Metabolomics-analyse van acuut nierletsel en delirium na hartchirurgie

Jaarlijks ondergaan ongeveer 2 miljoen patiënten een hartoperatie, waarvan ongeveer 20% tot 30% te maken krijgt met hartchirurgie-gerelateerd acuut nierletsel (CSA-AKI). Ten minste 3% van de CSA-AKI-patiënten heeft tijdelijke nierfunctievervangende therapie nodig, en ongeveer 25% van de patiënten zal binnen drie jaar een chronische nierziekte2 ontwikkelen. Verschillende retrospectieve cohortstudies hebben een significante correlatie gerapporteerd tussen AKI gerelateerd aan hartchirurgie en het daaropvolgende optreden van chronische nierziekte, nierziekte in het eindstadium, hartfalen en ernstige cardiovasculaire bijwerkingen. Ondertussen is het optreden van CSA-AKI significant geassocieerd met hogere ziekenhuisopnamekosten en hogere postoperatieve sterftecijfers op de korte en lange termijn, met cohortoverlevingspercentages na 5 en 7 jaar van respectievelijk 54% en 38%.

De pathogenese van CSA-AKI is complex en wordt veroorzaakt door verschillende mogelijke nierschade tijdens de perioperatieve periode. Het gemeenschappelijke kenmerk van deze verwondingen is dat de zuurstoftoevoer naar de nieren lager is dan de zuurstofbehoefte van de nieren, wat leidt tot niertubulair letsel. Hypothetische mechanismen die leiden tot CSA AKI omvatten hypoperfusie 8, atherosclerotische embolie, toxisch effect van nefrotoxine 9, hypothese 1 van ontsteking en oxidatieve stress, enz. De hemodynamische veranderingen, verminderde zuurstoftoevoer, ontstekingen en oxidatieve stress veroorzaakt door deze mechanismen kunnen allemaal leiden tot AKI10. Met het oog op de hoge incidentie van CSA-AKI en de potentieel verwoestende gevolgen ervan, is het dringend nodig dat klinisch personeel begrijpt hoe CSA-AKI het beste kan worden voorkomen en verminderd.

Vanwege speciale redenen zoals groot chirurgisch trauma, hoge chirurgische stress, extracorporale circulatie en de noodzaak om na de operatie naar de cardiovasculaire intensive care te worden overgebracht, is de incidentie van postoperatief delirium in het hart en de grote bloedvaten (PODOCVS) even hoog als van 26% tot 52%. PODOCVS verwijst naar een acute neurologische aandoening die optreedt na een operatie en die voornamelijk wordt gekenmerkt door verwarring in het denken en verminderde ruimtelijke en temporele positioneringsmogelijkheden. Gerelateerde studies suggereren dat PODOCVS de mechanische beademingstijd van patiënten, de verblijfsduur op de IC en de incidentie van complicaties aanzienlijk verlengt, en nauw verband houdt met cognitieve achteruitgang op de lange termijn en een verhoogde mortaliteit op de lange termijn. Het mechanismeonderzoek van PODOCVS bevindt zich echter nog in de beginfase. Uit bestaand onderzoek is gebleken dat meerdere factoren, zoals chirurgisch trauma, extracorporale circulatie en intraoperatief management, samenwerken om disfunctie van het neurale netwerk te veroorzaken via verschillende mechanismen en routes, wat leidt tot het optreden van PODOCVS. De neuro-inflammatietheorie speelt een cruciale rol in de pathogenese van PODOCVS. Acute perifere ontstekingsstimulatie induceert de expressie van ontstekingsfactoren (IL-6, IL-8, IL-1 β α, TNF - α) in het centrale zenuwstelsel, wat leidt tot neuronale synaptische dysfunctie, hippocampusafhankelijke geheugenschade en daaropvolgende gedrags- en gedragsstoornissen. cognitieve symptomen. Sommige wetenschappers hebben ook voorgesteld dat schade aan de anatomische structuur en functionele afwijkingen van het centrale zenuwstelsel potentiële mechanismen van PODOCVS zijn. Via magnetische resonantiebeeldvorming van het hoofd van 116 patiënten die een electieve hartoperatie ondergingen, werd ontdekt dat de afname van het grijze stofvolume mogelijk verband houdt met delirium tijdens de operatie. PODOCVS heeft veel nadelige effecten op de prognose van de patiënt. Daarom is het onderzoek naar de mechanismen ervan cruciaal voor de juiste preventie en behandeling van PODOCVS.

Klinisch bewijs suggereert dat nierbeschadiging leidt tot veranderingen in de structuur van de hersenschors bij patiënten, wat wijst op het bestaan ​​van de nier-hersenas. Daarom hebben sommige wetenschappers voorgesteld dat AKI een belangrijke oorzaak kan zijn van secundaire verwondingen zoals delirium. Ongeveer 60% van de AKI-patiënten in de klinische praktijk ervaart delirium. Verhoogde creatininespiegels >2 mg/dl zijn een van de risicofactoren voor delirium op de intensive care bij oudere patiënten. Nierfunctievervangende therapie kan het risico op AKI-gerelateerd delirium verminderen. Bij patiënten die nierfunctievervangende therapie krijgen, is de dagelijkse piek serumcreatinine niet gerelateerd aan delirium, maar kan de impact van AKI op de hersenen verminderen door neurotoxische metabolieten te elimineren. Dit suggereert dat de nierfunctie een significante invloed heeft op de cognitieve functie bij patiënten, en dat de geleidelijke normalisatie van de nierfunctie het delirium kan verbeteren.

Hoewel het onderliggende mechanisme dat verband houdt met acuut nierletsel en delirium nog steeds onduidelijk is, is er consensus over ontstaan ​​dat het de incidentie en de mortaliteit verhoogt, het verblijf in het ziekenhuis verlengt en de cognitieve achteruitgang op lange termijn versnelt. De pathogenese van AKI-gerelateerd delirium is multifactorieel en er zijn verschillende hypothesen voorgesteld met betrekking tot de pathogenese van door AKI geïnduceerd delirium, waaronder de hypothese van accumulatie van neurotoxinen of delirium-inducerende geneesmiddelen als gevolg van een verminderde nierklaringsfunctie, de hypothese van opregulatie van systemische cytokine-gemedieerde neuro-inflammatoire aandoeningen. processen, en de hypothese dat volumeoverbelasting leidt tot hersenoedeem.

Meerdere onderzoeken hebben AKI geïdentificeerd als de belangrijkste risicofactor voor delirium. In een prospectieve studie onder 1487 patiënten concludeerden Zipser et al. ontdekte dat AKI het risico op delirium vertienvoudigde. Een grote hoeveelheid klinisch bewijs wijst erop dat het risico op delirium bij AKI-patiënten aanzienlijk toeneemt naarmate de nierfunctie verslechtert. Een retrospectief onderzoek onder 919 IC-patiënten meldde dat de incidentie van delirium in KDIGO-stadium 2 en 3 20% hoger was dan die in KDIGO-stadium 1. Uit het BRAIN-ICU-onderzoek bleek dat 50% van de patiënten naast elkaar bestaand delirium en AKI heeft. KDIGO-stadium 2-patiënten hebben een 1,5-voudig verhoogd risico op delirium, terwijl KDIGO-stadium 1-patiënten een 2,5-voudig verhoogd risico op delirium hebben. Er is echter geen significante correlatie tussen KDIGO stadium 1 en delirium. Een case-control studie in één centrum in Groot-Brittannië heeft de rol van AKI bij verschillende subtypes van delirium verder opgehelderd. Uit het onderzoek bleek dat AKI-patiënten in KDIGO-stadium 3 een vijf keer grotere kans hadden op excitatoir delirium dan niet-AKI-patiënten, en dat lichtere AKI-stadia (KDIGO-stadium 1 of 2) niet geassocieerd waren met excitatoir delirium.

De bovenstaande meerdere bewijsstukken duiden op een significante correlatie tussen AKI en delirium, en beide hebben aanzienlijke verliezen en lasten voor patiënten en gezondheidszorgfinanciën veroorzaakt. Gegeven het bestaan ​​van de nier-hersenas en de potentiële associatie tussen AKI en delirium, veronderstellen we dat door het vergelijken van de serummetabolische profielen van patiënten met delirium en AKI na hartchirurgie, degenen met alleen delirium, degenen met alleen AKI en degenen zonder delirium en AKI na een operatie kunnen we de mechanismen van complicaties en de interactiemechanismen tussen orgaanschade na een extracorporale circulatie-hartoperatie onderzoeken, en metabolische markers identificeren die specifiek zijn voor complicaties, patiënten identificeren met een verhoogde gevoeligheid, en referenties bieden voor een vroege diagnose van complicaties en de basis voor vroege interventie.