Management von Patienten mit akutem Nierenversagen

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1 Management von Patienten mit akutem Nierenversagen Ernährung bei ANV: Was, wann und wie viel? Prof. Wilfred Druml, MD Abteilung für Nephrologie Klinik für Innere Medizin III Allgemeines Krankenhaus Wien Medizinische Universität Wien Wien, Österreich DIVI-Kongress, Leipzig, 2. bis 4. Dezember 2015

2 Ernährung bei akutem Nierenversagen Ein alltägliches Problem, aber. es gibt fast KEINE prospektiven, randomisierten, kontrollierten Studien speziell zur Ernährungstherapie bei akutem Nierenversagen DAHER: (Fast) ALLE Empfehlungen zur künstlichen Ernährung dieser Patienten beruhen auf Expertenmeinung ist das schwierigste und umstrittenste Thema der klinischen Ernährung überhaupt

3 Ernährung bei akutem Nierenversagen Um was geht es? Einfluss des ANV auf Stoffwechsel Einfluss von Nierenersatzverfahren auf Stoffwechsel und Nährstoffbilanzen Bedarf an Nährstoffen bei Patienten mit ANV klinische Studien wo stehen wir?

4 Ernährung bei akutem Nierenversagen Metabolische Störungen bei Patienten mit ANV renale Dysfunktion ( akut-urämischer Zustand ) SIRS / Akut-Phasen-Reaktion - die Akuterkrankung Grundkrankheit (Art, Schweregrad, Dauer) plus allgemeine Effekte extrakorporaler Verfahren (Bioinkompatibilität etc.) spezielle Effekte von CRRT (Nährstoffverlust etc.)

5 Ernährung bei akutem Nierenversagen Durch das ANV verursachte spezifische Stoffwechselstörungen. Aktivierung des Proteinkatabolismus Periphere Insulin-Resistenz Hemmung der Lipolyse Metabolische Azidosie Induktion / Verstärkung einer inflammatorischen Reaktion Hyperparathyreoidismus/ Störung der Vitamin D 3 Aktivierung Beeinträchtigung der Kalium-Tolernaz/ Hyperkalämie Augmentierte Reaktion auf zusätzliche interkurrenter Erkrankungen (i.e. Infektionen, Azidose, Malnutrition)

6 Energy Metabolism in Acute Renal Failure and Chronic Renal Failure Schneeweiss B et al. Am J Clin Nutr 1990; 52: Resting energy expenditure in healthy controls (N), patients with ARF and sepsis (ARFS), ARF without sepsis (ARNS), chronic renal failure (CRF), advanced uremia (UA) and on regular hemodialysis therapy (HD)

7 Effects of different energy intakes on nitrogen balance in patients with acute renal failure Fiaccadori Enrico et al. NDT 2005; 20: Differences between the higher calorie-tpn (40 kcal/kg/d) and lower calorie-tpn regimens (30 kg/kg/d) during 3 days in terms of nitrogen balance, protein catabolic rate and urea generation rate, of triglycerides, glucose and daily insulin use.

8 Calorie intake and patient outcomes in severe AKI: findings from The Randomized Evaluation of Normal vs. Augmented Level of Replacement Therapy (RENAL) study Bellomo R. et al. Crit Care 2014; 18:R45 Mean daily caloric intake (DCI) over the first 2 weeks of observation after randomization according to survival status at 90 days.

9 Insulin resistance in critically ill patients with acute renal failure Basi S et al. Am J Physiol 2005;289: F259-F264 Risk profile for glucose level (left) and insulin level (right) in quartiles in subset of 90 patients (P = 0.03)

10 Tight blood glucose control is renoprotective in critically ill patients Schetz M et al. J Am Soc Nephrol. 2008;19: Impact of IIT versus conventional treatment on the incidence of different renal outcome categories (RIFLE) in surgical and medical patients. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < BEACHTE: Eine Hyperglykämie ist nephrotoxisch..!

11 Fat Elimination in Acute Renal Failure : long-chain vs mediumchain triglycerides Druml W et al. Am J Clin Nutr 1992; 55: Increase in plasma triglycerides above basal concentrations

12 Lipid Metabolism in AKI Druml W et al. Kidney Int 1983; 24 (Suppl.16): S Total post-heparin lipolytic activity (PHLA), hepatic triglyceride lipase (HTGL), and lipoprotein lipase activity (LPL) in AKI

13 Recurrent Clotting of Dialysis Filter Associated With Hypertriglyceridemia Induced by Propofol Bassi E. et al. Am J Kidney Dis 2015; 83: Recurrent clotting of the system with a markedly greasy aspect of the coagulated blood during RRT despite anticoagulation with citrate (serum TG 1,770 mg/dl).

14 Amino Acid Metabolism in AKI Druml W et al. Nephron 1986; 42: Plasma amino acid pattern in AKI

15 Nutritional assessment and delivery in renal replacement therapy patients Fiaccadori E et al. Semin Dial. 2011;24: Normalized protein catabolic rates (npcr) in patients with acute kidney injury on renal replacement therapy

16 Antioxidant Status in AKI adapted from Metnitz PGH & Druml W. Acta Anaesthes Scand 2000; 44:

17 Fat Soluble Vitamins in ARF Druml W et al. Min Electrolyte Metab 1998; 24: Plasma concentrations of fat soluble vitamins in patients with ARF

18 Das Enigma AKI Systemische Konsequenzen Das Akute Nierenversagen ist ein pan - metaboler pan - zellulärer pan organ - Prozess und ein proinflammatorisches prooxidatives hyperkataboles Syndrom

19 Ernährung bei akutem Nierenversagen Metabolische Störungen bei Patienten mit ANV renale Dysfunktion ( akut-urämischer Zustand ) SIRS / Akut-Phasen-Reaktion - die Akuterkrankung Grundkrankheit (Art, Schweregrad, Dauer) plus allgemeine Effekte extrakorporaler Verfahren (Bioinkompatibilität etc.) spezielle Effekte von CRRT (Nährstoffverlust etc.)

20 Metabolische Störungen beim ANV Metabolische Effekte der RRT Ausgleich des urämischen Zustandes ( = Nierenersatz ) P L U S Hitzeverlust (Energiehaushalt) Verlust von Nährstoffen (Aminosäuren, wasserlösl. Vitamine etc.) Exzessive Zufuhr von Substraten (Laktat, Glucose, Zitrat) Elimination von kurzkettigen Proteinen (Hormonen, Mediatoren?) Induktion / Aktivierung von Mediator-Kaskaden Stimulation des Proteinkatabolismus?

21 Nährstoffverluste durch RRT Glukose / Wärme Aminosäuren (z.b. Glutamin) Peptide Albumin / Protein Wasserlösliche Vitamine Spurenelemente (Selen) Choline Carnitin etc... Beachte : Diese Verluste müssen bei der Erstellung eines ernährungsregimes berücksichtigt werden!

22 Amino Acid Loss and Plasma Concentrations During Continuous Hemodiafiltration Frankenfield DC et al. JPEN 1993; 17: Mean losses of individual amino acids in CHD effluent as a function of mean plasma concentrations of each amino acid.

23 Serum concentrations and clearances of folic acid and pyridoxal-5-phosphate during venovenous CRRT Fortin MC et al. Intensive Care Med 1999; 25: Daily removal of folic acid (in nmol/day) during CRRT as measured from the effluent side

24 Lactic Acidosis in Thiamine - Deficiency Madl Christian et al. Clin Nutr 1993; 12: 67 Plasma lactate concentrations in two patients with thiamine deficiency before and after thiamine infusion

25 Copper, selenium, zinc, and thiamine balances during CVVHDF in critically ill Berger Mette et al. Am J clin Nutr 2004; 80: 410 Copper, selenium, zinc, and thiamine concentrations in effluents from patients with ARF during CRRT with sodium bicarbonate (Bic group; ) or sodium lactate (Lac group; ) as a buffer

26 Hypophosphatemia during continuous hemodialysis is associated with prolonged respiratory failure in patients with acute kidney injury Demirjian S. et al. NDT 2011; 26: Cumulative incidence of tracheostomy in patients with and without IHP. IHP was defined as serum phosphate descent to <2 mg/dl during CVVHD

27 Hypophosphatemia During Continuous Veno-venous Hemofiltration Associated with Mortality in Critically Ill Patients with Acute Kidney Injury Yang Y et al. Crit Care 2014 Cumulative survival rate. The incidence of CRRT- associated hypophosphatemia (left) and frequency (high = > 50% of CRRTdays) (right) increases 28-day mortality of critically ill patients with AKI (p = 0.002).

28 Hemodialysis stimulates muscle and whole body protein loss and alters substrate oxidation Ikizler A et al. Am J Physiol 2002; 282: E Net forearm muscle protein loss comparing predialysis and dialysis periods for individual data points

29 CVVH in Polytrauma Marzi I et al. Homburg/ Saar 1994 C-reactive protein in control group (o) and CVVH group

30 Ernährung bei akutem Nierenversagen Bedarf an Nährstoffen von Patienten mit ANV Aminosäuren / Proteine bei ANV Enterale Ernährung Parenterale Ernährung.challenging and frustrating. [J. Kopple])

31 Ernährung bei ANV Substratbedarf Energie : (max. 30) kcal/kg/tag Kohlenhydrate (Glucose) 3-4 g/kg/tag Fett g/kg/tag Aminosäuren / Protein) (essentielle + nicht-essentielle AS) konservative Therapie (max. 1.4) g/kg/tag extrakorpor. Therapie (max. 1.7) g/kg/tag Vitamine (Kombinationspräparate) wasserlösl. Vitamine 2 (max. 3) x RDA/ Amp./Tag (Vitamin C Zufuhr < 250 mg/tag!) fettlösliche Vitamine 1 (max. 2) x RDA/ Amp./Tag (höherer Bedarf an Vit D? Vit E?) Spurenelemente (Kombinationspräparate) 1 (max. 2) x RDA/ Amp./Tag (höherer Bedarf an Selen?) Elektrolyte (Bedarf muß individuell ermittelt werden!!) (Cave: Hypokaliämie und/ oder Hypophosphatämie nach Beginn!)

32 Protein/ Aminosäuren bei AKI Ist das abhängig vom AKI-Stadium? erhaltene Nierenfunktion/ AKI Stadium 1/ R (= Stimulation der renalen Reservekapazität ) Singer 2004; 1g vs. 2 g AS/kg/Tag Doig 2015 Nephroprotect-Study ; 1g vs. 2 gas/kg/tag Stadium 2 - Schädigung (AKI Stadium 2/ I) Zager 1983 möglicher Schaden Heyland = Aminosäuren-Paradox Glutamin Patienten unter RRT (AKI-Stadium 3/F) verbesserte Erholung Abel 1986; ~ 0.3 g EAS/kg/Tag

33 High-dose amino acid infusion preserves diuresis and improves nitrogen balance in non-oliguric acute renal failure Singer Pierre Wien klin Wochenschr 2007; 119: Daily variations of creatinine clearance and nitrogen balance in the groups with low (75 g/day) (N = 6) and high (150 g/day) (N = 8) amino acid intake

34 Intravenous amino acid therapy for kidney function in critically ill patients: A RCT Doig G. et al. Intensive Care Med 2015; 41: Estimated Glomerular Filtration Rate (CKD-EPI), post-randomization 474 Critically Ill Patients p = treatment x time interaction from repeated measures ANOVA.

35 A randomized trial of glutamine and antioxidants in critically ill patients Heyland D. et al. N Engl J Med 2013; 368: Kaplan Meier estimates of the probability of survival for patients receiving glutamine or no glutamine (P=0.02) REDOXS - Study

36 Multivariable Subgroup Renal Dysfunction REDOXS RESULTS SECONDARY ANALYSES Treatment Effect on 28-d Mortality by Baseline Renal Dysfunction and Post-Baseline Dialysis Ever on Dialysis OR (95% CI) compared to Placebo Arm Deaths no. (%) Glutamine Antioxidants Glutamine plus Antioxidants No No 158/634 (25) 1.1 ( ) 1.1 ( ) 1.3 ( ) No Yes 58/142 (41) 0.4 ( ) 0.5 ( ) 0.6 ( ) Yes No 76/240 (32) 3.9 ( ) 3.3 ( ) 1.6 ( ) Yes Yes 71/202 (35) 1.8 ( ) 1.4 ( ) 3.1 ( ) *Cells in bold indicate treatment arm had significantly higher 28 day mortality than placebo at P < from Heyland D. et al. JPEN 2015

37 Survival of renal failure patients APACHE II score > 10 and renal organ failure at some point in ICU stay Survival Parenteral Feeding Study Glutamine PN 14 survivors 23 ARF (p=0.02) Days from start feeding Control PN 4 survivors 24 ARF Griffiths, Jones, Palmer. Nutrition 1997; 13:

38 Nutrition in Critically Ill Patients with Acute Renal Failure Protein / Amino Acid - Requirements Author Year Modality PCR recomm. intake (g/kg b.w./day) Kierdorf 1991 CVVH Chima 1993 CAVH Ikizler 1995 HD > 1.5 Macias 1996 CVVH > 1.5 Leblanc 1998 CVVH > 1.5 Ganesan 2009 CVVH ? Scheinkestel 2004 CVVH 2.5???..the most controversial aspect of nutrition for AKI!

39 Prospective randomized trial to assess caloric and protein needs of critically Ill, anuric, ventilated patients requiring CRRT Scheinkestel CD et al. Nutrition 2003; 19: 909 Nitrogen balance was positively related to protein intake (P = ) and was more likely to become positive with protein intakes larger than 2 g kg 1 d 1 (P = )

40 Daily protein intake and patient outcomes in severe AKI: findings of the randomized evaluation of normal versus augmented level of replacement therapy (RENAL) trial Bellomo R. et al. Blood purific 2014; 37: Mean dietary protein intek (DPI) (95% CI) over the first 2 weeks after randomization according to survival status at 90 days. Survivors had a lower DPI than nonsurvivors from day 7 to day 12

41 Daily protein intake and patient outcomes in severe AKI: findings of the randomized evaluation of normal versus augmented level of replacement therapy (RENAL) trial Bellomo R. et al. Blood purific 2014; 37: a. Kaplan-Meier graph of survival from randomization to day 90 stratified lower (below median) or higher (above median) DPI during index ICU admission. b. Kaplan-Meier graph of survival from randomization to day 90 among patients who survived >96 h stratified by lower (below median) or higher (above median) DPI during index ICU admission

42 Nutritional Support for Acute Kidney Injury The old antique - studies Author Year of pub. N Controls/ Verum Nutrition Results Recovery / survival Abel RM et al / 28 Glucose vs. EAA Improved recovery and survival p < 0.02 Baeck SM et al /63 Glucose vs. AA Improved survival p <0.05 Leonard CD et al /11 Glucose vs. EAA NS Feinstein EI et al /11/12 Glucose NS vs. EAA vs. AA Mirtallo JM et al /21 EAA vs. AA NS Feinstein EI et al /6!! EAA vs. AA NS Please note that none of these studies meets current standards of clinical nutrition!

43 Effect of evidence-based feeding guidelines on mortality of critically ill adults: a cluster randomized controlled trial Doig DS et al. JAMA 2008; 300: Nutritional Support Delivered by Study Day During the Guideline Evaluation Phase

44 Effect of evidence-based feeding guidelines on mortality of critically ill adults: a cluster randomized controlled trial Doig DS et al. JAMA 2008; 300: Clinically Significant Organ Dysfunction

45 Enteral Feeding Improves Outcome and Protects against Gly-induced ARF Roberts PR et al. Am J Respir Crit Care Med 1997; 156: 1265 Renal plasma flow and glomerular filtration rate (ml/min) after glycerol injection (rhabdomyolysis) in animals receiving an enteral diet versus water. * indicates p < 0.05

46 Recovery from ischemic ARF is improved with EN compared with PN Mouser JF et al. Crit Care Med 1997; 25: Creatinine clearance (mean/sd) in rats infused with enteral nutrition (solid bars) or parenteral nutrition (hatched bars). a p <.05)

47 Effect of ARF Requiring Renal Replacement Therapy on Outcome in Critically Ill Patients Metnitz PGH et al. Crit Care Med 2002; 30 : Multvariate predictors in stepwise logist. regression analysis

48 Ernährung bei akutem Nierenversagen wenn immer möglich versuch enteral zu ernähren, jedoch

49 Enteral Nutrition in Acute Renal Failure Fiaccadori Enrico et al. Kidney int 2004; 65: Mean prescribed and administered volumes, p in all groups

50 ENTERALE ERNÄHRUNG bei Akutem Nierenversagen Diät - Präparate Standard - Diäten (wie für nicht-urämische Patienten) (NDD - ready to use ) nephro Elementar - Diäten* (Pulverförmige Diäten - Komponenten) nephro nährstoffdefinierte Diäten* (NDD) ( ready to use, proteinarm bzw. proteinbetont) * Beachte : Diese Diätpräparate wurden für Patienten mit CNV ohne/ mit HD entwickelt, aber nicht speziell für Patienten mit ANV

51 Künstliche Ernährung bei ANV Limitationen der enteralen Ernährung In vielen Fällen erlaubt die Grundkrankheit nicht die Durchführung einer enteralen Ernährung (GIT-Operationen, Pankreatitis etc.) Bei Patienten MODS besteht auch ein intestinales Versagen Das ANV hat selbst einen ausgeprägten Einfluss auf die GIT-Motilität Beachte : Je kränker der Patient, desto schwieriger ist dir Durchführung einer ausreichenden enteralen Ernährung!

52 Early versus Late Parenteral Nutrition in Critically Ill Adults Casaer MP. et al. N Engl J Med 2011, 365: Total Energy Levels. Upper panels = total energy levels (kilocalories/kg B.W.) that were administered in the ICU by enteral route, parenteral route, or both from day 1 to day 16. Lower panels = percentages of calculated nutritional goal administered from day 1 to day 16.

53 Impact of early parenteral nutrition on metabolism and kidney injury Gunst J. et al. JASN 2013; 24: Time profile of renal function and markers of catabolism (daily plasma creatinine, creatinine clearance, plasma urea, plasma urea/creatinine ratio, nitrogen loss, nitrogen balance) from day 1 to 14 for the whole study population, (n=4640; n=3628). *0.001 P<0.01 and $P<0.001 between randomization groups. Center and right panels represent the same parameters from day 1 to 7 and day 14 for a propensity scorematched subset of patients with a minimum ICU stay of 7 and 14 days. (EPaNIC-Study).

54 Optimisation of energy provision with supplemental parenteral nutrition in critically ill patients: a RCT Heidegger CP. et al. Lancet 2013: 381: 385 Trial design: black solid line = progression of EN in all patients before inclusion (day 3), blue line = energy provision for pat. remaining on EN only. Red line = energy delivery in patients on EN with SPN (days 4 8), resulting in 100% of energy target (determined by indirect calorimetry, 3 days after admission to ICU).

55 Optimisation of energy provision with supplemental parenteral nutrition in critically ill patients: a RCT Heidegger CP. et al. Lancet 2013: 381:386 Kaplan-Meier analysis of nosocomial infections

56 Early Parenteral Nutrition in Critically Ill Patients with Short-term Contraindications to Early Enteral Nutrition Doig GS. et al. JAMA 2013; 309: Enteral and Parenteral Nutrition Delivery Process Measures for Patients Remaining in the Study ICU

57 Early Parenteral Nutrition in Critically Ill Patients with Short-term Contraindications to Early Enteral Nutrition Doig GS. et al. JAMA 2013; 309: Impact of early PN versus standard care on muscle wasting and fat loss

58 Beginne früh Ernährung bei akutem Nierenversagen mögliche Empfehlungen Beginne oral/ enteral Beginne mit einer Zottenernährung und beachte einen langsamen Ernährungsaufbau.. Verwende eine parenterale (Zusatz-) Ernährung wenn enterale Zufuhr < 60 % des Ziels am Tag 4 bis 7 Beachte die Grenzen für Aminosäuren /Protein und Energiezufuhr (vermeide eine Hyperalimentation ) Berücksichtige die RRT-bedingten Nährstoffverluste Verfolge eine enge Überwachung der Ernährung BEACHTE : Diese Konklusionen sind reine Expertenmeinung, werden nicht durch RCTs gedeckt..

59 Management von Patienten mit akutem Nierenversagen Ernährung bei ANV: Was, wann und wie viel? Prof. Wilfred Druml, MD Abteilung für Nephrologie Klinik für Innere Medizin III Allgemeines Krankenhaus Wien Medizinische Universität Wien Wien, Österreich DIVI-Kongress, Leipzig, 2. bis 4. Dezember 2015

60 S3-Leitlinien Update Ernährung Danke für Ihre Aufmerksamkeit Wilfred Druml, MD Division of Nephrology Vienna General Hospital Medical University of Vienna Vienna, Austria DIVI-Kongress, Leipzig, 4. bis 7. Dezember 2013