Natrium-Bicarbonat und die Laktazidose

Seit mindestens 20 Jahren gibt es eine Diskussion zum Thema „Azidosebehandlung“. Seit dieser Zeit sind Warnungen zu hören wie:

• Natrium-Bicarbonat schädigt mehr, als dass es nutzt.
• Es nutzt nicht bei Laktazidose, die aufgrund von Hypoperfusion entstanden ist (alle bisherigen Leitlinien der International Surviving Sepsis Campaign (ISSC) sind sich da einig, siehe auch letzte Ausgabe von „Anästhesie aktuell“).
• Vorsicht bei Reanimation (zumindest innerhospital) – Natrium-Bicarbonat nur nach Blutgasanalyse (BGA) geben, und dann auch nur mmol Natrium-Bicarbonat = negativer BE x 0,3 (und davon am besten nur die Hälfte).
• Größte Vorsicht bei der Neugeborenenreanimation wegen Natriumüberladung mit Hirnödem und schlechtem neurologischen Outcome.

Unser Alltag sieht anders aus

• Spätestens bei einem pH von 7,2 gibt es fächerübergreifend die Diskussion: Sollen wir nicht jetzt doch ein wenig NaBi geben? Katecholamine wirken dann vielleicht besser!
• Und die nach Neugeborenenreanimation gerufenen Neonatologen puffern auch schon mal blind, ohne BGA.

Das ist ein interessantes Phänomen in vielen Bereichen der Medizin: Was man sich als Anfänger eingeprägt hat, bleibt haften und wird dann kaum noch in Frage gestellt. Viele „Oldies“ argumentieren mit den Argumenten ihrer alten Lehrer; „Wir haben das bei xyz immer so gemacht…“

Ein Klassiker in dieser Hinsicht scheint mir die kontroverse Azidosebehandlung zu sein. John H. Boyd und Keith R. Walley aus den Critical Care Research Laboratories aus Vancouver (Kanada) nehmen zu den Behandlungsgrundsätzen mit Natrium-Bicarbonat (NaBi) Stellung (1).

Sie erinnern daran, dass in den Surviving Sepsis Guidelines von 2008 gegen den Gebrauch von Natrium-Bicarbonat bei einem pH von mehr als 7,15 argumentiert wird, und fragen: Was machen wir bei einem darunterliegenden pH-Wert? Immerhin geben 2/3 der nordamerikanischen Ärzte bei einem pH < 7,0 dann doch NaBi. Erstaunlicherweise gibt es zu diesem Thema keine umfassenderen klinischen Studien.

Wie entsteht eine Laktazidose?

Üblicherweise liegt ein Ungleichgewicht zwischen Produktion und Abbau von Laktat vor. Milchsäure entsteht als Nebenprodukt bei der Glykolyse, wenn bei der oxidativen Phosphorylierung Pyruvat nicht vollständig abgebaut werden kann. Pyruvat entsteht in einem letzten Schritt der Glykolyse. Die Metabolisierung von Pyruvat hängt von der Verfügbarkeit von Sauerstoff ab.
Da das Sauerstoffangebot und seine Verwendung im Metabolismus von Glukose, Pyruvat und Laktat essentiell sind, kommt es bei Störungen des Sauerstoffangebots unter Umständen zu einem exzessiven Laktatanstieg.
Damit kommen als Ursachen eines Laktatanstiegs durch hohe Laktatproduktion in Frage:
1.    jede Schockform,
2.    regionale Ischämien wie:

• Mesenteriale Ischämien,
• Kompartmentsyndrome,
• Andere arterielle Perfusionsstörungen.

3.    Schwere (!) Anämie,
4.    Medikamente oder Toxine, die die oxidative Phosphorylierung beeinflussen wie:

• Metformin,
• Propofol (ab einer bestimmten Menge),
• Kohlenmonoxid,
• Methämoglobinbildner wie Prilocain bei Überdosierung.

Auf der anderen Seite kann der Laktatabbau behindert sein bei
1.    Leberfunktionsstörungen (die Leber baut 50 % des Laktats ab),
2.    Nierensstörungen (die Niere baut ebenfalls Laktat ab, gemeinsam mit – in geringerem Ausmaß – den Skelettmuskeln, den Erythrocyten und dem Herzen); die Laktatausscheidung über die Niere kann in Zeiten erhöhten Anfalls von normal 2 % auf maximal 10 % gesteigert werden.

Laktazidose ohne Schock

Bei Gesunden sind die Wege weitgehend klar – nicht so aber bei Schwerkranken. Auch ohne Schock kann bei früher Sepsis eine Laktazidose auftreten. Wahrscheinlich können zirkulierende Entzündungsmediatoren die Leber so umformen, dass sie Laktat nicht nur nicht beseitigt, sondern im Gegenteil Laktat produziert.
Regulation der Wasserstoffionen: Die Hauptquelle der Wasserstoffionen ist der normale Metabolismus.

Unterscheiden Sie Azidosen über die Anionenlücke

Wie unterscheiden Sie Azidosen durch erhöhten Wasserstoffionenanfall von denen mit erniedrigtem Pufferpool? Niedrige extrazelluläre Bicarbonatkonzentrationen (Normalwert für aktuelles und Standardbicarbonat arteriell und venös: 21–26 mmol/l) können Folge des Anfalls von vermehrter Säure sein oder aber Folge eines Verlustes von Bicarbonat aus dem extrazellulären Kompartment.

Eine einfache Unterscheidung können Sie über die Anionenlücke vornehmen (Normalwert in Plasma/Serum 7–16 mmol/l). Die Anionen zu Natrium sind überwiegend Chlorid und Bicarbonat. Das heißt: Natrium minus (Summe aus Chlorid [Cl-] und Bicarbonat [HCO3-]) ergibt üblicherweise einen Wert zwischen 7–16 mmol/l. Der Wert wird größer, wenn weniger Bicarbonat vorhanden ist, weil es gebraucht wird, um eine neu hinzugetretene Säure zu neutralisieren (z. B. Laktat oder Ketonsäuren).

Wann nützt Ihnen die Bicarbonatgabe?

Geht aus dem Puffer-Pool kontinuierlich Bicarbonat verloren (wie bei der renalen tubulären Acidose), dann ist die Gabe von Bicarbonat über Tage und Wochen (oder seines metabolischen Vorläufers Citrat) erfolgreich und sinnvoll.

Wann nützt die Bicarbonatgabe nicht?

Im Schock oder bei Gewebshypoxie kommt es zur Laktazidose durch einen hohen Anfall an Säure, bedingt durch die metabolischen Probleme eines anaeroben Stoffwechsels. Der Puffer-Pool ist normal.
Die Quelle des Laktatanfalls liegt intrazellulär. Laktat muss aus dem Zellinneren in das extrazelluläre Kompartment kommen, damit das Plasmalaktat ansteigt.
Mit anderen Worten: Das Problem wird extrazellulär gemessen, liegt aber intrazellulär!

Dadurch entstehen 2 Probleme

1. Eine therapeutische Strategie von außen nach innen löst nicht unbedingt die Probleme, die durch Vorgänge von innen nach außen entstanden sind.
2. Zellmembranen verhindern einen leichten Fluss von H+- und HCO3--Ionen. Der Raum, in dem Sie den pH erhöhen möchten (intrazellulär), ist nicht unbedingt durch extrazelluläre Veränderungen von außen zugänglich.

Zusammenfassung

Die Gabe von Bicarbonat erhöht den extrazellulären pH. Sie korrigiert nicht die intrazelluläre Acidose und verändert damit kaum die Organfunktion (wie die Myokardkontraktilität).

Intrazelluläre Acidose durch Bicarbonat!

Während H+- und HCO3--Ionen nicht schnell durch die Membran diffundieren, gelingt dies CO2 rasch. Intrazellulär wird durch die hohe CO2-Konzentration gemeinsam mit Wasser Kohlensäure entstehen, die den intrazellulären pH erniedrigt. Damit wird die Natrium-Bicarbonat-Gabe so lange eine intrazelluläre Acidose bewirken, bis das Kohlendioxid durch erhöhte Atmung abgegeben ist.

Die Formel dazu lautet:

HCO3- + H+ ↔ H2O + CO2

Abatmen ist nicht leicht!

Durch 50 mmol Bicarbonat entsteht mehr als 1 Liter Kohlendioxid. Das entspricht der Menge, die im Körper unter normalen Bedingungen in 5 Minuten anfällt. Geben Sie also 50 mmol über 5 Minuten, müssen Sie in dieser Zeit die alveoläre Ventilation verdoppeln, was längst nicht immer möglich ist. Man wird bei schneller Gabe einen sehr hohen lokalen pCO2 verursachen. Wenn das Blut mit diesem hohen Kohlendioxidpartialdruck die Koronarien passiert, werden auch die kardialen Myozyten diesem Partialdruck ausgesetzt. Das wird die Kontraktilität vermindern; tierexperimentell wurden dabei auch Herzstillstände beobachtet.

Klinische Evidenz

Bis heute gibt es nur 2 kleine prospektive randomisierte Studien zur Bedeutung von Natrium-Bicarbonat bei Laktazidose (2; 3). Beide untersuchten Natrium-Bicarbonat gegen Kochsalzlösung und kamen zu folgenden Schlussfolgerungen:

• Natrium-Bicarbonat führt zu einem erheblichen Anstieg des pH intraarteriell und venös, zu einem starken Anstieg von Serum-Bicarbonat und Kohlendioxid.
• Das ionisierte Calcium wird um 10 % erniedrigt und verhindert damit jeden positiv inotropen Effekt.
• Cardiac output und mittlerer arterieller Blutdruck werden nicht verändert (auch nicht bei Patienten mit einem pH von < 7,15.
• Der pH-Anstieg hielt nur 30 min an.

Schlussfolgerungen

Die Autoren Boyd und Walley sehen wenig Sinn in der Bicarbonatgabe bei einem pH über 7,0. Die wichtigste Maßnahme für Sie ist, die Ursache für den Laktatanstieg zu bekämpfen. Wenn bei extremen Werten dennoch Bicarbonat gegeben wird, muss dies ganz langsam geschehen. Eine symptomatische Verbesserung kann durch Einsatz einer kontinuierlichen Nierenersatztherapie erfolgen. Die Volumenersatzflüssigkeit sollte Bicarbonat-gepuffert sein. Vermeiden Sie eine Citratgabe! Von anderen Puffern wie Carbicarb sind keine klinisch bedeutsamen Vorteile bekannt.

1)    Boyd J et al. Current Opinion in Critical Care 2008; 14 (4), 379-383
2)    Cooper DJ et al. Ann Intern Med 1990;112:492-498
3)    Mathieu D et al. Crit Care Med 1991;19:1352-1356

Quelle: Anästhesie aktuell