ANESTIT:ESIA-Italia Dicembre (1/2) 2002 - Emodialisi ed Emofiltrazione (XVII Congresso Nazionale SITI)

_{Vincenzo Lanza, MD}

_{Servizio
di Anestesia e Rianimazione}

_{Ospedale
Buccheri La Ferla Fatebenefratelli Palermo, Italy}

_{E-mail: lanza@mbox.unipa.it}

_{Keith J Ruskin, MD}

_{Department
of Anesthesiology Yale University School of Medicine}

_{333
Cedar Street, New Haven, CT 06520 USA}

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ATTI CONGRESSUALI ONLINE XVII Congresso Nazionale della Società Italiana di Terapia Intensiva S.I.T.I
dal corso "Tecniche di depurazione extra-renale continua in Terapia Intensiva"

La redazione di Esia-Italia dedica alcuni suoi numeri alla presentazione online di una selezione degli atti del XVII Congresso Nazionale SITI (Società Italiana di Terapia Intensiva), tenutosi nel Settembre 2003 a Palermo.
Attraverso ESIA, i presidenti, il comitato organizzatore e il comitato scientifico del congresso SITI hanno deciso di offrire il materiale scientifico congressuale per la libera consultazione online, certi di incontrare il bisogno di formazione e di aggiornamento dei lettori: anestesisti-rianimatori, infermieri, chirurghi e altri addetti ai lavori dell'area critica. La selezione degli articoli spazia tra le diverse aree di interesse, valorizzando le competenze mediche e infermieristiche delle tematiche trattate, a sottolineare che solo una crescita culturale di tutto il gruppo di lavoro può garantire i migliori risultati di cura sui pazienti critici. Pertanto Esia-Italia, perseguendo le proprie finalità costitutive di strumento elettronico di formazione scientifica e tecnica, si offre come canale di pubblicazione dei lavori congressuali; in ogni caso la redazione di Esia-Italia non si riterrà responsabile di errori o di omissioni ravvisabili nei testi prodotti nè dell'eventuale impropria utilizzazione delle tecniche descritte.

L’insufficienza renale acuta da danno tubulare è una complicazione frequente nei servizi di terapia intensiva e di rianimazione. Essa può essere isolata o iscriversi nel quadro di un danno multiviscerale. Un supporto per mezzo d’una epurazione extrarenale deve essere assicurata per 2-3 settimane, nell’attesa di un recupero soddisfacente della funzione renale. L’emodialisi intermittente è il trattamento di riferimento in questo tipo d’affezione. Il suo uso, tuttavia, è spesso difficile nei pazienti critici che presentano un’instabilità emodinamica. Questi ultimi dieci anni hanno visto la nascita di nuove tecniche di depurazione continua artero-venosa o veno-venosa fondate sul principio dell’emofiltrazione associate o meno all’emodialisi. Per la loro facilità d’impiego e la loro grande efficacia tendono a soppiantare l’emodialisi intermittente in rianimazione chirurgica o polivalente.

La diffusione corrisponde al trasferimento di molecole per gradiente di concentrazione attraverso una membrana semi-permeabile. Le molecole, come l'urea, migrano dal compartimento ove la concentrazione è maggiore verso il compartimento dove la concentrazione è meno elevata. La quantità del soluto trasferita (Qd) dipende dal gradiente di concentrazione ma anche dalla superficie della membrana e dal suo coefficiente di permeabilità (K). L'equazione generale che descrive questo modo di trasferimento è la seguente:

Al gradiente di concentrazione che regola tale modo di trasferimento s'oppongono le resistenze riscontrate dal soluto durante il passaggio dal sangue verso il dialisato. Queste resistenze dipendono essenzialmente dalle resistenze allo scorrimento del sangue e del dialisato da una parte e dall'altra della membrana e dalla resistenza della stessa membrana, determinata dallo spessore e dalle sue proprietà fisico-chimiche. Le molecole, per le loro dimensioni si oppongono ugualmente alla diffusione. Le piccole molecole (elettroliti, urea, creatinina), quindi, diffondono più facilmente.

Questo principio di diffusione è utilizzato nel corso dell'emodialisi e della dialisi peritoneale.

La convezione o ultrafiltrazione corrisponde al trasporto per gradiente di pressione idrostatica. Le molecole sono trasferite dal settore in cui la pressione è più elevata verso il settore ove la pressione è minore. Le molecole trasferite per convezione sono accompagnate dal trasferimento del solvente importante (fig. 1).

Il gradiente di pressione transmembrana è un'elemento determinante del flusso dell'ultrafiltrato. Dipende dalla pressione idrostatica dei compartimenti ematici e di quello dell'ultrafiltrato oltre che della pressione oncotica del sangue. E' il solo parametro che può essere modificato durante l'emofiltrazione per aumentare la produzione dell'ultrafiltrato. Un aumento della pressione transmembranaria può essere realizzata aumentando il flusso sanguigno con un aumento del gradiente di pressione tra l'entrata e l'uscita del filtro e dunque un aumento della pressione idrostatica. La riduzione della pressione oncotica plasmatica per apporto di liquidi a monte del filtro (prediluizione) permette ugualmente di aumentare il flusso dell'ultrafiltrato. Infine la diminuzione di pressione a livello della camera di raccolta dell'ultrafiltrato aumenta il gradiente di pressione idrostatica e facilita la produzione d'ultrafiltrato.

La convezione è molto più efficace che la diffusione per l'epurazione di grosse molecole (peptidi, mioglobina...). La proprietà delle membrane non permette però né il passaggio di molecole di elevato peso molecolare come le proteine ne quello degli elementi figurati del sangue.

Il trattamento di riferimento dell'insufficienza renale acuta è rappresentato dall'emodialisi intermittente. Da una dozzina d'anni questa tecnica tende ad essere rimpiazzata nei servizi di rianimazione da tecniche di depurazione extrarenale in continuo. Oltre la semplicità della messa in opera, queste nuove tecniche assicurano un eccellente controllo del catabolismo azotato e dell'equilibrio idroelettrolitico, con una grande stabilità emodinamica, anche nelle situazioni precarie. Sono stati descritti diversi tipi di circuiti. Differiscono per il modo di depurazione, convezione o diffusione, e per il circuito sanguigno utilizzato, veno-venoso o artero-venoso.

L'emofiltrazione artero-venosa continua (Continuous Arterio-Venous Hemofiltration: CAVH) è il metodo d'emofiltrazione puro. Essa necessita di materiale ridotto. La pressione arteriosa del paziente assicura la circolazione di sangue nell'emofiltro. Il sangue proviene da un catetere inserito in un'arteria di grosso calibro che assicura un flusso di 50-90 ml/min. Il sangue ritorna al malato attraverso un catetere venoso. In queste condizioni, l'ultrafiltrato ottenuto è dell'ordine di 400 ml/h e può assicurare una sostituzione del sistema renale totale. Il flusso sanguigno del circuito in pratica, non è misurato. Solamente il flusso dell'ultrafiltrato viene misurato. Una riduzione dell'ultrafiltrato può corrispondere ad un abbassamento della pressione arteriosa del malato o ad una trombosi parziale del circuito. L'ultrafiltrato raccolto in quantità importante deve essere regolarmente compensato da un liquido di sostituzione.

La "Slow Continuous Ultrafiltration" (SCUF) è un'emofilrazione pura realizzata con un accesso artero-venoso. Il flusso d'ultrafiltrato è ridotto e non necessita di compenso. Questa tecnica semplice nella realizzazione è particolarmente interessante per combattere un'insufficienza cardiaca congestizia resistente al trattamento usuale. Per contro, questa metodica non è molto efficace in caso d'insufficienza renale severa.

L'emodialisi artero-venosa continua (Continuous arterio-venous hemodialisys: CAVHD) è derivata dalle tecniche precedenti per aggiunta di un liquido di dialisi circolante nel compartimento di raccolta dell'ultrafiltrato. Il flusso del dialisato è basso (0.5-4 l/h) e la circolazione del dialisato s'effettua per controcorrente rispetto al compartimento sanguigno. Questo metodo associa convezione e diffusione. La dialisi complementare è utile nei pazienti aventi un catabolismo intenso, e permette di aumentare la depurazione di piccole molecole come l'urea.

Nell'uso, le tecniche di emodialisi o di emofiltrazione artero-venose continue pongono il problema dell'accesso vascolare arterioso di grosso calibro. Queste tecniche hanno ugualmente l'inconveniente di non permettere il controllo del flusso ematico e dunque del flusso dell'ultrafiltrato che ne deriva. L'introduzione delle pompe vascolari nel circuito ha permesso di rimpiazzare i circuiti artero-venosi con quelli veno-venosi. Così l'equivalente della CAVH è l'emofiltrazione veno-venosa continua (Continuous vano-venous hemofiltration: CVVH) e la CAVHD è comparabile alla "Continuous veno-venous hemodialisys" (CVVHD).

Esistono due principali tipi di fibre, i filtri capillari e quelli a placche. I filtri capillari sono composti da fibre cave all'interno delle quali circola il sangue. L'ultrafiltrato è prodotto nei capillari e circola tra le fibre. Nei filtri a placche, il sangue circola a contatto d'una membrana piatta semipermeabile. In rapporto agli emofiltri tradizionali, questi nuovi filtri hanno proprietà reologiche superiori e un volume sanguigno interno minore (40-75 ml). Le membrane possono essere d'origine naturale (cellulosa) o sintetiche (polisulfone, pliamide, poliacrilonitrile). Se le fibre sintetiche hanno l'inconveniente di essere più fragili, esse hanno il vantaggio d'avere un coefficiente di permeabilità elevato e una migliore biocompatibilità.

Le differenti tecniche d'emodialisi o d'emofiltrazione necessitano di due vie vascolari. I cateteri utilizzati sono di grosso calibro (da 7 a 9 F). Quando il circuito è di tipo veno-venoso, può essere utilizzato un catetere unico a due vie. Questo deve essere inserito in una vena di grosso calibro perchè la pompa possa aspirare il sangue secondo il flusso fissato, senza difficoltà. Per limitare il rischio di ricircolazione tra la via arteriosa e la via venosa, gli orifizi interni delle due vie del catetere devono essere distanti da 8 a 10 cm. Inoltre, la via arteriosa deve avere molti fori per evitare che la vena si collabisca durante il funzionamento della pompa. I grossi tronchi venosi, femorale, succlavia e giugulare interno permettono il posizionamento di tali cateteri.

Quando la tecnica scelta è di tipo artero-venosa, l'arteria scelta deve essere di buon calibro per assicurare un flusso sanguigno nel circuito. L'arteria abitualmente utilizzata è l'arteria femorale. E' un'accesso facile ma esiste un rischio di trombosi non trascurabile, imponendo la prudenza in un paziente ateromatoso. Gli accessi arteriosi espongono ugualmente a un rischio emorragico in particolar modo alla rimozione del catetere. La rimozione del catetere impone dunque una compressione prolungata e questo in assenza di anticoagulazione.

La circolazione extra-corporea, mettendo in contatto il sangue e dei materiali esogeni determina l'attivazione della coagulazione, favorendo la trombosi dell'emofiltro e del circuito. Questa trombosi riduce l'efficacia dell'emofiltro e può condurre ad una perdita sanguigna in caso di trombosi brutale dell'insieme del circuito impedendo la restituzione del sangue. Un trattamento anticoagulante è dunque necessario per garantire l'efficacia dell'epurazione e prolungare la durata d'utilizzazione del filtro. Questo impone una stretta sorveglianza dell'anticoagulazione tenuto conto dell'elevato rischio emorragico nel malato a rischio, politraumatizzato o operato di recente. L'eparina è l'agente più comunemente utilizzato. Dopo somministrazione d'una dose di carico, l'eparina viene somministrata in continuo tramite una siringa elettrica a monte del circuito d'emofiltrazione. L'eliminazione dell'eparina per emofiltrazione è modesta e la maggior parte della dose somministrata si ritrova a livello della linea venosa.

Per migliorare l'efficacia antitrombotica dell'eparina, è importante realizzare l'impregnazione iniziale del circuito con una grande quantità d'eparina per ottenere una saturazione della membrana dell'emofiltro prima dell'inizio dell'emofiltrazione. Il principale inconveniente dell'eparina è la comparsa di complicazioni emorragiche valutate al 30%. Esistono anche altre tecniche d'anticoagulazione. Le eparine di basso peso molecolare, l'eparinizzazione regionale con antagonismo ad opera della protamina, la prostaciclina, il citrato di sodio, il gabexata mesilato (inibitore degli enzimi della coagulazione sono alternative utilizzabili. Può anche essere attuabile l'assenza di anticoagulazione, con pulizia regolare del circuito con soluzione fisiologica. I protocolli d'uso sono riassunti nella tavola seguente. Gli schemi d'anticoagulazione sono identici sia che si tratti d'emofiltrazione che di dialisi.

La coagulazione a livello del circuito è dipendente anche dalla tecnica d'emofiltrazione. Così, una pressione transmembranaria elevata con una produzione importante d'ultrafiltrato determina un'emoconcentrazione nel filtro e favorisce la trombosi. Bassi flussi sanguigni, senza eccessi di pressione transmembranaria, favoriscono alla stesso modo trombosi localizzate che si possono estendere rapidamente a tutto il filtro.

La prediluizione, con somministrazione del liquido di sostituzione a monte del filtro, riduce il bisogno di anticoagulazione. La diluizione così indotta migliora le condizioni reologiche nel filtro e riduce la concentrazione dei fattori di coagulazione a livello del filtro.

Il controllo dell'anticoagulazione è clinico e biologico. Il rischio trombotico viene valutato con l'osservazione del circuito alla ricerca della sedimentazione delle cellule sanguigne. Una riduzione dell'ultrafiltrato è un buon criterio di diminuizione di permeabilità della membrana. Il rischio emorragico viene sorvegliato con la realizzazione pluriquotidiana del tempo di cefalina attivato e dalla misura giornaliera del tasso piastrinico e dell'attività anti-Xa se vengono utilizzate eparine a basso peso molecolare.

Esistono numerose soluzioni di restituzione la cui composizione ionica è simile a quella del plasma. Queste soluzioni sono leggermente arricchite in sodio, mentre le concentrazioni di potassio, calcio, fosforo e magnesio sono lievemente inferiori a quelle del plasma. L'elettroneutralità della soluzione è assicurata dall'aggiunta di lattato, bicarbonato o di acetato.

La restituzione del liquido può avvenire a qualunque sito del circuito. Può essere interessante realizzare una prediluizione somministrando il liquido di restituzione a monte del filtro. La prediluizione, oltre al vantaggio in termini di anticoagulazione, tende ad aumentare il flusso d'ultrafiltrazione riducendo la pressione oncotica legata principalmente alle proteine plasmatiche, principale fattore che si oppone all'ultrafiltrazione. Questa tecnica è interessante soprattutto in emofiltrazione pura. Una dialisi associata, in effetti, sarebbe meno efficace per la diluizione del plasma. La restituzione a valle del circuito o post-diluizione riduce l'emoconcentrazione e partecipa alla prevenzione della trombosi del circuito venoso.

L'emofiltrazione o l'emodiafiltrazione determina la mobilizzazione di volumi idrici importanti nelle 24 ore. La restituzione effettuata in continuo deve essere aggiustata ogni ora. Nelle prime ore d'emofiltrazione, una compensazione anticipata è utile tenuto conto dell'entità dei volumi scambiati.

I volumi di restituzione sono determinati in funzione dello stato d'idratazione del paziente e di altri apporti liquidi giornalieri: nutrizione, farmaci o riempimento vascolare.

Quando si associa un'emodialisi ad un'emofiltrazione, si somministra un liquido di dialisi controcorrente nel compartimento di raccolta dell'ultrafiltrato. La composizione può essere determinata in funzione degli obiettivi terapeutici. In pratica, si tratta degli stessi soluti usati per la restituzione. E' indispensabile che il liquido di dialisi sia sterile poichè circola a contatto della membrana d'emofiltrazione semi-permeabile.

Le clearance delle piccole molecole sono maggiori in dialisi intermittente convenzionale che in emofiltrazione continua. La drastica riduzione della creatinina osservata in emodialisi intermittente si verifica soprattutto a spese del settore vascolare. Un aumento rapido della creatininemia si osserva nelle ore che seguono per riequilibrio delle concentrazioni con il settore intracellulare. L'emo(dia)filtrazione continua, malgrado delle clearance inferiori, permette scambi continui con i differenti compartimenti dell'organismo. In totale, se le tecniche d'epurazione intermittente e continua sono confrontate per la durata di una settimana, l'emo(dia)filtrazione si rivela la più efficace per la rimozione delle piccole molecole. Tuttavia, quando la messa in opera dell'emofiltrazione è tardiva in rapporto all'evoluzione dell'insufficienza renale (uremia = 40-50 mmol/l), l'utilizzazione dell'emofiltrazione continua da sola è insufficiente imponendo il ricorso all'emodiafiltrazione.
L'epurazione delle grosse molecole è maggiore in emofiltrazione che in emodialisi, poichè la rimozione di queste molecole s'effettua soprattutto per convezione.

Nei pazienti in insufficienza renale acuta si osserva frequentemente un sovraccarico idrosodico. Questa è tanto più evidente nei malati di rianimazione, oligo-anurici, che hanno spesso apporti idrici inadatti e troppo importanti ma inevitabili per via dei trattamenti medicamentosi. Durante una dialisi convenzionale si può realizzare una sottrazione d'ultrafiltrato. Questa si rivela difficile in pratica per la scarsa tolleranza emodinamica di questi malati. Grandi volumi di liquidi vengono sottratti in un breve periodo nel settore vascolare mentre i trasferimenti tra il settore interstiziale e quello vascolare s'effettuano meno rapidamente, creando un'ipovolemia relativa. In emofiltrazione continua, l'ultrafiltrato viene eliminato più lentamente permettendo l'equilibrio idrico tra i diversi settori contemporaneamente.

I disordini elettrolitici sono controllati efficacemente dalla sola emofiltrazione. L'iperkaliemia è tuttavia corretta meno velocemente in emofiltrazione che in emodialisi, giustificando il ricorso all'emodiafiltrazione.

L'ultrafiltrazione s'accompagna a perdite obbligatorie di calcio, magnesio e fosforo che devono essere compensate. L'emodiafiltrazione continua corregge efficacemente l'acidosi metabolica. Benché l'ultrafiltrato conduce alla perdita di ioni H⁺ e HCO₃^-, l'apporto di ioni bicarbonato è assicurato dal tampone utilizzato. Questa tecnica ha il vantaggio di correggere progressivamente l'acidosi metabolica evitando un apporto brutale di bicarbonati di cui è stato descritto l'effetto negativo. E' preferibile che il tampone del liquido di sostituzione sia il bicarbonato, mentre l'acetato o il lattato rischiano di provocare un'iperlattatemia tanto più grave in quanto esiste uno stato di shock o un'insufficienza epatocellulare.

Numerosi farmaci utilizzati in rianimazione hanno un'eliminazione renale. In caso d'insufficienza renale acuta e di emodialisi intermittente, la loro posologia è adattata in funzione dell'impatto dell'emodialisi sulla loro eliminazione secondo regole ben definite. Questi adattamenti di posologia sono difficilmente applicabili all'emodiafiltrazione continua, essendo le clearance dei farmaci diverse a seconda delle tecniche depurative utilizzate. Gli adattamenti del trattamento s'effettuano in funzione dell'effetto ricercato stimato clinicamente, o, se possibile, con il dosaggio sierico. Sembra opportuno utilizzare filtri per i quali la filtrazione dei farmaci è meglio conosciuta.

E' attualmente ammesso che la tolleranza emodinamica dell'emodiafiltrazione continua è superiore a quella dell'emodialisi intermittente. Gli effetti emodinamici dell'emodialisi intermittente sono il risultato di diversi meccanismi. Esiste una riduzione della volemia efficace legata all'ultrafiltrazione rapida, un'attivazione del complemento sulle membrane, con liberazione d'interleuchina-1 responsabile d'una ipertensione arteriosa polmonare e d'una ipotensione sistemica. Una correzione troppo rapida dell'acidosi metabolica può essere responsabile d'una venodilatazione per l'ipercapnia indotta. La migliore tolleranza dell'emofiltrazione continua riposa sulle meno brusche variazioni osmotiche e idriche con una maggiore efficacia nell'epurazione delle molecole vasoattive di peso molecolare elevate.

L'insufficienza renale acuta quando è associata ad una defaillance multiviscerale s'accompagna ad un ipercatabolismo intenso. La tendenza attuale consiste nel compensare le perdite caloriche-azotate, secondo le regole applicate ai malati in rianimazione non dialisati, controllando l'equilibrio idroelettrolitico e i cataboliti azotati con l'emodiafiltrazione.

Il ricorso alla nutrizione parenterale deve tenere conto di qualche particolarità propria dell'emofiltrazione. L'eliminazione di glucosio è costante e proporzionale al flusso dell'ultrafiltrato. L'impiego di soluti di dialisi arricchiti in glucosio s'accompagna ad un'estrazione di glucosio dell'ordine del 60% che si dovrà conteggiare negli apporti nutritivi. I lipidi non sono ultrafiltrati. Le emulsioni lipidiche sono accusate di ridurre l'ultrafiltrazione e di favorire la trombosi del filtro. Gli aminoacidi sono parzialmente eliminati dall'emo(dia)filtrazione. Le perdite rappresentano circa il 10% degli apporti ma variano da un aminoacido ad un altro.

Come tutte le tecniche di circolazione extra-corporea, l'epurazione extrarenale qualunque sia la tecnica utilizzata è responsabile di un'importante dispersione termica con abbassamento importante della temperatura del paziente. Il controllo dell'ipotermia può essere difficile e necessita l'uso di diverse tecniche di riscaldamento (materassi riscaldanti, riscaldamento del dialisato e dei liquidi di sostituzione, isolamento del circuito) al fine di mantenere la temperatura superiore a 35.5°C.

Esso è importante e legato, nelle tecniche di circolazione extra-corporee continue all'incannulamento vascolare prolungato e alle numerose manipolazioni necessarie dei liquidi di dialisi e di sostituzione. Tutti gli interventi sul circuito devono dunque essere realizzati con una grande attenzione all'asepsi. Il rischio infettivo giustifica la realizzazione quotidiana d'una emocoltura sulla linea venosa del circuito.

L'emofiltrazione continua viene attualmente studiata nel trattamento dello shock settico. Si è osservato un effetto emodinamico positivo, ma il beneficio in termini d mortalità non è stata provata. La sua efficacia potrebbe essere legata alla filtrazione delle citochine circolanti o all'adsorbimento del LPS sulle membrane filtranti.

Il trattamento dell'insufficienza renale acuta in rianimazione con l'emofiltrazione o l'emodiafiltrazione continua ben s'adatta alle esigenze terapeutiche del malato di rianimazione, così come dimostra l'affermazione di queste tecniche a danno dell'emodialisi intermittente convenzionale. L'emofiltrazione permette un controllo efficace delle turbe idroelettrolitiche e acido-base oltre che una rimozione efficace delle scorie azotate. La sua buona tolleranza emodinamica permette di proporre questa metodica di depurazione a pazienti fragili con defaillance multiviscerale. Essa presenta tuttavia degli inconvenienti non trascurabili rappresentati dal rischio infettivo ed emorragico legato all'anticoagulazione. La messa in opera di questa tecnica implica un costo superiore all'emodialisi convenzionale in ragione del carico d'assistenza supplementare. Il miglioramento della prognosi renale e vitale dei pazienti che sembra profilarsi attualmente giustifica il suo impiego. Se l'insufficienza renale acuta è l'indicazione preferenziale di questa tecnica, nuove indicazioni tra le quali lo shock settico e la defaillance multiviscerale sono in corso di valutazione.

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Pubblicato elettronicamente da

Vincenzo Lanza, MD

Servizio di Anestesia e Rianimazione

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Keith J Ruskin, MD

Department of Anesthesiology Yale University School of Medicine

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