NEFROLOGIA. Vol. XIV. Suplemento 2, 1994 Modelos cinéticos de urea en hemodiálisis R. Saracho, I . Martínez, R. Aguirre, 0. González y J. Montenegro Unidad de Nefrología, Hospital de Galdakao, Galdácano, Vizcaya. Introducción Los modelos cinéticos de urea son una forma de simular mediante el lenguaje matemático los movimientos de urea en el interior y hacia el exterior del organismo. Se conocen desde hace tiempo 1 como un método lógico de comprender el comportamiento de la urea en los pacientes dializados. Sin embargo, han tomado mayor interés desde la publicación del análisis mecanístico sobre los resultados del estudio c o o p e r a t i v o americano (NCDS) 2, en donde se describió el índice de Kt/V de urea como un parámetro para medir la «dosis de diálisis». Entendemos como modelo toda simulación de las condiciones que se dan en la realidad con el fin de aproximarse a ella. Observamos que en casi todas las d i s c i p l i n a s científicas se utilizan los modelos con gran profusión. Todo modelo implica siempre una simplificación de la realidad; esto obliga a asumir ciertos postulados que no responden de forma exacta con lo que sucede en el mundo real. Por ello es importante verificar que las asunciones tomadas no alteren de torma relevante las conclusiones obtenidas. Para que sea útil un modelo debe ser coherente con los fenómenos que intenta reproducir y capaz de predecir comportamientos del sistema en condiciones diferentes a las que fue elaborado. Además, debe admitir la suficiente ductilidad para que pueda ser mejorado conforme se avanza en el conocimiento más preciso del sistema modelado. La mayoría de los modelos cinéticos de urea describen el sistema a partir de su balance de masas y, por tanto, su solidez queda patente al estar basados en una teoría de la física tan fundamental como el principio de conservación de la materia. ` .\I Ll Fig. 1.-Esquema de los procesos que intervienen en el balance de masas para la cinética de urea. Correspondencia: Ramón Saracho. Nefrología. Hospital de Caldakao. Barrio de Labeaga, s/n. 48960 Caldácano. (Vizcaya). En su desarrollo se han utilizado conceptos procedentes de la farmacocinética, como volumen de distribución, tasa de producción y compartimientos. Se interpreta que la urea es como un fármaco de producción endógena a una tasa constante, denominada G, con diferentes vías de eliminación: aclaramiento renal (Kr) y aclaramiento del dializador (Kd) y con unas concentraciones variables, en el seno de un volumen de distribución (V) muy relacionado con el agua corporal total, (ver fig. 1). La urea es el mayor producto r e s u l t a n t e del catabolismo proteico, constituyendo cerca del 90 % del nitrógeno residual acumulado en el agua corporal total entre las sesiones de HD. La tasa neta de generación de urea (G) depende de forma lineal de la tasa neta de catabolismo proteico (PCR). Como G puede medirse mediante la cinética de urea, según se verá más adelante, esta técnica nos proporciona una medida precisa de la PCR. En el paciente estable, la ingesta proteica es igual a la PCR, así que su medida nos da una información valiosa sobre la dieta. En el paciente inestable con una enfermedad 14 MODELOS CINETICOS DE LA UREA . aguda grave, el conocimiento de la PCR nos permite calcular el balance nitrogenado y así poder ajustar el contenido de aminoácidos de la nutrición para minimizar las pérdidas proteicas 3. Datos iniciales: Tiempos de dialisis Uso práctico del modelo cinético de urea Para realizar un estudio cinético en un paciente d a d o precisamos unos datos iniciales, como son: Concentraciones en sangre de urea pre y postdiálisis de la misma sesión y pre o post de la diálisis siguiente o anterior. Es decir, es preciso conocer las dos concentraciones de urea que limitan la HD y las otras dos que limitan el período interdiálisis, siendo necesario sólo tres determinaciones, dado que una de cada período es la misma, (ver fig. 2). El tiempo que dura la HD y el período interdialítico deben ser recogidos con gran exactitud. Los cambios de peso que sutre el paciente, generalmente negativos durante la HD y positivos interdiálisis, son necesarios cuando utilizamos los modelos más completos. Urea mg/dL k; G, v I Pesos del paciente Aclaramiento del filtro Aclaramiento renal Modelo matemático KtN, PCR, TAC ' ` 0 THEN G=(KR+DV)*((BUNPRE2BUNPOST*Z1)/(1-Z1)) 2020 RETURN APÉNDICE 2. Programa escrito en BASICA para el cálculo de parámetros cinéticos mediante el modelo monocompartimental de volumen variable con dos determinaciones de urea 21. 5 DIM INTERVAL(3) 10 INPUT "Tiempo de diálisis";TD 30 INPUT "Pérdida de peso en gramos:";WTLOSS 40 INPUT "N.º diálisis semana:";NDAYS 45 INPUT "Esquema de días interdiálisis en la semana";DIA1 46 INPUT "Esquema de días interdiálisis en la semana";DIA2 47 INPUT "Esquema de días interdiálisis en la semana";DIA3 48 INTERVAL (1) =DIA1:INTERVAL(2)= DIA2:lNTERVAL(3)=DlA3 60 INPUT " P e s o seco en Kg:";PESO 70 INPUT "Flujo de sangre:";QB 80 INPUT "Aclaramiento del dializador:";KD 90 INPUT "Aclaramiento renal residual";KR 100 INPUT " U r e a pre";UPRE 110 INPUT " U r e a post";UPOST 120 C1=UPRE*28/6000 130 C2=UPOST*28/6000 140 DW1 =-WTLOSS/TD 150 CA=C2*(KD+KR+DW1) 160 CB=C1 *(KD+KR+DW1) 170 CD=-DW1/(KR+KD+DW1) 180 G=6:VPOST=PES0*580 210 COSUB 1000 220 GOSUB 2000 230 FRACERR=ABS((C-C1 )/C1) 240 IF C>Cl THEN G=G-FRACERR*G ELSE G=G+FRACERR*G 270 IF FRACERR>O.Ol THEN COTO 210 300 PRINT "G:";G 310 PRINT "V:";VPOST 320 PRINT "Kt/V:";KD*TD/VPOST 330 PRINT "PCR:";9.350001*G+0,29*VPOST/1000 335 PRINT "pcrn:";(9.350001 *G+0,29*VPO5T/1000)*580/VPOST 340 END 1000 Z=((CA-G)/(CB-G))^CD 1010 VPOST=DW1 *TD/(Z-1 )+DW1 *TD 1020 RETURN 2000 C=C1 2010 DV=WTLOSS/(INTERVAL(NDAY5)*1440-TD) 2020 FOR I=1 TO NDAYS 2030 IF I=1 THEN DW=-WTLOSS/TD: VO=VPOST+WTLOSS 2040 ELSE DW=-DV*(INTERVAL(I-1)*l440-TD)/TD:VO=VPOSTDW*TD 2080 T=TD 2090 K=KR+KD-DW*(1-KD/QB) 2100 GOSUB 3000 2110 DW=DV 2120 T=INTERVAL(1)*1440-T 2 1 3 0 K=KR 2140 VO=VPOST 2150 GOSUB 3000 2160 NEXT I 2170 RETURN 3000 VF=(VO+DW*T)/VO 3010 EXPN=-(K+DW)/DW 3020 C=C*VF^EXPN+(G/(K+DW))*(1-VF^EXPN) 3030 RETURN En el esquema de diálisis por semana (líneas 45 a 47) se deben introducir primero los días que transcurren después de la HD estudiada y luego los que transcurren después de las 2 HD siguientes, Ej: si se estudia la HD de lunes o martes. introducir 2, en la siguiente entrada 2 yen la siguiente 3; si se estudia la HD de miércoles o jueves, introducir 2, 3 y 2; si se estudia la HD de viernes o sábado, introducir 3, 2, 2. 23