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

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.

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)

Heb je nog vragen na het lezen van dit artikel?
Check onze AI-tool en verbaas je over de antwoorden.
ASK NTVG

Ook interessant

Reacties

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

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.

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]

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