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Title: S100 and S100β: biomarkers of cerebral damage in cardiac surgery with or without the use of cardiopulmonary bypass.
Author: Yuan SM.
Journal: Rev Bras Cir Cardiovasc; 2014; 29(4):630-41. PubMed ID: 25714218.
Abstract:
OBJECTIVE: The present study is to describe the clinical impact of S100 and S100β for the evaluation of cerebral damage in cardiac surgery with or without the use of cardiopulmonary bypass (CPB). METHODS: Quantitative results of S100 and S100β reported in the literature of the year range 1990-2014 were collected, screened and analyzed. RESULTS: Cerebrospinal fluid and serum S100 levels showed a same trend reaching a peak at the end of CPB. The cerebrospinal fluid/serum S100 ratio decreased during CPB, reached a nadir at 6 h after CPB and then increased and kept high untill 24 h after CPB. Serum S100 at the end of CPB was much higher in infant than in adults, and in on-pump than in off-pump coronary artery bypass patients. ∆S100 increased with age and CPB time but lack of statistical significances. Patients receiving an aorta replacement had a much higher ∆S100 than those receiving a congenital heart defect repair. Serum S100β reached a peak at the end of CPB, whereas cerebrospinal fluid S100 continued to increase and reached a peak at 6 h after CPB. The cerebrospinal fluid/serum S100β ratio decreased during CPB, increased at the end of CPB, peaked 1 h after CPB, and then decreased abruptly. The increase of serum S100β at the end of CPB was associated with type of operation, younger age, lower core temperature and cerebral damages. ∆S100β displayed a decreasing trend with age, type of operation, shortening of CPB duration, increasing core temperature, lessening severity of cerebral damage and the application of intervenes. Linear correlation analysis revealed that serum S100β concentration at the end of CPB correlated closely with CPB duration. CONCLUSION: S100 and S100β in cerebrospinal fluid can be more accurate than in the serum for the evaluations of cerebral damage in cardiac surgery. However, cerebrospinal fluid biopsies are limited. But serum S100β and ∆S100β seem to be more sensitive than serum S100 and ∆S100. The cerebral damage in cardiac surgery might be associated with younger age, lower core temperature and longer CPB duration during the operation. Effective intervenes with modified CPB circuit filters or oxygenators and supplemented anesthetic agents or priming components may alleviate the cerebral damage. OBJETIVO: O presente estudo descreve o impacto clínico de S100 e S100β para a avaliação do dano cerebral em cirurgia cardíaca com ou sem o uso de circulação extracorpórea (CEC). MÉTODOS: Os resultados quantitativos de S100 e S100β relatados na literatura entre os anos 1990 e 2014 foram recolhidos, rastreados e analisados . RESULTADOS: Os níveis do fluido cerebroespinal e níveis séricos S100 mostram uma mesma tendência, atingindo um pico no final da CEC. A relação de fluido cerebroespinal e soro S100 diminuiu durante a CEC, chegando a um nadir 6 h após a CEC, aumentando e mantendo alta até 24 h após a CEC. O soro S100 no final da CEC foi muito maior no infantil do que em adultos, e em pacientes de revascularização miocárdica com CEC do que em pacientes sem CEC. ∆S100 aumentou com a idade e tempo de CEC, mas sem significância estatística. Os pacientes que receberam substituição da aorta tinham um ∆S100 muito maior do que aqueles que fizeram reparo dos defeitos cardíacos congênitos. Soro S100β atingiu um pico no final da CEC, enquanto líquido cefalorraquidiano S100 continuou a aumentar e atingir um pico 6 h após a CEC. A proporção entre soro S100β e líquido cefalorraquidiano diminuiu durante a CEC, aumentando no final da CEC, com pico 1 h após a CEC, em seguida, diminuiu abruptamente. O aumento de soro S100β no final da CEC foi associado com o tipo de operação, menor idade, menor temperatura do coração e danos cerebrais. ∆S100β exibiu tendência decrescente com a idade, tipo de operação, encurtamento da duração da CEC, o aumento da temperatura do coração, diminuindo a gravidade do dano cerebral e da aplicação de intervenções. Análise de correlação linear revelou que a concentração sérica de S100β no final da CEC está intimamente relacionada com a duração do procedimento. CONCLUSÃO: Níveis de S100 e S100β no líquido cefalorraquidiano podem ser mais precisos do que no soro para as avaliações de dano cerebral em cirurgia cardíaca. No entanto, as biópsias liquóricas são limitadas. Mas S100β e ∆S100β do soro parecem ser mais sensíveis do que o soro S100 e ∆S100. O dano cerebral em cirurgia cardíaca pode estar associado com a idade mais jovem, menor temperatura do núcleo e maior duração da CEC durante a operação. Intervenções eficazes com filtros modificados no circuito de CEC ou oxigenadores complementadas com agentes anestésicos ou componentes iniciadores podem aliviar o dano cerebral.

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