Akut-Therapie-Systeme. Akutes Nierenversagen Die Behandlung des akuten Nierenversagens mit kontinuierlichen Nierenersatzverfahren

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1 Akut-Therapie-Systeme Akutes Nierenversagen Die Behandlung des akuten Nierenversagens mit kontinuierlichen Nierenersatzverfahren

2 Akutes Nierenversagen Die Behandlung des akuten Nierenversagens mit kontinuierlichen Nierenersatzverfahren Prof. Dr. med. Detlef Kindgen-Milles Klinik für Anästhesiologie Universitätsklinikum Düsseldorf Moorenstraße 5 D Düsseldorf Telefon: +49 (0) /2 kindgen@uni-duesseldorf.de Die mit markierten Zeichen/Namen sind in ausgewählten Ländern registrierte Marken des Fresenius Konzerns.

3 Inhaltsverzeichnis Einleitung 4 Behandlung des ANV kontinuierlich oder intermittierend? 5 Indikationen zur Nierenersatztherapie 8 Wirkungsprinzipien der Nierenersatzverfahren 10 Aktuell verfügbare kontinuierliche Nierenersatzverfahren 13 Hämofiltrationslösungen 17 Effektivität der Blutreinigung 18 Erforderliche Intensität einer Nierenersatzbehandlung bei ANV 20 Gefäßzugang für die Nierenersatztherapie 22 Antikoagulation 24 Häufiger Verschluss des extrakorporalen Kreislaufs 28 Ernährung 28 Medikamentendosierung unter kontinuierlicher Nierenersatztherapie 30 Fazit 31 Glossar 32 Literatur 33 Bilanzierungs-Protokoll 35 3

4 Einleitung Das akute Nierenversagen (ANV) ist definiert als ein plötzlicher Verlust der in- und exkretorischen Nierenfunk tion, der bei Patienten auf der Intensivstation in der Mehrzahl der Fälle eine vom Organ Niere selbst unabhängige Ursache hat. Der abrupte Abfall der glomerulären Filtrationsrate (GFR) führt zu einem Rückgang der Urinausscheidung bis hin zur Anurie, zum Anstieg der renalen Retentionsparameter Harn stoff und Kreatinin, zur metabolischen Azidose, zu Elektrolytimbalancen (z. B. Hyperkaliämie) und anderen urämischen Komplikationen, so dass bis zur prinzipiell möglichen Erholung der Nierenfunktion eine überbrückende extrakorporale Blutreinigung erforderlich ist (17). Das isolierte ANV hat prinzipiell eine gute Prognose, denn bei den überlebenden Patienten kommt es in der Regel zu einer fast vollständigen Restitution der Nierenfunktion ohne bleibende Dialysenotwendigkeit (35). Auf der Intensivstation wird ein ANV jedoch häufig im Rahmen eines Multiorganversagens (MOV) be - obachtet, oft als Folge einer systemischen Ent zündungsreaktion oder Sepsis. Dieses Krankheitsbild hat per se eine hohe Letalität und dieser Zusammen hang erklärt wahrscheinlich, warum trotz zunehmender Verfügbarkeit, verbesserter Technik und frühzeitigem Ein - satz von Nierenersatzverfahren die Letalität des ANV bei diesen Patienten über die Jahre nicht abgenommen hat und bei etwa 50 bis 80 % liegt (12,24) (Abb. 1). Abb. 1: Letalität bei akutem ANV außerhalb ICU 31 % (n = 495) ANV gesamt 45 % (n = 748) MODS 76 % (n = 226) ANV auf ICU 71 % (n = 253) isoliertes ANV 30 % (n = 27) Nierenversagen. Die Prognose von Patienten mit akutem Nierenversagen (ANV) hängt entscheidend von den zusätzlichen Begleiterkran kungen ab. Auf der Intensivstation (ICU) manifestiert sich das ANV meist im Rahmen eines Multiorganversagens (MOV). Patienten mit MOV haben per se eine ausgesprochen hohe Letalität, wo durch die insgesamt hohe Sterblichkeit in dieser Gruppe erklärt wird. Daten aus (34). Die häufigsten Ursachen eines ANV auf Intensiv stationen (ICU) sind schwere Schockzustände, Traumen, hohe Blutverluste sowie ausgedehnte operative Eingriffe, insbesondere in der Herz- und Gefäß chirurgie. Auch die häufig unvermeidbare Zufuhr von nephrotoxischen Substanzen, wie z. B. Amino glykosid antibiotika (18,71) oder Röntgenkontrast mitteln (21,26,32) kann vor allem bei bereits vorgeschädigter Niere ein ANV auslösen. Definiert man das ANV über die Notwendigkeit einer Dialyse- oder Hämofiltrationsbehandlung, so liegt die Inzidenz im Durchschnitt bei etwa 5 % aller intensivmedizinisch behandelten Patienten, sie kann jedoch in bestimmten Untergruppen, z. B. in der Trauma tologie mit 31 % (70) oder in der Herzchirurgie mit bis zu 15 % (62), deutlich höher liegen. Im Folgenden wird die Behandlung des ANV mit kontinuierlichen Nierenersatzverfahren (Continuous Renal Replacement Therapy, CRRT) unter besonderer Berücksichtigung praktischer Aspekte und häufig auftretender Probleme dargestellt. 4

5 Behandlung des ANV kontinuierlich oder intermittierend? Eine effektive Behandlung des ANV und das Überleben eines anurischen Patienten wurde prinzipiell erst mit der Einführung der intermittierenden Hämodialyse (ihd) als dem ersten klassischen Blutreinigungsverfahren möglich. Über mehrere Jahrzehnte blieb die ihd auch die einzig verfügbare Behandlungsform des ANV, denn erst nach den wegweisenden Arbeiten von Kramer (28 31) aus den 80er Jahren konnte das ANV alternativ zur ihd auch mit CRRT behandelt werden. Seitdem wurde von Intensivmedizinern und Nephrologen eine z. T. heftige Diskussion über die Vor- und Nachteile dieser beiden Verfahren geführt (8). Eine wesentliche Streitfrage war dabei, ob ein Unterschied in der Letalität der Patienten mit ANV in Abhängigkeit vom Behandlungsverfahren nachweisbar sei. In mehreren retrospektiven Studien fand sich tatsächlich eine geringere Sterblichkeit bei Anwendung von CRRT (3,39), während die einzige bisher publizierte prospektiv randomisierte Untersuchung keinen Letalitäts unterschied nachweisen konnte (41). Diese Studie weist jedoch erhebliche methodische Mängel auf, da fast zwei Drittel der aufgenommenen Patienten nicht randomisiert wurden. Die dann letztlich doch noch eingeschlossenen Patienten unterschieden sich trotz durch geführter Randomisierung hinsichtlich prognostisch bedeutsamer Faktoren signifikant zu Ungunsten der CRRT-Gruppe (höherer APACHE II Score, höherer Anteil von Patienten mit zusätzlichem Leberversagen). Auch wurden Patienten mit schwerer Hypotension die am ehesten von einem CRRT-Verfahren profitiert hätten von vornherein ausgeschlossen. Eine 2002 publizierte Metaanalyse von 13 Studien mit insgesamt etwa 1400 Patienten zeigte eine reduzierte Sterblichkeit bei Anwendung kontinuierlicher Nierenersatzverfahren im Vergleich zur ihd, wenn Patienten mit gleicher Erkrankungsschwere verglichen wurden (24). Einschränkend muss allerdings festgestellt werden, dass die Mehrzahl der analysierten Studien nicht prospektiv randomisiert durchgeführt wurde. Dennoch liefert diese sehr sorgfältig durchgeführte Metaanalyse erstmals anhand größerer Patientenzahlen deutliche Hinweise auf eine Überlegenheit der kontinuierlichen Nierenersatzverfahren. Unumstritten ist mittlerweile, dass CRRT auf Grund ihrer besonderen Eigenschaften vor allem bei kritisch kranken und hämodynamisch instabilen Intensivpatienten deutliche Vorteile gegenüber der ihd aufweisen. Deshalb werden zumindest in Europa die CRRT mittlerweile bevorzugt zur Behandlung des ANV auf der Intensiv station eingesetzt (55). In den USA wird aus organisatorischen Gründen trotz der inzwischen offensichtlichen Nachteile häufig noch der ihd der Vorzug gegeben (40,55). Im Folgenden werden die Vor- und Nachteile von CRRT und ihd bei Intensivpatienten dargestellt. Hämodynamische Stabilität Die ohne Zweifel erheblich größere hämodynamische Stabilität unter kontinuierlicher Nierenersatzbe handlung wurde in mehreren prospektiven, z. T. randomisierten Studien nachgewiesen und ist ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens (10,47,59). Die hämodynamischen Effekte einer ihd bei Intensiv patienten wurden exemplarisch von Schortgen et al. (57) untersucht. Während einer Dialysebehandlung kam es in den Jahren bei 33 % aller Patien ten mit Beginn der Behandlung und darüber hinaus bei insgesamt 68 % während der laufenden Dialyse zu behandlungsbedürftigen Blutdruckabfällen. Durch Einführung eines strengen Behandlungsalgorithmus wurde die Inzidenz von initialen Blutdruckabfällen in den folgenden Jahren zwar auf 21 % reduziert, dennoch ließen sich solche Er eignisse während der Dia lyse auch weiterhin bei über der Hälfte der Patienten nicht vermeiden. Insgesamt können etwa 10 % aller Patienten wegen hämodynamischer Instabilität überhaupt nicht intermittierend dialysiert werden und etwa 8 10 % aller ihd-behandlungen müssen aus diesem Grund vorzeitig beendet werden, so dass die verschriebene Dialysedosis nicht appliziert werden kann (47). 5

6 Davenport et al. (10) behandelten 32 Patienten mit akutem Leber- und Nierenversagen mit CRRT und ihd. Während der 4-stündigen ihd kam es zu einem signifikanten Abfall des arteriellen Blutdruckes, der begleitet wurde von einer Reduktion des Herzzeitvolumens und des Sauerstoffangebotes an die peripheren Gewebe. Diese Veränderungen wurden begleitet von einem Anstieg des intrakraniellen Druckes unter ihd, der zusammen mit dem Blutdruckabfall bei den besonders hirndruckgefährdeten Patienten mit Leberversagen die Hirndurchblutung reduzieren kann. Unter CRRT blieben Hämodynamik und Hirndruck stabil und kein Patient verstarb an zerebralen Komplikationen, während bei 60 % der mit ihd behandelten Patienten die Todesursache ein Hirnödem war. Daraus ergibt sich, dass bei Patienten mit kombiniertem Leber- und Nierenversagen den CRRT der Vorzug zu geben ist. Bisher wurde nur in einer prospektiv randomisierten Studie eine vergleichbare hämodynamische Stabilität zwischen ihd und CRRT nachgewiesen (63). Die dort untersuchten Patienten wiesen jedoch im Vergleich zu allen anderen Studien eine deutlich geringere Erkrankungsschwere auf, so dass deshalb auch die ihd gut toleriert wurde. Derzeit besteht zwischen Intensivmedizinern und Nephrologen ein weitgehender Konsens dahingehend, dass bei hämodynamisch instabilen Patienten die kontinuierlichen Verfahren bevorzugt anzuwenden sind. Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt Kontinuierliche Nierenersatzverfahren erlauben durch die Verteilung des Flüssigkeitsentzugs über den gesamten Tag eine schonende Elimination auch größerer Volumina sowie eine effektivere Flüssigkeitskontrolle über die gesamte Behandlungsdauer. Die minimal erforderliche Flüssigkeitszufuhr beim Intensivpa tienten beträgt etwa 3 l/d, denn allein zur enteralen oder parenteralen Ernährung wird eine Zufuhr von etwa 2 l/d benötigt. Bei kardial insuffizienten Patienten oder eingeschränkter pulmonaler Funktion ist darüber hinaus häufig eine Negativbilanzierung erforderlich. Bei einem kreislaufinstabilen, katecholaminabhängigen Patienten verursacht der Entzug solcher Flüssigkeitsmengen während der üblicherweise etwa vier Stunden dauernden ihd häufig erhebliche Blutdruckabfälle, welche durch gesteigerte Ka techolamin gaben aufgefangen werden müssen. Auch kurze Hypotonien reduzieren jedoch bei diesen Patienten sofort die Nierendurchblutung, weil im ANV die Autoregulation verloren geht und eine rein druckpassive Perfusion erfolgt. Unter ihd verschlechtert sich daher eine noch vorhandene Restnierenfunktion häufig, während unter CRRT die verbliebene Nierenfunktion stabiler ist (38). Die praktisch in beliebiger Höhe mögliche Flüssigkeitszufuhr unter CRRT ermöglicht eine ausreichende Ernährungstherapie, so dass die ohnehin unvermeidbare Katabolie bei diesen Patienten nicht auch noch durch eine mangelnde Substratzufuhr verstärkt wird. So zeigten Bellomo et al. (3), dass unter CRRT bei 93 % aller Patienten eine adäquate parenterale Ernährung möglich war, während unter ihd auf Grund der erforderlichen Flüssigkeitsrestriktion lediglich 53 % der Patienten ausreichend ernährt werden konnten (3). 6

7 Metabolische Stabilität und Homöostase Unabhängig von einer effektiven und zeitgerechten Steuerung des Flüssigkeitshaushaltes ermöglicht CRRT auch eine schonende und gleichmäßige Reduktion der harnpflichtigen Substanzen (Abb. 2). Unter einer ihd erfolgt die Absenkung des Harnstoffspiegels innerhalb von 4 Stunden. Damit verbunden ist eine entsprechende Verschiebung der Serum- Osmolalität, welche zu einem verstärkten Flüssigkeitsabstrom in das Interstitium führt. Dies kann zu einer passageren Verschlechterung des pulmonalen Gasaustauschs sowie zu einer Verstärkung eines Hirnödems führen, wie anhand von computertomographischen Untersuchungen durch die Arbeits gruppe um Ronco nachgewiesen wurde (53). CRRT führen zu einer etwas langsameren, dafür aber stabilen Reduktion der harnpflichtigen Substanzen und der unter ihd nachweisbare Sägezahnverlauf der Blutspiegel tritt nicht auf (Abb. 2). Ein Dys äquilibrium syndrom wird somit vermieden. In gleicher Art und Weise erfolgt eine schonende Korrektur von meta bolischer Azidose und Elektrolytveränderungen, so dass auch unter diesen Aspekten CRRT vorteilhaft ist (4) CVVHD Harnstoff (mg/dl) 100 tägliche ihd 50 Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Zeit (Tage) Abb. 2: Einfluss des Therapieverfahrens auf den Verlauf der Serum-Harnstoffspiegel. Der Konzentrationsverlauf urämischer Toxine im Serum hängt von der Therapieform ab. Bei intermittierender Hämodialyse (ihd) sinken die Serum-Harnstoffspiegel während der üblicherweise 4-stündigen Behandlung sehr schnell ab und steigen nach dem Behandlungsende rasch wieder an. Dies führt zu erheblichen Schwankungen der Serumosmolalität und einem typischen Sägezahnverlauf der Harnstoffkonzentration (durchgezeichnete Linie). Der rasche Abfall des Serum-Harnstoffs kann insbesondere in der ersten Behandlung zu einem Disäquilibriumsyndrom und einer zusätzlichen Flüssigkeitsverschiebung in den Extravasalraum führen. Unter kontinuierlicher Nierenersatztherapie sinken die Serum- Harnstoffspiegel langsamer aber kontinuierlich ab und können auf einem konstant niedrigen Niveau gehalten werden (gestrichelte Kurve). Osmolalitätsverschiebungen und ein Dysäquilibrium syndrom werden vermieden. 7

8 Indikationen zur Nierenersatztherapie Renale Indikation Klassische Indikationen für eine Nierenersatztherapie sind die Oligurie bzw. Anurie, die diuretikaresistente Flüssigkeitsüberladung, schwere Elektrolytstörungen (insbesondere Hyperkaliämie), metabolische Azidose und Urämiekomplikationen, wie z. B. Perikarditis (Tab. 1a). Uneinigkeit besteht hinsichtlich der Grenzwerte Daraus ergibt sich, dass die Indikation zur Anwen dung eines Nierenersatzverfahrens heute wesentlich früher als noch vor wenigen Jahren gestellt werden muss. Da ein Konsensus bezüglich absoluter Grenz werte derzeit noch nicht besteht, muss die Indikation für ein Nierenersatzverfahren individuell gestellt werden. Dabei spielt vor allem die Entwicklung des ANV eine entscheidende Rolle. Verschlechtert sich die Nieren funktion kontinu Renale Indikationen Oligurie bzw. Anurie Diuretikaresistente Flüssigkeitsüberladung Schwere Elektrolytstörungen (insbesondere Hyperkaliämie) Metabolische Azidose Urämiekomplikationen (z. B. Perikarditis) Tab. 1a: Beispielhafte Indikationen zur Nierenersatztherapie. für harnpflichtige Substanzen, ab denen eine Nierenersatzbehandlung begonnen werden sollte. In älteren Empfehlungen wird eine Obergrenze für Harnstoff von 200 mg/dl genannt. Mittlerweile tendiert man dazu, die Behandlung bereits bei dem Harnstoffspiegel zu beginnen, der unter einer laufenden Therapie als Zielgröße angestrebt wird. Dabei wird heute von vielen Nephro logen ein Harnstoffwert von 100 mg/dl ge nannt. Gettings et al.(16) haben untersucht, ob eine frühe Behandlung des ANV bei Traumapatienten vorteilhaft ist. Frühzeitiger Beginn war definiert als Beginn der CRRT bei einem Serum-Harnstoff von < 100 mg/dl. Unabhängig von der im weiteren Verlauf applizierten Dialysedosis, d. h. der Intensität der Nierenersatzbehandlung, führte allein der frühzeitige Behandlungsbeginn zu einer signifikant erhöhten Überlebensrate im Vergleich zum späten Behandlungsbeginn (39 % versus 20 %). Auch bei kardiochirurgischen Patienten erwies sich die frühe Behandlung des ANV als vorteilhaft, denn die beobachtete Letalität war mit 40 % deutlich niedriger als erwartet (66 %), wenn bereits 2,4 Tage nach der Operation und bei einer Harnstoffkonzentration von 155 mg/dl mit einem Nierenersatzverfahren begonnen wurde (6). Extrarenale Indikationen SIRS (Systemic Inflammatory Response Syndrome) Sepsis Akute Pankreatitis ARDS (Adult Respiratory Distress Syndrome) Rhabdomyolyse Tab. 1b: Potentielle Indikationen zur kontinuierlichen Hämo filtra tion. ierlich, wie z. B. anhand einer täglich bestimmten Kreatinin-Clearance erkennbar wird, oder nimmt die Diurese (in Relation zur Do sie rung der Schleifendiuretika) ab, dann erscheint heute eine Ver zögerung der Nierenersatzbehandlung bis zum Erreichen bestimmter Grenzwerte nicht mehr sinnvoll. Die Indikation wird darüber hinaus früher gestellt, wenn begleitende Symptome (z. B. schwer beherrschbare Hyperthermie, Lungenödem) vorliegen, die durch eine Nierenersatztherapie gebessert werden können. Die Behandlung wird tendenziell zurückgestellt, wenn ein hohes Blutungsrisiko besteht oder wenn sich trotz erhöhter Harnstoffwerte die Steilheit des Blutspiegelanstiegs so vermindert, dass bei noch ausreichender Diurese eine Stabilisierung auf höherem Niveau wahrscheinlich wird. Harnstoffwerte über 180 mg/dl werden in der Regel nicht mehr toleriert. 8

9 Extrarenale Indikationen Septischer Schock Als extrarenale Indikationen für die Anwendung von CRRT werden derzeit das SIRS (Systemic Inflammatory Response Syndrom) und die Sepsis bzw. der septische Schock diskutiert (Tab. 1b). Trotz aller Fortschritte in der intensivmedizinischen Behandlung ist der septische Schock mit begleitendem Multiorgan versagen auch heute noch mit einer Letalität von über 50 % verbunden, so dass zahlreiche adjuvante Therapieansätze mit der Zielsetzung einer Prognoseverbesserung propagiert werden. Hintergrund der Debatte um die Anwendung von CRRT-Verfahren ist die Frage, ob mittels konvektiver Blutreinigung Toxine, Entzündungsmediatoren oder kardiodepressive Faktoren in nennenswertem Umfang eliminiert werden können und ob dies zu einer Verbesserung der Prognose führt. die beobachtete Verbesserung des klinischen Zustandes dieser Patienten tatsächlich auf einer Mediatorelimination beruht, oder auf anderen, unspezifischen Effekten, wie z. B. einer erhöhten Kreislaufstabilität durch effektive Temperaturkontrolle sowie einem verbesserten Flüssigkeitsmanagement (7). Interessant ist jedoch, dass Zytokine unabhängig von einer konvektiven Elimination auch adsorptiv an Filtermembranen ge bunden werden können, so dass unter der Zielsetzung der Zytokinelimination möglicherweise größere Filteroberflächen und häufigere Filterwechsel sinnvoll sein könnten. Zusammen fassend rechtfertigt der derzeitige Kenntnisstand keine Anwendung von CRRT zur Zytokinelimination bei septischen Patienten ohne ANV. Bei beginnender Einschränkung der Nierenfunktion sollte jedoch frühzeitig ein kontinuierliches Nierenersatzverfahren mit adäquater Dialyseintensität zur Anwendung kommen, u. U. auch mit häufigerem Filterwechsel (7). Tatsächlich wurde in vielen Studien bei Behandlung von Patienten mit septischem Schock eine Stabilisierung der Hämodynamik, eine Reduktion der Katecholamin dosierung (20,23) und eine Verbesserung des pulmonalen Gasaustauschs (27) mit Beginn der CRRT nachgewiesen. Im Ultrafiltrat von Patienten mit Sepsis ließen sich dann auch Entzündungs media toren nachweisen (5,20), eine signifikante Reduktion der Plasmaspiegel von Zytokinen gelang jedoch zumindest mittels konventioneller Hämofiltration bisher nicht. Zu beachten ist, dass neben den Entzün dungs mediatoren auch deren lösliche Rezeptor antagonisten sowie zahlreiche antiinflammatorische Mediatoren potentiell eliminiert werden können, so dass der Einfluss von CRRT-Verfahren auf die Balance zwischen Pro- und Antiinflammation unklar ist. Es bleibt daher offen, ob 9

10 Wirkungsprinzipien der Nierenersatzverfahren Das zentrale Element eines Nierenersatzverfahrens ist der Hämofilter (Abb. 3), da über diesen der Transport der zu eliminierenden Substanzen aus dem Blut stattfindet. Hämofilter werden heute fast ausschließlich mit Filterfasern Blutfluss innerhalb der Fasern Dialysierflüssigkeitsfluss außerhalb der Fasern Blutfluss Blutfluss Abb. 3: Schematischer Aufbau eines Hämofilters. Dialysierflüssigkeitsfluss Dialysierflüssigkeitsfluss Membranen aus synthetischen Materialien (z. B. Polysulfon, Polyamid, Polyacrylnitril) hergestellt. Diese weisen eine sehr hohe Biokompatibilität auf, die definiert wird über eine geringe Aktivierung des Komplementsystems und proteolytischer Enzyme (Abb. 4). Mo - Das dem Filter zugeführte Blut wird in der Regel über einen großlumigen Katheter (Shaldon-Katheter) pumpengesteuert aus einer zentralen Vene (veno-venöse Verfahren) entnommen. Die arterio-venösen Verfahren haben zwar den Vorteil des geringen technischen Aufwands, werden in Deutschland aber kaum noch eingesetzt, weil die arterielle Kanülierung mit einer hohen Morbidität verbunden ist. Darüber hinaus hängt die Effektivität eines arterio-venösen Blutreinigungsverfahrens ganz wesentlich vom systemischen Blutdruck des Patienten ab. Besonders bei Patienten mit Hypotonie und Kreislaufschock sind ausreichende Blutflüsse kaum zu erzielen, so dass keine adäquate Dialysedosis appliziert werden kann. Im Gegensatz dazu ermöglichen die pumpengesteuerten venovenösen Verfahren erstmals einen konstanten und vom arteriellen Blutdruck des Patienten unabhängigen Blutfluss als wesentliche Voraussetzung für eine kontinuierliche und effektive Blutreinigung. In den derzeit kommerziell erhältlichen Geräten werden Blutfluss, Dialysat- und/oder Substituat- sowie Ultrafiltratfluss Abb. 4: Abhängigkeit der Dauer des ANV vom Dialysatortyp. Die Erholung der Nierenfunktion hängt von den verwendeten Dialysatormembranen ab. Bei Ver wendung von Dialysatoren mit synthetischen, biokompatiblen Membra nen erholte sich die Nieren funktion bei insgesamt mehr Patienten und bereits nach weniger Dialysebehandlungen im Vergleich zur Behandlung mit bioinkompatiblen Membranen, z. B. aus Zellulose. Derzeit werden zur Behandlung des ANV fast ausschließlich biokompatible Mem branen eingesetzt. Abbildung modifiziert nach (22). derne Filter haben große Poren und sind auch für Substanzen mittleren und höheren Molekulargewichts passierbar. Der sogenannte Cut-Off-Point (genaue Definition s. u.) gibt das Molekulargewicht an, bis zu dem Substanzen den Filter noch passieren können und liegt heute typischerweise bei kda. durch separate Pumpen nach entsprechenden Vorgaben automatisch gesteuert. Eine menügesteuerte Bedienerführung sowie eine automatische Bilanzierung erlauben einen einfachen und sicheren Betrieb auch außerhalb spezialisierter Zentren. 10

11 Eine wesentliche Aufgabe der Nierenersatztherapie, der Entzug von Flüssigkeit, wird durch zwei Größen direkt beeinflusst, nämlich die Durchlässigkeit des Dialysators für Wasser und die zwischen den beiden Seiten der Dialysatormembran bestehende Druckdifferenz, den Transmembrandruck. Bei modernen Geräten wird nicht der Transmembrandruck direkt eingestellt, vielmehr wird der Flüssigkeitsentzug volumetrisch oder gravimetrisch gemessen und bei Abweichungen vom Sollwert durch Anpassung der Pumpengeschwindigkeiten angepasst. Der Transmembrandruck stellt sich bei diesen Ge - räten automatisch ein. Druckmessungen sind damit für die Bilanzierung nicht mehr unbedingt erforderlich, erfolgen jedoch an mehreren Stellen im extrakorporalen Kreislauf, um Störungen des Blutflusses sowie einen beginnenden Verschluss des Systems, z. B. durch einen Verschluss des Hämofilters, rechtzeitig zu erkennen. Konvektive Blutreinigung Hämofiltration Bei der konvektiven Blutreinigung durch Hämofiltra - tion wird entsprechend den am Gerät eingestellten Vor gaben Plasmawasser über die Membran des Hämo filters abgepresst. Dieser Vorgang entspricht im Prin zip der Bildung von Primärharn bei der glomerulä - ren Filtration in der Niere. Mit dem abfiltrierten Plasmawasser werden auch alle in ihm gelösten Stoffe und natürlich auch Medikamente in der Konzentration durch die Membran hindurch transportiert, in der sie im Plasmawasser vorliegen, soweit die Membran für diese Stoffe durchlässig ist (Abb. 5). Im Gegensatz zur Diffusion findet keine bevorzugte Elimination kleiner Moleküle statt, vielmehr werden die nichteiweißgebundenen Substanzen bis zum Cut-Off der Membran eliminiert. Die Entfernung der im Plasmawasser gelösten Stoffe erfolgt prinzipiell über zwei mechanistische Prinzipien, nämlich die Konvektion und die Diffusion. Beide leisten je nach Aufbaumodifikation einen unterschiedlichen Beitrag zur Blutreinigung, bei der Hämofiltration ist es ausschließlich die Konvektion, bei der Hämodialyse dominiert die Diffusion. Abb. 5: Blutreinigung per Konvektion. Konvektion beschreibt den Transport gelöster Teilchen mit dem Lösungsmittel. Wird Flüssigkeit über eine Dialysemembran abgepresst, so wird die Konzentration der gelösten Teilchen im Filtrat wesentlich durch die Eigenschaften der Membran bestimmt, da die Größe der Poren in der Membran den wesentlichen, beschränkenden Faktor für diesen Transportprozess darstellt. Der Cut-Off einer Membran beschreibt die maximale Größe von Molekülen, die die Membran noch passieren können, und liegt heute im Bereich zwischen 20 und 40 kda. Für niedermolekulare Stoffe entspricht die Konzentration im Filtrat in etwa der im Plasma. 11

12 Die Durchlässigkeit der Membran für eine spezifische Substanz wird durch den Siebkoeffizienten beschrieben. Der Siebkoeffizient ist definiert als das Verhältnis von Konzentration im Ultrafiltrat zur Konzentration im Plasma. Ein Siebkoeffizient von 1 bedeutet, dass die Substanz den Hämofilter frei passieren kann und die Konzentration im Ultrafiltrat der des Plasmas entspricht. Bei einem Siebkoeffizienten von 0 ist die Membran für diesen Stoff undurchlässig. Als Trenngrenze (Cut-Off) einer Membran wird das Molekulargewicht angegeben, bei dem der Siebkoeffizient 0,05 beträgt. Diese Trenngrenze liegt bei High-Flux-Filtern zwischen und Dalton. Der Siebkoeffizient ist allerdings keine feste Konstante. Bei langer Filterlaufzeit kann die Durchlässigkeit des Filters durch Proteinbeschichtung und Verlegung von Membranporen durch Zelltrümmer, Blutkoagel oder Thrombozyten aggregate vor allem für höhermolekulare Stoffe abnehmen, so dass der Siebkoeffizient für größere Moleküle zeitabhängig abnimmt. Neben dem Molekulargewicht einer Substanz haben auch andere Faktoren einen Einfluss auf die Mem brangängigkeit, wie z. B. die elektrische Ladung, die Lipophilie und weitere physikochemische Eigen schaf ten. Die Siebkoeffizienten von Medikamenten können für viele gängige Membranen aus Tabellenwerken entnommen werden. Blutreinigung per Diffusion Hämodialyse Bei der Blutreinigung durch Diffusion, also Hämodialyse, wird sterile Dialysierflüssigkeit auf der Wasserseite des Hämofilters im Gegenstrom an den blutführenden Kapillaren entlanggeleitet. Entsprechend der Konzentrationsdifferenz zwischen Blut- und Dialysatseite diffundieren die Stoffe aus dem Blut ins Dialysat (Abb. 6). Der Konzentrationsunterschied ist die treibende Kraft für die Diffusion. Diffusive Transport prozesse sind prinzipiell von der Größe der Moleküle Abb. 6: Blutreinigung per Diffusion. Die Konzentration gelöster Teilchen in zwei Flüssigkeitskompartimenten gleicht sich zeitabhängig aus, wenn ein Stofftransport zwischen diesen beiden Kompartimenten möglich ist. Die Zeitkonstante dieses Ausgleichs ist abhängig von der Porengröße der Membran und dem Molekulargewicht der gelösten Stoffe. Demnach findet der Konzentrationsausgleich für kleinere Moleküle schneller statt. Diffusive Prozesse eignen sich daher besonders zur Elimination niedermolekularer Substanzen (Elektrolyte, Harnstoff, Kreatinin). abhängig, da sich bei kleinen Teilchen ein Konzentrationsausgleich schneller einstellt. Für niedermolekulare Substanzen spielt dies keine wesentliche Rolle, d. h. bei den üblichen Flüssigkeitsumsätzen von kontinuierlicher Hämofiltration und Hämodialyse ist die Elimination von Harnstoff weitgehend identisch. Die diffusive Aufsättigung des Dialysats mit größeren Urämie molekülen erfolgt jedoch deutlich langsamer, so dass bei der Hämofiltration eine höhere Clearance im Mittelmolekülbereich erzielt werden kann. Höhermolekulare Substanzen, z. B. Zytokine, können mittels Hämodialyse nicht entfernt werden. 12

13 Aktuell verfügbare kontinuierliche Nierenersatzverfahren Kontinuierliche veno-venöse Hämofiltration (CVVH) führt. Bei diesem Modus werden die harnpflichtigen Substanzen in der Konzentration eliminiert, in der sie im Plasmawasser vorliegen. Die Effektivität des Verfahrens ist hoch, ebenso jedoch die Hämokonzen tration im Filter, insbesondere wenn nur mäßige Blutflüsse erreicht werden. Eine hohe Hämokonzentration im Filter kann die Permeabilität des Filters reduzieren und seine Standzeit verkürzen. Erfahrungsgemäß soll- arteriell P Heparin Substituat P venös Abb. 7: Vereinfachter Aufbau verschiedener kontinuierlicher Nierenersatzverfahren: kontinuierliche veno-venöse Hämofiltration (CVVH), kontinuierliche veno-venöse Hämodialyse (CVVHD), kontinuierliche veno-venöse Hämodiafiltration (CVVHDF). CVVH arteriell CVVHD arteriell CVVHDF P P Heparin Heparin P Dialysat + UF aus P Dialysat + UF aus P Ultrafiltrat (UF) P Dialysierflüssigkeit ein P Dialysierflüssigkeit ein Substituat P venös venös Unabhängig vom angewandten Nierenersatzverfahren wird Blut über einen Doppellumenkatheter aus einer zentralen Vene entnommen und mit Flussraten von ml/min pumpengesteuert durch den Hämofilter transportiert. Die Antikoagulation erfolgt im arteriellen Schenkel zwischen Blutpumpe und Filter, um die höchste Konzentration des Antikoagulanz vor dem Filter zu erreichen. Nach der Passage des Hämofilters wird das Blut über eine venöse Luftfalle zum Patienten zurückgeführt. Bei der CVVH und der CVVHDF wird an dieser Stelle üblicherweise die Substitutions lösung zugeführt ( Postdilutionsmodus ). Bei einem modifizierten Aufbau kann das Substituat auch vor dem Hämofilter infundiert werden ( Prädilutionsmodus ). Dies verringert zwar die Effektivität der Blutreinigung, kann aber über eine niedrigere Hämokonzen tration im Filter die Standzeit verlängern.die Abbildung verdeutlicht, dass für die Durchführung der CVVH und CVVHD drei Pumpen ( P ) ausreichen, während für die CVVHDF eine vierte Pumpe erforderlich ist. Die CVVHDF kombiniert diffusiven und konvektiven Transport und ermöglicht dadurch eine effektive Clearance niedrig- und höhermolekularer Substanzen. Bei der veno-venösen Hämofiltration (Abb. 7) wird das Blut durch einen hochpermeablen, großporigen (sog. High-Flux-) Filter gepumpt, über den Plasmawasser mit seinen gelösten Bestandteilen als Ultrafiltrat abgepresst und anschließend verworfen wird. Das Transportprinzip ist also die Konvektion. Entsprechend dem ge wünschten Flüssigkeitsentzug muss eine Substitutions lösung zugeführt werden, die in ihrer Zusammensetzung der physiologischen Zusammensetzung des Plasma wassers nahekommt, allerdings in der Regel ka - liumarm oder sogar kaliumfrei ist. Wird kein Flüssig keitsentzug gewünscht, z. B. bei noch erhaltener Spon tan diurese, so entspricht die Menge der zugeführten Substi tutions lösung exakt der Menge des gebildeten Ultrafiltrats. Der Ort der Substituatzuführung kann vor oder hinter dem Filter liegen. Üblicherweise wird die Hämo filtration im Postdilutionsmodus durchgeführt, d. h. die Sub stitutionslösung wird hinter dem Hämofilter zuge- te die Filtrationsfraktion, d. h. der prozentuale Anteil des filtrierten Plasmawassers pro Zeit in Bezug auf den Gesamtplasmawasserfluss während dieser Zeit, 25 % nicht überschreiten. Der Plasmawasserfluss ist proportional dem Blutfluss Q B und wird wesentlich durch den Hämatokrit beeinflusst, näherungsweise gilt: Q P = Q B (1 Hkt / 100) 0,94. Der Faktor 0,94 berücksichtigt in dieser Formel pauschal das Volumen der im Plasma enthaltenen Pro teine, für die Abschätzung der Clearance ist in der Regel eine ge - nauere Berücksichtigung des Protein einflusses nicht er - forderlich. Die erreichbare Effektivität einer CVVH in Postdi lution hängt damit ganz wesentlich vom Blutfluss ab. 13

14 Effektivitätsberechnung einer CVVH in Postdilution (Clearance) Realisierbarer Blutfluss: 150 ml/min = 9000 ml/h Hämatokrit: 30 % Plasmawasserfluss: 6000 ml/h Max. Filtrationsfraktion: 25 % = 1500 ml/h Maximale Clearance: 1500 ml/h : 60 min/h = 25 ml/min Bei der Hämofiltration im Prädilutionsmodus wird das Substituat vor dem Hämofilter zugeführt und verdünnt somit die zu eliminierenden Stoffe noch vor dem Filtrationsprozess. Bei gleicher Ultrafiltratmenge sinkt damit zwangsläufig die Effektivität, auf Grund der geringeren Hämokonzentration kann jedoch die Filterstandzeit verlängert sein. Die Prädilutionsfiltration kann bei kurzen Filterstandzeiten sowie bei blutungsgefährdeten Patienten, die nur mäßig antikoaguliert werden können, als Alternative eingesetzt werden, um häufige Filter wechsel zu vermeiden. Permeabilität der Filter und der Druckverhältnisse zwischen Blut- und Dialysatseite auch bei der CVVHD in gewissem Umfang eine interne Filtration/Rückfiltration statt, d. h. Dialysat tritt auf die Blutseite über und Plasmawasser wird abgepresst. Auch bei einer CVVHD findet deshalb in geringem Umfang eine konvektive Blutreinigung statt, so dass die Unterschiede zwischen CVVH und CVVHD nicht mehr so ausgeprägt sind, wie in den Zeiten der Verwendung niederpermeabler Filter. Die Clearance einer CVVHD ergibt sich bei adäquatem Blutfluss aus dem Produkt von Dialysatfluss und Aufsättigung. Bei vollständiger Aufsättigung des Dialysats, z. B. mit Harnstoff, kann deshalb die Clearance einfach berechnet werden: Effektivitätsberechnung einer CVVHD (Clearance) Blutfluss: 150 ml/min Dialysatfluss: 2000 ml/min Kontinuierliche veno-venöse Hämodialyse (CVVHD) Clearance bei 100 % Dialysatsättigung: 2000 ml/h : 60 min/h = 33,3 ml/min Während einer Dialyse wird das Blut durch einen Hämofilter entlang einer semipermeablen Membran gepumpt (Abb. 7). Auf der anderen Seite der Membran fließt im Gegenstrom Dialysierflüssigkeit, in der die aus dem Blut zu eliminierenden Substanzen (Harnstoff, Kreatinin) nicht enthalten sind. Das dominierende Transport prinzip ist hier die Diffusion: entsprechend dem Konzentrationsgefälle gelangen urämische Toxine aus dem Kompartiment mit höherer Konzentration (Blutseite) in das Kompartiment mit niedrigerer Konzen tration (Dialysierflüssigkeitsseite). Die Negativbilanz bei CVVHD wird durch die Einstellung einer Ultrafiltratrate erzielt, d. h. die zu entfernende Menge an Flüssigkeit wird mittels Konvektion über den Hämofilter eliminiert. Mittlerweile werden auch für die CVVHD zunehmend High-Flux Filter eingesetzt, die auch für höhermolekulare Stoffe durchgängig sind. Tatsächlich findet auf Grund der hohen Kontinuierliche veno-venöse Hämodiafiltration (CVVHDF) Bei der CVVHDF werden die Transportprinzipien Konvektion und Diffusion kombiniert (Abb. 7). Ultrafiltrat wird über einen hochpermeablen Hämofilter abgepresst, während gleichzeitig Dialysierflüssigkeit im Gegenstrom an den Kapillaren des Filters entlang ge - pumpt wird. Üblicherweise wird jeweils die Hälfte des Umsatzes als Filtrat bzw. Dialysierflüssigkeit angesetzt, es sind jedoch in Abhängigkeit vom erreichbaren Blutfluss auch andere Relationen möglich. Die Hämo konzentration im Filter ist nur durch den Ultrafiltratanteil bedingt, der z. B. bei kurzen Filterstandzeiten zugunsten eines höheren Dialysatanteils verringert werden kann. Damit bietet sich CVVHDF in Postdilution als Ver fahren an, wenn die Effektivität einer CVVH in Post dilution weiter gesteigert werden soll, die 14

15 Filtrations rate bei einem nicht ausreichenden Blutfluss und der damit zu erwartenden hohen Hämokonzentra tion aber nicht über etwa % erhöht werden soll. Durch den zusätzlichen Einsatz einer Dialysatkompo nente kann dann die Clearance weiter gesteigert werden. steigt. Eine effektive Clearance kleiner Substanzen und damit eine ausgezeichnete Harnstoffkontrolle ist jedoch möglich. Im weiteren Verlauf wird auf die be - sondere Bedeutung einer intensivierten Nieren ersatztherapie für die Pro gnose der Patienten mit ANV noch eingegangen. Effektivitätsberechnung einer CVVHDF in Postdilution (Clearance) Realisierbarer Blutfluss: 150 ml/min = 9000 ml/h Hämatokrit: 30 % Plasmawasserfluss: 6000 ml/h Max. Filtrationsfraktion: 25 % = 1500 ml/h Maximale Clearance: 1500 ml/h : 60 min/h = 25 ml/min Plus Dialysat (diffusive Komponente bei 100 % Aufsättigung): 1500 ml/h : 60 min/h = 25 ml/min Gesamtclearance: 3000 ml/h : 60 min/h = 50 ml/min Mittels CVVHDF in Postdilution kann also die Effektivität eines kontinuierlichen Nierenersatzver fahrens deutlich gesteigert werden, ohne dass durch erhöhte Hämokonzentration eine gesteigerte Blut traumatisierung oder kürzere Filterstandzeiten die Folge sind. Zu beachten ist, dass mit steigender Dialysatkomponente die Clearance höhermolekularer im Vergleich zu niedermolekularen Substanzen relativ geringer an - Früher enthielten alle kommerziell verfügbaren Geräte lediglich drei Pumpen (für Blut, Substituat und Ultrafiltrat). Zur Durchführung einer CVVHDF mit solchen Geräten musste eine vierte Pumpe (für die Dialysierflüssigkeit) extern angeschlossen werden, zumeist in Form einer Infusionspumpe. Damit entfiel die automatische Flüssigkeitsbilanzierung, weil die externe Dialysierflüssigkeitspumpe messtechnisch nicht erfasst wurde. Die Bilanzierung war damit wesentlich aufwendiger. Inzwischen sind von einigen Herstellern Geräte erhältlich, die dieses Problem durch Integration einer vierten Pumpe bzw. durch Koppelung von Blut- und Dialysierflüssigkeitsfluss mittels einer Pumpe gelöst haben, so dass die CVVHDF inzwischen ebenso einfach und problemlos wie die CVVH oder CVVHD durchgeführt werden kann. Abb. 8: Clearance einer Nierenersatz be - hand lung in Abhängigkeit von der Molekül größe und dem eingesetzten Ver fahren. Postdilution-HDF (2 l/h + 2 l/h) High-Flux Polysulfon Q B = 120 ml/min Die dargestellten Daten wurden berechnet für einen High-Flux Polysulfon Filter mit einer Oberfläche von 1,4 m 2 bei einem Blutfluss von 120 ml/min. Bei Durchfüh rung einer CVVHD oder CVVH (Postdilu tionsmodus) mit gleichem Flüssigkeitsum satz ist die Clearance für niedermolekulare Stoffe (z.b. Harnstoff, Kreatinin) praktisch identisch und in der Praxis in der Regel durch das eingesetzte Volumen limitiert (hier 2 l/h, entsprechend einer Clearance von 33 ml/min). Höhermolekulare Substan zen werden mit der CVVH in Postdilution effektiver eliminiert. Eine weitere Steige rung der Effektivität kann durch CVVHDF erzielt werden, in dem zu sätz lich zur konvektiven Blutreinigung Dialy sier flüssigkeit am Filter vorbei Postdilution-HF (2 l/h) High-Flux-HD (2 l/h) Prädilution-HF (2 l/h) geführt wird, wodurch die Clearance vor zu CVVH in Postdilution deutlich reduziert. allem im niedermolekularen Bereich zu Allerdings wird eine Hämokonzentration nimmt (Beispiel: 2 l/h Filtrat plus 2 l/h Dialysat). Bei CVVH in Prädilution werden die gung zur Gerin nungs aktivierung im Sys und die damit verbundene stärkere Nei zu eliminierenden Toxine vor dem Filter tem vermieden, wodurch die Filterstandzeit verdünnt, was die Clearance im Vergleich zunimmt. 15

16 Ausblick Der Gegensatz zwischen ihd (typischerweise 4 Stunden) und CRRT (nahezu 24 h pro Tag) weicht in letzter Zeit auf. Geräte aus der chronischen Dia lysetherapie werden mit geringen technischen Modifikationen auch zur quasi kontinuierlichen Behandlung des akuten Nierenversagens eingesetzt. Dieses Vorgehen hat zwar den Nachteil, eine Infrastruktur für die Wasseraufbereitung zu benötigen, ermöglicht aber hocheffektive Behandlungen und bietet bei hohen Be - handlungszahlen wirtschaftliche Vorteile durch reduzierte Betriebskosten. Ein Beispiel ist das GENIUS System, bei dem ein Tanksystem an einer zentralen Füllstation mit 90 Litern Dialysierflüssigkeit gefüllt wird (Abb. 9). Dieses System wird dann zum Patienten gebracht und ermöglicht eine sehr effektive bis zu 18 h dauernde Dialysebehandlung, ohne dass Beutelwechsel erforderlich sind. Das verbrauchte Dialysat wird anschließend an der Füllstation entsorgt, das Gerät wird aufbereitet, erneut befüllt und steht für eine weitere Behandlung zur Verfügung. Erste Daten zeigen eine hervorragende Effektivität der Blutreini gung und eine ausgezeichnete Blutdruckstabilität auch bei Patienten mit ANV auf der Intensivstation (37). Abb. 9: GENIUS Ein modifiziertes System aus der chronischen Dialysetherapie, mit dem eine verlängerte (bis zu 18 h) und schonende tägliche Dialysebehandlung bei akutem Nierenversagen möglich ist. 16

17 Hämofiltrationslösungen Die für die CRRT vorgesehenen Hämofiltrations lösungen sollten in ihrer Zusammensetzung den physiologischen Komponenten des Plasmawassers nahekommen. Die zu entfernenden Bestandteile wie Harnstoff und Kreatinin sind natürlich nicht enthalten, jedoch sind Lösungen mit unterschiedlichen Elektrolyt-, insbesondere verschiedenen Kaliumkonzen trationen, verfügbar. Je nach gewünschter Einflussnahme auf die Elektrolytkonzentrationen kann die entsprechende Lösung ausgewählt werden. Bei Verwendung von kaliumfreier Lösung muss in der Regel Kalium über eine Infusion substituiert werden. Die Hämofiltrationslösungen werden nicht nur als Substitutionslösung für die CVVH eingesetzt, sondern auch als Dialysierflüssigkeit für die CVVHD und CVVHDF. Bei der Auswahl der HF-Lösung ist auch die verschriebene Dialysedosis zu berücksichtigen, da mit steigenden Flüssigkeitsumsätzen nicht nur die Entfernung harnpflichtiger Substanzen, sondern auch die Entfernung von Kalium und die Zufuhr von Puffer zu - nimmt. Bei intensivierter Behandlung nimmt die Ka - lium elimina tion erheblich zu, so dass eine Substitutionslösung gewählt werden kann, die Kalium (2 bis 4 mmol/l) enthält, um nicht in hohem Maße Kalium per infusionem substituieren zu müssen. Im Umkehrschluß wird bei erhöhter Behandlungsintensität vermehrt Puffer zugeführt, so dass der Puffergehalt der Lösungen dann niedriger gewählt werden sollte. Schwerstkranke Intensivpatienten sowie Patienten mit Leberfunktionsstörungen haben häufig eine Störung des Laktatmetabolismus, so dass aus der Zufuhr größerer Mengen von Laktat eine Hyperlaktatämie entstehen kann, insbesondere bei intensivierter Behandlung. Da durch die CRRT bei Verwendung laktatgepufferter Lösungen endogenes Bikarbonat entfernt wird, kann es bei gestörtem Laktatstoffwechsel sogar zu einer Verstärkung der Azidose kommen (11). Bekannt ist, dass eine persistierende metabolische Azidose die Prognose von Patienten mit ANV verschlechtert (19). Aus diesen Gründen erscheint die Verwendung bikarbonatgepufferter Substitutionslösungen sinnvoll. Bis vor kurzem standen jedoch produktionstechnische Schwierigkeiten einer klinischen Anwendung entgegen. So war es pharmazeutisch nicht möglich, bikarbonatgepufferte Substitutionslösungen in Kunststoffbeuteln in stabiler Form herzustellen und über die erforderlichen Zeiträume zu lagern. Seit wenigen Jahren stehen jedoch bikarbonatgepufferte Lösungen zur Verfügung, bei denen die Elektrolyt- und Pufferkomponente in einem Zweikammersystem getrennt voneinander vorliegen. Erst unmittelbar vor der Anwendung der Lösungen werden diese Komponenten ähnlich wie bei Kombinationsbeuteln zur parenteralen Ernährung gemischt und sind dann für 24 Stunden haltbar. Die Wahl der Puffersubstanz für die kontinuierliche Nierenersatzbehandlung hat erhebliche Bedeutung. Bei Patienten im ANV besteht auf Grund der renalen Azidose ein z. T. erheblicher Alkalibedarf. Die bis vor kurzem kommerziell erhältlichen HF-Lösungen enthielten als Puffer Laktat, das hauptsächlich in der Leber im Verhältnis 1:1 zu Bikarbonat umgewandelt wird. 17

18 Neue Daten aus prospektiv randomisierten Studien belegen eindeutig, dass es bei Verwendung von bikarbonatgepufferten HF-Lösungen im Vergleich zu laktatgepufferten Lösungen zu einer niedrigeren Inzidenz von Blutdruckabfällen und anderen kardiovaskulären Zwischenfällen kommt (Abb. 10). Die Sterblichkeit von kardiovaskulär vorerkrankten Patienten war unter bikarbonatgepufferten Lösungen tendenziell geringer (2). Diese Ergebnisse sprechen ein deutig dafür, in Zukunft der physiologischen Puffer lösung den Vorzug zu geben. Neben Elektrolyten und Puffersubstanzen enthalten die HF-Lösungen auch Glukose, zumeist in einer Konzentration von 100 mg/dl (5,6 mmol/l), um die ansonsten unvermeidbar hohe Elimination dieses Substrates auszuschließen. Die Zusammensetzung kommerziell erhältlicher, bikarbonatgepufferter HF-Lösungen zeigt die Tabelle 2. Zusammensetzung bikarbonatgepufferter HF-Lösung Natrium 140 mmol/l Kalium 0 4 mmol/l Patienten mit kardiovaskulären Komplikationen [%] von 61 Patienten p <0,01 p <0,01 21 von 56 Patienten 15 % 38 % 0,26 ± 0,09 0,60 ± 0,31 Bikarbonat Laktat Bikarbonat Laktat Abb. 10: Wahl der Pufferlösung für die kontinuierliche Nierenersatztherapie: Bikarbonat- und laktatgepufferte Substitutionslösungen im Vergleich. 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Hypotensive Episoden während der Behandlung (Mittelwert in 24 h) In einer prospektiven, randomisierten Multicenter-Studie (2) wurde eine statistisch signifikant geringere Häufigkeit kardiovaskulärer Komplikationen bei Verwendung von bikarbonatgepufferten Substitutionslösungen (linke Grafik) beobachtet. Dies bezog sich vor allem auf die Häufigkeit von Blutdruckabfällen (rechte Grafik), welche bei Patienten mit ANV wegen der gestörten Autoregulation der Nierenperfusion unbedingt zu vermeiden sind. Bikarbonatgepufferte Substitutionslösungen werden daher in Zukunft bevorzugt verwendet werden. Calcium Magnesium Chlorid Bikarbonat Laktat Glukose 1,5 mmol/l 0,5 mmol/l mmol/l 35 mmol/l 0 mmol/l 5,6 mmol/l Tab. 2: Zusammensetzung kommerziell erhältlicher, bikarbonatgepufferter HF-Lösungen. Effektivität der Blutreinigung Die in den vorangegangenen Abschnitten beschriebene näherungsweise Berechnung der Clearance eines kontinuierlichen Nierenersatzverfahrens ermöglicht eine orientierende Abschätzung der applizierten Dia lysedosis. Die Berechnung der tatsächlichen Clear ance kann jedoch auch wesentlich differenzierter erfolgen. Voraussetzung für eine adäquate Blutreinigung ist stets ein ausreichender Blutfluss, der im Idealfall 200 ml/min erreicht. Die insgesamt pro Tag erzielte Clearance kann aus theoretischen Gründen die Summe aus eingesetzter HF-Lösung und Netto-Ultrafiltration nicht überschreiten. Anzumerken ist hier, dass die eingesetzte HF-Lösung nicht einfach aus der gewählten Rate multipliziert mit 24 h berechnet werden darf. 18

19 Es muss statt dessen die tatsächliche Laufzeit des Nierenersatz verfahrens berücksichtigt werden. Jede Unterbre chung, z. B. durch Transporte des Patienten oder durch häufigen Filterverschluss, verringert die applizierte Dialysedosis bezogen auf den Tag. Therapiefreie Intervalle müssen daher so kurz wie möglich gehalten werden bzw. bei der Verschreibung der Dialysebe handlung durch einen höheren Filtrat- bzw. Dialysier flüssigkeitsfluss berücksichtigt werden. Die Effektivitätsberechnung für die verschiedenen Verfahren kann anhand verschiedener Formeln erfolgen. Die bei Anwendung von CVVHD oder CVVH(D)F in Postdilution tatsächlich erreichte niedermolekulare Clearance, also z. B. für Harnstoff und Kreatinin, stimmt unter den üblichen klinischen Bedingungen in guter Näherung mit dem theoretischen Grenzwert (umgesetzte HF-Lösung + Volumenentzug) überein. Die Voraussetzungen für diese Näherung sind, dass zum einen der Blutfluss mindestens das Doppelte der so berechneten Clearance beträgt und zum anderen, dass ein ausreichend dimensionierter, leistungsfähiger Hämofilter eingesetzt wird. Bei CVVH in Prädilution muss die Verdünnung des Blutes durch die Zufuhr der Substitutionslösung vor Passage des Filters berücksichtigt werden. Die Clearance K ergibt sich dann für eine im Plasmawasser verteilte Substanz mit Siebkoeffizienten 1 (z. B. Kreatinin) aus dem Plasma was serfluss Q P, der netto Ultrafiltrationsrate Q UF und der Substitutionsrate Q sub nach folgender Formel: K = (Q sub + Q UF ) Q P / (Q sub + Q P ). Der Plasmawasserfluss ist proportional dem Blutfluss Q B und wird wesentlich durch den Hämatokrit Hkt beeinflusst. Wie bereits oben (S. 13) erläutert, kann der Plasmawasserfluss mit dieser Formel abgeschätzt werden: Q P = Q B (1 Hkt / 100) 0,94. Zur besseren Veranschaulichung sind in Tab. 3 die unter klinischen Bedingungen erreichten Harnstoff- Clearances für die in der Praxis eingesetzten CRRT- Verfahren unter Verwendung eines kommerziell erhältlichen Gerätes dargestellt. Tab. 3: Mittlere Harnstoff-Clearance für die kontinuierliche venovenöse Hämofiltra tion (CVVH) und die kontinuierliche venovenöse Hämodiafiltration (CVVHDF), je weils im Prä- oder Postdilutionsmodus bei 40 Patienten mit postoperativem ANV. Bei jeweils 10 Patienten mit postoperativem ANV wurde mit einem kommerziell erhältlichen Akutdialysegerät eines der o. a. kontinuierlichen Nierenersatzverfahren durchgeführt. Im klinischen Routinebetrieb wurde 6 8 Stunden nach Anschluss des Patienten an das Gerät die Harnstoffelimination über den Hämofilter bestimmt und daraus die Harnstoff-Clearance errechnet. Bei einem Blutfluss von 100 ml/min wurden stets 48 L/Tag ausgetauscht, bei der CVVH als reines Ultrafiltrat, bei der CVVHDF jeweils zur Hälfte als Ultrafiltrat bzw. Dialysierflüssigkeit. Die Tabelle zeigt die Mittelwerte der Harnstoff-Clearances von jeweils 10 Patienten. Die höchste Harnstoff- Elimination kann mit den Postdilutionsverfahren erzielt werden. Zwischen CVVH und CVVHDF im Postdilutionsmodus bestehen keine Unterschiede in der Effektivität der Harnstoffelimination. Mit einer Harnstoff-Clearance von > 30 ml/min kann i. d. R. auch beim katabolen Intensivpatienten eine ausreichende Kontrolle des Serum- Harnstoff-Spiegels erreicht werden. Demgegenüber sind die Prädilutionsverfahren deutlich weniger effizient. Während die CVVHDF in Prädilution mit einer Clearance von 27 ml/min für die meisten Patienten noch ausreichen wird, dürfte mit der CVVH in Prädilution bei vielen katabolen Patienten keine ausreichende Harnstoffabsenkung möglich sein. Bei den Postdilutionsverfahren ist die Hämokon zentration im Filter jedoch deutlich höher, was unter Umständen zu einer verkürzten Filterstandzeit führen kann. (Kindgen-Milles et al., Intensive Care Medicine, 1998, abstract). 19