Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel:Komponenten der Bioinkompatibilität der extrakorporalen Hämodialyse des Menschen
Autor:Sternberg, Jan Frederik
Weitere Beteiligte: Kuhlmann, Uwe (PD Dr.)
Erscheinungsjahr:2004
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2004/0320
DOI: https://doi.org/10.17192/z2004.0320
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2004-03203
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Components of bioincompatibility in extracorporeal hemodialysis of men

Dokument

Schlagwörter:
Hemodialysis, Leucopenia, Oxidativer Stoffwechsel, Polymorphonuclear neutrophil granulocyte, Neutrophiler Granulozyt, Körpertemperatur, Energy turnover, Biokompatibilität, Biocompatibility, Hämodialyse, Leukopenie, Energieumsatz <Medizin />, Body temperature, Oxidative metabolism

Zusammenfassung:
Auch heute noch spielt das Phänomen der Bioinkompatibilität von Dialysematerialien eine entscheidende Rolle in der Entstehung von typischen, wenn auch nicht spezifischen, langfristigen Folgeerkrankungen, die aus der chronischen Hämodialyse resultieren. Um das Maß dieser Bioinkompatibilität zu quantifizieren, haben sich einige Parameter besonders gut bewährt. Zur Erfassung gut geeignet ist die Komplementaktivierung im Plasma [5], [9], [42], [70], [109], [110], [112], [144], [193], [197] (sie spiegelt sich insbesondere in der C3a/C3ades Arg- und der C5a/C5ades Arg-Konzentration wider), der Grad der Aktivierung des oxidativen Granulozytenstoffwechsels [51], [79], [104], [109], [134], [135], [143], [181] (Messung z.B. mittels Cytochrom C-Reduktionstest), eine transitorische Leukopenie in der Initialphase der Dialyseprozedur [7], [9], [25], [41], [70], [110], [111], [119], [191], [232], [236], [251] und die Ausschüttung von Interleukinen (z.B. IL-1, IL-6 und TNF) [5], [15], [17], [20], [55], [63], [90], [112], [144], [166], [193], [197], [217]. Bei Urämikern ist die Körpertemperatur niedriger als bei Gesunden [10], [116], [130], [131], [159], [220], [246]. Während der Hämodialyse wird häufig ein Anstieg der Körpertemperatur im Sinne einer febrilen oder hyperthermen Reaktion und ein Anstieg des endogenen Energieumsatzes beobachtet, auch wenn die thermische Energiebilanz im extrakorporalem System gleich Null ist, also weder Wärme zugeführt, noch entzogen wird [47], [131], [139], [140], [141], [142], [145], [146], [159], [167], [168], [169], [170], [205], [209], [145], [146]. Diese Beobachtung wurde auf eine Baroreflex-vermittelte Vasokonstriktion [86], [140] oder auf eine durch Endotoxinfragmente im Dialysat verursachte febrile Reaktion [60], [201], [205] zurückgeführt. Letztlich scheint eine komplexe Summe aus Pyrogenen, Kryogenen und dem Hydratationzustand des Menschen, die Regulation der Körpertemperatur zu bedingen [114], [131]. Für die Steigerung des Energieumsatzes wurde zudem eine vermehrte Atemarbeit verantwortlich gemacht. Diese könnte zwei Ursachen haben: 1. ein aus der Sequestration von Leukozyten in den pulmonalen Kapillaren resultierendes interstitielles Lungenödem könnte die Atemarbeit steigern [140]. 2. der stark erhöhte pCO2 im Bicarbonatdialysat [18] und konsekutiv arteriell könnte ebenfalls einen Anstieg des Atemantriebs bewirken. Der Versuch die Körpertemperatur und den Energieumsatz zur Erfassung der Bioinkompatibilität von Dialysematerialien zu benutzen zeigte, daß beide Parameter nur eingeschränkt dieser Funktion genügen. Sie wirken weniger sensibel als die Erfassung von Komplementsystem, Interleukinen, Leukozytensturz und oxidativem Granulozytenstoffwechsel. Nicht alle Bioinkompatibilitäts-phänomene, vermögen die Körpertemperatur und den Energieumsatz zu beeinflussen. Die vorliegende Untersuchung zeigt eindrücklich, daß weder die Aktivierung des oxidativen Granulozytenstoffwechsels noch die vorübergehende Leukozytopenie ausschließlich membrangebundene Phänomene sind, sondern, wenn auch in geringerem Ausmaß, schon bei einer extrakorporalen Zirkulation ohne Kontakt zu einer Dialysemembran und ohne Dialysatkontakt auftreten. Die Aktivierung des oxidativen Granulozytenstoffwechsels und der Leukozytensturz waren bei alleinigem Kontakt zu einem Dialyseschlauchsystem (Regime A), bei Kontakt zum Schlauchsystem und einer Dialysemembran (Regime B) und bei Kontakt zu Schlauchsystem, Dialysemembran und Dialysatflüssigkeit nachweisbar, jedoch unterschiedlich stark ausgeprägt. Daraus wird deutlich, daß alle Komponenten eines extrakorporalen Dialysekreislaufs einen meßbaren Einfluß auf die Homöostase des Dialysepatienten haben. Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Biokompatibilität ist also nicht nur bei den Dialysemembranen vorhanden, sondern auch bei den Schlauchmaterialien und der Dialysatflüssigkeit. Der Kontaminationsgrad des Dialysats mit bakteriellen Zellwandfragmenten wie LPS oder Lipid-A u.a., scheint einen deutlichen Beitrag zu febrilen- und anderen Akutphasereaktionen des Hämodialysepatienten zu leisten. Der Qualität dieser Komponente sollte in der Routine noch mehr Beachtung geschenkt und Kontrollen intensiviert werden. (Die Literaturangaben in den eckigen Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis in der Promotion.)

Summary:
Nowadays, bioincompatibility of dialysis materials plays a decisive role in the development of typical, although not specific, chronic complications, observed in patients undergoing chronic hemodialysis. Several parameters are well proven to measure the quantity of bioincompatibility reactions. Well suited for recording the phenomenon of bioincompatibility are the activation of complement (reflected mainly in the plasma levels of the complement component C3a/ C3ades Arg and C5a/C5ades Arg) [5], [9], [42], [70], [109], [110], [112], [144], [193], [197], the grade of activity of the oxidative metabolism of polymorphonuclear neutrophil granulocytes (measurement e.g. with the cytochrome C reduction test) [51], [79], [104], [109], [134], [135], [143], [181], the transient leucopenia in the early phase of hemodialysis procedure [7], [9], [25], [41], [70], [110], [111], [119], [191], [232], [236], [251] and the release of interleukins (e.g. IL-1, IL-6 and TNF) [5], [15], [17], [20], [55], [63], [90], [112], [144], [166], [193], [197], [217]. The body temperature is lower in uremic patients than in healthy people [10], [116], [130], [131], [159], [220], [246]. During hemodialysis a rise in body temperature, such as a febrile or hypertermic reaction, is a well-known phenomenon. Also, an increase of energy turnover is frequently observed in hemodialysis although the energy transfer in the extracorporeal circuit is balanced. Thus, there is neither heat removal nor warming up by the external blood circulation [47], [131], [139], [140], [141], [142], [145], [146], [159], [167], [168], [169], [170], [205], [209], [145], [146]. A baroreflex mediated increase of total peripheral resistance [86], [140] and a febrile reaction through endotoxins in the dialysate [60], [201], [205] were blamed for causing the rise of body temperature and energy turnover. Finally, a complex amount of pyrogens and cryogens and the state of hydratation of the hemodialyzed patient seem to have influence upon the regulation of body temperature. [114], [131]. Moreover, an increased breathing exercise could lead to a raised energy turnover. This could be explained by two phenomenons. 1) An interstitial pulmonary oedema resulting from the sequestration of leucocytes in the pulmonary capillaries could enhance the breathing exercise [140]. 2) The high pCO2 in the bicarbonate dialysis bath fluid [18], and consequently in the arterial blood, could likewise cause an increase in respiratory drive. The attempt to use the body temperature and the energy turnover to measure bioincompatibility of dialysis materials shows that both parameters could merely fulfil this function in a limited manner. These two parameters seem to be less sensitive than the measurement of complement components, interleukins leucocyte count and their oxidative metabolism. Not all the phenomenons of bioincompatibility are able to influence body temperature and energy turnover. The present study points out that neither the activation of the oxidative metabolism of neutrophils nor the transient leucopenia are exclusively linked with a contact to the dialysis membrane. To some extend, the extacorporeal circulation itself, without a contact to a dialysis membrane or the dialysis bath fluid, already leads to the upper mentioned leukopenia and the production of reactive oxygen radicals. The stimulation of the oxidative granulocyte metabolism and the decrease in leucocytes was detected at the sole contact with the tubes of the extracorporeal circuit (regime A), at the contact with the tubes and the dialysis membrane (regime B) and at the contact with the tubes, the membrane and the dialysis bath fluid (regime C), although to somewhat different extends respectively. There is evidence that all components of the extracorporeal circulation have a measurable influence upon the hemostasis of the hemodialysis patient. The efforts to improve bioincompatibility should not only focus on the dialysis membranes, but also on the tubes and the bath fluid as well. The contamination of the dialysis bath fluid with fragments of the bacterial cell membrane like LPS or lipid-A and others, clearly seem to contribute to febrile and other acute phase reactions in hemodialysis patients. It makes sense to pay more attention to the quality of this component and to intensify its controls in routine hemodialysis.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten