Acute Renal Failure

ARF는 수시간에서 수일에 걸쳐 빠르게 GFR이 감소하여 nitrogenous waste products, ECF

volume, electrolyte and acid-base homeostasis의 불안정을 특징으로 하는 임상증후군을

말하며 입원환자의 5%, 중환자실 입원환자의 30%에서 발생한다. oliguria가 흔하지만 항상

존재하는 임상적 특징은 아니다(∼50%). 흔히 무증상이며 입원환자에게서 시행하는 검사

에서 BUN, creatinine 농도의 증가로 진단된다.

진단과 치료목적으로 다음 3가지 category로 나눈다.

i) prerenal ARF(∼55%) : renal hypoperfusion without complicating renal parenchyma

ii) intrinsic renal ARF(∼40%) : renal parenchyma에 direct involve

iii) postrenal ARF(∼5%) : urinary tract obstruction과 관련

대부분의 ARF는 가역적이며 기능이 완전히 회복되지만 원내 이환 및 사망은 높은데 이는

ARF를 일으킨 underlying illness가 심각하기 때문이다.

1. 원인 및 병태생리

1) prerenal ARF(prerenal azotemia)

가장 흔한 형태이며 mild to moderate renal hypoperfusion으로 인한 생리적 반응으로

발생한다.

renal parenchymal tissue의 손상은 없다.

hypoperfusion이 보다 심하면 renal parenchyma의 ischemic injury를 일으켜 intrinsic renal

ARF를 일으킬수 있다. 그러므로 prerenal ARF와 ischemia로 인한 intrinsic renal ARF는 별개

가 아니라 renal hypoperfusion의 연속선상에 있다.

Tab 269-1에서 보는바와 같이 prerenal ARF는 hypovolemia, low cardiac output, systemic

vasodilatation, or selective renal vasoconstriction을 일으키는 어떤 병에서도 일어날 수

있다.

hypovolemia가 생기면 mean systemic arterial pressure가 떨어져 arterial(carotid sinus) &

cardiac baroreceptor를 자극하게 되고 blood volume & arterial pressure를 회복시키고자

하는 일련의 neural & humoral response가 일어난다. 이러한 반응에는 sympathetic

nervous system과 renin-angiotensin-aldosterone system activation 및 AVP release가

있다. norepinephrine, angiotensin II, and AVP가 상호작용하여 cardiac & cerebral

perfusion을 유지한다.

mild hypoperfusion때는 여러 보상기전에 의해 glomerular perfusion, ultrafiltration

pressure, filtration rate가 유지된다.

i) afferent arterioles의 stretch receptors

perfusion pressure감소로 자극

afferent arterilor vasodilatation through a local myogenic reflex(autoregulation)

ii) vasodilator prostaglandin(예, PG F2, prostacyclin) ↑

-> afferent arterioles dilation

iii) angiotensin II

-> efferent arterioles constriction

위 기전의 결과 intraglomerular pressure가 유지되고 filtration fraction은 증가하며 GFR은

유지된다. compensatory mechanism을 넘어서는 more severe hypoperfusion때는 GFR이

감소하게 되고 prerenal azotemia가 생기게 된다.

mean arterial pressure가 ∼80 mmHg에서 afferent arterioles의 autoregulatory dilatation은

최대가 되고 그 이하의 hypotension에서는 GFR이 급격히 감소하게 된다. prerenal ARF의

일부는 노인과 afferent arterioles integrity를 침범하는 병(예, hypertensive

nephrosclerosis, diabetic vasculopathy)을 가진 환자들에게서 유발된다.

그 외 hypoperfusion에 대한 renal microcirculation의 보상기전을 방해하는 약물이

prereanl azotemia를 유발할수 있다. 이러한 약물에는 prostaglading합성 억제제

(cyclooxygenase inhibitor; NSAID)와 ACE inhibitor가 있다. NSAIDs는 건강한 사람에게서는

GFR감소를 일으키지 않지만 volume depletion되었거나 GFR이 부분적으로 유지되던 CRF

환자에게서는 prerenal ARF를 일으킬수 있다.

ACE inhibitor 또한 renal hypoperfusion환자에서 GFR감소를 초래할수 있으며 bilateral

renal artery stenosis or unilateral stenosis in a solitary functioning kidney환자에서

주의하여 사용하여야 한다.

cf. Tab 269-1 prerenal ARF

* renal vasoconstriction: hypercalcemia, norepinephrine, epinephrine, cyclosporine,

FK506, amphotericin B

* autoregulation장애: cyclooxygenase inhibitors, ACE inhibitors

<Hepatorenal syndrome>

advanced liver cirrhosis로 인한 hepatic failure나 malignancy, hepatic resection, biliary

ostruction같은 liver disease때 ARF가 생길수 있다. intrarenal vasoconstriction & sodium

retention이 이 병의 초기합병증이며 systemic hemodynamics가 변하기 전에 발견된다.

plasma volume은 증가하지만 "effective" arterial blood volume은 systemic vasodilatation

& portal circulation의 blood pooling으로 인하여 감소한다. hepatic function이 감소함에

따라 renal failure가 수주 내지 수개월에 걸쳐 서서히 진행하지만 여러 가지 hemodynamic

insults(hemorrhage, paracentesis, diuretics과다사용, vasodilators, or cyclooxygenase

inhibitors)에 의해 급격히 발생할수도 있다.

2) intrinsic renal ARF(intrinsic renal azotemia)

임상병리학적 관점에서 intrinsic renal ARF는 원인에 따라 다음과 같이 나눌수 있다.

i) large renal vessel diseases

ii) renal microcirculation and glomerular disease

iii) ischemic & nephrotoxic ARF

iv) tubulointerstitial diseases

대부분의 intrinsic renal ARF는 ischemia(ischemic ARF)나 nephrotoxins(nephrotoxic ARF)

에 의해 유발된다. 이 두가지는 ATN의 대표적 원인이다. 따라서 ARF와 ATN은 서로 혼용

해서사용하기도 한다. 그러나 ischemic or nephrotoxic ARF의 20-30%는 tubular necrosis

의 임상적 혹은 형태학적 증거(granular or tubular cell urinary casts)가 관찰되지 않는다.

(1) ischemic ARF의 원인 및 병태생리

prerenal ARF & ischemic ARF는 renal hypoperfusion의 연속선상에 있다. ischemic ARF는

hypoperfusion이 renal parenchymal cell, 특히 tubular epithelium에 ischemic injury를

일으킨다는 점에서 prerenal ARF와 다르다. 그리고 ischemic ARF는 전형적으로 renal

perfusion이 회복되고 1-2주후에 회복된다.

극단적인 경우에 ischemia는 bilateral renal cortical necrosis & irreversible renal failure를

일으킬수도 있다. ischemic ARF의 경과는 전형적으로 다음 세 단계로 이루어진다.

: initiation, maintenance, recovery phases

① initiation phase(수시간 - 수일)

renal hypoperfusion초기, ischemic injury가 시작

다음과 같은 이유로 GFR이 감소한다.

i) renal blood flow 감소로 인하여 glomerular ultrafiltration pressure가 감소한다.

ii) tubules내에 glomerular filtration flow가 cast(=tubular epithelial cells + necrotic

debris)로 막힌다.

iii) injured tubular epithelium으로부터 glomerular filtrate의 backleak이 발생한다.

ischemic injury는 proximal tubule의 terminal medullary portion과 Henle's loop의 thick

ascending limb에서 가장 두드러진다. 이 두 부분은 active(ATP-dependent) solute

transport가 이루어지는 부분이며, 산소소비가 많은 부분이다.

② maintenance phase(1-2주)

renal cell injury가 생긴후 GRF은 nadir(5-10 mL/min) 상태를 유지하고, urine output은

가장 적으며 uremic complication이 발생한다. systemic hemodynamics가 교정되더라도

이 시기에 GFR이 낮게 유지되는 이유는 다음과 같다.

i) injured endothelial cells에서 vasoactive mediators release: NO↓, endothelin-1, PAF↑

vasoactive mediators에 의해 지속적으로 intrarenal vasoconstriction & medullary

ischemia가 초래된다.

ii) medullary blood vessels congestion

iii) reactive oxygen과 leukocyte & renal parenchymal cell로부터 나오는 mediators에

의한 reperfusion injury

iv) tubuloglomerular feedback에 의한 persistent intrarenal vasoconstriction

v) macula densa cell: 인접한 afferent arterioles constriction을 자극하여 vicious cycle

을 돌게 한다.

③ recovery phase

renal parenchymal cell, 특히 tubular epithelial cell이 재생되어 점차 GFR이 회복된다.

이때 marked diuretic phase가 생기는데 그 이유는

i) retained salt & water, other solutes excretion

ii) continued use of diuretics

iii) and/or delayed recovery epithelial function(solute and water reasorption) relative

to glomerlar filtration(즉, 여과기능이 먼저 회복되어 여과된 물, 용질 등이 재흡수

되지 않고 그대로 excretion)

(2) nephrotoxic ARF의 원인 및 병태생리

대부분의 nephrotoxins은

i) elderly

ii) preexisting CRF

iii) true or "effective" hypovolemia

iv) concomitant exposure to other toxins에서 ARF의 빈도가 증가한다.

① radiocontrast agent(contrast nephropathy) & cyclosporine : intrarenal

vasoconstriction

radiocontrast & cyclosporine에 의해 유발되는 ARF기전의 핵심은 intrarenal

vasoconstriction이다. 심한 경우에는 ATN의 임상적 및 병리학적 증거를 보이기도 한다.

contrast nephropathy는 대략 24-48시간에 발생하여 3-5일에 peak를 이루고 1주내에

회복된다.

preexisting CRF, DM, CHF, hypovolemia, or multiple myeloma 환자들에게서 가장 흔히

발생한다. 용량에 비례하여 생기며, 고위험군 환자들에 있어서 low osmolality, nonionic

contrast agent를 씀으로써 빈도를 약간 감소시킬수 있다.

intrarenal vasoconstriction 및 mesangial cell contraction을 일으키는 중요한 물질인

endothelin-1은 endothelial cells에서 유리되는 강력한 vasoconstrictor이다.

② many antibiotics & anticancer drugs: direct toxicity

tubule epithelial cells에 direct toxicity and/or intratubular obstruction이 중요한

임상병리학적 event이다. acyclovir, foscarnet, aminoglycosides, amphotericin B,

pentamidine과 같은 항균제, cisplatin, ifosfamide같은 항암제가 흔한 원인이다.

aminoglycoside의 경우 치료중 10-30%에서 ARF가 생기고, amphotericin B는 intrarenal

vasoconstriction과 proximal tubule epithelium의 direct toxicity를 통하여 dose-related

ARF를 일으킨다. cisplatin도 aminoglycoside와 마찬가지로 proximal tubule cell에

축적되어 노출된지 7-10일후에 ARF가 발생한다.

③ enodgenous nephrotoxins

가장 흔한 endogenous nephrotoxins에는 Ca, myoglobin, hemoglobin, urate, oxalate,

myeloma light chains이 있다.

i) Calcium

hypercalcemia는 intrarenal vasoconstriction을 일으킴으로써 GFR을 떨어뜨리며

calcium phosphate 침착 또한 GFR 감소에 기여한다.

ii) Myoglobin & hemoglobin

rhabdomyolysis & hemolysis 둘다 ARF를 일으킬수 있다(특히 hypovolemic or acidotic

individuals에서). rhabdomyolysis 환자의 30%에서 myoglobinuric ARF가 생길수 있다.

hemoglobin과 myoglobin은 tubular epithelial cell에 toxic effect를 나타내거나,

intratubular cast formation을 통하여 ARF를 일으킨다. 그 외에 hemoglobin과 myoglobin

둘다 nitric oxide합성의 potent inhibitor이며 intrarenal vasoconstriction & borderline

hypoperfusion환자에서 ischemia를 일으킨다.

iii) myeloma light chain(myeloma cast nephropathy)

intratubular cast는 여과된 immunoglobulin light chain과 Tamm-Horsfall protein을 포함

하는 단백들로 이루어지는데 multiple myeloma환자에서 ARF를 일으키는 중요한 원인

이다

(myeloma cast nephropathy). light chain은 tubular epithelial cell에 direct toxic effect를

나타낸다.

iv) uric acid & oxalate

severe hyperuricosuria or hyperoxaluira는 intratubular obstruction을 통해 ARF를

일으킨다.

acute uric acid nephropathy는 전형적으로 lymphoproliferative or myeloproliferative

disorders를 치료하는 중에 발생하지만 소변이 농축되어 있을때는 primary or secondary

hyperuricemia에서도 발생할수 있다.

(3) ischemic & nephrotoxic ARF의 병리

i) ischemic ARF : tubular epithelium의 patchy & focal necrosis with detachment

occlusion of tubule lumen with casts

leukocyte accumulation in vasa recta

glomeruli & renal vasculature는 정상

necrosis는 pares recta에서 가장 심하지만 Henle's loop의 medullary thick

ascending limb도 침범된다.

ii) nephrotoxic ARF: proximal tubule의 convoluted & straight portion에 두드러진다.

tubule cell necrosis는 ischemic ARF보다는 덜하다.

(4) intrinsic renal ARF의 다른 원인들

i) atheroembolic ARF

advanced atherosclerosis환자에서 aorta or renal artery manipulation(surgery,

angioplasty), trauma, 드물게는 cholesterol crystal의 spontaenous embolization에

의해 ARF가 발생할 수 있다. cholesterol crystal이 small- & medium-sized arteries에

박히면 vessel wall에서 giant cell & fibrotic reaction을 유발하여 vessel lumen narrowing

& obstruction을 일으킨다.

이러한 atheroembolic ARF는 보통 비가역적이다.

ii) drug-induced allergic interstitial nephritis

많은 약들이 allergic interstitial nephritis를 통하여 ARF를 일으킬수 있다. 이때

tubulointerstitum에는 granulocyte(전형적으로 eosinophil이 증가하지만 항상 그런

것은 아님),

macrophage, and/or lymphocyte가 infiltration되고 interstitial edema가 생긴다.

가장 흔한 약으로는 antibiotics(예, penicillin, cephalosporins, trimethoprim,

sulfonamides, rifampin) & NSAIDs가 있다.

3) postrenal ARF(5%)

2. 임상특징 및 감별진단

먼저 GFR감소가 acute인지 chronic인지 구별하여야 한다. 최근 BUN, creatinine이 올라갔

다면 쉽게 진단할수 있겠으나 이전의 검사가 항상 유용한 것은 아니다. CRF를 시사하는

소견으로는 anemia, neuropathy, renal osteodystrophy or small scarred kidney의 방사선

학적 소견이 있다.

그러나 빈혈은 ARF에서도 생길수 잇고 renal size는 몇몇 CRF에서 정상 내지는 증가할 수

있다.

cf. CRF에서 kidney size가 정상 혹은 증가하는 경우

i) diabetic nephropathy

ii) amyloidosis

iii) polycystic kidney disease

일단 ARF로 진단되면 즉시 다음사항을 해결해야 한다.

i) 원인의 확인

ii) 유발인자의 제거(예, nephrotoxin) 및 disease-specific therapy 수립

iii) uremic complications의 예방 및 치료

1) 임상평가

① prerenal ARF

prenal ARF의 임상적 단서로는 thirst, orthostatic dizzness와 같은 증상과 orthostatic

hypotension, tachycardia, JVP감소, skin turgor감소, dry mucous membranes, axillary

sweating감소와 같은 진찰소견이 있다.

urine output 및 body weight의 점차적 감소, NSAIDs, ACE inhibitor사용도 검토해야 한다.

chronic liver disease and portal hypertension, advanced cardiac failure, sepsis, 혹은

다른 원인으로 "effective" arterial blood volume이 감소된 stigmata가 있는지 조사해야

한다.

② ischemic ARF

ischemic ARF는 hypovolemia, septic shock 혹은 major surgery후에 severe renal

hypoperfusion으로 발생한다. systemic hemodynamics가 회복된 후에도 ARF가 지속

된다면 ischemic ARF일 가능성이 높다.

③ nephrotoxic ARF

nephrotoxic ARF는 임상자료, 약물, 간호기록, 방사선기록을 검토하여 최근 nephrotoxic

medications or radiocontrast agent 혹은 endogenous toxins(예, myoglobin,

hemoglobin, uric acid, myeloma protein, calcium)에 노출되었는지를 확인함으로써 진단

할수 있다.

④ other renal parenchymal disease(Tab 269-2)

ischemic & nephrotoxic ARF가 intrinsic renal ARF의 90%이상을 차지하지만 다른

renal parenchymal disease도 고려하여야 한다.

i) renal artery & vein occlusion, renal capsule distension(예, severe GN or

pyelonephritis): flank pain

ii) atheroembolism

: subcutaneous nodules, livido reticularis, bright orange retinal arteriolar plaques, and

digital ischemia

iii) acute GN or vasculitis

: oliguria, edema, hypertension, "active" urine sediment(nephritic syndrome)

iv) malignant hypertension

: LVH or heart failure, hypertensive nephropathy and papilledema, neurologic

dysfunction

v) allergic interstitial nephritis

: 새로운 약제에 노출된 후 fever, arthralgia, pruritic erythematous rash발생

⑤ postrenal ARF

acute ureteric obstruction, prostate disease, neurogenic bladder

2) Urinalysis

① anuria: complete urinary tract obstruction을 의미하지만 severe prerenal or intrinsic

renal ARF때에도 생길수 있다.

② cast

i) acellular & transparent hyaline casts("bland", "benign", "inactive" urine sediment)

: prerenal ARF

hyaline cast는 농축뇨에서 형성되며 Tamm-Horsfall protein과 같은 정상 소변 구성성분

으로 이루어진다.

ii) pigmented "muddy brown" granular casts & tubule epithelial cell cast

: ATN의 특징이며 ischemic or nephrotoxic ARF를 시사하는 소견이다.

흔히 microscopic hematuria, mild "tubular" proteinuria(<1g/d)와 동반되는데

mild proteinuria(<1g/d)는 proximal tubule의 손상으로 여과된 단백을 재흡수하지

못해서 생긴다.

ischemic or nephrotoxic ARF의 20-30%에서는 cast가 없으므로 이러한 cast가 진단에

필수적인 것은 아니다.

iii) RBC cast

: 일반적으로 glomerular injury를 의미하지만 간혹 acute tubulointerstitial nephritis에서도

보일수 있다.

iv) WBC cast & nonpigmented granular cast

: WBC cast & nonpigmented granular cast는 interstitial nephritis를 의미하는 반면

broad

granular cast는 chronic renal disease의 특징이며 interstitial fibrosis & tubule

dilatation을 의미한다.

③ eosinophiluria(>5% of urine leukocytes)

antibiotic-induced allergic interstitial nephritis에서 흔한(∼90%) 소견이며

NSAIDs에 의한 allergic interstitial nephritis에서는 lymphocyte가 우세하다.

eosinophiluria는 atheroemolic ARF에서도 특징적이다.

④ uric acid crystals(pleomorphic) & oxalate crystal(envelope-shaped)

& hippurate(needle-shaped) crystal

uric acid crystal은 prerenal ARF에서 소변이 농축될 때 흔하지만 양이 많다면 acute urate

nephropathy를 의미한다. oxalate & hippurate crystal이 보이면 ethylene glycol ingestion

& toxicity가능성이 높다.

⑤ proteinuria

proteinuria(<1g/d)는 ATN에서 흔한데 proximal tubule의 손상으로 여과된 단백을 재흡수

할수 없기 때문이다("tubular proteinuria").

1g/d이상의 proteinuria는 glomerular ultrafiltration barrier의 손상("glomerular proteinuria")

이 있거나 myeloma light chains excretion을 의미한다.

heavy proteinuria는 allergic interstitial nephritis와 minimal change glomerulopathy가

병합된 환자가 NSAIDs 치료를 받을 때 흔히 볼수 있다(∼80%). 이런 heavy proteinuria는

ampicillin, rifampin, interferon-α와 같은 약물에 의해서도 유발될 수 있다.

⑥ 기타

hemoglobinuria, myoglobinuria는 dipstick에서는 양성이지만 red cells은 거의 안보일 때

의심할 수 있다. bilirubinuria는 hepatorenal syndrome의 단서가 될 수 있다.

3) renal failure index(Tab 269-3)

prerenal ARF와 intrinsic renal ARF를 감별하는데 FENa가 가장 유용하다.

FENa는 sodium clearance대 creatinine clearance의 비이다.

전형적으로 prerenal ARF환자는 FENa가 1.0%미만(흔히 0.1%)이지만 ischemic or

nephrotoxic ARF는 1.0%이상이다.

urine Na 농도는 두 그룹간에 겹치는 부분이 많아서 덜 민감한 지표이다.

renal failure index를 해석할때는 다음과 같은 사항을 염두해야 한다.

① FENa >1% in prerenal ARF

diuretics, bicarbonaturia, preexisting CRF complicated by salt wasting,

adrenal insufficiency

② FENa <1%

nonoliguric ischemic or nephrotoxic ARF(15%)

urinary tract obstruction

glomerulonephritis, vascular diseases

4) Lab findings

serum creatinine을 연속적으로 측정하면 ARF의 원인을 밝히는데 유용하다.

i) prerenal ARF는 hemodynatic function에 따라 fluctuation한다.

ii) ischemia, atheroembolization, radiocontrast exposure로 인한 ARF환자에서 creatinine

은 24-48시간내에 급격히 증가한다.

contrast nephropathy의 경우 3-5일에 peak level에 도달하여 5-7일에 baseline으로 돌아

오지만 ischemic ARF & atheroembolic disease에서는 7-10일째 peak에 도달한다.

tubule epithelial cell toxins(예, aminoglycosides, cisplatin)으로 치료할때는 2주까지

creatinine의 상승은 없다. 이는 이러한 약들이 GFR이 감소하기 위하여 cell내에 축적될

필요가 있음을 의미한다.

<요약> creatinine상승 순서

contrast nephropathy(3-5일) > ischemic & atheroembolic ARF(1주) >

aminoglycoside(2주)

iii) 진단당시 hyperkalemia, hyperphosphatemia, hypocalcemia, uric acid증가, CK(MM

isoenzyme) level의 증가는 rhabdomyolysis를 시사하는 소견이다.

iv) hyperuricemia(>15 mg/dL) + hyperkalemia, hyperphosphatemia, LDH증가는 cancer

chemotherapy후 acute urate nephropathy & tumor lysis syndrome을 나타낸다.

v) wide serum anion & osmolal gap(측정 - 계산 삼투압)은 circulation내에 unusual anion

or osmole이 있음을 의미하며 ethylene glycol중독의 단서가 될 수 있다.

vi) 출혈이 없는 상태에서 severe anemia는 hemolysis, multiple myeloma, or thrombotic

microangiopathy 가능성이 높다.

vii) systemic eosinophilia는 allergic interstitial nephritis를 시사하지만 또한 atheroembolic

disease & polyangiitis nodosa의 특징이기도 하다.

5) radiologic findings

i) ultrasonography: postrenal ARF를 배제하는데 유용하다.

CT & MRI가 대용으로 사용될수 있다.

pelvicalyceal dilatation은 urinary tract obstruction때 흔히 동반되지만(98% sensitivity)

obstruction 직후 또는 ureteric encasement(예, retroperitoneal fibrosis, neoplasia)

환자에서는 dilatation이 없을수도 있다.

ii) plain film: nephrolithiasis가 의심될 때 initial screening으로 유용하다.

iii) doppler ultrasonography & MRI: renal artery & vein의 patency를 평가하는데 가치가

있다.그러나 vascular obstruction을 확진하는데는 contrast angiography가 필요하다.

6) renal biopsy

ARF에서 renal biopsy는 prerenal & postrenal ARF가 배제되고 intrinsic renal ARF의 원인이

불분명할 때 시행한다. renal biopsy는 disease-specific therapy에 반응할 것으로 생각되는

ischemic or nephrotoxic injury외의 다른 진단이 의심될 때 특히 유용하다. 예를 들면

i) glomerulonephritis

ii) vasculitis

iii) HUS, TTP

iv) allergic interstitial nephritis 등이다.

3. 합병증

Na, K, water excretion & cation homeostasis, urinary acidification mechanism의 장애로

인하여 다음과 같은 결과가 초래된다:

: hyponatremia, hyperkalemia, hyperphosphatemia, volume overload, hypermagnesemia,

and metabolic acidosis

그 외에도 uremic syndrome을 일으킬수 있다.

이러한 합병증의 발생속도와 심한 정도는 신기능장애 정도와 환자의 catabolic state정도를

나타낸다.

i) ECF volume expansion: salt & water excretion감소로 생긴다.

weight gain만 보이는 mild form과는 반대로 bibasilar lung rales, JVP↑, dependent

edema, 지속적인 volume expansion은 life-threatening pul. edema를 일으킬수도 있다.

hypervolemia는 multiple IV medication을 받거나 enteral or parenteral nutrition을 받는

환자에서 특히 문제가 된다.

ii) hypoosmolality & hyponatremia

과다한 free water투여는 hypoosmolality & hyponatremia를 일으킬수 있는데 심하면

cerebral edema & neurologic abnormality(seizure)를 일으킬수 있다.

iii) hyperkalemia: oliguric & anuric patients에서 전형적으로 매일 0.5 mmol/L씩 상승한다.

이는 투여된 potassium이 배설되지 않고 손상된 조직에서 potassium이 유리되기

때문이다.

동반된 metabolic acidosis 또한 hyperkalemia를 악화시킬수 있다.

rhabdomyolysis, hemolysis & tumor lysis syndrome환자에서는 진단당시에

hyperkalemia정도가 심하다.

mild hyperkalemia(<6.0 mmol/L)때는 흔히 무증상이지만 고농도일때는 ECG abnormality

and/or cardiac excitability가 증가한다.

iv) metabolic acidosis

매일 섭취하는 단백으로부터 nonvolatile acid가 50-100 mmol이 만들어져 정상적으로는

kidney로 배설된다. ARF때는 이러한 nonvolatile acid의 증가로 인하여 serum AG이 증가

하여 metabolic acidosis가 발생한다. acidosis는 특히 H+의 endogenous production이

다른 기전에 의해 증가할 때(예, diabetic or fasting ketoacidosis; lactic acidosis, liver

disease, or sepsis; ethylene glycol or methanol) 특히 심하다.

v) hyperphosphatemia

mild hyperphosphatemia는 거의 항상 생기지만 severe hyperphosphatemia는 highly

catabolic patient나 rhabdomyolysis, hemolysis, or tumor lysis때 생긴다.

vi) hypocalcemia

calcium phosphate의 metastatic calcification에 의해 hypocalcemia가 생기며 serum Ca

× P가 70을 넘을 때 특히 그렇다.

hypocalcemia에 기여하는 다른 인자로는 PTH에 대한 tissue resistance와 1,25 (OH)vitD2

level의 감소가 있다. 흔히 무증상이지만 perioral paresthesia, muscle cramps, seizures,

halluciations and confusion, QT prolongation, nonspecific T-wave change을 일으킬 수

있다.

vii) anemia

ARF때 빠르게 anemia가 생기는데 기여하는 인자로는 impaired erythropoiesis,

hemolysis, bleeding, hemodilution, and RBC survival time↓이 있다.

viii) bleeding time prolongation & leukocytosis

bleeding diathesis의 원인으로는 mild thrombocytopenia, platelet dysfunction, and/or

clotting factor abnormalities(예, factor VIII dysfunction), 반면 leukocytosis는 흔히

sepsis, stress response or other concurrent illenss를 의미한다. infection도 흔하며

ARF의 serious complication으로 case의 50-90%에서 발생하고 사망원인의 75%를

차지한다.

ix) cardiopulmonary complications

arrhythmias, MI, pericarditis, pericardial effusion, pulmonary edema, and pulmonary

embolism

x) mild GI bleeding(10-30%)

흔히 gastric or small intestinal mucosa의 stress ulceration 때문에 생긴다.

xi) uremic syndrome(Chap 270)

xii) vigorous diuresis

ARF회복기에 vigorous diuresis가 발생할수 있으며 secondary prerenal ARF를 일으킴

으로써 intravascular volume depletion 및 GFR 회복지연을 초래한다.

xiii) hypernatremia

역시 회복기에 hypotonic urine으로 water loss가 되는데 반해 손실을 보상하지 않으면

hypernatremia가 생길수 있다.

hypokalemia, hypomagnesemia, hypophosphatemia, hypocalcemia는 회복기에 덜

흔하다.

4. 치료

1) 예방

ischemic or nephrotoxic ARF에는 특정 치료가 없으며 예방이 가장 중요하다.

ischemic ARF의 경우에 노인, preexisting renal insufficiency와 같은 고위험군 환자에서

cardiovascular function 및 intravascular volume에 주의를 기울임으로써 많은 부분이

예방가능하다. 정말 major surgery or trauma, burns, or cholera후에 intravascular volume

을 적극적으로 하게 보충함으로써 ischemic ARF 빈도를 상당히 감소시켰다.

nephrotoxic ARF는 body size와 GFR에 맞춰 nephrotoxin의 양을 조절함으로써 발생을

감소시킬수 있다. 예를 들면 preexisting renal impairment환자에서 약 투여량과 횟수를

줄이는 것이다.

이점에 있어서 serum creatinine은 비교적 민감하지못한 지표이고 체구가 작거나 노인에서

GFR을 overestimate할수 있다. 약의 용량 결정에 있어서는 Cockcroft-Gault formula를

이용하여 GFR을 측정하는 것이 도움이 된다.

aminoglycoside, antibiotics, or cyclosporine을 투여받는 환자에서 혈중 약물 농도를 측정

함으로써 약 용량을 조절하는 것 또한 renal injury를 줄일수 있다. true or " effective"

hypovolemia or renovascular disease가 의심되는 환자에서 diuretics, cyclooxygenase

inhibitors, ACE inhibitors, and other vasodilators는 조심해서 사용해야 한다.

nephrotoxic medications을 받는 환자는 hypovolemia를 피해야 한다.

acute urate nephropathy고위험 환자에서 allopurinol & forced alkaline diuresis시킨다.

forced alkaline diuresis는 high-dose methotrexate 혹은 rhabdomyolysis환자에서도 ARF

를 예방하거나 감소시킬수 있다.

acetaminophen intoxication때 24시간내 N-acetylcysteine을 투여하면 renal injury를

줄일수 있다.

dimercaprol(chelating agent)은 heavy metal nephrotoxicity를 예방할수 있다.

ethanol은 ethylene glycol이 oxalate 및 other toxic metabolites로 대사되는 것을 막아서

intoxication의 응급치료때 hemodialysis에 보조적 치료로 중요하다.

2) specific therapies

정의상 prerenal ARF는 primary hemodynamic abnormality를 교정하고, postrenal ARF의

경우에는 obstruction을 없애주면 빠르게 회복된다. 현재까지 ischemia or nephrotoxicity에

의한 intrinsic renal ARF에 대해서는 특별한 치료가 없다. 이러한 것들의 치료는 일차적으로

혈역학적 이상, toxin, 유발인자를 없애고, 합병증을 예방하거나 치료하는 것이다. intrinsic

renal ARF의 다른 원인들의 specific tx는 underlying pathology에 따른다.

(1) prerenal ARF

hypovolemia에 의한 prerenal ARF일때는 fluid replacement한다. 출혈로 인한 severe

hypovolemia는 packed cell로 교정하고, mild to moderate hemorrhage or plasma loss(예,

burns, pancreatitis)일때는 isotonic saline으로 replace한다. urinary & GI fluid는 그 구성이

다양하지만 흔히 hypotonic하다. 심할때는 isotonic saline이 더 적합하지만 urinary or GI

fluid loss일 때는 hypotonic(예, half saline)이 initial replacement로 흔히 추천된다.

serum K+, acid-base status를 주의깊게 monitor하여 적절히 supplement해야 한다.

cardiac failure일때는 positive inotropes, preload & afterload reducing agent,

antiarrhythmic drugs, IABP와 같은 mechanical aids로 적극적으로 치료해야 한다.

cirrhosis with ascites때 fluid management는 특히 어렵다. 이럴 때 full-blown hepatorenal

syndrome과 true or "effective" hypovolemia에 의한 reversible ARF를 구별하는 것이 중요

하다.

ARF에 hypovolemia가 기여한 정도를 평가하기 위해 fluid challenge를 시도해볼수 있다.

fluid를 천천히 그리고 JVP를 보면서, 필요하다면 CVP or PCWP, abdominal girth, urine

output을 재가면서 주의깊게 투여해야 한다. reversible prerenal component가 있다면 전형

적으로 urine output이 늘고, serum creatinine이 떨어질 것이다. 반면 hepatorenal

syndrome의 경우엔 ascites가 늘고, 주의깊게 monitor하지 않으면 pulmonary compromise

가 생길수도 있을 것이다. albumin을 동시에 투여하면 renal function의 악화없이 large

volume paracentesis를 시행할수 있다. large volume paracentesis는 복압을 낮추고 renal

vein flow를 개선함으로써 GFR을 증가시킬수 있을 것이다.

peritoneum에서 central vein으로의 shunt(peritoneojugular shunt, LeVeen or Denver

shunts)는 refractory ascites때 alternative approach이지만 생존률을 향상시키지는

않는다.

(2) intrinsic renal ARF

ischemic & nephrotoxic ARF에서 injury를 줄이거나 회복을 촉진시키고자 하는 많은

시도가 있어 왔다. 여기에는 ANP, low dose dopamine, loop-blocking diuretics, calcium

channel blockers, α-blockers, prostaglandin analgogues, antioxidants, leukocyte

adhesion molecules에 대한 antibody, IGF 등이 있다. 이중 많은 것들이 동물실험에서는

효과가 있었지만 사람에게서는 효과를 증명하는데 실패했다.

acute GN or vasculitis와 같은 intrinsic renal ARF는 glucocorticoids, alkylating agent

and/or plasmapheresis에 반응한다. glucocorticoids는 또한 allergic interstitial nephritis의

일부에서도 remission을 촉진한다. malignant hypertensive nephrosclerosis, toxemia of

pregnancy, other vascular diseae에서는 systemic arterial pressure를 적극적으로 조절

하는 것이 renal injury를 최소화하는데 아주 중요하다. scleroderma로 인한 hypertension &

ARF때는 ACE inhibitor치료에 아주 민감하다.

(3) postrenal ARF

ureteric obstruction은 dilated renal pelvis or ureter의 percutaneous catheterization으로

치료할 수 있다. obstructing lesions이 흔히 percutaneous(예, calculus, sloughed papilla)

로 제거할수 있거나 ureteric stent(예, carcinoma) insertion으로 해결할수 있다.

3) Supportive measures(Tab 69-4)

i) diuretics

hypovolemia를 교정한 후에 salt & water intake는 소실에 맞추도록 한다. hypervolemia는

salt & water restriction 및 diuretics로 치료하도록 한다. 이러한 합병증을 제외하고는 아직

까지 ARF에서 diuretics투여에 대한 증명된 rationale는 없다. high dose의 loop-blocking

diuretics(furosemide 200-400 mg IV) or bumetanide(10 mg IV)는 conventional dose에

실패한 환자에서 diuresis를 촉진할수 있다.

ii) low-dose dopamine

subpressor dopamine은 renal blood flow & GFR을 증가시키고 tubule sodium

reabsorption을 억제함으로써 salt & water excretion을 증가시킬 목적으로 사용되었다.

그러나 subpressor(="low-dose", "renal-dose") dopamine은 임상연구에서 효과가 없는

것으로 증명되었고 arrhythmia를 악화시키고 중환에서 sudden cardiac death를 일으키는

것으로 알려졌다.

ultrafiltration or dialysis는 conventional measure가 실패한 severe hypervolemia를 치료

하기 위해서 사용된다.

iii) sodium bicarbonate

metabolic acidosis는 serum bicarbonate농도가 15 mmol/L 또는 arterial pH가 7.2미만으로

떨어지지 않는한 치료하지 않는다. more severe acidosis는 oral or IV sodium bicarbonate

로 교정한다. bicarbonate투여로 인한 부작용에는 hypervolemia, metabolic alkalosis,

hypocalcemia, and hypokalemia가 있다. 실제로 sodium bicarbonate투여를 필요로 하는

대부분의 환자는 수일내로 emerency dialysis가 필요하다.

iv) hyperphosphatemia & hypocalcemia치료

hyperphosphatemia는 흔히 dietary phosphate restriction and oral aluminum hydroxide or

calcium carbonate를 투여함으로써 조절할수 있다. aluminum hydroxide or calcium

carbonate는 phosphate의 GI흡수를 감소시킨다.

hypocalcemia는 보통 심하지 않으면 치료가 필요없다. hyperuricemia는 전형적으로

경하고(<15 mg/dL) 치료가 필요없다.

v) nutritional management

ARF maintenance phase동안에 nutritional management의 목적은 catabolism 및

starvation ketoacidosis를 방지할 만큼 충분한 calories를 공급하여 nitrogenous waste

생산을 최소화하고자 함이다. 이를 위해 dietary protein을 제한(0.6 g/kg/d, 필수아미노산을

충분히)하고 대부분의 칼로리를 탄수화물(100 g/d)로 공급한다.

vi) uremic bleeding 치료

uremic bleeding은 보통 anemia교정, desmopressin or estrogens, or dialysis에 반응한다.

regular antacid투여로 GI hemorrhage를 유의하게 감소시킬수 있으며 이는 H2 antagonist

나 PPI보다 효과적이다.

vii) infection관리

IV cannulae, bladder catheter, 기타 invasive device를 철저하게 간리하는 것이 infection을

예방하는데 필수적이다. 불행히도 prophylactic antibiotics는 고위험군 환자에서 infection

빈도를 감소시키지 못했다.

(1) indications & dialysis modalities

투석의 절대 적응증은 다음과 같다.

i) uremic syndrome의 증상 혹은 징후가 있을 때

ii) refractory hypervolemia, hyperkalemia, or acidosis

많은 nephrologist는 clinical uremia가 없더라도 경험적으로 BUN이 100mg/dL이상일 때

투석을 시작하지만 이런 시도는 controlled trials에서 아직 확인중이다. BUN & creatinine

level을 어느 선 이하로 유지하는 것이 좋은지는 아직 분명치 않다. unnecessary or

intensive hemodialysis가 hypotension, repeated hypoperfusion을 유발하여 ATN을

악화시킬수 있고 renal recovery를 더디게 할 수 있기 때문에 어느 선까지 intensive

hemodialysis할 것인지는 중요하다. 그 외에도 투석막에 의해 백혈구 및 보체가 활성화

되어 renal injury를 악화시킨다.

CAVH(continuous artriovenous hemodiafiltration)과 CVVH(continuous venovenous

hemodiafiltration)은 conventional intermittent hemodialysis techniques에 대체하여 시행

할수 있다.

intermittent hemodialysis로 hypervolemia or uremia를 조절하는데 실패하였거나

intermittent

dialysis에 tolerable하지 못하면서 peritoneal dialysis가 불가능한 환자에게 유용하다.

CAVH는 arterial & venous access가 필요하고 자체 blood pressure가 plasma ultrafiltrate

를 형성한다. CVVH는 반대로 blood pump가 ultrafiltration pressure를 만들기 때문에

double-lumen venous catheter가 필요하다.

이러한 CAVH, CVVH의 큰 단점으로는

i) prolonged immobilization

ii) systemic anticoagulation

iii) arterial cannulation(CAVH의 경우)이 필요하고

iv) 혈액이 synthetic dialysis membranes(biocompatible하지만)에 지속적으로 노출된다는

점이다.

5. Outcome & long-term prognosis

ARF 사망률은 50% 정도로 지난 30년간 거의 변하지 않았다. 그러나 ARF자체가 아니라 ARF

를 유발한 primary illness의 합병증으로 사망하였다. ARF의 원인에 따른 사망률은 산과환자

의 경우 ∼15%, toxin-related ARF는 ∼30%, trauma or major surgery후에는 ∼60%로 다양

하다.

진단당시 oliguira, serum creatinine>3mg/dL일때는 예후가 좋지 않고 renal injury & primary

illness severity를 의미한다.

노인과 multiple organ failure가 있을때도 사망률이 높다. ARF에서 회복되어 생존한 대부분

의 환자는 충분한 신기능을 회복하여 정상 삶을 산다. 그러나 50%는 subclinical renal

impairment or residual renal scar(on renal biopsy)가 있다. 대략 5%는 신기능을 회복하지

못하여 long-term dialysis or transplantation이 필요하다. 5%는 initial recovery phase후에

hemodynamic stress & remnant glomeruli sclerosis로 인하여 GFR이 점차 감소한다.