pCO₂ INCREASE AND ARTERIO-VENOUS FISTULA RECIRCULATION IN HEMODIALYSIS PATIENTS (RecirCO₂lation Study){-}

INTRODUZIONE

Le K/DOQI (NFK 2001 [1], Vascular Access 2006 Work Group [2]) raccomandano  la periodica sorveglianza dell’ accesso vascolare, a tutt’oggi considerato il “tallone d’Achille” del paziente dializzato (Kjellstrand 1978 [3], Winkelmayer 2011 [4]).  Tra i vari metodi proposti l’ultrasound dilution method è considerato il test di riferimento (Vascular Access 2006 Work Group [2]), ma il test al glucosio (GIT:glucose infusion test) è quello più  ampiamente utilizzato, soprattutto perché non richiede particolare strumentazione e fornisce risultati immediati. La sua attendibilità, tuttavia,  dipende dalla rigida osservazione di un meticoloso protocollo: in particolare i tempi del prelievo variano in relazione alla lunghezza delle  linee del circuito extracorporeo (Magnasco 2000 [5] (full text),Magnasco 2006 [6] (full text)). 

In questo studio noi proponiamo la valutazione del ricircolo dell’accesso vascolare  utilizzando l’Emogasanalisi (EGA). Il test si basa sulla peculiare elevata pressione parziale di CO2 (pCO2) nel sangue refluo dal filtro (Symreng 1992 [7], Sombolos 2005 [8], Marano 2013 [9]) che in presenza di ricircolo rientra nel circuito extracorporeo attraverso l’ago arterioso e può essere, in assoluta semplicità, essere rilevato con una EGA eseguita dalla linea arteriosa. Il test non prevede la somministrazione di alcuna sostanza dall’esterno perchè l’indicatore (la CO2) diffonde continuamente dal dialisato al sangue (nel dialisato la reazione dell’acido acetico con il bicarbonato produce CO2 la cui pressione parziale (pCO2) è  ≈ 100 mmHg (Golper 2014 [10]); nel sangue è abitualmente meno di 40 mmHg per effetto del compenso respiratorio all’acidosi metabolica (Oh 2004 [11]). La CO2, la cui dialysance è circa il triplo di quella del bicarbonato (Sombolos 2005 [8]), viene continuamente eliminata all’esterno dal polmone del paziente che ne mantiene il valore ematico costante (Symreng 1992 [7], Hunt 1984 [12], Pitcher 1989 [13],Alfakir 2011 [14]) nonostante la progressiva alcalinizzazione (Symreng 1992 [7]))  

PAZIENTI E METODI

Tra i pazienti afferenti all’ambulatorio di emodialisi della Casa di Cura Maria Rosaria, Pompei (NA), sono stati selezionati quelli che praticavano bicarbonato dialisi trisettimanale da almeno 6 mesi con fistola arterovenosa (FAV) ben funzionante (Qb ≥300ml/min e GIT<0.3) che non presentavano  broncopatia cronica ostruttiva (BPCO) o recenti patologie respiratorie acute, insufficienza cardiaca in IV classe NYHA, severa insufficienza epatica.

Trenta pazienti [18 maschi, età media 69.0±11.3 anni; mediana età dialitica 52.2 (33.4-87.2) mesi, KT/V 1.52±0.24, FAV distali 73% ] sono stati arruolati nello studio come gruppo di controllo (CONTROLLO) e sottoposti a bicarbonato dialisi (Filtro Polynefron, Elisio^TM Bellco  1.5 -2.1 m², Qb 300 ml/min, Qd 500 ml/min, UF=0.  Dialisato: Na 138 mmol/L, K 2/3 mmol/L Ca 1.5mmol/L, Cl 109/110mmol/L, glucosio 100 mg/dl, acetato 3 mmol/L, bicarbonato 35 mmol/L. Entrambi gli aghi fistola erano posizionati nella vena cefalica dell’avambraccio per le FAV radio-cefaliche e in quella del braccio per le FAV brachiocefailche, nella vena basilica  per quelle brachio-basiliche). Un’EGA veniva eseguita dall’ago arterioso prima della dialisi (BASALE). Dopo 5 minuti di trattamento venivano contemporaneamente eseguite un’altra EGA (5MIN) ed il GIT .

Una settimana dopo gli stessi pazienti erano  sottoposti allo stesso identico trattamento (cercando di posizionare anche gli aghi nei medesimi punti), ma l’ago arterioso veniva collegato alla linea venosa del circuito extracorporeo  e l’ago venoso a quella arteriosa, creando un modello artificiale di ricircolo. In questo gruppo (RICIRCOLO) veniva seguito lo stesso identico protocollo (EGA BASALE dall’ago, EGA 5MIN dalla linea arteriosa e contemporaneamente GIT) e veniva eseguita un’ulteriore EGA veniva eseguita  dopo 5 minuti di esclusione del dialisato (modalità by pass) per verificare che tutte le osservazioni dipendessero dalla presenza del dialisato.

Il GIT veniva eseguito secondo il protocollo descritto da Magnasco e coll. (Magnasco 2000 [5] (full text),Magnasco 2006 [6] (full text)) ed era considerato negativo in presenza di percentuali di ricircolo inferiori allo 0.3%.[Ricircolo=0.046 x (glicemia B – glicemia A) + 0.07]

La presenza dell’emogasanalizzatore  Osmetech OPTI^TM R Gas Analyzer (Voden Medical Instruments, Meda-Milan, Italy) all’interno dell’ambulatorio consentiva l’esecuzione dell’EGA immediatamente dopo il prelievo. La verifica della calibrazione dello strumento era eseguita in modo automatico dopo ciascun prelievo. Ciò consentiva di minimizzare l’errore analitico e preanalitico. L’emogasanalizzatore misura il valore della pressione parziale di ossigeno (pO2) , della pCO2 e del pH e, partendo da questi ultimi due valori, calcola il valore di HCO3

RISULTATI

Un totale di 60 EGA e GIT erano eseguiti contemporaneamente. Nei CONTROLLI il valore medio (±DS) del GIT era 0% (±0.2), nel gruppo RICIRCOLO era 16.7% (±9.9), dimostrando l’efficacia del modello sperimentale utilizzato

Come mostrato in Figura 1 al BASALE non era evidente nessuna differenza tra RICIRCOLO e CONTROLLI. A 5MIN rispetto al BASALE il pH si riduceva nel gruppo RICIRCOLO e aumentava nei CONTROLLI. Nessuna variazione era osservata a carico della pO2. La pCO2 aumentava nel gruppo  RICIRCOLO (incremento del 24.8±6.1%) e mostrava un aumento non significativo nei CONTROLLI (incremento del 2.6±6.5%). L’HCO3 aumentava sia nel RICIRCOLO (incremento del 13.0 ±8.3%) che nei CONTROLLI (incremento del 4.4±6.1%). A 5MIN il gruppo RICIRCOLO ed i CONTROLLI  mostravano pH e pCO2 statisticamente differenti (p<0.0001) mentre i valori di pO2 e HCO3 non differivano.

I nostri dati mostrano una notevole e una significativa correlazione (r=0.826, p<0.0001) tra la percentuale di ricircolo misurata con il GIT e l’incremento della pCO2 a 5MIN rispetto al BASALE (ΔpCO2) (Figura 2), ma anche (r=0.78, p<0.0001) con il semplice valore di pCO2 a 5MIN (5’pCO2). L’analisi delle curve ROC (Figura 3) del ΔpCO2  e di 5’pCO2 mostra  AUC di  0.958 (IC95% 0.914-1.000) e 0.915 (IC95% 0.847-0.983), rispettivamente.

Un ΔpCO2 > 4.5 mmHg ha sensibilità 86.7% e specificità 100% con potere predittivo positivo 100% e negativo 88.3% per la diagnosi di ricircolo. Una 5’pCO2 >43 mmHg ha sensibilità 80% e specificità 90% con potere predittivo positivo 89.0% e negativo 81.8%.

Nel gruppo RICIRCOLO dopo esclusione per 5 minuti del dialisato si osservavano alterazioni speculari:  il pH risaliva (7.38±0.03), la pCO2 e il HCO3  si riducevano (40.4±3.2 mmHg e 23.7±2.1 mmol/L) confermando che le variazioni osservate dipendevano dalla presenza del dialisato (per tutti i parametri le differenze con l’EGA a 5MIN erano statisticamente significative p<0.0001).

DISCUSSIONE

In presenza di ricircolo dell’accesso vascolare l’EGA eseguita dalla linea arteriosa mostra una peculiare acidosi respiratoria non ipossica, che non si riscontra in nessun’altra patologia nota, per cui questo riscontro deve sempre indurre sospettare la presenza di ricircolo dell’accesso vascolare.

Tabella 1 Emogasanalisi dalla linea arteriosa dopo 5 minuti di bicarbonato dialisi

Già  Sombolos et al. (Sombolos 2006 [15] ) hanno proposto l’EGA per valutare il ricircolo dell’accesso vascolare. In particolare mostrarono una correlazione, seppur minore rispetto quella da noi documentata per la CO2, tra incremento (rispetto al basale) di HCO3 >1.8 mmol/L e GIT. Comunque un incremento di così contenuta entità rende difficile l’applicazione di tale test nella pratica clinica, anche considerando che la bicarbonatemia normalmente aumenta nel corso della dialisi, sia nei pazienti con ricircolo, che in quelli con FAV ben funzionante. Più recentemente Kirmizis et al (Kirmizis 2013 [16]) hanno proposto una complessa combinazione di parametri (pH  <7.25, pCO₂ >40 mmHg,  pCO₂/pH ratio >5.5, elevati valori di pO₂ e bassi valori di K) rilevati a fine dialisi per individuare il ricircolo. Invece i risultati da noi ottenuti dimostrano chiaramente che è possibile individuare il ricircolo con risultati quasi sovrapponibili al GIT  già 5 minuti dopo l’inizio della dialisi utilizzando la pCO2 (un parametro misurato e quindi più attendibile del valore calcolato di HCO3), senza somministrare alcun farmaco (quindi di possibile impiego anche nei diabetici scompensati o comunque con elevati valori glicemici; con minor impegno e rischi per il personale infermieristico) senza dover scrupolosamente seguire il dettagliato protocollo del GIT che impone di prelevare “approssimativamente 1 ml di sangue durante 4 secondi”  a partire dal 13° secondo dopo il termine dell’infusione dell’indicatore, che deve avvenire sempre in 4 secondi,  se il port sulla linea arteriosa è posizionato a 100 cm o a partire dal 17° secondo se il port è a 200cm (Magnasco 2000 [5] (full text),Magnasco 2006 [6] (full text). Il test che noi proponiamo (RecircCO2lation test) consente  di sospettare il ricircolo dell’accesso vascolare  effettuando una EGA basale dall’ago fistola ed una  dopo 5 minuti di dialisi (2 samples technique)  se ΔpCO2 >4.5 mmHg o in alternativa ed in assoluta semplicità effettuando solo un’EGA dopo 5 minuti di dialisi (1 sample technique) se pCO2> 43 mmHg.

La tecnica a 2 campioni potrebbe essere utilizzata anche nei pazienti broncopatici ed ipercapnici (esclusi dal presente studio) perché tali pazienti hanno valori di pCO2 più elevati al basale, ma l’andamento intradialitico della pCO2 è analogo a quello dei pazienti senza patologie polmonari (Pitcher 1989 [13], Alfakir 2011 [14]). Comunque nei casi dubbi può essere dirimente l’esecuzione di una ulteriore EGA dopo 5 minuti di dialisi in modalità by pass (countercheck): se la pCO2 persiste elevata deve essere considerata espressione di patologia respiratoria, altrimenti può essere attribuita alla presenza di ricircolo.