PATOLOGIA DE LAS LESIONES CARDIACAS PROVOCADAS POR LA CORRIENTE ABLATIVA DE RADIOFRECUENCIA EN UN MODELO EXPERIMENTAL

SAUL DRAJER1, 2, RICARDO BEIGELMAN3, MARIA ISABEL ROBLES URQUIZA3, JOSE MILEI3, JOSE CRACOVSKI1, JORGE ALBERTO1

1 Instituto de Ingeniería Biomédica, Universidad de Buenos Aires; 2 Clínica de la Esperanza; 3 Cardiopsis, Buenos Aires

Resumen

La ablación transcatéter por radiofrecuencia es utilizada crecientemente en el tratamiento de diversas taquiarritmias. El objeto de este estudio es determianr su patología lesional. Catorce ratas Wistar (peso medio 300 g) fueron sometidas a descargas de un generador de 700 KHz de onda senoidal pura inmodulada. Tres ratas recibieron descargas epicárdicas por toracotomía. Sus corazones fueron representativos de la etapa "aguda". Las 11 restantes recibieron descargas a través del implante percutáneo de alambres de tungsteno. Sus corazones fueron estudiados entre 1 y 4 semanas de la lesión (etapa "crónica"). Las piezas se fijaron "in toto" en formol 10% tamponado (pH7). Cortes
seleccionados fueron teñidos con hematoxilina-eosina y tricrómico de Mallory. Otros fueron prefijados en glutaraldehido 3% y post-fijados en tetróxido de osmio, deshidratados e incluidos en Polybed 812. Secciones ultrafinas se tiñieron con acetato de uranilo y citrato de plomo, para microscopía electrónica. Las lesiones "agudas" evidenciaron pequeñas área de necrosis de coagulación bien delimitadas por zonas de carbonización y hemorragia. El miocardio vecino mostró una o dos filas de lesiones celulares moderadas consistentes enhomogeneización citoplasmática y aumento de las bandas de contractura. Las lesiones "crónicas" mostraron tejido de granulación con infiltrados mononucleares y vasos de neoformación rodeando un área de necrosis central. Cuanto más "vieja" la lesión, mayor el número de fibroblastos y colágeno maduro. La ultraestructura evidenció cambios irrversibles en los bordes lesionales, con edema citosólico e intermiofibrilar, banda de contractura y ruptura de crestas mitocondriales. Las lesiones de radiofrecuencia son limitadas, poco profundas y de bordes netos, y estas características las hacen casi ideales para la ablación subendocárdica transcatéter de pequeñas zonas arritmogénicas.

Abstract

Pathology of the cardiac lesions induced by radiofrequency ablation in an
experimental model. Radiofrequency catheter ablation is increasingly being used for the treatment of several tachyarrhythmias. The main aim of this paper is to describe the lesional pathology produced by this type of current. Fourteen Wistar rats (mean weight 300 ) were subjected to discharges of a 700 KHZ, pure, unmodulated, sine-ware radiofrequency generator. Three rats, through open chests, received epicardial shocks and were immediately sacrificed ("acute" lesions). The remaining 11 rats received shocks through percutaneously plunged tungsten wires, and sacrificed 1 to 4 weeks after the procedure ("chronic" lesions). hearts were fixed in buffred (pH7) 10% formalin solution. Selected slices were stained with hematoxilin-eosin and mallory trichrome. Other slices were fixed in 3% glutaraldehyde and post-fixed in osmium tetroxyde, dehydrated and included in Polybed 812. Ultrathin slices were stained with uranil acetate and lead citrate and examined in a JEOL JEM-100 C electronic microscope. "Acute" specimens showed small coagulation necrosis areas, well delimited by carbonization and hemorrhages. neighbouring myocardium showed one o two rows of moderate cell lesions consisted of cytoplasmic homogeneization and icnreased contracture bands. "Chronic" lesions showed granulation tissue with mononuclear infiltrates and neoformation vessels sorrounding a centra lnecrosis area. The older the lesion, the alrger the number of fibroblasts and mature collagen tissue. Ultrastructural studies showed irreversible myocardial changes in the lesional borders, with cytosolic and myofibrillar edema, contracture bands and rupture of mitochondrial crests. Radiofrequency lesions are limited, shallow and with net borders, which makes them almost idea lfor subendocardial ablation of small arrhythmogenic areas.

El tratamiento farmacológico ha sido por largo tiempo la conducta de elección en pacientes portadores de taquiarritmias. Ese enfoque supresivo-paliativo puede ser inefectivo en algunos casos, agregándose además el inconveniente de los efectos medicamentosos adversos.
La necesidad de disponer de tratamientos curativos ha llevado a la aparición de la cirugía
antiarrítmica y ultimamente a las intervenciones transcatéter, de las cuales dos son las modalidades de mayor trascendencia: la fulguración a través de la descarga de condensadores y la ablación por radiofrecuencia1.
La fulguración, debido a lo irregular y masivo de sus lesiones y a los efectos del barotrauma producido por la descarga2, ha sido progresivamente reemplazada por la radiofrecuencia que, como se sabe por la larga experiencia con el electrobisturí común, produce lesiones limitadas, netas y carentes de barotrauma.
Recientes publicaciones informan de un éxito que va del 76 al 95% de los casos tratados conradiofrecuencia transcatéter3-8. Estas cifras varían de acuerdo al tipo de patología  involucrada (doble via AV - nodal, síndrome de pre-excitación manifiesto u oculto, taquicardias auriculares focales). Se ha extendido su uso al tratamiento curativo del aleteo auricular9, de algunas formas de taquicardia ventricular10, 11 o paliativo de la fibrilación auricular con alta respuesta ventricular12.
El propósito de este estudio experimental es describir la morfología y evolución de las
lesiones que produce en el miocardio la corriente de radiofrecuencia, y sus características
histológicas y ultraestructurales.

Material y Métodos

Se ha desarrollado un generador de radiofrecuencia de estado sólido, de onda senoidal pura, no modulada, 700 KHz de frecuencia y potencia variable de 0 a 50 W. Se comprobó "in vitro" su capacidad lesional sobre trozos de carne vacuna sumergida en
solución isotónica de CINa, con una palca metálica como electrodo indiferente y un estilete como electrodo activo. Se efectuaron descargas de diferente duración y potencia. El aspecto macroscópico de las lesiones fue homogéneo y de bordes netos, y su tamaño proporcional a la potencia y tiempos empleados. En base a estos resultados, se estudiaron 14 ratas Wistar de 300 g de peso medio. A tres de ellas, bajo anestesia con éter, se les efectuó una toracotomía y sobre el epicardio desnudo se hicieron desartas de radiofrecuencia con un estilete como electrodo activo. Los corazones fueron rápidamente extirpados y el estudio de sus lesiones considerado como representativo de la etapa aguda. A las once restantes se les implantó por vía percutánea, un par de electrodos de alambre de tungsteno esmaltado a los que se les desnudaron los extremos. A través de ellos se efectuaron las descargas de radiofrecuencia. Los animales fueron sacrificados luego de una a cuatro semanas de sobrevida (lesiones en etapa crónica).
Los corazones extraídos fueron fijados "in toto" en formol al 10% tamponado a pH 7,0. Se seccionaron en cortes transversales de 2-3 cm, de punta a base, y las secciones se
incluyeron en parafina, cortándolas en espesores de 6 µm que se tiñeron con hematoxilina- eosina y tricrómico de Mallory. Otros cortes para estudio ultraestructural fueron prefijados en glutaraldehido al 3% y post-fijados en tetróxido de osmio, deshidratados e incluidos en Polybed 812. Los cortes ultrafinos se tiñeron con acetato de uranilo y citrato de plomo. Para su lectura se utilizó un microscopio JEOL JEM - 100C.

Resultados

La microscopía óptica reveló en los casos "agudos", pequeñas áreas de necrosis de
coagulación alargadas o fusiformes, con fibras eosinófilas y núcleos picnóticos o ausentes.
Dichas áreas se encontraban bien delimitadas por una banda de tejido carbonizado y
hemorragias recientes (Fig. 1).
Los pequeños vasos presentaban rotura de sus paredes. Por fuera de la banda mencionada se observó otra, delgada, compuesta de células con citoplasma homogeneizado o con bandas de contractura. Existía marcado edema entre las fibras, que se mostraban notablemente estrechas y con aspecto elongado. Muchas de ellas presentaban citoplasma grumoso o con numerosas bandas de contractura. Los miocitos adyacentes no mostraban alteraciones estructurales aparentes.
Las lesiones histológicas de los animales sacrificados entre una y cuatro semanas del procedimiento, presentaban el aspecto de tejido de granulación consistente en un área de
necrosis central rodeada de un infiltrado mononuclear y vasos de neoformación. La cantidad de fibroblastos y el volumen del tejido colágeno creció proporcionalmente al tiempo del sacrificio.
Desde el punto de vista ultraestructural, los miocitos adyacentes a la lesión mostraron
marcado edema del citosol y de las mitocondrias, con ruptura y dislocación de sus crestas
(grados III y IV de Kloner) (Fig. 2, 3). Los discos intercalares se hallaban interrumpidos con marcada dislocación de su material, mientras que los filamentos de actina y miosina perdían el anclaje con ellos (Fig. 4). Las dos o tres filas de miocitos subsiguientes a la capa interna (área intermedia) mostraban dislocación de los cuerpos mitocondriales con importante edema interfibrilar y fragmentación de las miofibrillas.
Algunos vasos capilares mostraban agregación plaquetaria. El análisis de los miocitos más alejados de la zona de lesión reveló marcado edema citosólico con dislocación de sarcómeros y edema intermiofibrilar evidente. Las mitocondrias también lo presentaban en grado ligero (I y II de Kloner), observándose dilatación de los túbulos T. Esta zona mostraba signos de reversibiliad peus no existía compromiso nuclear ni interrupción de
los sarcolemas.

Discusión

En este trabajo se muestra que las lesiones agudas provocadas en este modelo experimental consisten en áreas de necrosis de coagulación, picnosis nuclear, edema
interfibrilar y elongación de fibras con citoplasma grumoso; todo ello delimitado por una banda de tejido carbonizado y hemorragias recientes.
En 1987 un estudio piloto13 mostró el efecto crónico de la ablación transcatéter inducida en perros, con un generador de 750 KHz. Al quinto día las lesiones eran redondeadas y bien delimitadas del miocardio vecino, con superficie hemorrágica o granular y bordes
hemorrágicos. Al microscopio se observaba exudado fibrinoso con aislados trombos murales.
Las fibras necróticas evidenciaron pérdida de los núcleos y empalidecimiento o pérdida de las estriaciones transversales. Algunas fibras presentaron disolución granular. En la periferia se halló hemorragia y escaso tejido de granulación, con vasos de neoformación y fibroblastos.
Estudios posteriores con descargas en la región AV14, 15 y sobrevida de dos meses,
evidenciaron lesiones localizadas entre la valva septal de la tricúspide y el seno coronario sin edema, trombosis, hemorragia ni alteraciones del miocardio vecino. Los componentes del sistema de conducción afectado (tres perros con bloqueo AV completo, uno con bloqueo AV de 2do grado 2:1) mostraron fibrosis, tejido de granulación, formación de cartílago y gran infiltración inflamatoria crónica.
Es interesante comentar otro estudio en el que se efectuaron descargas de radiofrecuencia
en el seno coronario, para valorar esa ubicación como lugar para la ablación de vías
accesorias vecinas16. Además de describir hallazgos patológicos similares a los
mencionados, no constataron rotura del seno coronario ni lesiones de la arteria vecina, lo que contrasta con lo descripto para la fulguración por descarga de condensadores, que cuando supera los 100 J de energía provoca ruptura del seno coronario. Energías de fulguración menores tienen menos éxito terapéutico y los niveles habituales producen lesiones más grandes e irregulares, asociadas a cierta arritmogenicidad10, 17. Otro estudio experimental en 14 perros con lesiones de RF mono y bipolares a tórax cerrado, describió la patología lesional entre las 24 horas y cuatro semanas del procedimiento18, 19. En el 53% del grupo bipoalr, las lesiones de coagulación fueron pequeñas (entre 4 x 3 x 15 mm y 10 x 8 x 4 mm). Ello explica porqué algunas lesiones pasaron desapercibidas, en especial las ocultas entre las trabéculas. Su patología fue similar a la comentada. A la semana, un animal mostró un trombo mural fibrinoso adyacente al área de lesión. En este trabajo como en otros20, 21, los hallazgos anatomopatológicos fueron similares a los obtenidos en nuestra serie. Todos coinciden en la neta demarcación con el miocardio adyacente, el que no mostró alteraciones significativas.
En microscopía electrónica se describieron lesiones estructurales con microagujeros de
aproximadamente 50 A de diámetro en la membrana citoplasmática, edema citosólico,
hipercontractura miofibrilar, edema mitocondrial y vacuolas sarcolemáticas22. Esto también es coincidente con nuestros hallazgos.
A pesar de que la descarga de radiofrecuencia no se efectuó a través de un catéter electrodo intracavitario, sino por implante de alambres miocárdicos; la morfología, estructura y evolución anatomopatológica de las lesiones en nuestra serie, es similar a la comunicada en la literatura. Esto apoya la opinión de que no obstante las diferencia de abordaje lesional (alambres versus catéteres) y de especie (ratas versus perros) el comportamiento de las áreas ablacionadas es similar y permitiría extrapolar a lo que ocurre en los seres humanos por efeto de este procedimiento clínico.
En conclusión: Las lesiones provocadas por la radiofrecuencia en este modelo
experimental, son limitadas, de bordes netos y escasa profundidad. Estas características,
sumadas al respeto por las estructuras vecinas, podrían hacerla ideales para la ablación de pequeñas zonas responsables de generar o mantener una taquiarritmia, ubicadas e nel
subendocardio. Si tal como está demostrado, la resección quirúrgica de un área de 1-2 mm de espesor es suficiente para cortar un circuito de reentrada23, la radiofrecuencia ofrece una posibilidad similar a la quirúrgica, con menor trauma.

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Fig. 1.-- Zona central de la lesión con extensa hemorragia, homogeneización de las
fibras, ausencia de núcleos y áreas de carbonización. Tricrómico de Mallory x 400.

Fig. 2.-- Area cercana a la lesión. Edema intermiofibrilar marcado (asterisco). Edema
mitocondrial con rotura y dislocación de crestas grado III y IV de Kloner, con mitocondria "gigante",

Fig. 3.-- Zona interna. Marcado edema citosólico (asterisco). Restos mitocondriales (flecha). Mitocondrias de distinto tamaño con diferente grado de daño. Espacios claros
intracitoplasmaticos con presencia de detritus celulares.

Fig. 4.-- Discos intercalares interrumpidos con dislocación de su material (flecha). Edema de la vecindad. Pérdida de lanclaje de los filamentos de actina y miosina en el disco intercalar. Edema intermiofibrilar. Mitocondrias con grados I y II de Kloner.