Calcul et mode d’expression du taux de catabolisme protidique chez le patient hémodialysé Bernard Canaud Néphrologie, Dialyse et Soins Intensifs Aider & IRFD. Hôpital Lapeyronie - Montpellier

Plan Définition, Intérêt pratique Aspects théoriques du calcul Production d’urée Catabolisme protidique Mode de calcul, Recommandations Variabilité et limites Individuelle/groupe Facteur de normalisation Conclusions

Plan Définition, Intérêt pratique Aspects théoriques du calcul Production d’urée Catabolisme protidique Mode de calcul, Recommandations Variabilité et limites Individuelle/groupe Facteur de normalisation Conclusions

Définitions, nPNA et nPCR nPNA, normalized Protein Nitrogen Appearance Rate, (g/kg/24h) Taux normalisé d’apparition de l’urée, (g/kg/24h) nPCR, normalized Protein Catabolic Rate, (g/kg/24h) Taux normalisé de catabolisme protidique, (g/kg/24h)

nPCR, Taux normalisé de catabolisme protidique Elément fondamental dans l’évaluation nutritionnelle du patient dialysé Recommandé par K-DOQI et EBPG Critère objectif d’évaluation nutritionnelle chez le patient dialysé Mesure précise Indépendant du patient et de l’observateur Dépendant du mode de calcul Indicateur pertinent affecte survie et morbidité des patients Individuel, suivi longitudinal Collectif, suivi de cohorte Indicateur qui permet d’évaluer l’impact d’interventions thérapeutiques

Plan Définition, Intérêt pratique Aspects théoriques du calcul Production d’urée Catabolisme protidique Mode de calcul, Recommandations Variabilité et limites Individuelle/groupe Facteur de normalisation Conclusions

Notion de cycle hebdomadaire d’hémodialyse [Urée], mmol/l Cdéb Cfin HD-1 HD-2 HD-3 tHD Tinter-HD tHD Tinter-HD tHD Tinter-HD

Cinétique de l’urée, Cycle d’hémodialyse [Urée], mmol/l 40 C l f (KD, VU, tHD) C 2 30 C u2 l 20 f (GU, VU, KR, Tinter-HD) 10 l C 1 tHD Tinter-HD

Cinétique intradialytique de l’urée 10 Ln Cfin équil/Cdéb = Kt/V Pente = K/V 1 Ln [Urée] 0.1 0.01 60 120 180 240 Temps, min

Cinétique per et post-dialytique de l’urée [Urée], mmol/l 5 10 15 20 25 30 35 40 HD Post-HD Prélèvement post dialyse, le point critique Kt/V = 1.3 R = 23.9% 30 60 90 120 150 180 210 240 Temps, min.

Cinétique intradialytique de l’urée Ln Cfin équil/Cdéb = Kt/V 60 120 180 240 0.01 0.1 1 10 Ln [Urée] sang Pente 2 = K/V Pente 1 = K/V Temps, min

Masse d’urée soustraite, Aire sous la courbe 10 1 Ln [Urée]  t KC 0.1 0.01 60 120 180 240 Temps, min

Masse d’urée soustraite = produite sur un cycle de dialyse HD-1 Masse [Urée], mmol Cdéb Cfin Tinter-HD tHD

Loi de conservation de masse d’urée par semaine Masse [Urée], mmol Cdéb Cfin HD-1 HD-2 HD-3 tHD Tinter-HD tHD Tinter-HD tHD Tinter-HD

Masse urée soustraite, sang vs dialysat Masse urée sang, mmol/séance 200 400 600 800 1000 1200 y = 1.057x + 100.536 56 patients HD Un mois r 2 = 0.923 200 400 600 800 1000 1200 Masse urée dialysat, mmol/séance

Taux de génération de l’urée (Gu) et taux de catabolisme protidique (PCR) Gu, g/24h PCR, g/24h 18 15 12 9 6 3 20 40 60 80 100 120 ESRD HD patients Gu = 0.154PCR -1.7 r = 0.96 CRF patients Gu = 0.149PCR -1.2 r = 0.99 Borah MF, Schoenfeld PY, Gotch FA, Sargent JA, Wolfsen M, Humphreys MH. Nitrogen balance during intermittent dialysis therapy of uremia. Kidney Int. 1978 Nov;14(5):491-500. Daily measurements of nitrogen balance were made at two levels of protein intake in five patients undergoing chronic intermittent dialysis therapy. During ingestion of high (1.4 g/kg of body wt) protein intake, nitrogen balance was positive on nondialysis days and negative on dialysis days, so that cumulative balance for the week of study was not different from zero. During ingestion of low (0.5 g/kg) protein intake, nitrogen balance was approximately zero on nondialysis days but was again negative on dialysis days, so that cumulative balance for this period was negative. The negative nitrogen balance observed on dialysis days was associated with a higher rate of urea nitrogen generation (Gu, g/24 hr, determined by a kinetic model of urea nitrogen in dialysis patients) that was most evident in the hours immediately following dialysis. Net protein catabolic rate (PCR, g/24 hr), derived from total nitrogen mass balance equations, correlated very closely with Gu:Gu = 0.154 PCR - 1.7, r = 0.96. This relationship agreed well with previous observations made in nondialyzed uremic patients under more steady-state conditions. These studies demonstrate that nitrogen balance is negative on dialysis days regardless of protein intake, and that Gu is higher on dialysis days. The negative nitrogen balance could result from amino acid loss in dialysate and from increased protein catabolism stimulated by loss of glucose into dialysate. Borah MF et al, Kidney Int 1978, 14: 491-500

Relation azote, urée et protéines 35 g Muscle 6,25 g Protéines 2 g 33 mM Urée 1 g Azote

Balance azotée journalière/hebdomadaire 50 40 30 Anabolisme 20 10 -10 Catabolisme -20 -30 -40 Balance nette -50 1 7 14 Jours

Catabolisme protidique = Apports protidiques alimentaires Entrées Apports alimentaires Balance protéique neutre Catabolisme Anabolisme Urine Sorties Dialyse/Urines

Plan Définition, Intérêt pratique Aspects théoriques du calcul Production d’urée Catabolisme protidique Mode de calcul, Recommandations Variabilité et limites Individuelle/groupe Facteur de normalisation Conclusions

Calcul de la masse d’urée soustraite/produite (formules simplifiées) Formules simplifiées dites de « pied de lit » Corrélations établies à partir des mesures sanguines et dialysat Formules linéaires simples Intègrent la performance de dialyse Kt/V Nécessitent un prélèvement sanguin pré et post-dialyse Urée pré et post (immédiat) Utilisent également t HD, poids et variation pondérale Correction intégrée du phénomène de rebond

Calcul de la masse d’urée soustraite/produite Indirecte - Sang Modélisation mathématique Plus complexe Nécessite trois prélèvements sanguins Repose sur un calcul itératif VU, calculé sur la séance TGU, calculé sur l’interdialyse Nécessite T HD, Tinter, Poids pré/post/pré Urée pré/post/pré K Dialyseur Sensible au prélèvement post dialyse Directe - Dialysat Absence de modélisation Simple Recueil partiel/total dialysat Reproductible Absence de prélèvement sanguin Intègre les pertes de clairance en dialyse Intègre les conséquences du déséquilibre perdialytique de l’urée

Guides et recommandations, Cibles, Méthodes

Formules simplifiées de calcul de nPNA ou nPCR recommandées (K/DOQI et EBPG) Fouque D et al, Nephrol Dial Transplant (2007) 22 [S2]: ii45–ii87

Formules simplifiées de calcul de nPNA ou nPCR recommandées (K/DOQI et EBPG) Fouque D et al, Nephrol Dial Transplant (2007) 22 [S2]: ii45–ii87

Algorithme de calcul Calcul du spKt/V (Daugirdas) volume variable Choix de séance HD (début, milieu ou fin de semaine) Urée pré et post sans équilibration, Poids pré et post, tHD Calcul du spKt/V (Daugirdas) volume variable Calcul du eqKt/V Calcul du nPCR (Daugirdas, Depner)

Dose dialyse Kt/V, simple-pool volume variable Equation logarithmique Equilibrée Ct à 30 min

Dose de Dialyse, Kt/V, PRU 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 30 40 50 60 70 75 65 55 45 35 KT/V = 0.023 PRU -0.284 n =78 r = 0.92 p<0.001 KT/V urée, DDQ PRU, % C Basile et al, Am J Kidney Dis 1990

Dose dialyse, équilibrée Kt/V Formule Daugirdas

Formules simplifiées de calcul de nPNA ou nPCR recommandées (K/DOQI et EBPG) Début de semaine nPNA = Co/[36.3 + (5.48)(spKt/V) + 53.5/(spKt/V)] + 0.168 Milieu de semaine nPNA = Co/[25.8 + (1.15)(spKt/V) + 56.4/(spKt/V)] + 0.168 Fin de semaine nPNA = Co/[16.3 + (4.3)(spKt/V) + 56.6/(spKt/V)] + 0.168 En cas de fonction rénale résiduelle significative, remplacer la valeur de Co par Co1 Co1 = Co[1 + (0.79 + 3.08/(spKt/V))Kr/V] Facteur de conversion Urée mM/l : 0.357 = mg/dl

Formules simplifiées (Garred) Monocompartimental volume variable 1 - 0.001786 x tHD Ln Urée début Urée fin + 3 ∆ Poids Poids fin Kt/Vsp = Poids, kg Urée, mM/l tHD, heures 0.0504 (1 - 0.162 PRU)(1 - PRU + ∆Poids/VU) nPCR = (1- 0.0003tHD)(Urée début + 0.17) Poids, kg Urée, mM/l PRU, pourcentage de réduction de l’urée VU, Vol urée, 0.55 Poids tHD, heures PRU = urée fin/urée début

Plan Définition, Intérêt pratique Aspects théoriques du calcul Production d’urée Catabolisme protidique Mode de calcul, Recommandations Variabilité et limites Individuelle/groupe Facteur de normalisation Conclusions

Masse d’urée soustraite par séance UreaMonitor1000 Masse urée, mmol/séance 200 400 600 800 1000 1200 1400 961±243 748±227 717±210 #1 #2 #3

Variations individuelles de PCR chez un patient HD stable Taux de catabolisme protidique, nPCR, g/kg/24h UM1000, Baxter Kt/V 1.6 0.0 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 20 40 60 80 Temps, Jours

nPCR, Variations individuelles sur un mois nPCR, g/kg/24h Kt/Veq 1.5±0.3 22.0 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 Coef. variation, % 13.8 20.7 16.9 14.9 9.7 22.1 29.6 16.7 12.0 11.4 13.9 10.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Patients UreaMonitor1000

Suivi d’un patient jeune au long cours Taux de catabolisme protidique, g/Kg/24h Male, 20 yo, Kr 0 55 kg, HDF, 180 mn Polysulfone 1.9m2 KT/V 1,3 2.30 PCR ukm, mois 2.10 1.90 1.70 1.50 PCR pdc, séance 1.30 1.10 Recommandations 0.90 0.70 0.50 60 120 180 240 300 360 Temps, jours

Suivi d’un patient jeune au long cours Poids sec, Kg   Protein Catabolic Rate, g/Kg/24h 56.0 2.50 PS 55.0 2.00 54.0 1.50 PCR pdc 53.0 1.00 52.0 Male, 20 yo, Kr 0 55 kg, HDF, 180 mn Polysulfone 1.9m2 KT/V 1,3 0.50 51.0 50.0 0.00 60 120 180 240 300 360 Temps, jours

Plan Définition, Intérêt pratique Aspects théoriques du calcul Production d’urée Catabolisme protidique Mode de calcul, Recommandations Variabilité et limites Individuelle/groupe Facteur de normalisation Conclusions

Le facteur de normalisation est également critique dans certaines circonstances Conventionnellement Taux de catabolisme protidique rapporté au Poids sec du patient, g/kg/jour Non conventionnellement Poids idéal, correctif chez les obèses, g/kg/jour Poids sec théorique, correctif pour la surcharge sodée, g/kg/jour Volume eau totale, 50-55% du poids, g/kg/jour Poids de masse maigre, correctif chez les sujets âgés ou dénutris, g/kg/jour

PCR, rôle du facteur de normalisation 56 patients HD Un mois nPCR, g/kg/24h 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 1.08±0.31 1.19±0.27 2.16±0.45 2.38±0.44 1.49±0.32 0.0 PCR PCR PCR PCR PCR Water Watson Lean Body Mass Dry Weight Ideal Weight Urea Vol.

Correlation de la masse maigre et du poids chez des patients hémodialysés Canaud B et al, Am J Kidney Dis 1997; 30: 672-679

Perte de masse maigre en fonction de l’âge chez des patients hémodialysés Canaud B et al, Am J Kidney Dis 1997; 30: 672-679

Taux de catabolisme protidique normalisé par rapport au poids sec en fonction de l’âge Canaud B et al, Am J Kidney Dis 1997; 30: 672-679

Taux de catabolisme protidique normalisé par rapport à la masse maigre en fonction de l’âge Canaud B et al, Am J Kidney Dis 1997; 30: 672-679

Taux catabolisme protidique/ Enquête diététique 56 patients HD Un mois n PCR, g/kg/24h 4.0 y = 0.29x + 0.74 Line identité 3.5 r 2 = 0.55 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 DPI, g/kg/24h

Conclusions, nPCR ou nPNA Un indicateur nutritionnel Objectif et fiable et peu onéreux Indispensable dans le suivi d’un patient ou d’un groupe de patient Fait partie des indicateurs recommandés par les guides de bonne pratique clinique Critère d’évaluation des pratiques professionnelles Calcul facilité par les formules simplifiées validées Reproductibilité est conditionnée par la méthode de mesure Variabilité importante doit être connue Individuelle/Groupe Suivi mensuel recommandé (courbe de tendance) Valeur à confronter aux données nutritionnelles Enquête diététique, Anthropométrique, Protéines sanguines