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EFFETTI SULLA STABILITA’ EMODINAMICA E SULLA TOLLERANZA DIALITICA
dialitiche e che la concentrazione di sostanze tossiche
nell'organismo del paziente aumenta fortemente.
Con l'inizio della dialisi, la concentrazione di sostanze tossiche
diminuisce ed il sangue funge da veicolo per tali sostanze.
L’apporto supplementare di tossine, dall'ambiente intracellulare
al sangue, si verifica in maniera ritardata. Questa "dialisi
interna", che avviene con ritardo, spiega anche perché il sangue
del paziente deve attraversare più volte il dializzatore; essa non è
esattamente misurabile, né esattamente descrivibile. In ogni caso
va sempre tenuto presente che la variazione del controllo
dell'uremia non può prescindere dai processi che si svolgono
nell'organismo.
Allo stato di conoscenza attuale si può affermare che la
necessaria durata della dialisi (minimo 12 ore a settimana),
un'adeguata frequenza delle sedute dialitiche (minime tre volte a
settimana), ed il trattamento dei fenomeni concomitanti e delle
conseguenze dell'insufficienza renale, unite all'autodisciplina del
paziente, nonché l’inquadramento del paziente stesso nell’ambito
delle varie tecniche dialitiche conducono a ottimi e duraturi
risultati.
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9 Da cosa è costituito un “rene artificiale”?
L’apparecchiatura utilizzata per l’emodialisi extracorporea è
comunemente denominata “rene artificiale”. Nel suo complesso è
costituito da:
1. Il filtro dializzante;
2. Il circuito ematico extracorporeo;
3. Il circuito del liquido di dialisi;
4. Il monitor di controllo.
Il filtro dializzante
costituisce l’unità
funzionale del rene
artificiale. In esso
avvengono gli
scambi di soluti e
di acqua fra il
sangue del
paziente ed il
liquido di dialisi.
Le membrane
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dializzanti possono essere costituite da materiali diversi che ne
conferiscono differenti caratteristiche depurative e di
biocompatibilità, derivanti dalla cellulosa, cellulosa modificata o
membrane di derivazione sintetica.
Il Circuito ematico extracorporeo è costituito da una serie di cavi
di piccolo calibro, di materiale plastico, articolati in due segmenti
principali: la linea arteriosa e la linea venosa. Il sangue
proveniente dal paziente arriva al filtro dializzatore per mezzo
della linea arteriosa; dopo aver attraversato il filtro, ritorna
depurato al paziente lungo la linea venosa. Questo, centinaia di
volte nel corso di ogni singola seduta dialitica. La progressione
del sangue nel circuito extracorporeo è assicurata da una pompa
di tipo peristaltico; il flusso del sangue è mantenuto intorno a
250-350 ml/min. La sterilità del filtro dializzatore e di tutto il
circuito extracorporeo è ottenuta mediante sterilizzazione con
ossido di etilene o con raggi gamma. L’incoagulabilità del sangue
nel circuito extracorporeo in generale e nel filtro dializzatore in
particolare, è assicurata dal lavaggio di queste strutture, nella fase
di preparazione del circuito, con una soluzione eparinata e dalla
somministrazione d’eparina durante la seduta emodialitica.
Nel Circuito del liquido di dialisi è contenuta una soluzione
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costituita essenzialmente da acqua di rete (sottoposta ad un
processo di demineralizzazione chimica mediante il passaggio
attraverso resine a scambio ionico), sali minerali, sostanze
osmoticamente attive, e sostanze tampone (in genere acetato o
bicarbonato). La soluzione utilizzata come bagno dialisi contiene
sodio, potassio, calcio, magnesio, cloruro, acetato e glucosio.
Una volta attraversato il filtro, con una direzione di flusso inversa
rispetto al sangue, il liquido di dialisi viene inviato direttamente
in scarico. Sul circuito del liquido di dialisi, inoltre, è inserita una
seconda pompa (pompa aspirante) che ha la funzione di creare
una pressione negativa, permettendo così la rimozione diretta per
ultrafiltrazione dell’acqua in eccesso sottratta dal sangue del
paziente.
Il Monitor è un’apparecchiatura dotata di raffinati congegni
finalizzati a due compiti essenziali che sono la preparazione del
liquido di dialisi e il controllo d’alcuni parametri essenziali per la
conduzione della seduta dialitica in condizioni d’efficacia e di
sicurezza per il paziente, quali il riscaldamento del liquido di
dialisi, rilevamento di perdite ematiche attraverso le membrane,
controllo della temperatura sia del dialisato che del sangue,
controllo continuo della composizione del liquido di dialisi. Le
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moderne macchine sono dotate di numerosi sistemi di
servocontrollo: i flussi, le temperature, l’ultrafiltrazione, la
conducibilità, il pH sono tutte grandezze misurate da sensori
dislocati lungo il circuito extracorporeo. Esistono sensori
paziente-specifici che misurano in continuo alcune variabili
biologiche ed emodinamiche come la temperatura corporea, il
volume ematico o le variazioni di urea, permettendo un accurato
monitoraggio intradialitico. Per il controllo della volemia, le più
importanti variabili sono l’ultrafiltrazione e la concentrazione di
sodio nel dialisato. Le ultrafiltrazioni variabili si sono dimostrate
efficaci nel controllo dell’andamento pressorio durante
l’emodialisi, in particolare in pazienti con elevati incrementi
ponderali. L’aumento della concentrazione di sodio nel dialisato
innalza l’osmolarità e favorisce la mobilizzazione dei liquidi dal
compartimento extra-vascolare minimizzando le variazioni
volemiche. L’aumento dell’osmolarità oltre ad avere un effetto
puramente idraulico è anche in grado di stimolare l’attività del
Sistema Nervoso Autonomo e quindi favorire una miglior
risposta emodinamica all’ipovolemia.
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9 Cosa significa dialisi?
La dialisi consiste in un processo fisico atto a separare particelle in
soluzione attraverso l'utilizzazione di una membrana
semipermeabile. Più semplicemente si può dire che una soluzione
contaminata (il sangue carico di "sostanze tossiche" dell'uremico)
viene depurata da una "soluzione di lavaggio" (il dialisato) da cui è
separata tramite una membrana semipermeabile(il filtro
dializzatore).
La membrana utilizzata per la dialisi è permeabile solo a
determinate sostanze; essa si comporta come un filtro, i cui pori
hanno dimensioni molecolari.
II trasporto delle sostanze attraverso la membrana dipende:
• dalla differenza di concentrazione delle
sostanze diffusibili ai due lati della
membrana semipermeabile e cioè tra il
"lato pulito" (lato dell'acqua) e il "lato
sporco" (lato del sangue).
• dalla pressione idrostatica del liquido da
filtrare.
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• dalla pressione osmotica delle sostanze
in soluzione.
9 Cosa s’intende per diffusione?
I metaboliti (urea, creatinina, acido urico, fosfato, potassio)
accumulati dal "lato sporco" della membrana (tra l'altro, sostanze
tossiche che vengono escrete con l'urina) hanno la capacità di
spostarsi dal lato in cui sono più concentrati a quello in cui la loro
concentrazione è inferiore. Questo fenomeno è chiamato diffusione
e dipende dal peso molecolare del soluto. Ad esso possono prendere
parte solo le molecole il cui diametro è più piccolo dei pori della
membrana. Il processo di penetrazione attraverso la membrana si
chiama permeazione.
Diffusione: la differenza di
concentrazione dei soluti tra sangue e
dialisato determina lo spostamento delle DIFFUSIONE
molecole del soluto dalla soluzione più
concentrata a quella meno concentrata
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9 Cosa s’intende per ultrafiltrazione? Cosa s’intende per
convezione?
Diffusione e permeazione riguardano solo il trasporto di sostanze
in soluzione(o soluti). Il termine "ultrafiltrazione" descrive il
passaggio o trasporto del solvente da un lato della membrana
all'altro. Per l'ultrafiltrazione è necessaria una differenza di
pressione (idrostatica). Secondo le caratteristiche della membrana,
nel processo d’ultrafiltrazione sono trasportati anche alcuni tipi di
soluti; questo trasporto di sostanze si chiama convezione. II
trasporto convettivo aumenta notevolmente la clearance di
determinate sostanze, la cui diffusione attraverso la membrana è
limitata. Il sodio, infatti, è l’unico soluto che richiede una
rimozione esclusivamente convettiva.
La somma della pressione negativa
applicata sul lato dell'acqua della
membrana e della pressione positiva ULTRAFILTRAZIONE
applicata sul lato del sangue
costituiscono la pressione transmembrana
Convezione: fenomeno concomitante
dell'ultrafiltrazione. Il liquido filtrato
trascina con sé i soluti attraverso i CONVEZIONE
pori della membrana. Migliore
esempio: emofiltrazione
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9 Cosa s’intende per osmosi?
L'osmosi è una diffusione (attraverso la membrana
semipermeabile) "ostacolata":
se i pori della membrana sono abbastanza piccoli da trattenere le
sostanze in soluzione e permettere solo il passaggio del solvente si
verifica la formazione di una "differenza di pressione osmotica"
che causa, a sua volta, la diffusione del solvente (generalmente
acqua) dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata.
In questo caso la "forza che spinge" è la pressione osmotica.
Osmosi: passaggio della sola acqua
attraverso la membrana semipermeabile
dal sangue nel dialisato maggiormente
concentrato, secondo un gradiente di OSMOSI
pressione osmotica. Migliore esempio:
dialisi peritoneale. Glucosio per
aumentare l'osmolarità.
Il procedimento dell’emodialisi extracorporea quindi deriva
dall’associazione variabile dei processi precedentemente
descritti:
• diffusione,
• ultrafiltrazione,
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• convezione dei soluti,
• diffusione dell'acqua, secondo un gradiente osmotico, hanno
luogo anche nel dializzatore e sono, entro certi limiti,
modificabili.
Le sostanze che possono attraversare la membrana
semipermeabile, si spostano secondo un gradiente di
concentrazione, dal lato del sangue al lato dell'acqua o
viceversa, fino a quando si stabilisce un equilibrio di
concentrazione tra le due soluzioni.
Variando la composizione del dialisato è possibile non solo evitare
eccessive perdite d’elettroliti, ma anche allontanare sostanze il cui
accumulo risulterebbe pericoloso, quali, ad esempio il potassio
(per esempio la concentrazione del potassio dal lato del sangue è
5-6 mmol/l, dal lato della dialisi 2-3 mmol/l).
Da quanto si è detto finora risulta chiaro che attraverso la dialisi
non è possibile una "disintossicazione selettiva" dell'organismo
uremico; purtroppo, l'organismo "perde" anche sostanze quali
ormoni e vitamine, che non dovrebbero essere eliminate.
La sottrazione di liquido dal sangue è ottenuta applicando una
pressione positiva sul lato del sangue e una pressione negativa sul
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lato dell'acqua. Nella maggior parte dei dializzatori, quando
vengono collegati al paziente, si verifica un'ultrafiltrazione
obbligatoria come conseguenza dell'instaurarsi di una pressione
positiva sul lato del sangue, originata dalla resistenza al flusso
offerta dal dializzatore, dalla viscosità del sangue e dalla pressione
artero-venosa del paziente. All'ultrafiltrazione si oppone l'azione
esercitata dalla pressione oncotica delle proteine plasmatiche (la cui
concentrazione aumenta man mano che viene sottratta l'acqua dal
plasma) che tende a trattenere l'acqua dal lato del sangue.
9 Quali sono le caratteristiche delle membrane e dei filtri per
l’emodialisi?
Nella storia della dialisi, la ricerca tecnologica sulla qualità della
membrane semipermeabili ha avuto da sempre, e continua ad
avere, un ruolo di rilevanza primaria perché è con essa che il
sangue viene a contatto diretto, con l’obiettivo di realizzare uno
stato di benessere per il paziente, ma esponendosi a una serie di
conseguenze negative in termini fisiologici. Generalmente le
membrane per dialisi vengono preparate miscelando il
componente principale con un solvente, per ottenere la consistenza
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più opportuna per la lavorazione desiderata. Questa mescola viene
poi trafilata o laminata, a seconda che si vogliono ottenere
membrane in fibre capillari o in fogli. Si elimina poi il solvente,
per evaporazione o con l’uso di un altro solvente, e il posto che
esso occupava nella membrane semipermeabili rimane vuoto e
costituisce il poro.
Il prodotto finito deve rispondere a precisi requisiti:
1- prestazioni costanti e ripetibili per tutti i lotti di produzione;
2- facilità di sterilizzazione;
3- resistenza alle sollecitazioni meccaniche;
4- biocompatibilità.
Inoltre il diametro dei suoi pori deve essere compreso tra 10 e 100
angstrom, così da consentire il passaggio di molecole il cui peso
molecolare sia al massimo di 50.000 dalton: quindi non passano
cellule, batteri e proteine (colloidi), mentre circolano liberamente
elettroliti, urea, creatinina, acido urico (cristalloidi) e molecole via
via più grosse , fino alla ß2-microglobulina. La principale
classificazione delle membrane semipermeabili per uso dialitico
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prevede la distinzione in due gruppi principali: membrane
cellulosiche e membrane sintetiche.
membrane cellulosiche membrane sintetiche
Membrane cellulosiche
Sono così chiamate le membrane semipermeabili cellulosiche e
quelle di derivazione cellulosica, al gruppo appartengono: il
Celophan, il Cuprophan e l’Emophan, acetato di cellulosa,
triacetato di cellulosa.
Esse hanno come caratteristiche comuni:
„ simmetria
„ idrofilicità, in pratica assorbono acqua e si gonfiano
(formando a contatto con l’acqua un idrogel, il quale
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aumenta le caratteristiche di diffusività, limitando la
capacità di ultrafiltrazione);
„ alta resistenza, allo stato umido;
„ bassa permeabilità all’acqua;
„ alta permeabilità ai piccoli soluti;
„ bassa attivazione della coagulazione;
„ elevata attivazione del complemento;
„ prestazioni sovrapponibili in vivo e in vitro;
„ costo relativamente basso.
omogenea, simmetrica
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