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2017年12月16日 星期六

腹膜透析原理介紹


作者：陳鋭溢

成大張育誌醫師在 2016年Scientific Reports發表一篇 「 Cost-effectiveness of hemodialysis and peritoneal dialysis: A national cohort study with 14 years follow-up and matched for comorbidities and propensity score 」發現血液透析( HD )和腹膜透析( PD )的患者，quality-adjusted survival是沒有差別的，雖然目前透析人口仍以血液透析為大宗，但是此篇文章將要介紹腹膜透析的原理與透析液組成。



腹膜解剖構造


腹腔裡有臟層腹膜( Visceral Peritoneum )覆蓋於腸道和臟器表面，壁層腹膜( Perietal peritoneum )則是覆蓋於腹腔壁上，兩層膜間的腹腔( Peritoneal Cavity )，就是置放透析液，進行擴散、超過濾、及吸收作用的地方。



腹膜組織


腹膜上有一單層的間皮細胞( Mesothelial cells )，細胞上有微絨毛( microvilli )，可製造薄膜潤滑液。


三膜孔模型 ( The Three pore model )



超小膜孔( Transcellular pore )，孔徑小於0.8nm，一般認為是內皮細胞膜上的Aquaporins 僅負責水的運輸，而且這些超小膜孔使腹膜可以具備Seiving的能力。
( Seiving: Convection時，溶質與水一起穿越半透膜， 有些溶質會被擋住，發生Sieving )

小膜孔( Small pore )，孔徑4.0~6.0 nm，影響小分子溶質( 尿素、肌酐酸、鈉、鉀)及水的運送。大膜孔( Large pore )，孔徑大於20 nm，蛋白質之類的巨分子利用Convection穿越此孔。


分佈模型--有效腹膜表面積



紅色圈圈是微血管床，縱軸是間皮組織( Mesothelium )， Cp 任一微血管至腹腔的運輸效率，可以發現離間皮組織越近，運輸效率越好。所以，微血管分佈，水分子與溶質從微血管跨越間質距離的重要性在於傳輸量取決於腹膜微血管的表面積，而非腹膜總表面積。


腹膜傳送生理學


1. 擴散作用 ( Diffusion )
2. 超過濾作用 ( Ultrafiltration )
3. 腹腔的液體吸收 ( Fluid absorption )


擴散作用 ( Diffusion )

  • 濃度梯度，像透析液中沒有尿素，身體的尿素濃度高，就會藉由濃度梯度進行擴散作用。
  • 有效腹膜表面積，大量透析液可增加作用的腹膜表面積，但是2.5~3L效應就會受限。
  • 腹膜內在阻力，像是微血管從interstitium到mesothelium的距離 。
  • 溶質分子量，分子量低比分子量高容易運送。


超過濾作用 ( Ultrafiltration )

  • 滲透壓製劑(葡萄糖)的濃度差，當透析液剛置入時濃度差最大，時間漸長，濃度差漸減；如果血中血糖高，血液與透析液濃度梯度差就會比較小。 
  • 有效腹膜表面積 
  • 腹膜的液體通透性 
  • 小膜孔及超小膜孔的密度及微血管在腹膜分布情況
  • 滲壓藥劑(葡萄糖)的反射係數：反應滲壓藥劑向外擴散至微血管的能力(0~1)，數值越低，滲壓藥劑散失越快，超過濾越難持續，像葡萄糖的反射係數是0.03、Icodextrin是1
  • 靜液壓差：微血管壓力(20 mmHg)通常比腹腔壓力( 7 mmHg )高，有利於超過濾。
  • Sieving：Convection時，溶質與水一起穿越半透膜， 有些溶質會被擋住，發生Sieving
  • Icodextrin：澱粉類透析液，藉由Oncotic effect ，產生Ultrafiltration ，用於Ultrafiltration failure，適合長時間的留置。

腹腔的液體再吸收( Fluid absorption )
  • 由淋巴管進行，腹膜液體吸收率1~2 ml/min，0.2~0.4 ml/min流入淋巴管 和腹腔內靜液壓力、淋巴管效率有關。

腹膜平衡測驗


Peritoneal equilibration test, PET，PET主要測定某個時間點 某一個溶質在透析液濃度(D)與血液中該溶質濃度(P)的比值D/P，測法為灌入2.5%右旋糖交換液2L，於第0、2、4小時從透析液取樣和於第2小時測血漿濃度（測Cr和Glucose）。


D/D0: 第四小時和剛開始時透析液葡萄糖濃度比率，D/P為透析透析液和血液肌酐酸濃度的比值，依照第四小時的D/P可以分為High, High Average, Low Average,  Low transporters。

高運送者( High Transporters )

肌酐酸快速達到平衡，因有效膜表面積大或腹膜內在通透性高，所以葡萄糖容易被吸收，迅速進入血液中，失去了Osmotic gradient，所以不好脫水。另外，因為有效膜表面積大或通透性高，所以清除率好，但蛋白質流失也較多，血清白蛋白較低。

低運送者( Low Transporters )

因有效膜表面積小或腹膜內在通透性低脫水好，但是清除率不好。


透析溶液




葡萄糖加熱滅菌，過程會導致GDP產生，對腹膜及全身皆有毒性，若在低PH下加熱滅菌，GDP產生量會減少，以乳酸鹽為基礎的標準PD溶液，加熱滅菌過程pH維持在5.5左右；以乳酸鹽為鹼基，作為重碳酸鹽的來源。 Lactate經過擴散穿越腹膜、進入血液後，會迅速代謝成Bicarbonate，若溶液含Bicarbonate，無CO2時，PH值高，鈣鎂會沈澱出來。



腹腔注入大量的葡萄糖，容易高血糖、血脂異常，肥胖、腹膜受損(產生GDP或Advanced glycosylation end products)，藉由Oncotic effect，產生Ultrafiltration，用於Ultrafiltration failure，像是High transporter的腹膜，適合長時間的留置icodextrin，

總結


腹膜透析透過臟層腹膜和壁層腹膜間的腹膜空間置放透析液，生理作用包括Diffusion、Ultrafiltration、Fluid absorption。

腹膜平衡測驗 (PET)分為High、High Average、Low average、 Low transporter。
透析液：Dextrose 1.5%, 2.5%, 4.25%, Icodextrin。


參考資料

1. 透析手冊（中文版）陳忠祺、陳冠樺、陳冠融、施維怡等編譯
2. 第十七梯次醫師腹膜透析訓練班 黃政文醫師 「 腹膜透析基本概念 」
3.百特醫療產品股份有限公司