Einfluss von Dialysemembran-Modifikationen und Konvektion auf die Elimination von Mittelmolekülen

Abstract

Kardiovaskuläre Erkrankungen entstehen früh im Verlauf der Niereninsuffizienz und stellen die Hauptursache der im Vergleich zur Normalbevölkerung signifikant erhöhten Morbidität und Mortalität bei Dialysepatienten dar. Die Optimierung der Nierenersatztherapie einschließlich einer verbesserten Elimination von Urämietoxinen mit einer dadurch bedingten Reduktion der inflammatorischen Antwort verdient somit eine besondere Beachtung. In einer prospektiven und kontrollierten Studie im Crossover-Design wurde daher an 12 Dialysepatienten untersucht, ob eine neu entwickelte High-Cutoff Polyamidmembran mit größeren Poren urämische Substanzen und inflammatorische Mediatoren effektiver entfernen kann als die konventionelle High-flux Polyamidmembran PF 11. Außerdem wurde der Einfluss der Online-HDF im Postdilutionsverfahren und der HD jeweils in Kombination mit den beiden Hämofiltern geprüft. Es konnte gezeigt werden, dass die HCO-Membran IL-6, sTNF-RI, Leptin, β2-Mikroglobulin, Faktor D und hochmolekulare AGE signifikant besser entfernen kann als die PF11-Membran. Durch Anwendung der HDF konnten die Eliminationsraten im Vergleich zur HD teilweise noch signifikant gesteigert werden. SIL-6R konnte aufgrund seiner Größe durch alle Filter und Methoden nur marginal eliminiert werden. Die Konzentrationen von IL-18, IL-10, IL-1RA lagen unterhalb der Assay-Nachweisgrenzen, so dass eine Auswertung nicht möglich war. Bei der Elimination der niedermolekularen Substanzen Kreatinin und Harnstoff durch die HCO-Membran ergaben sich im Vergleich zu PF 11 keine Vorteile, was aufgrund der Größe der kleinen, gut diffusiblen wasserlöslichen Stoffe zu erwarten war. Die Unterschiede bei den Reduktionsraten fielen bei Kreatinin nur gering aus, trotzdem wurden durch die HDF signifikant höhere Eliminationsraten erreicht. Der Einsatz der HCO-Membran ging nach 4 h mit einem erheblichen und signifikanten Albuminverlust mit 25 g unter HDF und mit 5 g unter HD einher. Jedoch führte dieser Albuminverlust nur unter HDF-HCO zu einer signifikanten Albumin-Reduktion um 4,8%. Wegen der Gefahr der hämodynamischen Instabilität ist bei Verwendung der HCO-Membran eine Überwachung der Albumin-Konzentration notwendig. Ein Einsatz der HCO- Membran mit der HDF sollte nur bei ausgewählten Patienten stattfinden. Die Kombination der HCO-Membran mit der HD limitiert den Albuminverlust bei guten Eliminationswerten hinsichtlich der Urämietoxine. In der vorliegenden Studie konnte dargestellt werden, dass durch die HCO-Membran mit vergrößertem Porendurchmesser verschiedene Mediatoren aus dem mittelmolekularen Bereich signifikant besser eliminiert werden als durch eine konventionelle Membran. In Langzeitstudien muss untersucht werden, ob durch die effektivere Entfernung von Urämietoxinen die bei Dialysepatienten vorliegende chronische Inflammation reduziert und dadurch die mit der Inflammation einhergehende erhöhte Morbidität und Mortalität vermindert werden kann.

Cardiovascular disease (CVD) develops early in the course of renal insufficiency and is the leading cause of the high morbidity and mortality in dialysis patients. Therefore special consideration has to be given to the optimization of renal replacement therapy including the efficient elimination of uremic toxins which ultimately could lead to a reduction of the inflammatory response. Twelve dialysis patients were enrolled in a prospective cross-over study to investigate whether there are differences in the elimination of uremic solutes and inflammatory mediators between the conventional high-flux membrane PF 11 and the newly developed high-flux membrane HCO with larger pores and a higher cut-off. Additionally, the influence of online-HDF in post-dilution mode and HD each in combination with both dialyzers was investigated. Treatment with HCO removed IL-6, sTNF-RI, leptin, β2-microglobulin, factor D and high molecular AGE significantly better than the conventional high-flux membrane PF11. Comparing treatment modalities, HDF increased the removal of most uremic solutes significantly. Due to the high molecular weight the elimination of sIL-6R by both dialyzers and treatment modalities was just marginal. The concentrations of IL-18, IL-10 and IL-1RA were below the detection limits. The removal of the small molecules urea and creatinine was similar for both membranes. The differences in the reduction rate for creatinine were only small; however, significantly higher elimination rates were found with HDF. The use of the HCO membrane resulted in enhanced loss of albumin in the dialysate, especially when HDF was performed. The albumin loss was 25 g with HDF-HCO and 5 g with HD-HCO, but only HDF-HCO led to a significant albumin reduction of 4.8%. A severe albumin loss could promote hemodynamic instability, therefore the albumin levels should be monitored closely. HCO membranes in combination with HDF should only be used for the treatment of selected patients. The combination of HCO membranes with HD would limit the albumin loss while presenting an efficient elimination of uremic toxins. The results indicate that large-pore high-cutoff membranes eliminate mediators in the middle-molecule range better than conventional high-flux membranes. Long-term trials should evaluate the effect of the efficient elimination of uremic solutes on chronic inflammation in dialysis patients and determine whether dampening the inflammation could influence cardiovascular mortality and morbidity.