A simulation study on transcellular fluid shifts induced by hemodialysis

Abstract

A simulation study on transcellular fluid shifts induced by hemodialysis. A computer-based model has been developed to predict the changes in serum sodium, urea concentration, and osmolality as well as transcellular fluid distribution which occur during hemodialysis. Sodium and urea transfers across the dialyzer membrane and transcellular fluid shifts in response to the sodium transfer were modeled assuming that only sodium and its accompanying anions are important as effective osmotic substances in extracellular fluid. Model predictions were consistent with values measured in five patients who were studied on hemodialysis at three different dialysate sodium concentrations equal to 7% below and 7% above the predialysis serum concentration. The measurements and model predictions indicate that serum sodium concentration decreases and intracellular fluid volume increases in dialyses with dialysate Na+ concentration used in conventional hemodialysis, whereas serum sodium concentration increases and intracellular volume decreases in high sodium dialyses. An analysis of model predictions indicates that a reasonable estimation of total body water and the intracellular to extracellular volume ratio enables us to accurately predict the magnitude of transcellular fluid shifts induced by hemodialysis as well as the postdialysis serum sodium concentration and osmolality.Une étude en simulation des transferts transcellulaires de fluides induits par l'hémodialyse. Un modèle assisté par ordinateur a été développé pour prédire les modifications du sodium, de la concentration uréique, et de l'osmolalité sérique, et de la distribution transcellulaire de fluides qui surviennent pendant l'hémodialyse. Les transferts de sodium et d'urée à travers la membrane du dialyseur et les déplacements transcellulaires de fluides en réponse au transfert de sodium ont été modélisés en supposant que seul le sodium et ses anions accompagnateurs sont importants en tant que substances osmotiquement efficaces dans le fluide extracellulaire. Les prédictions du modèle étaient en accord avec les valeurs mesurées chez cinq malades qui ont été étudiés en hémodialyse avec trois différentes concentrations du sodium dans le dialysat, égale, 7% inférieure ou 7% supérieure à la concentration sérique avant dialyse. Les mesures et les prédictions du modèle indiquent que la concentration de sodium sérique diminue et que le volume de fluide intracellulaire augmente lors des dialyses avec la concentration de Na+ dans le dialysat utilisée dans l'hemodialyse conventionnelle, tandis que la concentration de sodium sérique augmente et que le volume intracellulaire diminue lors des dialyses avec sodium élevé. Une analyse des prédictions du modèle indique qu'une estimation raissonable de l'eau totale de l'organisme et du rapport du volume intracellulaire sur le volume extracellulaire nous permet de prévoir de façon précise l'importance des transferts transcellulaires de fluides induits par l'hémodialyse, ainsi que la concentration de sodium et l'osmolalité sériques postdialytiques