心臓手術後の急性腎損傷およびせん妄のメタボロミクス解析

毎年約 200 万人の患者が心臓手術を受けており、そのうち約 20% ～ 30% が心臓手術関連急性腎障害 (CSA-AKI) を経験しています。 CSA-AKI 患者の少なくとも 3% は一時的な腎代替療法を必要とし、患者の約 25% は 3 年以内に慢性腎臓病2を発症します。 いくつかの後ろ向きコホート研究では、心臓手術に関連するAKIと、その後の慢性腎臓病、末期腎疾患、心不全、および主要な心血管有害事象の発生との間に有意な相関があることが報告されている。 一方、CSA-AKIの発生は、入院費用の増加と短期および長期の術後死亡率の増加と大きく関連しており、コホートの5年生存率は54%、7年生存率は38%となっている。

CSA-AKI の病因は複雑で、周術期におけるさまざまな潜在的な腎臓損傷によって引き起こされます。 これらの損傷の共通点は、腎臓への酸素供給が腎臓の酸素要求量よりも低く、腎尿細管損傷を引き起こすことです。 CSA AKIを引き起こす仮説メカニズムには、灌流低下 8、アテローム性動脈硬化性塞栓症、ネフロトキシンの毒性作用 9、炎症および酸化ストレス仮説 1 などが含まれます。 これらのメカニズムによって引き起こされる血行動態の変化、酸素供給の減少、炎症、酸化ストレスはすべて、AKI10 を引き起こす可能性があります。 CSA AKI の高い発生率とその潜在的に壊滅的な後遺症を考慮すると、臨床スタッフが CSA-AKI を最も効果的に予防および軽減する方法を理解することが急務です。

大きな外科的外傷、高い手術ストレス、体外循環、術後の心臓血管集中治療室への搬送の必要性などの特別な理由により、心臓および大血管における術後せん妄（PODOCVS）の発生率は非常に高くなります。 26%から52%として。 PODOCVS は、手術後に発生する急性神経障害を指し、主に思考の混乱、空間的および時間的位置決定能力の低下を特徴とします。 関連研究では、PODOCVS が患者の人工呼吸時間、ICU 滞在時間、合併症の発生率を大幅に延長し、長期的な認知機能の低下や長期的な死亡率の増加と密接に関連していることが示唆されています。 しかし、PODOCVS のメカニズム研究はまだ初期段階にあります。 既存の研究では、外科的外傷、体外循環、術中管理などの複数の要因が連携して、さまざまなメカニズムや経路を通じて神経ネットワークの機能不全を引き起こし、PODOCVSの発生につながることが示されています。 神経炎症理論は、PODOCVS の発症において重要な役割を果たします。 急性末梢炎症刺激は、中枢神経系における炎症因子 (IL-6、IL-8、IL-1 β α、TNF-α) の発現を誘導し、ニューロンのシナプス機能不全、海馬依存性の記憶損傷、およびその後の行動および認知症状。 一部の学者は、解剖学的構造の損傷と中枢神経系の機能異常がPODOCVSの潜在的なメカニズムであると提案しています。 待機的心臓手術を受けている116人の患者の頭部磁気共鳴画像法を通じて、灰白質の体積の減少が手術中のせん妄に関連している可能性があることが判明した。 PODOCVS は患者の予後に多くの悪影響を及ぼすため、PODOCVS の正しい予防と管理にはそのメカニズムの研究が不可欠です。

臨床証拠は、腎損傷が患者の大脳皮質の構造の変化を引き起こすことを示唆しており、腎脳軸の存在を示唆しています。 したがって、一部の学者は、AKI がせん妄などの二次傷害の重要な原因である可能性を示唆しています。 臨床現場にいる AKI 患者の約 60% がせん妄を経験します。 2mg/dLを超えるクレアチニン値の上昇は、高齢患者におけるICUせん妄の危険因子の1つです。 腎代替療法は、AKI 関連のせん妄のリスクを軽減できます。 腎代替療法を受けている患者の場合、毎日の血清クレアチニンのピーク値はせん妄とは関係ありませんが、神経毒性代謝産物を除去することで脳に対するAKIの影響を軽減する可能性があります。 これは、腎機能が患者の認知機能に大きな影響を及ぼし、腎機能を徐々に正常化することでせん妄が改善される可能性があることを示唆しています。

急性腎障害とせん妄に関連する根本的なメカニズムはまだ不明ですが、発症率と死亡率を高め、入院期間を延長し、長期的な認知機能低下を促進することはコンセンサスとなっています。 AKI 関連せん妄の病因は多因子であり、腎クリアランス機能障害による神経毒またはせん妄誘発薬物の蓄積の仮説、全身性サイトカイン媒介性神経炎症の上方制御の仮説など、AKI 誘発せん妄の病因に関していくつかの仮説が提案されています。プロセス、および脳浮腫を引き起こす容積過負荷の仮説。

複数の研究により、AKI がせん妄の主な危険因子であることが特定されています。 Zipserらは、1487人の患者を対象とした前向き研究で、 AKI はせん妄のリスクを 10 倍増加させることを発見しました。 腎機能の悪化に伴い、AKI 患者におけるせん妄のリスクが大幅に増加することは、多くの臨床証拠によって示されています。 919人のICU患者を対象とした後ろ向き研究では、KDIGOステージ2および3におけるせん妄の発生率がKDIGOステージ1よりも20%高かったと報告されました。 BRAIN-ICU 研究では、患者の 50% がせん妄と AKI を併発していることが判明しました。 KDIGO ステージ 2 の患者ではせん妄のリスクが 1.5 倍増加しますが、KDIGO ステージ 1 の患者ではせん妄のリスクが 2.5 倍増加します。 ただし、KDIGO ステージ 1 とせん妄の間には有意な相関関係はありません。 英国における単一施設の症例対照研究では、せん妄のさまざまなサブタイプにおけるAKIの役割がさらに解明されました。 この研究では、KDIGOステージ3のAKI患者は非AKI患者に比べて興奮性せん妄を経験する可能性が5倍高く、軽いAKIステージ（KDIGOステージ1または2）では興奮性せん妄と関連がないことが示された。

上記の複数の証拠は、AKIとせん妄との間に有意な相関関係があることを示しており、どちらも患者と医療財政に多大な損失と負担をもたらしている。 腎脳軸の存在と、AKIとせん妄との潜在的な関連性を考慮すると、心臓手術後のせん妄とAKIを有する患者、せん妄のみを有する患者、AKIのみを有する患者、およびせん妄を有しない患者の血清代謝プロファイルを比較することにより、次のような仮説が立てられる。術後の AKI および AKI を利用することで、体外循環心臓手術後の合併症のメカニズムと臓器損傷間の相互作用メカニズムを調査し、合併症に特有の代謝マーカーを同定し、感受性が高まった患者を特定し、合併症の早期診断の参考と基礎を提供することができます。早期介入。