PMC
Nefrolodzy uwielbiają wzory. Zabawne jest matematyczne przewidywanie tego, co natura ma zamiar zrobić lub wyjaśnianie tego, co już zrobiła. Wzory wywyższają nas ponad naszych kolegów i studentów, którzy wpatrują się w nas z podziwem, gdy bierzemy do tablicy, aby wyjaśnić problemy kwasowo-zasadowe i płynno-elektrolitowe, które często wprawiają ich w zakłopotanie.
Jednakże ważne jest, abyśmy nie dali się zbytnio ponieść naszym matematycznym przyjaciołom. Większość wzorów, których używamy, to szacunki oparte na rozumowaniu klinicznym, ograniczonych danych klinicznych lub pomiarach biochemicznych o niepewnej ważności. Frakcyjne wydalanie sodu (FENa) daje nam szacunkową ocenę frakcyjnego wydalania sodu, ale opiera się na stężeniach kreatyniny w surowicy i moczu, które stanowią niedoskonałą ocenę filtracji kłębuszkowej; jego wartość predykcyjna dla odróżnienia azotemii przednerkowej od innych przyczyn uszkodzenia nerek opiera się na bardzo ograniczonych danych. Współczynnik korekcyjny, którego używaliśmy przez lata, aby skorygować sód w surowicy dla osmotycznego przesunięcia wody spowodowanego hiperglikemią, był oparty na rozumowaniu fotela; inny szacunek, który wielu z nas przyjęło w jego miejsce, opierał się na pojedynczym małym eksperymencie, który podniósł poziom glukozy we krwi u ochotników za pomocą somatostatyny wlewanej z 5% dekstrozy w wodzie. Przezcewkowy gradient potasu (TTKG), którego użyliśmy do zdefiniowania wydzielania potasu w wrażliwym na aldosteron dystalnym nefronie, opiera się na rozumowaniu klinicznym wzbogaconym o eksperymenty laboratoryjne, które okazały się błędne; jego twórcy zalecają, aby go nie używać, ale wielu nefrologów nadal się go trzyma.
W tym numerze Clinical Kidney Journal, Hahna i wsp. oceniają dokładność czterech równań, które zostały zaproponowane do przewidywania odpowiedzi stężenia sodu w surowicy na płyny dożylne zawierające różne stężenia sodu i potasu; żadna z prognoz nie była wystarczająco dokładna, aby kierować terapią. Wszystkie te wzory opierają się na eksperymencie przeprowadzonym >50 lat temu przez Edelmana i wsp. , którzy zidentyfikowali grupę pacjentów z bardzo zróżnicowanym stężeniem sodu w surowicy; zmierzyli wymienny sód, wymienny potas i całkowitą wodę w organizmie za pomocą izotopów; a następnie, stosując regresję liniową, wyprowadzili wzór odnoszący stężenie sodu w wodzie osocza do tych zmiennych. Równanie, które się pojawiło, miało punkt przecięcia y, tj. linia regresji nie przechodziła przez zero, jak można by się spodziewać, gdyby sód i potas były po prostu rozpuszczalnikami rozpuszczonymi w objętości wody . W rzeczywistości znaczna część sodu mierzonego izotopowo nie jest wolna w roztworze, ale jest faktycznie związana z dużymi makrocząsteczkami zwanymi proteoglikanami, w skórze, chrząstce i kości .
Istnieje kilka powodów, dla których wzory mogą nie przewidzieć dokładnie odpowiedzi stężenia sodu w surowicy na nasze terapie. Stężenie sodu w surowicy zależy od ilości sodu i potasu rozpuszczonego w płynach ustrojowych oraz od objętości wody ustrojowej:
Wielu klinicystów i niektóre wzory skupiają się wyłącznie na wpływie płynów dożylnych na tę zależność: oczekuje się, że roztwór, którego stężenie (Na + K) jest wyższe niż stężenie w osoczu, podniesie stężenie sodu w surowicy, podczas gdy roztwór o niższym stężeniu (Na + K) obniży je; wielkość odpowiedzi jest obliczana za pomocą algebraicznego przeformułowania zależności Edelmana i wsp. która dodaje zawartość elektrolitów w roztworze dożylnym do licznika, a jego objętość do mianownika równania .
Predykcyjne wzory, które ignorują straty elektrolitów i wody w moczu, są skazane na niepowodzenie. Powinno być oczywiste, że bilans netto sodu, potasu i wody (wejście – wyjście) musi być brany pod uwagę. Utrata elektrolitów i wody z moczem często ma większy wpływ na stężenie sodu w surowicy niż płyny dożylne. Stężenie sodu w surowicy pacjenta z hipernatremią, który wydala 12 l rozcieńczonego moczu na dobę (500 mL/h), będzie nadal wzrastać podczas infuzji 5% dekstrozy w wodzie z prędkością 250 mL/h; wzory oparte wyłącznie na przyjmowaniu płynów będą błędnie przewidywać korektę hipernatremii o 1 mEq/L/h.
Niektóre wzory uwzględniają straty moczu, wymagając pomiaru stężenia sodu i potasu w moczu oraz objętości moczu. Jednak takie pomiary to pojedyncze klatki często złożonego filmu; podczas leczenia hiponatremii skład moczu może się gwałtownie zmieniać w trakcie terapii. Na przykład, rozważmy pacjenta z hiponatremią spowodowaną jatrogennym zespołem niewłaściwego wydzielania hormonu antydiuretycznego (SIADH) w wyniku stosowania desmopresyny. Stężenie elektrolitów w moczu może być wyższe niż w osoczu w chwili prezentacji, ale jeśli desmopresyna zostanie odstawiona, mocz ulegnie rozcieńczeniu po ustąpieniu antydiuretycznego działania leku; stężenie elektrolitów w moczu będzie wówczas szybko spadać, podczas gdy objętość moczu będzie się zwiększać, a stężenie sodu w surowicy będzie wzrastać znacznie szybciej niż przewiduje to wzór.
Odwrotnie, jeżeli roztwory soli są podawane pacjentom z uporczywym SIADH, rozszerzenie objętości w końcu wywoła natriurezę, a jeżeli osmolalność moczu jest wyższa niż osmolalność osocza, wydalanie soli w hipertonicznym moczu może w rzeczywistości spowodować spadek stężenia sodu w surowicy, odwrotnie niż przewiduje wzór.
Nieoczekiwana diureza wodna jest dość powszechna w trakcie leczenia ciężkiej hiponatremii i często prowadzi do nieumyślnej nadmiernej korekcji. W jednej retrospektywnej serii pacjentów ze stężeniem sodu w surowicy <120 mEq/L, którzy byli leczeni 3% solą fizjologiczną, wzrost stężenia sodu w surowicy przekroczył wzrost przewidywany przez oryginalne równanie Adrogue-Madias (oparte wyłącznie na początkowym stężeniu sodu w surowicy i składzie płynów dożylnych) u 74,2% pacjentów; średnia korekta u overcorrectors była 2,4 razy większa od przewidywanej. Nieumyślna nadkorekcja była spowodowana udokumentowaną diurezą wodną u 40% pacjentów . Przyczyna retencji wody u większości pacjentów z ciężką hiponatremią jest odwracalna. Gdy tylko przyczyna retencji wody (hipowolemia, diuretyki tiazydowe, leki przeciwdepresyjne, desmopresyna, niedobór kortyzolu lub przemijające SIADH spowodowane bólem, stresem lub nudnościami) zostanie wyeliminowana, stężenie hormonu antydiuretycznego zostaje maksymalnie stłumione, a wynikająca z tego diureza wodna może zwiększyć stężenie sodu w surowicy o ponad 2 mEq/L/h, co odpowiada efektowi infuzji 3% soli fizjologicznej w dawce 150 mL/h. Aby uniknąć nadmiernej korekcji, klinicysta musi albo wyrównać utratę wody z moczem za pomocą 5% dekstrozy w wodzie, albo zatrzymać utratę wody przez podanie desmopresyny. Alternatywnie, można przewidzieć taką diurezę wodną i leczyć ją proaktywnie desmopresyną na początku terapii, tworząc stan jatrogennego SIADH, w którym utrata wody z moczem jest eliminowana jako zmienna; stężenie sodu w surowicy jest następnie zwiększane za pomocą równoczesnego wlewu 3% soli fizjologicznej. Przy jednoczesnym podawaniu desmopresyny i 3% soli fizjologicznej, wzrost stężenia sodu w surowicy jest bardziej przewidywalny, ale rzeczywisty wzrost stężenia sodu w surowicy może nadal odbiegać od tego, co przewidują wzory.
Równanie Nguyen-Katz jest najbardziej rygorystycznym wzorem prognostycznym, ponieważ w przeciwieństwie do innych, zawiera ono kłopotliwy punkt przecięcia y, który można znaleźć w oryginalnej regresji liniowej Edelmana i wsp. Jak wspomniano wcześniej, intercept ma prawdopodobnie znaczenie biologiczne; odzwierciedla nierozpuszczalny sód związany z anionowymi miejscami na proteoglikanach w skórze, chrząstce i kości. W przypadku tego równania nadal będą występować niedokładne przewidywania, jeśli skład moczu zmieni się w trakcie terapii. Jednak nawet gdyby stężenie elektrolitów oraz objętość całego pobranego i wydalonego moczu można było mierzyć w sposób ciągły, a zmiany w składzie moczu wychwytywać i liczyć, nadal jest możliwe, że rzeczywiste stężenie sodu może odbiegać od stężenia przewidywanego przez równanie. Równanie Nguyen-Katza zakłada, że punkt przecięcia w równaniu Edelmana i wsp. jest stały. W rzeczywistości istnieją dowody na to, że sód związany z proteoglikanami może służyć jako rezerwuar, który może albo wchłaniać nadmiar sodu z puli rozpuszczalnej, albo przyczyniać się do niego, gdy sód jest w niedoborze; taka wymiana między rozpuszczalnymi i związanymi pulami sodu sprawiłaby, że punkt przecięcia byłby zmienny, a nie stały.
Większość równań prognostycznych zakłada, że elektrolity są jedynymi rozpuszczalnikami, które zmieniają stężenie sodu w surowicy. Nie zawsze jest to prawdą. Klinicyści znają wpływ hiperglikemii i egzogennych rozpuszczalników, takich jak mannitol, na stężenie sodu w surowicy. Wewnątrzkomórkowe osmolity organiczne mogą również wpływać na stężenie sodu w surowicy. Rozpuszczalniki te odgrywają ważną rolę w adaptacji mózgu do hiponatremii i hipernatremii; wyczerpanie osmolitów komórek mózgowych w hiponatremii i nagromadzenie dodatkowych osmolitów w hipernatremii minimalizuje zmianę objętości komórek, która występuje w tych zaburzeniach. Osmolity organiczne są również obecne w innych komórkach i mogą potencjalnie zmieniać związek między elektrolitami ciała a stężeniem sodu w surowicy . Na przykład, wyczerpanie wewnątrzkomórkowych osmolitów organicznych w odpowiedzi na przewlekłą hiponatremię spowodowałoby przesunięcie wody wewnątrzkomórkowej do płynu pozakomórkowego, minimalizując obrzęk komórek, ale obniżając stężenie sodu w surowicy. Uzupełnienie osmolitów komórkowych podczas korekty hiponatremii spowodowałoby przesunięcie wody z powrotem do komórek i większy wzrost stężenia sodu w surowicy niż wynikałoby to z jakiejkolwiek formuły opartej na równaniu Edelmana i wsp. Takie zjawisko podejrzewano w serii pacjentów z ciężką hiponatremią leczonych 3% solą fizjologiczną i desmopresyną . Można by się spodziewać, że z czasem, z powodu rozszerzenia objętości, utrata sodu z moczem będzie przyspieszać podczas podawania hipertonicznej soli fizjologicznej, co spowoduje stępienie wpływu płynu dożylnego na stężenie sodu w surowicy. W rzeczywistości było odwrotnie; wzrost stężenia sodu w surowicy w odpowiedzi na hipertoniczną sól fizjologiczną był większy w drugim dniu protokołu, co może wynikać z zależnego od czasu uzupełnienia utraconych wewnątrzkomórkowych osmolitów organicznych.
Małe różnice między rzeczywistymi a przewidywanymi zmianami stężenia sodu w surowicy są obecnie ważniejsze niż w przeszłości. Kiedyś modne było „połowiczne korygowanie” stężenia sodu w surowicy w ciągu kilku godzin. Obecnie wiadomo, że u pacjentów z ciężką hiponatremią taka praktyka często prowadzi do osmotycznego zespołu demielinizacyjnego. Większość autorytetów zaleca obecnie korekcję na poziomie 4-6 mEq/L/dobę, aby uniknąć tego powikłania. Przy tak małych wartościach docelowych, odchylenie o 1-2 mEq/L od przewidywanego wzrostu nie może być dłużej tolerowane. Nefrolodzy powinni ograniczyć swój entuzjazm dla formuł predykcyjnych i zamiast tego polegać na strategii, która może być mniej satysfakcjonująca intelektualnie, ale ostatecznie bardziej skuteczna: ustalając stężenie sodu w surowicy, mierz stężenie sodu w surowicy i mierz je często.
(Zobacz powiązany artykuł Hanna i wsp. The utility and accuracy of four equations in predicting sodium levels in dysnatremic patients. Clin Kidney J (2016) 9: 530-539.)
(Patrz powiązany artykuł Hanny i wsp.