Influence of new dialysis solutions on outcome in patients treated with peritoneal dialysis

Summary

Long-term peritoneal dialysis is associated with changes in the peritoneal membrane. Conventional dialysate solutions are bioincompatible because of their low pH, high glucose content, hyperosmolality and increased concentration of glucose degradation products. The development of double-compartment systems has made it possible to separate glucose from the buffer during heat sterilization, resulting in a higher or even physiologic pH of the solution with reduced concentration of glucose degradation products. These new solutions are less toxic for several cell groups and are better than conventional solutions in preserving membrane function, as demonstrated by experiments in rats. Glucose degradation products promote formation of advanced glycation end-products, and plasma levels of these are markedly reduced when double-compartment systems are used. Clinical studies with these more physiologic dialysis solutions have demonstrated better correction of acidosis, less inflow pain, significantly elevated CA-125 dialysate levels and lower concentrations of markers for inflammation and fibrosis in the effluent. In a retrospective study, a lower rate of mortality was observed in patients who were treated using a double-compartment system than in those treated with standard dialysis solution. Amino acids (in the low-molecular-weight range) and icodextrin (in the high-molecular-weight range) are newer osmotic agents that have been developed as alternatives to glucose. Several clinical studies have shown that amino-acid solution improves various nutritional parameters in patients with malnutrition and is more biocompatible than standard glucose solution. Icodextrin is an iso-osmolar dialysis solution. Ultrafiltration takes place via colloid osmotic pressure and is sufficient in all types of peritoneal transport. Clinical studies using icodextrin have shown better fluid control, especially in high transporters, reduced carbohydrate load and fewer patients with ultrafiltration failure compared with those treated with conventional dialysis solutions. However, allergic skin reactions have been observed in up to 10% of patients treated with icodextrin. Icodextrin may induce a fall of sodium plasma levels. Because of cross-reaction with elevated plasma levels of maltose, serum amylase is determined falsely low and glucose (using the glucose-dehydrogenase method) is measured falsely high, but high plasma levels of maltose do not affect measurement of lipase or measurement of glucose using the glucose-oxidase method. New dialysate solutions will have a positive influence on both survival and technical drop-out rates in patients receiving peritoneal dialysis treatment.

Zusammenfassung

Mit Dauer der Peritonealdialyse (PD) kommt es zu Veränderungen der Peritonealmembran. Die konventionellen Dialysatlösungen sind wegen ihres niedrigen pH-Wertes, der hohen Glukosekonzentration, der Hyperosmolarität und der Anwesenheit von Glukoseabbauprodukten bioinkompatibel. Durch Entwicklung eines Doppelkammer-Beutelsystems mit Separierung der Glukose bei der Hitzesterilisation konnte sowohl der pH des Dialysates angehoben als auch gleichzeitig die Konzentration der Glukoseabbauprodukte deutlich reduziert werden. Diese neuen Lösungen sind weniger toxisch für verschiedene Zellgruppen und es konnte eine bessere Erhaltung der Peritonealmembran in Tierversuchen nachgewiesen werden. Glukoseabbauprodukte stimulieren die Bildung von "advanced glycation end products" (AGEs). Die AGE-Bildung ist bei Verwendung der Lösungen im Zwei-Kompartment-Beutel bei In-vitro-Versuchen deutlich reduziert, es konnte aber bei Therapie mit diesen neuen Lösungen auch systemisch ein geringer AGE-Gehalt im Plasma nachgewiesen werden. In klinischen Studien zeigt sich mit den neuen Lösungen eine bessere Korrektur der Azidose, ein geringerer Dialysateinlaufschmerz, signifikant höhere CA-125-Dialysat-Konzentrationen sowie eine geringere Rate an Inflammations- und Fibrosemarkern im Effluat. In einer retrospektiven Studie wurde erstmals eine niedrigere Mortalitätsrate bei Verwendung von Zwei-Kompartment-Beutelsystemen in Vergleich zu Standard-Dialysatlösungen beobachtet. Ferner wurde versucht, die Glukose durch andere osmotische Substanzen zu ersetzen. Im niedrigmolekularen Bereich wurden Aminosäurenlösungen entwickelt. In klinischen Studien konnten vor allem bei mangelernährten Patienten leichte Verbesserungen verschiedener Ernährungsparameter erzielt werden. Aminosäurenlösungen sind im Vergleich zu Standard-Glukoselösungen wegen niedrigerer Konzentrationen von Glukoseabbauprodukten und des höheren pH-Wertes biokompatibler. Im hochmolekularen Bereich wurde Glukose durch Polyglukose (Icodextrin) ersetzt. Es handelt sich dabei um eine iso-osmolare Lösung. Die Ultrafiltration erfolgt über den kolloidosmotischen Druck und ermöglicht bei jedem peritonealen Transporttyp eine gute Ultrafiltration. Klinische Studien zeigten unter Icodextrin eine bessere Flüssigkeitskontrolle vor allem bei Patienten mit hohen peritonealen Transportraten, eine geringere Kohlenhydratbelastung und eine Reduktion der Patienten mit Ultrafiltrationsversagen. Unter Icodextrin wurden in ca. 10 % allergische Hautreaktionen beobachtet. Durch Icodextrin kommt es zu einem Abfall des Serum-Natriums. Ferner wird durch Kreuzreaktion der erhöhten Maltose-Plasmaspiegel Amylase falsch niedrig und Glukose mittels Glukose-Dehydrogenase-Methode falsch hoch bestimmt. Auf die Lipase- und Glukosebestimmung mit der Glukoseoxidase-Methode hat Maltose keinen Einfluss. Insgesamt ist zu erwarten, dass die Entwicklung neuer Dialysatlösungen einen signifikanten Einfluss auf das Überleben und technische Drop-out von PD-Patienten haben wird.