Influence of Intraoperative Factors to Urinary Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) Levels in Cardiac Surgery Patients

Влияния интраоперационных факторов на уровень нейтрофил гелатиназа ассоциированного липокалина (NGAL) мочи у кардиохирургических больных
Abduzhappar Gaipov 1, Daniyar Abishev 2, Saltanat Moldakhmetova 3, Natalya Kim 4, Assem Nogaibayeva 1, Mukhit Dossov 2, Bolat Bekishev 1, Adilzhan Albazarov 5, Nadezhda Popova 4, Saltanat Tuganbekova 3
More Detail
1 Department of Extracorporeal Hemocorrection, National Scientific Medical Research Center, Astana, Kazakhstan
2 Department of Intensive Care, National Scientific Medical Research Center, Astana, Kazakhstan
3 Department of Internal Medicine, National Scientific Medical Research Center, Astana, Kazakhstan
4 Department of Biochemistry,  National Scientific Medical Research Center, Astana, Kazakhstan
5 Department of Cardiac Surgery, National Scientific Medical Research Center, Astana, Kazakhstan
J CLIN MED KAZ, Volume 4, Issue 30, pp. 60-65.
OPEN ACCESS
Download Full Text (PDF)

ABSTRACT

The aim of our pilot study was to determine the relation between the intraoperative parameters and levels of urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin (uNGAL) in patients after cardiac surgery.
Methods: Twenty four adult (mean age 55.3±11 years) patients with coronary heart diseases whom planned cardiac surgery were included to study. All patients had initially normal kidney function (GFR > 60 ml/min). Diabetic patients were excluded from the study. Clinical survey included assessment of kidney and heart functions, routine laboratory assays. uNGAL levels were tested at 2nd and 12th hours after conducted cardiac surgery. We investigated association between the intraoperative factors such as extracorporeal circuit (pump on) time, intraoperative blood loss, duration of surgical operation and level of uNGAL.
Results: General clinical characteristics of patients were followings: GFR 92±20.6 ml/min, Hb 13.4±1.8 g/dL, WBC 6.9 x103/mm3, left ventricle ejection fraction 53.8±8.4%. All patients received standard surgical and anesthesiological protocols during the cardiac operation. Mean extracorporeal circuit time and duration of operation were 93.2±42.1 and 184±47.1 minutes respectively, intraoperative blood loss calculated 205±47.8 ml. Urine NGAL levels at 2nd and 12th hours after cardiac surgery made up 68.5±90.6 (0.8 - 267.2) ng/ml and 20.4±21 (0.3 - 92.4) ng/ml respectively. Mean staying days in intensive care unit (ICU) were 2.79±6.4 (1 - 32) days. In result of cardiac surgery, two patients developed acute kidney injury (AKI), and one patient died in result of multiorgan dysfunction syndrome.
Urine NGAL of 2nd hour positively correlated with extracorporeal circuit time (r=0.625, p=0.001), duration of operation (r=0.576, p=0.003), intraoperative blood loss (r=0.60, p=0.002) and with ICU staying time (r=0.449, p=0.022), whereas there were no correlation of these parameters with serum creatinine levels. Development of AKI were related with extracorporeal circuit time (r=0.436, p=0.033).
Conclusions: Prolongation of extracorporeal circuit time and duration of operation as well as excessive intraoperative blood losses was associated with increased uNGAL levels. Extracorporeal circuit time has an indirect relationship with the risk of AKI in patients after cardiac surgery.

Мақсаты: Кардиохирургиялық операция жасалған науқастарда несептегі NGAL деңгейіне интраоперациялық факторлардың əсерін анықтау.
Зерттеу əдісі: Зерттеуге, бүйректің қызметі қалыпты (ШФЖ > 60 мл/мин, бүйрек көлемі қалыпты, несептік синдромжоқ), аорто-коронарлық шунт салынған 24 науқас (орташа жасы 55.3±11) алынды. Жүрек пен бүйрек қызметін бағалау жəне əдеттегі клинико-лабораториялық зерттеулермен қоса, операциядан кейінгі кезеңде 2-і жəне 12-ші сағаттарда несептегі NGAL деңгейі анықталды. Барлық науқастарға бірдей операциялық жəне анестезиологиялық хаттамалар қолданылды. Жасанды қанайналым ұзақтығы, реанимация бөлімінде жату ұзақтығы мен интраоперациялық қан жоғалту мөлшерінің несептегі NGAL деңгейіне əсері зерттелді.
Нəтижелер: Науқастардың бастапқы көрсеткіштері мынадай: ШФЖ 92±20.6 мл/мин, гемоглобин 134±18 г/л, лейкоциттер 6.9 x103/mm3, аластау көлемі 53.8±8.4%. Операция ұзақтығы 184±47.1минут, жасанды қан айналым ұзақтығы 93.2±42.1 минут болды, ал интраоперациялық қан жоғалту көлемі 205±47.8 мл.Несептгі NGAL деңгейі 2 жəне 12 (NGAL2 и 12) сағаттарда сəйкесінше 68.5±90.6 (0.8-267.2) ng/ml жəне 20.4±21 (0.3-92.4) ng/ml болды. Реанимация бөлімінде жату ұзақтығы орташа 2.79±6.4 (1-32) тəулікті құрады. Операциядан кейін екі науқаста жедел бүйрек шамасыздығы пайда болып, оның біреуі полиоргандық шамасыздық себебінен қайтыс болды.
Несептегі NGAL2 деңгейі, операция жəне жасанды қан айналым ұзақтығымен (r=0.625, p=0.001 жəне r=0.576, p=0.003, сəйкесінше) оң корреляцияға ие болды. Ал, қан жоғалту көлемі мен реанимация бөлімінде жату ұзақтығы да (r=0.60, p=0.002 жəне r=0.449, p=0.022, сəйкесінше) сəйкес корреляция көрсетті. Бірақ, осы көрсеткіштер қандағы креатинин деңгейімен операциядан кейінгі 1 жəне 2 тəулікте де корреляцияға ие бола алмады. Жедел бүйрек шамасыздығының дамуы жасанды қан айналым ұзақтығымен байланысты (r=0.436, p=0.033) болды.
Қорытынды: Операция мен жасанды қан айналу ұзақты, қан жоғалту деңгейі, несептегі NGAL деңгейінің жоғарлауымен байланысты болды. Операция кезіндегі жасанды қан айналым ұзақтығы, жедел бүйрек шамасыздығының дамуына тікелей емес байланысқа ие

CITATION

Gaipov A, Abishev D, Moldakhmetova S, Kim N, Nogaibayeva A, Dossov M, et al. Influence of Intraoperative Factors to Urinary Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) Levels in Cardiac Surgery Patients. Journal of Clinical Medicine of Kazakhstan. 2013;4(30):60-5.

REFERENCES

  • Karkouti K., Wijeysundera D. N., Yau T. M., Callum J. L., Cheng D. C., Crowther M., Dupuis J. Y., Fremes S. E., Kent B., La fl amme C., Lamy A., Legare J. F., Mazer C. D., McCluskey S. A., Rubens F. D., Sawchuk C., Beattie W. S. Acute kidney injury after cardiac surgery: focus on modi fi able risk factors // Circulation. - 2009. - T. 119, № 4. - C. 495-502.
  • Rosner M. H., Okusa M. D. Acute kidney injury associated with cardiac surgery // Clin J Am Soc Nephrol. - 2006. - T. 1, № 1. - C. 19-32.
  • Chertow G. M., Levy E. M., Hammermeister K. E., Grover F., Daley J. Independent association between acute renal failure and mortality following cardiac surgery // Am J Med. - 1998. - T. 104, № 4. - C. 343-8.
  • Lassnigg A., Schmidlin D., Mouhieddine M., Bachmann L. M., Druml W., Bauer P., Hiesmayr M. Minimal changes of serum creatinine predict prognosis in patients after cardiothoracic surgery: a prospective cohort study // J Am Soc Nephrol. - 2004. - T. 15, № 6. - C. 1597-605.
  • Mehta R. H., Grab J. D., O’Brien S. M., Bridges C. R., Gammie J. S., Haan C. K., Ferguson T. B., Peterson E. D. Bedside tool for predicting the risk of postoperative dialysis in patients undergoing cardiac surgery // Circulation. - 2006. - T. 114, № 21. - C. 2208-16; quiz 2208.
  • Loef B. G., Epema A. H., Smilde T. D., Henning R. H., Ebels T., Navis G., Stegeman C. A. Immediate postoperative renal function deterioration in cardiac surgical patients predicts in-hospital mortality and long-term survival // J Am Soc Nephrol. - 2005. - T. 16, № 1. - C. 195-200.
  • Dasta J. F., Kane-Gill S. L., Durtschi A. J., Pathak D. S., Kellum J. A. Costs and outcomes of acute kidney injury (AKI) following cardiac surgery // Nephrol Dial Transplant. - 2008. - T. 23, № 6. - C. 1970-4.
  • Venkataraman R., Kellum J. A. Defi ning acute renal failure: the RIFLE criteria // J Intensive Care Med. - 2007. - T. 22, № 4. - C. 187-93.
  • Hoste E. A., Clermont G., Kersten A., Venkataraman R., Angus D. C., De Bacquer D., Kellum J. A. RIFLE criteria for acute kidney injury are associated with hospital mortality in critically ill patients: a cohort analysis // Crit Care. - 2006. - T. 10, № 3. - C. R73.
  • Coca S. G., Parikh C. R. Urinary biomarkers for acute kidney injury: perspectives on translation // Clin J Am Soc Nephrol. - 2008. - T. 3, № 2. - C. 481-90.
  • Capuano F., Goracci M., Luciani R., Gentile G., Roscitano A., Benedetto U., Sinatra R. Neutrophil gelatinaseassociated lipocalin levels after use of mini-cardiopulmonary bypass system // Interact Cardiovasc Thorac Surg. - 2009. - T. 9, № 5. - C. 797-801.
  • Devarajan P. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin-an emerging troponin for kidney injury // Nephrol Dial Transplant. - 2008. - T. 23, № 12. - C. 3737-43.
  • Bennett M., Dent C. L., Ma Q., Dastrala S., Grenier F., Workman R., Syed H., Ali S., Barasch J., Devarajan P. Urine NGAL predicts severity of acute kidney injury after cardiac surgery: a prospective study // Clin J Am Soc Nephrol. - 2008. - T. 3, № 3. - C. 665-73.
  • Mishra J., Dent C., Tarabishi R., Mitsnefes M. M., Ma Q., Kelly C., Ruff S. M., Zahedi K., Shao M., Bean J., Mori K., Barasch J., Devarajan P. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) as a biomarker for acute renal injury after cardiac surgery // Lancet. - 2005. - T. 365, № 9466. - C. 1231-8.
  • Parikh C. R., Mishra J., Thiessen-Philbrook H., Dursun B., Ma Q., Kelly C., Dent C., Devarajan P., Edelstein C. L. Urinary IL-18 is an early predictive biomarker of acute kidney injury after cardiac surgery // Kidney Int. - 2006. - T. 70, № 1. - C. 199-203.
  • Haase M., Bellomo R., Devarajan P., Schlattmann P., Haase-Fielitz A. Accuracy of neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in diagnosis and prognosis in acute kidney injury: a systematic review and meta-analysis // Am J Kidney Dis. - 2009. - T. 54, № 6. - C. 1012-24.
  • Celik J. B., Gormus N., Topal A., Okesli S., Solak H. Effect of off-pump and on-pump coronary artery bypass grafting on renal function // Ren Fail. - 2005. - T. 27, № 2. - C. 183-8.
  • Haase-Fielitz A., Bellomo R., Devarajan P., Bennett M., Story D., Matalanis G., Frei U., Dragun D., Haase M. The predictive performance of plasma neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) increases with grade of acute kidney injury // Nephrol Dial Transplant. - 2009. - T. 24, № 11. - C. 3349-54.
  • Hall I. E., Yarlagadda S. G., Coca S. G., Wang Z., Doshi M., Devarajan P., Han W. K., Marcus R. J., Parikh C. R. IL-18 and urinary NGAL predict dialysis and graft recovery after kidney transplantation // J Am Soc Nephrol. - 2010. - T. 21, № 1. - C. 189-97.