Serumlactaatconcentratie als maat voor weefselhypoxie bij ernstig zieke patiënten

Klinische praktijk
J. Bakker
S.J.M. Schieveld
W. Brinkert
Citeer dit artikel als
Ned Tijdschr Geneeskd. 2000;144:737-41
Abstract
Download PDF

Samenvatting

- Adequate zuurstofvoorziening van organen is van vitaal belang voor de overleving bij acute ziekte en na trauma. Shock kan gedefinieerd worden als een verstoring in de balans van zuurstofbehoefte en -aanbod.

- Klinische kenmerken van shock, zoals hypotensie, tachycardie, bleke, klamme huid et cetera, correleren slecht met het bestaan van weefselhypoxie. Een hoge lactaatconcentratie geeft in een vroege fase weefselhypoxie aan.

- Bij ernstig zieke patiënten is weefselhypoxie de belangrijkste oorzaak van een verhoogde lactaatconcentratie. Verhoogde lactaatconcentraties zijn dan gerelateerd aan een verhoogde sterftekans.

- Optimalisatie van het zuurstofaanbod door het herstellen van een adequaat circulerend volume is de interventie van eerste keus.

Wanneer het aanbod van zuurstof aan de cel afneemt, dreigen ernstige schade, functieverlies en uiteindelijk celdood. Het handhaven van een adequate balans tussen de zuurstofbehoefte van de cel en het zuurstofaanbod is dan ook van vitaal belang. Shock zou omschreven kunnen worden als een acute verstoring van deze balans. De traditionele klinische kenmerken van shock (hypotensie, tachycardie, bleke, klamme huid en hyperventilatie) correleren echter veelal slecht met het bestaan van weefselhypoxie. Lactaat is een normaal product van het glucosemetabolisme. Bij een tekort aan zuurstof gaat de cel over op een anaëroob metabolisme, waarmee de vorming van lactaat toeneemt. De lactaatconcentratie is onder vele omstandigheden dan ook een goede maat voor het optreden van anaëroob metabolisme en dus voor het bestaan van een wanverhouding tussen zuurstofbehoefte en -aanbod. Rackow en Weil beschouwden daarom een verhoogde lactaatconcentratie als de meest objectieve maat voor de ernst van shock.1 Metingen van de lactaatconcentratie kunnen dan ook van belang zijn voor de diagnostiek en de behandeling van patiënten met een acute ziekte die al dan niet gepaard gaat met de klassieke kenmerken van shock. In de meeste klinische omstandigheden wordt een lactaatconcentratie gemeten in het serum. Bij het gebruik van ‘point-of-care’-apparaten wordt een kleine hoeveelheid vol bloed in het apparaat gebracht, waaruit met behulp van substraatspecifieke elektroden de betreffende concentratie wordt gemeten. Hoewel er een duidelijk verschil is in methoden, is er geen klinisch relevant verschil (mits goed uitgevoerd) voor het resultaat.

In dit caput selectum bespreken wij de waarde van lactaatmetingen.

biochemie

In het glucosemetabolisme wordt lactaat gevormd uit pyruvaat (figuur 1). Alle cellen kunnen lactaat produceren, maar weefsels met een hoog metabolisme (darm, hersenen, huid, spier, rode bloedcellen) leveren de belangrijkste bijdrage aan de dagelijkse productie (15-20 mmol/kg/dag in rust). Lactaat wordt voornamelijk in lever (50) en nieren (25-30) omgezet. De normale lactaatconcentratie is ongeveer 1,3 mmol/l.2

De lactaatconcentratie is een resultante van productie en klaring van het pyruvaatmetabolisme (zie figuur 1). Bij een toegenomen hoeveelheid pyruvaat, bijvoorbeeld door een toename van de glycolyse, disfunctie van pyruvaatdehydrogenase of een tekort aan zuurstof, neemt de lactaatproductie toe. Lactaat wordt in alle cellen gemaakt, maar niet in alle cellen gemetaboliseerd. Zo kunnen rode bloedcellen wel lactaat produceren, maar niet metaboliseren. In met name lever, nier en spieren wordt lactaat opgenomen en gemetaboliseerd tot glucose. De opname van lactaat in de cel is afhankelijk van de concentratie H+-ionen, waardoor tijdens alkalose de lactaatconcentratie kan stijgen. Naast opname van lactaat in de cel is voor de omzetting de aanwezigheid van zuurstof vereist. Tijdens hypoxie neemt de ‘energieproductie’ met bijna 95 af (zie figuur 1). Anaërobe glycolyse en persisterende hypoxie zijn daarmee de belangrijkste oorzaken van een verhoogde lactaatconcentratie in de kliniek.3

Alhoewel een verhoogde lactaatconcentratie veelal samengaat met het bestaan van een acidose (lactaatacidose), levert de productie van lactaat netto geen H+-ionen op. Het zijn vooral de afbraak van ATP in de cel, de eiwitconcentratie in het bloed en de verschuiving van sterke anionen (chloride) tussen het bloed en de cellen die leiden tot acidose.45

graadmeter voor weefselhypoxie

Lactaatconcentraties worden in de kliniek veelal gebruikt om het bestaan van weefselhypoxie uit te sluiten dan wel de behandeling ervan te controleren. Hoewel de klinische symptomen van shock vaak gepaard gaan met een verhoogde lactaatconcentratie, is het omgekeerde veelal niet het geval. Shock zou daarom beter omschreven kunnen worden als een toestand waarbij het aanbod van zuurstof aan de weefsels niet voldoende is om aan de zuurstofbehoefte te voldoen. De concentratie van het lactaat is daarbij de klinisch meest praktische en objectieve maat voor de ernst van shock.1

Weefselhypoxie ontstaat wanneer compensatiemechanismen (bijvoorbeeld vergroting van de zuurstofextractie, toename van het hartminuutvolume) falen bij een dalend zuurstofaanbod. Een dalend zuurstofaanbod wordt gekenmerkt door een afname van het zuurstofverbruik en een stijging van de lactaatconcentratie (figuur 2). Dit fenomeen is waar te nemen bij een daling van alle componenten van het zuurstofaanbod: bij zowel hypoxemie, anemie als afname van het hartminuutvolume wordt een daling van het zuurstofverbruik gekenmerkt door een stijging van de lactaatconcentratie. Tijdens hypoxemie en anemie treedt weefselhypoxie in de regel pas op wanneer de hartfunctie gecompromitteerd is of andere compensatiemechanismen reeds gemaximaliseerd zijn. Ronco et al. hebben aangetoond dat bij ernstig zieke patiënten met of zonder sepsis, bij wie om medische redenen de behandeling werd gestaakt, een progressieve daling van het zuurstofaanbod resulteerde in een scherpe daling van het zuurstofverbruik met gelijktijdig een snelle stijging van de lactaatconcentratie.6

Een verhoogde lactaatconcentratie kan dus gezien worden als een indicator voor het bestaan van een verstoorde balans tussen zuurstofaanbod en -behoefte en is daarmee een belangrijk kenmerk van shock.7

lactaatconcentratiebepaling in vol bloed

Broder en Weil gebruikten in 1964 als eersten een spectrofotometrische methode voor het meten van de lactaatconcentratie, waarmee een trend werd gezet bij ernstig zieke patiënten.8 In eerste instantie belemmerde de arbeidsintensieve methode de klinische toepassing. Hierin is verandering gekomen door toepassing van substraatspecifieke elektroden. Uit een kleine hoeveelheid bloed kan nu binnen 2 min een lactaatconcentratie beschikbaar zijn.

Onlangs is een handzame spectrofotometrische methode geïntroduceerd die inmiddels is toegepast bij ernstig zieke patiënten binnen en buiten het ziekenhuis.910 Deze methode werkt naar analogie van een glucosemeter en maakt gebruik van strips. Deze relatief goedkope methode lijkt met name geschikt voor snelle identificatie van patiënten met een verhoogde lactaatconcentratie binnen en buiten het ziekenhuis.

Naast arterieel bloed voor het bepalen van de lactaatconcentratie kan ook veneus bloed gebruikt worden.11 Tijdens afname moeten stuwing en spierarbeid vermeden worden. Het monster moet gekoeld worden om stijging van de lactaatconcentratie ten gevolge van voortgaand celmetabolisme te beperken.

klinische betekenis van hoge lactaatconcentratie

In 1976 onderscheidden Cohen en Woods twee belangrijke oorzaken van een verhoogde lactaatconcentratie.12 Ten eerste hypoxie (type-A-lactaatacidose) en ten tweede metabole veranderingen, intoxicaties en aangeboren metabole afwijkingen (type B). Bij ernstig zieke patiënten is weefselhypoxie de belangrijkste oorzaak van een verhoogde lactaatconcentratie.3

Aangezien meerdere factoren een verschillende invloed hebben op de productie en het metabolisme van lactaat en H+-ionen, heeft de arteriële pH geen klinisch relevante relatie met de arteriële lactaatconcentratie (figuur 3). De term ‘lactaatacidose’ is daarom wellicht eerder verwarrend dan verhelderend. Een verhoogde lactaatconcentratie en een metabole acidose verschillen qua ontstaan. In geval van een combinatie van beide is de sterftekans meer dan 80.13 De voorspellende waarde van een enkele lactaatconcentratie voor de overleving bij ernstig zieke patiënten heeft de laatste 20 jaar weinig aan kracht verloren.214

Lactaatmetingen leveren voor meerdere groepen patiënten belangrijke informatie ten aanzien van therapie en prognose. Hierna geven wij een overzicht van de verschillende gebieden waarin metingen van de lactaatconcentratie van waarde kunnen zijn.

Trauma en hypovolemische shock

Bij traumapatiënten is hypovolemie de belangrijkste oorzaak van weefselhypoxie. Veelal ontstaat de hypovolemie door acuut bloedverlies en blijven globale hemodynamische parameters lange tijd normaal ondanks aanzienlijk bloedverlies en reeds aanwezige weefselhypoxie. De lactaatconcentratie is daarom een betere maat voor weefselhypoxie dan traditionele hemodynamische parameters.15 De klinische waarde van het basenoverschot is beperkt, aangezien na de initiële behandeling de relatie tussen basenoverschot en lactaatconcentratie verloren gaat.16

In meerdere klinische onderzoeken is aangetoond dat de hoogte van de initiële lactaatconcentratie, de duur van de verhoging van de lactaatconcentratie alsmede de veranderingen in de lactaatconcentratie na adequate vloeistoftherapie belangrijke prognostische waarde hebben.17 In deze groep patiënten is de lactaatconcentratie prognostisch belangrijker dan het hartminuutvolume, het zuurstofaanbod en het zuurstofverbruik.17 Bij een groep traumapatiënten met ernstige neurologische letsels bleek de lactaatconcentratie een betere maat voor de intracraniële druk dan hartfrequentie, bloeddruk en hartminuutvolume.18 Lactaatmetingen kunnen eveneens van belang zijn bij de triage van patiënten op de eerstehulpafdeling.2

Sepsis en septische shock

Bij patiënten met een ernstige sepsis is het disfunctioneren en uiteindelijk falen van meerdere orgaansystemen een belangrijke oorzaak van overlijden. De ernst en het persisteren van weefselhypoxie kunnen hierbij een belangrijke factor zijn.19 Ook bij patiënten met een sepsis markeert een abrupte stijging van de lactaatconcentratie het optreden van weefselhypoxie wanneer het zuurstofaanbod daalt.6 Echter, tijdens sepsis kan zowel toegenomen glycolyse, disfunctie van het pyruvaatdehydrogenase als de aanwezigheid van een respiratoire alkalose de oorzaak zijn van een verhoogde lactaatconcentratie.4 Aangezien de klaring van lactaat zuurstofafhankelijk is, kan hypoxie een belangrijke oorzaak zijn van een vertraagde lactaatklaring. Factoren als beperkte zuurstofextractiecapaciteit, myocardiale disfunctie en toegenomen zuurstofbehoefte zijn belangrijk bij het ontstaan van een disbalans tussen zuurstofaanbod en -behoefte. De lactaatconcentratie is bij patiënten met een septische shock prognostisch belangrijker dan het zuurstofaanbod en het zuurstofverbruik.20 Daarnaast zijn seriële lactaatconcentraties sterker gerelateerd aan sterfte dan klinische variabelen (bloeddruk) en cytokineconcentraties.2122

Acuut myocardinfarct en reanimatie

Aangezien lactaat sneller in de circulatie wordt uitgescheiden (23 De lactaatconcentratie heeft bij patiënten met een cardiogene shock, ten gevolge van een myocardinfarct, voorspellende waarde ten aanzien van het ontstaan van cardiogene shock,24 en de uiteindelijke overleving.25 De lactaatconcentratie tijdens een circulatoir arrest is lineair gerelateerd aan de duur van de circulatiestilstand, maar niet voorspellend voor het herstel van de circulatie.26 Behalve met de totale duur van de circulatiestilstand bij patiënten die gereanimeerd worden buiten of binnen het ziekenhuis hangen de lactaatconcentraties samen met het neurologisch herstel en de overleving.27 28

Diversen

Bij een verhoogde lactaatconcentratie gaat het in veel gevallen om een verstoring in de balans tussen zuurstofbehoefte en -aanbod. De sterk verhoogde lactaatconcentraties na een gegeneraliseerde epileptische aanval zijn hiervan een voorbeeld.29 Een verhoogde lactaatconcentratie bij een patiënt met acute bewustzijnsstoornissen kan daarom een aanwijzing zijn voor een recente epileptische aanval.30 Een ernstige aanval van asthma bronchiale gaat in veel gevallen gepaard met een verhoogde lactaatconcentratie, echter, een stijging of een vertraagde daling van de lactaatconcentratie na opname heeft een onduidelijke klinische betekenis.31 Enkele onderzoekers hebben de waarde van lactaatconcentraties na grote chirurgische ingrepen onderzocht. Zowel bij kinderen als bij volwassenen heeft een lactaatconcentratie > 4 mmol/l na chirurgie een slechte prognose.32 33 Een peroperatief opgebouwde zuurstofschuld is gerelateerd aan verhoogde lactaatconcentraties en aan het optreden van orgaanfalen en postoperatieve sterfte in deze patiëntengroep.3435 Remming van het lactaatmetabolisme kan leiden tot sterk verhoogde lactaatconcentraties bij patiënten zonder manifeste weefselhypoxie. Bekende voorbeelden hiervan zijn het gebruik van ethanol en biguaniden; hierbij moet men echter ook bedacht blijven op een ernstige stoornis in de circulatie die niet direct duidelijk kan zijn.36

behandeling bij een verhoogde lactaatconcentratie

Het metabolisme van lactaat kan versneld worden door het activeren van het pyruvaatmetabolisme (zie figuur 1). In meerdere onderzoeken is aangetoond dat toediening van dichloorazijnzuur resulteert in een daling van de lactaatconcentratie. Alhoewel in enkele onderzoeken geringe verbeteringen in de hemodynamiek zijn beschreven, resulteert toediening van het middel en daarmee correctie van de lactaatconcentratie en van de acidose in grotere groepen van ernstig zieke patiënten niet in een verbetering van de overleving.37 Ook correctie van een acidose door toediening van natriumwaterstofcarbonaat heeft geen positieve effecten op hemodynamiek en weefseloxygenatie.38

De belangrijkste interventie bij een verhoogde lactaatconcentratie is dan ook het corrigeren van de oorzaak. In veel gevallen betekent dit het verbeteren van de balans tussen zuurstofvraag en -aanbod. Klinisch wordt dit veelal bereikt door het verlagen van de zuurstofbehoefte (sedatie, mechanische beademing) en het verhogen van het zuurstofaanbod. Toedieningen van vloeistof, bloed, zuurstof en middelen die de perifere vaten vernauwen of de contractiekracht van de hartspier versterken, zijn hierin belangrijke elementen waarbij de toedieningen van vloeistof en - in iets mindere mate - inotrope middelen (dobutamine) klinisch het effectiefst lijken te zijn.39 De verandering in de lactaatconcentratie als respons op de ingestelde therapie heeft een belangrijke voorspellende waarde. Seriële metingen van de lactaatconcentratie zouden daarom deel moeten uitmaken van het diagnostisch en therapeutisch beleid bij ernstig zieke patiënten.40

conclusie

Een verhoogde lactaatconcentratie moet voor de clinicus een alarmerend signaal zijn. In de meeste gevallen wijst dit op een verstoorde balans tussen zuurstofbehoefte en -aanbod, waarbij compensatiemechanismen uitgeput zijn. Normale hartfrequentie en bloeddruk sluiten het bestaan van een ernstige verstoring van deze balans niet uit. Aangezien een langdurig zuurstoftekort gepaard gaat met weefselverval, functieverlies en falen van orgaansystemen, is het belangrijk deze balans zo snel mogelijk te herstellen. Het aanvullen van een absoluut of relatief tekort aan circulerend volume staat hierbij op de voorgrond. Frequente metingen van de lactaatconcentratie kunnen een belangrijke ondersteuning zijn voor het initiëren en bijstellen van therapie.

Literatuur
  1. Rackow EC, Weil MH. Physiology of blood flow and oxygenutilization by peripheral tissue in circulatory shock. Clin Chem 1990; 36(8Pt 2):1544-6.

  2. Aduen J, Bernstein WK, Khastgir T, Miller J, Kerzner R,Bhatiani A, et al. The use and clinical importance of a substrate-specificelectrode for rapid determination of blood lactate concentrations. JAMA1994;272:1678-85.

  3. Luft D, Deichsel G, Schmulling RM, Stein W, Eggstein M.Definition of clinically relevant lactic acidosis in patients with internaldiseases. Am J Clin Pathol 1983;80:484-9.

  4. Gutierrez G, Wulf ME. Lactic acidosis in sepsis: acommentary. Intensive Care Med 1996;22:6-16.

  5. Stewart PA. Modern quantitative acid-base chemistry. Can JPhysiol Pharmacol 1983;61:1444-61.

  6. Ronco JJ, Fenwick JC, Tweeddale MG, Wiggs BR, Phang PT,Cooper DJ, et al. Identification of the critical oxygen delivery foranaerobic metabolism in critically ill septic and nonseptic humans. JAMA1993;270:1724-30.

  7. Bakker J, Vincent JL. The oxygen supply dependencyphenomenon is associated with increased blood lactate levels. J Crit Care1991; 6:152-9.

  8. Broder G, Weil MH. Excess lactate: an index ofreversibility of shock in human patients. Science 1964;143:1457-9.

  9. Schieveld SJM, Bakker J. Prehospital blood lactate levelsin emergency medicine abstract. Intensive Care Med1997;23:S183.

  10. Brinkert W, Bakker J. Lactate measurements in criticallyill patients with a hand-held analyser. Intensive Care Med1999;25:966-9.

  11. Weil MH, Michaels S, Rackow EC. Comparison of bloodlactate concentrations in central venous, pulmonary artery, and arterialblood. Crit Care Med 1987;15:489-90.

  12. Cohen RD, Woods HF. The clinical presentation andclassification of lactic acidosis. In: Cohen RD, Woods HF, editors. Clinicaland biochemical aspects of lactic acidosis. Oxford: Blackwell;1976.

  13. Stacpoole PW, Wright EC, Baumgartner TG, Bersin RM,Buchalter S, Curry SH, et al. Natural history and course of acquired lacticacidosis in adults. DCA-Lactic Acidosis Study Group. Am J Med 1994;97:47-54.

  14. Weil MH, Afifi M. Experimental and clinical studies onlactate and pyruvate as indicators of the severity of acute circulatoryfailure (shock). Circulation 1970;41:989-1001.

  15. Dunham CM, Siegel JH, Weireter L, Fabian M, Goodarzi S,Guadalupi P, et al. Oxygen debt and metabolic acidemia as quantitativepredictors of mortality and the severity of the ischemic insult inhemorrhagic shock. Crit Care Med 1991;19:231-43.

  16. Mikulaschek A, Henry SM, Donovan R, Scalea TM. Serumlactate is not predicted by anion gap or base excess after traumaresuscitation. J Trauma 1996;40:218-22.

  17. Abramson D, Scalea TM, Hitchcock R, Trooskin SZ, HenrySM, Greenspan J. Lactate clearance and survival following injury. J Trauma1993;35:584-8.

  18. Scalea TM, Maltz S, Yelon J, Trooskin SZ, Duncan AO,Sclafani SJA. Resuscitation of multiple trauma and head injury: role ofcrystalloid fluids and inotropes. Crit Care Med 1994;22:1610-5.

  19. Bakker J, Gris P, Coffernils M, Kahn RJ, Vincent JL.Serial blood lactate levels can predict the development of multiple organfailure following septic shock. Am J Surg 1996;171:221-6.

  20. Bakker J, Coffernils M, Leon M, Gris P, Vincent JL. Bloodlactate levels are superior to oxygen-derived variables in predicting outcomein human septic shock. Chest 1991;99:956-62.

  21. Bernardin G, Pradier C, Tiger F, Deloffre P, Mattei M.Blood pressure and arterial lactate level are early indicators of short-termsurvival in human septic shock. Intensive Care Med 1996;22:17-25.

  22. Marecaux G, Pinsky MR, Dupont E, Kahn RJ, Vincent JL.Blood lactate levels are better prognostic indicators than TNF and IL-6levels in patients with septic shock. Intensive Care Med1996;22:404-8.

  23. Schmiechen NJ, Han C, Milzman DP. ED use of rapid lactateto evaluate patients with acute chest pain. Ann Emerg Med1997;30:571-7.

  24. Mavric Z, Zaputovic L, Zagar D, Matana A, Smokvina D.Usefulness of blood lactate as a predictor of shock development in acutemyocardial infarction. Am J Cardiol 1991;67:565-8.

  25. Henning RJ, Weil MH, Weiner F. Blood lactate asprognostic indicator of survival in patients with acute myocardialinfarction. Circ Shock 1982;9:307-15.

  26. Von Planta M, Von Planta I, Bisera J, Weil MH.Determinanten des Überlebens während kardiopulmonaler Reanimation(CPR). Med Klin 1990;85:181-6.

  27. Müllner M, Sterz F, Domanovits H, Behringer W,Binder M, Laggner AN. The association between blood lactate concentration onadmission, duration of cardiac arrest, and functional neurological recoveryin patients resuscitated from ventricular fibrillation. Intensive Care Med1997;23:1138-43.

  28. Weil MH, Ruiz CE, Michaels S, Rackow EC. Acid-basedeterminants of survival after cardiopulmonary resuscitation. Crit Care Med1985;13:888-92.

  29. Brivet F, Bernardin M, Cherin P, Chalas J, Galanaud P,Dormont J. Hyperchloremic acidosis during grand mal seizure lactic acidosis.Intensive Care Med 1994;20:27-31.

  30. Hazouard E, Dequin PF, Lanotte R, Legras A,Ferrandière M, Perrotin D. Perte de connaissance: intérêtdu dosage des lactates veineux pour le diagnostic de crise convulsive. PresseMed 1998;27:604-7.

  31. Rabbat A, Laaban JP, Boussairi A, Rochemaure J.Hyperlactatemia during acute severe asthma. Intensive Care Med1998;24:304-12.

  32. Siegel LB, Dalton HJ, Hertzog JH, Hopkins RA, Hannan RL,Hauser GJ. Initial postoperative serum lactate levels predict survival inchildren after open heart surgery. Intensive Care Med 1996;22:1418-23.

  33. Marnitz U, Dauberschmidt R, Mrochen H. Die Bedeutung derLactatbestimmung im Blut in der postoperativen Phase. Anaesthesiol Reanim1994;19:103-9.

  34. Waxman K, Nolan LS, Shoemaker WC. Sequentialperioperative lactate determination. Physiological and clinical implications.Crit Care Med 1982;10:96-9.

  35. Shoemaker WC, Appel PL, Kram HB. Tissue oxygen debt as adeterminant of lethal and nonlethal postoperative organ failure. Crit CareMed 1988;16:1117-20.

  36. Latif MA, Weil MH. Circulatory defects during phenforminlactic acidosis. Intensive Care Med 1979;5:135-9.

  37. Stacpoole PW, Wright EC, Baumgartner TG, Bersin RM,Buchalter S, Curry SH, et al. A controlled clinical trial of dichloroacetatefor treatment of lactic acidosis in adults. The Dichloroacetate-LacticAcidosis Study Group. N Engl J Med 1992;327:1564-9.

  38. Mathieu D, Neviere R, Billard V, Fleyfel M, Wattel F.Effects of bicarbonate therapy on hemodynamics and tissue oxygenation inpatients with lactic acidosis: a prospective, controlled clinical study. CritCare Med 1991;19:1352-6.

  39. Bakker J. Manipulation of tissue oxygen delivery in thecritically ill patient. Crit Care ter perse.

  40. Vincent JL. End-points of resuscitation: arterial bloodpressure, oxygen delivery, blood lactate, or . . . ? Intensive Care Med1996;22:3-5.

Auteursinformatie

Gelre ziekenhuizen, locatie Lukas, afd. Intensive Care, Postbus 9014, 7300 DS Apeldoorn.

Dr.J.Bakker, internist-intensivist; mw.S.J.M.Schieveld en W.Brinkert, artsen.

Contact dr.J.Bakker (acutgen@wxs.nl)

Gerelateerde artikelen

Reacties

W.
Stortenbeek

Apeldoorn, april 2000,

Het artikel van collega Bakker et al. stelt nog eens terecht de actualiteit aan de orde van de lactaatconcentratie in het plasma van acuut ernstig zieke patiënten als maatstaf voor de intensiteit van hypoxische weefselschade bij deze lijders en voor de prognose en behandeling hiervan (2000:737-41). De problematiek wordt overzichtelijk aan de orde gesteld, maar toch wil ik twee kanttekeningen maken.

Er wordt gesteld, dat de productie van lactaat netto geen H+-ionen (overschot) zou opleveren, maar dat het de afbraak van ATP in de cel zou zijn, evenals de eiwitconcentratie in het bloed en de verschuiving van sterke anionen (chloride) tussen bloed en cellen, die hiervoor direct verantwoordelijk zouden zijn. Ik neem hierbij een afwijkend standpunt in.

Grote verschuivingen in de plasmachlorideconcentratie (bij renaal van tevoren gezonde mensen) speelt naar mijn ervaring in de meeste gevallen van acute hypoxische lactaatophoping geen of slechts een ondergeschikte rol.

Accumulatie van lactaationen in het plasma zal primair altijd leiden tot verdwijnen van een overeenkomstige (equimoleculaire) hoeveelheid bicarbonaationen daarin. Krachtens de formule pH = 6,1 + log [(HCO3-)/(CO2)] leidt vermindering van de plasmabicarbonaatconcentratie (bij gelijkblijvende CO2-concentratie) per se tot een pH-daling, dus tot ‘echte metabole acidose’.

Met name bij ouderen en/of patiënten met een beperkte longfunctie zal compenserende (respiratoire) daling van de CO2-concentratie in het bloed achterblijven of tekortschieten, zodat inderdaad en wel direct ten gevolge van de lactaatophoping, een pH-daling in het bloedplasma gaat optreden. Dit aspect raakt ook de eventuele behandeling van het syndroom met bicarbonaat: jonge, van tevoren gezonde mensen kunnen een daling in de (HCO3-)-ionenconcentratie nog heel goed compenseren door secundaire hyperventilatie, zodat de pH initieel nog slechts weinig behoeft te dalen, ook bij aanzienlijke ophoping van lactaat (respiratoire, meestal overigens slechts partieel gecompenseerde metabole acidose). Die compensatie vraagt van de patiënt echter wél extra inspanning en (ademhalingsspier)arbeid, die ook subjectief door de lijder als zeer belastend wordt ervaren. Snelle toediening van een (uitgerekende) hoeveelheid bicarbonaat kan de noodzaak tot dit subjectief belastende compensatiemechanisme aanzienlijk verminderen en daardoor verlichting brengen van de dyspneu.

Naar mijn persoonlijke ervaring kan na adequate bicarbonaattoediening wel degelijk de algemene toestand van de zieke merkbaar verbeteren, ook bij aanvankelijk nog persisterende lactaatophoping. Overigens is het tevens mijn ervaring dat, met name in de acute fase van septische shock, normalisatie van de plasma-pH op korte termijn de circulatoire situatie (mede) gunstig kan beïnvloeden.

Dit alles laat natuurlijk onverlet, dat herstel van de balans tussen zuurstofvraag en -aanbod bij gegeneraliseerde weefselanoxie voorop moet staan in de therapie. Alleen in uitzonderlijke omstandigheden kan terughoudendheid met snelle en grote bicarbonaattoediening aangewezen zijn, zoals bij ernstige metabole keto-acidose van het (pre)coma diabeticum, waarbij de passagesnelheid van diverse ionen over de barrière tussen bloed(plasma) en liquor cerebrospinalis een interfererende rol speelt; deze uitzondering geldt echter niet de patiëntengroep waar het in het onderhavige artikel over gaat.

W. Stortenbeek
J.
Bakker

Apeldoorn, mei 2000,

Collega Stortenbeek bespreekt twee belangrijke onderwerpen die nog steeds voor veel discussie zorgen: enerzijds de relatie tussen een verhoogde lactaatproductie en het optreden van een acidose en anderzijds de behandeling van de acidose.

Stortenbeek gaat uit van de conventionele theorie samengevat in de Henderson-Hasselbalch-formule, waarbij de pH (concentratie H+) het resultaat is van de verhouding tussen het bicarbonaat (de base) en de partiële koolzuurspanning. De behandeling van een acidose die hieruit logischerwijs volgt, betreft de toediening van bicarbonaat. Deze theorie is bij ernstig zieke patiënten veelal niet in staat de vaak complexe verstoringen in het zuur-basenevenwicht te verklaren.

Stewart publiceerde in 1983 een zuur-basentheorie gebaseerd op fysisch-chemische processen.1 Meerdere klinische en experimentele onderzoeken hebben inmiddels deze benadering gevalideerd. Het gaat te ver deze ‘revolutie’ in het zuur-basenevenwicht hier volledig te beschrijven; de lezer wordt hiervoor verwezen naar het oorspronkelijke artikel en een recent reviewartikel.1 2

De essentie van de theorie volgens Stewart is dat 3 parameters van belang zijn voor de uiteindelijke concentratie H+. In de eerste plaats is dit de nettobalans in de sterke (compleet gedissocieerde) positieve (N+, K+, Mg2+, H+ en Ca2+) en negatieve ionen (SO4- PO4-, lactaat-, albumine-, Cl-, OH- et cetera), in de tweede plaats de partiële CO2-spanning (P) en als laatste de totale concentratie van zwakke zuren. De bron van de H+-ionen wordt gevormd door de dissociatie van water. Belangrijke componenten in de balans van sterke ionen zijn natrium, chloor en lactaat. Toediening van lactaat als zout (bijvoorbeeld natriumlactaat) zal dus nauwelijks leiden tot een verandering in de concentratie H+, aangezien ook een sterk positief ion wordt toegevoegd. Aangezien lactaat vrijwel altijd volledig gedissocieerd is en de productie ervan netto geen H+-ionen geeft, zal toename van de lactaatproductie (bijvoorbeeld tijdens weefselhypoxie) de nettobalans in de sterke positieve en negatieve ionen verstoren, waardoor de dissociatie van water toeneemt en de H+-concentratie stijgt. Veranderingen in de chloorconcentratie verklaren het bestaan van een verhoogde lactaatconcentratie en een normale of slechts weinig verstoorde pH.3 Ook zijn niet nader gedefinieerde anionen bij ernstig zieke patiënten frequent de oorzaak van een acidose zonder een toegenomen lactaatconcentratie.4

Uit deze theorie volgt eveneens een andere benadering voor de behandeling van een acidose. Het herstellen van de balans tussen sterk positieve en sterk negatieve ionen staat hierbij op de voorgrond. Natriumbicarbonaat zal slechts dan de pH normaliseren wanneer de natriumconcentratie (sterk positief ion) niet verhoogd is. Daarnaast zal het versneld metaboliseren van het lactaat (sterk negatief ion) ook resulteren in een normalisatie van de pH. Aangezien een ernstige acidose het metabolisme van lactaat remt, kan het zinvol zijn bij patiënten met een ernstige acidose en een sterk verhoogd lactaat ook de pH te corrigeren. Belangrijkste pijler van de behandeling van deze patiënten blijft het corrigeren van de oorzaak van de toegenomen lactaatproductie en dus in de meeste gevallen het corrigeren van weefselhypoxie. Toediening van bicarbonaat zal onder deze omstandigheden slechts zelden gunstige resultaten hebben.5

J. Bakker
Literatuur
  1. Stewart PA. Modern quantitative acid-base chemistry. Can J Physiol Pharmacol 1983;61:1444-61.

  2. Kellum JA. Acid-base physiology in the post-Copernican era. Curr Opin Crit Care 1999;5:429-35.

  3. Madias NE, Homer SM, Johns CA, Cohen JJ. Hypochloremia as a consequence of anion gap metabolic acidosis. J Lab Clin Med 1984; 104:15-23.

  4. Mecher C, Rackow EC, Astiz ME, Weil MH. Unaccounted for anion in metabolic acidosis during severe sepsis in humans. Crit Care Med 1991;19:705-11.

  5. Cooper DJ, Walley KR, Wiggs BR, Russell JA. Bicarbonate does not improve hemodynamics in critically ill patients who have lactic acidosis. A prospective, controlled clinical study. Ann Intern Med 1990;112:492-8.

J.J.H.
Hens

Amersfoort, mei 2000,

Bakker et al. houden in hun caput selectum (2000:737-41) terecht een krachtig pleidooi voor het klinisch gebruik van de lactaatbepaling ten behoeve van therapie en prognose bij ernstig zieke patiënten. Als indicatiegebieden voor meting van de lactaatconcentratie worden genoemd de hypovolemische shock, sepsis en septische shock, acuut myocardinfarct, reanimatie en andere situaties waarbij de balans tussen zuurstofaanbod en -behoefte verstoord is. In aanvulling hierop willen wij graag de aandachtvestigen op het grote belang van de lactaatbepaling bij de diagnostiek van beriberi, een relatief frequent voorkomend ziektebeeld, dat nogal eens wordt miskend.1 Een deficiëntie van vitamine B1 (thiamine) kan leiden tot problemen van het cardiovasculaire systeem (‘natte beriberi’) en/of neurologische symptomen (‘droge beriberi’; syndroom van Wernicke-Korsakoff). De klinische presentatie van beriberi varieert, afhankelijk van de duur en de ernst van de thiaminedeficiëntie, de mate van lichamelijke inspanning en de calorische voedselinname, van droge beriberi tot de ernstigste vorm, cardiale beriberi. Deze cardiale beriberi gaat gepaard met een fulminante lactaatacidose en cardiovasculaire insufficiëntie.2

Vitamine-B1-deficiëntie komt voornamelijk voor bij ondervoeding en chronisch overmatig alcoholgebruik. Een tekort aan vitamine B1 is echter ook beschreven bij dialysepatiënten, hyperemesis gravidarum, parenterale voeding en therapie met diuretica wegens decompensatio cordis. Andere risicogroepen zijn patiënten met anorexia nervosa, maagcarcinoom, ulcus pepticum, chronische maag-darmziekten, thyreotoxicose of gemetastaseerde maligniteiten. In westerse landen komt cardiale beriberi vooral voor bij alcoholici. Zo zagen wij onlangs een 47-jarige comateuze man met een levensbedreigende metabole acidose, hypoglykemie en hyperfosfatemie ten gevolge van een vitamine-B1-deficiëntie (55 nmol/l; normaal: 88-157 nmol/l) bij chronisch overmatig alcoholgebruik. De acidose (pH: 6,90; normaal: 7,35-7,45) bleek samen te hangen met een extreme accumulatie van lactaat (22,0 mmol/l; normaal: 0,5-2,2 mmol/l).

Thiaminepyrofosfaat is als prosthetische groep geïncorporeerd in een drietal enzymsystemen van het koolhydraatmetabolisme: pyruvaatdehydrogenase, α-ketoglutaraatdehydrogenase en transketolase. Vooral na inname van glucose zal bij een thiaminetekort de pyruvaatconcentratie in het plasma sterk stijgen. Dit pyruvaat kan onvoldoende in de citroenzuurcyclus worden gesluisd en wordt dan ook via het anaërobe metabolisme in aanwezigheid van het coënzym nicotinamide-adeninedinucleotide omgezet in lactaat (pyruvaat + NADH + H+→ lactaat + NAD+). Lactaatstapeling wordt versterkt door de aanhoudende productie van NADH bij het ethanolmetabolisme.3

Gezien de hoge sterfte van onbehandelde cardiale beriberi kan herkenning van het ziektebeeld en aansluitend suppletie met vitamine B1 levensreddend zijn bij patiënten die bekend zijn wegens chronisch overmatig alcoholgebruik en die zich presenteren met onbegrepen hartfalen en een ernstige metabole acidose. Bepaling van de lactaatconcentratie kan de clinicus op het juiste spoor zetten bij deze patiëntengroep, die in omvang blijft toenemen.4

J.J.H. Hens
J.P.M. Wielders
A.K.M. Bartelink
Literatuur
  1. Majoor CLH, Hillen HFP. Cardiale beriberi met melkzuuracidose en cardiovasculaire collaps (sjosjin), een bij alcoholici niet zeldzaam ziektebeeld, dat gemakkelijk wordt miskend. [LITREF JAARGANG="1982" PAGINA="749-57"]Ned Tijdschr Geneeskd 1982;126:749-57.[/LITREF]

  2. Campbell CH. The severe lacticacidosis of thiamine deficiency: acute pernicious or fulminating beriberi. Lancet 1984;ii:446-9.

  3. Lieber CS. Medical disorders of alcoholism. N Engl J Med 1995; 333:1058-65.

  4. Aertgeerts B, Buntinx F, Vandermeulen C, Roelants M, Fevery J, Ansoms S. De prevalentie van overmatig alcoholgebruik en alcoholafhankelijkheid volgens DSM-IV-criteria bij eerstejaarsstudenten. [LITREF JAARGANG="1999" PAGINA="2621-4"]Ned Tijdschr Geneeskd 1999;143:2621-4.[/LITREF]

J.
Bakker

Apeldoorn, juni 2000,

Collega's Hens et al. wijzen in hun brief terecht op de mogelijkheid de serumlactaatconcentratie te gebruiken bij de diagnostiek van bepaalde ziektebeelden. Met name in de kindergeneeskunde wordt hiervan gebruikgemaakt bij de opsporing van stofwisselingsstoornissen door enzymdefecten (glucose-6-fosfatasedeficiëntie). Bij volwassenen komen stofwisselingsstoornissen door enzymstoornissen, anders dan tijdens sepsis, weinig frequent voor. Hens et al. beschrijven de extreme accumulatie van lactaat door een vitamine-B1-tekort. Terecht wijzen zij er eveneens op dat het gelijktijdig gebruik van alcohol onder deze omstandigheden de lactaatconcentratie nog verder verhoogt. Een tekort aan vitamine B1, als cofactor van het pyruvaatdehydrogenase, zal leiden tot een verminderde omzetting van pyruvaat in acetylcoënzym A, waardoor de pyruvaatconcentratie stijgt. Met name bij de aanwezigheid van alcohol, waardoor niet alleen de redoxpotentiaal van de cel verandert, maar ook de vorming van glucose uit pyruvaat (Cori-cyclus) geremd is,1 2 zal de pyruvaatconcentratie sterk stijgen en de vorming van lactaat toenemen. De door de auteurs gebruikte term ‘anaëroob metabolisme’ van pyruvaat is wellicht wat verwarrend, aangezien de omzetting van pyruvaat in lactaat niet afhankelijk is van zuurstof en slechts volgens de concentratiegradiënt verloopt. Aangezien de gepresenteerde patiënt ook een hypoglykemie vertoonde, is wellicht in deze casus de combinatie van alcohol, slechte voedselinname2 en een relatief vitamine-B1-tekort de oorzaak geweest van de extreme lactaatconcentratie.

Zoals ook in ons artikel aangegeven, dient bij een comateuze patiënt met een sterk verhoogde lactaatconcentratie eveneens de mogelijkheid van een gegeneraliseerd insult met postictaal coma overwogen te worden.3

J. Bakker
S.J.M. Schieveld
W. Brinkert
Literatuur
  1. Kreisberg RA, Owen WC, Siegal AM. Ethanol-induced hyperlacticacidemia: inhibition of lactate utilization. J Clin Invest 1971;50:166-74.

  2. Kreisberg RA, Siegal AM, Owen WC. Glucose-lactate interrelationships: effect of ethanol. J Clin Invest 1971;50:175-85.

  3. Hazouard E, Dequin PF, Lanotte R, Legras A, Ferrandière M, Perrotin D. Perte de connaissance: intérêt du dosage des lactates veineux pour le diagnostic de crise convulsive. Presse Med 1998;27:604-7.

W.
Stortenbeek

Apeldoorn, juni 2000,

De visie van Stewart uit 1983 met betrekking tot deze materie, aangehaald door collega Bakker (2000:1240), vormt een uitwerking en verdere verfijning van de elementaire evenwichtswetten van zwak gedissocieerde zuren en basen en de invloed daarvan op de pH van ionenoplossingen, zoals voor het eerst reeds geformuleerd aan het begin van de 20e eeuw. De fundamentele basis van deze fysisch-chemische wetmatigheden wordt daarbij niet ter discussie gesteld en behoudt haar validiteit. Bij lactaatacidose wordt inde anionenbalk van de plasma-ionen een deel van de bicarbonaationen vervangen door lactaationen. Aangezien de pK van melkzuur veel lager ligt dan die van het koolzuurevenwicht, is het onmiddellijke gevolg hiervan dat de plasma-pH zal dalen.

Toediening van natriumbicarbonaatoplossingen kan de verhouding in de concentratie van de bicarbonaat- en de lactaationen in de plasma-anionenbalk ten gunste van de eerste doen verschuiven, waardoor de plasma-pH kan stijgen. Dat bij acute (hypoxische) lactaatacidose grote verschuivingen in de plasmachloride-ionenconcentratie optreden, is uitzonderlijk. Dit wordt eigenlijk alleen gezien bij hevig braken (verlies van chloride-ionen uit de tractus digestivus, waarbij de plasmachlorideconcentratie kan verminderen) en bij bepaalde nierfunctiestoornissen (gebrek aan de bicarbonaationenregeneratiecapaciteit in bepaalde delen van het nefron, waarbij de plasmachloride-ionenconcentratie compensatoir toeneemt).

In het commentaar van Bakker tref ik geen doorslaggevende argumenten aan tegen de bicarbonaattoediening bij partieel respiratoir gecompenseerde metabole acidose, als symptomatische therapie voor de hinderlijke dyspneu bij compensatoire hyperventilatie.

Wél heeft Bakker er terecht nog eens op gewezen, dat ook met de beste correcties van de plasmabicarbonaationenconcentratie en/of de plasma-pH de prognose bijzonder slecht is wanneer niet (tegelijkertijd) gezorgd wordt voor herstel van adequate weefselzuurstofvoorziening op korte termijn. Met dit kernpunt van Bakkers betoog ben ik het dus volledig eens.

W. Stortenbeek