Замена уксусной кислоты на соляную в бикарбонатом буферном диализате
Категория статьи: Методы диализа.
Переводная статья из журнала "Нефрология". Права на перепечатку для публикации в журнале Нефрология выкуплены ООО "НПО "Нефрон".
Artficial Organs 22(7): 608-613, 1998
Гилле Фурнье, Джеки Потьиер, Генри-Эмили Тебо, Гхандо
Маждалани, Ханг Тон-Тэт и Нгуен Кхоа Мэн.
Ассоциация лиц с недостаточностью органов района Босе и
Перче Чартере, госпиталь Луи Пастера Чербург, Рангельевский
госпиталь, Тулуза. INSERM 1190-некер госпиталь Париж.
Франция.
Абстракт
В мультицентровом исследовании, включающем 5 диализных центров, у 141 пациента при бикарбонатом диализе с 4 ммоль/л ацетата были обнаружены изменения уровня ацетата в крови по сравнению со 114 пациентами, получающими процедуру гемодиализа с использованием безацетатного диализата. Безацетатный диализат получался смешиванием воды для диализа и 1/26.2 части бикарбонатного концентрата и 1/35 кислотного концентрата с заменой уксусной кислоты на соляную (Солудия, Фуркево, Франция). Этот новый тип диализата был рутинно использован в среднем 3 года (от 2 до 5 лет). Все пациенты воздерживались от приема пищи до и во время диализа. Пробы крови забирались в начале и конце сеанса диализа. Концентрация ацетата плазмы определялась Ацетил-КоА-ферментативным методом (Берингер, Манхейм, Германия). У пациентов на ацетат-содержащем диализирующем растворе додиализный ацетат был в физиологическом диапазоне ≤100 мкмоль/л (n=113), тогда как постдиализный уровень ацетата нарос от средних додиапизных значений в 22±3 мкмоль до средних после-диализных цифр 222±11 мкмоль/л у 88 пациентов (78%), в тоже время концентрация ацетата плазмы оставалась на физиологическом уровне от 21±6 до 58±7 мкмоль/л у других 25 пациентов. Напротив, пациенты, лечившиеся безацетатным диализом, сохранили уровень ацетата плазмы на физиологическом уровне (n=108), концентрация ацетата плазмы у них наросла от предиализных цифр 49±6 мкмоль/л до 160±19 мкмоль/л только у 13 пациентов (12%), тогда как у большинства пациентов этой группы ацетат плазмы оставался в физиологическом диапазоне от 23±2 до 41±3 мкмоль/л.
В этом исследовании значительное число пациентов, получавших стандартный и безацетатный бикарбонатный гемодиализ, показали экстремально высокий уровень ацетата плазмы в начале диализной сессии. Гиперацетатемия контролировалась безацетатным диализом у пациентов с предиализной концентрацией ацетата 316±82 мкмоль/л, которая снижалась до 55±23 мкмоль/л (n=6) к концу сеанса диализа, но последиализный уровень ацетата оставался высоким, если предиализный был высоким.
Мы заключили, что у пациентов с физиологичным уровнем ацетата ацетат-содержащий диализат ведет к гиперацетатемии, тогда как безацетатный диализат ведет к сохранению физиологичного уровня ацетата.
Неблагоприятные эффекты включения от использования ацетатного диализата с 35-40 ммоль ацетата привели к замене его на бикарбонатный диализат с 2-7 ммоль ацетата (2-5). Уксусная кислота вводится в бикарбонатный диализат для поддержания рН раствора между 7.1 и 7.4 и предотвращения образования осадка кальция карбоната из натрия карбоната и кальция хлорида. Однако при этом концентрация ацетата в диализате превышает физиологическую в 20-70 раз. Цель исследования - сравнить изменения ацетата крови при 4-часовом диализе у пациентов на стандартном и на безацетатном диализе.
Пациенты
Для исследования были отобраны 55 клинически стабильных пациентов из 5 диализных центров возрастом 19-88 лет.
Этиология нарушения функции почек у этих пациентов варьировала и включала гломерулонефриты: тубулоинтерстициальный нефрит, сосудистые болезни почек, врожденные болезни почек, диабетическую нефропатию, системные заболевания.
Диализные пробы крови были взяты из артериальной крови сосудистого доступа. Также и последиализные пробы крови были взяты из артериальной крови сосудистого доступа.
Изменения ацетата плазмы в течение 4 ч диализа у 141 пациентов, использующих кислотный концентрат с 4 ммоль уксусной кислоты были сравнены с изменениями у 14 пациентов, использующих концентрат с 4 ммоль/л соляной кислоты.
Приготовление концентрата с соляной кислотой
Все электролиты кроме бикарбоната были включены в один концентрат, в котором уксусная кислота была заменена на соляную (Солудия, Форкево, Франция). В очищенную воду последовательно добавляли следующее: глюкозу, калий, кальций, магний, хлорид натрия и наконец 16,66 г/л 23% соляной кислоты. После добавления каждой соли раствор перемешивали 10 мин. рН солянокислого концентрата был менее 1.
Составление диализата
Состав ацетат-содержащего диализата и безацетатного диализата был одинаковым за исключением того, что 4 ммоль/л уксусной кислоты были заменены на 4 ммоль/л соляной (Табл.1). Табл. 1 показывает расчетный и измеренный состав безацетатного диализного раствора, полученного смешением с водой для диализа 1/26.2 части бикарбонатного концентрата (SLF 186, Солудия, Форкево, Франция) и 1/35 части солянокислого кислотного концентрата (SLF 439, Солудия), использованного в исследовании. Безацетатный раствор имел рН 7,3.
Таблица 1. Состав безацетатного бикарбонатного диализата (cpeднee±SD).
| Компонент | Расчетное | Измеренное (n=10) |
| Натрий | 142 | 139+82 |
| Калий | 2,00 | 2,03±0,01 |
| Кальций | 1,25 | 1,25+0,01 |
| Магний | 0,50 | 0,49+0,01 |
| Хлор | 111,65 | 111,65+0,55 |
| Бикарбонат | 35,00 | 35,89+23 |
Анализ ацетата крови
Уровень ацетата крови был определен ацетил-кофермент-А-синтетазным методом (Берингер, Манхейм, Германия). Метод специфичен для ацетата с точностью 2 мкмоль. Все результаты представлены как среднее арифметическое ±стандартная ошибка.
Результаты
Результаты для пациентов для каждого режима диализа (стандартного или безацетатного) были разделены на 2 группы (группа 1 и группа 2) в зависимости от предиализного уровня ацетата (соответственно ниже и выше физиологического уровня 100 мкмоль/л).
Характеристики пациентов показаны в Табл. 2 в которой обозначено число пациентов в каждой группе. 2 группы по 50 пациентов были женщины средним возрастом 64±1 год на стандартном бикарбонатном диализе и средним возрастом 61±1 на безацетатном диализе с большими колебаниями от 19 до 88 и от 22 до 88 лет соответственно. Недельная длительность диализа и преддиализный вес и потеря веса не имели значимых различий между группами за исключением малого числа пациентов в группе 2 на безацетатном диализе.
Таблица 2. Характеристики пациентов на стандартном бикарбонатном диализе и на безацетатном бикарбонатном диализе.
Изменения ацетата крови на диализе
У пациентов на стандартном бикарбонатном диализе (группа 1, рис.1) постдиализная концентрация ацетата плазмы оставалась в нормальном диапазоне у 22% пациентов (Группа 1 а), тогда как изменялась от предиализных значений 22±3 мкмоль/л до 222±11 мкмоль/л в конце диализа у других (Группа 1b).
У пациентов на безацетатном диализе (группа 1) Рис.2 последиализная концентрация ацетата плазмы оставалась нормальной у 88% (Группа 1 а), тогда как концентрация ацетата в крови менялась от 49±6 мкмоль/л до 160±19 мкмоль/л у других пациентов (группа 1Ь). У пациентов группы 2, для которых предиализный уровень ацетата плазмы был выше нормы (Рис 3), концентрация ацетата в плазме снижалась с 580±76 до 233±39 мкмоль/л на стандартном диализе и с 316±82 до 55±55 мкмоль/л на безацетатном диализе.
Обсуждение
Замена уксусной кислоты на соляную кислоту приводит к очень низкому рН кислотного концентрата. Следовательно, проводящие жидкость магистрали должны быть сделаны из пластика, а не нержавеющей стали. В нашей практике в течение нескольких лет не было отмечено трудностей при производстве, использовании и хранении безацетатного диализата.
Уровень ацетата в крови определялся ферментативным методом, разработанным первоначально для определения ацетата в пищевых продуктах. Однако, тестовая комбинация, использованная в исследовании, проверялась клиническими данными и газовой хроматографией, которая была референтным методом (7). Однако, автоматизация ферментативного метода может повысить его точность с 2х10-З до 7x10-5 ммоль.
Это многоцентровое исследование показало, что остаточные ионы ацетата в стандартном бикарбонатном диализе могут вызвать гиперацетатемию у тех пациентов, у которых нарушен метаболизм ацетата в печени. Однако, у пациентов с такими же нарушениями метаболизма в печени концентрация ацетата крови остается на физиологическом уровне при использовании безацетатного диализата.
Недавно Movelli показал, что безацетатная биофильтрация — полезная опция у пожилых пациентов, потому что она имеет преимущества в лучшей гемодинамической переносимости в сравнении с ацетат-содержащим бикарбонатным гемодиализом (8).
Было бы интересно провести проспективное исследование для сравнения преимуществ безацетатной биофильтрации и безацетатного гемодиализа.
Ряд исследований показал, что ацетат плазмы повышается после бикарбонатного гемодиализа, тогда как предиализная и постдиализная концентрации ацетата не меняются значительно на безацетатном диализе (9) или безацетатной биофильтрации (10,11). Например, в перекрестном исследовании, сравнивающем бикарбонатный диализ с 10 ммоль/л ацетата и безацетатную биофильтрацию на 6 пациентах Kuno et al. показали, что концентрация ацетата после безацетатной биофильтрации была значительно ниже, чем та же величина после стандартного бикарбонатного гемодиализа. Более того, уровень ацетата в крови у пациентов на ацетат-содержащем диализе значительно меняется, но он остается практически постоянным у пациентов на безацетатной биофильтрации (12). Настоящее исследование включило более 100 пациентов на каждом диализном режиме, подтвердив, что остаточный ацетат даже в 4 ммоль/л вызывает у нетолерантных пациентов гиперацетатемию и ацетат крови остается нормальным для большинства пациентов на безацетатном диализе.
Интересно, что ацетат крови поднимается в 2-3 раза от нормальных значений у ряда пациентов на диализе с безацетатным диализатом. Исключение глюкозы из диализата не может быть причиной, т.к. оба диализата содержат глюкозу. Диализная процедура сама может влиять на промежуточный метаболизм и прием пищи во время сеанса может оказывать влияние.
Сообщается, что ионы ацетата могут быть причиной внутриклеточного движения и преципитации неорганических фосфатов, нарушения метаболизма липидов и глюкозы, незавершенного окислительного фосфорилирования (5,13,14). Более того, было показано, что ацетатный ион стимулирует продукцию и освобождение IL-1P и TNF-a, (15,16). Недавно Хигачи и др. показали, что соотношение спонтанная продукция LURa и IL-1P при безацетатной биофильтрации было значительно выше, чем при бикарбонатном гемодиализе. Это значит, что при безацетатной биофильтрации активация моноцитов в периферической крови ниже, в частности потому, что диализат не содержит ацетата (17).
Были описаны и другие эффекты ацетатного аниона. Например, Андерсон et al. показали, что предиализный (TGF)-B-1 увеличен выше нормального уровня и был выше при диализе с ацетат-содержащим диализатом, чем при безацитатном диализе (9). Аморе et al. показали, что невысокая концентрация ацетата (4 ммоль/л) в 35 ммоль/л бикарбонатном растворе повышает активность NO-синтетазы в 2 раза, тогда как безацетатный раствор не оказывает влияния на NO-синтетазу и этим фактом может объясняться непереносимость ацетата. В настоящем исследовании не производили таких изысканий, но эти данные являются аргументом для широкого использования безацетатных растворов. В настоящем исследовании гиперацетатемия в начале диализа была найдена у значительного числа пациентов, гораздо больше на ацетат-содержащем гемодиализе (28 из 141, т.е. около 20%), чем на безацетатном (6 из 114 т.е. около 5%). Клиническая картина этих пациентов включает хронический алкоголизм, поликистоз и диабет. Это может нарушать функцию печени и приводить к гиперацетатемии (19). Эти данные подтверждают данные других исследований, проведенных на малом числе пациентов.
У пациентов, получавших лечение ацетат-содержащим бикарбонатным диализом заметно, что хотя градиент ацетата между кровью пациента и диализатом был 0.6 против 4 ммоль/л, концентрация ацетата снижалась у большинства пациентов. Это заставляет предполагать, что при диализе в состоянии натощак восстановление бикарбоната в организме может повышать метаболизм ацетата.
При переводе пациентов с ацетат-содержащего на безацетатный диализ некоторые из них заметили ослабление напряжения в животе за счет отошедшего газа. Эти симптомы, часто замечаемые на диализе, могут быть сопряжены с ацетатным анионом, который, кажется, играет роль в дисфункции автономной нервной системы при уремии (20).
В заключение: ацетат-содержащий бикарбонатный диализат даже в концентрации 4 ммоль/л может вызывать гиперацетатемию, в то время как при использовании безацетатного гемодиализа последиализный уровень ацетата крови остается в нормальных пределах. Использование безацетатного диализа приводит к нормализации уровня ацетата в крови у больных с повышенным его уровнем в начале диализа. Чтобы достигнуть лучшего восстановления внутреннего гомеостаза с наименьшими метаболическими нарушениями, состав диализирующего раствора должен соответствовать составу плазмы так близко, как можно (6). Безацетатный бикарбонатный диализат является приемлемым раствором для этого требования.
Ссылки
- Novello A, Kclsh RC, Easlcrling RE. Aсetale intolerance in during
hemodialysis: Clin Nephrol 1976:5:29-32. - Kirkendol PL, Devia CJ, Bower JD, Holberl RD. A comparison of the effect of sodium acetale, sodium bicarbonate and other sources of fixed base in hemodialysis solution. ASAIO Trans 1977;23:399-105.
- Graefe U, Milulinovich J, Follette WC, Vizzo JE, Babb AL, Scribner BH. Less dialysis-induced morbidity and vascular instability with bicarbonate in dialysate. Ann Intern Mcd 1978'88:322-4.
- Man NK, Fournicr G, Thireau R Gaillard JL, Funclc-Brentano JL. Effects of
bicarbonate-containing dialysate on chronic hemodialysis patients: A comparative study Anif Organs 1982;6:421-5.
- Ward RA, Wathcn RL, Williams ТЕ, Harding GB. Hemodialysate
composition and intradialytic metabolic, acid-base and potassium changes. Kidney Int 1987:32:129-35. - Veech RL. The untoward effects of the anions of dialysis fluids. Kidney Int 1998;34:587-97.
- Tollinger CD, Vreman HJ, Weiner MW Measuremeni of acetate in human blood by gas chromatography: Effects of sample preparation, feeding, and various diseases. Clin Chem 1979;25:1787-90.
- Movilli E, Camerini C, Zein H, Daviolo G, Sandrini M, Strada A, Maiorca R. A prospective study of bicarbonate dialysis, hemodiafiltration and acetate-free biofiltration in the elderly. Am J Kidney Dis 1996;27:541 -7.
- Anderson J, Briefel G, Jones JM, Ryu JH, McGuire M, Yun YR. Effects of
acetate dialysate on transforming growth factor beta 1.interleukin, and beta 2-microglobulin plasma levels. Kidney Jnt 1991;40:1110-7. - Endo N. Abe M, Nagasawa I, Furukawa M, Nakamura F, Hosina S, Ikeda Y, Urano H, Suzuki M, Hirasawa Y. Bicarbonate dialysis (BCHD) cannot avoid the increase of plasma acetate while acetate free biofiltration (AFBF) can do it. Jpn J Anif Organs 1993;22:34-S.
- Nishiyama T, Uezu Y, Okuyama H, Kobayashi T, Akisawa T, Koshikawa S. Comparative clinical trial among acetate free biofiltralion, biofillration and bicarbonate hemodialysis. Jpn J Anif Organs 199322:39-42.
- Kuno T Kikuchi F, Yanai M, NaguraY, Takihashi S. Clinical advantages of acetate-free biofiltration. In: Maeda K, Shinzato T, eds. Effective hemodiafiltration: new methods. Basel: Karger, 1994 (Contributions to nephrology scnes volume 108).
- Veech RL, Gitomer WL. The medical and metabolic consequences of administration of sodium acetate. Adv Enzyme Res 1988:27:313-43.
- Wathen RL, Ward RA, Harding GB, Meyer LC. Acid-base and metabolism responses to anion infusion in the anesthetized dog. Kidney Int 1982;21:592-9.
- Bingel M, Lonnemann G, Koch KM, Dinarello CA, Shaldon S.
Enhancement of in-vitro human interleukin-1 production by sodium acetate. Lancet 1987;3:14-6. - Carozzi S, Nasini MG, Caviglia PM, Scheloue C, Santoni 0, Atti M. Acetate-free biofiltration: Effects on peripheral blood monocyte activation and cytokine release. ASAIO J 1992;3IJI 52-4.
- Higuchi T Kuno T, Takahashi S, Kanmabuse K. Chronic effects of long-term acetate-free biofiltration on the production of interleukin-lf and inlerleukin-1 receptor antagonist by peripheral blood mononuclear cells. Am J Nephrol 1997; 17:428-34.
- Amore A, Cirina R, Mitola S, Pruzzi L, Bonaudo R, Gianogho B, Coppo R. Acetate intolerance is mediated by enhanced synthesis of nitric oxide byendothelial cells. J Am Soc Nephrol 1997.8:1431-6.
- Lundquist F, Tygstrup N, Winkler K, Mellemgaard K, Munck-Petersen S.
Elhanol metabolism and production of free acetate in the human liver. Clin Invest 1962;41:955-61.
- Vita G, Savica V, Milone S, Trusso A, Bellinghicri G, Messina С. Uremic autonomic neuropathy: Recovery following bicarbonate hemodialysis. Clin Nephrol 1996;45:56-60.
