Renale Haemodynamik und Funktion unter normothermer aortokoronarer Bypass- Operation bei Hochrisikopatienten

Abstract

In der vorliegenden prospektiven klinischen Studie wurde bei 50 Patienten (unterteilt in die Risikogruppen Diabetes, Alter>75 und Kontrollgruppe) die Nierenfunktion während Herzoperationen mit Einsatz der Herz-Lungen-Maschine untersucht. Vorangegangene Arbeiten konnten zeigen, daß unter anderem Diabetes mellitus und hohes Alter Risikofaktoren darstellen, die mit einer Erhöhung des relativen Risikos eines akuten Nierenversagens einhergehen. Anhand bestimmter Nierenfunktionsparameter wie glomeruläre Filtrationsrate, renaler Plasmafluß, Proteinurie und fraktionierte Harnstoffexkretion sollte geprüft werden, ob sich zwischen den Risikogruppen Unterschiede in der Nierenfunktion zeigen, die das erhöhte relative Risiko für die Entwicklung eines akuten Nierenversagens nach Herzoperationen erklären. Ferner sollte untersucht werden, ob durch unterschiedliche endokrine Aktivität hinsichtlich der Hormone Adrenalin, Noradrenalin, Renin und Aldosteron die Entwicklung eines akuten Nierenversagens begünstigt wird. Durch die untersuchten Parameter konnte nicht gezeigt werden, daß sich die Risikogruppen hinsichtlich der Nierenfunktion signifikant unterscheiden, jedoch zeigten alle untersuchten Parameter im Zeitverlauf signifikante Veränderungen. Im endokrinen Haushalt zeigte die Kontrollgruppe allein für Aldosteron signifikant höhere Werte als die beiden anderen Risikogruppen, so daß eine Begünstigung des akuten Nierenversagens aufgrund unterschiedlicher endokriner Aktivität unwahrscheinlich ist. Es konnte jedoch gezeigt werden, daß mit Einsetzen der Herz-Lungen-Maschine ein deutlicher Nierenschaden entsteht, der sich u.a. in einer ausgeprägten Konzentrationserhöhung der Proteine und Enzyme im Urin niederschlägt. Ursächlich hierfür scheint eine durch die Herz-Lungen-Maschine ausgelöste Hypoperfusion der Niere, die sich in einem Rückgang des renalen Plasmaflusses um 65% schon 15 Minuten nach Start der Herz-Lungen-Maschine widerspiegelt. Mit längerer Einsatzdauer der Herz-Lungen-Maschine ist ein weiteres Absinken des renalen Plasmaflusses zu beobachten, 45 Minuten nach Start der Herz-Lungen- Maschine war der renale Plasmafluß um über 80% zurückgegangen. Es ist unumstritten, dass Diabetiker und ältere Menschen ein höheres Risiko zur Aus¬bildung eines akuten Nierenversagens haben. So sollte zur Vermeidung eines akuten Nierenversagens in erster Linie die Indikation zum Einsatz der Herz- Lungen-Maschine kritisch gestellt werden. Obwohl sich in dieser Arbeit die gemessenen Parameter zwischen den Gruppen nicht signifikant unterscheiden, muß man doch hypothetisieren, daß vorgeschädigte Nieren sehr viel vulnerabler auf Noxen wie z.B. niedrigen Perfusionsdruck, prärenalen Volumenmangel reagieren. Dies heißt aber, daß ein falsches Volumenmanagement (unzureichende Hydrierung vor und nach Operation) das Auftreten des akuten Nierenversagens wesentlich begünstigt. Die fraktionierte Harnstoffexkretion und Plasmaharnstoff /Plasmakreatinin-Ratio weisen auf einen perioperativen Volumenmangel hin, der die Entwicklung eines prärenalen Nierenversagens begünstigt. Wir sehen uns daher berechtigt, für eine großzügigere Volumengabe vor und nach Operation zu plädieren.

In our prospective clinical trial on 50 patients we investigated the effect of the heart-lung machine on renal function during heart surgery. Patients were classified into the following risk groups: diabetics, age above 75 years and controls. Previous studies were able to identify diabetes mellitus and higher age as risk factors for acute renal disfunction. The aim of this study was to identify renal parameters (e. g. glomerular filtration rate, renal plasma flow, proteinuria and fractional excretion of urea) that would predict a higher relative risk for development of renal disfunction after heart surgery. Furtherhmore, we aimed to find out whether endocrine activity of different hormones like adrenaline, noradenaline, renine or aldosteron had an influence on the development of acute renal disfunction. In our study, the investigated parameters were not sufficient to discriminate differences in renal function between risk groups. However, we documented significant changes in plasma levels for all parameters during the recorded time. With the exception of aldosteron which was significantly elevated in the control group, we did not identify significant differences in hormonal activity between the investigated risk groups. Therefore, it seems to be unlikely that differences in hormonal activity have a major contribution to acute renal failure. However, we were able to demonstrate that with the onset of the heart-lung machine renal function is impaired which is evidenced by a significant increase of protein and enzyme concentrations in the urine. Hypoperfusion of the kidneys due to application of the heart-lung machine might bea major cause for this observation. In our study, 15 minutes after application of the heart-lung machine renal plasma flow was reduced about 65%. With ongoing application of the heart-lung machine, renal plasma flow was even more impaired and reduced about 80% after 45 minutes. It is a fact that diabetics and elderly people carry a higher risk for development of acute renal failure. Therefore, the application of the heart-lung machine should be critically evaluated in risk groups. Although we were not able to document significant differences in investigated parameters between risk groups, it is highly likeable that predamaged kidneys are a lot more sensible to stress factors like low perfusion gradient or prerenal volume depletion. In regard to this fact, one can conclude that insufficient volume management (that means insufficient hydration before and after surgery) promotes acute renal failure. The fractional excretion of urea and plasma-urea /plasma-creatinine ratio point to a lack of peri-operative volume administration which favours the development of prerenal renal failure. Therefore, we recommend a more generous volume administration before and after heart surgery.