वेंटिलेटर-प्रेरित गुर्दे की चोट: क्या उपन्यास बायोमार्कर रोकथाम की कुंजी हैं?

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मार्क एल. हेपोकोस्की एट अल

सार

यांत्रिक वेंटिलेशन तीव्र के जोखिम में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ हैगुर्दा चोट(एकेआई)। इस दर मेंअकीयांत्रिक वेंटिलेशन के कारण और संबंधित मृत्यु दर अस्वीकार्य रूप से उच्च बनी हुई है। निवारक और चिकित्सीय रणनीतियों की स्पष्ट रूप से कमी है। वेंटीलेटर प्रेरितगुर्दामाना जाता है कि चोट हेमोडायनामिक्स में परिवर्तन के कारण होती है जो खराब होती हैगुर्देछिड़काव, इंट्रा-रीनल रक्त प्रवाह में न्यूरोहुमोरल-मध्यस्थता परिवर्तन, और वेंटिलेटर-प्रेरित फेफड़ों की चोट से उत्पन्न प्रणालीगत भड़काऊ मध्यस्थ। इन तंत्रों द्वारा गुर्दे की चोट के जोखिम को कम ज्वार की मात्रा और उच्च सकारात्मक अंत-श्वसन दबाव के साथ खुले फेफड़े-सुरक्षात्मक वेंटिलेशन द्वारा संशोधित किया जा सकता है। हालाँकि, ये रणनीतियाँ कुछ सेटिंग्स में चोट के जोखिम को भी बढ़ा सकती हैं, और चिकित्सकों के पास प्रत्येक विशिष्ट रोगी के लिए इष्टतम वेंटिलेटर रणनीति की पहचान करने के लिए सीमित साधन हैं। उपन्यास मूत्र बायोमार्कर ने क्लासिक नैदानिक ​​​​संकेतों से पहले एकेआई की भविष्यवाणी करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है जैसे कि मूत्र उत्पादन में कमी और क्रिएटिनिन में वृद्धि। ये बायोमार्कर एक हानिकारक वेंटिलेटर रणनीति और पारंपरिक प्रबंधन की विफलता के लिए एक प्रारंभिक संकेत के रूप में काम कर सकते हैं।

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परिचय

गंभीर रूप से बीमार रोगियों में जीवन रक्षक हस्तक्षेप के रूप में अक्सर यांत्रिक वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है। हालांकि, यांत्रिक वेंटीलेशन भी तीव्र . के जोखिम को बढ़ाता हैगुर्दाचोट (AKI) तीन गुना [1]। यंत्रवत् हवादार रोगियों में AKI के परिणाम महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि गहन देखभाल इकाई (ICU) में AKI की स्वतंत्र मृत्यु दर 30-50 प्रतिशत [2] है, और संयुक्त श्वसन विफलता और AKI वाले रोगियों की मृत्यु दर 60-80 प्रतिशत है। [3]। यांत्रिक वेंटिलेशन के प्रणालीगत प्रभावों में व्यापक शोध ने वेंटिलेटर-प्रेरित गुर्दे की चोट (VIKI) के संभावित तंत्र में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान की है। दुर्भाग्य से, यंत्रवत् हवादार रोगियों में AKI की दर अस्वीकार्य रूप से उच्च बनी हुई है, और निवारक और चिकित्सीय रणनीतियाँ बहुत सीमित हैं। इस समीक्षा में, हम VIKI के तंत्र के बारे में अपने वर्तमान ज्ञान का वर्णन करते हैं और वृक्क-सुरक्षात्मक यांत्रिक वेंटिलेशन रणनीति चुनने में गहनतावादियों का मार्गदर्शन करने के साधन के रूप में उपन्यास मूत्र बायोमार्कर की संभावित भूमिका पर चर्चा करते हैं।

यांत्रिक वेंटिलेशन-प्रेरित गुर्दे की चोट के लिए तंत्र और वर्तमान दृष्टिकोण

यांत्रिक वेंटिलेशन के प्रतिकूल गुर्दे प्रभाव 70 से अधिक वर्षों से ज्ञात हैं। 1947 में, ड्रुरी एट अल। [4] निरंतर सकारात्मक वायुमार्ग दबाव के विभिन्न स्तरों के संपर्क में आने वाले मानव विषयों में यूरिया निकासी को मापकर इस धारणा की जांच करने वाले हमारे ज्ञान के लिए सबसे पहले थे। उन्होंने निरंतर सकारात्मक वायुमार्ग दबाव और गुर्दे के कार्य के स्तर के बीच एक स्पष्ट, उलटा संबंध देखा, और लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि यांत्रिक वेंटिलेशन-प्रेरित "संचलन तनाव" जिसे कम गुर्दे समारोह द्वारा पहचाना जा सकता है। कैनाइन में बाद के अध्ययनों ने यह दिखाते हुए शामिल तंत्र को स्पष्ट करने में मदद की कि सकारात्मक दबाव वेंटिलेशन शिरापरक वापसी को बाधित करके कार्डियक आउटपुट में कमी का कारण बनता है [5]। यह बाद में पता चला कि यांत्रिक वेंटिलेशन के दौरान जारी किए गए न्यूरोहुमोरल मध्यस्थ भी प्रांतस्था से मज्जा तक गुर्दे के रक्त प्रवाह को प्रतिकूल रूप से बदलते हैं, जिससे सोडियम पुन: अवशोषण और ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर में कमी आती है। गुर्दे में सोडियम पुनःअवशोषण के लिए उच्च ऑक्सीजन उपयोग की आवश्यकता होती है [6]; इसलिए, यांत्रिक वेंटिलेशन प्रणालीगत हेमोडायनामिक प्रभावों के माध्यम से ऑक्सीजन वितरण को कम कर सकता है, जबकि बाद में न्यूरोह्यूमोरल मध्यस्थों के माध्यम से ऑक्सीजन का उपयोग बढ़ा सकता है।

हाल ही में, वेंटिलेटर-प्रेरित फेफड़े की चोट (VILI) को फेफड़े से गुर्दे तक भड़काऊ क्रॉसस्टॉक के माध्यम से AKI के एक अन्य तंत्र के रूप में प्रस्तावित किया गया है [7]। यद्यपि जीवन समर्थन में यांत्रिक वेंटिलेशन की एक प्रमुख भूमिका है, सबूत बताते हैं कि कुछ वेंटिलेटर सेटिंग्स कुछ मामलों में फेफड़ों की चोट को प्रेरित कर सकती हैं या एक बार स्थापित होने पर फेफड़ों की चोट को खराब कर सकती हैं [8]। संबंधित उच्च ट्रांसपल्मोनरी दबावों के साथ उच्च ज्वार की मात्रा का उपयोग करके सकारात्मक दबाव वेंटिलेशन फेफड़े को फैला सकता है और वायुकोशीय-केशिका झिल्ली (यानी, वॉलुट्रामा और बैरोट्रामा) को नुकसान पहुंचा सकता है। इसके अतिरिक्त, कुछ फेफड़ों की इकाइयां, विशेष रूप से उच्च सतह तनाव वाले, दोहराए जाने वाले वायुकोशीय पतन और फिर से खुलने (यानी, एटेलेक्ट्रामा) [8] के कारण फेफड़ों की चोट का खतरा हो सकता है। वीआईएलआई क्षतिग्रस्त फुफ्फुसीय उपकला और एंडोथेलियल कोशिकाओं की ओर जाता है जो जन्मजात प्रतिरक्षा कैस्केड को सक्रिय करते हैं जिसके परिणामस्वरूप आईएल -6 और टीएनएफ- [8] जैसे प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन्स की रिहाई होती है। ये साइटोकिन्स तब प्रणालीगत परिसंचरण में प्रवेश कर सकते हैं और बायोट्रामा [8] नामक प्रक्रिया में गुर्दे में भड़काऊ कैस्केड का प्रसार कर सकते हैं। इमाई एट अल। [9] ने प्रदर्शित किया कि बायोट्रामा VIKI का एक संभावित तंत्र है, जिसमें दिखाया गया है कि खरगोशों के सीरम को हानिकारक, उच्च ज्वारीय मात्रा वाले वेंटिलेशन के कारण इन विट्रो में वृक्क एपोप्टोसिस का कारण बना।

ओपन लंग-प्रोटेक्टिव वेंटिलेशन एक वेंटिलेशन रणनीति को संदर्भित करता है जिसका उद्देश्य वायुकोशीय अतिवृद्धि और उच्च सकारात्मक अंत-श्वसन दबाव (पीईईपी) को रोकने के लिए कम ज्वार की मात्रा के साथ वीआईएलआई और प्रणालीगत बायोट्रामा को रोकने के उद्देश्य से है। 2000 में, एक्यूट रेस्पिरेटरी डिस्ट्रेस सिंड्रोम नेटवर्क जांचकर्ताओं ने ऐतिहासिक एआरएमए अध्ययन प्रकाशित किया, जिसमें दिखाया गया कि इस खुली फेफड़े-सुरक्षात्मक वेंटिलेशन रणनीति ने गुर्दे के परिणामों में सुधार किया, जैसा कि गुर्दे की विफलता-मुक्त दिनों से मापा जाता है और तीव्र श्वसन संकट सिंड्रोम [10] के रोगियों में मृत्यु दर में कमी आती है। . विशेष रूप से, हाल ही में व्यवस्थित समीक्षा और मेटा-विश्लेषण से पता चला है कि एआरएमए वेंटिलेशन प्रोटोकॉल [1] के बावजूद यांत्रिक वेंटिलेशन एकेआई के लिए एक स्वतंत्र जोखिम कारक बना हुआ है, और वर्तमान में कोई अन्य उपचार मौजूद नहीं है। उपन्यास उपचारों के विकास में बाधाओं में से एक यह तथ्य है कि यह महामारी विज्ञान के अध्ययन से स्पष्ट नहीं है यदि आधुनिक यांत्रिक वेंटिलेशन वास्तव में एक संघ के बजाय एकेआई का "कारण" है। उदाहरण के लिए, यह संभव है कि यंत्रवत् हवादार रोगियों में एकेआई की उच्च दर सामान्य सहवर्ती रोग प्रक्रियाओं या उपचारों, जैसे कि बेहोश करने की क्रिया और एंटीबायोटिक्स, या केवल बीमारी की गंभीरता के एक मार्कर के कारण होती है। इस तथ्य से कार्य-कारण का दृढ़ता से सुझाव दिया जाता है कि पहले स्वस्थ कुत्तों या मनुष्यों पर लागू होने वाले सकारात्मक दबाव की मामूली मात्रा भी मूत्र उत्पादन में गिरावट का कारण बनती है [4, 5], लेकिन इसमें शामिल सटीक तंत्र पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है। कार्य-कारण साबित करने और संभावित रूप से परिवर्तनीय चिकित्सीय लक्ष्यों की पहचान करने के लिए इस क्षेत्र में आगे के शोध की स्पष्ट रूप से आवश्यकता है।

VIKI और "रोगी-विशिष्ट" यांत्रिक वेंटिलेशन के प्रारंभिक पता लगाने में मूत्र बायोमार्कर वर्तमान में, ARMA प्रोटोकॉल ICU में लगभग सभी रोगियों के लिए यांत्रिक वेंटिलेशन के लिए "एक आकार सभी फिट बैठता है" दृष्टिकोण के रूप में लागू किया जाता है। हालांकि, हाल के आंकड़ों ने सुझाव दिया है कि इस प्रोटोकॉल (6–8 एमएल/किलोग्राम आदर्श शरीर के वजन) में उपयोग किए जाने वाले ज्वार की मात्रा अभी भी कुछ रोगियों में वीआईएलआई को जन्म दे सकती है, जबकि अन्य वास्तव में उच्च स्तर के कारण थोड़ा अधिक ज्वारीय मात्रा के साथ बेहतर कर सकते हैं। कम ज्वार की मात्रा बनाए रखने के लिए आवश्यक बेहोश करने की क्रिया [11]। पर्याप्त वृक्क छिड़काव को बनाए रखते हुए इलेक्ट्रोमा को रोकने के लिए "सर्वश्रेष्ठ झलक" भी स्पष्ट नहीं है। इसलिए, कई गहनों का मानना ​​​​है कि अधिक रोगी-विशिष्ट दृष्टिकोण बेहतर हो सकता है, और उपन्यास माप पर ध्यान केंद्रित करने वाला व्यापक कार्य है जो चिकित्सकों को प्रत्येक विशिष्ट रोगी [11] के लिए सबसे उपयुक्त वेंटिलेटर सेटिंग्स चुनने में मार्गदर्शन कर सकता है। उदाहरण के लिए, यदि चिकित्सकों को पता था कि वर्तमान वेंटिलेटर सेटिंग्स जो वे किसी विशेष रोगी में उपयोग कर रहे थे, गुर्दे पर प्रतिकूल प्रभाव डाल रहे थे, तो वे लगभग निश्चित रूप से बदलाव पर विचार करेंगे। हाल ही में, कई उपन्यास मूत्र बायोमार्कर ने नैदानिक ​​​​पता लगाने से पहले AKI की भविष्यवाणी करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है। VIKI को रोकने में इन बायोमार्करों की उपयोगिता स्थापित की जानी बाकी है, लेकिन प्रदान की गई जानकारी यांत्रिक वेंटीलेशन की शुरुआत के बाद वास्तविक समय के आउटपुट के रूप में गहनों के लिए अत्यंत मूल्यवान हो सकती है।

मेटालोप्रोटीनस 2 के ऊतक अवरोधक की मूत्र सांद्रता इंसुलिन जैसी वृद्धि कारक बाध्यकारी प्रोटीन 7 की एकाग्रता से गुणा करके आईसीयू रोगियों में श्वसन या कार्डियोवैस्कुलर हानि के साथ मध्यम से गंभीर एकेआई के विकास की सटीक भविष्यवाणी करने के लिए दिखाया गया है [12, 13 ]. बायोमार्कर का यह संयोजन दुनिया भर के आईसीयू में व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है, और एकेआई की रोकथाम के लिए नेतृत्व करने की उनकी क्षमता आशाजनक दिखती है। अन्य मूत्र बायोमार्कर जो वादा दिखाते हैं वे व्हिटेकर एट अल द्वारा खोजे गए गुर्दे की माइटोकॉन्ड्रियल चोट पर आधारित हैं। [14, 15]। इन जांचकर्ताओं ने जानवरों के मॉडल का इस्तेमाल यह दिखाने के लिए किया कि माइटोकॉन्ड्रियल उप-उत्पाद, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए [15] और एटीपी सिंथेज़ सबयूनिट- [14], केवल 10 मिनट के रीनल इस्किमिया और रीपरफ्यूजन के बाद मूत्र में छोड़े जाते हैं। उन्होंने बाद में दिखाया कि इन माइटोकॉन्ड्रियल टुकड़ों के मूत्र स्तर कार्डियोथोरेसिक सर्जरी के बाद मानव विषयों में एकेआई के विकास की भविष्यवाणी करते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल-आधारित बायोमार्कर की VIKI की भविष्यवाणी करने में विशेष उपयोगिता हो सकती है, क्योंकि यह यंत्रवत समझ में आता है कि VIKI माइटोकॉन्ड्रियल चोट को बढ़ावा देगा। जैसा कि पहले कहा गया है, यांत्रिक वेंटिलेशन गुर्दे के रक्त प्रवाह में परिवर्तन का कारण बनता है जो एक साथ ऑक्सीजन वितरण को कम कर सकता है और ऑक्सीजन की खपत को बढ़ा सकता है। ऑक्सीजन वितरण उपयोग में इस असंतुलन से गहन गुर्दे की माइटोकॉन्ड्रियल चोट का कारण बनने की उम्मीद की जाएगी जो कम मूत्र उत्पादन और क्रिएटिनिन ऊंचाई से पहले होने की संभावना है।

इन बायोमार्करों के लिए उत्साह इस तथ्य से कम होता है कि बेहतर परिणामों को प्रदर्शित करने वाले पारंपरिक परीक्षणों की कमी है। VIKI की रोकथाम एक पारंपरिक परीक्षण के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करती है, क्योंकि अक्सर ऐसा नहीं होता है कि चिकित्सक ठीक से जानते हैं कि गुर्दे का तनाव कब होगा (उदाहरण के लिए, सकारात्मक दबाव वेंटिलेशन की शुरुआत)। यांत्रिक वेंटिलेशन की शुरुआत से पहले और बाद में मूत्र बायोमार्कर के स्तर का मूल्यांकन किया जा सकता है, और चिकित्सक वेंटिलेटर सेटिंग्स को बदल सकते हैं या बनाए रख सकते हैं या परिणामों के आधार पर अतिरिक्त हेमोडायनामिक समर्थन पर विचार कर सकते हैं। इन बायोमार्करों का उपयोग उन रोगियों की पहचान करने के लिए फेफड़ों की चोट के स्कोर और फेफड़े के यांत्रिकी आकलन के संयोजन में भी किया जा सकता है, जो पारंपरिक खुले फेफड़े-सुरक्षात्मक वेंटिलेशन का जवाब नहीं दे रहे हैं और उन्हें शुरुआती न्यूरोमस्कुलर नाकाबंदी, प्रवण स्थिति, या एक्स्ट्राकोर्पोरियल झिल्ली ऑक्सीजन की आवश्यकता हो सकती है।

निष्कर्ष

AKI आमतौर पर यंत्रवत् हवादार रोगियों में होता है और संबंधित मृत्यु दर असाधारण रूप से अधिक होती है। फेफड़े-गुर्दे की बातचीत के बारे में हमारे ज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति के बावजूद, VIKI में शामिल सटीक तंत्र के बारे में कई प्रश्न बने हुए हैं। प्रमुख नैदानिक ​​​​प्रभाव को देखते हुए, चिकित्सकों और वैज्ञानिकों के लिए खुले प्रश्नों के असंख्य, और निवारक उपचारों के लिए अद्वितीय अवसर, हम इस विषय पर और ध्यान केंद्रित करने की वकालत करते हैं। उपन्यास चिकित्सीय रणनीतियाँ हमारे आयुधशाला में एक स्वागत योग्य अतिरिक्त होंगी और संभवतः नेफ्रोलॉजिस्ट, पल्मोनोलॉजिस्ट, वैज्ञानिकों और गहनों की भागीदारी के साथ एक बहु-विषयक दृष्टिकोण की आवश्यकता होगी।

स्वीकृतियाँ

डॉ. मार्क एल. हेपोकोस्की को NIH T32 DK104717 का समर्थन प्राप्त है। डॉ. अतुल मल्होत्रा ​​NIH RO1 HL085188, K24 HL132105, और T32 HL134632 पर PI हैं और R21 HL121794, RO1 HL119201, और RO1 HL081823 पर सह-अन्वेषक हैं। अमेरिकन थोरैसिक सोसाइटी के एक अधिकारी के रूप में, डॉ. अतुल मल्होत्रा ​​ने 2012 से सभी बाहरी व्यक्तिगत आय को त्याग दिया है। रेसमेड, इंक. ने स्लीप सेंटर के समर्थन में यूसी सैन डिएगो को एक परोपकारी दान प्रदान किया। डॉ. प्रभलीन सिंह वेटरन्स अफेयर्स (VA) मेरिट अवार्ड BX002175 और NIH R03 DK101841 पर PI हैं। डॉ. क्रॉट्टी अलेक्जेंडर अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन बिगिनिंग ग्रांट-इन-एड 16BGIA27790079, UAB-UCSD ओ'ब्रायन सेंटर डैनियल ओ'कॉनर स्कॉलर अवार्ड NIH P30-DK079337, VA BLR&D करियर डेवलपमेंट अवार्ड 1IK2BX0011313, और एक ATS पर PI हैं। फाउंडेशन पुरस्कार। सामग्री पूरी तरह से लेखकों की जिम्मेदारी है और जरूरी नहीं कि यह फंडिंग स्रोतों के आधिकारिक विचारों का प्रतिनिधित्व करती हो।

प्रकटीकरण निवेदन

लेखक घोषणा करते हैं कि कोई प्रतिस्पर्धी वित्तीय हित नहीं हैं।

संदर्भ

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12 काशानी के, अल-खफाजी ए, अर्डील्स टी, आर्टिगास ए, बैगशॉ एसएम, बेल एम, बिहोराक ए, बिरखान आर, सेली सीएम, चावला एलएस, डेविसन डीएल, फेल्ड- केम्प टी, फोर्नी एलजी, गोंग एमएन, गनरसन केजे, हासे एम, हैकेट जे, होनोर पीएम, होस्टे ईए, जोएन्स-बोयाउ ओ, जोआनिडिस एम, किम पी, जॉयनर जेएल, लास्कोविट्ज़ डीटी, लिसौएर एमई, मार्क्स जी, मैककुलो पीए, मुलैनी एस, ओस्टरमैन एम, रिममेल टी, शापिरो एनआई, शॉ एडी, शि जे, स्प्रेग एएम, विन्सेंट जेएल, विंसोन्यू सी, वैगनर एल, वॉकर एमजी, विल्करसन आरजी, ज़ाचारोवस्की के, केलम जेए: मानव तीव्र गुर्दे की चोट में सेल चक्र गिरफ्तारी बायोमार्कर की खोज और सत्यापन। क्रिट केयर 2013;

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13 बिहोराक ए, चावला एलएस, शॉ एडी, अल-खफाजी ए, डेविसन डीएल, डेमुथ जीई, फिट्जगेराल्ड आर, गोंग एमएन, ग्राहम डीडी, गनर्सन के, ह्यूंग एम, जॉर्डन एस, क्लेरुप ई, जॉयनर जेएल, क्रेल के, लेटर्न्यू जे। , लिसौएर एम, माइनर जे, गुयेन एचबी, ओर्टेगा एलएम, सेल्फ डब्ल्यूएच, सेलमैन आर, शि जे, स्ट्रैस्की जे, सज़ालाडोस जेई, विल्बर एसटी, वॉकर एमजी, विल्सन जे, वंडरिंक आर, ज़िमरमैन जे, केलम जेए: का सत्यापन नैदानिक ​​अधिनिर्णय का उपयोग करते हुए तीव्र गुर्दे की चोट के लिए सेल-साइकल अरेस्ट बायोमार्कर। एम जे रेस्पिर क्रिट केयर मेड 2014; 189: 932–939।

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15 व्हिटेकर आरएम, स्टालोन एलजे, कन्नफ जेई, एल्ज जेएल, हार्मन जेएल, रहन जेजे, आर्थर जेएम, बीसन सीसी, चैन एसएल, श्नेलमैन आरजी: यूरिनरीमाइटोकॉन्ड्रियल डीएनए तीव्र गुर्दे की चोट में माइटोकॉन्ड्रियल व्यवधान और गुर्दे की शिथिलता का एक बायोमार्कर है। किडनी इंट 2015; 88: 1336-1344।