人工心肺の腎機能に与える影響

Anesthesiology 2017; 126:205-13

PMID: 27906706

 Background: Acute kidney injury is a common complication after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Theauthors evaluated the effects of normothermic cardiopulmonary bypass on renal blood flow, glomerular filtration rate, renal

oxygen consumption, and renal oxygen supply/demand relationship, i.e., renal oxygenation (primary outcome) in patients

undergoing cardiac surgery.

Methods: Eighteen patients with a normal preoperative serum creatinine undergoing cardiac surgery procedures with normothermic

cardiopulmonary bypass (2.5 l . min−1 . m−2) were included after informed consent. Systemic and renal hemodynamic

variables were measured by pulmonary artery and renal vein catheters before, during, and after cardiopulmonary bypass. Arterial

and renal vein blood samples were taken for measurements of renal oxygen delivery and consumption. Renal oxygenation

was estimated from the renal oxygen extraction. Urinary N-acetyl-β-d-glucosaminidase was measured before, during, and after

cardiopulmonary bypass.

Results: Cardiopulmonary bypass induced a renal vasoconstriction and redistribution of blood flow away from the kidneys,

which in combination with hemodilution decreased renal oxygen delivery by 20%, while glomerular filtration rate

and renal oxygen consumption were unchanged. Thus, renal oxygen extraction increased by 39 to 45%, indicating a renal

oxygen supply/demand mismatch during cardiopulmonary bypass. After weaning from cardiopulmonary bypass, renal

oxygenation was further impaired due to hemodilution and an increase in renal oxygen consumption, accompanied by a

seven-fold increase in the urinary N-acetyl-β-d-glucosaminidase/creatinine ratio.

Conclusions: Cardiopulmonary bypass impairs renal oxygenation due to renal vasoconstriction and hemodilution during

and after cardiopulmonary bypass, accompanied by increased release of a tubular injury marker.

 

和訳

背景:急性腎障害は、人工心肺を使用する心臓手術後の一般的な合併症である。
著者らは、正常体温での人工心肺下心臓手術において腎臓血流、糸球体濾過率、腎臓の酸素消費、および腎臓酸素供給/需要関係、すなわち患者における腎臓酸素化(主要アウトカム)を評価した。
方法:正常な術前血清クレアチニンを有し、正常体温での人工心肺を使用する心臓手術を受ける18人の患者が、インフォームド・コンセントの後に登録された。全身および腎臓の血行動態変数は、心肺バイパスの前、中、後に肺動脈および腎静脈カテーテルによって測定された。腎臓酸素分配および消費の測定のために動脈と腎静脈血液サンプルを採取した。腎臓の酸素化は腎臓酸素抽出から推定した。尿中のN-アセチル-β-D-グルコサミニダーゼを人工心肺の前、中、および後に測定した。
結果:心肺バイパスは、腎臓の血管収縮および腎臓からの血流の再分布を誘発し、血液希釈と併せて腎臓酸素供給を20%減少させたが、糸球体濾過率、腎臓の酸素消費量は変化しなかった。したがって、腎臓酸素抽出は39〜45%増加し、人工心肺中の酸素供給/需要不一致を示した。人工心肺からの離脱後、腎臓
血液希釈および腎臓酸素消費の増加のために、酸素化がさらに損なわれ、尿中のN-アセチル-β-d-グルコサミニダーゼ/クレアチニン比が7倍に増加した。
結論:人工心肺は、腎臓の血管収縮および血液希釈による腎臓酸素化を損なう。また、人工心肺後、管状傷害マーカーの放出が増加した。

心臓手術後の急性腎障害が15%-30%に起こることは知られているが、人工心肺が腎血流、腎の酸素分配にに与える影響ははっきりしていなかったとのこと。腎静脈にカテーテルを入れて血液をサンプリングすることによって経時的に選択的な検査ができたのだろう。

 Fig 3. は人工心肺(CPB)前に比べて、CPB中、後に腎臓での酸素抽出率が上がることを示している。
Fig 4. は腎尿細管や糸球体障害で尿中に出現するNAGがCPB後で急激に増加することを示している。
つまり、
《腎の酸素供給》
CPBにより血液量は増加するのに腎血流は増加しない(腎血管抵抗上昇による血液は再分布)、また血液希釈により酸素供給量は下がる

《腎の酸素需要》
CPBによる内分泌、カテコラミン等によりあがる

よって、酸素の需要供給バランスが悪くなり、糸球体、尿細管障害が生じる

腎血管に特異的に反応する拡張薬とかがあれば良いのだろうか。

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