Temperatur og bikarbonat: hemodynamiske effekter under dialyse (TURBO)

Bakgrunn

Intradialytisk hypotensjon (IDH) er en vanlig komplikasjon ved hemodialyse (HD) og regnes som en av de hyppigste komplikasjonene med en prevalens mellom 10-12 % avhengig av definisjonen av IDH (1). IDH har vært assosiert med ineffektiv dialyse (2), vaskulær tilgangstrombose (3) og dødelighet (4,5).

Ortostatisk hypotensjon (OH) er en annen vanlig komplikasjon ved HS med en prevalens på rundt 42 % hos pasienter som starter HS-behandling (6). OH er signifikant assosiert med dårligere utfall hos HS-pasienter i form av økt toårsdødelighet (4) og økt risiko for død av alle årsaker (6).

Å forstå mekanismene som ligger til grunn for IDH og OH har potensialet til å optimalisere HS-behandlingen, for å minimere forekomsten av IDH og OH, og potensielt forbedre ikke bare pasientdødelighet og sykelighet, men også hverdagskomforten til kroniske HS-pasienter når de mottar dialysebehandling.

Denne studien vil undersøke den hemodynamiske effekten av endringer i dialysatbikarbonat og dialysattemperatur.

Dialysattemperatur

Flere kliniske studier har undersøkt effekten av lavtemperaturdialysat (LTD) på IDH, men kun få har undersøkt den hemodynamiske responsen i detalj med intradialytiske målinger av hjertevolum (CO), sentralt blodvolum (CBV) og total perifer motstand (TPR). (7-14). Generelt bekrefter studiene en blodtrykksstabiliserende effekt av LTD, men forskjellige resultater er funnet på endringer i CO, CBV og TPR. Noen studier fant større økning i TPR under dialyse med LTD sammenlignet med en høyere dialysattemperatur (8,9,11,14). Andre studier fant at intradialytisk CBV (7,12) og CO (12) forbedret seg betraktelig med LTD.

En tidligere studie (14) undersøkte OH i forhold til bruk av LTD, men ikke med detaljerte intradialytiske hemodynamiske målinger. Studien viste at både liggende og oppreist gjennomsnittlig arterielt blodtrykk (MAP) var signifikant lavere etter dialyse med en dialysattemperatur på 37°C sammenlignet med en dialysattemperatur på 35°C. Videre var økningen i TPR større under dialyse med LTD.

Dialysat bikarbonat

Få studier har undersøkt effekten av konsentrasjon av dialysatbikarbonat (DB) på intradialytisk hemodynamikk, og resultatene har vært motstridende. Lavere DB (fra henholdsvis 32 til 26 mmol/L eller en reduksjon på 6 mmol/L) ble i to cross-over-studier (15,16) vist å øke systolisk BP (SBP) med omtrent 5 mmHg, mens en tredje studie rapporterte ingen signifikant effekt på BP (17). En av disse studiene fant også en økning i TPR med lavere DB (16). IDH har vært assosiert med lavere DB i en av de tidligere nevnte cross-over-studiene (15), men denne sammenhengen ble ikke funnet av Gabutti et al i 2005 (17) eller i større observasjonsstudier (17-19). Manipulering av DB påvirker uunngåelig plasma pH til pasienten under dialyse. Således, hvis pH synker med DB-indusert acidose, fortrenger hydrogenioner kationer som kalsium fra proteinbindingsseter. DB-indusert alkalose på den annen side øker pH, noe som fremmer økt proteinbinding, noe som reduserer nivåene av frie kationer. Samtidig har intracellulær sekvestrering av kalium ved høye pH-nivåer også blitt spekulert i å senke plasmakaliumnivåer (20). Følgelig, ved å endre DB påvirkes potensielt en rekke elektrolytter inkludert kalsium som kan påvirke nevromuskulær funksjon og dermed intradialytiske hemodynamiske parametere og frekvensen av IDH og OH (17,21-26).

Hypoteser

Hemodialyse- eller hemodiafiltreringsøkter (HdF) med redusert dialysattemperatur (35 °C vs. 37 °C) eller redusert DB-konsentrasjon (30 mmol/L vs. 38 mmol/L) vil ha følgende effekter:

• En økning i SBP, MAP og ortostatisk blodtrykk (OBP).
• En økning i ett eller flere av følgende: Hjertevolum (CO), total perifer motstand (TPR), sentralt blodvolum (CBV), slagvolum (SV) og/eller hjertefrekvens (HR).
• En reduksjon i frekvensen av IDH og OH.

Studiedeltakere

Deltakerne vil bli rekruttert fra vedlikeholds-HD- og HDF-populasjonen knyttet til nyremedisinsk avdeling ved Aarhus Universitetssykehus i Danmark. Disse inkluderer Dialyseklinikken ved Aarhus Universitetssykehus som hovedknutepunkt og satellittdialyseklinikker i Randers og Horsens.

Kraft og prøvestørrelse

Målinger fra 30 tilfeldig utvalgte HS-pasienter i vår klinikk ga SD = 23 mmHg for forskjellen mellom endringer innen behandling i SBP (ikke-standardiserte tilstander). Ved å anta en lavere SD på grunn av standardiserte BP-målinger og strenge inn- og eksklusjonskriterier ble en SD = 12 mmHg brukt som et rimelig estimat. Prøvestørrelsesberegning med Stata/IC 16.1 (StataCorp, 4905 Lakeway Dr, College Station, TX 77845, USA) ved bruk av analyse for en en-prøve gjennomsnittstest (t-test), forutsatt en minimal påvisbar forskjell i gjennomsnitt (gjennomsnittlig forskjell mellom to endringer innen behandling i SBP) = 10 mmHg; SD = 12 mmHg; tosidig signifikansnivå (alfa) = 0,05; power=0,80 resulterte i 14 deltakere. For å ta høyde for frafall av to deltakere ble imidlertid en utvalgsstørrelse på 16 valgt.

Dialysemaskiner, filtre og dialysatsammensetning

Dialysekonsoll Fresenius 5008F (Fresenius Medical Care, Bad Homburg, Tyskland) og HD- eller HDF-filtre som regelmessig brukes til behandling av pasienten vil bli brukt i alle dialysesesjoner.

Standarddialysatet som er foreskrevet for hver enkelt pasient vil bli brukt i alle dialysesesjoner og opprettholder dermed lik sammensetning når det gjelder elektrolytter som natrium, kalium, kalsium, magnesium og klorid. Bikarbonatkonsentrasjonen vil kun bli justert i øktene som undersøker henholdsvis lav (30 mmol/L) og høy (38 mmol/L) DB-konsentrasjon. Dialysat vil bli tilberedt online av dialysemaskinen. Blodstrømningshastighet og dialysatstrømningshastighet holdes som vanlig og vil forbli lik i alle økter uavhengig av intervensjon. Ultrafiltreringshastigheten vil holdes konstant og lik i de to dialysesesjonene. Det samme gjelder volumet av substitusjonsvæske i HdF.

Ortostatisk hypotensjon (OH)

OH er definert som en reduksjon i SBP på minst 20 mmHg eller i DBP på minst 10 mmHg innen 3 minutter etter stående (27).

Intradialytisk hypotensjon (IDH)

IDH er definert som en reduksjon i SBP ≥20 mmHg eller en reduksjon i MAP ≥10 mmHg assosiert med kliniske hendelser/symptomer (f.eks. muskelkramper, ubehag i magen, kvalme eller oppkast, svimmelhet eller besvimelse, rastløshet eller angst, gjeping eller tegn) og/eller behov for intradialytiske intervensjoner (Trendelenburg-posisjonering, væskeadministrasjon, reduksjon i ultrafiltreringshastighet, reduksjon av blodstrøm) eller dialysebehandling opphør (28).

Intradialytiske målinger

Hjerteeffekt (CO) vil bli oppnådd ved en tidligere validert ultralydfortynningsteknikk ved bruk av Hemodialyse Monitor HD03, Flow-QC-slangesett og clip-on flow/fortynningssensorer fra Transonic Systems Inc., Ithaca, NY, USA (29-32) . Ultralydsensorene vil bli plassert på det arterielle og venøse Flow-QC-slangesettet ved bruk av standard ultralydgel for å sikre god kontakt. Tilgangsresirkulasjon i AV-fistelen kan ugyldiggjøre CO-målinger. En innebygd resirkulasjonsprotokoll vil bli brukt for å sjekke om tilgang til resirkulasjon ved bruk av injeksjon av 10 mL isotonisk saltvann i den venøse blodlinjen før den første CO-målingen. Hvis resirkulasjon oppdages, vil dialysenålene mest sannsynlig bli satt inn igjen. CO vil bli målt i duplikat ved å injisere en bolus med 30 ml 37°C isotonisk saltvann i den venøse blodlinjen innen 5 sekunder. Hvis resultatene avviker mer enn 15 %, vil en tredje måling bli utført. Gjennomsnittet av de to nærmeste opptakene vil tjene som resultat. Med Transonic-enheten oppnås intradialytiske hemodynamiske parametere etter 10, 70, 130, 190 og 230 minutter. Pasientene vil ligge i liggende stilling med hodet hevet 20 grader. Før hver CO-måling vil HR og BP bli målt. MAP, TPR og SV er utledet av følgende ligninger:

MAP = diastolisk BP + 1/3 x (systolisk BP - diastolisk BP)

CO = SV x HR = MAP/TPR

CBV er definert som volumet av blod i hjertet, lungene og store kar og estimeres med Transonic-enheten basert på CO-målingen.

Blodprøver og håndtering av biologisk materiale

Etter samme tidsmønster som Transonic-målingene vil en arteriell blodgass bli trukket fra arteriell kanyle.

Elleve blodprøver vil bli tatt fra arteriell blodlinje via AV-kanylen som brukes til dialysebehandling. Fire av prøvene vil være vanlige blodprøver på 3-4 mL, mens 7 av prøvene vil være arterielle blodgasser på 1 mL. Dermed samles det inn 22 ml blod per deltaker per økt, noe som utgjør totalt 88 ml for hele studieperioden. Hensikten med dette er å bestemme flere viktige parametere:

• Elektrolytter som kalsium, magnesium og kalium
• Syre-base status: pH, standard bikarbonat, standard base overskudd
• Hemoglobin, hematokrit
• Urea for bestemmelse av Kt/V og URR.
• Antall hvite blodlegemer og C-reaktivt protein i den første blodprøven for å bekrefte fravær av infeksjon

Alle blodprøver vil bli overført til laboratoriet i henhold til standard rutine og analysert i henhold til gjeldende kliniske standarder ved Institutt for klinisk biokjemi, Aarhus Universitetssykehus eller lokal avdeling for klinisk biokjemi som normalt betjener våre satellittdialyseklinikker i Randers og Horsens. Blodgassprøver analyseres ved hjelp av ABL blodgassanalysator (Radiometer, Radiometer Medical ApS, Brønshøj Danmark). Alle blodprøver vil bli destruert etter analyse.

Ingen prøver vil bli lagret i en biobank.