Importance of renal function in cardiac surgery

Abstract

Abstract

Acute kidney injury (AKI) is a common and serious complication after cardiothoracic surgery and is associated

with increased short- and long-term mortality risk. Despite extensive studies in the field, a comprehensive

understanding of this syndrome has remained elusive, partly due to divergent definitions of AKI and partly due to

the limitations of available routine biomarkers to predict, prevent, and detect AKI. In recent years, much has been

done to better define AKI. There is also ongoing work on finding better suited biomarkers for AKI as well as

improving treatment of patients at risk or suffering from AKI.

In this work we studied different aspects of renal function after cardiac surgery.

The first paper shows in a retrsospective study of 5261patients, when preoperative estimated glomerular filtration

(eGFR) rate by s-creatinine and preoperative hemoglobin is entered into a Cox analysis together with known

traditinoal risk factors for decreased long-term survival, blood transfusion did not affect survival significantly. In

the subgroups of patients with normal eGFR and hemoglobin, blood transfusions did not have any effect on longterm

survival.

In the second paper, incidence of AKI is evaluated in 5746 patients, defined by different measures (i.e creatinine,

creatinine clearance and eGFR) and evaluated in relation to long-term mortality. The effect of renal recovery on

survival was also described. The Risk, Injury, Failure, Lost and Endstage (RIFLE) system was used to stratify

AKI. The study showed that estimated GFR by the modification of diet in renal disease (MDRD) formula had a

more robust predictive ability for mortality and that renal recovery in general was associated with better outcome

compared with those without renal recovery.

The third paper describes a randomized, double-blind, placebo-controlled trial, where the effect of a single high

dose erythropoeitin (EPO) preoperatively, as a protective drug against AKI after cardiac surgery, is evaluated.

Seventy five patients were enrolled in the study, AKI was evaluated by the changes of s-cystatin C at the third

postoperative day from baseline. No protective effect against AKI by EPO could be shown.

In the fourth paper the predictive value for mortality of s-creatinine and s-cystatin C and their eGFR were

evaluated at different time points in patients undergoing cardiac surgery. The prospective study included 1955

patients. Different creatinine and cystatin C eGFR equations were used in the analysis. S-Cystatin C was shown

to have a stronger and earlier predictive value for mortality compred with s-creatinine, and the predictive abliltiy

of cystatin C was also shown preoperatievly.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Njurfunktion inom hjärtkirurgi

Akut njursvikt (AKI) efter hjärtkirurgi är en allvarlig komplikation som förekommer i 25-35 % av alla patientfall. AKI medför förhöjd risk för allvarliga komplikationer och död efter hjärtkirurgi. Ett stort fokus ligger på detektion, prevention och behandling av AKI och forskningsfältet uppdateras kontinuerligt. En rad olika läkemedel har provats i samband med hjärtkirurgi i syfte att skydda

njurfunktionen men hittills har ingen av dessa visat någon säker positiv effekt. Njurfunktionen har traditionellt mäts med ett blodprov med mätning av kreatininnivåer i blodet. Kreatinin är en biprodukt av ämnesomsättningen i kroppens muskler och filtreras via njurarna i urinen. En av njurens viktigaste uppgifter är att filtrera ut små molekyler. Denna filtrationsförmåga kallas glomerular filtration, och mäts i en glomerular filtration rate - GFR. GFR speglar hur väl njurarna fungerar. Nedsatt njurfunktion leder till minskad filtrationsförmåga och följaktligen stegrade kreatinin-nivåer i blodet. Denna stegring tyder vanligtvis på nedsatt njurfunktion. Vid en normal njurfunktion krävs det dock en 50 % nedsättning av njurfunktion för att kreatinin-nivåerna ska stiga. Detta är en av bristerna med kreatinin som markör för njurfunktion vilket innebär att det tar tid innan njurfunktionsnedsättning kan upptäckas. Kreatinin har även andra brister som njurfunktionsmarkör, varför forskning pågår för att hitta bättre markörer. Det bör dock nämnas att kreatinin i dagsläget, trots allt är den vanligaste njurfunktionsmarkören i kliniskt bruk. För att bl.a. kunna definiera graden av AKI och driva forskningen framåt har det skapats internationell definitioner och klassificeringar för AKI. En av de vanligaste klassificeringarna kallas för RIFLE som är beroende av kreatinin-stegring i blodet eller graden av GFR-sänkning. En annan njurfunktionsmarkör är cystatin C, denna är en kroppsegen substans som upptäckts i Lund för ca 30 år sedan och presenterats som en bättre njurfunktionsmarkör jämfört med kreatinin. Cystatin C har inte de brister som kreatinin har och kan möjligen ge mer tillförlitlig information om njurens funktion. I kliniskt arbete anser man att det är viktigt att även ange GFR värdet när man utvärderar njurfunktion och inte enbart värdet av njurfunktionsmarkören. Detta är oftast ett uträknade värde genom formler som baseras på kreatinin eller cystatin Cnivåer i blodet. Det finns ett flertal sådana formler. Utöver kostnads- och tillgänglighetsaspekter råder även oenighet om vilken njurfunktionsmarkör och via vilken formell man bör bedöma njurfunktionen. Genom att optimera njurfunktionsmätningar i tid och precision kan progress av njursjukdomen i samband med hjärtkirurgi begränsas, förebyggas eller behandlas.

Avhandlingens delarbeten

Delarbete 1.

Blodtransfusion har generellt sett ansetts medföra en ökad risk för komplikationer och även öka risken för långtidsmortalitet i samband med hjärtkirurgi. I delarbete I har interaktionen mellan njurfunktion och transfusion med avseende på långtidsmortalitet studerats. I detta arbete kunde vi visa att blodtransfusion efter hjärtkirurgi är associerat till sämre överlevnad. Men när hänsyn togs till patientens njurfunktion och blodvärde före operation minskade risken med blodtransfusioner. När enbart patienter med normal njurfunktion och normalt blodvärde före operation studerades sågs ingen påverkan på överlevnad på sikt av blodtransfusioner jämfört med patienter som inte fått blodtransfusioner

Delarbete II

I detta delarbete studeras riskerna med akut njursvikt efter kranskärlskirurgi. Kreatinin samt två vanliga formler för beräkning av GFR baserat på kreatinin-nivåer i blodet studerades och jämfördes för över 5000 patienter vid olika tidpunkter före och efter operation. Data kategoriserades enligt det s.k. RIFLE systemet och effekten på återhämtning av njurfunktionen sattes i förhållande till långtidsöverlevnad. I denna studie visades att GFR-beräkning (jämfört med kreatinin) kan

vara mer informativ ur prognostisk synpunkt samt att den sämsta njurfunktionen är den som starkast är kopplad till minskad överlevnad, samtidigt som återhämtning av njurvärden allmänt sett är positivt ur överlevnadssynpunkt.

Delarbete III

I dagsläget finns inget läkemedel som visats kunna skydda njurarna mot akut njursvikt vid hjärtkirurgi. Erythropoietin (EPO) är ett kroppseget hormon som är känt för att stimulera produktionen av röda blodkroppar. EPO har i många djurstudier samt i några kliniska studier kunnat visas ha skyddande effekt mot syrebrist kroppsorgan. I detta delarbete studerades effekten av EPO given innan operation i syfte att studera en eventuell skyddande effekt mot akut njursvikt hos patienter som redan innan operation har större risk att utveckla akut njursvikt pga. habituellt nedsatt njurfunktion. Patienterna randomiserades till EPO och placebo. Gruppen som fick EPO uppvisade inga tecken på att ha fått njurskyddande effekter av det administrerade läkemedlet.

Delarbetet IV

Betydelsen av cystatin C inom intensivvård och hjärtkirurgi är inte fullständigt studerat. Cystatin C prognostiska förmåga för att förutsäga komplikationer och död i jämförelse med kreatinin är okänt för hjärtopererade patienter. I detta delarbete har cystatin C och kreatinin samt GFR beräkningar baserad på dessa jämförts inbördes hos närmare 2000 patienter som genomgått hjärtkirurgi och satts i relation till långtidsöverlevnad. I denna studie visas att cystatin C och dess GFR beräkningar har en starkare prognostisk värde jämfört med kreatinin för överlevnad efter hjärtoperation. Det prognostiska värdet kan avläsas i ett tidigare skede jämfört med kreatinin. Ur klinisk synpunkt medför detta att cystatin C och dess GFR beräkningar kan redan före operation indikera vilka patienter som är riskpatienter och som behöver extra tillsyn avseende njurfunktionen efter en hjärtoperation.

• author: Dardashti, Alain
• supervisor: Henrik Bjursten; Per Ederoth; Shahab Nozohoor
• opponent: Professor Ricksten, Sven-Erik, Anestesiologi och Intensivvård, Kliniska vetenskaper, Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet
• organization: Thoracic Surgery
• publishing date: 2014
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Surgery; Cardiac and Cardiovascular Systems
• keywords: Acute kidney injury, eGFR, Transfusion, Mortality, Erythropoietin, Cardiac surgery
• categories: Higher Education
• in: ISBN 978-91-7619-074-6
• volume: 1
• pages: 91 pages
• defense location: Segerfalksalen, BMC A10, Sölvegatan 17, Lund.
• defense date: 2014-11-20 13:45:00
• ISSN: 1652-8220
• language: English
• LU publication?: yes
• id: f67f748c-1572-4cfb-aa5c-cf47820f1234 (old id 4810402)
• date added to LUP: 2016-04-01 13:16:39
• date last changed: 2019-05-21 14:53:46