Ostra niewydolność nerek (AKI) jest poważnym problemem klinicznym, który dotyczy nawet 20% pacjentów hospitalizowanych oraz połowy pacjentów przebywających na oddziałach intensywnej terapii. Związana jest z wysoką śmiertelnością, większym ryzykiem powikłań oraz wysokimi kosztami opieki zdrowotnej. Standardowym sposobem diagnozowania AKI od niemal stu lat jest pomiar stężenia kreatyniny w surowicy (SCr) i/lub monitorowanie objętości wydalanego moczu (UO), które mają jednak swoje ograniczenia. Takie podejście nie obejmuje w pełni takich form jak „hemodynamiczna AKI” czy „subkliniczna AKI”, w których zmiany w poziomie kreatyniny mogą nie być widoczne mimo uszkodzenia nerek.

Pomimo powszechnego stosowania kreatyniny, naukowcy zaczęli szukać nowych biomarkerów, które mogą lepiej odzwierciedlać uszkodzenie nerek, identyfikując AKI w jego wczesniejszych stadiach. Biomarkery te mogą być klasyfikowane według ich roli w AKI – jako wskaźniki zmniejszonej filtracji kłębuszkowej, uszkodzenia kanalików nerkowych czy stanów zapalnych.

Biomarkery zmniejszonej filtracji kłębuszkowej obejmują cystatynę C, która, podobnie jak kreatynina, jest swobodnie filtrowana przez kłębuszki nerkowe, ale nie jest wydzielana ani reabsorbowana przez cewki nerkowe. Chociaż cystatyna C jest obiecującym markerem, jej kliniczne zastosowanie jest ograniczone przez wysoką cenę i brak standaryzacji między laboratoriami. Współczesne badania starają się poprawić ocenę filtracji kłębuszkowej, stosując metodę VFI (fluorescencyjny środek kontrastowy), która pokazuje obiecujące wyniki w ocenie GFR po jednorazowym wstrzyknięciu.

Markery uszkodzenia kanalików nerkowych, takie jak NGAL (lipokalina związana z żelatynazą neutrofilową) i KIM-1 (cząsteczka adhezyjna nerkowych kanalików), pozwalają na szybsze wykrycie uszkodzenia kanalików, jeszcze przed wzrostem kreatyniny w surowicy. FENa (frakcjonalne wydalanie sodu) również może pomóc w odróżnieniu typu AKI, zwłaszcza między ostrą martwicą kanalików (ATN) a niewydolnością nerek o charakterze przednerkowym (prerenal azotemia).

Warto zwrócić uwagę na inne nowe testy oceniające integralność kanalików, takie jak test stresowy z furosemidem, który mierzy objętość wydalanego moczu po podaniu dużej dawki diuretyku. Wyniki pokazują, że niska objętość wydalanego moczu po dwóch godzinach może przewidywać progresję AKI do cięższych stadiów i konieczność leczenia nerkozastępczego.

Ostatnim typem biomarkerów są markery zapalne, takie jak IL-18 (interleukina 18) i YKL-40, które są podwyższone w odpowiedzi na uszkodzenie nerek i mogą być użyteczne w diagnostyce AKI. Zastosowanie tych biomarkerów w codziennej praktyce klinicznej wiąże się z szybszą identyfikacją pacjentów z AKI, co może znacząco poprawić rokowanie, umożliwiając szybsze rozpoczęcie leczenia i zapobieganie dalszemu uszkodzeniu nerek.

Jednym z najistotniejszych wyzwań, przed którymi stoi współczesna nefrologia, jest identyfikacja AKI we wczesnym etapie. Tradycyjne testy, oparte na pomiarze kreatyniny, wykrywają uszkodzenie nerek dopiero po kilku dniach, co opóźnia reakcję terapeutyczną. Nowoczesne biomarkery, takie jak NGAL czy KIM-1, pozwalają na wykrycie uszkodzenia w ciągu kilku godzin od wystąpienia urazu, co może zrewolucjonizować sposób monitorowania pacjentów narażonych na ryzyko AKI, zwłaszcza w przypadkach takich jak operacje kardiochirurgiczne czy ciężkie zakażenia.

Znajomość i wykorzystanie tych biomarkerów w praktyce klinicznej pozwala na wcześniejsze rozpoznanie AKI, co ma kluczowe znaczenie w leczeniu pacjentów. Wykrycie uszkodzenia nerek przed pojawieniem się objawów klinicznych umożliwia wdrożenie odpowiednich terapii, które mogą zapobiec dalszym uszkodzeniom i poprawić rokowanie. Również, w kontekście leczenia pacjentów z przewlekłymi chorobami nerek czy podczas procedur takich jak hemodializa, wczesne wykrycie AKI staje się niezastąpionym narzędziem w monitorowaniu stanu zdrowia.

Warto także zwrócić uwagę na to, że biomarkery nie są cudownym rozwiązaniem, ale ich zastosowanie w diagnostyce AKI wymaga dalszych badań. W kontekście szerokiego wachlarza możliwych przyczyn uszkodzenia nerek, a także rozwoju nowych metod leczenia, ciągłe doskonalenie diagnostyki i identyfikacji pacjentów z ryzykiem AKI staje się podstawą skutecznego zarządzania tą chorobą. Technologie, które umożliwiają bardziej precyzyjne monitorowanie stanu pacjentów i wczesną interwencję, mogą wkrótce stać się standardem opieki nad pacjentami w szpitalach, szczególnie w oddziałach intensywnej terapii.

Jakie są różne metody terapii pozanerkowych w przypadku zatrucia i jak wpływają na usuwanie toksyn?

Terapie pozanerkowe są stosowane w leczeniu zatruć i zatruciach od lat 50. XX wieku, jednak brak dużych, prospektywnych, randomizowanych badań, ograniczone dowody oparte na małych badaniach obserwacyjnych oraz rzadkość przypadków zatruć, które mogłyby wymagać takich terapii, powodują, że lekarze nadal mają wątpliwości co do tego, kiedy stosować terapię pozanerkową (ECTRs). W związku z tym w 2010 roku powstała grupa robocza EXTRIP (EXtracorporeal TReatments In Poisoning), która od tego czasu opublikowała kilka przeglądów systematycznych dotyczących stosowania ECTR w różnych przypadkach zatruć.

W 2016 roku zgłoszono ponad 2,1 miliona przypadków kontaktu ludzi z substancjami toksycznymi w Stanach Zjednoczonych, z czego ponad 300 000 przypadków (czyli 17,1% wszystkich zgłoszonych) wymagało hospitalizacji. Chociaż większość przypadków była leczona za pomocą wsparcia, tylko 0,9% wymagało zastosowania ECTR. Usuwanie trucizn za pomocą ECTR można sklasyfikować w cztery podstawowe kategorie, w zależności od mechanizmu działania: dyfuzja, konwekcja, adsorpcja oraz wirówka. Dyfuzyjne usuwanie trucizn zachodzi przy dializie otrzewnowej i hemodializie, natomiast konwekcyjne usuwanie – przy hemofiltracji. Z kolei połączenie obu metod, czyli hemodiafiltracja, może zwiększyć skuteczność oczyszczania. Adsorpcja zachodzi przy hemoperfuzji, a wirówka krwi ma zastosowanie w wymianie osocza (PLEX).

Rodzaje terapii pozanerkowych, które mogą być stosowane w leczeniu zatruć, obejmują hemodializę, hemofiltrację, hemoperfuzję oraz wymianę osocza.

Hemodializa i hemofiltracja

Korzyści wynikające z hemodializy są związane z procesem przepływu krwi w przeciwnych kierunkach do dializatu, co pozwala na stworzenie gradientu stężenia umożliwiającego usuwanie trucizn przez półprzepuszczalną błonę. Hemodializa jest najbardziej efektywna w usuwaniu trucizn rozpuszczalnych w wodzie, o małej masie cząsteczkowej, niskim objętości rozkładu (zwykle <1 L/kg) oraz takich, które nie są silnie związane z białkami osocza (<80%). Hemodializa pozostaje najczęściej wykorzystywaną metodą ECTR w leczeniu zatruć.

Niestety, może wystąpić ryzyko „zatrucia nawrotowego” po zakończeniu leczenia, związane z redystrybucją niektórych trucizn do innych przestrzeni ciała. Aby zminimalizować to ryzyko, stosuje się pośrednie leczenie, jak ciągła terapia zastępcza nerek (KRT), która pozwala na bardziej łagodne usuwanie trucizn i wody.

Hemofiltracja, z kolei, usuwa trucizny za pomocą mechanizmów konwekcyjnych, co pozwala na usuwanie większych cząsteczek, o masie cząsteczkowej do 25 000 Da. Połączenie dyfuzji i konwekcji w postaci hemodiafiltracji może jeszcze bardziej poprawić skuteczność oczyszczania.

Hemoperfuzja

Hemoperfuzja jest procesem, w którym krew krąży przez wkładki zawierające żywicę anionową lub węgiel aktywowany, co umożliwia usuwanie trucizn poprzez adsorpcję. Jedną z głównych zalet tej metody jest to, że usuwanie trucizn nie jest ograniczone przez ich wielkość cząsteczkową ani stopień związania z białkami osocza, w przeciwieństwie do dyfuzyjnych mechanizmów hemodializy.

Niemniej jednak hemoperfuzja ma istotne wady, takie jak adsorpcja leukocytów, wapnia i płytek krwi, co może prowadzić do trombocytopenii, zaburzeń krzepnięcia i krwawień u pacjentów poddanych tej terapii. Ponadto wkłady węglowe muszą być wymieniane co kilka godzin, ponieważ szybko się nasycają, co wpływa na skuteczność oczyszczania. Koszty tej metody są również znacznie wyższe niż koszty hemodializy.

Wymiana osocza (PLEX)

Alternatywą dla innych terapii pozanerkowych jest wymiana osocza (PLEX), która pozwala na usuwanie trucizn, szczególnie tych silnie związanych z białkami osocza. Polega ona na usunięciu osocza z krwiobiegu pacjenta i zastąpieniu go osoczem od dawców, albuminą oraz płynami izotonicznymi. PLEX jest szczególnie skuteczna w usuwaniu substancji o dużej masie cząsteczkowej (>50 000 Da).

Jednak wymiana osocza wiąże się z ryzykiem hipokalcemii i krwawień, a także zmniejszeniem liczby płytek krwi i czynników krzepnięcia, szczególnie gdy albumina jest stosowana zamiast świeżego osocza. Metoda ta jest również bardziej kosztowna i mniej dostępna w porównaniu do innych form ECTR.

Dializowalność trucizn

Usuwanie trucizn za pomocą terapii pozanerkowej jest silnie zależne od ich właściwości, takich jak masa cząsteczkowa, struktura, objętość dystrybucji, stopień wiązania z białkami osocza oraz wewnętrzna szybkość eliminacji. Zatrucie lekami lub truciznami, których wewnętrzna eliminacja jest wysoka, rzadko wymaga zastosowania ECTR. Warto zauważyć, że efektywność oczyszczania pozanerkowego jest uzależniona od czterech głównych czynników: 1) wewnętrznej eliminacji trucizny, 2) masy cząsteczkowej, 3) objętości rozkładu oraz 4) wiązania z białkami.

Trucizny o mniejszych cząsteczkach są bardziej podatne na dializowanie. Jednak w przypadku trucizn o większej masie cząsteczkowej, takich jak niektóre leki, dializa może nie być skuteczna. Nowsze wysokoprzepustowe dializatory umożliwiają jednak oczyszczanie trucizn o masie cząsteczkowej do 15 000 Da.

Znajomość tych zasad jest kluczowa w doborze odpowiedniej metody leczenia. Zastosowanie ECTR nie zawsze przynosi korzyści w przypadkach, gdzie pochodzenie i mechanizm eliminacji trucizny umożliwiają jej wystarczającą eliminację wewnętrzną.

Jakie są wyzwania i strategie w suszeniu nanocelulozowych aerogeli?
Jak oswoić małe dziecko z wodą i przygotować je do nauki pływania?
Jak udało się przejąć konie i co to oznaczało dla bohaterów?