Anonim

Die Dialyse leitet sich vom griechischen Begriff δῐᾰλῠσῐς ab, was „durch verlieren, trennen“bedeutet. Selbst wenn der Oberbegriff "Dialyse" derzeit irgendeine Form der Blutreinigung definiert, kann der Transport gelöster Stoffe durch semipermeable Membranen wie Dialysemembranen durch Diffusions- oder Konvektionsprozesse erfolgen, die den Dialyse- bzw. Hämofiltrationsmodalitäten zugrunde liegen. Der erste ist ein Prozess, der durch einen Konzentrationsgradienten des gelösten Stoffes zwischen den beiden Kompartimenten (Blut und Dialysat) gesteuert wird und statistisch dazu neigt, in beiden Kompartimenten ein Konzentrationsgleichgewicht zu erreichen (vollständige Sättigung). Die Geschwindigkeit dieses Prozesses hängt direkt von der Temperatur, der Fläche der Membran und dem Konzentrationsgradienten ab, während sie umgekehrt mit dem Abstand zwischen den beiden Kompartimenten zusammenhängt, der an die Dicke der Membran angepasst werden kann. Die Sättigung des Dialysats ist auch eine Funktion des jeweiligen Blut- und Dialysatflusses und beträgt nur bei proportional hohem Blut- und niedrigem Dialysatfluss 100% (Abbildung 1). Die Konvektion ist ein anderer Prozess, der auf dem Phänomen des Lösungsmittelwiderstands basiert. Ein Teil des Lösungsmittels wird als Reaktion auf einen Transmembrandruckgradienten durch die Membran gefiltert. Basierend auf der hydraulischen Permeabilität der Membran wird eine bestimmte Menge Lösungsmittel auf die andere Seite der Membran übertragen. Bei dieser Bewegung zieht das gefilterte Lösungsmittel (Plasmawasser bei Dialyse) einige gelöste Stoffe mit sich. Abhängig von den Membransiebeigenschaften haben die gelösten Stoffe im Ultrafiltrat (so genannt, weil sie Kristalloide, aber keine Kolloide oder Zellen enthalten) die gleiche Konzentration wie im Plasmawasser (Sieben = 1) oder überhaupt keine Konzentration (Sieben = 0) (Abbildung) 1). Reine Konvektion tritt in Abwesenheit eines Diffusionsgradienten und daher in Abwesenheit eines Dialysatflusses (Hämofiltration) auf. In Gegenwart von Dialysat stören sich Diffusion und Konvektion gegenseitig, und wir nennen diese Technik Hämodiafiltration, bei der es unmöglich ist, den spezifischen Beitrag jeder Transportmodalität zu trennen.

Klicken Sie zum Zoomen

(Bild vergrößern)

Abbildung 1.

Schematische Darstellung der Mechanismen des Transports gelöster Stoffe während einer rein konvektiven Behandlung (Hämofiltration) oder während einer rein diffusiven Behandlung (Hämodialyse). ( A ) Wenn während der Hämofiltration der Blutfluss (Q- Blut ) auf 140 ml / min eingestellt ist und die Plasmafiltrationsfraktion 20% beträgt, beträgt der Ultrafiltrationsfluss (Q Uf ) 20 ml / min oder 1200 ml / h unter Berücksichtigung eines Hämatokrits von 30%. Wenn nach der Verdünnung eine erneute Infusion von 1200 ml / h (Q reinf ) verabreicht wird, ermöglicht die Clearance des Systems die Entfernung von 1/5 des kleinen gelösten Stoffs A, da sein Siebkoeffizient 1 beträgt. Clearance des gelösten Stoffs B, deren Molekulargewicht nahe am nominalen Grenzwert für Standard-Hämofilter liegt, ist signifikant niedriger als der gelöste Stoff A, streng abhängig vom Siebkoeffizienten und der Filterverschmutzung. Der Farbgradient des Hämofilters repräsentiert die fortschreitende Hämokonzentration, die innerhalb des Filters während der Hämofiltration (nach der Verdünnung) auftritt. ( B ) Während der Hämodialyse, bei der ein ähnliches Q- Blut eingestellt wird, kann der Dialysatfluss (Q dialIN ) auf 30 ml / min (1800 ml / h) eingestellt werden, da in diesem Fall keine Filtrationsfraktion vorhanden ist. Wenn diese Einstellung eine Sättigung des Dialysats von 80% rechtfertigt, hat der gelöste Stoff A eine proportionale Konzentration im Abwasser, aber eine geringfügig höhere Clearance im Vergleich zur Hämofiltration, wenn man den Anstieg des Abwasserflusses um 50% berücksichtigt. Der gelöste Stoff B wird jedoch während der Hämodialyse nicht konsistent entfernt. In diesem Fall gibt es keinen Farbverlauf im Filter. Im Gegenstromdialysat tritt jedoch ein Gradient auf, der außerhalb der Hohlfasern fließt, die zunehmend mit gelösten Abfallstoffen gesättigt sind.

Die Humanphysiologie von Vander [1], die beschreibt, was in menschlichen Glomeruli, der Bowman-Kapsel und dem tubulären Epithel geschieht, besagt, dass Blut gefiltert wird und das Filtrat mit Ausnahme größerer Proteine ​​alle Substanzen, einschließlich einiger Polypeptide, in praktisch den gleichen Konzentrationen enthält wie im Plasma. Dieses zellfreie Filtrat, in dem nur gelöste Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht vorkommen, wird als Ultrafiltrat bezeichnet. Etwa 20% des Plasmas, das diese "Filtrationseinheit" erreicht, wird tatsächlich gefiltert, wobei der Rest in den systemischen Kreislauf zurückgeführt wird. Etwa 99% des gefilterten Flusses werden schließlich in den Kreislauf zurückgeführt, und nur die Nettowasserentfernung repräsentiert den Flüssigkeitshaushalt. Ein empfindliches Gleichgewicht zwischen hydrostatischem und onkotischem Druck reguliert die am Filtrationsprozess beteiligten Kräfte. Entsprechend der aktuellen Nomenklatur der Nierenersatztherapie [2] hat die Natur die kontinuierliche Hämofiltration (CH) als primäre Methode zur Blutreinigung gewählt. Die "Dosis" dieser "menschlichen" Blutreinigung (auch als Kreatinin-Clearance bekannt) in den gesunden Nieren eines 70-kg-Mannes liegt zwischen 50 und 100 ml / kg / h.

Wenn bei einer akuten Nierenverletzung der künstliche Ersatz der Nierenfunktion angewendet wird, sollte CH ausgewählt werden, um den „physiologischsten“Mechanismus der Blutreinigung zu reproduzieren. Sicherlich führen intermittierende Formen der Dialyse zu signifikanten Verschiebungen von gelösten Stoffen und Volämie [3], während die optimale Substitution nativer Nieren eine kontinuierliche Funktion gewährleisten sollte. Darüber hinaus garantiert eine von der Diffusion abweichende Filtration, dass gelöste Stoffe in Plasma mit einem Durchmesser, der kleiner als die glomerulären / Dialysatorporen ist, bei gleicher Konzentration im Ultrafiltrat auftreten: Auch hier wird die künstliche Substitution der Nierenfunktion im Hinblick auf die Entfernung gelöster Stoffe theoretisch durch Konvektion optimiert .

Tatsächlich sind menschliche Nieren viel komplexer als CH. Beispielsweise wird innerhalb der Nephrone das gefilterte Plasmawasser durch Readsorptionsmechanismen manipuliert, um den unerwünschten Verlust von gelösten Nichtabfällen zu minimieren und die Ausscheidung von Abfallprodukten zu maximieren. [1] Übermäßige künstliche Clearance führt zu einem unkontrollierten Verlust lebenswichtiger Elemente wie Antibiotika, Aminosäuren und Elektrolyte. Dies ist einer der Gründe, warum viele Studien, die versucht haben, sich der „physiologischen“CH-Intensität von 40–60 ml / kg / h anzunähern, keine signifikante Überlegenheit gegenüber niedrigeren Verschreibungen zeigten: [4, 5] die Vorteile der erhöhten Clearance von schädlichen Blutsubstanzen könnte durch die Nachteile einer übermäßigen Clearance von nützlichen Molekülen aufgehoben werden. Selbst wenn der perfekt eingestellte Mechanismus gesunder Nieren niemals durch irgendeine Form der Nierenersatztherapie reproduziert wird, wurde klar gezeigt, dass CH es ermöglicht, größere Mediatoren im Vergleich zur äquivalenten Intensität der kontinuierlichen Dialyse (CD) zu entfernen, da der Mechanismus von Durch konvektiven Transport können Filterporen von schwereren Molekülen (z. B. β2-Mikroglobulin) durchquert werden. [6] Tatsächlich können ausgewählte Patienten (z. B. in der septischen Schockphase der Hyperzytokinämie) [7] oder ausgewählte klinische Zustände (z. B. metabolische Azidose) [8] tatsächlich von einer aggressiven Entfernung spezifischer gelöster Stoffe profitieren, die wahrscheinlich besser kontrolliert werden durch CH.

Nur wenige Studien haben einen direkten Vergleich zwischen CH und CD versucht, um zu zeigen, ob hauptsächlich konvektive und diffusive Behandlungen einen signifikanten Einfluss auf die klinischen Ergebnisse bei kritisch kranken Patienten haben könnten. Eine Metaanalyse, in der die Ergebnisse randomisierter kontrollierter Studien zusammengefasst wurden, ergab keine Vorteile hinsichtlich einer verbesserten Mortalität. [9] Im Vergleich zu CD erhöhte CH jedoch nicht nur die Clearance von mittleren zu größeren Molekülen, sondern zeigte auch eine Verringerung der durchschnittlichen Filterlebensdauer (die meisten dieser Studien wurden jedoch ohne Citrat-Antikoagulation durchgeführt). [9] Diese Metaanalyse kam zu dem Schluss, dass derzeit keine große endgültige Studie vorliegt, um zu zeigen, ob CH im Vergleich zu CD einen gültigen klinischen Endpunkt signifikant beeinflussen kann (z. B. Verwendung von Vasopressoren, Verbesserung der Hämodynamik, Anpassung der Perfusionsindizes und Änderung des klinischen Verlaufs von ausgewählte Patienten).

Als praktischer Ansatz könnte die Hämodiafiltrationsmodalität festgelegt werden, um die Vorteile beider Techniken zu erzielen. Die Verschreibung im Bereich von 20 bis 35 ml / kg / h dialytischer Dosis [10] sollte die Ströme zwischen Hämofiltration und Dialyse aufteilen, um eine verlängerte Lebensdauer des Kreislaufs und die Effizienz der Blutreinigung auszugleichen. Während der Hämodiafiltration sollte jedoch immer die höchstmögliche konvektive Dosis abgegeben werden, indem die Hämofiltrationsrate auf 20% des Plasmastroms eingestellt wird, wobei die verbleibende Verschreibung als Diffusion festgelegt wird, um das gewünschte Intensitätsziel zu erreichen. [11]