Etiket: oksijen sunumu

Böbrek ve Kan Volümü Regülasyonu

mukadder

 Böbrek, plazma volümü ve eritrosit kütlesini kontrol ederek ve bu iki komponente dayanarak hematokriti (Hct) belirlemekte. Böbrek içi doku oksijen sinyaline göre böbrek indirekt olarak kan volumunu algılıyor ve eritropoietin (EP) üretiyor. EP üretimi anjiotensinII (anjII) tarafından module ediliyor, dolayısı ile renin-anjiotensin sistemi EP üretimine kan volüm regülasyonu feedback’inin efektor sinyali olarak katılmış oluyor. Yani böbrek yalnızca EP üreticisi değil aynı zamanda Hct belirleyicisi oluyor ki bu da bizim kan volümü regülasyonu hakkındaki bilgilerimize yeni bir boyut eklemekte.
Bobregin kan volumu ayarlamasinda oynadigi lider rolu inceleyen bir yazi Am J Med Sci 2007;334(1):65’de ‘The Role of the Kidney in Blood Volume Regulation: The Kidney as a Regulator of the Hematocrit’ basligi ile yayinlandi.

Dolasimdaki kan miktari, kardiyovaskuler sistemin etkinligini maksimumda tutacak sekilde ayarlanir. Hct ise, oksijen sunumunu kardiyovaskuler is veya kan akimi ile maksimumda tutacak sekilde ayarlanır. Bu iki parametre birbiri ile bagintili olsa da regulasyonlari farkli mekanizmalar ile olur.
Kan volumu ve Hct regulasyonunda 4 anahtar nokta rol oynar:
Kan volumunun plasma komponenti bir feedback sistemi ile ayarlanir: Vasküler dolgunluk ve kan basincini algilayan aferent sinyaller merkezi sinir sisteminde (MSS) islenir; olusan efferent sinyaller renal Na ve su atilimini duzenler.
Yeterli doku oksijenasyonunu garantileyen eritrosit kutlesinin regulasyonu gene bir feedback sistemi ile saglanir. Burada bobregin rolu EP uretimidir.
Bobregin ‘critmeter’ fonksiyonu plazma volumu ve eritrosit kutlesinin, Hct regulasyonu surecindeki koordinasyonunu ayrintilandirmaktadir.
AnjII’nin EP uretimine etkisi, kan volumu ve Hct regulasyonu eslesmesi ile tanimlanmistir.

I. Plasma Volumu Regulasyonu
Ekstraselluler sivi (ESS) volumu, afferent sensorler (volum ve basinc) ve efferent efektor mekanizmalardan olusan bir feedback halkasi sayesinde dar sinirlar icinde idame ettirilir. Sinyaller MSS’de islenerek efektor organlara Na ve su atilimi yoluyla vaskuler kapasitansin dengesini saglayacak optimal kan volumunu duzenleyecek efferent sinyaller gonderilir. Bu modelde kanin yalnizca plazma komponenti ile ilgili duzenleme soz konusudur.
Afferent yolda lokal, bolgeye ozel dusuk basinc (volum degisikligini algilar) ve yuksek basinc sensorleri vardir. Dusuk basinc sensorleri kardiyopulmoner (atriyal, ventrikuler ve pulmoner), renal ve hepatik reseptorleri icerir. Atriyal gerilim reseptorleri plasma volum artisina bagli atriyal duvar gerilimini algilar ve vagal afferent sinyalleri uyarir. Boylece ADH sekresyonu azalir, su emilimi azalarak su diurezi olusur. Atriyal gerilim reseptorleri ayrica kardiyomiyositik atriyal natriuretik peptit (ANP) sekresyonunu stimule eder; buna bagli renal Na atilimi artar, renin uretimi ve aldosteron sekresyonu azalip distal Na emilimi duser. Bu multipl effektor mekanizmalar ile plazma volum dengesi duzeltilir. Ventrikuler basinc reseptorleri ventrikuler basinc dususunu algilar ve vagal afferentleri stimule ederek renin sekresyonunun sempatik stimulasyonunu inhibe eder. Kucuk hava yollarinin bronsial venulleri (pulmoner sensorler) sol atriyal basinctaki hafif artisa ve pulmoner lenfatik obstruksiyona cok hassastir. Stimule olduklarinda refleks su diurezi ortaya cikar.
Bobrek afferent arteriollerindeki basinc reseptorleri basinc degisikliklerine hassastir. Miyojenik refleksin parcasi olarak afferent arterioldeki basinc artisi burada refleks vazokonstriksiyona, tam tersi ise vazodilatasyona yol acar. Jukstaglomeruler kompleks distal Na gecisine hassastir. Na miktari azalinca renin, anjII, aldosteron sekresyonu artar ve olusan efferent vazokonstriksiyon ile GFR ve distal Na reabsorbsiyonu artar (tubuloglomeruler feedback). Miyojenik refleks ve tubuloglomeruler feedback renal kan akiminin otoregulasyonunu saglar.
Hepatik dusuk basinc baroreseptorleri hepatik venoz sistemdeki basinc degisikliklerini algilar. Hepatik venoz konjesyon vb. nedenlerle basinc artarsa MSS’e sempatik afferent sinyaller gonderilir ve renal+kardiyopulmoner efferent aktivite artar. Sonucta renin-anjiotensin-aldosteron yukselir, tubuler Na ve su reabsorbsiyonu artisi ve kardiyak debide artis saglanir.
Arkus aorta ve sinus karotikustaki arteryel baroreseptorler de afferent sensorlerdir. Ortalama arter basinci (MAP) ve nabiz basinci degisikliklerini algilarlar. Ani MAP dususu normalde olan afferent vagal ve glossofaringeal afferent tetiklemeyi azaltir; medullaya giden inhibitor sinyaller azalinca, kalp ve bobrege giden efferent sempatik sinyallerin inhibisyonu ortadan kalkar. Sonucta perfuzyon basinci artar ve sivi dengesi duzeltilir.

II. Eritrosit kutlesinin regulasyonu
Dokuya oksijen sunumunu belirleyenler kan oksijen icerigi (oksijen saturasyonu ve Hb konsantrasyonu), kan akimi (kardiyak debi lokal vaskuler kan akimi) ve oksijenin Hb’den dissosiasyonudur (doku duzeyinde Hb’in O2’e afinitesi). Yeterli sunum, kan akimi veya oksijen icerigindeki (content) degisikliklerle saglanir. Akim degisikligi ise tum dokularda kardiyak debi veya rejyonel kan dagilimi ile ayarlanabilir. Eritrosit kutlesi renal EP uretimine baglidir. Doku hipoksisine cevap olarak korteksteki peritubuler fibroblastlar EP uretir; EP ile kemik iliginde eritrosit uretimi stimule olur. EP uretimi, oksijen sunumu ve renal dokunun oksijen gereksinimi tarafindan yonetilen bir feedback halkasi ile calisir. Hct dusunce plasma EP duzeyi ters logaritmik olarak artar.
Dokunun metabolik gereksinimi, dokuya gelen kan akiminin belirleyicisidir. Ama renal dokuda bu kuralin aksine kan akimi, GFR ve renal Na reabsorbsiyonuna olan etkileri nedeniyle indirekt olarak renal metabolik gereksinimi belirler. Ayrica renal kan akiminin otoregulasyonu nedeniyle, dıger dokulardan farkli olarak oksijen sunumunu duzenlemek icin olusacak kan akimi degisiklikleri de bobrekte kisitlidir. Bu nedenle bobrege oksijen sunumunda anahtar rolu ustlenen oksijen icerigidir. EP uretimi bobregin dusuk oksijen tansiyonuna (oksijen sunumu ile tuketimi arasindaki net fark) karsi effektor cevabidir; boylece eritrosit kutlesinin belirleyici olarak bobrek anahtar rol ustlenmektedir.

III. Hematokritin regulasyonu
Hct duzeyi ile oksijen sunumu iliskisi, dusuk Hct degerlerinde direkt iken, cok yuksek Hct degerlerinde viskozitenin kan akimina etkisi nedeniyle tersine doner.
Oksijen sunumunu maksimal arttiran Hct degerine denk dusen infleksiyon noktasi optimal Hct degerini verecektir. Boyle bir deger Hct’nin iyi regule edilen bir parametre oldugunu dusundurmektedir. Hct 2 kan komponentinin, yani plasma volumu ile eritrosit kutlesinin bileskesidir. Dolayisi ile regulasyon icin bunlarin algilanmasi ve bir effektor sinyal ile bu iki komponentin optimal Hct icin ayarlanmasi gereklidir. Bobrekte bu iki komponentteki degisikligin afferent sinyali ortak faktor olan doku oksijen tansiyonudur. Bazal oksijen gereksiniminin yani sira, renal plazma akimi (RPF), Na reabsorbsiyonu ve O2 tuketimi arasinda direkt lineer bir iliski vardir. Renal kan akimi (RBF) glomeruler filtrasyona yonlenir ve filtre edilen Na’un %99’u ATP kullanilarak reabsorbe olur. Dolayisi ile RPF bobrek oksijen kullaniminin belirleyicisidir. Bunun da otesinde filtrasyon fraksiyonu (GFR/RPF) oksijen gereksinimi/oksijen sunumu oranini belirlediginden, GFR oksijen gereksinimini belirleyecek ve RBF oksijen sunumunu etkileyecektir. EP uretimini belirleyen oksijen sunum-tuketim feedback halkasidir. Bobrekte sunum tuketim iliksisinin kan akimi ile ayarlanmasi, hem eritrosit miktarinin hem de plasma volumunun doku oksijen basincina bagli olmasi bu iki volumun koordinasyonunu mumkun kilmaktadir.
‘Critmeter’ hipotezi bobregin, doku oksijen basincinin metabolik sinyali araciligi ile relatif plazma ve eritrosit kutlesini algilamasi ve cevap vermesi olarak tanimlanmaktadir. EP uretimi bobrekte bilinmeyen bir oksijen sensorunun varligini gerektirse de, critmeter konsepti bu tur bir sensorun varligini one cikartmaktadir.
Bobrek kardiyak debinin %20’sini alir. Gelen O2’in %8-10’unu kullanir. Ancak ani bir akim artisi olursa vaskuler anatominin heterojen olmasi ve tubuler fonksiyon nedeniyle oksijen basinci korteksteki EP uretilen jukstaglomeruler bolgede daha dusuk hale gelir. Critmeter’in bu fizyolojik EP uretim bogeleri olan kortikal piramitlerin tepesinde oldugu dusunulmektedir. Anemi derinlestikce EP tum kortekste uretilebildigine gore, critmeter fonksiyonunun ancak fizyolojik sartlardaki uretim bolgeleriyle sinirli oldugu ongorulmektedir.
IV. Kan volumu ve Hct regulasyonunun birlestirilmesi
EP uretiminin modulasyonunda renin-anjiotensin sisteminin (RAS) rolu:
RAS plasma volumunun belirlenmesinde anahtar rolu ustlenir. Ayrica EP uretimini etkiler. AnjII vaskuler, glomeruler ve tubuler etkilidir ve bu yolla doku oksijen basincini degistirebilir. Afferent arteriolde olusturdugu vazokonstriksiyon ile filtrasyon fraksiyonunu arttirir. Dolayisi ile artan Na reabsorbsiyonu yolu ile O2 tuketimini arttirir. Ayrica vasa recta’da konstriksiyon yaparak meduller ve jukstaglomeruller kan akimini, dolayisi ile O2 sunumunu azaltir. Sonucta doku oksijen basinci duser. Critmeter bolgelerindeki esik deger asilarak EP uretimi gerceklesir. Normal insanlarda anjII’nin Hb duzeyinde degisiklik olmadan EP duzeyini arttirdigi gosterilmistir (Lo V, Lenga I, Donnelly S. J Am Soc Nephrol 2007; In Press.) Losartan ile etkisi bloke edildiginde ise anjII infuzyonunun EP degerini degistirmedigi gozlenmistir. Plasmaferez yapilan olgularda plazma volumunde %2 azalma, Hct’de %5 artis saptanmis, 24 saat sonra ise bazal degerlere gore Hct’de artis yerine EP duzeyinde %25 yukselme gorulmustur. Bu ters gibi gorunen sonucun nedeni volum azalmasina bagli RAS’in aktive olmasidir.
Hct’ini %30’un uzerinde tutabilen hemodiyaliz hastalarinda, distan eritropoietine gerek duyanlara oranla plazma renin aktivitesinin yuksek oldugu belirlenmistir. Hiporeninemik hipoaldosteronizmi olan Tip I diabetiklerde anemi saptanmistir. ACE inhibitoru alan diabetik hastalarin kontrole gore Hb duzeylerinin dusuk oldugu izlenmistir. Her iki grupta da EP duzeyinin dusuk oldugu saptanmistir.
Bu bulgular klasik EP-Hct anlayisimizi genisletmistir. Kanama durumunda RAS aktivasyonu ile su ve tuz retansiyonu ile es zamanli olarak eritrosit yapimi da uyarilacaktir. Oysa eski bilgilerle hemorajide ancak su ve tuz tutulumu ile Hct degeri dustukten sonra EP uretimi artiyor ve bundan sonra eritrosit yapimi stimule oluyor diye dusunmemiz gerekecekti.

Anemi ve Perioperatif Eritrosit Transfüzyonu

mukadder

 Crit Care Med 2006 Vol. 34, No. 5 (Suppl.)’de Madjdpour, Spahn, Weiskopf’un ‘’Anemia and perioperative red blood cell transfusion: A matter of tolerance’’ baslikli güzel bir yazisi var. Yazarlar genel olarak uygulanan 10/30 kuralina (Hb=10 g/dl, Hct=%30) deginerek, transfuzyonun istenmeyen yan etkileri, outcome uzerine olumsuz etkileri, akut anemideki kompansasyon mekanizmaları, anemi toleransı limitleri ve transfüzyon gereksiniminin fizyolojik tetikleyicilerinden bahsetmekteler. Onemli noktalarina vurgu yaparak size bu yazidan alintilar verecegim:
Transfüzyona bagli riskler genel olarak infeksiyon ve immünolojik riskler (akut ve gecikmis hemolitik transfüzyon reaksiyonlari, alloimmunizasyon, immunosupresyon, TRALI) olarak gruplanabilir.
Viral infeksiyoz risk patojenite testlerinin gelişmesine bagli olarak azalmış olmasina ragmen, bakteriyel kontaminasyon ve buna bagli sepsis daha fazla görülmekte; ayrica yakin gecmiste muhtemelen transfüzyona bagli 2 Creutzfld-Jakob hastaligi bildirilmis durumda.
Eritrosit transfuzyonu muhtemelen lokositlere bagli olarak, immunosupresyona neden olup postoperatif infeksiyon riskini arttirmakta.
TRALI (transfusion related acute lung injury) ARDS, volüm yüklenmesi, konjestif kalp yetersizligi ile karistigindan muhtemelen gercek insidansindan daha dusukmus gibi gorulmekte, ama onemli bir komplikasyon.
Kisacasi bunca komplikasyonu engelleyebilmenin yolu akilci transfüzyon stratejilerinden geciyor. Transfüzyon konusuna girmeden yazarlar temel kavramlara göz atmis:
Oksijen Transportu:
Oksijen sunumu DO2= COxCaO2
CaO2= (SaO2 x 1.34 x [Hb]) + (0.0031 x PaO2)
Oksijen tüketimi VO2
Oksijen ekstraksiyonu= O2ER= VO2 / DO2 (normal kosullarda 200-300 mL/dak : 800-1200 mL/dak; yani %20-30).
Bunun anlami su: Hb ve DO2, oksijen tüketimini etkilemeden epeyce düsebilir. Ancak kritik bir degerin altina inerse doku hipoksisi ortaya cikar; Kritik DO2 genç, saglikli gönüllülerde oksijenin 7.3 ml/kg/dak degerinin altina inmesi.
Akut Anemiye Fizyolojik Cevap:
Anemide kompansatuar mekanizmalar santral, rejyonel ve mikrosirkulatuar kan akimi degisiklikleri ve oksihemoglobin dissosiasyon ergisinin saga kaymasi (Hb’in oksijen afinitesinin azalmasi).
Kan akimi degisiklikleri: Akut normovolemik anemi kardiyak debi (CO) artisina yol aciyor. Kan viskozitesi venöz dönüsü kolaylastirip, preload’u arttirirken afterload’i düsürüyor. Sempatik stimülasyon inotropik etki ile CO artisina katki sagliyor. Hb 7g/dL’nin altina inene dek DO2 sabit kalabiliyor. Yani, maksimal oksijen sunumu Hb=10 ile oluyor kavrami artik yikilmis durumda. Rejyonel kan akimi degisiklikleri ise akimin vital organlara (kalp, beyin) kaymasi seklinde, ki bu da CO artisina bagli artmis kardiyak O2 tüketimini karsiliyor. Mikrosirkülasyonda ise kapiller yatak açiliyor, homojen bir kan akimi saglaniyor ve oksijen akstraksiyonu artiyor.
Oksihemoglobin Dissosiasyon Ergisi: Anemide 2,3-difosfogliserat konsantrasyonu artiyor. Bu ergiyi saga kaydirip oksijen serbestlenmesini arttiriyor.
Akut Anemiye Kardiyovasküler Cevap Üzerine Anestezinin Etkisi: Uyanik hastada CO artisi hem strok volüm hem de kalp hizi artisi ile saglaniyor. Anestezi altinda ise bu sadece strok volüm artisi ile oluyor. Anestezi sirasinda anemik hastada tasikardi oluyorsa bu hipovolemi gostergesi olarak degerlendirilmeli ve primer olarak kristalloid ve kolloidler ile tedavi edilmeli.
AKUT ANEMİYE TOLERANS:
Anemiyi tolere etme kapasitesi kisiye gore degisken. Dolayisi ile transfüzyon stratejisi hastanin vital organ fonksiyonlarina gore degerlendirilmeli.
Kalp: Koroner kan akimi akut anemi kompansasyonunda, kardiyak debiyi arttirmak icin cok onemli. Bir calisma koroner hastaligi olanlarin orta dereceli isovolemik hemodilüsyonu (Hb=12.6±0.2’dan 9.9± 0.2 g/dL’ye düsüs) rahat tolere ettikleri gosterilmis. Ancak yazarlar bu calismada ve sunduklari bir baska koroner by-pass gecirecek hastalardaki akut normovolemik hemodilüsyon (ANH) calismasinda, beta bloker kullanimina dikkat cekiyorlar; beta-bloker kullaniminin hafif normovolemik anemiye adaptasyonu bozmadigini belirtiyorlar. Yogun bakimda transfüzyon ile ilgili bir baska calisma kardiyovasküler hastaligi olanlarda, liberal grup (Hb=10-12) ile kisitli grup (Hb=7-9) arasinda mortalite farki olmadigini ortaya koymus (TRICC calismasi). 24.112 kardiyak hastayi kapsayan bir baska seri de hct>%25 olacak sekilde transfüzyon alanlarda mortalitenin arttigini gostermis. Ancak bu calismalardaki cesitli zayif yanlarin yani sira yazarlarin dikkat cektigi, kullanilan kanlarin lokositten fakir olup olmadiginin belirtilmemis olmasi. Bir baksa gercek de stenotik koronerlerde Hb acisindan iskemi esiginin, stenotik olmayanlara gore daha yuksek olmasi, yani bu hastalarda anemiye bagli iskemi eritrosit transfüzyonu ile düzelebiliyor.
Kapak hastaliklari icin durum farkli. Ciddi aort stenozlularda ANH ile preload ve CO’un arttigi gosterilmis. Ama sol ventrikül strok work’un bozuldugu, kompansatuar hemodinamik yanitin sinirlandigi da belirtilmis. Mitral valv yetersizligi olanlarin Hb=10’a inecek sekilde hemodilüsyonu, atrial fibrilasyon varliginda bile iyi tolere ettikleri gosterilmis. Ancak mitral stenoz ve aort yetersizligi olanlarda ANH ile ilgili veri yok!!
Kalp hastaligi yoksa, yaş faktörü tek basina hemodilüsyon toleransini düsürmüyor.
Sinir Sistemi:
Genç, saglikli gönüllülerde yapilan bir calismada Hb’in 14’ten 6 g/dL’ye düsmesi kognitif fonksiyon testlerini yapma süresinde geri dönüsümlü bir uzama, Hb=5 düzeyinde ise kisa ve uzun süreli hafizada bozulma ile sonuclanmistir. Hb=7 düzeyine veya transfüzyonla bu düzeye ulasildiginda kognitif fonksiyonlarin düzeldigi izlenmistir. Benzeri sonuclar Hb 12’den 5’e düsürüldügünde FiO2’nin 1.0’e cikarilmasi (PaO2 100’den 400 mmHg’a cikmis; bu artis Hb’in 3 gr/dL kadar arttirilmasina esdegerdir!) ile elde edilmistir. Gene 3-4 saatlik eritrosit transfüzyonu ile 21-25 günlük eritrositlerin (2,3-DPG düzeyinin farkli olmasina ragmen!) Hb’i yükseltmede kullanilmasi ile nörokognitif fonksiyonlarda düzelme acisindan fark yaratmadigi da saptanmistir. Somatosensoryel uyarilmis potansiyeller ile yapilan bir calisma P300 latensi ile kognitif fonksiyonlarin paralel oldugunu, FiO2 arttirilarak P300 gecikmesinin düzeldigini güstermistir. Bunun pratik anlami P300 latensinin yetersiz serebral oksijenasyon göstergesi oldugu ve gelecekte P300 latensinin organ spesifik transfüzyon eşigi olarak kullanilabilecegidir.
Solunum Sistemi:
ANH PaO2’yi arttirmaktadir. Ventilasyon-perfüzyon heterojenitesindeki azalmanin bunda ana mekaniza oldugu düsünülmektedir. V/P oranindaki düzelmenin nedeni CO artisina bagli pulmoner kan akiminin artmasi, kan viskozitesinin azalmasi ve nitrik oksit artisina bagli vazodilatasyon olabilir. Pulmoner arter basincinin hemodilüsyon ile düsmesi ve oksijenasyonun artmasi bunu desteklemektedir.
Renal Perfüzyon:
Köpeklerde yapilan calismalar ANH ile Hct=%20, Hb=7 degerlerinde renal kan akiminin degismedigini gostermistir.
Transfüzyon Esigi:
Tüm hastalara uygulanabilecek sabit bir deger yoktur. Altta yatan hastaliga gore doku oksijenasyonunun bozuldugu deger fark gostermektedir. Global ve rejyonel doku oksijenasyonunun bozulduguna dair belirtilerin baz alinmasi, ama hepsinden önce normovoleminin saglanmasi ve anestezinin optimize edilmesi sarttir. Yazida verilen tablo 2 (yukarıda) bu konuda fikir verici olacaktir.