ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА В МОЧЕ КАК РАННЯЯ ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ОПЦИЯ ПРИ ОСТРОМ ПОВРЕЖДЕНИИ ПОЧЕК, АССОЦИИРОВАННОМ С КАРДИОХИРУРГИЕЙ У ДЕТЕЙ

Основные положения

• Несмотря на значимое влияние послеоперационного повреждения почек на ранние и отдаленные результаты оперативного лечения у детей с врожденными пороками сердца, своевременность выявления этого осложнения все еще вызывает трудности. Мониторинг напряжения кислорода в моче может выступать дополнительной опцией, которая ускорит диагностику почечной дисфункции и позволит предпринять меры для профилактики ее прогрессирования.

Цель. Оценить прогностическую ценность измерения напряжения кислорода в моче выявлять дисфункцию почек у детей после кардиохирургических вмешательств.

Материал и методы. Проведено проспективное обсервационное одноцентровое исследование, включающее 60 детей, которым выполнялось плановое оперативное вмешательство по поводу врожденного септального дефекта сердца. Послеоперационная дисфункция почек у детей выявлялась по критериям KDIGO (Kidney Disease: Improving Global Outcomes), дополнительно определялась концентрация маркеров повреждения почек (NGAL, KIM-1, L-FABP, IL-18) в сыворотке крови и моче в трех контрольных точках: исходное значение (после установки уретрального катетера), через 4 часа, через 16 часов после начала искусственного кровообращения, а также напряжение кислорода в моче в трех контрольных точках: исходное значение (после установки уретрального катетера), через 10 минут после снятия зажима с аорты, через 16 часов после начала искусственного кровообращения.

Результаты. Проанализированные данные показали отсутствие корреляции напряжения кислорода в моче, определенным на аппарате анализа газового состава крови с уровнем креатинина и биомаркеров в любых контрольных точках. Было показано, что снижение этого показателя в 2,2 раза после снятия зажима с аорты может служить предиктором ОПП

Заключение. В представленном аналитическом обзоре продемонстрирована перспектива измерения напряжения кислорода в моче в качестве дополнительной диагностической опции при остром повреждении почек, ассоциированном с кардиохирургией, у детей. Показано, что напряжение кислорода в моче возможно использовать в диагностике послеоперационной почечной дисфункции, однако, использование специализированных устройств для отслеживания этого показателя является более предпочтительным.

1. LoBasso M., Schneider J., Sanchez-Pinto L.N., et al. Acute kidney injury and kidney recovery after cardiopulmonary bypass in children. Pediatric Nephrology. 2022; 37 (3): 659–665. DOI: 10.1007/s00467-021-05179-5.

2. Balakhnin D., Chermnykh I., Ivkin A., Grigoriev E. Cardiac Surgery-Associated Acute Kidney Injury in Children after Cardiopulmonary Bypass. Kidney Dial. 2024; 4: 116-125. DOI: 10.3390/kidneydial4020009.

3. Van den Eynde J., Rotbi H., Gewillig M., et al. In-hospital outcomes of acute kidney injury after pediatric cardiac surgery: a meta-analysis. Frontiers in Pediatrics. 2021; 9: 733744. DOI: 10.3389/fped.2021.733744.

4. Van den Eynde J., Salaets T., Louw J.J., et al. Persistent markers of kidney injury in children who developed acute kidney injury after pediatric cardiac surgery: a prospective cohort study. Journal of the American Heart Association. 2022; 11 (7): e024266. DOI: 10.1161/JAHA.121.024266.

5. Балахнин Д.Г., Чермных И.И., Ивкин А.А., и др. Проблема диагностики острого повреждения почек у детей, оперированных в условиях искусственного кровообращения. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2023; 20 (6): 106–115. DOI: 10.24884/2078-5658-2022-20-6-106-115.

6. Zheng J., Xiao Y., Yao Y., et al. Comparison of urinary biomarkers for early detection of acute kidney injury after cardiopulmonary bypass surgery in infants and young children. Pediatric cardiology. 2013; 34 (4): 880–886. DOI: 10.1007/s00246-012-0563-6.

7. Ruf B., Bonelli V., Balling G., et al. Intraoperative renal near-infrared spectroscopy indicates developing acute kidney injury in infants undergoing cardiac surgery with cardiopulmonary bypass: a case-control study. Critical Care. 2015; 19 (1): 27. DOI: 10.1186/s13054-015-0760-9.

8. Gronda E., Palazzuoli A., Iacoviello M., et al. Renal Oxygen Demand and Nephron Function: Is Glucose a Friend or Foe? Int. J. Mol. Sci.. 2023; 24: 9957. DOI:10.3390/ijms24129957.

9. Hansell P., Welch W.J., Blantz R.C., et al.. Determinants of kidney oxygen consumption and their relationship to tissue oxygen tension in diabetes and hypertension. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2013; 40 (2): 123-137. DOI: 10.1111/1440-1681.12034.

10. Damkjaer M., Vafaee M., Moller M.L., et al. Renal cortical and medullary blood flow responses to altered NO availability in humans. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2010; 299: R1449–R1455. DOI:10.1152/ajpregu.00440.2010.

11. O'Connor P.M. Renal oxygen delivery: matching delivery to metabolic demand. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2006; 3: 961–967. DOI: 10.1111/j.1440-1681.2006.04475.x.

12. Evans R.G., Smith J.A., Wright C., et al. Urinary oxygen tension: a clinical window on the health of the renal medulla? Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2014; 306 (1): R45-50. DOI:10.1152/ajpregu.00437.2013.

13. Pannabecker T.L., Dantzler W.H. Three-dimensional architecture of inner medullary vasa recta. American journal of physiology. Renal physiology. 2006; 290 (6): F1355–F1366. DOI:10.1152/ajprenal.00481.2005.

14. Kainuma M., Kimura N., Shimada Y. Effect of acute changes in renal arterial blood flow on urine oxygen tension in dogs. Crit Care Med. 1990; 18: 309–312. DOI:10.1097/00003246-199003000-00013

15. Sgouralis I., Kett M.M., Ow C.P., et al. Bladder urine oxygen tension for assessing renal medullary oxygenation in rabbits: experimental and modeling studies. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2016; 311: R532–544. DOI: 10.1152/ajpregu.00195.2016.

16. Silverton N.A., Lofgren L.R., Hall I.E., et al. Noninvasive Urine Oxygen Monitoring and the Risk of Acute Kidney Injury in Cardiac Surgery. Anesthesiology. 2021; 135 (3): 406–418. DOI:10.1097/ALN.0000000000003663.

17. Tanaka S., Tanaka T., Nangaku M. Hypoxia as a key player in the AKI-to-CKD transition. American journal of physiology. Renal physiology. 2014; 307 (11): F1187–F1195. DOI:10.1152/ajprenal.00425.2014

18. Ullah M.M., Basile D.P. Role of Renal Hypoxia in the Progression From Acute Kidney Injury to Chronic Kidney Disease. Seminars in nephrology. 2019; 39 (6): 567–580. DOI:10.1016/j.semnephrol.2019.10.006

19. Pallone T.L., Edwards A., Mattson D.L. Renal medullary circulation. Comprehensive Physiology. 2012; 2 (1): 97–140. DOI:10.1002/cphy.c100036

20. Lofgren L.R., Hoareau G.L., Kuck K., et al. Noninvasive and Invasive Renal Hypoxia Monitoring in a Porcine Model of Hemorrhagic Shock. J. Vis. Exp.. 2022; 188: e64461. DOI:10.3791/64461.

21. Kitashiro S., Iwasaka T., Sugiura T., et al. Monitoring urine oxygen tension during acute change in cardiac output in dogs. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985). 1995; 79 (1): 202–204. DOI:10.1152/jappl.1995.79.1.202

22. Zhu M.Z.L., Martin A., Cochrane A.D., et al. Urinary hypoxia: an intraoperative marker of risk of cardiac surgery-associated acute kidney injury. Nephrology, dialysis, transplantation : official publication of the European Dialysis and Transplant Association - European Renal Association. 2018; 33 (12): 2191–2201. DOI:10.1093/ndt/gfy047

23. Noe K.M., Ngo J.P., Martin A., et al. Intra-operative and early post-operative prediction of cardiac surgery-associated acute kidney injury: Urinary oxygen tension compared with plasma and urinary biomarkers. Clinical and experimental pharmacology & physiology. 2022; 49 (2): 228–241. DOI:10.1111/1440-1681.13603

24. Lankadeva Y.R., Kosaka J., Evans R.G., et al. Urinary Oxygenation as a Surrogate Measure of Medullary Oxygenation During Angiotensin II Therapy in Septic Acute Kidney Injury. Critical care medicine. 2018; 46 (1): e41–e48. DOI:10.1097/CCM.0000000000002797

25. Morelli A., Rocco M., Conti G., et al. Monitoring renal oxygen supply in critically-ill patients using urinary oxygen tension. Anesthesia and analgesia. 2003; 97 (6): 1764–1768. DOI:10.1213/01.ANE.0000087037.41342.4F

26. Kato T., Kawasaki Y., Koyama K. Intermittent Urine Oxygen Tension Monitoring for Predicting Acute Kidney Injury After Cardiovascular Surgery: A Preliminary Prospective Observational Study. Cureus. 2021; 13 (7): e16135. DOI:10.7759/cureus.16135

27. Valente A., Sorrentino L., La Torre G., et al. Post-transfusional variation in urinary oxygen tension in surgical patients. Clinical and experimental pharmacology & physiology. 2008; 35 (9): 1109–1112. DOI:10.1111/j.1440-1681.2008.04949.x

28. Kato T., Kobashi R., Watanabe F., et al. Urinary oxygen tension measurement using a 3-way silicone urinary catheter with enhanced capability for urine collection. Journal of anesthesia. 2025; 39 (2): 318–320. DOI:10.1007/s00540-025-03467-0

29. Zaharchuk G., Busse R.F., Rosenthal G., et al. Noninvasive oxygen partial pressure measurement of human body fluids in vivo using magnetic resonance imaging. Academic radiology. 2006; 13 (8): 1016–1024. DOI:10.1016/j.acra.2006.04.016

30. Wang Z.J., Joe B.N., Coakley F.V., et al. Urinary oxygen tension measurement in humans using magnetic resonance imaging. Academic radiology. 2008; 15 (11): 1467–1473. DOI:10.1016/j.acra.2008.04.013

31. Lofgren L.R., Silverton N.A., Kuck K., et al. The impact of urine flow on urine oxygen partial pressure monitoring during cardiac surgery. Journal of clinical monitoring and computing. 2023; 37 (1): 21–27. DOI:10.1007/s10877-022-00843-z

32. Ngo, J. P., Lankadeva, Y. R., Zhu, M. Z. L., et al. Factors that confound the prediction of renal medullary oxygenation and risk of acute kidney injury from measurement of bladder urine oxygen tension. Acta physiologica (Oxford, England). 2019; 227 (1): e13294. DOI:10.1111/apha.13294

33. Lee, C. J., Gardiner, B. S., Evans, R. G., et al. Predicting oxygen tension along the ureter. American journal of physiology. Renal physiology. 2021; 321 (4): F527–F547. DOI:10.1152/ajprenal.00122.2021

34. Lofgren, L., Silverton, N., Kuck, K. Combining Machine Learning and Urine Oximetry: Towards an Intraoperative AKI Risk Prediction Algorithm. Journal of clinical medicine. 2023; 12 (17): 5567. DOI:10.3390/jcm12175567

35. Shannon, M. B., Limeira, R., Johansen, D., et al. Bladder urinary oxygen tension is correlated with urinary microbiota composition. International urogynecology journal. 2019; 30 (8): 1261–1267. DOI:10.1007/s00192-019-03931-y