Metabolomisk analyse av akutt nyreskade og delirium etter hjertekirurgi

Omtrent 2 millioner pasienter gjennomgår hjertekirurgi hvert år, hvorav omtrent 20 % til 30 % opplever hjertekirurgirelatert akutt nyreskade (CSA-AKI). Minst 3 % av CSA-AKI-pasientene krever midlertidig nyreerstatningsterapi, og omtrent 25 % av pasientene vil utvikle kronisk nyresykdom2 i løpet av tre år. Flere retrospektive kohortstudier har rapportert en signifikant korrelasjon mellom AKI relatert til hjertekirurgi og påfølgende forekomst av kronisk nyresykdom, nyresykdom i sluttstadiet, hjertesvikt og alvorlige kardiovaskulære bivirkninger. I mellomtiden er forekomsten av CSA-AKI signifikant assosiert med høyere sykehusinnleggelseskostnader og økte kortsiktige og langsiktige postoperative dødelighetsrater, med 5-års og 7-års kohortoverlevelse på henholdsvis 54 % og 38 %.

Patogenesen til CSA-AKI er kompleks, forårsaket av ulike potensielle nyreskader i løpet av den perioperative perioden. Felles for disse skadene er at oksygentilførselen til nyrene er lavere enn oksygenbehovet til nyrene, noe som fører til nyretubulær skade. Hypotetiske mekanismer som fører til CSA AKI inkluderer hypoperfusjon 8, aterosklerotisk emboli, toksisk effekt av nefrotoksin 9, betennelse og oksidativt stress hypotese 1, etc. De hemodynamiske endringene, redusert oksygentilførsel, betennelse og oksidativt stress forårsaket av disse mekanismene kan alle føre til AKI10. I lys av den høye forekomsten av CSA AKI og dens potensielt ødeleggende følgetilstander, er det presserende for klinisk personale å forstå hvordan man best kan forebygge og redusere CSA-AKI.

På grunn av spesielle årsaker som store kirurgiske traumer, høyt kirurgisk stress, ekstrakorporeal sirkulasjon, og behov for overflytting til hjerte- og karintensivavdelingen etter operasjon, er forekomsten av postoperativt delirium i hjertet og store blodårer (PODOCVS) like høy. som 26 % til 52 %. PODOCVS refererer til en akutt nevrologisk lidelse som oppstår etter operasjon, hovedsakelig preget av forvirring i tenkning, reduserte romlige og tidsmessige posisjoneringsevner. Beslektede studier tyder på at PODOCVS signifikant forlenger pasientenes mekaniske ventilasjonstid, ICU-oppholdstid, forekomst av komplikasjoner, og er nært knyttet til langsiktig kognitiv nedgang og økt langtidsdødelighet. Imidlertid er mekanismeforskningen til PODOCVS fortsatt i sin innledende fase. Eksisterende forskning har vist at flere faktorer som kirurgisk traume, ekstrakorporeal sirkulasjon og intraoperativ behandling samarbeider for å forårsake nevrale nettverksdysfunksjon gjennom ulike mekanismer og veier, noe som fører til forekomsten av PODOCVS. Nevroinflammasjonsteorien spiller en avgjørende rolle i patogenesen til PODOCVS. Akutt perifer betennelsesstimulering induserer ekspresjon av inflammatoriske faktorer (IL-6, IL-8, IL-1 β α, TNF - α) i sentralnervesystemet, noe som fører til neuronal synaptisk dysfunksjon, hippocampus avhengig hukommelsesskade, og påfølgende atferds- og kognitive symptomer. Noen forskere har også foreslått at skade på den anatomiske strukturen og funksjonelle abnormiteter i sentralnervesystemet er potensielle mekanismer for PODOCVS. Gjennom hodemagnetisk resonansavbildning av 116 pasienter som gjennomgikk elektiv hjertekirurgi, ble det funnet at reduksjonen i gråstoffvolum kan være relatert til delirium under operasjonen. PODOCVS har mange negative effekter på pasientprognosen, derfor er mekanismeforskningen avgjørende for riktig forebygging og behandling av PODOCVS.

Kliniske bevis tyder på at nyreskade fører til endringer i strukturen til hjernebarken hos pasienter, noe som tyder på eksistensen av nyrehjerneaksen. Derfor har noen forskere foreslått at AKI kan være en viktig årsak til sekundære skader som delirium. Omtrent 60 % av AKI-pasienter i klinisk praksis opplever delirium. Forhøyede kreatininnivåer >2 mg/dL er en av risikofaktorene for delirium på intensivavdelingen hos eldre pasienter. Nyreerstatningsterapi kan redusere risikoen for AKI-relatert delirium. For pasienter som får nyreerstatningsterapi, er daglig topp serumkreatinin ikke relatert til delirium, men kan redusere virkningen av AKI på hjernen ved å fjerne nevrotoksiske metabolitter. Dette tyder på at nyrefunksjonen har en betydelig innvirkning på kognitiv funksjon hos pasienter, og gradvis normalisering av nyrefunksjonen kan forbedre delirium.

Selv om den underliggende mekanismen assosiert med akutt nyreskade og delirium fortsatt er uklar, har det blitt enighet om at det øker insidensraten og dødeligheten, forlenger sykehusoppholdet og akselererer langsiktig kognitiv nedgang. Patogenesen til AKI-relatert delirium er multifaktoriell, og flere hypoteser er foreslått angående patogenesen av AKI-indusert delirium, inkludert hypotesen om akkumulering av nevrotoksiner eller deliriuminduserende legemidler på grunn av nedsatt renal clearance-funksjon, hypotesen om oppregulering av systemisk cytokin-mediert nevroinflammatorisk prosesser, og hypotesen om volumoverbelastning som fører til hjerneødem.

Flere studier har identifisert AKI som den viktigste risikofaktoren for delirium. I en prospektiv studie av 1487 pasienter har Zipser et al. fant at AKI økte risikoen for delirium tidoblet. En stor mengde klinisk bevis indikerer at risikoen for delirium hos AKI-pasienter øker betydelig med forverring av nyrefunksjonen. En retrospektiv studie av 919 ICU-pasienter rapporterte at forekomsten av delirium i KDIGO stadium 2 og 3 var 20 % høyere enn i KDIGO stadium 1. BRAIN-ICU-studien fant at 50 % av pasientene har sameksisterende delirium og AKI. KDIGO stadium 2 pasienter har 1,5 ganger økt risiko for delirium, mens KDIGO stadium 1 pasienter har 2,5 ganger økt risiko for delirium. Det er imidlertid ingen signifikant korrelasjon mellom KDIGO stadium 1 og delirium. En enkelt senter case-control studie i Storbritannia belyste ytterligere rollen til AKI i forskjellige undertyper av delirium. Studien viste at KDIGO stadium 3 AKI-pasienter hadde fem ganger større sannsynlighet for å oppleve eksitatorisk delirium enn ikke-AKI-pasienter, og lettere AKI-stadier (KDIGO stadium 1 eller 2) var ikke assosiert med eksitatorisk delirium.

De ovennevnte flere bevisene indikerer en signifikant sammenheng mellom AKI og delirium, og begge har forårsaket betydelige tap og byrder for pasienter og helsevesenets økonomi. Gitt eksistensen av nyrehjerneaksen og den potensielle assosiasjonen mellom AKI og delirium, antar vi at ved å sammenligne serummetabolske profiler til pasienter med delirium og AKI etter hjertekirurgi, de med bare delirium, de med bare AKI og de uten delirium og AKI etter kirurgi, kan vi utforske mekanismene for komplikasjoner og interaksjonsmekanismene mellom organskader etter ekstrakorporal sirkulasjon hjertekirurgi, og identifisere metabolske markører som er spesifikke for komplikasjoner, identifisere pasienter med økt mottakelighet og gi referanse for tidlig diagnose av komplikasjoner og grunnlag for komplikasjoner. tidlig intervensjon.