3. Internationales Symposium: „Autologe Transfusion - Von der Euphorie zur Ratio: Praktisches Handeln aus wissenschaftlicher Sicht” (Teil III)
Does Hemodilution Enhance Coagulability?

Abstract

Recent publications reported enhanced coagulability in hemodilution determined by TEG. In contrast, earlier reports have shown prolongation of in-vivo bleeding time in anemia. In order to take a closer look at this discrepancy undiluted and diluted anticoagulated blood samples (20 % with saline solution, hydroxyl-ethyl starch 6 % (HES), autologous platelet poor plasma (PPP)) were investigated by TEG (n = 10), ball (n = 10), and hook coagulometer (n = 15) as well as tests simulating primary hemostasis ex vivo (Platelet Function Analyzer PFA-100, n = 10). Results: Dilution with plasma changed TEG parameters in a way, when started by recalcification of the blood sample, which is characteristic of enhanced coagulability (r decreased in all and k in 8 of 10 samples, maximal amplitude increased in 9 out of 10). With HES, changes in TEG parameters mainly indicated reduced coagulability (k increased in 7 out of 10, MA decreased in 10 out of 10). When the coagulation was additionally activated by PTT reagent (InTEG) the TEG parameters also mainly showed hypocoagulation with the three dilution solutions. Coagulation times with ball and hook coagulometers were significantly prolonged by dilution especially with saline (+ 25 % and + 17 %, p < 0.001). Dilution always significantly (often abnormally) prolonged closure time in PFA-100 (saline + 41 ± 18 %, PPP + 37 ± 20 %, HES + 69 ± 24 %) demonstrating disturbance of primary hemostasis, particularly with HES. Conclusions: From the results obtained it can be concluded that the changes in the classical TEG (without addition of PTT-reagent), suggesting an enhanced coagulability, may be caused methodically as they are also found with autologous PPP. On the other hand, a disturbance of the primary hemostasis in hemodilution has to be taken into account from the results seen with the PFA-100 and a number of published data.

Zusammenfassung

Jüngere Publikationen berichteten über eine im TEG nachweisbare gesteigerte Gerinnung bei Hämodilution. Dagegen beschrieben frühere Berichte eine Verlängerung der In-vivo-Blutungszeit bei Anämie. Um diese Diskrepanz besser zu verstehen, wurden verdünnte (20 % mit physiologischer Kochsalzlösung oder 6-prozentiger Hydroxyäthylstärke (HES) oder autologem plättchenarmem Plasma (PPP)) und unverdünnte antikoagulierte Blutproben mittels TEG (n = 10), Kugelkoagulometer (n = 10), Häkchenkoagulometer (n = 15) sowie mittels Testverfahren, welche die primäre Hämostase ex vivo simulieren (Platelet Function Analyzer PFA-100, n = 10), untersucht. Ergebnisse: Verdünnung der Blutproben mit autologem PPP veränderte die TEG Parameter bei Aktivierung durch Rekalzifizierung der Probe in einer Weise, wie sie für eine gesteigerte Gerinnung als charakteristisch gelten (r in allen, k in 8 von 10 Fällen verkürzt, Maximalamplitude in 9 von 10 Fällen verbreitert). Mit HES waren die Parameter jedoch überwiegend im Sinne einer Verschlechterung der Gerinnung verändert (k in 7 von 10 Proben verlängert, MA immer verbreitert). Bei zusätzlicher Aktivierung der Gerinnung zu Testbeginn mit PTT-Reagenz (InTEG) veränderten sich die TEG Parameter bei allen Verdünnungslösungen ebenfalls überwiegend in dieser Weise. Die Messungen mittels Kugel- und Häkchenkoagulometer ergaben v. a. mit Kochsalzlösung eine Verlängerung der Gerinnungszeit (+ 25 % bzw. + 17 %, p < 0,001). Der PFA-100 zeigte v. a. bei Verdünnung mit HES eine deutliche Störung der primären Hämostase, erkennbar an einer signifikanten (oft pathologischen) Verlängerung der Verschlusszeiten (Kochsalz + 41 ± 18 %, PPP + 37 ± 20 %, HES+ 69 ± 24 %). Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse lassen vermuten, dass die beobachteten Veränderungen im klassischen TEG (ohne Zusatz von PTT-Reagenz) bei Verdünnung, die für eine gesteigerte Gerinnung sprechen, methodisch bedingt sind, zumal sie am deutlichsten mit autologem PPP nachweisbar sind. Im Übrigen sprechen die Befunde im PFA-100 und eine Reihe von publizierten Daten für eine Störung der primären Hämostase bei Hämodilution.

Key words

Hemodilution - hypercoagulability - primary hemostasis - hydroxyethyl starch - platelet function

Schlüsselworte

Hämodilution - Hyperkoagulabilität - primäre Hämostase - Hydroxyäthylstärke - Thrombozytenfunktion - Blutungszeit

References

• 1 Ruttmann T G, James M FM, Viljoen J F. Hemodilution induces hypercoagulable state.  Br J Anaesth. 1996;  76 412-414
• 2 Egli G A, Zollinger A, Seifert B, Popovic D, Pasch T, Spahn D R. Effect of progressive hemodilution with hydroxyethylstarch, gelatin and albumin on blood coagulation.  Br J Anaesth. 1997;  78 684-689
• 3 Ruttmann T G, James M FM, Aronson I. In vivo investigation into the effects of hemodilution with hydroxyethyl starch (200/0.5) and normal saline on coagulation.  Br J Anaesth. 1998;  80 612-616
• 4 Ng K FJ, Lam C CK, Chan L C. In vivo effect of hemodilution with saline on coagulation: a randomised controlled trial.  Br J Anaesth. 2002;  88 475-480
• 5 Hellem A J, Borchgrevink C F, Ames S B. The role of red cells in hemostasis: the relation between hematocrit, bleeding time and platelet adhesiveness.  Br J Haematol. 1961;  7 42-50
• 6 Fernandez F, Goudable C, Sie P, Ton-That H, Durand D, Suc J M. Low hematocrit and prolonged bleeding time in uraemic patients: effect of red cell transfusion.  Br J Haematol. 1985;  59 139-148
• 7 Livio M, Marchesi D, Remuzzi G, Gotti E, Mecca G, de Gaetano G. Uraemic bleeding: Role of anemia and beneficial effect of red cell transfusion.  Lancet. 1982;  II 1013-1015
• 8 Kratzer M AA, Born G VR. Simulation of primary hemostasis in vitro.  Hemostasis. 1985;  15 357-362
• 9 Kretschmer V, Bade S, Weippert-Kretschmer M, Kratzer M AA. Measurement of primary hemostasis using a pressure clamp technique.  Platelets. 2001;  12 462-469
• 10 Valeri R C, Cassidy G, Pivacek L E. et al . Anemia-induced increase in the bleeding time: implications for treatment of nonsurgical blood loss.  Transfusion. 2001;  41 977-983
• 11 Ruttmann T G, James M FM. Pro-coagulant effect of in vitro hemodilution is not inhibited by aspirin.  Br J Anaesth. 1999;  83 330-332
• 12 Ruttmann T G. Hemodilution enhances coagulation (Editorial).  Br J Anaesth. 2002;  88 470-472
• 13 Boldt J, Haisch G, Suttner S, Kumle B, Schellhase F. Are lactated Ringer’s solution and normal saline solution equal with regard to coagulation?.  Anesth Analg. 2002;  94 378-384
• 14 Kretschmer V, Weippert-Kretschmer M. Determination and treatment of disorders of primary hemostasis - experience with routine application of the in vitro bleeding test.  Hämostaseologie. 1999;  19 168-175
• 15 Dietrich G V, Kretschmer V, Weber D, Haupt W, Langen B, Huss B. Variables influencing the Thrombostat 4000: Recommended standardization.  Semin Thromb Hemost. 1995;  21 (suppl 2) 11-19
• 16 Dietrich G, Orth D, Haupt G, Kretschmer V. 2) Primary Hemostasis in Hemodilution - Influence of infusion solution.  Infusionsther. 1990;  17 214-216
• 17 Turitto V T, Baumgartner H R. Platelet interaction with subendothelium in a perfusion system: physical role of red blood cells.  Microvasc Res. 1975;  9 335-344
• 18 Baumgartner H R, Muggli R, Tschopp T B, Turitto V T. Platelet adhesion, release and aggregation in flowing blood: effect of surface properties and platelet function.  Thrombosis Hemostasis. 1976;  35 124-138
• 19 Turitto V T, Weiss H J. Red blood cells: their dual role in thrombus formation.  Science. 1980;  207 541-543
• 20 Bergquist D, Arfors K E. Haemostatic plug formation in the isolated rabbit mesenteric preparation - An analysis of the red blood cell participation.  Thromb Haemost. 1980;  44 6-8
• 21 Aarts P, Bolhuis P A, Sakariassen K S, Heethaar R M, Sixma J J. Red blood cell size is important for the adherence of blood platelets to athery subendothelium.  Blood. 1983;  62 214-217
• 22 Reimers R C, Sutera S P, Joist J H. Potention by red blood cells of shear-induced platelet aggregation: relative importance of chemical and physical mechanism.  Blood. 1984;  64 1200-1206
• 23 Escolar G, Garrido M, Mazzara R, Castillo R, Ordinas A. Experimental basis for the use of red cell transfusion in the management of anemic-thrombocytopenic patients.  Transfusion. 1988;  28 406-411
• 24 Carcao M, Blanchette V, Dean J, He L, Kern M, Stain A, Sparling C. et al . The platelet function analyzer (PFA-100™): a novel in-vitro system for evaluation of primary hemostasis in children.  Br J Haematol. 1998;  101 70-73
• 25 Cattaneo M, Federici A B, Lecchi A, Agati B, Zighetti M, Lomardi R. et al . Evaluation of the PFA-100 system in the diagnosis and therapeutic monitoring of patients with von Willebrand disease.  Thromb Haemost. 1999;  82 35-39
• 26 Fressinaud E, Veyradier A, Sigaud M, Trossaert M, Truchaud F, Wolf M. et al . Therapeutic monitoring of von Willebrand disease: interest and limits of a platelet function analyser at high shear rates.  Br J Haematol. 1999;  106 777-783
• 27 Harrison P, Robinson M, Mackie I, Joseph J, McDonald S, Liesner R. et al . Performance of the platelet function analyzer PFA-100™ in testing abnormalities of primary hemostasis.  Blood Coag Fibrinol. 1999;  10 25-31
• 28 Marshall P W, Williams A J, Dixon R M, Growcott J W, Warburton S, Armstrong J. et al . A comparison of the effects of aspirin on bleeding time measured using the Simplate™ method and closure time measured using the PFA-100™, in healthy volunteers.  Br J Clin Pharmacol. 1997;  44 151-155
• 29 Tuman K J, Spiess B D, McCarthy R J, Ivankovich A D. Effects of progressive blood loss on coagulation as measured by thrombelastography.  Anaesth Analg. 1987;  66 856-863
• 30 Kretschmer V, Weippert-Kretschmer M. Diagnostics and treatment of perioperative disorders of primary hemostasis.  Infus Ther Transfus Med. 2001;  28 108-110