Potássio cinético durante e após hemodiálise e perfil de potássio para prevenir arritmias (PANDORA)

Tipo de estudo: intervencionista espontâneo, não farmacológico, exploratório, prospectivo, monocêntrico. Os pacientes elegíveis passam por tratamento hemodialítico associado à via clínica normal.

O estudo é dividido em um Período A e um Período B. O Período A inclui a fase de inscrição (Etapa 0), a fase de medição laboratorial e instrumental (Etapa 1), a fase de desenvolvimento do modelo matemático da cinética do potássio (Etapa 2) e a fase de validação do modelo matemático (Etapa 3). O período B inclui a fase de utilização do modelo matemático para modular a concentração sanguínea de potássio e minimizar o risco de aparecimento de arritmias durante e após a diálise (Etapa 4).

População do estudo:

A população do estudo consistirá em 6 pacientes ambulatoriais avaliáveis ​​com insuficiência renal crônica que precisam realizar hemodiálise três vezes por semana para sua sobrevivência.

No caso de desistência de um paciente será inscrito outro paciente para chegar a 6 pacientes avaliáveis ​​tanto no final do Período A quanto no final do Período B do estudo.

Os exames laboratoriais serão enviados para dois laboratórios: o Bologna Metropolitan Unique Laboratory para dosagem de ureia, e o Laboratório de U.O. Nefrologia Diálise e Transplante para dosagem de potássio intracelular e para dosagem de potássio extracelular, sódio, calcemia, bicarbonato, glicemia.

A medição do potássio intracelular será realizada por sonda seletiva de íons. A primeira fase (Etapa 1) caracteriza-se pela realização de medições da concentração de potássio intra e extracelular, e avaliação da concentração de uréia, açúcar no sangue e eletrólitos plasmáticos que estão intimamente relacionados com a cinética do potássio. A análise de impedância corporal será feita no início e no final da diálise para estimar o tamanho dos volumes intra e extracelulares nos quais os solutos estão contidos e a variação desses volumes secundários à desidratação obtidos através do tratamento dialítico. Durante a diálise a partir das 8:00 da manhã, serão feitas medições a cada 30 minutos para estimar como os processos generalizados e convectivos do tratamento dialítico afetam a cinética do potássio. Ao mesmo tempo que as amostras de sangue, serão realizados ECGs derivados de 12 para registrar a atividade elétrica cardíaca em conjunto com a medição da concentração de eletrólitos e, em particular, potássio extra/intracelular. Atenção particular será dada ao reconhecimento de alterações do ritmo, como contrações ventriculares ou supraventriculares prematuras, alterações no intervalo QT corrigido e eventual aparecimento de arritmias reais. Após 60 minutos do término da diálise, serão repetidas as dosagens horárias de uréia, glicemia, potássio intra e extracelular, ECG. A análise de impedância corporal será repetida 60 minutos após o término da diálise e ao final do período de observação (19h00) após 7 horas após o término da diálise. Medições após o término da diálise são necessárias para avaliar o rebote de solutos no nível plasmático devido ao lento balanço entre solutos no espaço intravascular e solutos no espaço extravascular. A análise da impedância corporal após o término da diálise é necessária para avaliar se a redistribuição de solutos entre os compartimentos intra e extravascular corresponde a uma alteração na relação entre os volumes intra e extracelular. Registros de ECG também são necessários nesta fase, ao mesmo tempo que amostras de sangue para avaliar o aparecimento após a diálise de contrações ventriculares ou supraventriculares prematuras, alterações no intervalo QT corrigido e o eventual aparecimento de arritmias reais. Tais alterações eletrocardiográficas podem ser influenciadas pelo rebote de potássio e podem alterar a relação entre potássio intracelular e extracelular. O tempo esperado para completar a fase de medição em todos os 6 pacientes inscritos é de 4 meses.

Todos os pacientes incluídos no estudo serão submetidos a:

1. Terapia hemodialítica utilizando hemodiafiltração de 240 minutos com reinfusão on line do ultrafiltrado endógeno (HFR) em máquina de hemodiálise Flexya® (Medtronic, Mirandola, Itália), o filtro utilizado será o filtro HFR (Medtronic, Mirandola, Itália) de câmara dupla filtro usado para a técnica dialítica HFR. A primeira parte do filtro consiste em um hemofiltro de membrana de polifenileno de alto fluxo. Através do hemofiltro obtém-se um ultrafiltro endógeno separando uma parte do sangue da água plasmática graças a um processo mecânico de ultrafiltração. O fluxo horário do ultrafiltro endógeno é obtido automaticamente com base nos valores de pressão transmembrana dentro do hemofiltro. O ultrafiltrado endógeno produzido é então conduzido do hemofiltro para um cartucho contendo uma resina neutra onde ocorre um processo de adsorção graças a uma superfície adsorvente de 700 m2/grama de resina. Após a adsorção, o ultrafiltrado é devolvido ao sangue como um todo que, por sua vez, chega à segunda parte do filtro HFR. A segunda câmara do filtro HFR é um filtro de polifenileno de baixo fluxo onde ocorre perda de peso e processos difusivos. O fluxo sanguíneo do acesso vascular será mantido em valores > 250 ml/minuto, o fluxo de líquido de diálise será de 500 ml/minuto. A perda de peso durante o tratamento dialítico será prescrita de acordo com as necessidades clínicas do paciente.
2. Avaliar os valores de potássio, sódio, bicarbonato, calcemia, uréia e açúcar no sangue, estando a cinética do potássio intimamente ligada à de outros solutos (por exemplo, através de variações globais na osmolaridade, resultando em alterações nos volumes intra e extracelulares e na participação de bombas entre múltiplos íons interagindo). A dosagem de potássio, bicarbonato, cálcio, sódio, glicose e uréia será realizada a cada 30 minutos para um total de 9 amostras de sangue para a sessão de diálise (Hemodiálise 1). Após 60 minutos do término da sessão dialítica cada paciente será submetido a 7 coletas de sangue para potássio intra e extracelular, bicarbonato, cálcio ionizado, sódio, uréia, glicemia a cada 60 minutos (Pós-Hemodiálise 1). No início da próxima diálise (Hemodiálise 2) serão realizadas amostras de sangue de potássio, sódio, bicarbonato, calcemia, ureia, glicemia em particular para verificar o grau de rebote de potássio no intervalo interdialítico. Durante a Hemodiálise 2 não serão realizados mais exames de sangue ou instrumentais e o paciente não deverá permanecer em observação no período pós-hemodiálise.
3. Avalie tanto o potássio extracelular quanto o potássio intracelular durante as sessões de diálise e nas horas seguintes à própria diálise de acordo com o intervalo de tempo esperado. A medição do potássio intracelular será realizada por sonda seletiva de íons.
4. ECG com eletrocardiógrafo de 12 derivados por 5 minutos para um total de 16 caminhos de ECG por paciente por sessão dialítica. O ECG será realizado ao mesmo tempo que as amostras de sangue a cada 30 minutos para um total de 9 faixas por sessão dialítica. Após 60 minutos do final da sessão de diálise, cada paciente será submetido a uma nova trilha de ECG a cada 60 minutos, totalizando 7 ECGs.

(e) Análise de impedância corporal usando Electro fluid graph machine® (Akern, Pontassieve, Itália) para avaliar os compartimentos intracelulares extras de cada paciente no tempo 0 (início da diálise) aos 240 minutos (fim da diálise), após 60 minutos após o término da diálise e após 7 horas após o término da diálise.

(f) Uso do sensor Natrium (Medtronic, Mirandola, Itália) durante o tratamento dialítico HFR para comparar os valores de condutividade medidos pelo Natrium com os níveis sanguíneos de eletrólitos medidos durante o tratamento dialítico.

A segunda fase (Etapa 2) do estudo consiste no desenvolvimento de um modelo matemático da cinética dos solutos na hemodiálise e durante a fase pós-dialítica. O modelo matemático será capaz de simular com razoável precisão o desempenho de alguns dos principais solutos e, em particular, a concentração extra e intracelular de potássio.

O desenvolvimento do modelo matemático pode ocorrer quando os dados da Etapa 1 obtidos de todos os 6 pacientes inscritos forem coletados.

O modelo matemático será desenvolvido pelo Prof. Mauro Ursino, Departamento de Engenharia Elétrica, Eletrônica e de Informação da Universidade de Bolonha. O modelo terá como características predizer: a) a variação da massa corporal total de potássio intracelular e extracelular durante e após a sessão dialítica; b) a cinética da concentração intra e extracelular de potássio durante a diálise e nas primeiras 7 horas após o tratamento dialítico. O modelo matemático da cinética do potássio incluirá a bomba dependente de Na/K/ATPase, que é o principal mecanismo de transporte ativo, o mecanismo de difusão passiva do potássio do compartimento intracelular para o extracelular, a propagação do potássio através da membrana de diálise, a variação no volume intradialítico, o rebote de potássio e solutos após a diálise, o papel da osmolaridade plasmática. O modelo incluirá dois compartimentos (intra e extracelular), a troca de volumes de fluidos por osmose e ultrafiltração, a cinética de diferentes solutos, a troca por difusão. O tempo esperado para concluir a Etapa 2 de 6 pacientes avaliáveis ​​é de 3 meses.

Passo 3. O modelo desenvolvido no ponto anterior será utilizado para simular a cinética temporal dos solutos, e em particular do potássio, durante a fase intradialítica e nas primeiras horas após a diálise. Para tanto, as previsões do modelo serão comparadas com os resultados in vivo. Possivelmente técnicas de "ajuste" e minimização serão utilizadas para estimar aqueles parâmetros do modelo com um conhecimento fisiológico incompleto. As diferenças entre o modelo e os dados serão cuidadosamente analisadas para entender se são devidas apenas a erros de medição, variabilidade individual ou defeitos do modelo. Neste último caso, serão liquidadas as alterações que ultrapassem os limites do modelo. No segundo caso (variabilidade individual) os investigadores irão procurar métodos de estimação online, para adaptar o modelo ao paciente individual. O software do modelo matemático será implementado na máquina de hemodiálise Flexya para sua aplicação durante uma sessão normal de HFR online em pacientes incluídos no estudo. Durante a diálise a partir das 8:00 horas, serão feitas medições de solutos (potássio intra e extracelular, uréia, glicemia, bicarbonato, sódio, calcemia) a cada 30 minutos para estimar o desvio entre os valores previstos pelo modelo matemático para os vários lacunas de medição e os valores realmente medidos por testes de laboratório. Ao mesmo tempo que as amostras de sangue, serão realizados ECGs de 12 derivados. Após 60 minutos de diálise, as medições de hora em hora dos solutos e ECG serão repetidas. A análise de impedância corporal será repetida 60 minutos após o término da diálise e ao final do período de observação (19h00) após 7 horas após o término da diálise. As medições após a diálise são necessárias para a validação do modelo e para avaliar a correspondência entre a concentração real de solutos e os valores previstos pelo modelo. A análise da impedância corporal após o término da diálise é necessária para avaliar se a redistribuição de solutos entre os compartimentos intra e extravascular corresponde a uma alteração na relação entre os volumes intra e extracelular. As gravações de ECG também são necessárias nesta fase ao mesmo tempo. O tempo esperado para completar a Fase 3 de 6 pacientes avaliáveis ​​é de 6 meses.

Passo 4. O modelo, já validado, é utilizado para determinar o perfil de potássio no banho de diálise, capaz de garantir a tendência ótima de potassemia intracelular para identificar a forma correta de tendência de potássio, capaz de minimizar fatores de risco e reduzir a incidência de arritmias. O tempo esperado para concluir a Etapa 4 é de 4 meses.