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Beschreibung des Problems

Was jeder Kliniker wissen muss

Die hyperchlorämische Azidose ist eine häufige Säure-Basen-Störung bei kritischen Erkrankungen, die oft leicht ist (
Standardbasenüberschuss >-10 mEq/L).

Die Definitionen der hyperchlorämischen Azidose sind unterschiedlich. Die besten basieren nicht auf Chloridkonzentrationen, sondern auf dem Vorhandensein einer metabolischen Azidose und dem Fehlen signifikanter Konzentrationen von Laktat oder anderen nicht gemessenen Anionen.

Eine nützliche Definition ist:

1. Arterieller pH-Wert unter 7,35,

2. Standardbasenüberschuss unter -3 mEq/L oder Bikarbonat unter 22 mmol/L,

3. Albumin-korrigierte Anionenlücke normal (5-15 mEq/L). Eine normale starke Ionenlücke ist ein alternativer Indikator für die Abwesenheit von nicht gemessenen Anionen, obwohl sie klinisch nur selten verwendet wird und wenig Vorteile gegenüber der Albumin-korrigierten Anionenlücke bietet.

Der Grad der respiratorischen Kompensation ist relevant. Er ist angemessen, wenn PaCO2 sich den beiden Zahlen nach dem Dezimalpunkt des arteriellen pH-Wertes annähert (z. B. pH=7,25, PaCO2=25 mm Hg; diese Regel gilt für jede primäre metabolische Azidose bis zu einem pH-Wert von 7,1).

Eine Azidose ist schwerwiegend, wenn der Standardbasenüberschuss weniger als -10 mEq/L oder der pH-Wert weniger als 7,3 oder das Bikarbonat weniger als 15 mmol/L beträgt.

Häufige Ursachen bei kritischen Erkrankungen sind die Verabreichung von großvolumigen Kochsalzlösungen, großvolumige Kolloidinfusionen (z. B. unausgewogene Gelatine- oder Stärkepräparate) nach Beendigung einer diabetischen Ketoazidose oder einer anderen Azidose mit erhöhter Anionenlücke sowie nach einer Hypokarbie.

Die hyperchlorämische Azidose tritt häufig vor dem Hintergrund einer Nierenfunktionsstörung/Tubulusdysfunktion auf. Sie ist in der Regel gut verträglich, insbesondere bei angemessener respiratorischer Kompensation. Die Prognose richtet sich weitgehend nach der Grunderkrankung. Bei Hyperkaliämie ist an Hypoaldosteronismus (RTA Typ 4) zu denken, insbesondere bei Diabetikern. Bei anhaltender Hypokaliämie ist an RTA Typ 1 und 2 zu denken.

Klinische Merkmale der Erkrankung

Die hyperchlorämische Azidose wird in der Regel kurzfristig gut vertragen. Die klinischen Merkmale und die assoziierte Mortalität spiegeln weitgehend die ursächliche(n)/assoziierte(n) Erkrankung(en) wider.

Chronische metabolische Azidose (wie sie bei RTA auftritt) kann Hypokaliämie, Hyperkaliämie, Phosphat- und andere Elektrolytstörungen, Knochenmineralverlust, Muskelschwund, Nierensteine und Nephrokalzinose verursachen.

Eine extreme Azidämie (pH <7,0) ist bei metabolischer Azidose ohne Anionenlücke selten. Selbst dann lassen sich viele unerwünschte Wirkungen eher auf die Grunderkrankung als auf die Azidämie an sich zurückführen. Experimentelle metabolische Azidose an isolierten Geweben oder Organpräparaten, oft bei sehr niedrigen Temperaturen, wurde in Verbindung gebracht mit:

• Lungenhochdruck, Atemmuskelversagen.

• Myokarddepression, tachy- und bradykarde Rhythmusstörungen, Venenkonstriktion, Vasodilatation mit Zentralisierung des Blutvolumens.

• Erhöhte Stoffwechselrate, Katabolismus, ATP- und 2,3-DPG-Verarmung.

• Hyperglykämie.

• Zellmembranpumpenstörung.

• Erhöhte Vollblutviskosität und Hämatokrit.

Hyperkaliämie wurde bei nierentransplantierten Patienten berichtet. Die Gerinnung und die Thrombozytenfunktion können beeinträchtigt werden (Thromboelastographie), wobei bei Operationen an Aortenaneurysmen ein erhöhter Bedarf an Blutprodukten besteht.

Experimentelle Hyperchlorämie reduziert den renalen und splanchnischen Blutfluss, kann Übelkeit, Erbrechen und Bauchblähung verursachen, beeinträchtigt die Leistung komplexer geistiger Aufgaben und hat eine akute Lungenverletzung ausgelöst. Es kann zur Freisetzung von proinflammatorischen Zytokinen (IL-6) und zur Aktivierung von iNOS kommen. Die renale tubuläre Ausscheidung von freiem Wasser kann beeinträchtigt sein.

Es gibt auch potenzielle Vorteile der metabolischen Azidose. Eine Senkung des pH-Wertes kann vor experimentellem hypoxischem Stress schützen. Außerdem gibt es den Bohr-Effekt, bei dem die verringerte Hämoglobin-Sauerstoff-Affinität bei niedrigem pH-Wert (Rechtsverschiebung der Sauerstoff-Hämoglobin-Dissoziationskurve) die Sauerstoffentlastung des Gewebes verbessert, während die Sauerstoffbeladung der Lungenkapillaren bei normaler Umgebungssauerstoffspannung unverändert bleibt. Im Laufe von 24-48 Stunden geht der Nutzen des Bohr-Effekts verloren, da die Azidämie die Phosphofructokinase-Aktivität beeinträchtigt und die erythrozytäre 2,3-DPG-Produktion verringert.

Schlüsselpunkte des Managements

• Störung identifizieren.

• Schweregrad beurteilen.

• Für die Störung verantwortliche Faktoren suchen und wenn möglich beseitigen/korrigieren.

• IV-Natriumbicarbonat ist nur selten erforderlich, außer bei der Behandlung einer damit verbundenen Hyperkaliämie. THAM ist ein alternatives Alkalisierungsmittel. Bei RTA-Typen 1 und 2 ist oft eine regelmäßige orale
  Alkalisierungstherapie erforderlich.

Notfallmanagement

Die hyperchlorämische Azidose kann im Rahmen eines Notfalls auftreten. Sie ist an sich selten ein Notfall. Das Notfallmanagement ist das der Grunderkrankung. IV
Natriumbicarbonat ist selten notwendig, außer bei der Behandlung einer damit verbundenen Hyperkaliämie.
THAM ist ein alternatives Alkalisierungsmittel.

Notfallbehandlung von Begleiterkrankungen, wo dies angebracht ist

Wenn der pH-Wert unter 7,0 liegt und ein kardiovaskuläres Problem oder eine Hyperkaliämie vorliegt, sollte IV-Natriumbicarbonat in Betracht gezogen werden. In seltenen Fällen, in denen die Störung Hyperkaliämie und Nierenversagen beinhaltet, kann eine Nierenersatztherapie erforderlich sein.

Diagnose

Erstellung einer spezifischen Diagnose

Labordiagnose: Der arterielle pH-Wert liegt unter 7,35 (es sei denn, es liegt eine überlagerte respiratorische Alkalose vor), der Standardbasenüberschuss liegt unter 3 mEq/L oder das Bikarbonat unter 22 mmol/L, die durch Albumin korrigierte Anionenlücke liegt unter 16 mEq/L.

Das Plasma ist in der Regel, aber nicht immer, erhöht, kann aber auch normal oder sogar niedrig sein, wenn eine Hyponatriämie mit normalen Albuminkonzentrationen vorliegt. Denken Sie daran, dass auch eine Hyperchlorämie ohne metabolische Azidose auftreten kann.

Normale Laborwerte

Arterieller pH-Wert unter 7,35 (es sei denn, die metabolische Azidose ist mit einer unabhängigen respiratorischen Alkalose gekoppelt), Standard-Basenüberschuss unter -3 mEq/L oder Bikarbonat unter 22 mmol/L, Albumin-korrigierte Anionenlücke unter 16 mEq/L. Wenn diese Kriterien erfüllt sind und die Ergebnisse korrekt sind, hat der Patient eine metabolische Azidose vom „hyperchlorämischen“ Typ. Der
klinische Kontext, in dem dies auftreten kann, variiert stark.

Plasma-Chlorid 100-110 mmol/L

Plasma-Natrium 135-145 mmol/L

Plasma-Albumin 33-47 g/L

Arterieller pH 7,35-7.45

PaCO235-45 mm Hg

Arterielles Plasmabicarbonat 22-27 mmol/L

Standardbasenüberschuss -3 bis +3 mEq/L

Anionenlücke 5-15 mEq/L

Albumin-korrigierte Anionenlücke 5-15 mEq/L

Woher weiß ich, dass der Patient das hat?

Soweit die Kriterien erfüllt sind und die Messungen korrekt sind, ist dies die vorherrschende Säure-Basen-Anomalie. Um diese Diagnose zu stellen, muss keine Hyperchlorämie vorliegen.

Bestätigende Tests

Wenn die zugrundeliegende Ursache für eine metabolische Azidose ohne Anionenlücke unklar ist, können weitere Untersuchungen erforderlich sein. Dies ist in der intensivmedizinischen Praxis nur selten erforderlich.

Die diagnostische Reihenfolge hängt im Wesentlichen von der Ammoniumkonzentration im Urin ab, entweder de novo oder nach einer Ammoniumchloridbelastung. Ammonium im Urin ist bei den RTA-Typen 1 (distal) und 4 reduziert, liegt aber bei RTA-Typ 2 (proximal) oder bei extra-renalen Ursachen der Azidose wie Kochsalzinfusion oder enterischen Verlusten in entsprechenden Konzentrationen vor.

Urin-Ammonium kann formell durch eine 24-Stunden-Sammlung bestimmt oder indirekt durch Berechnung der Anionenlücke im Urin nachgewiesen werden. Eine negative Anionenlücke im Urin weist auf das Vorhandensein signifikanter Ammoniumkonzentrationen im Urin hin.

Drei Szenarien

Szenario 1. Angemessene Ammoniumausscheidung über 24 Stunden im Urin (
Negative Anionenlücke im Urin)

Die drei möglichen Ursachen sind:

• Verabreichung von Flüssigkeiten mit niedrigem SID (z. B. „Verdünnungs“-Azidose). (Sollte selbstverständlich sein)

• Enterische Flüssigkeitsverluste mit hohem SID (Durchfall, Pankreasfistel usw.) oder das Vorhandensein einer Harn-/Darmableitung. (Sollte selbstverständlich sein)

• Wenn die Optionen 1 und 2 unwahrscheinlich erscheinen, ist eine RTA vom Typ 2 (proximal) eine echte Möglichkeit. Sie kann durch den Nachweis einer angemessenen Ansäuerung des Urins (pH <5,5) nach Verabreichung von Ammoniumchlorid oder Furosemid bestätigt werden, und dass die Alkalibelastung eine erhöhte fraktionierte Bikarbonatausscheidung mit einem PCO2-Gradienten von mehr als 20 mm Hg im Urin/Blut verursacht.

Zu den Arzneimitteln und Toxinen, die diesen Zustand verursachen können, gehören Acetazolamid und andere Karbonatanhydrasehemmer, Aminoglykoside, Valproat, Chemotherapeutika und Schwermetalle. Beim Fanconi-Syndrom treten Phosphaturie und andere proximale tubuläre Verluste auf. Andere Ursachen sind Leichtkettennephropathie, Amyloidose und paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie.

Szenario 2. Verminderte Ammoniumausscheidung über 24 Stunden im Urin (positive Anionenlücke im Urin)

Die Plasmakaliumkonzentration unterscheidet hier die beiden wichtigsten möglichen Ursachen:

• Erhöhtes Plasmakalium unterstützt die Diagnose einer RTA vom Typ 4. Der Urin-pH-Wert ist nach einer Säurebelastung kleiner als 5,5. (Wenn der pH-Wert im Urin >5,5 beträgt, ist die Diagnose eher eine hyperkaliämische Variante der distalen RTA). Die weiteren Untersuchungen umfassen dann die Konzentrationen von Renin und Aldosteron im Plasma (zur Diagnose eines Mineralokortikoidmangels oder einer Mineralokortikoidresistenz), freies Plasmacortisol vor und nach der Gabe von synthetischem ACTH (zur Feststellung eines Hypoadrenalismus) sowie die Untersuchung einer möglicherweise zugrunde liegenden Nephropathie. Beispiele für Medikamente, die eine RTA vom Typ 4 verursachen können, sind ACE-Hemmer, Heparin, kaliumhaltige Diuretika und Betablocker.

• Normales oder niedriges Plasmakalium. Die Diagnose lautet höchstwahrscheinlich Typ 1 (distale) RTA. In diesem Fall führt die Verabreichung von Ammoniumchlorid oder Frusemid nicht zu einer Ansäuerung des Urins unter 5,5. Zu den unterstützenden Merkmalen gehört ein PCO2-Gradient zwischen Urin und Blut von weniger als 20 mm Hg nach Alkalibeladung oder Frusemid. Viele ererbte und erworbene Erkrankungen können eine distale RTA verursachen, darunter rheumatoide Arthritis, systemische Lupus erythematosis, primäre biliäre Zirrhose, Nierentransplantatabstoßung, postobstruktive Uropathie und primärer Hyperparathyreoidismus. Zu den Medikamenten gehören Amphotericin B und Lithiumcarbonat.

Spezifische Behandlung

Bei Beseitigung der zugrunde liegenden Ursache und unter der Voraussetzung einer ausreichenden Nierenfunktion sollte sich die Azidose innerhalb von 24 bis 48 Stunden auflösen. Wenn eine weitere Volumenbelastung erforderlich ist, sollte diese mit einer ausgeglichenen Flüssigkeit wie Natrium(Ringer)-Laktat-Lösung statt mit Kochsalzlösung erfolgen.

Liegt hingegen eher eine Volumenüberlastung als eine Hypovolämie vor, beschleunigt intravenöses Furosemid die Auflösung der metabolischen Azidose (indem es eine Diurese bewirkt, bei der der Urin aufgrund der Hemmung der Chloridresorption eine geringere starke Ionendifferenz aufweist).

Wenn der Patient mechanisch beatmet wird, ist ein Atemminutenvolumen anzustreben, das einen angemessenen Ausgleich der Atmung ermöglicht. Dies ist möglicherweise nicht möglich, wenn aufgrund eines ARDS oder einer akuten Lungenverletzung ein eingeschränktes Atemminutenvolumen erforderlich ist; in diesem Fall kann intravenöses Natriumbicarbonat, das langsam verabreicht wird, den Schweregrad der Azidämie verringern. THAM ist ein alternatives Alkalisierungsmittel.

Spezifische Therapien

IV Natriumbicarbonat. Zur vollständigen Korrektur kann die intravenöse Dosis berechnet werden als 0,2 x Gewicht (kg) x Standardbasendefizit (mEq/L). Verabreichen Sie die Hälfte dieser Dosis, wiederholen Sie die Blutgasanalyse und passen Sie dann die verbleibende Dosis schrittweise an. Eine schnelle Verabreichung ist zu vermeiden, außer bei schwerer Hyperkaliämie oder Herzstillstand – normalerweise werden nicht mehr als 200 mmol über eine Stunde verabreicht.

Bei übergewichtigen Patienten ist das ungefähre ideale Körpergewicht und nicht das tatsächliche Körpergewicht oder das Dosierungsgewicht zu verwenden. Zu den Nebenwirkungen gehören Hyperosmolarität, Hypokaliämie, ionisierte Hypokalzämie und ein plötzlicher Anstieg der Hämoglobin-Sauerstoff-Affinität.

IV THAM (Tromethamin). Zur vollständigen Korrektur kann die intravenöse Dosis wie folgt berechnet werden: Dosis von 0,3M THAM-Lösung in ml = Gewicht (kg) x 1,1 x Standard-Basen
defizit (mEq/L). Wie bei Natriumbicarbonat die Hälfte der berechneten Dosis (langsam) verabreichen, die Blutgasanalyse wiederholen und die verbleibende Dosis anpassen.

Bei fettleibigen Patienten sollte das ungefähre ideale Körpergewicht und nicht das tatsächliche Körpergewicht oder das Dosierungsgewicht verwendet werden. Zu den Nebenwirkungen gehören Apnoe (aufgrund plötzlicher ZNS-Hypokarbie), Hypoglykämie, Dyskaliämien und Gerinnungsstörungen. THAM wird renal ausgeschieden und akkumuliert bei wiederholter Verabreichung bei Nierenfunktionsstörungen.

Refraktäre Fälle

In seltenen Fällen mit schwerer Nierenfunktionsstörung ist eine Nierenersatztherapie in Betracht zu ziehen, insbesondere bei Volumenüberladung, schwerer Hyperkaliämie oder Hypernatriämie, die eine Natriumbicarbonattherapie einschränken.

Krankheitsüberwachung, Nachsorge und Disposition

Erwartetes Ansprechen auf die Behandlung

Bei Beseitigung der Ursache ist mit einer Normalisierung des pH-Wertes, des Plasmabikarbonats und des Standardbasenüberschusses innerhalb von 24 bis 48 Stunden zu rechnen, sofern eine ausreichende Nierenfunktion vorhanden ist. Bei einer Frusemid-Therapie ist mit einer schnelleren Besserung zu rechnen. Die Verabreichung von Natriumbicarbonat oder
THAM führt zu einer sofortigen dosisabhängigen Reaktion.

Die Prognose ist die der Grunderkrankung. Das Risiko eines ungünstigen Ausgangs aufgrund der Säure-Basen-Störung selbst ist gering.

Vorhandensein von Nicht-Chlorid-Anionen

Es kann eine Hyperlakämie (>3 mmol/L) vorliegen, die jedoch nur eine geringe Komponente der Azidose darstellt. Andere Nicht-Chlorid-Anionen wie die Ketonkörper Aceto-Acetat und Beta-Hydroxyacetat können ebenfalls vorhanden sein. Ohne offensichtliche Erhöhung der Albumin-korrigierten Anionenlücke sollte der Beitrag der Nicht-Chlorid-Anionen zur metabolischen Azidose gering sein.

Scannen nach Nicht-Chlorid-Anionen

Es wurden verschiedene „Verbesserungen“ der Anionenlücke als Instrument zum Scannen nach nicht gemessenen Anionen vorgeschlagen. Dazu gehören die albuminkorrigierte Anionenlücke, die Basenüberschußlücke, die starke Ionenlücke und die „nicht gemessene Nettoanionenkonzentration“. In einer (derzeit unveröffentlichten) Studie, in der die Erkennung nicht gemessener Anionen durch verschiedene Scanning-Tools verglichen wurde, wies die albuminkorrigierte Anionenlücke im Vergleich zur Anionenlücke und zur Basenexzesslücke die größte Fläche unter der Receiver-Operator-Kennlinie auf (0,78 bzw. 0,56 bzw. 0,62). In derselben Studie schnitt die starke Ionenlücke, die aufgrund ihrer Komplexität klinisch weniger geeignet ist, nicht besser ab als die albuminkorrigierte Anionenlücke (ROC-Bereich 0,78).

‚Falsch‘ normale albumin-korrigierte Anionenlücke

Die chloridionenselektive Elektrode ist anfällig für Abweichungen und Störungen. So können beispielsweise Bromismus und Hyperlipidämie zu einer Überschätzung der Chloridkonzentration und zu einer fälschlich normalen albumin-korrigierten Anionenlücke führen. Im Zweifelsfall ist eine Bestätigung der Chloridkonzentration mit zwei Geräten (Labor und Point of Care) hilfreich.

Mit dem Aufkommen moderner ionenselektiver Elektroden hat sich der normale Chlorid-Referenzbereich nach oben verschoben, wenngleich dies von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich war. Infolgedessen haben sich die Referenzwerte für die Anionenlücke, die korrigierte Anionenlücke und die Lückenmessgeräte im Allgemeinen entsprechend nach unten verschoben. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass Labors diese gemessenen und abgeleiteten Parameter regelmäßig gegen die lokale Referenzpopulation kalibrieren.

Eine weitere Ursache für eine „falsch normale“ Albumin-korrigierte Anionenlücke oder eine starke Ionenlücke ist das Vorhandensein hoher Konzentrationen von nicht gemessenen Kationen. Dies kann bei Lithium-Überdosierung, IgG-Myelom oder nach THAM-Gabe auftreten. Schwere Hypernatriämie kann zu einer Unterschätzung der Natrium- und damit der Anionenlücke führen. Schwere Hyperalbuminämie führt nur bei Verwendung von
indirekten ionenselektiven Elektroden zu einer Natriumunterschätzung.

Nachuntersuchung

Mindestens 2 weitere Blutgas- und Elektrolytanalysen in den nächsten 24 Stunden oder bis zur Besserung des Zustands durchführen.

Pathophysiologie

Die so genannte „hyperchlorämische metabolische Azidose“ lässt sich am einfachsten mit Hilfe des „physikalisch-chemischen“ Ansatzes der Säure-Basen-Analyse nach Stewart verstehen. Im einfachsten Fall kann man sich den Mechanismus dieser Störung wie folgt vorstellen:

Die Plasmachloridkonzentration allein bestimmt nicht, ob eine „hyperchlorämische Azidose“ vorliegt. Die eigentliche treibende Kraft ist die Differenz zwischen der Natriumkonzentration (normalerweise etwa 140 mmol/L) und der Chloridkonzentration (normalerweise etwa 100 mmol/L). Jede Verringerung der Plasmadifferenz unter 40 mmol/L verschiebt das Säure-Basen-Gleichgewicht in Richtung einer metabolischen Azidose (obwohl dies nicht der einzige Faktor ist – siehe unten).

Nach dem Prinzip der Elektroneutralität schafft eine verringerte – Konzentrationsdifferenz die Voraussetzungen für eine metabolische Azidose, indem sie den für das Bicarbonat-Anion verfügbaren negativen Ladungsraum verringert. Wenn die Natriumkonzentration normal ist, muss eine erhebliche Verringerung der – Differenz eine Hyperchlorämie verursachen, was dem klassischen Konzept der „hyperchlorämischen Azidose“ entspricht. Liegt jedoch eine Hyponatriämie vor, kann trotz normaler oder sogar niedriger Chloridkonzentration eine metabolische Azidose vom Typ „hyperchlorämisch“ vorliegen.

Eine weitere Determinante des metabolischen Säure-Basen-Status ist die Konzentration der „nicht-CO2“ (nicht-flüchtigen) schwachen Säure im Plasma. Diese ist in erster Linie auf Albumin zurückzuführen, wobei anorganisches Phosphat einen geringeren Beitrag leistet. Beide Moleküle weisen eine schwache Säureaktivität auf.

Eine verminderte schwache Säureaktivität (Hypoalbuminämie) verursacht für sich genommen eine metabolische Alkalose. Die einzige Möglichkeit, der metabolischen Alkalose der Hypoalbuminämie entgegenzuwirken, ist eine begleitende Verringerung der – Differenz. In diesem Fall liegt eine Hyperchlorämie ohne metabolische Azidose vor, wie sie häufig bei kritisch kranken Patienten beobachtet wird.

Bei einer Azidose vom „hyperchlorämischen“ Typ findet man daher immer eine niedrige – Differenz (außer in der seltenen Situation, in der die Albumin-Konzentration erhöht ist). Wenn jedoch die Natriumkonzentration ebenfalls niedrig ist, liegt möglicherweise keine echte Hyperchlorämie vor.

Die Ursachen lassen sich in zwei große Kategorien einteilen:

1. Verlust großer Flüssigkeitsmengen mit hoher Differenz – zum Beispiel bei RTA (Urin) oder in einigen Fällen von Durchfall (Darminhalt).

2. Gewinnung großer Flüssigkeitsmengen mit niedriger Differenz. Ein Beispiel hierfür ist die metabolische Azidose aufgrund einer Kochsalzinfusion, bei der die Differenz der infundierten Flüssigkeit gleich Null ist. Diese Art von Abnormität wird als „Verdünnungsazidose“ bezeichnet. Das gleiche Phänomen kann bei Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Chloridgehalt auftreten (einschließlich 0,45%iger Kochsalzlösung, Traubenzucker-Kochsalz-Kombinationen und Kolloiden). In jedem Fall ist die Flüssigkeitsdifferenz entweder gleich Null oder aber niedrig genug, um die Plasmadifferenz in einem Maße zu verringern, dass die gleichzeitige Verdünnungsreduktion von Albumin und Phosphat, die andernfalls eine metabolische Alkalose verursachen würde, überwältigt wird.

In beiden Fällen werden biochemische Scanning-Instrumente wie die Anionenlücke, die Albumin-korrigierte Anionenlücke oder die starke Ionenlücke nicht erhöht. Das bedeutet, dass Anionen wie Ketosäuren, Salicylat, Glykolat und andere wahrscheinlich nicht in ausreichenden Konzentrationen vorhanden sind, um allein eine metabolische Azidose zu verursachen.

Weitere Einzelheiten zum Stewart-Ansatz für den Säure-Basen-Haushalt, angewandt auf die metabolische Azidose:

Im Stewart-Paradigma ist der metabolische Säure-Basen-Status eine Funktion von zwei unabhängigen Variablen, die in intravaskulären und interstitiellen Kompartimenten zusammenwirken. Dabei handelt es sich um die starke Ionendifferenz (SID) und die Gesamtkonzentration der nicht flüchtigen schwachen Säure (ATOT). Die SID ist die Nettoladung in mEq/L aller vollständig dissoziierten Ionen, wie Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium, Chlorid, Laktat und Keto-Anionen. Der Plasma-SID liegt normalerweise bei 42 mEq/L. ATOT=+, wobei HA eine nichtflüchtige schwache Säure im Gleichgewicht mit den Dissoziationsprodukten A- und H+ bezeichnet.

Extrazelluläres ATOT besteht aus Albumin und Phosphat, intra-erythrozytäres A
TOT, hauptsächlich Hämoglobin, spielt ebenfalls eine wichtige Rolle in jedem endgültigen Säure-Basen-Gleichgewicht. PCO2, die dritte und letzte unabhängige Variable, bestimmt den respiratorischen Säure-Basen-Status. Alle drei unabhängigen Variablen (SID, ATOT und PCO2) wirken zusammen, um den Flüssigkeits-pH-Wert sowie die Werte anderer abhängiger Variablen wie zu bestimmen. Aus der Sicht des metabolischen Säure-Basen-Status führt ein isolierter Anstieg der ATOT oder eine Abnahme der SID zu einer metabolischen Azidose, während Veränderungen in die entgegengesetzte Richtung jeweils eine metabolische Alkalose verursachen.

Aus der Sicht der physikalischen Chemie sollte Plasma daher bei der Beurteilung des Mechanismus einer metabolischen Säure-Basen-Störung nicht isoliert betrachtet werden, da es nur eines von mehreren starken Ionen ist, die die SID beeinflussen. Sein Wert ist, zusammen mit den Konzentrationen anderer starker Anionen, nur in Verbindung mit den begleitenden starken Kationen, insbesondere dem wichtigsten starken Kation, relevant. Metabolische Azidose bedeutet, dass die extrazelluläre SID niedrig ist, wenn sie mit der vorherrschenden ATOT verglichen wird.

Als allgemeine Regel kann eine Azidose ohne Anionenlücke auf zwei Arten entstehen. In beiden Fällen ist die renale Säure-Basen-Homöostase, die normalerweise einen angemessenen extrazellulären SID durch Veränderung des Urin-SID wiederherstellt, entweder aufgrund der Schnelligkeit des Prozesses überfordert oder funktioniert selbst nicht richtig. Die beiden Mechanismen sind:

1. Übermäßiger Verlust von Flüssigkeit mit hohem SID

2. Übermäßiger Gewinn von Flüssigkeit mit niedrigem SID

Dilutionsbedingte (flüssigkeitsinduzierte) Azidose fällt in die zweite Kategorie und ist aus dieser Perspektive leicht zu verstehen. In 0,9%iger Kochsalzlösung sind sowohl SID als auch ATOT gleich Null (gleiche Konzentrationen des starken Kations Na+ und des starken Anions Cl-). Eine schnelle Infusion reduziert gleichzeitig die extrazelluläre SID (metabolische Azidose) und ATOT (metabolische Alkalose), da das infundierte Wasser und die starken Ionen mit der extrazellulären Flüssigkeit ins Gleichgewicht kommen. Da die SID-Reduktion überwiegt, ist die metabolische Azidose das Nettoergebnis. Wenn 0,9 %ige Kochsalzlösung in großen Mengen (mehrere Liter in wenigen Stunden) infundiert wird, ist eine Hyperchlorämie praktisch unvermeidlich und eine metabolische Azidose sehr wahrscheinlich.

Eine flüssigkeitsinduzierte metabolische Azidose kann jedoch auch durch Infusionen entstehen, die geringe Mengen wie 0,45 %ige Kochsalzlösung oder Nullmengen wie Mannitol enthalten. Die relevante kristalloide Eigenschaft ist nicht die alleinige, sondern ihre SID. Der extrazelluläre SID sinkt als Reaktion auf eine Null-SID-Infusion mit der gleichen Geschwindigkeit, unabhängig davon, ob die verabreichte Flüssigkeit einen niedrigen, normalen oder hohen SID-Wert aufweist. Bei niedrigen Infusionen geht dies mit einer unveränderten oder sinkenden extrazellulären SID einher, aber immer mit einer stärkeren Verringerung der SID.

Bei kolloidalen Zubereitungen kann die Situation komplexer sein. Wie bei den Kristalloiden wird das Endergebnis durch das Äquilibratium extrazellulärer SID und ATOT bestimmt, nachdem es in Richtung der SID und der ATOT der infundierten Flüssigkeit gedrückt wurde. Albumin und Gelatine sind schwache Säuren. Mit anderen Worten, aus der Sicht von Stewart sind sie als ATOT einzustufen. Allerdings werden diese Präparate auch mit NaOH pH-angepasst, was ihre SID über Null anhebt.

Das Ergebnis ist, zumindest in vitro, eine identische Tendenz zur metabolischen Azidose bei Infusion wie bei Kochsalzlösung, obwohl die Hyperchlorämie weniger ausgeprägt ist und es keinen Verdünnungseffekt auf die ATOT gibt. Stärke und Dextran hingegen haben keine schwache Säureaktivität. Dies bedeutet, dass ihre Säure-Basen-Wirkung durch ihre Hilfsstoffe (in der Regel Kochsalzlösung) bestimmt wird.

Die renale tubuläre Azidose gehört zur ersten Kategorie. Die Erklärung von Stewart für die Säure-Basen-Homöostase der Niere ist einfach. Der extrazelluläre Säure-Basen-Stoffwechsel kann nur durch Anpassung der extrazellulären SID und/oder ATOT reguliert werden. Die Nieren können über die Phosphatausscheidung nur einen geringen Einfluss auf die extrazelluläre ATOT nehmen. Die Anpassung des SID ist daher das wichtigste Instrument. Im physikalisch-chemischen Paradigma regulieren die Nieren die extrazelluläre SID über die SID im Urin.

Renales tubuläres NH3+ fungiert als variabler kationischer Partner für tubuläres Cl- und für andere starke Anionen im Urin, insbesondere Sulfat und Hippurat, die ständig (50 mEq/Tag) als Endprodukte des Proteinstoffwechsels produziert werden. Die Auf- oder Abwärtsregulierung von NH4+ ermöglicht einen einstellbaren SID im Urin, indem bei tubulären Elektroneutralitätstransaktionen eine gleiche Na+-Konzentration ersetzt wird.

Bei der renalen tubulären Azidose ist die SID-Einstellung im Urin unangemessen hoch, und bei einigen Varianten gibt es einen flachen SID-Nadir im Urin nach einer Säurebelastung. Bei den RTA-Typen 1 und 4 besteht das Problem in einer unzureichenden Hochregulierung von NH3+ im Urin, und bei Typ 2 kommt es zu einer übermäßigen proximalen tubulären Resorption von Cl- im Urin.

Epidemiologie

Hyperchlorämie ist bei kritischen Erkrankungen häufig. Sie wurde bei bis zu 80 % der Patienten auf einer gemischten medizinisch-chirurgischen Intensivstation festgestellt. Eine „schwere“ Hyperchlorämie ( > 114 mol/L) tritt seltener auf (etwa 6 % in einem neueren Bericht), und die Prävalenz einer metabolischen Azidose jeglicher Art, ob hyperchlorämisch oder nicht, ist ebenfalls geringer. Das Fehlen einer einheitlichen Definition war jedoch ein großes Problem, insbesondere in Berichten aus der Zeit vor Stewart.

Schätzungen der Inzidenz oder Prävalenz aller Säure-Basen-Störungen variieren daher sehr stark, abhängig von den Definitionen und der jeweiligen Fallzusammensetzung. Selbst in neueren Berichten, in denen Stewart-Kriterien angewandt wurden, reichen die Schätzungen der Inzidenz der „hyperchlorämischen“ Azidose bei kritisch kranken Patienten von weniger als 10 % bis zu mehr als 60 %.

Es gibt jetzt Hinweise darauf, dass die Einschränkung der Verwendung „chloridreicher“ Flüssigkeiten auf der Intensivstation die Inzidenz von Hyperchlorämie, metabolischer Azidose und Azidämie verringern kann, während die Inzidenz von metabolischer Alkalose und Alkalämie zunimmt. Es muss noch festgestellt werden, ob eine solche Änderung der Praxis Auswirkungen auf wichtige messbare Ergebnisse wie das Auftreten von Nierenversagen, die Zeit, in der eine Beatmungsunterstützung erforderlich ist, die Dauer des Aufenthalts auf der Intensivstation oder die Sterblichkeit hat.

Prognose

Wie bei den Daten zur Epidemiologie besteht ein Hauptproblem bei der Bestimmung der Prognose der Azidose ohne Anionenlücke darin, dass es keine einheitliche Definition gibt. Die beste veröffentlichte Schätzung bei einer Gruppe kritisch kranker Patienten, die eine gültige physikalisch-chemische Definition verwendet, beziffert die Gesamtmortalität auf 30 %. Bemerkenswert ist, dass die gemeldete Sterblichkeit bei Erkrankungen, die mit Hyperlakämie oder einer erhöhten Azidose mit starker Ionenlücke einhergehen, im Allgemeinen höher ist und bei 40-60 % liegt.

In Wirklichkeit hängt die Prognose der Nicht-Anionenlücken-Azidose weitgehend von der zugrundeliegenden Erkrankung und nicht von der Säure-Basen-Störung selbst ab. Tritt beispielsweise eine hyperchlorämische Azidose im Rahmen einer Flüssigkeitsreanimation bei einem rupturierten abdominalen Aortenaneurysma auf, ist mit einer Sterblichkeitsrate von mindestens 30 % zu rechnen. Nach der Wiederbelebung einer diabetischen Ketoazidose tritt jedoch immer eine Azidose ohne Anionenlücke auf. Auf dem Papier ist die Post-DKA-Störung oft mäßig schwer (Standardbasenexzess < -10 mEq/L), was jedoch kaum oder gar nicht mit der Morbidität oder gar Mortalität zusammenhängt.

Eine lang anhaltende metabolische Azidose, wie sie bei den verschiedenen Arten von RTA auftritt, ist jedoch mit erheblicher Morbidität verbunden, z. B. Hypokaliämie, Hyperkaliämie, Phosphat- und andere Elektrolytstörungen, Knochenmineralverlust, Muskelschwund, Nierensteine und Nephrokalzinose.

Was ist die Beweislage?

Morgan, TJ, Bersten, AD, Soni, N. „Acid-base balance and disorders. In: Oh’s Intensive Care Manual“. 2009. pp. 949-61. (Dieses Buchkapitel ist für die meisten Abschnitte relevant.)

Handy, JM, Soni, N. „Physiological effects of hyperchloraemia and acidosis“. Br J Anaesth. vol. 101. 2008. pp. 141-50. (Dieser Artikel ist eine wichtige Quelle für die klinischen Merkmale der hyperchlorämischen Azidose.)

Soriano, JR. „Renal tubular acidosis; The clinical entity“. J Am Soc Nephrol. vol. 13. 2002. pp. 2160-170.

Gluck, SL. „Acid-base“. Lancet. vol. 352. 1998. pp. 474-9. (Die obigen Artikel 3 und 4 basieren auf dem Bikarbonatansatz, während der Autor den physikalisch-chemischen Ansatz bevorzugt. Dennoch sind sie nützliche Informationsquellen für die Klassifizierung, Diagnose und Behandlung insbesondere der renalen tubulären Azidose.)

Morgan, TJ, Kellum, JA, Elbers, P.W.G.. „Unmeasured Ions and the Strong ion Gap“. Stewart’s Textbook of Acid Base. 2009. pp. 323-37. (Dieses Buchkapitel enthält ausführliche Beschreibungen und Analysen der Stärken und Schwächen der verschiedenen Scan-Tools für ungemessene Anionen.)

Morgan, TJ. „Die Bedeutung von Säure-Basen-Anomalien auf der Intensivstation: Teil III – Auswirkungen der Flüssigkeitszufuhr“. Crit Care. vol. 9. 2005. pp. 204-11.

Morgan, TJ, Ronco, C, Bellomo, R., Kellum, J.A.. „Iatrogenic Hyperchloremic Metabolic Acidosis“. Critical Care Nephrology. 2009. pp. 651-5.

Morgan, TJ, Kellum, JA, Elbers, P.W.G.. „Fluid Resuscitation“. Stewart’s Textbook of Acid Base. 2009. pp. 351-63. (Die Verweise 6-8 oben befassen sich ausführlich mit der Ätiologie und Pathophysiologie der flüssigkeitsinduzierten hyperchlorämischen Azidose.)

Gunnerson, KJ, Saul, M, Kellum, JA. „Laktat- versus nicht-laktatbedingte metabolische Azidose: eine retrospektive Auswertung der Ergebnisse bei kritisch kranken Patienten“. Crit Care. vol. 10. 2006. pp. R22

Gunnerson, KJ. „Klinische Übersicht: Die Bedeutung von Säure-Basen-Anomalien auf der Intensivstation Teil 1 – Epidemiologie“. Crit Care. vol. 9. 2005. pp. 508-16. (Die Referenzen 9 und 10, die aus der physikalisch-chemischen Perspektive geschrieben wurden, sind Quellenmaterial für Informationen über Epidemiologie und Prognose)

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