Ostre uszkodzenie nerek po operacjach kardiochirurgicznych jako szczególny przypadek zespołu sercowo-nerkowego

wiąże się z niekorzystnym rokowaniem oraz zwiększa ryzyko pooperacyjnej chorobowości i śmiertelności. Zasadne zatem wydaje się zaznajomienie lekarzy – zwłaszcza kierujących chorych do zabiegu oraz sprawujących nad nimi opiekę bezpośrednio przed operacją – z dostępnymi metodami zapobiegania, wczesnego rozpoznawania i leczenia ostrego uszkodzenia nerek u pacjentów poddawanych operacjom kardiochirurgicznym.

Epidemiologia

Ostra niewydolność nerek jest klinicznie istotnym interdyscyplinarnym problemem, który w proces diagnostyczno-terapeutyczny angażuje lekarzy wielu specjalności. Nagłe upośledzenie czynności nerek, nazywane zgodnie z obowiązującą nomenklaturą ostrym uszkodzeniem nerek, znacznie pogarsza wyniki leczenia pacjentów poddawanych różnym procedurom inwazyjnym ¹ , zwłaszcza operacjom kardiochirurgicznym (cardiac surgery-associated acute kidney injury, CSA-AKI). U 24-45% chorych hospitalizowanych z powodu ostrej niewydolności serca dochodzi do upośledzenia czynności nerek o różnym nasileniu, a wśród pacjentów poddawanych operacjom kardiochirurgicznym częstość tego powikłania sięga aż 40% ^{2, 3} (a nawet 68% w grupie pacjentów po przeszczepieniu serca ⁴ ). Jak wynika z powyższych danych, częstość występowania AKI jest porównywalna wśród pacjentów poddawanych operacjom kardiochirurgicznym i chorych przyjmowanych na oddział kardiologii z powodu ostrej niewydolności serca (najczęściej wtórnej do ostrego zespołu wieńcowego) lub zaostrzenia przewlekłej niewydolności serca o różnej etiologii. Wystąpienie CSA-AKI wiąże się z wydłużeniem czasu hospitalizacji, zwłaszcza na oddziale intensywnej terapii, stanowi niezależny czynnik ryzyka rozwoju przewlekłej choroby nerek (chronic kidney disease, CKD) ¹ i zwiększa pooperacyjne ryzyko zgonu, które zależy od czasu utrzymywania się uszkodzenia nerek: dla trwającego 1-2 dni iloraz zagrożeń [HR] wynosi 1,66 (95% przedział ufności [PU] 1,32-2,09), a dla trwającego powyżej 7 dni – 3,40 (95% PU 2,73-4,25) ^{2, 5} . Udokumentowano, że pogorszenie czynności nerek u pacjentów leczonych zachowawczo jest niezależnym czynnikiem ryzyka ponownego przyjęcia do szpitala z powodu zaostrzenia niewydolności serca i, co szczególnie istotne, ryzyka zgonu, niezależnie od czasu utrzymywania się tej patologii (HR=1,47, 95% PU 1,13-1,81, p=0,02) ⁶ . Ryzyko zgonu jest największe u osób wymagających leczenia nerkozastępczego (OR=3,82, 95% PU 3,44-4,25) ⁷ .

Zespół sercowo-nerkowy

Tabela 1. Klasyfikacja zespołu sercowo-nerkowego [9]

Na uwagę zasługuje to, że posługujemy się tutaj pojęciem uszkodzenia, co wskazuje na jego zewnętrzny (wtórny) charakter. Wynika to z pozycji nozologicznej CSA-AKI, należącego do typu 1 zespołu sercowo-nerkowego (cardio-renal syndrome, CRS) ⁸ , którego spójna klasyfikacja została niedawno zaproponowana przez Ronco i wsp. (tab. 1) ⁹ . W typie 1 ostra niewydolność serca, obejmująca również tzw. zespół małego rzutu po operacjach kardiochirurgicznych, prowadzi do ostrego upośledzenia czynności nerek. Obniżona kurczliwość mięśnia sercowego, uraz operacyjny, zwiększona utrata krwi i hipowolemia prowadzą do spadku pojemności minutowej i zmniejszenia nerkowego przepływu krwi ¹⁰ . Zastój krwi żylnej w nerkach jest efektem redystrybucji krwi do układu naczyń żylnych, wynikającej ze spadku efektywnej objętości krwi tętniczej ⁸ . Za dodatkowy czynnik uszkadzający uważa się konieczność stosowania leków nefrotoksycznych, takich jak niesteroidowe leki przeciwzapalne (non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAID), inhibitory konwertazy angiotensyny (angiotensin-converting enzyme inhibitor, ACE-I) i diuretyki oraz użycie radiologicznych środków kontrastowych (angiografia, w tym naczyń wieńcowych, tomografia komputerowa). Nie należy zapominać również o roli krążenia pozaustrojowego, które sprzyja hipoperfuzji nerek i rozwojowi zespołu ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej w wyniku kontaktu komórek odpornościowych i białek osocza z ujemnie naładowaną wewnętrzną powierzchnią drenów, pompy perystaltycznej i błony oksygenatora ¹¹ .

Mechanizmy prowadzące do rozwoju AKI to przede wszystkim: 1) niedokrwienie, do którego dochodzi podczas zatrzymania krążenia i uszkodzenie rdzenia nerki w okresie reperfuzji, 2) niskie ciśnienie perfuzyjne w okresie okołooperacyjnym, spowodowane przejściowym zwężeniem lub zamknięciem tętnic nerkowych w przebiegu odruchowego skurczu naczynia, stosowania nadmiernych dawek leków naczynioskurczowych, mikro- i makrozatorowości, niedokrwistości i hipoksemii, 3) wpływ toksyn endo- i egzogennych (w tym leków) oraz 4) związany z zabiegiem lub jego powikłaniami stan zapalny miejscowy i ogólnoustrojowy (zespół uogólnionej odpowiedzi zapalnej, zakażenia, posocznica), stres oksydacyjny oraz modulacja odpowiedzi immunologicznej w odpowiedzi na krążenie pozaustrojowe i uraz chirurgiczny ¹² . Mnogość przyczyn prowadzących do CSA-AKI uzasadnia klasyfikowanie tego powikłania jako CRS typu 5 w przypadkach jednoczesnego uszkodzenia serca i nerek.

Definicja CSA-AKI

Tabela 2. Rozpoznawanie ostrego uszkodzenia nerek według kryteriów KDIGO z 2012 r.

Jest kilka definicji AKI ¹³ , które doczekały się wielu modyfikacji. W niedawno opublikowanych wytycznych komitetu KDIGO (Kidney Disease: Improving Global Outcomes) zaproponowano ujednolicony schemat rozpoznawania AKI (tab. 2) ¹⁴ , który bierze pod uwagę bezwzględny wzrost stężenia kreatyniny o ponad 26,2 µmol/l (0,3 mg/dl) w czasie 48 godzin od zabiegu, a także względny przyrost kreatyninemii o 50% w porównaniu z wyjściowym stężeniem w okresie 7 dni. Dodatkowym kryterium uzasadniającym rozpoznanie AKI jest zmniejszenie wydalania moczu poniżej 30 ml na godzinę przez kolejne 6 godzin (dla pacjenta o masie 60 kg).

Czynniki ryzyka CSA-AKI

Świadomość znaczenia ostrego uszkodzenia nerek i znajomość czynników predysponujących do wystąpienia CSA-AKI pozwala usprawnić proces wstępnej kwalifikacji do operacji kardiochirurgicznych, zaoszczędzić pacjentom stresu związanego z ewentualną dyskwalifikacją od leczenia chirurgicznego bezpośrednio przed zabiegiem, a także zaoferować wybranym chorym inne metody postępowania (np. przezskórną interwencję wieńcową lub leczenie zachowawcze). Jednak w wybranych sytuacjach klinicznych wiedza o potencjalnym zagrożeniu CSA-AKI w przypadku konieczności przeprowadzenia zabiegu ułatwia przede wszystkim odpowiednie przedoperacyjne przygotowanie pacjentów w celu zminimalizowania ryzyka wystąpienia tego powikłania. Decydująca wydaje się zatem prewencja CSA-AKI: dokładna kwalifikacja do operacji przez wielodyscyplinarny zespół (tzw. heart team), odpowiednie przygotowanie przedoperacyjne i jak najwcześniejsze wdrożenie terapii w oparciu o wymienione wcześniej precyzyjne kryteria diagnostyczne.

Wystąpieniu AKI sprzyja zaawansowany wiek, cukrzyca, nadciśnienie tętnicze, kardiomiopatia (niezależnie od jej etiologii), miażdżyca naczyń obwodowych, przewlekła obturacyjna choroba płuc i palenie tytoniu ¹² . Niebagatelne znaczenie ma także wyjściowo zwiększone stężenie kreatyniny w surowicy, nawet przy braku chorób towarzyszących ^{15, 16} . Parametr ten znalazł zastosowanie w ocenie ryzyka operacyjnego. Szacowany na jego podstawie wskaźnik przesączania kłębuszkowego (estimated glomerular filtration rate, eGFR) jest rutynowo brany pod uwagę przy kwalifikacji chorych do operacji kardiochirurgicznych i stanowi element powszechnie używanej skali EuroSCORE (European System for Cardiac Operative Risk Evaluation) ¹⁷ .

Procedurami okołooperacyjnymi, które mogą przyczynić się do upośledzenia czynności nerek, są: konieczność przetoczenia koncentratu krwinek czerwonych (z powodu niedokrwistości), śródoperacyjne zastosowanie leków o działaniu inotropowo dodatnim (z powodu pogorszenia funkcji serca), poprawiających perfuzję naczyniową (z powodu spadku oporu obwodowego) i antyarytmicznych (z powodu zaburzeń rytmu upośledzających wydolność hemodynamiczną). Ważnym czynnikiem rozwoju CSA-AKI jest również czas zakleszczenia aorty oraz konieczność ponownego zastosowania krążenia pozaustrojowego (jako wykładników czasu trwania operacji i ewentualnych powikłań ze strony układu krążenia) ¹⁶ . Operacje zastawkowe oraz procedury złożone obarczone są większym prawdopodobieństwem rozwoju AKI niż elektywne pomostowanie aortalno-wieńcowe ¹⁸ . Powyższe czynniki ryzyka powinny być uwzględniane w pooperacyjnej ocenie chorych poddawanych operacjom kardiochirurgicznym, a u pacjentów zagrożonych rozwojem powikłania czynność nerek powinna być często i rzetelnie monitorowana.

Monitorowanie

Uwzględnione w definicji oznaczenie stężenia kreatyniny nie stanowi niestety wczesnego wykładnika CSA-AKI. Przyjęte 48-godzinne okno diagnostyczne nie jest kryterium arbitralnym, ale uwarunkowanym charakterystyką oznaczenia stężenia kreatyniny jako markera AKI. Do wzrostu kreatyninemii dochodzi najczęściej dopiero po 5 dniach od zadziałania na nefron czynnika uszkadzającego, nie wcześniej jednak niż po 24-48 godzinach ^{9, 19} . Mimo szybkiego spadku wskaźnika przesączania kłębuszkowego stężenie kreatyniny w pierwszych dobach pozostaje na stałym poziomie, co wynika z wykładniczej zależności między tymi dwoma parametrami. Paradoksalnie w pierwszych 24 godzinach po operacji często obserwuje się spadek stężenia kreatyniny związany z śródoperacyjną hemodylucją ¹³ . Pooperacyjna stopniowa hemokoncentracja może mylnie sugerować wzrost stężenia kreatyniny i postępujące uszkodzenie nerek. Ograniczeniem metody jest również konieczność interpretacji stężenia kreatyniny z uwzględnieniem czynników wpływających na ten parametr, czyli wieku, płci i całkowitej masy mięśniowej. W świetle powyższych faktów coraz częściej postuluje się konieczność znalezienia nowego wczesnego markera AKI ¹⁹ . Dobrym kandydatem wydaje się białko lipokalina neutrofilowa związana z żelatynazą (neutrophil gelatinase-associated lipocalin, NGAL), które wykazuje ekspresję w komórkach kanalików nerkowych i pełni rolę w mechanizmie odporności nieswoistej. Udokumentowano, że do wzrostu stężenia NGAL w surowicy dochodzi już po 1-2 godzinach (punkt odcięcia: 190 ng/ml), a w moczu po 4-6 godzinach od pojawienia się zmian patogenetycznych w nerkach (norma: 20,5 ng/ml) ^{20, 21, 22} . Wczesny przedoperacyjny wzrost stężenia NGAL w surowicy lub moczu aż pięciokrotnie zwiększa ryzyko wystąpienia CSA-AKI, definiowanego jako wzrost stężenia kreatyniny w okresie późniejszym ¹ . Oznaczenie stężenia NGAL ma również przewagę nad kreatyniną, ponieważ odzwierciedla proces zapalny w czasie rzeczywistym ²³ i stanowi czuły wykładnik AKI w przypadkach wyjściowo (przedoperacyjnie) zwiększonego stężenia kreatyniny (AKI nałożone na przewlekłą niewydolność nerek).

Zapobieganie CSA-AKI

Tabela 3. Metody zapobiegania ostremu uszkodzeniu nerek po operacjach kardiochirurgicznych [14,24,25] 

Nie opracowano dotychczas metod wczesnego wykrywania CSA-AKI, zatem jego leczenie stanowi wciąż jedno z wyzwań współczesnej intensywnej terapii kardiochirurgicznej. Dlatego nacisk kładzie się przede wszystkim na zapobieganie jego wystąpieniu przez dyskwalifikację lub odroczenie operacji u chorych zagrożonych AKI, u których zabieg nie musi być przeprowadzony ze wskazań życiowych. Kluczowa wydaje się ocena obecności czynników ryzyka na podstawie wywiadu, badania przedmiotowego, badań laboratoryjnych i obrazowych (tab. 3). Prawidłową kwalifikację przedoperacyjną może zapewnić jedynie interdyscyplinarny zespół lekarski, w skład którego wchodzić powinien nie tylko kardiochiurg, kardiolog (również inwazyjny) i anestezjolog, ale także m.in. nefrolog, diabetolog i geriatra.

Kolejnym krokiem powinno być zapewnienie choremu odpowiedniego bilansu płynowego przed operacją, co jest szczególnie istotne u pacjentów z zastoinową niewydolnością serca. Zbyt intensywne odwadnianie chorych przed operacją może przynieść katastrofalne skutki. Podczas zabiegu należy unikać gwałtownych zmian wolemii i ciśnienia tętniczego – trzeba kontrolować nawadnianie dożylne i stosowanie diuretyków w oparciu o ciągłe monitorowanie hemodynamiczne ciśnienia tętniczego i ośrodkowego ciśnienia żylnego (central venous pressure, CVP) ²⁴ oraz bioimpedancji (pomiar całkowitej zawartości wody w ustroju przez pomiar wektora bioimpedancji), jeśli to możliwe ^{25, 26} .

Niezbędna jest także ścisła kontrola glikemii w okresie okołooperacyjnym, zwłaszcza u pacjentów z wcześniej rozpoznaną cukrzycą. W wytycznych KDIGO za docelowe uznaje się stężenie glukozy w zakresie 110-149 mg/dl ¹⁴ .
Aktualne zalecenia diabetologiczne sugerują jednak mniej restrykcyjną terapię hiperglikemii pooperacyjnej (utrzymywanie wartości w granicach 140-180 mg/dl) z uwagi na ryzyko rozwoju hipoglikemii ²⁷ .

Śródoperacyjna podaż masy erytrocytarnej koreluje z ryzykiem wystąpienia CSA-AKI, nie ustalono jednak dotychczas, czy bardziej szkodliwy jest wpływ samej niedokrwistości, czy raczej przetoczenia i związanej z nim immunizacji. CSA-AKI występuje prawie dwukrotnie częściej u chorych, u których stężenie hemoglobiny przed operacją wynosi <12,5 g/dl, co potwierdza tylko ważność właściwego przygotowania do operacji ²⁸ . Rozsądne wydaje się, że po operacji należy korygować niedokrwistość, przetaczając koncentrat krwinek czerwonych, gdy stężenie hemoglobiny spada poniżej 7 g/dl lub hematokryt poniżej 21% ¹⁴ .

Złotym standardem opieki nad pacjentami, u których istnieje ryzyko upośledzenia czynności nerek, jest odstawienie kilka dni przed operacją leków potencjalnie nefrotoksycznych. Należy unikać jakichkolwiek niesteroidowych leków przeciwzapalnych ²⁹ , a także paracetamolu ³⁰ . NSAID jako niewybiórcze inhibitory cyklooksygenazy COX-1 i COX-2 prowadzą do zmniejszenia stężenia prostacykliny w tętnicach prostych, co skutkuje niedokrwieniem rdzenia nerki.

W obliczu pogorszenia czynności nerek po operacji klinicyści stają przed koniecznością dostosowania dawek leków niezbędnych w terapii niewydolności krążenia, ale jednocześnie o działaniu nefrotoksycznym. ACE-I skutecznie obniżają ciśnienie i w długoterminowej obserwacji zapobiegają niekorzystnej przebudowie mięśnia sercowego oraz znoszą efekty aktywacji neurohumoralnej (wzrost wydzielania reniny, wazopresyny i amin katecholowych), co zapobiega dalszemu niedokrwieniu nerek ⁸ . Z drugiej strony spadek ciśnienia tętniczego sprzyja zmniejszeniu perfuzji narządowej, a wyniki badań epidemiologicznych wykazały także, że przedoperacyjne przyjmowanie ACE-I wiąże się z niewielkim, choć istotnym statystycznie ryzykiem rozwoju dysfunkcji nerek (iloraz szans [OR] 1,36, 95% PU 1,1-1,67) ³¹ . Biorąc pod uwagę powyższe dane, uważa się, że ACE-I nie powinny być rutynowo odstawiane, a tylko dawka leku wymaga dostosowania do aktualnego stężenia kreatyniny i diurezy ³² , nawet za cenę spadku GFR związanego ze zmniejszeniem napięcia tętniczki odprowadzającej. W takiej sytuacji konieczne jest częstsze niż zwykle monitorowanie laboratoryjnych parametrów funkcji nerek oraz stężenia elektrolitów, ze szczególnym uwzględnieniem jonów potasu ³³ .

Diuretyki pętlowe mogą nasilać przednerkowy komponent ostrego uszkodzenia nerek, a także aktywować kanalikowo-kłębuszkowe sprzężenie zwrotne, co może prowadzić do dalszego niedokrwienia nerki ³⁴ . Dlatego nie powinno się ich stosować w zapobieganiu ostrego uszkodzenia nerek u pacjentów z prawidłowym bilansem płynowym. Dyskusyjne jest także stosowanie terapii odwadniającej u stabilnych chorych z zastoinową niewydolnością krążenia przed operacją. W przypadku przewodnienia ich użycie jest wskazane w celu odwrócenia niekorzystnej redystrybucji płynu ustrojowego do łożyska żylnego ¹⁴ , choć zawsze należy zachować równowagę między ryzykiem dekompensacji krążenia a zbyt rygorystycznym reżimem płynowym skutkującym rozwojem AKI.

U każdego pacjenta należy ograniczyć podaż jonowych środków kontrastowych, które często stosowane są podczas wykonywanych przed operacją angiografii naczyń wieńcowych lub angio-TK, niezbędnych do oceny wskazań do leczenia kardiochirurgicznego ³⁵ . Podobne znaczenie ma ograniczenie badań obrazowych bezpośrednio po operacji (1-2 dni). Ryzyko rozwoju AKI u chorych, u których w trakcie jednej hospitalizacji wykonano koronarografię, a następnie operację serca jest o 54% większe niż u chorych, którym nie podawano środków kontrastowych ³⁶ .

Leczenie CSA-AKI

Tabela 4. Leki nefrotoksyczne [37-40] 

Tabela 5. Metody leczenia ostrego uszkodzenia nerek po operacjach kardiochirurgicznych [1,14,26]

Najważniejszym celem postępowania jest wczesne rozpoznanie rozwijającego się AKI, dlatego niezbędne jest monitorowanie stężenia kreatyniny w osoczu, diurezy godzinowej oraz ewentualne oznaczenie nowych markerów uszkodzenia nerek, takich jak NGAL ¹ . W przypadku wzrostu stężenia kreatyniny lub spadku diurezy godzinowej spełniających kryteria KDIGO, należy niezwłocznie wdrożyć leczenie przywracające równowagę hemodynamiczną i wodno-elektrolitową ustroju. Warto jeszcze raz podkreślić, że kluczowe jest odstawienie wszelkich potencjalnie nefrotoksycznych leków (tab. 4) ^{29, 30, 37, 38, 39, 40} . U chorych z niskim ciśnieniem tętniczym konieczna jest jednoczesna dożylna podaż płynów i ewentualnie stosowanie amin presyjnych (tab. 5). Należy nadmienić, że nie zaleca się już stosowania dopaminy w dawce 0,5-2 µg/kg/min w celu poprawy ukrwienia nerek (tzw. dawka diuretyczna) ¹⁴ . Diuretyki pętlowe należy stosować u pacjentów z hiperwolemią w dawce dostosowanej do ciśnienia tętniczego, bioimpedancji, ośrodkowego ciśnienia żylnego i stężenia biomarkerów wydolności nerek (np. NGAL) – tzw. terapia 5B (balance of fluids, blood pressure, blood volume, biomarkers, bioimpedance) ²⁶ . Gdy stan kliniczny się pogarsza i dochodzi do destabilizacji metabolicznej pod postacią kwasicy, hiperkaliemii, mocznicy lub przewodnienia skutkującego rozwojem obrzęku płuc, należy niezwłocznie wdrożyć techniki nerkozastępcze, przede wszystkim ciągłe (continuous renal replacement therapy, CRRT) ⁴¹ . Obecnie trwa randomizowane badanie CARRESS-HF (Cardiorenal Rescue Study in Acute Decompensated Heart Failure) porównujące podejście farmakologiczne (diuretyki i nawadnianie dożylne) oraz nerkozastępcze techniki ciągłe ⁴² . Wydaje się jednak, że w miarę możliwości technicznych CRRT powinno być stosowane w razie wystąpienia ewidentnych wskazań klinicznych, co pozwoli pacjentom przetrwać okres utraty funkcji nerek aż do jej powrotu, np. już w przypadku pojawienia się poliurycznej fazy niewydolności nerek.

Podsumowanie

Ostre uszkodzenie nerek po operacjach kardiochirurgicznych jest modelowym przykładem zespołu sercowo-nerkowego typu 1. Chociaż pozornie temat dotyczy lekarzy anestezjologów i kardiochirurgów zajmujących się wczesną opieką pooperacyjną, w odpowiedniej kwalifikacji chorego i właściwym przygotowaniu do zabiegu powinni brać udział lekarze wszystkich specjalności. Pomaga w tym znajomość czynników ryzyka wystąpienia tego powikłania oraz zasad modyfikacji stosowanego dotychczas leczenia farmakologicznego w wybranych przypadkach. Obecnie duże nadzieje wiąże się z możliwością rutynowego stosowania wczesnych markerów AKI, takich jak NGAL. Odpowiednio wczesna diagnostyka i skuteczna interwencja terapeutyczna powinny pozwolić na odwrócenie niekorzystnej sekwencji zdarzeń patogenetycznych prowadzącej do postępującego ostrego uszkodzenia nerek.