Гемодиализ: Замещение и поддержка функции почек

Введение

Удаление азотистых отходов и токсинов из организма вместо или для поддержки функции почек.

Диализ почек (от греческого διάλυσις, диализ, «растворение»; от διά, dia, «через» и λύσις, лизис, «расщепление») – это процесс удаления избыточной воды, растворенных веществ и токсинов из крови у людей, чьи почки больше не могут выполнять эти функции естественным образом. Это называется заместительной почечной терапией. Первый успешный диализ был проведен в 1943 году. Диализ может потребоваться при внезапной и быстрой потере функции почек, известной как острое повреждение почек (ранее называемое острой почечной недостаточностью), или при постепенном снижении функции почек, хронической почечной недостаточности, когда она достигает 5-й стадии. 5-я стадия хронической почечной недостаточности диагностируется при скорости клубочковой фильтрации менее 15% от нормы, клиренсе креатинина менее 10 мл в минуту и наличии уремии. Диализ используется как временная мера при остром повреждении почек или у пациентов, ожидающих трансплантацию почки, а также как постоянная мера для пациентов, которым трансплантация не показана или невозможна. В странах Западной Европы, Австралии, Канаде, Великобритании и США правительство оплачивает диализ для тех, кто соответствует установленным критериям.

Предыстория

Почки играют важную роль в поддержании здоровья. Когда человек здоров, почки поддерживают внутренний баланс воды и минералов (натрия, калия, хлорида, кальция, фосфора, магния, сульфатов). Конечные продукты кислотного метаболизма, которые организм не может вывести с помощью дыхания, также выводятся через почки. Почки также функционируют как часть эндокринной системы, производя эритропоэтин, кальцитриол и ренин. Эритропоэтин участвует в производстве красных кровяных телец, а кальцитриол играет роль в формировании костей. Диализ – несовершенное лечение, призванное заменить функцию почек, поскольку он не восстанавливает нарушенные эндокринные функции почек. Процедуры диализа частично замещают эти функции посредством диффузии (удаления отходов) и ультрафильтрации (удаления жидкости). Для диализа используется высокоочищенная (также известная как "ультрачистая") вода.

Принцип

Диализ работает по принципам диффузии растворенных веществ и ультрафильтрации жидкости через полупроницаемую мембрану. Диффузия – это свойство веществ в воде: вещества в воде стремятся перемещаться из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Кровь протекает по одной стороне полупроницаемой мембраны, а диализат, или специальная жидкость для диализа, – по противоположной. Полупроницаемая мембрана представляет собой тонкий слой материала, содержащий отверстия различных размеров, или поры. Более мелкие растворенные вещества и жидкость проходят через мембрану, в то время как более крупные вещества (например, эритроциты и крупные белки) задерживаются. Это воспроизводит процесс фильтрации, происходящий в почках, когда кровь поступает в почки и более крупные вещества отделяются от мелких в клубочках. Очищенная кровь затем возвращается в организм по контуру. Ультрафильтрация осуществляется путем повышения гидростатического давления на мембране диализатора. Обычно это достигается путем создания отрицательного давления в диализаторном отсеке. Этот градиент давления вызывает перемещение воды и растворенных веществ из крови в диализат, что позволяет удалить несколько литров избыточной жидкости во время типичной 4-часовой процедуры. В Соединенных Штатах гемодиализ обычно проводится в центре диализа три раза в неделю (в связи с правилами возмещения расходов Medicare в США). Однако, по состоянию на 2005 год, более 2500 человек в Соединенных Штатах проводили диализ дома чаще, с различной продолжительностью процедур. Исследования показали клиническую пользу диализа 5–7 раз в неделю в течение 6–8 часов. Этот вид гемодиализа обычно называют ночным ежедневным гемодиализом, и исследования показали, что он значительно улучшает клиренс веществ с малой и большой молекулярной массой и снижает потребность в фосфатсвязывающих препаратах. Эти частые и длительные процедуры часто проводятся дома во время сна, но домашний диализ – это гибкий метод, и график может меняться ежедневно и еженедельно. В целом, исследования показывают, что увеличение продолжительности и частоты процедур гемодиализа клинически полезно. В 2011 году гемодиализ был одной из наиболее распространенных процедур, выполняемых в больницах США, и был проведен в 909 000 случаях госпитализации (с частотой 29 случаев на 10 000 населения).

Dialysis works on the principles of the diffusion of solutes and ultrafiltration of fluid across a semi permeable membrane. Diffusion is a property of substances in water; substances in water tend to move from an area of high concentration to an area of low concentration. Blood flows by one side of a semi permeable membrane, and a dialysate, or special dialysis fluid, flows by the opposite side. A semipermeable membrane is a thin layer of material that contains holes of various sizes, or pores. Smaller solutes and fluid pass through the membrane, but the membrane blocks the passage of larger substances (for example, red blood cells and large proteins). This replicates the filtering process that takes place in the kidneys when the blood enters the kidneys and the larger substances are separated from the smaller ones in the glomerulus. The cleansed blood is then returned via the circuit back to the body. Ultrafiltration occurs by increasing the hydrostatic pressure across the dialyzer membrane. This usually is done by applying a negative pressure to the dialysate compartment of the dialyzer. This pressure gradient causes water and dissolved solutes to move from blood to dialysate and allows the removal of several litres of excess fluid during a typical 4 hour treatment. In the United States, hemodialysis treatments are typically given in a dialysis center three times per week (due in the United States to Medicare reimbursement rules); however, as of 2005 over 2,500 people in the United States are dialyzing at home more frequently for various treatment lengths. Studies have demonstrated the clinical benefits of dialyzing 5 to 7 times a week, for 6 to 8 hours. This type of hemodialysis is usually called nocturnal daily hemodialysis and a study has shown it provides a significant improvement in both small and large molecular weight clearance and decreases the need for phosphate binders. These frequent long treatments are often done at home while sleeping, but home dialysis is a flexible modality and schedules can be changed day to day, week to week. In general, studies show that both increased treatment length and frequency are clinically beneficial. Hemo dialysis was one of the most common procedures performed in U. S. hospitals in 2011, occurring in 909,000 stays (a rate of 29 stays per 10,000 population).

Перитонеальный диализ

При перитонеальном диализе стерильный раствор, содержащий глюкозу (называемый диализатом), подается через трубку в брюшную полость, полость тела, окружающую кишечник, где перитонеальная мембрана выполняет функцию частично проницаемой мембраны. Эта процедура повторяется 4–5 раз в день; автоматические системы могут проводить более частые циклы обмена в ночное время. Перитонеальный диализ менее эффективен, чем гемодиализ, но благодаря более длительному времени проведения, суммарный эффект с точки зрения выведения отходов, солей и жидкости сопоставим с гемодиализом. Перитонеальный диализ проводится пациентом самостоятельно, часто без посторонней помощи. Это избавляет пациентов от необходимости регулярно посещать центр диализа по установленному графику несколько раз в неделю. Для проведения перитонеального диализа требуется минимальное количество или вообще не требуется специализированного оборудования (за исключением емкостей со свежим диализатом).

Гемофильтрация

Гемофильтрация – это схожий с гемодиализом метод лечения, но основанный на другом принципе. Кровь прокачивается через диализатор или "гемофильтр", как и при гемодиализе, однако диализирующий раствор не используется. Создается градиент давления, в результате чего вода быстро перемещается через высокопроницаемую мембрану, увлекая за собой множество растворенных веществ, включая соединения с большой молекулярной массой, которые не так эффективно удаляются при гемодиализе. Потерянные в процессе соли и вода восполняются "замещающим раствором", который вводится во внетелесную систему во время процедуры.

Гемодиафильтрация

Гемодиафильтрация – это сочетание гемодиализа и гемофильтрации, применяемое для очистки крови от токсинов при нарушении функции почек, а также для лечения острого повреждения почек (ОПП).

Диализ кишечника

При кишечном диализе диета дополняется растворимыми волокнами, такими как акациевая клетчатка, которая переваривается бактериями в толстой кишке. Этот бактериальный рост увеличивает количество азота, выводимого с калом. Альтернативный метод заключается в приеме от 1 до 1,5 литров невсасывающихся растворов полиэтиленгликоля или маннитола каждые четыре часа.

Показания

Решение о начале диализа или гемофильтрации у пациентов с почечной недостаточностью зависит от нескольких факторов. Эти факторы можно разделить на острые или хронические показания. Симптомы депрессии и симптомы почечной недостаточности могут быть схожими. Важно поддерживать открытое общение между командой диализа и пациентом. Открытое общение позволит улучшить качество жизни пациента. Знание потребностей пациентов позволит команде диализа предложить больше возможностей, таких как: изменение типа диализа, например, переход на домашний диализ для повышения активности, или изменение пищевых привычек для уменьшения образования ненужных продуктов обмена.

Хронические показания

Хронический диализ может быть показан пациентам с симптоматической почечной недостаточностью и низкой скоростью клубочковой фильтрации (СКФ < 15 мл/мин). В период с 1996 по 2008 год наблюдалась тенденция к началу диализа при прогрессивно более высоких расчетных значениях СКФ, eGFR. Анализ имеющихся данных не выявил преимуществ или потенциального вреда от раннего начала диализа, который определяется как начало диализа при расчетной СКФ более 10 мл/мин/1,732. Данные наблюдательных исследований крупных регистров пациентов, находящихся на диализе, указывают на то, что раннее начало диализа может быть вредным. В последних опубликованных канадских рекомендациях относительно начала диализа рекомендуется отложить начало диализа до появления у пациента явных симптомов почечной недостаточности, что может произойти при расчетной СКФ 5–9 мл/мин/1,732.

Отсутствие диализа

Учитывая, что у пациентов, находящихся на диализе, из-за дисфункции почек мало или отсутствует способность фильтровать растворенные вещества и регулировать объем жидкости, пропуск сеанса диализа потенциально смертелен. У этих пациентов может развиться гиперкалиемия, приводящая к сердечным аритмиям и возможной остановке сердца, а также накопление жидкости в альвеолах легких, что затрудняет дыхание. Некоторые препараты могут быть использованы в краткосрочной перспективе для снижения уровня калия в сыворотке крови и стабилизации сердечной мышцы, чтобы стабилизировать состояние пациентов при пропущенном диализе. Сальбутамол и инсулин могут снижать уровень калия в сыворотке крови до 1,0 ммоль/л каждый, перемещая калий из внеклеточного пространства во внутриклеточное пространство клеток скелетной мускулатуры, а глюконат кальция используется для стабилизации миокарда у пациентов с гиперкалиемией, чтобы снизить риск развития жизнеугрожающих аритмий, вызванных высоким уровнем калия в сыворотке крови. Поскольку у пациентов на диализе функция почек минимальна или отсутствует, фуросемид обычно неэффективен при лечении отека легких, вызванного пропущенным диализом. Вместо этого пациентам часто назначают CPAP, BIPAP или высокопоточную оксигенотерапию для поддержания дыхания до проведения сеанса диализа.

Диализ для детей

За последние 20 лет дети получили значительную пользу от усовершенствований как в технологиях, так и в клиническом ведении диализа. Заболеваемость во время сеансов диализа снизилась, судороги стали редким исключением, а гипотензивные эпизоды встречаются крайне редко. Использование хронических внутренних югулярных венозных катетеров и анестезирующих кремов для пункции фистулы позволило уменьшить боль и дискомфорт. Неинвазивные технологии для оценки целевого сухого веса пациента и скорости кровотока через доступ могут значительно снизить заболеваемость и затраты на здравоохранение. Смертность у детей и молодых взрослых, находящихся на хроническом гемодиализе, связана с многофакторными показателями питания, воспаления, анемии и дозы диализа, что подчеркивает важность мультимодальных стратегий лечения в дополнение к адекватному гемодиализу, определяемому только по Kt/V. Для новорожденных разработаны биосовместимые синтетические мембраны, специальные диализаторы малого размера и новые трубки с низким объемом внетела. Длина и диаметр артериальных и венозных трубок сведены к минимуму: для педиатрических пациентов предназначены трубки объемом от <80 мл до <110 мл, а для взрослых – от >130 мл до <224 мл, независимо от размера сегмента насоса крови, который может составлять 6,4 мм для стандартного диализа или 8,0 мм для диализа с высоким потоком у всех пациентов. Все производители диализных аппаратов проектируют свои машины для проведения детского диализа. У педиатрических пациентов скорость насоса следует поддерживать на минимальном уровне, исходя из объема крови пациента, и тщательно контролировать свертываемость крови при использовании гепарина. Диализ с высоким потоком (см. ниже) не рекомендуется для педиатрических пациентов. У детей гемодиализ должен быть индивидуализирован и рассматриваться как «комплексная терапия», учитывающая длительное воздействие лечения хронической почечной недостаточности. Диализ рассматривается лишь как временная мера для детей по сравнению с трансплантацией почки, поскольку она обеспечивает наилучшие шансы на реабилитацию в плане образования и психосоциальной адаптации. Однако при длительном хроническом диализе необходимо придерживаться самых высоких стандартов, чтобы сохранить их будущую «сердечно-сосудистую жизнь», что может включать увеличение времени диализа и проведение онлайн-гемодиафильтрации с использованием синтетических мембран высокого потока площадью поверхности от 0,2 м2 до 0,8 м2 и трубок с низким объемом, но большим сегментом насоса крови 6,4/8,0 мм, если удастся улучшить довольно ограниченное представление об эффективности удаления низкомолекулярных веществ, таких как мочевина.

Over the past 20 years, children have benefited from major improvements in both technology and clinical management of dialysis. Morbidity during dialysis sessions has decreased with seizures being exceptional and hypotensive episodes rare. Pain and discomfort have been reduced with the use of chronic internal jugular venous catheters and anesthetic creams for fistula puncture. Non invasive technologies to assess patient target dry weight and access flow can significantly reduce patient morbidity and health care costs. Mortality in paediatric and young adult patients on chronic hemodialysis is associated with multifactorial markers of nutrition, inflammation, anaemia and dialysis dose, which highlights the importance of multimodal intervention strategies besides adequate hemodialysis treatment as determined by Kt/V alone. Biocompatible synthetic membranes, specific small size material dialyzers and new low extra corporeal volume tubing have been developed for young infants. Arterial and venous tubing length is made of minimum length and diameter, a <80 ml to <110 ml volume tubing is designed for pediatric patients and a >130 to <224 ml tubing are for adult patients, regardless of blood pump segment size, which can be of 6.4 mm for normal dialysis or 8.0mm for high flux dialysis in all patients. All dialysis machine manufacturers design their machine to do the pediatric dialysis. In pediatric patients, the pump speed should be kept at low side, according to patient blood output capacity, and the clotting with heparin dose should be carefully monitored. The high flux dialysis (see below) is not recommended for pediatric patients. In children, hemodialysis must be individualized and viewed as an "integrated therapy" that considers their long term exposure to chronic renal failure treatment. Dialysis is seen only as a temporary measure for children compared with renal transplantation because this enables the best chance of rehabilitation in terms of educational and psychosocial functioning. Long term chronic dialysis, however, the highest standards should be applied to these children to preserve their future "cardiovascular life"—which might include more dialysis time and on line hemodiafiltration online hdf with synthetic high flux membranes with the surface area of 0.2 m2 to 0.8 m2 and blood tubing lines with the low volume yet large blood pump segment of 6.4/8.0 mm, if we are able to improve on the rather restricted concept of small solute urea dialysis clearance.

В Соединенном Королевстве

Национальная служба здравоохранения предоставляет гемодиализ в Соединенном Королевстве. В Англии эта услуга закупается NHS England. Около 23 000 пациентов пользуются этой услугой ежегодно. Транспорт для пациентов, как правило, предоставляется бесплатно тем, кому необходимо добираться до центров диализа. В 2018 году Cornwall Clinical Commissioning Group предложила ограничить эту услугу пациентам, не имеющим особых медицинских или финансовых оснований, но отказалась от этой идеи после кампании, организованной Kidney Care UK, и приняла решение финансировать транспорт для пациентов, которым требуется диализ три раза в неделю в течение не менее трех месяцев или шесть раз в месяц в течение не менее трех месяцев. Британское исследование показало, что гемодиализ на дому обходится дешевле, чем в стационаре. Однако многие жители Великобритании предпочитают проходить гемодиализ в больнице по различным причинам, например, для поддержания регулярных социальных контактов. Стимулирование гемодиализа на дому может привести к экономии средств для NHS, а также снизить влияние диализа на социальную и профессиональную жизнь пациентов.

В Соединенных Штатах

С 1972 года страховые компании в Соединенных Штатах покрывают расходы на диализ и трансплантацию для всех граждан. К 2014 году более 460 000 американцев проходили лечение, стоимость которого составляла шесть процентов всего бюджета Medicare. Заболевания почек являются девятой ведущей причиной смерти, а в США один из самых высоких уровней смертности среди пациентов, получающих диализ, в индустриально развитых странах. Число пациентов, получивших пересадку почки, оказалось ниже ожидаемого. Эти результаты возлагаются на новую прибыльную индустрию диализа, реагирующую на государственную политику выплат. Исследование 1999 года пришло к выводу, что "пациенты, получающие лечение в коммерческих центрах диализа, имеют более высокий уровень смертности и реже включаются в список ожидания пересадки почки, чем пациенты, получающие лечение в некоммерческих центрах", возможно, потому что трансплантация лишает центр постоянного потока доходов. Страховая индустрия выражает обеспокоенность по поводу откатов и проблемных связей между благотворительными организациями и поставщиками медицинских услуг.

В Китае

Правительство Китая обеспечивает финансирование лечения диализом. Существует проблема с охватом всех нуждающихся в диализе из-за неравномерного распределения ресурсов здравоохранения и центров диализа. Ежегодно в Китае гемодиализ или перитонеальный диализ получают 395 121 человек. Распространенность хронических заболеваний почек среди населения Китая составляет 10,8%. Правительство Китая стремится увеличить объемы перитонеального диализа для удовлетворения потребностей населения, страдающего хроническими заболеваниями почек.

В Австралии

Диализ предоставляется бесплатно всем пациентам через Medicare, при этом 75% всех процедур диализа проводятся в виде гемодиализа пациентам три раза в неделю в стационарном диализном центре. В Северной территории наблюдается самый высокий уровень заболеваемости гемодиализом на душу населения, а у коренных австралийцев заболеваемость хронической болезнью почек выше, а количество успешно проведенных трансплантаций почек – ниже, чем в среднем по стране. Отдаленный центрально-австралийский город Элис-Спрингс, несмотря на население около 25 000 человек, располагает крупнейшим в Южном полушарии отделением диализа. Многие люди вынуждены переезжать в Элис-Спрингс из отдаленных общин коренных австралийцев для получения доступа к медицинским услугам, таким как гемодиализ, что приводит к дефициту жилья, перенаселенности и плохим жилищным условиям.

История

В 1913 году Леонард Роунтри и Джон Абель из больницы Джона Хопкинса разработали первую систему диализа, которую они успешно протестировали на животных. В 1943 году, во время нацистской оккупации Нидерландов, голландский врач Виллем Йохан Колф построил первый рабочий диализатор. Из-за нехватки доступных ресурсов Колфу пришлось импровизировать и создать первоначальный аппарат, используя колбасные оболочки, банки из-под напитков, стиральную машину и различные другие предметы, которые были доступны в то время. В течение последующих двух лет (1944–1945) Колф использовал свой аппарат для лечения 16 пациентов с острой почечной недостаточностью, но результаты оказались неуспешными. Затем, в 1945 году, 67-летняя женщина, находившаяся в коме, пришла в сознание после 11 часов гемодиализа с использованием диализатора и прожила еще семь лет, прежде чем умереть от не связанного с этим заболевания. Она стала первым пациентом, которого успешно вылечили с помощью диализа. Как и у Колфа, первые успехи Мюррея были достигнуты у пациентов с острой почечной недостаточностью. Нильс Алвалл из Лундского университета в Швеции модифицировал конструкцию, аналогичную диализному аппарату Колфа, поместив его в цилиндрический контейнер из нержавеющей стали. Это позволило удалять жидкость, создавая отрицательное давление на внешней стороне контейнера, что сделало его первым по-настоящему практичным устройством для гемодиализа. Алвалл провел лечение своего первого пациента с острой почечной недостаточностью 3 сентября 1946 года.