Rationale for Early Renal Replacement Therapy for Multiple Organ Dysfunction

Objective: to determine the impact of early initiation of renal replacement therapy on the manifestations of a systemic inflammatory response (SIR) and on the prevention of progression of organ dysfunction (OD). Subjects and methods. A prospective study was conducted in the intensive care units of the Kemerovo Regional Clinical Hospital and the Research Institute for Integrated Problems of Cardiovascular Diseases, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, in the identical period (2003—2009). Three hundred and fifty-four patients underwent a set of invasive hemodynamic studies, biochemical tests, and transpulmonary thermodilution. Conclusion. Renal replacement therapy prevents the progression of OD in patients with SIR irrespective of the etiology of the latter (infectious versus noninfectious SIR); the earlier initiation of continuous renal replacement therapy (within 24 hours after the determination of indications for its session) is most effective. Key words: renal replacement therapy, organ dysfunction

IMMUNOSUPPRESSION AS A COMPONENT OF MULTIPLE ORGAN DYSFUNCTION SYNDROME FOLLOWING CARDIAC SURGERY

Aim. To defne the role of myeloid-derived suppressor cells in the development of persistent multiple organ dysfunction followed cardiac surgeries with cardiopulmonary bypass.Methods. 40 patients who have undergone cardiac surgery were included in the study. Granulocyte myeloid-derived suppressor cells (G-MDSC) were defned as cells with the HLA-DR– / CD11β+ / CD15+ / CD33+ phenotype, and monocytic MDSC (M-MDSC) as cells with the HLA-DR– / CD11β+ / CD14+ / CD33+ phenotype using flow cytometry. Levels of cytokines, IL-1β, IL-6, TNF-α, and IL-10 were measured with an enzyme immunoassay. All patients were assigned to three groups: Group 1 – patients with the uncomplicated postoperative period (n = 14), Group 2 – patients with non-persistent MODS and its early resolution (n = 16), and Group 3 – patients with persistent MODS at day 7.Results. We observed an increase in M-MDSCs and G-MDSC at day 1 following cardiac surgery. The most pronounced increase was found in monocytic-myeloid derived suppressor cells, i.e. an 8-fold increase in M-MDSCs in all study groups at day 1 after surgery. The number of M-MDSCs remained high in patients with persistent MODS at day 7 after cardiac surgery. Levels of IL-6 and IL-10 increased at day 1 after surgery. IL-6 reached its peak level, signifcantly exceeding baseline levels. By day 7, blood levels of all cytokines have decreased, except IL-10 levels, which remained above the baseline in patients with persistent MODS.Conclusion. An increase in M-MDSCs and elevated serum levels of the anti-inflammatory cytokine IL-10 have been found in patients regardless of the presence or absence of the complications in the early postoperative period after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Persistent MODS with the SOFA scoring > 5 scores at day 7 after cardiac surgery, is associated with an increase in M-MDSCs and elevated levels of the anti-inflammatory cytokine IL-10, related to higher rate of hospital infections, prolonged intensive care unit stay and higher mortality.Aim. To defne the role of myeloid-derived suppressor cells in the development of persistent multiple organ dysfunction followed cardiac surgeries with cardiopulmonary bypass.Methods. 40 patients who have undergone cardiac surgery were included in the study. Granulocyte myeloid-derived suppressor cells (G-MDSC) were defned as cells with the HLA-DR– / CD11β+ / CD15+ / CD33+ phenotype, and monocytic MDSC (M-MDSC) as cells with the HLA-DR– / CD11β+ / CD14+ / CD33+ phenotype using flow cytometry. Levels of cytokines, IL-1β, IL-6, TNF-α, and IL-10 were measured with an enzyme immunoassay. All patients were assigned to three groups: Group 1 – patients with the uncomplicated postoperative period (n = 14), Group 2 – patients with non-persistent MODS and its early resolution (n = 16), and Group 3 – patients with persistent MODS at day 7.Results. We observed an increase in M-MDSCs and G-MDSC at day 1 following cardiac surgery. The most pronounced increase was found in monocytic-myeloid derived suppressor cells, i.e. an 8-fold increase in M-MDSCs in all study groups at day 1 after surgery. The number of M-MDSCs remained high in patients with persistent MODS at day 7 after cardiac surgery. Levels of IL-6 and IL-10 increased at day 1 after surgery. IL-6 reached its peak level, signifcantly exceeding baseline levels. By day 7, blood levels of all cytokines have decreased, except IL-10 levels, which remained above the baseline in patients with persistent MODS.Conclusion. An increase in M-MDSCs and elevated serum levels of the anti-inflammatory cytokine IL-10 have been found in patients regardless of the presence or absence of the complications in the early postoperative period after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Persistent MODS with the SOFA scoring > 5 scores at day 7 after cardiac surgery, is associated with an increase in M-MDSCs and elevated levels of the anti-inflammatory cytokine IL-10, related to higher rate of hospital infections, prolonged intensive care unit stay and higher mortality

Значение эритроцитсодержащих компонентов донорской крови в объеме первичного заполнения контура искусственного кровообращения в развитии системного воспаления при коррекции врожденных пороков сердца у детей

Various pathological factors accompanying any cardiac surgery can cause intraoperative systemic inflammatory responses (SIR). As the number of cardiac surgical interventions grows worldwide, the issue of SIR prevention appears highly relevant.Aim of the study. To determine the effect of not using donor blood components in the priming of the cardiopulmonary bypass circuit in children with septal congenital heart defects, operated under cardiopulmonary bypass, on the severity of SIR.Material and methods. A prospective, randomized study included 40 children with a median age of 14 [12–22.5] months and weight of 8.8 [7.25–11] kg. All patients underwent radical correction of septal defect under cardiopulmonary bypass. The patients were divided into two groups depending on the use of donor blood components for priming the CPB. The severity of SIR was assessed using four specific serum biomarkers such as interleukin 1b (IL-1b), interleukin 6 (IL-6), interleukin 10 (IL-10), and tumor necrosis factor alpha (TNF-α), measured before the operation, after the CPB and 16 hours after the surgery. In addition, the intra- and postoperative periods were evaluated.Results. The safety of the proposed strategy of skipping the donor blood was confirmed by lack of any organ dysfunction in all patients, as well as a significant difference in the balance of oxygen delivery and consumption. In addition, the levels of systemic inflammation markers after CPB were significantly higher in patients who had transfusion: IL-1b was 3.3 [3.2–3.48] pg/mL vs 2.86 [2.7–3.11] pg/mL (P=0.003) and TNF-α reached 1.81 [1.37–3.3] pg/mL vs 1.33 [1.26–1.76] pg/mL (P=0.034). Meanwhile, 16 hours post surgery, IL-6 and IL-10 levels were significantly higher in the group using donor blood components with IL-6 being 48.91 [33.89–57.6] pg/mL vs 31.56 [26.83–48.89] pg/mL (P=0.087) and IL-10 reaching 0.8 [0.76–1.43] pg/mL vs 0.69 [0.6–0.83] pg/mL (P=0.005).Conclusion. The study demonstrates and confirms the safety and efficacy of cardiopulmonary bypass without using donor blood components to reduce the severity of the systemic inflammatory response in children undergoing correction of septal congenital heart defects.Большое количество патогенных факторов, сопровождающих любую кардиохирургическую операцию, приводит к возникновению системного воспалительного ответа (СВО) в интраоперационном периоде. Учитывая ежегодный рост количества кардиохирургических вмешательств в мире, актуальной является задача профилактики СВО.Цель исследования: установить влияние отказа от применения компонентов донорской крови в объеме первичного заполнения аппарата искусственного кровообращения у детей с септальными врожденными пороками сердца (ВПС), оперированных в условиях искусственного кровообращения (ИК), на выраженность СВО.Материалы и методы. В проспективное, рандомизированное исследование включили 40 детей, медианный возраст которых составил 14 [12–22,5] месяцев, вес — 8,8 [7,25–11] кг. Всем пациентам проводили радикальную коррекцию септальных ВПС в условиях ИК. Пациентов разделили на 2 группы, в зависимости от использования компонентов донорской крови в объеме первичного заполнения аппарата искусственного кровообращения. Степень выраженности СВО оценивали с использованием четырех специфических маркеров в сыворотке крови: интерелейкин 1b (IL-1b), интерлейкин 6 (IL-6), интерлейкин 10 (IL-10) и фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), измеренных до начала операции, после завершения ИК и через 16 часов после оперативного вмешательства. Кроме того, провели анализ течения интра- и послеоперационного периода.Результаты. Безопасность предложенной стратегии отказа от использования донорской крови подтвердили отсутствием каких-либо органных дисфункций у всех пациентов, а также значимой разницы по показателям баланса доставки и потребления кислорода. Помимо этого, значения маркеров СВО IL-1b (pg/ml) — 2,86 [2,7–3,11] vs 3,3 [3,2–3,48] (p=0,003) и TNF-α (pg/ml) — 1,33 [1,26–1,76] vs 1,81 [1,37–3,3] (p=0,034) имели более высокие значения среди пациентов с трансфузией в точке после завершения ИК. При этом IL-6 (pg/ml) — 31,56 [26,83–48,89] vs 48,91 [33,89–57,6] (p=0,087) и IL-10 (pg/ml) — 0,69 [0,6–0,83] vs 0,8 [0,76–1,43] (p=0,005) были статистически значимо выше в группе с использованием компонентов донорской крови через 16 часов после оперативного вмешательства.Заключение. Обоснована и доказана безопасность и эффективность искусственного кровообращения без использования компонентов донорской крови для снижения выраженности системного воспалительного ответа у детей при коррекции септальных врожденных пороков сердца

The problem of the diagnosis of acute kidney injury in children operated under the conditions of artificial circulation

Acute kidney injury (AKI) associated with cardiac surgery in children is one of the most frequent complications of the postoperative period appearing due to various perioperative factors. Generally accepted criteria for the diagnosis of AKI, on the one hand, may underestimate the frequency of development of this complication, on the other hand, require verification for use in the pediatric population. The application of kidney injury markers in pediatric practice is associated with a number of difficulties. For example, the high variability of the concentration of markers depending on age complicates the interpretation of the result, and maternal molecules can circulate in the blood of newborns. At the same time, in the cardiac surgery practice, the greatest impact of the measurement of kidney injury markers in children has been noted, which allows significantly accelerate the diagnosis of this complication and the starting of its therapy

Продолжительная заместительная почечная терапия при тяжелом акушерском сепсисе

Objective: to improve the results of treatment for severe obstetric sepsis by pathogenetically founded continuous renal replacement therapies as extracorporeal homeostatic correction. Subjects and methods. Forty-two women with severe abdominal sepsis were divided into 3 groups: 1) 14 women with severe extragenital abdominal sepsis who received standard intensive care (a control group); 2) 12 women with severe obstetric sepsis who had standard intensive care (a study group); 3) 16 with severe obstetric sepsis who had the standard intensive care supplemented with continuous renal replacement therapy (an intervention group). Results. In Group 2, endogenous intoxication and multiple organ dysfunction were controlled later than in Group 1, mortality rates being 41.7 and 7.1%, respectively. Clinical laboratory differences were due to gestosis recorded in 100% of the patients with severe obstetric sepsis. When continuous renal replacement therapy was incorporated into the complex therapy of severe obstetric sepsis, there was a prompter regression of endogenous intoxication and multiple organ dysfunction, mortality was decreased by an average of 35% as compared with that during standard therapy. Conclusion. The inclusion of continuous renal replacement therapy into the complex treatment program for severe obstetric sepsis made it possible to reduce control time _ for endogenous intoxication and multiple organ dysfunction and to decrease mortality by an average of 35% as compared with that during standard intensive care. Key words: obstetric sepsis, abdominal sepsis, gestosis, endogenous intoxication, multiple organ dysfunction, renal replacement therapy.Цель исследования — улучшить результаты лечения тяжелого акушерского сепсиса за счет патогенетически обоснованного применения методов продолжительной заместительной почечной терапии в качестве экстракорпоральной коррекции гомеостаза. Материал и методы. 42 женщины с тяжелым абдоминальным сепсисом разделены на 3 группы: контрольная (n=14) — женщины с тяжелым экстрагенитальным абдоминальным сепсисом, которым проводили стандартную интенсивную терапию; основная (n=12) — женщины с тяжелым акушерским сепсисом, которым проводили стандартную интенсивную терапию, группа вмешательств (n=16) — женщины с тяжелым акушерским сепсисом, которым стандартный комплекс интенсивного пособия дополняли продолжительной заместительной почечной терапией. Результаты. У женщин с тяжелым акушерским сепсисом купирование эндогенной интоксикации и полиорганной недостаточности при традиционной интенсивной терапии происходило позднее, чем у женщин с тяжелым экстрагенитальным абдоминальным сепсисом, при этом летальность составила 41,7 и 7,1%, соответственно. Различия клинико-лабораторных проявлений были обусловлены влиянием гесто-за, регистрировавшегося у 100% больных с тяжелым акушерским сепсисом. При включении в комплексную терапию тяжелого акушерского сепсиса продолжительной заместительной почечной терапии отмечался более быстрый регресс эндогенной интоксикации и полиорганной недостаточности, летальность снизилась в среднем на 35% по сравнению с таковой при проведении стандартного лечения. Заключение. Включение в программу комплексного лечения тяжелого акушерского сепсиса продолжительной заместительной почечной терапии позволило сократить сроки купирования эндогенной интоксикации, полиорганной недостаточности и снизить летальность в среднем на 35% по сравнению с таковой при стандартной интенсивной терапии. Ключевые слова: акушерский сепсис, абдоминальный сепсис, гестоз, эндогенная интоксикация, полиорганная недостаточность, заместительная почечная терапия

DYNAMICS OF SURFACE EXPRESSION OF TRIGGER RECEPTOR, EXPRESSED BY MYELOID CELLS-1 (TREM-1) ON VARIOUS SUBPOPULATIONS OF MONOCYTES IN EARLY POSTOPERATIVE PERIOD OF DIRECT REVASCULARIZATION OF MYOCARDIUM

We studied surface expression of trigger receptor, expressed by myeloid cells-1 (TREM-1) on various subpopulations of monocytes before direct revascularization of myocardium with artificial blood flow and in early postoperative period. We registered that various expression of TREM-1 on the surface corresponds to subpopulations of monocytes, and the highest level is observed on CD14hiCD16+ monocytes. By the 1st day of postoperative period elevation of surface expression of TREM-1 occurs on all subpopulations of monocytes, testifying to enlargement of their proinflammatory potential

ГЕМОДИНАМИКА И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ СТАТУС В ТЕЧЕНИИ ЗАМЕСТИТЕЛЬНОЙ ПОЧЕЧНОЙ ТЕРАПИИ ПРИ СИСТЕМНОМ ВОСПАЛИТЕЛЬНОМ ОТВЕТЕ ИНФЕКЦИОННОЙ И НЕИНФЕКЦИОННОЙ ЭТИОЛОГИИ

Purpose. To assess dynamic of hemodynamic and hydrodynamic parameters and procedures’ efficacy in different time periods of initiated renal replacement therapy for systemic inflammatory response syndrome of infectious or non-infectious etiologies.Material and methods. 242 patients with systemic inflammatory response of infectious and non-infectious genesis were enrolled in a prospective randomized multicenter study. Results. The changes in the parameters of central hemodynamic, hydrodynamic status and gas transmission during renal replacement therapy of constant veno-venous hemofiltration were identified.Conclusion. Early renal replacement therapy initiation (up to 24 hrs from the time the indications were presented) was proved by the authors to be advantageous.Цель. Оценить динамику гемодинамических и гидродинамических показателей и эффективности процедур в разные сроки инициации заместительной почечной терапии (ЗПТ) при системном воспалительном ответе (СВО) инфекционной и неинфекционной этиологии.Материалы и методы. Проведено проспективное рандомизированное многоцентровое исследование 242 пациентов с системным воспалительным ответом инфекционного и неинфекционного генеза.Результаты. Представлены изменения показателей центральной гемодинамики, гидродинамического статуса и газотранспортной функции в течении ЗПТ в режиме постоянной вено-венозной гемофильтрации.Заключение. Авторами доказаны преимущества раннего (до 24 ч с момента установления показаний) начала заместительной терапии с позиций регресса вероятных полиорганных дисфункций.

Современные методы ограничения системного воспалительного ответа при коррекции врожденных пороков сердца у детей в условиях искусственного кровообращения

Highlights. The article discusses the pathophysiological aspects of cardiopulmonary bypass and the mechanisms underlying the development of the systemic inflammatory response in children following congenital heart surgery. We summarize and report the most relevant preventive strategies aimed at reducing the systemic inflammatory response, including both, CPB-related methods and pharmacological ones.The growing number of children with congenital heart defects requires the development of more advanced technologies for their surgical treatment. However, cardiopulmonary bypass is required in almost all surgical techniques. Despite the tremendous progress and recent advances in cardiopulmonary bypass techniques, the systemic inflammatory response syndrome associated with these surgeries remains unresolved. The review summarizes the causes and mechanisms underlying its development. The most commonly used preventive strategies are reported, including standard and modified ultrafiltration, leukocyte filters, and pharmacological agents (systemic glucocorticoids, aprotinin, and antioxidants).The role of cardioplegia and hypothermia in the reduction of systemic inflammation is defined. Cardiac surgery centers around the world use a variety of techniques and pharmacological approaches, drawing on the results of randomized clinical studies. However, there are no clear and definite clinical guidelines aimed at reducing the systemic inflammatory response during cardiopulmonary bypass in children. It remains a significant problem for pediatric intensive care by aggravating their postoperative status, prolonging the length of the in-hospital stay, and reducing the survival rates.Основные положения. В статье описаны патофизиологические аспекты искусственного кровообращения и механизмы развития системного воспалительного ответа при кардиохирургических операциях у детей. Представлены наиболее актуальные методы борьбы с системным воспалительным ответом, среди которых как способы в составе искусственного кровообращения, так и фармакологические методики.Рост числа детей с врожденными пороками сердца требует разработки более совершенных технологий оперативного лечения. Однако хирургические методы коррекции по-прежнему в большинстве случаев требуют применения искусственного кровообращения. Несмотря на значительный прогресс в совершенствовании техники проведения искусственного кровообращения, остается нерешенным и актуальным вопрос системного воспалительного ответа (СВО), сопровождающего операции такого рода. В обзоре подробно представлены причины и механизмы развития данного осложнения. Охарактеризованы наиболее популярные методы ограничения СВО: стандартная и модифицированная ультрафильтрация, лейкоцитарные фильтры, фармакологическое воздействие (применение системных глюкокортикоидов, апротинина и антиоксидантов). Кроме того, оценена роль кардиоплегии и гипотермии в процессе ограничения системного воспаления. В кардиохирургических центрах по всему миру используют различные технические и фармакологические подходы, опираясь на результаты релевантных исследований, при этом до сих пор не разработаны четкие клинические рекомендации, направленные на снижение СВО во время искусственного кровообращения у детей. Указанное осложнение остается значимой проблемой у детей реанимационного профиля, определяя тяжесть состояния, удлиняя срок госпитализации и уменьшая выживаемость данной категории больных

АБДОМИНАЛЬНЫЕ ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ НА СЕРДЦЕ С ИСКУССТВЕННЫМ КРОВООБРАЩЕНИЕМ

Abdominal catastrophe occurring after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass, takes the leading place in the structure of possible complications. The authors present a review of the epidemiology, risk factors, and predictors of forecasting, principal directions of correction and prevention of such complications. It is noted that ultrasonic methods (contrast-enhanced ultrasound) and radiological (selective mesenteric angiography) diagnosis, modifications and variations of extracorporeal perfusion and pharmacological protection of the gastrointestinal tract may be optimal for such category of patients.Абдоминальные катастрофы, возникающие после операций на сердце в условиях искусственного кровообращения, занимают ведущее место в структуре возможных осложнений. Авторы представляют обзор эпидемиологии, факторов риска, предикторов и способов прогнозирования, принципиальных направлений коррекции и профилактики подобных осложнений. Отмечается, что способы ультразвуковой (контраст-индуцированная ультразвуковая диагностика) и лучевой (селективная мезентериальная ангиография) диагностики и варианты модификации экстракорпоральной перфузии и фармакологической защиты желудочно-кишечного тракта могут быть оптимальными для ведения данной категории больных