Tossine uremiche nei pazienti pediatrici con malattia renale cronica: analisi cinetica (UToPaed_2)

Questo è uno studio multicentrico osservazionale su 20 bambini (≤ 18 anni) con malattia renale cronica (CKD) stadio 5D trattati con emodialisi.

La distribuzione e il trasporto delle tossine uremiche all'interno del corpo derivano da uno studio trasversale. Durante una sessione di emodialisi infrasettimanale, il sangue viene prelevato dalla linea di ingresso del dializzatore in diversi momenti (ad esempio a 0, 15, 30, 60, 120, 240 min) durante la sessione per ottenere l'evoluzione delle concentrazioni intradialitiche necessarie per l'analisi cinetica . Per calcolare la clearance del dializzatore, il sangue viene prelevato simultaneamente all'ingresso e all'uscita del dializzatore nella prima parte della sessione (ad es. a 30 minuti). La rimozione totale dei soluti viene misurata mediante raccolta parziale del dialisato durante l'intera durata della dialisi, utilizzando un sistema di campionamento convalidato. Per ogni tossina uremica in esame viene calibrato un modello cinetico che simula la distribuzione e il trasporto di massa all'interno del corpo del paziente. Il corpo è caratterizzato da un volume di distribuzione totale V (per tossina), costituito da uno o più compartimenti distinti. Ad es. un modello a 2 compartimenti, si può distinguere un compartimento plasmatico o periferico, che viene eliminato direttamente dall'emodialisi (es. clearance del dializzatore) o da clearance renale o extrarenale e compartimenti extraplasmatici. Si presume che ciascun compartimento sia caratterizzato da una concentrazione omogenea di tossina uremica con ingressi e uscite variabili. Si ritiene che il trasporto di soluto tra due compartimenti sia guidato da gradienti di concentrazione (diffusione) e/o gradienti di pressione (convezione) ed è caratterizzato da una distanza intercompartimentale.

Presumendo che la rimozione e la generazione siano in equilibrio nei pazienti HD stabili, la velocità di generazione dei soluti nel periodo interdialitico è considerata uguale alla rimozione totale dei soluti durante la sessione di dialisi. La velocità di ultrafiltrazione specifica del paziente viene presa in considerazione per modificare il volume di distribuzione totale nel tempo.

La variazione temporale della concentrazione del compartimento è, per una particolare tossina, determinata risolvendo l'equazione del bilancio di massa per ciascun compartimento. Il modello cinetico risolve in modo iterativo queste equazioni per l'intera durata della sessione di dialisi. Con la presente, il volume plasmatico, il volume di distribuzione totale, nonché la clearance intercompartimentale vengono calcolati adattando la soluzione alle concentrazioni plasmatiche del paziente misurate. Tali analisi cinetiche portano alla conoscenza di tutti i parametri cinetici per ogni tossina studiata.

Questi modelli cinetici calibrati per la pediatria sono inoltre utilizzati per simulare diverse strategie di dialisi e, con esso, cercare quella più ottimale, con l'esperienza che i ricercatori hanno dagli studi cinetici negli adulti. Con la presente, le evoluzioni della concentrazione per soluto, inter e intradialitiche sono calcolate secondo le equazioni del bilancio di massa per compartimento utilizzando i parametri cinetici derivati. Nel periodo interdialitico, la clearance del dializzatore viene mantenuta a zero, mentre la generazione di soluto viene mantenuta costante e l'aumento di volume interdialitico viene posto uguale alla velocità di ultrafiltrazione intradialitica applicata. Partendo dalle concentrazioni intra e interdialitiche allo stato stazionario con un programma di dialisi di 3x4 ore, le concentrazioni intra e interdialitiche vengono calcolate dopo aver alterato matematicamente diverse caratteristiche chiave del regime dialitico. Questo viene fatto per i dati dei singoli pazienti pediatrici e per il paziente pediatrico medio all'interno della sua categoria di età con i dati provenienti dalla nostra analisi cinetica primaria. Strategie possibili sono: dialisi più lunga e/o più frequente con o senza adattamento della portata del sangue e/o del dialisato, aumento della convezione, emodiafiltrazione (pre, post o diluizione mista) o una combinazione che tenga conto di diversi parametri. Per ciascuna strategia, vengono simulate sessioni consecutive fino al raggiungimento di un nuovo stato stazionario di concentrazioni di soluti predialisi (deviazione tra 2 sessioni consecutive <1%), parallelamente al reale effetto in vivo dell'alterazione della strategia di dialisi.

Le diverse strategie vengono valutate matematicamente confrontando la rimozione totale dei soluti calcolata durante la prima settimana con la nuova strategia, e la media del tempo allo stato stazionario, nonché le concentrazioni di pre-dialisi nel volume plasmatico.

I parametri di modellazione cinetica calibrati ei risultati delle diverse strategie di dialisi vengono confrontati per le diverse tossine uremiche studiate. Tenendo conto delle correlazioni con le comorbidità (UToPaed-parte 1), vengono scelti uno (o più) marcatori di tossina uremica.

I modelli cinetici sono ulteriormente convalidati quantificando le concentrazioni dei marker di tossina uremica e le comorbilità nei singoli pazienti dopo il passaggio a strategie diverse, nonché alla strategia di dialisi ottimale individualizzata basata sul modello (UToPaed- parte 3).