Lymphatic System as a Path Underlying the Spread of Lung and Gut Injury After Intestinal Ischemia/Reperfusion in Rats

Abstract

We investigated in rats the influence of the lymphatic system and of tumor necrosis factor (TNF) on the lung inflammation resulting from intestinal ischemia/reperfusion (I/R) performed by 45-min occlusion of the superior mesenteric artery followed by 2 h of reperfusion. A group of rats had the thoracic lymph duct ligated before I/R. In lungs, intestinal I/R evoked a significant neutrophil recruitment, and enhanced microvascular permeability, in addition to generation of TNF in serum. In the gut, there was lowered lactate dehydrogenase (LDH) activity and increased microvascular permeability. Upon lymph duct ligation, I/R rats had a significant reduction of pulmonary neutrophil recruitment and plasma extravasation, in addition to high amounts of TNF in the lymph, contrasting with undetectable levels in the serum. In addition, LDH gut levels in these animals were close to basal values; there was also some (yet significant) reduction of microvascular permeability, suggesting that the ligation of the lymphatic duct exerted some degree of protection against the intestinal injury caused by I/R. In I/R rats, the treatment with pentoxifylline (PTX) reduced TNF in serum and blunted other lung alterations. The gut alterations caused by intestinal I/R were largely blocked by PTX. On the other hand, in I/R rats with lymph duct ligation, PTX exacerbated the reduction of pulmonary neutrophil recruitment, but did not affect pulmonary and intestinal microvascular permeabilities. Similarly, intestinal LDH activity and serum TNF levels were unaffected. Overall, our data show that the pulmonary and gut injuries induced by intestinal I/R are partially dependent on TNF, which is conceivably generated in the injured gut tissue due to intestinal I/R and carried by the lymphatic system. Thus, the mesenteric lymphatic drainage seems to play a role as a path modulator of the pulmonary and intestinal dysfunctions that follow a gut trauma.

Effects of prone and supine position on oxygenation and inflammatory mediator in a hydrochloric acid-induced lung dysfunction in rats

“…TNF-α is an early-response, pro-inflammatory cytokine that has been shown to be integral in the pathogenesis of other lung injury models that are neutrophil-mediated [17][18][19][20] . TNF-α leads to activation of leukocytes and induces the expression of endothelial adhesion molecules that play a major role in the leukocyte-endothelial interactions that lead to neutrophil migration into the alveoli 21 .…”

Estudo da reatividade vascular em ratos submetidos à isquemia e reperfusão instestinal: mecanismos envolvidos e papel protetor da sinvastatina.

“…Como detalhado na introdução, o sistema linfático é uma das vias por meio das quais a iIR promove alterações em órgãos-alvo, como o pulmão (Cavriani et al, 2005;Deitch, 2010;Deitch, 2001;Magnotti et al, 1998;Magnotti et al, 2005). Porém, o conhecimento das alterações do sistema vascular e de sua contribuição para o comprometimento de órgãos e desfechos indesejáveis da iIR permanece insuficiente.…”

“…Uma possível hipótese para o efeito mais atenuado da iIR na função endotelial da artéria mesentérica superior quando comparada à artéria pulmonar, pode ser relacionada ao fato de ser pronunciada a lesão pulmonar ocasionada pela iIR via ducto linfático (Cavriani et al, 2005;Deitch, 2010;Magnotti et al, 1998;Magnotti et al, 2005). O sistema linfático é um importante componente do sistema imunológico, transportando células desse sistema provenientes do espaço intersticial para circulação sistêmica.…”

Perfil temporal da inflamação pulmonar induzida pela isquemia/reperfusão intestinal em ratos. Estudo do papel do sistema linfático.

“…Por causa disso, dois aspectos acerca da SDRA tornam seu estudo relevante: a falta de terapia medicamentosa eficaz e a alta taxa de mortalidade (LUH et al, 2007;LEWANDOWSKI e LEWANDOWSKI, 2006). Além disso, baseados em estudos do nosso laboratório (CAVRIANI et al, 2005;CAVRIANI et al, 2007;COELHO et al, 2007;BREITHAUPT-FALOPPA et al, 2009) e naqueles descritos para eventos traumáticos associados ao choque hemorrágico (DEITCH et al, 2001;DAVIDSON et al, 2004), lançamos a hipótese de que o intestino, sob sofrimento isquêmico, pode ser considerado um potente gerador de mediadores inflamatórios, os quais, uma vez drenados pelo sistema linfático, atingem a circulação pulmonar, comprometem a sua homeostasia, causam recrutamento de neutrófilos, edema, contribuindo para a lesão tecidual e para a disfunção pulmonar frequentemente observada na SDRA. Nesse sentido, a questão sobre os efeitos prolongados da reperfusão intestinal associados a distúrbios inflamatórios permanece aberta.…”

“…Aliás, os estudos conduzidos por esses autores não revelaram a presença de IL-1β, TGF-, GMCSF e TNF-α na linfa mesentérica. Em contraste, estudos do nosso laboratório revelaram que na vigência de I/R intestinal, a linfa é rica em TNF-α e que a ligação do ducto linfático torácico, além de reduzir a inflamação pulmonar, diminui os níveis deste mediador no soro e reduz o aumento de permeabilidade vascular intestinal (CAVRIANI et al, 2005). Posteriormente mostramos perfil similar nos níveis de IL-1β e IL-10 no soro dos animais após obstrução do ducto linfático torácico .…”