PRINCIPIOS FISICO-QUIMICOS DE DIALISIS

IGOR ROMANIOUK JAKOVLER Nefrología

HEMODIALISIS• La hemodiálisis (HD) es una técnica de depuración

extracorpórea de la sangre que suple parcialmente las funciones renales de excretar agua y solutos, y de regular el equilibrio ácido-básico y electrolítico.

• No suple las funciones endocrinas ni metabólicas renales.

PRINCIPIOS FISICOS DE LA DIALISIS

• Consiste en interponer, entre dos compartimentos líquidos (sangre y líquido de diálisis), una membrana semipermeable.

• Circulación de agua y solutos de pequeño y mediano peso molecular. No P-.

• Mecanismos físicos : la difusión o trasporte por conducción y la ultrafiltración o trasporte por convección

PRINCIPIOS FISICOS DE HEMODIALIS

TRANSPORTE POR DIFUSION

• Transporte pasivo de solutos a través de membrana semipermeable , por gradiente de concentración.

• La difusión depende de:1.KoA Coeficiente de transferencia de masas. 2.Gradiente de concentración 3.PM del soluto.4.Temperatura del medio.

TRANSPORTE POR DIFUSION

• Gradiente de concentracion:

TRANSPORTE POR DIFUSION

• Coeficiente de transferencia de masas del dializador (KoA):• Es el producto de la permeabilidad de dializador (Ko) por su

superficie (A). Se mide en mililitros/minuto.

• Está definido por la resistencia a la difusión de cada soluto (según su PM) en los 3 compartimientos del filtro: sanguíneo, membrana y dializado.

• A menor resistencia, mayor KoA y es específico de cada dializador.

Coeficiente de transferencia de masas del dializador

• El KoA es un indicador de la eficacia del dializador, es propio de cada dializador y es suministrado por el fabricante

TRANSPORTE POR CONVECCION O UF

• Paso de agua plasmática acompañado de solutos atreves de la membrana.

• El paso de solutos depende de 3 factores: UF = SC × Cs × FUF

• SC: Coeficiente de cribado (sieving-coefficient) de la membrana para un soluto determinado, corresponde a la relación entre la concentración de un soluto en el ultra filtrado y en el plasma.

TRANSPORTE POR CONVECCION O UF

• Consiste en el paso simultáneo a través de la membrana de diálisis del solvente (agua plasmática) acompañado de solutos, bajo el efecto de un gradiente de presión hidrostática .

• El ultrafiltrado es el líquido extraído de la sangre a través de la membrana de diálisis por este mecanismo

TRANSPORTE POR CONVECCION O UF depende de 3 factores

• Cs es la concentración sanguínea del soluto.• FUF es el flujo de ultrafiltración,

UF=Sc * Cs ×*Fuf.SC: relacion entre () Soluto P/Uf. (Na, K, ur) =1Cs: concentracion sanguinea de soluto.

Fuf= QUF * PTM

Coeficiente de cribaje • Coeficiente de cribaje para las membranas de alta y de baja

permeabilidad en comparación con el filtrado glomerular normal.

• MBP: membranas de baja permeabilidad.• MAP: membranas de alta permeabilidad

Coeficiente de cribaje

TRANSPORTE POR CONVECCION O UF

• QUF coeficiente de ultrafiltración: depende de la permeabilidad de su membrana y la superficie.

• Es una propiedad física correspondiente a su capacidad de transferir solvente y se expresa como el número de mililitros de líquido que se filtran, por unidad de tiempo, por cada milímetro de mercurio de gradiente de presión transmembrana.

• PTM:: la presión transmembrana corresponde al gradiente de presión que existe dentro del dializador entre el compartimento sanguíneo y el líquido de diálisis.

TRANSFERENCIA DE MASAS• Cantidad de un soluto que es transferido desde un

compartimento al otro del dializador en un tiempo determinado.

• En hemodiálisis se transfieren solutos urémicos desde la sangre al líquido de diálisis y tampones en sentido inverso.

• El sentido de la transferencia se determina por las concentraciones respectivas de los solutos (difusión) y por las diferencias de presión entre ambos compartimientos (UF).

TRANSFERENCIA DE MASAS

• La transferencia de masas (TM) se puede calcular desde el compartimento sanguíneo o desde el dializado:

TM (mg/min) = Fs × (CsE − Css) = Cd × FD.•Se expresa en mg/mn.

Transferencias de masas global

• La TM global (durante toda la sesión de diálisis), la podemos estimar directamente del compartimiento sanguíneo, asumiendo, como es en el caso de la urea, que su volumen de distribución es el agua corporal total. • TM global (mg): (Cs1 * (VDU + ΔP) - (Cs2 * VDU)• Cs1: Concentración del soluto prediálisis (mg/ml).• Cs2: Concentración del soluto posdiálisis (mg/ml).• VDU: Vol distribucion de la urea.

ACLARAMIENTO• Se emplea para estimar la eficacia del dializador. Es la TM

dividida (es decir, corregida) por la concentración sanguínea del soluto y se calcula de forma similar al aclaramiento (K) renal.

K renal (ml/min) = Cu × Vo/Cs.

• El K del dializador (ml/min), medido desde el líquido de diálisis, se calcula de forma similar, midiendo su concentración en el dializado y conociendo su volumen

ACLARAMIENTO

Vol. de sangre aclarado de urea (ml/min) =•Porcentaje de reducción de urea x flujo sanguíneoDepende:•Directamente :flujo sanguíneo, flujo líquido de diálisis, eficacia de dializador.•Inversamente: tasa de UF.

•Kt/V.

Aclaramiento

• Relación entre el flujo sanguíneo (Fs) y el aclaramiento (K), para dializadores de alta y baja eficacia.

• Para Fs superiores a 300 ml/min el rendimiento de los dializadores de baja eficacia es escaso y hay que emplear dializadores de alta eficacia y gran superficie

Aclaramiento

Dialisancia

Es similar al K y se aplica cuando el soluto a estudiar existe a la entrada del líquido de diálisis. Si un soluto no está en el líquido de diálisis, entonces la dialisancia es igual que el aclaramiento.

Dialisancia

Tasa de intercambio neto por min de una sustancia entre la sangre y el líquido de diálisis por unidad de gradiente de concentración sangre-líquido de diálisis.

ACLARAMIENTO• Depende de el Dializador:Componentes:• Carcasa.• Membrana semipermeable.• 2 espacios o compartimentos : sangre/liq. de diálisis.

Objetivo: mayor área de mb en el min espacio posible.La superficie :oscila entre:0,45-2,4 m².

Factores que influyen en la eficacia de la HD.

5.FACTORES INFLUYENTES EN EFICACIA DE HD

• EFECTO DEL FLUJO SANGUINEO:

FACTORES INFLUYENTES EN EFICACIA DE HD

• EFECTO DEL FLUJO DEL LIQUIDO DE DIALISIS:El aumento del K de solutos por difusión también depende

del Fd.

A mayor Fd, mayor K. Para Fs de entre 200 y 300 ml/min, los Fd óptimos son de unos 500 ml/min.

• EFECTO DEL PESO MOLECULAR: Cuanto menor es el peso molecular, mayor es su

velocidad, colisionando más frecuentemente con la membrana, lo que facilita su transporte por difusión.

FACTORES INFLUYENTES EN EFICACIA DE HD

• EFECTO DE LA MASA CELULAR DE SANGRE:

• El incremento del hematocrito para solutos como la urea con un volumen de distribución parecido entre plasma y hematíe no supondrá un gran problema, pero para otros solutos como el fósforo tiene cierta significación.

• Si el hematocrito pasa del 20 al 40% se produce una reducción en la eliminación de fósforo de aproximadamente el 13%

RETROFILTRACIÒN• Es la transferencia de soluto y solvente desde el líquido de

diálisis a la sangre. Ocurre si en el último tramo del dializador se invierte el gradiente de presión.

• Situaciones en las que aumenta la posibilidad de retrofiltración:

Bajas tasas de ultrafiltración junto a incremento del Fs. Empleo de membranas de gran superficie y alta permeabilidad.• A la retrofiltración se ha atribuido la transferencia de

endotoxinas bacterianas.

• Ello se previene aumentando la ultrafiltración reinfundiendo (posdilución) soluciones hidroelectrolíticas para compensar el exceso de ultrafiltrado.

RECIRCULACION

• Significa que vuelve a entrar en el dializador una fracción de la sangre que acaba de ser dializada, por tanto la recirculación resta eficacia a la diálisis.

• Existen 2 tipos de recirculación: cardio-pulmonar y del acceso vascular

RECIRCULACION• CARDIOPULMONAR:la sangre arterializada de la fístula

arteriovenosa vuelve al corazón sin pasar por el lecho tisular.

RECIRCULACION

• RECIRCULACION DEL ACCESO VASCULAR: una fracción de la sangre que acaba de dializarse se mezcla a causa de un flujo retrógrado con la sangre que va a entrar en el filtro.

• Con este fenómeno la concentración de solutos que entra para dializarse disminuye y el aclaramiento efectivo se reduce.

Conclusiones• Principios basicos de conveccion y difusion• KT/V: es un cociente sin unidades que representa el

aclaramiento fraccional de la urea. • PRU: eficacia de la HD. • KoA: eficacia de un dializador para eliminar solutos y varian

desde 500 a mas de 800 ml/min.

Conclusiones• Una HD Eficaz depende de la Eficacia del dializador, flujo

sanguineo, flujo de liquido de dialisis, PM solutos y masa de hematies.

• Recirculacion implica la entrada de la sangre en el dializador que acaba de ser dializada, por lo tanto se pierde la eficacia de la dialisis.

• La retrofiltracion puede causar traslocacion bacteriana .

•GRACIAS

Bibliografia• Manual de dialisis John T. Daugirdas, 4 ta edicion.

• Revista de nefrologia.