Epidemiologia

Akuutin munuaisten vajaatoiminnan (ARF) ilmaantuvuus kriittisessä tilassa olevilla potilailla vaihtelee käytetystä määritelmästä ja tutkitusta populaatiosta riippuen, mutta sen esiintyvyys vaihtelee 30-50 %:iin.1 Sepsis ja sen vakavin ilmenemismuoto, sepsis-shokki, ovat tärkeimpiä ARF:n syntyyn johtavia syitä teho-osastolla, ja ne aiheuttavat 50 %:iä kaikista tapauksista.2 Sepsiksen aiheuttama kuolleisuus on edelleen korkea erityisesti silloin, kun siihen liittyy elinten toimintahäiriöitä, kuten ARF (kuolleisuus 20-35 %), tai kun hemodynamiikka muuttuu (keskimääräinen kuolleisuus 60 %). ARF:n kehittyminen sepsiksen aikana on itsenäinen riskitekijä, joka lisää potilaiden kuolleisuutta.2 FRAMI-tutkimus, johon osallistui 43 espanjalaista teho-osastoa, osoitti, että ARF:n esiintyminen kriittisessä tilassa olevilla potilailla oli itsenäisesti yhteydessä lisääntyneeseen kuolleisuuteen, ja sen odds ratio (OR) oli 2,51.3

Määritelmä

Viime aikoihin ei ollut selkeää yhteisymmärrykseen perustuvaa määritelmää ARF:n määritelmästä sepsiksen yhteydessä. ADQI-ryhmä (Acute Dialysis Quality Initiative) on ehdottanut yhteisymmärrykseen perustuvaa diagnostista luokitusta, johon kliinikot ovat suhtautuneet myönteisesti ja joka on mahdollistanut alan tutkimustyön standardoinnin.4 Mainittu luokitus tunnetaan nimellä RIFLE (viitaten sanoihin Risk, Injury, Failure, Loss ja End-stage renal failure) (taulukko 1). Potilaat luokitellaan glomerulussuodatuksen (GF) (suhteessa kunkin potilaan lähtötilanteen viitearvoon) ja/tai virtsavirran (UF) vähenemisen perusteella viiteen luokkaan (valitsemalla kriteeri, joka antaa huonoimman luokituksen): riski (R), vamma (I), vajaatoiminta (F), menetys (L) tai loppuvaiheen munuaisten vajaatoiminta (E). ARF sepsiksessä diagnosoidaan kaikilla potilailla, jotka täyttävät sepsiksen kriteerit,5 jotka täyttävät osan RIFLE-kriteereistä ja joilla ei ole muita tiloja tai syitä, jotka voisivat selittää ARF:n, kuten kontrastiaineiden tai nefrotoksisten lääkkeiden käyttö.

Taulukko 1.

RIFLE-kriteeristö akuutin munuaisten toimintahäiriön luokittelemiseksi.

Kategoria GF-kriteerit UF-kriteerit
Riski Kreatiniini×1.5 tai UF0.5ml/kg/h×6h Korkea herkkyysKorkea spesifisyys
GF alentunut >25%
Vamma Kreatiniini×2 tai UF0.5ml/kg/h×12h
GF alentunut >50%
Vahinko Kreatiniini×3 tai UF0.3ml/kg/h×24h tai anuria×12h
GF alentunut >75% tai
ARF yli CRF: kreatiniini >4mg/dl akuutin ≥0.5mg/dl
Kato Pysyvä ARF=täydellinen munuaistoiminnan menetys >4 viikkoa
ESKD (CRF) Lopetus- loppu-vaiheen munuaisten vajaatoiminta (>3 kuukautta)

GF: glomerulusfiltraatti; UF: virtsavirta; ARF: akuutti munuaisten vajaatoiminta; CRF: krooninen munuaisten vajaatoiminta; ESKD: loppuvaiheen munuaistauti.

RIFLE-luokitus on validoitu useissa tutkimuksissa. Tutkimuksessa, johon osallistui 20 126 yliopistosairaalaan otettua potilasta, 10 %, 5 % ja 3,5 % tutkittavista saavutti RIFLE-luokituksen maksimipisteet R, I ja F. Potilaiden kuolleisuus lisääntyi lineaarisesti RIFLE-pisteiden vakavuuden myötä, joten kuolleisuutta voitiin ennustaa itsenäisesti.6 Toisessa tutkimuksessa, johon osallistui 41 972 teho-osastolle otettua potilasta, ARF:n esiintyvyydeksi ilmoitettiin 35,8 %. Kuolleisuus ryhmässä, jossa ei ollut ARF:ää, oli 8,4 %, kun taas 20,9 %, 45,6 % ja 56,8 % ryhmässä, jossa oli R-, I- ja F-luokan akuutti munuaisten vajaatoiminta. Minkä tahansa luokan ARF:n esiintyminen todettiin riippumattomaksi kuolleisuuden riskitekijäksi.

Acute Kidney Injury Network (AKIN) -ryhmä muutti RIFLE-kriteerejä herkkyyden parantamiseksi ja määritteli ARF:n seerumin kreatiniinin nousuksi ≥0.3 mg/dl tai prosentuaalinen nousu ≥1,5-kertaisena lähtötasosta edellisen 48 tunnin aikana (taulukko 2).7 Virtsaneritys ARF:n kriteerinä säilytettiin, mutta glomerulussuodatusnopeus ja RIFLE L- ja E-pisteet jätettiin pois. AKIN, toisin kuin RIFLE, edellyttää kahta kreatiniinimittausta 48 tunnin välein, jotta ARF-diagnoosi voidaan asettaa.

Taulukko 2.

AKIN-kriteerit akuutin munuaisten toimintahäiriön luokittelemiseksi.

Kategoria Serumkreatiniinikriteeri Urinvirtauskriteeri
1 Seerumkreatiniini ≥0.3mg/dl tai UF0.5ml/kg/h×>6h
≥150-200% (1.5-2 kertaa) lähtötasosta
2 Seerumin kreatiniini >200-300% (>2-3 kertaa) lähtötasosta UF0.5ml/kg/h×>12h
3 Seerumin kreatiniini >300% (>3-kertainen) lähtötasostaa tai seerumin kreatiniini ≥4.0mg/dl ja jyrkkä vähintään 0,5mg/dl UF0,3ml/kg/h×>24h tai anuria×12h

Potilaan luokittelemiseksi on täytettävä vain yksi kriteeri (kreatiniini tai UF). Munuaisten korvaushoitoa (RRT) saavat potilaat luokitellaan luokkaan 3 riippumatta siitä, missä vaiheessa he ovat RRT:n aloittamishetkellä. Luokat 1, 2 ja 3 vastaavat vastaavasti RIFLE-luokituksen R-, I- ja F-luokitusta.

a

AKIN-luokitus edellyttää kahta kreatiniinimittausta, jotka on suoritettu 48 tunnin välein – ensimmäinen on lähtötasoarvo.

Jotkut kirjoittajat ovat vertailleet RIFLE:tä ja AKIN:iä sydänleikkaukseen8 joutuneilla tai teho-osastolle otetuilla potilailla.9 Yleisesti ottaen kuolleisuus on vertailukelpoinen molemmilla menetelmillä, ja sillä on taipumus lisääntyä ARF:n vaikeusasteen kasvaessa – mikä vahvistaa, että akuutti munuaisvaurio korreloi potilaiden kuolleisuuteen.

Patogeneesi

Sepsiksen yhteydessä ilmenevän ARF:n kehittymiseen liittyvien mekanismien tutkimista rajoittaa ihmisillä tehtyjen harvojen histologisten tutkimusten vähäisyys prosessiin sisältyvän riskin ja sen usein peruuttamattoman luonteen vuoksi sekä munuaisten mikrosirkulaaristen virtausarvojen mittaamisen mahdottomuus.

Munuaisten verenkierto sepsiksessä

Klassinen kanta septisten potilaiden kohdalla on, että ARF:n taustalla oleva pääasiallinen mekanismi on iskemia tai hypoperfuusio – mikä viittaa siihen, että munuaisten verenkierron (RBF) väheneminen ja munuaisten verisuonten supistuminen ovat sepsikselle tyypillisiä tapahtumia. Lisäksi tärkeimmät toimenpiteet ARF:n hoidossa sepsiksen yhteydessä ovat olleet tilavuuden korvaaminen jo elvytetyillä potilailla10 ja munuaisten verisuonia laajentavien aineiden, kuten dopamiinin ja fenoldapamin, käyttö, vaikka niiden hyödyllisyydestä on vain vähän näyttöä11.

Sepsikselle ominaiset fysiopatologiset prosessit, kuten absoluuttinen ja suhteellinen hypovolemia, joka johtuu muun muassa vasoplegiasta (patologisesta vasodilataatiosta) ja kapillaarivuodosta, sydänlihaksen toimintahäiriöstä ja heikentyneestä hapenottokyvystä, viittaavat siihen, että heikentynyt hapenkuljetus voi olla merkittävä mekanismi ARF:ssä – pääasiassa sen alkuvaiheessa tai sepsiksen yhteydessä, johon liittyy kardiogeeninen sokki. Useimmat tutkimukset, jotka viittaavat sepsiksen ARF:n iskeemiseen etiologiaan, ovat kuitenkin peräisin iskemian ja reperfuusion eläinmalleista.12,13 Nämä mallit eivät ole sopusoinnussa elvytetyn sepsiksen klassisen fysiopatologian kanssa, jolle on ominaista korkea sydämen ulostuloteho (CO) ja matala perifeerinen resistenssi.

RBF:n tutkiminen ihmisen sepsiksessä on monimutkaista, koska sen mittaaminen jatkuvatoimisesti on vaikeaa. Septisillä eläimillä tehdyissä tutkimuksissa on saatu ristiriitaisia tuloksia RBF:n suhteen. Joidenkin tutkimusten mukaan RBF laskee sepsiksen alkuvaiheessa tai endotoksiinin bolusannoksen jälkeen.14,15 Nämä endotoksemian mallit aiheuttavat alkuvaiheen proinflammatorisen tilan, jota ei esiinny todellisessa sepsiksessä, jossa tulehduksen välittäjäaineiden lisääntyminen on asteittaista eikä räjähdysmäistä kuten mainituissa malleissa.16 Muissa uudemmissa tutkimuksissa korostetaan, että normaalioloissa RBF on moninkertaisesti suurempi kuin mitä munuaisten todelliset aineenvaihduntatarpeet edellyttävät – koska RBF on tarkoitettu enemmän glomerulussuodatukseen kuin munuaisten hapenkuljetukseen. Nämä tutkimukset osoittavat, että elvytetyssä sepsiksessä eli tilanteessa, jossa sydämen ulostulovoima on normaali tai suuri ja systeeminen verisuonten laajeneminen on tyypillistä, RBF on normaali tai jopa suurentunut.17,18 Tutkimuksessa, jossa käytettiin sikojen hyperdynaamisen sepsiksen mallia, todettiin RBF:n olevan yleisesti suurentunut, ja se oli suurentunut erityisesti munuaisytimessä.19 Toisessa kahdeksalla septisellä potilaalla tehdyssä tutkimuksessa, jossa RBF arvioitiin invasiivisesti termodiluutiolla, todettiin ARF:n kehittyvän ilman RBF:n muutoksia.20 Sepsistä ja ARF:stä tehtyjen 160 kokeellisen tutkimuksen systemaattisessa katsauksessa todettiin, että tärkein RBF:n normaaliuden määräävä tekijä sepsiksessä oli sydämen syketaso (CO). Korkea tai normaali CO on yhteydessä säilyneeseen RBF:ään, kun taas matala CO – eli elvyttämätön sepsis tai kardiogeeniseen sokkiin liittyvä sepsis – on yhteydessä alhaiseen RBF:ään18.

Siten, vaikka munuaisten hypoperfuusiolla voi olla merkitystä matalan virtauksen tiloissa, kuten elvyttämättömässä sepsiksessä, viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että kun sepsikselle ominainen hyperdynaaminen tila on vakiintunut, hypoperfuusio tai munuaisten iskemia eivät ole merkityksellisiä mekanismeja.17

Munuaisten histologia sepsiksessä

Munuaisten histologiset muutokset, joita on havaittu sepsiksessä, ovat vähäisiä ja epäspesifisiä.15 Järjestelmällisessä katsauksessa todettiin, että vain 22 %:lla 184 potilaasta oli näyttöä akuutista tubulusnekroosista (ATN), ja päädyttiin siihen, että olemassa oleva kokeellinen ja kliininen todistusaineisto ihmisillä ei tue ajatusta ATN:stä septiselle ARF:lle tyypillisenä ilmenemismuotona tai mekanismina.21 Septisen ARF:n histologia on heterogeeninen – merkityksellisiä löydöksiä ovat leukosyytti-infiltraatio (pääasiassa mononukleaarisia soluja), jonkinasteinen tubulussolujen vakuolisoituminen, harjasrajan häviäminen ja apoptoosi.22,23 Muita kuvattuja muutoksia ovat solujen välisten tiukkojen yhteyksien toimintahäiriö, joka suosii tubulaarisen nesteen takaisinvirtausta epiteelin läpi,24 ja tyvikalvon toimintahäiriö, jolloin soluja irtoaa tubulaarisen luumenin sisään. Tämä puolestaan liittyy tubulaaristen solujen tai lieriöiden esiintymiseen virtsan sedimentissä. Nämä solusylinterit aiheuttavat virtsan putkistovirtauksen (UF) mikroobstruktiota, jolloin GF lakkaa kyseisessä nefroniyksikössä. Nekroosin puuttuminen 70 prosentilla potilaista on sopusoinnussa sen olemassa olevan näytön kanssa, jonka mukaan muut mekanismit kuin iskemia vaikuttavat ARF:n kehittymiseen sepsiksen aikana.8,10

Apoptoosia eli ohjelmoitua solukuolemaa, joka ei nekroosista poiketen aiheuta paikallista tulehdusta,25 on kuvattu yhdeksi fysiopatologiseksi ilmiöksi ARF:n aikana sepsiksessä.21,22,26 Apoptoosia havaitaan 2-3 prosentissa tubulussoluista sepsiksen aikana, ja se on yleisempää distaalisissa tubuluksissa.22 Tumorinekroositekijä-alfalla (TNF-α) on tärkeä rooli munuaistubulusten apoptoosin induktiossa; apoptoosin merkitys ARF:n mekanismina in vivo on kuitenkin edelleen tutkimuskohteena.

Glomerulusfiltraatio sepsiksessä

Sen vuoksi, että useimmissa sepsistapauksissa sydämen ulostulovoima on joko normaali tai kohonnut, RBF:n nähdään olevan normaali. Tuoreessa tutkimuksessa sepsistä sairastavilla lampailla on osoitettu, että RBF on itse asiassa kohonnut hyperdynaamisen CO:n yhteydessä, vaikka munuaisten verisuoniresistanssi (RVR) on alentunut, jolloin glomerulusfiltraationopeus on toissijaisesti alentunut ja plasman kreatiniinipitoisuus noussut.27 RVR:n aleneminen saattaa selittyä typpioksidin (NO) vapautumisen lisääntymisellä. Proinflammatorinen kaskadi indusoi indusoituvan typpioksidisyntetaasin (iNOS) ilmentymistä munuaisytimessä28 , glomerulaarisissa mesangiaalisoluissa ja munuaisten verisuonten endoteelisoluissa28 , mikä johtaa voimakkaaseen ja pitkäaikaiseen NO:n vapautumiseen. Toisaalta septiseen sokkiin liittyvä asidoosi ja verisuonten sileiden lihassolujen ATP-tasojen lasku edistävät solujen hyperpolarisaatiota, joka johtuu kaliumin vapautumisesta solusta ATP:stä riippuvaisten kaliumkanavien kautta – tämä puolestaan edistää munuaisten verisuonten laajentumista katekoliamiini- ja angiotensiini II -resistenssin kautta. Samoin munuaistoiminnan palautuminen liittyi RVR:n palautumiseen, joka liittyi RBF:n vähenemiseen. Tämä tutkimus viittaa siihen, että GF:n paineen säätelyn menetys osallistuu ARF:n mekanismina sepsiksessä, vaikka RBF olisi suurentunut.

Glomerulaarinen suodatuspaine riippuu afferenttien ja efferenttien valtimoiden halkaisijasta. Afferentin arteriolin supistuminen ja/tai efferentin arteriolin vasodilataatio voi johtaa GF:n ja UF:n pienenemiseen. Afferentti vasodilataatio osallistuu ARF:n mekanismiin sepsiksessä, vaikka efferentillä arterioolilla on vieläkin suurempi merkitys (hyperemeettinen ARF) – se aiheuttaa GF:n ja UF:n laskun. Suorien RBF-mittausten puuttuminen ihmisen sepsiksessä rajoittaa kuitenkin johtopäätösten tekemistä.

Intrarenaalinen hemodynamiikka sepsiksen aikana

Vaikka RBF säilyy elvytetyssä sepsiksessä, verenvirtauksen intrarenaalinen jakauma voi muuttua siten, että kortikaalinen verenvirtaus vallitsee medullaarisen verenvirtauksen yläpuolella – tilanne, joka tunnetaan nimellä ”kortikomedullaarinen redistribuutio” (corticomedullary redistribuutio), ja joka aiheuttaa medullaarista hypoksiaa29. Tuoreessa eläimillä tehdyssä tutkimuksessa todettiin kriittisen ja medullaarisen verenvirtauksen eriytetyt mittaukset sepsiksen aikana käyttäen intrarenaalista laser-Doppler-virtausmittausta. Molemmat virtaukset pysyivät vakaina, ja noradrenaliinin – adrenergisen vasokonstriktorin – käyttö lisäsi merkittävästi virtausta molemmilla alueilla. Tämä viittaa siihen, että kompensaatiomekanismit ovat aktiivisia hyperdynaamisen sepsiksen aikana.30 Sepsiksen aikana munuaissisäisessä verenkierrossa on luultavasti muutoksia, mutta todisteet viittaavat siihen, että kompensaatiomekanismit ovat aktiivisia eivätkä tällaiset muutokset edusta hallitsevaa mekanismia.

Inflammatio ja oksidatiivinen stressi

Muutkin mekanismit hemodynaamisten mekanismien lisäksi osallistuvat ARF:n syntyyn sepsiksen aikana. Sepsikselle ominaista tulehdusreaktiota on tutkittu ARF:n suorana mekanismina. Erilaiset sepsikseen liittyvät välittäjäaineet osallistuvat yhdessä neuroendokriinisen vasteen kanssa septisen ARF:n patogeneesiin.31,32 Munuaiset ovat erityisen herkkiä välittäjäaineiden aiheuttamille vaurioille. Sekä mesangiaalisolut että tubulaarisolut kykenevät ilmentämään proinflammatorisia sytokiineja, kuten interleukiini (IL)-1:tä, IL-6:ta ja TNF-α:ta.33 Sekä IL-1:n että TNF-α:n on todettu toimivan ARF:n aiheuttajina sepsiksessä.34 Hiiret, joilla on TNF-α-reseptorin puutos, ovat vastustuskykyisiä endotoksiinivälitteisen ARF:n kehittymiselle, ja niillä esiintyy vähemmän tubulaarista apoptoosia ja vähemmän mononukleaaristen solujen infiltraatiota.35 Anti-TNF-α-vasta-aineiden käytöllä sepsiksen aikana ei kuitenkaan ole pystytty parantamaan eloonjäämistä tai estämään ARF:n kehittymistä.36

Mekanismeja, joita on ehdotettu selittämään, miten IL-1 ja TNF-α aiheuttavat ARF:n sepsiksen aikana, ovat lisääntyneen sytokiinien vapautumisen indusoiminen, mikä voimistaa tulehduskaskadia; kudostekijän ilmentymisen suosiminen, mikä edistää paikallista tromboosia37; tubulussolujen apoptoosin indusoiminen38; ja pääasiassa alueellisen oksidatiivisen stressin kohoaminen lisääntyneen reaktiivisten happi spesien (ROS) tuotannon kautta.

Oksidatiivinen stressi sepsiksessä liittyy ROS:ien tuotannon lisääntymiseen ja samanaikaiseen antioksidanttitasojen alenemiseen joko kulutuksen tai vähentyneen saannin kautta39.-41 Proinflammatorinen kaskadi indusoi iNOS:n ilmentymistä munuaisytimessä,28 glomerulaarisissa mesangiaalisoluissa ja munuaisten verisuonten endoteelisoluissa28 – mikä johtaa NO-tasojen nousuun sepsiksen aikana. NO:lla on sekä hyödyllisiä että haitallisia vaikutuksia sepsiksen aikana. NO:n perustasot ovat välttämättömiä RBF:n ja laskimonsisäisen virtauksen ylläpitämiseksi sepsiksen aikana, erityisesti afferenttien arteriolien tasolla28 , ja solujen mitokondrioiden biogeneesin (uudelleensynteesin) edistämiseksi.42,43 NO on kuitenkin myös vapaa radikaali, ja kun sitä tuotetaan liikaa, se pystyy estämään oksidatiivisen fosforylaatioketjun ja vähentämään hapenkulutusta44 . NO voi lisäksi olla vuorovaikutuksessa muiden ROS:ien kanssa muodostaen myrkyllisempiä reaktiivisia lajeja, kuten peroksinitriittiä,45-47 joka voi vaurioittaa DNA:ta, proteiineja ja kalvoja, mikä johtaa mitokondrioiden läpäisevyyden lisääntymiseen.48,49 Lisääntynyt mitokondrioiden läpäisevyys liittyy sähkökemiallisen gradientin ja ATP:n synteesin vähenemiseen sekä apoptoosireittien aktivoitumiseen.50 Hapetusvaurioiden voimakkuus korreloi mitokondriovaurioiden voimakkuuteen ja eloonjäämiseen.48,51 Useat tutkimukset, mukaan lukien oman ryhmämme tutkimus, ovat osoittaneet, että ROS:n lisääntymisen lisäksi sepsiksen aikana myös antioksidanttitasot laskevat, mikä on yhteydessä septisen prosessin voimakkuuteen.52-55

Hyytyminen ja mikroverenkierto

Sepsikselle on ominaista protromboottinen ja antifibrinolyyttinen tila56 , ja siihen liittyvä mikroverenkierron toimintahäiriö on kuvattu merkitykselliseksi mekanismiksi usean elimen vajaatoiminnan kehittymisessä sepsiksessä, ja sillä on yhteys kuolleisuuteen.57 Endoteelin toimintahäiriön aiheuttaa tulehduskaskadi, ja sille on ominaista kudostekijän ilmentymisen lisääntyminen – mikä puolestaan aktivoi hyytymiskaskadin. Munuaisten tasolla glomerulaarisiin kapillaareihin on kuvattu fibriinikerrostumia sepsiksen aikana, vaikka tuoreessa tutkimuksessa on osoitettu, että munuaisvaltimoiden/arteriolaaristen verisuonten tromboosit eivät ole yleisiä sepsiksen yhteydessä eikä niillä ole yhteyttä disseminoituneeseen intravaskulaariseen koagulaatioon22 .

Mitokondrioiden toimintahäiriö

Mitokondrioiden toimintahäiriö kuvataan solun kyvyttömyydeksi ylläpitää aineenvaihduntatoimintojaan riittävästä hapenkuljetuksesta huolimatta, koska käytettävissä olevaa happea ei pystytä käyttämään ATP:n synteesiin.58 Lyhyesti sanottuna mitokondrioiden on kytkettävä energiarikkaiden substraattien kuljettaminen transmembraanisen sähkökemiallisen gradientin tuottamiseen, joka mahdollistaa ATP:n synteesin. Jotta tämä prosessi olisi tehokas, hapetusfosforylaatiokompleksien (kompleksit I-IV ja ATP-syntaasi) on toimittava riittävästi,59,60 mitokondrioiden kalvon rakenteellisen eheyden (pohjimmiltaan sisäisen kalvon),61,62 riittävän substraattitarjonnan,63,64 ja mitokondrioiden riittävän lukumäärän on oltava kunnossa.65,66 Muutamissa tutkimuksissa on arvioitu solujen toimintaa septisen ARF:n yhteydessä. Eräässä tutkimuksessa, joka perustui lipopolysakkaridin (LPS) jatkuvaan perfuusioon, ei havaittu muutoksia munuaisten mitokondrioiden toiminnassa,67 vaikka uudemmassa tutkimuksessa, joka tehtiin sioilla, joilla oli vatsaontelon sisäistä alkuperää oleva sepsis, raportoitiin munuaisten mitokondrioiden toiminnassa tapahtuneesta muutoksesta, joka liittyi oksidatiivisen stressin merkkiainetasojen kohoamiseen68.

Koneellisen ventilaation aiheuttamat kaukovauriot

Pienten hengitystilavuuksien (TV) (6 ml/kg ihannepainoa) käyttö mekaanisessa ventilaatiossa (MV) akuutin hengitysvaikeusoireyhtymän (ARDS) aikana vähentää kuolleisuutta näillä potilailla.69 Yksi mekanismeista, joita on ehdotettu ARDS:ään ja MV:hen liittyvän kuolleisuuden selittämiseksi, on systeemisten välittäjäaineiden vapautuminen, jota syntyy keuhkojen tasolla tilanteissa, joissa on suuri TV. Eräässä mielenkiintoisessa tutkimuksessa osoitettiin, että eläimillä, joita ventiloitiin korkeilla TV-arvoilla, esiintyi enemmän tubulaarista apoptoosia ja siihen liittyvää munuaisten toimintahäiriötä. Kun munuaissoluja viljeltiin in vitro korkean TV:n saaneiden eläinten plasman kanssa, solut osoittivat myös korkeampaa apoptoosia.70

Biomarkkerit sepsiksessä ja ARF:ssä

Kreatiniinin ja UF:n käyttöön ARF:n diagnosoinnissa ja ennusteessa sepsiksen aikana (RIFLE- ja AKIN-kriteerit) liittyy useita rajoituksia. Plasman kreatiniinin nousu on myöhäinen ilmiö, ja jotta tällainen nousu tapahtuisi, siihen on liityttävä GF-kapasiteetin merkittävä väheneminen. RIFLE-luokituksessa ei määritellä selkeästi potilaan munuaistoiminnan perusarvoa, toisin kuin AKIN-luokituksessa, jossa edellytetään kahden kreatiniinimittauksen tekemistä 48 tunnin välein. Toisaalta UF ARF:n diagnostisena kriteerinä riippuu potilaan volemiasta ja diureettien käytöstä. Useimmat RIFLE- ja AKIN-analyyseihin sisältyneet tutkimukset ovat retrospektiivisiä, eikä niissä mitattu UF:tä 6 tai 12 tunnin välein; näin ollen vain 12 prosentissa niistä käytettiin molempia kriteerejä (kreatiniinin ja UF:n nousu) ARF:n diagnosoimiseksi. Niissä tutkimuksissa, joissa käytettiin molempia kriteerejä, raportoitiin pienempi kuolleisuus kuin niissä, joissa diagnoosikriteerinä käytettiin vain kreatiniinia – tämä viittaa siihen, että UF:n lasku on hyvänlaatuisempi ja/tai palautuvampi kuin kreatiniinin nousu.

Tarve luoda merkkiaineita, joiden avulla ARF voidaan diagnosoida aikaisemmin ja herkemmin kuin kreatiniinin nousu tai UF:n lasku, on johtanut siihen, että on ryhdytty etsimään munuaistaudin alkuvaiheen soluvaurioita heijastavia munuaisperäisiä biomarkkereita.

Neutrofiilinen gelatinaasi-assosioitunut lipokaliini (NGAL) on 24 kda:n proteiini, jota tavallisesti ilmentyy pieninä pitoisuuksina eri ihmiskudoksissa (munuaisissa, keuhkoissa, vatsassa ja paksusuolessa), ja sitä esiintyy neutrofiilien sekundaarirakeissa. NGAL vapautuu, kun nämä solut aktivoituvat, erityisesti bakteeri-infektioiden seurauksena. NGAL:n transkriptio ja vapautuminen indusoituu voimakkaasti epiteelivaurion yhteydessä.

ARF:ssä NGAL vapautuu nopeasti proksimaalisista munuaistubuluksista iskeemisen71 tai toksisen vaurion jälkeen72 , ja sen pitoisuuksia voidaan mitata plasmasta ja virtsasta. Tuoreessa katsauksessa73 , johon osallistui yli 4000 potilasta, joilla oli sepsiksen, sydänleikkauksen, kontrastiaineelle altistumisen tai elinsiirron vuoksi ARF:n riski, todettiin NGAL:n olevan merkittävästi koholla niillä henkilöillä, joille kehittyy ARF, ja että tämä kohoaminen edeltää merkittävästi ARF:n kliinistä diagnoosia. Plasman ja virtsan NGAL-pitoisuuksien kohoamista on kuvattu myös septisillä potilailla.74 NGAL-pitoisuudet plasmassa ja virtsassa korreloivat RIFLE- tai AKIN-testillä määritetyn munuaisten toimintahäiriön asteen kanssa.75,76 Tuoreen tutkimuksen mukaan virtsan NGAL-pitoisuuden kohoaminen ennustaa kuitenkin paremmin ARF:ää sepsiksessä kuin plasman NGAL-pitoisuuden kohoaminen plasman NGAL-pitoisuuden kohoaminen, joka ei ole yhtä spesifinen – mahdollisesti verenkierrossa kiertävien neutrofiilien aktivaation vuoksi.74

Interleukiini-18 on proinflammatorinen sytokiini, joka transkriboituu ja vapautuu proksimaalisissa munuaistubuluksissa ja joka voidaan helposti havaita virtsasta iskeemisen vaurion jälkeen.77 Se ei näytä lisääntyvän infektio-olosuhteissa, prerenaalisessa ARF:ssä tai kroonisessa munuaisten vajaatoiminnassa. Tämä merkkiaine kuvattiin alun perin sydänleikkauspotilailla, joilla IL-18:n havaittiin nousevan jo varhain ennen ARF:n kliinistä diagnoosia, ja käyrän alle jäävä pinta-ala (AUC-ROC) oli 0,75.78 IL-18:n on myös kuvattu ennustavan hyvin ARF:ää kriittisessä tilassa olevilla potilailla yleensä ja septisillä potilailla.79 .

KIM-1 (kidney injury molecule-1, munuaisvauriomolekyyli-1) on transmembraaninen glykoproteiini, jonka ilmentyminen lisääntyy selvästi proksimaalisten munuaistubulusten solujen osalla vasteena iskeemisille tai toksisille ärsykkeille. Sen pitoisuudet voidaan havaita virtsasta, ja niiden on havaittu lisääntyvän ARF-potilailla. Tämä merkkiaine saattaa olla hyödyllinen ennustettaessa dialyysin tarvetta tai sairaalakuolleisuutta potilailla, joilla on alkuperältään ja vaikeusasteeltaan erilainen ARF.80

Hoito

ARF:n fysiopatologisen mallin luomiseen liittyvät rajoitteet ovat viivästyttäneet menestyksekkäiden lääkehoitojen kehittämistä, ja tällä hetkellä suuri osa sepsiksen yhteydessä esiintyvän ARF:n hoidosta keskittyy munuaistoiminnan tukemiseen. Sepsispotilaiden ARF:n hoito on monimutkaista hemodynaamisen epävakauden ja siihen liittyvien useiden elinten toimintahäiriöiden vuoksi. Tämän vuoksi viime vuosina on kehitetty monia sekä jatkuvan että jaksottaisen munuaisten korvaushoidon (RRT) tekniikoita, vaikka näyttöä yhden tekniikan paremmuudesta kuin muiden tekniikoiden kohdalla ei ole ollut, mikä on suurelta osin estänyt niiden kliinisen soveltuvuuden.81-85

Kehitetyt erilaiset tekniikat perustuvat pohjimmiltaan kahteen periaatteeseen: diffuusioon ja konvektioon tai molempien yhdistelmään. Diffuusiotekniikoita (hemodialyysi) käytetään mieluiten ei-inflammatorisena korvaushoitona ja hemodynaamisesti stabiileilla potilailla, kun taas konvektiotekniikat (hemofiltraatio) mahdollistavat suuremman hemodynaamisen stabiilisuuden ja negatiivisen vesitasapainon saavuttamisen vähemmillä systeemisillä heijastusvaikutuksilla.86-88 Laajempi hemodialyysi mahdollistaa kuitenkin munuaistoiminnan korvaamisen ja negatiivisen vesitasapainon saavuttamisen myös epävakailla potilailla. Toisaalta hemofiltraatiotekniikat mahdollistavat munuaisten tukemisen lisäksi myös mahdollisuuden moduloida tulehdusreaktiota poistamalla suuremman molekyylipainon omaavia tulehdusyhdisteitä (sytokiinejä).89,90 Hemofiltraatio, jossa käytetään suurempia ultrafiltraattiannoksia ja johon viitataan suuritilavuuksisena hemofiltraationa (ultrafiltraationopeus >35 ml/kg/h), liittyy pääasiassa vasopressorien tarpeen vähenemiseen,91-93 vaikkakin joidenkin tutkimusten mukaan se on liittynyt myös mikroverenkierron paranemiseen94 ja eloonjäämiskyvyn paranemiseen.92

Mutta vaikka jotkin tutkimukset viittaavat siihen, että jatkuvasta hemofiltraatiosta on hemodynaamisesti epästabiileilla potilailla enemmän hyötyjä kuin jaksottaisesta hemodialyysitekniikasta,95 ei ole vieläkään riittävää näyttöä jatkuvan RRT:n paremmuudesta jaksottaiseen hemodialyysiin verrattuna kuolleisuuden tai munuaistoiminnan palautumisen suhteen.96,97 Peritoneaalidialyysin käyttöön liittyy lisääntynyt kuolleisuus, joten sitä ei suositella sepsikseen liittyvän akuutin munuaisten vajaatoiminnan yhteydessä.98

Johtopäätökset

Sepsikseen liittyvä akuutti munuaisten vajaatoiminta on yleinen, ja se lisää hoidon monimutkaisuutta ja kuolleisuutta. Tähän liittyy useita vielä huonosti tunnettuja patogeneettisiä mekanismeja, mikä on rajoittanut taudin hoitostrategioita. Tällä hetkellä munuaisten tukitekniikat mahdollistavat munuaistoiminnan tehokkaan korvaamisen, ja on näyttöä siitä, että niillä voidaan moduloida tulehdusreaktiota.

Rahoitustuki

Fondecyt 11100247 (Tomas Regueira).

Interressiristiriidat

Tekijöillä ei ole ilmoitettavaa eturistiriidoista.

Tekijöillä ei ole ilmoitettavaa eturistiriidoista.Tekijöillä ei ole ilmoitettavaa eturistiriidoista.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.