학술논문

Potential biomarkers of tissue hypoxia during acute hemodilutional anemia in cardiac surgery: A prospective study to assess tissue hypoxia as a mechanism of organ injury
Document Type
Article
Source
Canadian Journal of Anesthesia; August 2018, Vol. 65 Issue: 8 p901-913, 13p
Subject
Language
ISSN
0832610X; 14968975
Abstract
Hemodilutional anemia is associated with acute kidney injury (AKI) and mortality in patients undergoing cardiac surgery by mechanisms that may include tissue hypoxia. Our hypothesis was to assess if changes in the potential hypoxic biomarkers, including methemoglobin and erythropoietin, correlated with a decrease in hemoglobin (Hb) concentration following hemodilution on cardiopulmonary bypass (CPB). Arterial blood samples were taken from patients (n= 64) undergoing heart surgery and CPB at baseline, during CPB, following CPB, and in the intensive care unit (ICU). Potential hypoxic biomarkers were measured, including methemoglobin, plasma Hb, and erythropoietin. Data were analyzed by repeated measures one-way analysis of variance on ranks and linear regression. Hemoglobin levels decreased following CPB and methemoglobin increased in the ICU (P< 0.001 for both). No correlation was observed between the change in Hb and methemoglobin (P= 0.23). By contrast, reduced Hb on CPB correlated with increased lactate, reduced pH, and increased erythropoietin levels following CPB (P≤ 0.004 for all). Increased plasma Hb (P< 0.001) also correlated with plasma erythropoietin levels (P< 0.001). These data support the hypothesis that erythropoietin rather than methemoglobin is a potential biomarker of anemia-induced tissue hypoxia. The observed relationships between decreased Hb during CPB and the increase in lactate, reduced pH, and increase in erythropoietin levels suggest that early changes in plasma erythropoietin may be a pragmatic early biomarker of anemia-induced renal hypoxia. Further study is required to determine if anemia-induced increases in erythropoietin may predict AKI in patients undergoing cardiac surgery. www.clinicaltrials.gov(NCT01883713). Registered 21 June 2013. L’anémie par hémodilution est associée à des lésions rénales aiguës (LRA) et à la mortalité des patients subissant une chirurgie cardiaque par des mécanismes qui pourraient inclure l’hypoxie tissulaire. Notre hypothèse consistait à évaluer si les modifications de biomarqueurs potentiels de l’hypoxie, incluant la méthémoglobine et l’érythropoïétine, étaient corrélées à une baisse de la concentration en hémoglobine (Hb) après hémodilution au cours d’une circulation extracorporelle (CEC). Des échantillons de sang artériel ont été prélevés chez des patients (n = 64) subissant une chirurgie cardiaque et une CEC au début de la chirurgie, au cours de la CEC et après la CEC en unité de soins intensifs (USI). Les biomarqueurs potentiels de l’hypoxie ont été mesurés, notamment la méthémoglobine, l’hémoglobine plasmatique et l’érythropoïétine. Les données ont été analysées par des mesures répétées de la variance à un facteur sur des régressions des rangs et linéaires. Les taux d’hémoglobine ont diminué après la CEC et la méthémoglobine a augmenté pendant le séjour à l’USI (P< 0,001 pour les deux). Aucune corrélation n’a été trouvée entre la variation de l’hémoglobine et celle de la méthémoglobine (P= 0,23). En revanche, la baisse de l’hémoglobine sous CEC a été corrélée à une augmentation des lactates, une baisse du pH et une augmentation des taux d’érythropoïétine après la CEC (P≤ 0,004 pour tous). L’augmentation de l’hémoglobine plasmatique (P< 0,001) a aussi été corrélée aux taux d’érythropoïétine plasmatique (P< 0,001). Ces données soutiennent l’hypothèse selon laquelle l’érythropoïétine plutôt que la méthémoglobine serait un biomarqueur potentiel de l’hypoxie tissulaire induite par l’anémie. Les liens constatés entre la baisse de l’hémoglobine au cours de la CEC et l’augmentation des lactates, la baisse du pH et l’augmentation des taux d’érythropoïétine suggèrent que des modifications précoces de l’érythropoïétine plasmatique peuvent être un biomarqueur pragmatique précoce de l’hypoxie rénale induite par l’anémie. D’autres études sont nécessaires pour déterminer si les augmentations de l’érythropoïétine induite par l’anémie peuvent prédire des LRA chez les patients subissant une chirurgie cardiaque. www.clinicaltrials.gov(NCT01883713). Enregistré le 21 juin 2013.