Metabolomická analýza akutního poškození ledvin a deliria po kardiochirurgické operaci

Přibližně 2 miliony pacientů podstoupí každoročně kardiochirurgický výkon, z nichž přibližně 20 % až 30 % prodělá akutní poškození ledvin související s kardiochirurgickým výkonem (CSA-AKI). Nejméně 3 % pacientů s CSA-AKI vyžaduje dočasnou náhradu ledvin a přibližně u 25 % pacientů se během tří let rozvine chronické onemocnění ledvin2. Několik retrospektivních kohortových studií uvádí významnou korelaci mezi AKI související s kardiochirurgickým výkonem a následným výskytem chronického onemocnění ledvin, terminálního onemocnění ledvin, srdečního selhání a závažných kardiovaskulárních nežádoucích příhod. Mezitím je výskyt CSA-AKI významně spojen s vyššími náklady na hospitalizaci a zvýšenou krátkodobou a dlouhodobou pooperační mortalitou, přičemž míra přežití v pětileté a sedmileté kohortě je 54 % a 38 %.

Patogeneze CSA-AKI je komplexní, způsobená různými potenciálními poškozeními ledvin v perioperačním období. Společným znakem těchto poranění je, že dodávka kyslíku do ledvin je nižší než spotřeba kyslíku ledvinami, což vede k poškození ledvinných tubulů. Mezi hypotetické mechanismy vedoucí k CSA AKI patří hypoperfuze 8, aterosklerotická embolie, toxický účinek nefrotoxinu 9, zánět a oxidační stres hypotéza 1 atd. Hemodynamické změny, snížený přísun kyslíku, zánět a oxidační stres způsobený těmito mechanismy, to vše může vést k AKI10. Vzhledem k vysoké incidenci CSA AKI a jeho potenciálně zničujícím následkům je naléhavé, aby klinický personál pochopil, jak nejlépe předcházet a zmírňovat CSA-AKI.

Ze zvláštních důvodů, jako je velké chirurgické trauma, vysoký operační stres, mimotělní oběh a nutnost převozu na kardiovaskulární jednotku intenzivní péče po operaci, je výskyt pooperačního deliria v srdci a velkých cévách (PODOCVS) stejně vysoký. od 26 % do 52 %. PODOCVS označuje akutní neurologickou poruchu, ke které dochází po operaci, charakterizovanou především zmateností v myšlení, sníženými prostorovými a časovými schopnostmi polohování. Související studie naznačují, že PODOCVS významně prodlužuje dobu mechanické ventilace pacientů, dobu pobytu na JIP, výskyt komplikací a úzce souvisí s dlouhodobým poklesem kognitivních funkcí a zvýšenou dlouhodobou mortalitou. Výzkum mechanismů PODOCVS je však stále v počáteční fázi. Stávající výzkum ukázal, že více faktorů, jako je chirurgické trauma, mimotělní oběh a intraoperační management, společně působí na dysfunkci neuronové sítě prostřednictvím různých mechanismů a cest, což vede k výskytu PODOCVS. V patogenezi PODOCVS hraje zásadní roli neurozánětlivá teorie. Akutní periferní stimulace zánětu indukuje expresi zánětlivých faktorů (IL-6, IL-8, IL-1 βα, TNF-α) v centrálním nervovém systému, což vede k neuronální synaptické dysfunkci, poškození paměti závislé na hipokampu a následnému behaviorálnímu a kognitivní příznaky. Někteří vědci také navrhli, že poškození anatomické struktury a funkční abnormality centrálního nervového systému jsou potenciálními mechanismy PODOCVS. Pomocí magnetické rezonance hlavy 116 pacientů podstupujících elektivní kardiochirurgický výkon bylo zjištěno, že pokles objemu šedé hmoty může souviset s deliriem během operace. PODOCVS má mnoho nepříznivých vlivů na prognózu pacientů, proto je výzkum jeho mechanismů zásadní pro správnou prevenci a léčbu PODOCVS.

Klinické důkazy naznačují, že poškození ledvin vede u pacientů ke změnám ve struktuře mozkové kůry, což naznačuje existenci renální mozkové osy. Někteří učenci proto navrhli, že AKI může být důležitou příčinou sekundárních zranění, jako je delirium. Přibližně 60 % pacientů s AKI v klinické praxi zažívá delirium. Zvýšené hladiny kreatininu > 2 mg/dl jsou jedním z rizikových faktorů deliria na JIP u starších pacientů. Renální substituční terapie může snížit riziko deliria souvisejícího s AKI. U pacientů, kteří dostávají renální substituční terapii, denní maximální sérový kreatinin nesouvisí s deliriem, ale může snížit dopad AKI na mozek odstraněním neurotoxických metabolitů. To naznačuje, že funkce ledvin má významný vliv na kognitivní funkce u pacientů a postupná normalizace funkce ledvin může zlepšit delirium.

Ačkoli základní mechanismus spojený s akutním poškozením ledvin a deliriem je stále nejasný, dospělo se ke konsenzu, že zvyšuje míru incidence a úmrtnosti, prodlužuje pobyt v nemocnici a urychluje dlouhodobý pokles kognitivních funkcí. Patogeneze deliria souvisejícího s AKI je multifaktoriální a bylo navrženo několik hypotéz týkajících se patogeneze deliria indukovaného AKI, včetně hypotézy akumulace neurotoxinů nebo léků navozujících delirium v ​​důsledku zhoršené funkce renální clearance, hypotézy upregulace systémových cytokinů zprostředkovaných neurozánětlivých procesů, a hypotéza objemového přetížení vedoucího k edému mozku.

Mnoho studií označilo AKI za hlavní rizikový faktor deliria. V prospektivní studii 1487 pacientů Zipser et al. zjistili, že AKI zvyšuje riziko deliria desetinásobně. Velké množství klinických důkazů ukazuje, že riziko deliria u pacientů s AKI významně stoupá se zhoršováním renálních funkcí. Retrospektivní studie s 919 pacienty na JIP uvedla, že výskyt deliria ve stadiu KDIGO 2 a 3 byl o 20 % vyšší než ve stadiu KDIGO 1. Studie BRAIN-ICU zjistila, že 50 % pacientů má koexistující delirium a AKI. Pacienti ve stadiu KDIGO 2 mají 1,5krát zvýšené riziko deliria, zatímco pacienti ve stádiu KDIGO 1 mají 2,5krát zvýšené riziko deliria. Mezi 1. stádiem KDIGO a deliriem však neexistuje žádná významná korelace. Studie případu a kontroly v jediném centru ve Spojeném království dále objasnila roli AKI v různých podtypech deliria. Studie ukázala, že pacienti s AKI ve stadiu 3 KDIGO měli pětkrát vyšší pravděpodobnost výskytu excitačního deliria než pacienti bez AKI a lehčí stadia AKI (stadium KDIGO 1 nebo 2) nebyla spojena s excitačním deliriem.

Výše uvedené četné důkazy naznačují významnou korelaci mezi AKI a deliriem a oba způsobily značné ztráty a zátěž pro pacienty a finanční prostředky ve zdravotnictví. Vzhledem k existenci renální mozkové osy a potenciální asociaci mezi AKI a deliriem předpokládáme, že porovnáním sérových metabolických profilů pacientů s deliriem a AKI po kardiochirurgickém výkonu, pacientů s pouze deliriem, pacientů s pouze AKI a pacientů bez deliria a AKI po operaci, můžeme prozkoumat mechanismy komplikací a mechanismy interakce mezi poškozením orgánů po kardiochirurgické operaci mimotělního oběhu a identifikovat metabolické markery specifické pro komplikace, identifikovat pacienty se zvýšenou náchylností a poskytnout reference pro včasnou diagnostiku komplikací a základ pro včasný zásah.