mitochondrial parameters establish a failure in its function due to hypoxia with a decrease in the capacity of response as the metabolic requirements rise. All things considered, the severe, sharp and serial hypoxia and hypercapnia cause anaerobic metabolism, mitochondrial dysfunction with inhibition of respiratory chain and tissues incapacity to respond to major energetic demands.