Metodi di valutazione della funzione Bari 18 marzo 2010 Corso Interattivo Metodi di valutazione della funzione della membrana peritoneale e loro utilizzo per la prescrizione dialitica: Nuove metodologie di valutazione della Membrana peritoneale Vincenzo La Milia Nefrologia e Dialisi, Ospedale A. Manzoni, Lecco 1

1° Domanda Il 3.86%-PET rispetto al 2.27%-PET:

3.86% PET vs 2.27% PET ISPD Ad Hoc Committee on Ultrafiltration Management in Peritoneal Dialysis Perit Dial Int 2000 Risultati simili sul trasporto dei soluti di piccolo peso molecolare (Smit W et al Perit Dial Int 2000; Pride ET et al Perit Dial Int 2002) Migliori informazioni sulla UF peritoneale per il maggiore gradiente osmotico (coefficiente di variazione: 10% vs 25%) (Davies SJ Kidney Int 2006;La Milia V et al. Kidney Int 2006) Fenomeno del sieving del sodio (D/PNa) e valutazione indiretta del trasporto di acqua libera (Monquil M et al Perit Dial Int 1995)

D/P Na in pazienti con deficit di ultrafiltrazione Dip del D/PNa assente Dip del D/PNa ridotto Pts senza UFF Heimbürger O et al Nephrol Dial Transplant 1994 4

∆ Dialisato Na nei pazienti in dialisi peritoneale La Milia V et al Kidney Int 2006 5

2a Domanda La riduzione della concentrazione di sodio (sieving del sodio) dopo 60 minuti durante un 3.86%-PET:

∆ Dialisato Na nei pazienti in dialisi peritoneale La Milia V et al Kidney Int 2006 7

3a Domanda Il Mini-PET:

3.86% Mini-PET UFSP = NaR/Nap Free-H2O = UF totale - UFSP La riduzione della concentrazione di sodio nel dialisato (∆ D Na) o del D/PNa che si ottiene con il 3.86% PET è utile per studiare il trasporto di acqua libera (FWT) ma non è capace di quantificarla Noi abbiamo suggerito un metodo per quantificare l’ultrafiltrazione attraverso I piccoli pori (UFSP) basata sulla clearance del Na durante un test di equilibrazione peritoneale di un’ora: il Mini-PET UFSP = NaR/Nap Free-H2O = UF totale - UFSP La Milia et al. Nephrol Dial Transplant 2002

Modello dei tre-pori e Mini-PET (3.86% glucose) Lume Capillare Interstizio Cavità peritoneale SP 40-50 Å JDNa = MTAC *[(CP*) - CD] Trascurabile S = 1 SP 40-50 Å NaR = S*UFSP*CP UFSP = NaR/Cp Glucosio (3.86%) H2O + Na UFSP UF Totale Osmotica S = 0 UFUSP = UF Totale - UFSP USP 3-5 Å H2O libera UFUSP Mesotelio Endotelio

Peritoneal transport characteristics of 52 patients in PD Therapy assessed during the 3.86%-PET and the 3.86%-Mini-PET 3.86%-PET 3.86%-Mini-PET UF (mL) 749 ± 224 (686-749) 493 ± 170 (446-541) UFSP (mL) - 279 ± 142 (239-318) 46  18% Free water transport (mL) - 215 ± 86 (191-239) D/D 0.28 ± 0.08 (0.25-0.30) 0.58 ± 0.09 (0.56-0.61) D/P 0.69 ± 0.10 (0.66-0.72) 0.43 ± 0.09 (0.41-0.46) Creat Na (mmol/L) 141.8 ± 2.1 (141.2-142.4) 142.2 ± 2.7 (141.5-143.0) p Na 133.4 (132.2-134.7) 133.2 (132.2-134.8) DialysateIn (mmol/L) Na 127.5 ± 5.2 (126.1-129.0) 123.3 ± 3.9 (122.2-124.4) Dialysat eOut (mmol/L) DipNa (mmol/L) -6.2 ± 5.1 (-7.6, -4.7) -10.0 ± 4.2 (-11.1, -8.8) D D/P 60’ 0.89 ± 0.03 (0.88-0.90) 0.89 ± 0.03 (0.88-0.89) Na NaR (mmol) 82 ± 26 (75-89) 40 ± 20 (34-45) La Milia V et al Kidney Int 2005

Schoenicke G et al Am J Kidney Dis 2004 Peritoneal biopsy specimens testing AQP-1 expression for endothelial cells in blood vessels Free water transported through AQP after 1 hour in the PET and AQP-1 expression N = 57 Schoenicke G et al Am J Kidney Dis 2004

Fluid profiles for patients with normal ultrafiltration or with ultrafiltration failure (SPA with dextran 70) Normal UF ( n = 29 ) UF failure ( n = 11) TCUF USPF TCUF USPF FWT FWT Corrected for Na diffusion Smit W et al Kidney Int 2004

Transport across small pores The relationship between water transport rates and osmotic pressure gradients (SPA with dextran 70) Transport across small pores Transport across water channels Parikova A et al Nephrol Dial Transpl 2008

Time Course of Peritoneal Transport Parameters in Peritoneal Dialysis Patients Who Develop Peritoneal Sclerosis Sampimon DE et al Adv Perit Dial 2007 Sampimon DE 8th Euro-PD Meeting Helsinki 2007 -4 -3 -2 -1 50 100 150 200 250 300 FWT (mL) Years prior to diagnosis PS PS vs nonUFF PS vs UFF P=0.001 group P=0.008 interaction P=0.008 group P=NS interaction

4a Domanda Il Doppio Mini-PET:

Conduttanza Osmotica al glucosio Interstizio Lume Capillare Endotelio Mesotelio Cavità peritoneale JV  1/MTACGluc Glucosio SP 40-50 Å g = 0.03 SP 40-50 Å H2O + Soluti (UFSP) Lp.S.g = Conduttanza Osmotica al glucosio UF Osmotica g = 1 USP 3-5 Å H2O-libera (UFUSP) Legge di Starling n dV/dt = JV = Lp.S . (P - protprot + gg - -ii) – L i=1 Rippe B et al Perit Dial Int 2004

Parikova A et al Kidney Int 2006 18

Doppio Mini-PET Conduttanza Osmotica al glucosio (Lp∙S∙g or OCG) 3000 A 2750 V(60) 3.86% - V(60) 1.36% 19.3 ∙(214 – 76) ∙ 60 B Jv0 = Lp∙S∙σg ∙RT ∙(Cg1-Cg2) 2500 Volume Intrperitoneale (mL) C Lp∙S∙σg =  Jv0/RT ∙(Cg1-Cg2) 2250 D 3.86% 2000 Lp∙S∙σg = ∙1.7 1750 1500 1.36% 1250 60 120 180 600 660 720 Tempo (min) Stelin G, Rippe B Kidney Int 1990 Rippe B et al Perit Dial Int 2004

Doppio Mini-PET Due mini-PET sequenziali di 60 minuti Il primo mini-PET effettuato con una soluzione di glucosio al 1.36%, il secondo effettuato con una soluzione di glucosio al 3.86%

TUF ** * FWT UFSP (A) (B) UFF (C) (D) La Milia V et al Kidney Int 2007 OCG (µL/min/mmHg) 1 2 3 4 5 6 7 8 NO YES mL 100 200 300 400 500 600 700 800 900 50 150 250 350 450 UFF (A) (B) (C) (D) * ** § §§ TUF FWT UFSP La Milia V et al Kidney Int 2007

Applicazioni possibili del Doppio Mini PET Per calcolare la velocità di assorbimento dei liquidi (fluid absorption rate, FAR) a livello peritoneale Leypoldt K et al. “2009 Peritoneal Transport Meeting” Stockholm, Sweden - September 20, 2009

Calcolo del FAR At any time t, UF(t) = LpSσgRT × t × f(t) × cg(0) - Vabs(t) Plot UF(t) vs cg(0) Slope = LpSσgRT × t × f(t) Intercept = - Vabs(t) Similarly, V(t) = LpSσgRT × t × f(t) × cg(0) + V0 - Vabs(t) Plot V(t) vs cg(0) Intercept = V0 - Vabs(t) Using either approach, the fluid absorption rate can be calculated as Vabs/t Leypoldt K et al. “2009 Peritoneal Transport Meeting” Stockholm, Sweden - September 20, 2009

Calcolo del FAR FAR = (UF3.86 × G1.36 – UF1.36 × G3.86)/(G3.86 – G1.36)/t Leypoldt K et al. “2009 Peritoneal Transport Meeting” Stockholm, Sweden - September 20, 2009

UF con il Doppio Mini-PET _Volume (ml)_ -200 -100 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.36%UF 3.86%UF UFSP(ml) FWT(ml) La Milia V, dati non pubblicati

FAR e OCG con il Doppio Mini-PET 9 8 7 6 5 4 3 2 1 -1 -2 -3 FAR (mL/min) OCG (μL/min/mmHg) La Milia V, dati non pubblicati

La Milia V et al Kidney Int 2005 Rodrigues A et al Blood Purif 2007

PET modificato con un drenaggio temporaneo 3.86%-PET, di 4 ore Drenaggio temporaneo dopo 1 ora : -valutazione del volume intra-peritoneale (pesatura) -campionatura dell’effluente per misurare il Na -reinfusione dell’effluente Drenaggio finale dopo 4 ore Cnossen TT et al Perit Dial Int 2009 28

PET modificato con un drenaggio temporaneo Cnossen TT et al Perit Dial Int 2009

5a Domanda Il PET-Unico:

Uni-PET: 3.86%-PET integrato con il Doppio Mini-PET (PET-Unico) Sosta con 1.36%, di 1 ora, seguita da: 3.86%-PET, di 4 ore Drenaggio temporaneo drainage dopo 1 ora: -valutazione del volume intra-peritoneal (pesatura) -campionatura dell’effluente per misurare il Na -reinfusione dell’effluente Drenaggio finale dopo 4 ore La Milia V et al, in press 2010 31

Un algoritmo per il monitoraggio del trasporto peritoneale Ogni 12 mesi (Prima se problemi clinici) 2.27%-PET 3.86%-PET Uni-PET No Deficit UF (<400 ml) Alto FAR H-A, L-A L H APD + Icodestrina Si FWT ridotta ∆NaD60’>5 mmol/L FWT nulla Modalità PD usuale CAPD se Kt/V < 1.7 o CAPD ad elevati volumi Evitare soste lunghe Indicata APD ± Icodestrina OCG nulla OCG ridotta No Si Provare APD + Icodestrina Rischio EPS? HD UF/die <750 ml

Conclusioni Oggi abbiamo numerosi tests sulla funzione della membrana peritoneale, più sofisticati rispetto al classico 2.27%-PET di Twardowski Con questi tests è possibile un’esplorazione approfondita delle funzioni della membrana peritoneale Un uso estensivo di questi nuovi tests potrebbe essere utile nel prossimo futuro sia per migliorare la diagnosi che la prognosi dei pazienti in dialisi peritoneale 33

‘La semplificazione è la forma suprema di elaborazione’ Leonardo Da Vinci cited by B. Rippe, Nephrol Dial Transplant 2008