Cardiopulmonale inspanningstesten en intraveneus ijzer - 'CAPOEIRA-I STUDY' (CAPOEIRA-I)

Bloedarmoede komt veel voor in de electieve chirurgische populatie, een prevalentie van ongeveer 30% wordt consequent gerapporteerd in grote cohorten.

Cardiopulmonale inspanningstesten (CPET), die een objectieve beoordeling van de aërobe conditie bieden door het zuurstofverbruik (O2) en de kooldioxideproductie te meten, worden algemeen beschouwd als de gouden standaard voor het beoordelen van functionele capaciteit, aangezien het dynamisch het long-, cardiovasculaire en musculoskeletale systeem en hun wisselwerking test in een enkele proef. CPET-parameters worden beïnvloed door een aantal patiëntfactoren, waaronder inspanning, het vermogen om de pedalen op een hometrainer te draaien, longfunctie en, cruciaal, zuurstoftoevoer naar de ademende weefsels, die afhankelijk is van het zuurstofgehalte in het bloed en de stroom naar de weefsels via het hartminuutvolume .

Het zuurstoftransporterend vermogen van arterieel bloed wordt grotendeels beïnvloed door het hemoglobinegehalte (of totale hemoglobinemassa (tHb-massa)). tHb-massa beïnvloedt de CPET-prestaties in grotere mate dan de hemoglobineconcentratie ([Hb]). [Hb] is afhankelijk van plasmavolume (PV) en vertoont van dag tot dag een grotere fluctuatie dan tHb-massa.

Studies bij atleten tonen het nadelige effect van bloedvolumeverlies (d.w.z. opzettelijke aderlating) en verlies van hemoglobinegehalte op CPET-prestaties. Het gevolg hiervan is illegale bloedmanipulatie, die de CPET-prestaties verbetert. Hetzelfde wordt gezien bij trainingskampen op hoogte met een verhoogde tHb-massa die leidt tot verbeterde maximale trainingsprestaties.

Aërobe capaciteit wordt gedefinieerd als de maximale hoeveelheid zuurstof die het lichaam per tijdseenheid kan opnemen en is de gouden standaard voor fysieke fitheid. VO2max wordt klassiek gedefinieerd als 'een plateau in zuurstofopname bereikt tijdens maximale inspanning ondanks verdere toename van de inspanningsbelasting, waardoor de grenzen van het cardiorespiratoire systeem worden gedefinieerd'. Veel mensen bereiken echter ondanks maximale inspanning geen plateau in de zuurstofopname en in plaats daarvan wordt de term VO2peak gebruikt. Dit is het hoogst gemeten zuurstofverbruik tijdens inspanning en wordt meestal gemiddeld over een periode van 30 seconden. O2 bij anaerobe drempel (VO2AT) wordt gedefinieerd als: 'de hoogste aanhoudende inspanningsintensiteit waarbij de meting van de zuurstofopname de volledige energiebehoefte kan verklaren'. Een alternatieve definitie is 'de inspanningsintensiteit waarbij lactaat zich boven rust in de bloedbaan begint op te hopen'. Deze variabelen voor zuurstofopname zijn gedeeltelijk afhankelijk van het zuurstoftransportvermogen van het bloed, dat op zijn beurt weer afhankelijk is van het hemoglobinegehalte in het bloed.

Grote operaties stellen een verhoogde metabole vraag op het lichaam. Misschien zijn om deze reden zowel lagere preoperatieve VO2peak- als VO2AT-waarden geassocieerd met verhoogde morbiditeit en mortaliteit na een grote operatie. Veel van de literatuur op dit gebied is ontleend aan studies die CPET-variabelen rapporteren. Gezien het feit dat de zuurstofopnamevariabelen VO2peak en VO2AT positief gecorreleerd zijn met tHb-massa, kan het zijn dat een deel van de fysieke fitheid-uitkomstrelatie wordt gemedieerd door hemoglobinegerelateerde effecten in plaats van cardiorespiratoire functie, wat een mechanistische basis vormt voor slechte CPET-prestaties in veel patiënten met bloedarmoede.

Weinig studies hebben de impact van bloedmanipulatie - transfusie of ijzertherapie - op CPET-variabelen bij patiënten onderzocht. Een studie van Wright et al onderzocht 20 patiënten met chronische bloedarmoede als gevolg van 'stabiele hematologische omstandigheden' waarvoor bloedtransfusies nodig waren. Een CPET werd uitgevoerd vóór de bloedtransfusie en herhaald 2-6 dagen na de transfusie van 1-4 eenheden bloed (mediaan 3). Een gemiddelde stijging van [Hb] van 8,3-11,2 g dl-1 ging gepaard met een gemiddelde (SD) stijging van O2AT van 10,4 (2,4) naar 11,6 (2,5) mlkg-1min -1, (p= 0,018). (10). Gecorrigeerd voor de verandering in Hb-concentratie nam de anaerobe drempel toe met een gemiddelde (SD) van 0,39 (0,74) ml kg-1 min-1 per g dl-1 Hb.

De resultaten kwamen overeen met een studie bij patiënten met bèta-thalassemie major waarin de inspanningsprestaties vóór en 2 uur na hemotransfusie werden vergeleken. De inspanningsduur nam toe van 7,3 (+/- 2,8) naar 10,3 (+/- 2,3) minuten (p<0,05) en de O2-piek nam toe van 28,5 (+/- 5,0) naar 36,2 (+/- 7,1) ml kg-1min -1; (p<0,05).

Meten van hemoglobineconcentratie vs. totale hemoglobinemassa

Traditioneel wordt de concentratie van circulerend hemoglobine [Hb] gebruikt als een klinische maatstaf voor het zuurstoftransporterend vermogen van het bloed. Een laag [Hb] kan echter het gevolg zijn van een verminderde hoeveelheid hemoglobine (absolute massa van circulerend hemoglobine; tHb-massa) of een groter verdunningsvolume (plasmavolume). Zo kan [Hb] stabiel en tHb-massa laag zijn in de context van acute bloeding, [Hb] normaal of verhoogd maar tHb-massa laag in de context van uitdroging, of [Hb] laag maar tHb-massa normaal of hoog in de context van overtollig plasmavolume (vloeistof). Daarom kan het gebruik van [Hb] om de zuurstofcapaciteit van het bloed te definiëren onder bepaalde omstandigheden misleidend zijn.

tHb-massa vertegenwoordigt de absolute massa van circulerend hemoglobine in het lichaam, waarbij de gemeten [Hb] afhankelijk is van tHb-massa en bloedvolume (BV) (som van plasmavolume (PV) en totaal volume rode bloedcellen]). De hoeveelheid zuurstof die in oplossing in plasma wordt vervoerd, is triviaal (0,3 ml per 100 ml plasma) onder normale fysiologische omstandigheden, terwijl elke gram Hb tot 1,39 ml zuurstof bindt. De tHb-massa is dus de belangrijkste determinant van het totale O2-dragende vermogen van het bloed en kan aanvullende informatie verschaffen over de klinische status van patiënten dan alleen [Hb] verschaft.

Als alternatief kan een recent ontwikkelde bloedtest die in staat is absolute vasculaire volumes te schatten, worden toegepast als een directe test om te corrigeren voor fluctuaties in het plasmavolume die een [Hb]-waarde beïnvloeden. Aangezien het model slechts een eenvoudig bloedmonster vereist, kan het een geschikt alternatief zijn om vasculaire volumes (en tHb-massa) te schatten als de patiënt niet in staat is om de oCOR-techniek uit te voeren.

Classificatie van bloedarmoede

De terminologie rond de classificatie van bloedarmoede kan complex zijn. Er is geen enkele laboratoriumparameter die de algehele ijzerstatus van een individu volledig weergeeft. Het POAS-traject dat bij UHS wordt gebruikt, vereenvoudigt dit (bijlage 1). In de perioperatieve periode zijn er een aantal mogelijke oorzaken van ijzergerelateerde anemie:

• IJzertekort: Ferritine <30 g,l-1
• IJzertekort en functioneel ijzertekort (FID) (ferritine 30-100g.l-1 met TSAT <20% en een CRP >5.
• IJzerbeperking/depletie Ferritin 30-100 met TSAT >20% of CRP verhoogd/normaal.
• Als Ferritin >100g is, kan l-1 oorzaak van bloedarmoede bloedarmoede zonder ijzertekort of FID zijn
• Functioneel ijzertekort: onvoldoende ijzeropname in erytroïde voorlopers ondanks ogenschijnlijk voldoende ijzervoorraden in het lichaam. Herkenbaar aan de aanwezigheid van kleurbaar ijzer in het beenmerg, met een normale serum-ferritinewaarde,
• Bloedarmoede bij chronische ontsteking: functioneel ijzertekort veroorzaakt door chronische ontsteking.
• Een bloedfilm is nuttig om naast FID ijzertekort op te sporen om te bepalen welke patiënten baat kunnen hebben bij ijzertherapie.

De onderzoekers hebben gedefinieerd hoe bloedarmoede wordt geclassificeerd en wie in aanmerking komt voor intraveneuze ijzertherapie op basis van internationale consensus en lokale ziekenhuisrichtlijnen. Patiënten die niet in de duidelijke groepen ijzertekort, ijzerrepletie of functioneel ijzertekort vallen volgens de POAS-richtlijn, zijn niet geschikt voor intraveneus ijzer en komen niet in aanmerking voor dit onderzoek.

Onderzoek verklaring

Preoperatieve bloedarmoede komt vaak voor en wordt in verband gebracht met slechtere resultaten na een grote operatie. Verminderde fysieke prestaties, zoals beoordeeld door CPET, worden eveneens in verband gebracht met verminderde resultaten en kunnen deels te wijten zijn aan preoperatieve bloedarmoede.

De onderzoekers willen de haalbaarheid testen van het uitvoeren van een CPET-test, het toedienen van intraveneus ijzer en het herhalen van een CPET voorafgaand aan de operatie bij patiënten die in aanmerking komen voor een electieve operatie. De onderzoekers willen weten of het behandelen van anemische patiënten die geschikt zijn voor intraveneuze ijzertherapie hun CPET-variabelen beïnvloedt. Dit zal helpen om verder werk te informeren om te zien of intraveneuze ijzertherapie in combinatie met CPET-aangepaste risicostratificatie de morbiditeit en/of mortaliteit verbetert voor anemische patiënten die een grote electieve operatie ondergaan.