Chloridbelastung durch Chloridbelastung durch Infusionstherapie: Ist das relevant ? Infusionstherapie: Ist das relevant ?

AKEAKE--InfusionsseminarInfusionsseminar X X –– Bad Ischl, 12. Oktober 2006Bad Ischl, 12. Oktober 2006wilfred.druml@meduniwien.ac.atwilfred.druml@meduniwien.ac.at

Sollten wir Sollten wir „„physiologischephysiologische““KochsalzlKochsalzlöösungen vermeiden ?sungen vermeiden ?

Eine 20 Jahre alte Frau wird mit diabetischer Ketoazidose aufgenommen :

Aufnahme : Nach 24 Stunden Insulin / NaCl*

pH = 6.975 pH = 7.12

pCO2 = 9.2 mmHg pCO2 = 12.4 mmHg

SBE = - 28 SBE = - 24

HCO3- = 6 mmol/l HCO3

- = 8 mmol/l

• Nach den Richtlinien der Europ. und US Diabetes Gesellschaften

(Fallbeispiel nach Bruno Schneeweiss)

Sollten wir Sollten wir „„physiologischephysiologische““KochsalzlKochsalzlöösungen vermeiden ?sungen vermeiden ?

BGA-Aufnahme:

– SBE = -28– BENa+ = -1

Na+ = 136 mmol/L

– BECl- = -8Cl- = 108 mmol/L

– BEAlb = +3Alb = 33 g/L

– BEPi = -7Pi = 4.8 mmol/L

– BEUMA = -15

Nach 24 h „Kochsalzhydration“

– SBE = -24– BENa+ = 0

Na+ = 141 mmol/L

– BECl- = -19Cl- = 123 mmol/L

– BEAlb = +3Alb = 33 g/L

– BEPi = -7Pi = 4.8 mmol/L

– BEUMA = -2

Nach 48 Stunden Umstellung auf eine Chlorid-arme Lösung : pH = 7,45 SBE = 3,4

Zur Geschichte Zur Geschichte der der InfusionstherapieInfusionstherapie

Thomas Thomas LattaLattaLancetLancet 18311831

Geschichte derInfusionstherapie

Dr. Thomas LattaLancet 1832; ii:274

... I dissolved from two to three drachms of salt and two scupules of subcarbonate of soda in six pints of water ...

Entspricht etwa 2.8 l Infusionslösung mit90 mmol/l Natrium78 mmol/l Chlorid11 mmol/l Bikarbonat

InfusionslInfusionslöösungensungen„Physiologisches Kochsalz“

155 mmol/l Natrium, 155 mmol/l Chlorid, 310 mmosmol/kg

also wederisotonnoch

physiologisch

aber einfach, billig und schnell herstellbar !!

History of Infusion Therapy

Concerning the poisonous effect of pure sodium chloride solutions

upon the nerve-muscle preparationby Harvey Cushing

Am J Physiol 1902; 6: 77

It was accidental discovery in the preparation of so called physiological salt solution that, when sodium chloride was added to tap-water drawn from certain source of supply ...

Chlorid Chlorid –– Gehalt von InfusionslGehalt von Infusionslöösungensungen

On On thethe HistoryHistoryof Infusion of Infusion TherapyTherapy

Ringer SydneyRinger SydneyJ J PhysiolPhysiol 1883; 1883; 4: 294: 29--4242

InfusionslInfusionslöösungensungenElektrolytlösungen vom Typ

"Ringer-Lösung"mmol/l

Natrium 154 Kalium 4 Kalzium 2.7Magnesium 1.5 Chlorid 163Osmolalität 320

das Originalrezept enthielt NaBic !

Infusionstherapie Infusionstherapie

Plasma Thomas 0.9% Ringer- Ringer- KADCLatta NaCl Lösung Laktat

Natrium 140 90 154 154 131 90Kalium 4.2 - - 4.0 5.4 25Calcium 2.35 - - 2.7 1.8 1.0Magnesium 0.9 - - - 0.5 1.5Phosphat 1.25 - - - - 10Chlorid 103 78 154 163 112 65 Bicarbonat/ Organ.Anion

35 10 - - 28 23 Na/Cl- Ratio 1,36 1:15 1,0 0,94 1:17 1:38Osmolalität 295 180 308 324 280 215Werte sind mmol/l oder mosmol/kg

Zusammensetzung von Elektrolytlösungen

Rapid Saline Infusion Rapid Saline Infusion ProducesProducesHyperchloremicHyperchloremic AcidosisAcidosis in in PatientsPatients

UndergoingUndergoing GynecologicGynecologic SurgerySurgery

ScheingraberScheingraber S et al. S et al. AnesthesiolAnesthesiol 1999; 90: 1999; 90: 12651265--70 70

ChangesChanges in in serumserumsodiumsodium, , potassiumpotassium, , chloridechloride, , bicarbonatebicarbonate, , strongstrong ionion differencedifference and and osmolalityosmolality afterafter infusioninfusionof 2 of 2 litreslitres of 0.9% of 0.9% salinesalineoror Hartmann'sHartmann's solutionsolutionoverover 1h1h

((Ab)normalAb)normal salinesaline and and physiologicalphysiologicalHartmann'sHartmann's solutionsolution: a : a randomizedrandomized

doubledouble--blind blind crossovercrossover studystudy

ReidReid F et al. F et al. ClinClin SciSci 2003; 104: 172003; 104: 17--24 24

ChangesChanges in in serumserumsodiumsodium, , potassiumpotassium, , chloridechloride, , bicarbonatebicarbonate, , strongstrong ionion differencedifference and and osmolalityosmolality afterafter infusioninfusionof 2 of 2 litreslitres of 0.9% of 0.9% salinesalineoror Hartmann'sHartmann's solutionsolutionoverover 1h1h

((Ab)normalAb)normal salinesaline and and physiologicalphysiologicalHartmann'sHartmann's solutionsolution: a : a randomizedrandomized

doubledouble--blind blind crossovercrossover studystudyReidReid F et al. F et al. ClinClin SciSci 2003; 104: 172003; 104: 17--24 24

ChangesChanges in in bodybody weightweight, and in , and in serumserum albuminalbumin concentrationconcentration, , haemoglobinhaemoglobin concentrationconcentration and and haematocrithaematocrit, , afterafter infusioninfusion of 2 of 2

litreslitres of 0.9% of 0.9% salinesaline oror Hartmann'sHartmann's solutionsolution overover 1h1h

FluidFluid resuscitationresuscitation and and hyperchloremichyperchloremicacidosisacidosis in experimental in experimental sepsissepsis: : ImprovedImprovedshortshort--termterm survivalsurvival and and acidacid--basebase balancebalance

withwith HextendHextend comparedcompared withwith salinesalineKellumKellum John A. John A. CritCrit CareCare Med 2002; 30: 300Med 2002; 30: 300--0505

MeanMean survivalsurvival time time amongamong salinesaline--treatedtreated animalsanimals was was lesslesscomparedcompared withwith HextendHextend--treatedtreated animalsanimals

EffectsEffects of of HyperchloremicHyperchloremic AcidosisAcidosis on on ArterialArterial PressurePressure and and CirculatingCirculating

InflammatoryInflammatory MoleculesMolecules in Exp. Sepsisin Exp. SepsisKellumKellum John A. John A. ChestChest 2004 ; 125: 2432004 ; 125: 243--4848

MeanMean survivalsurvival time time amongamong salinesaline--treatedtreated animalsanimals was was lesslesscomparedcompared withwith HextendHextend--treatedtreated animalsanimals

AcidAcid loadload duringduring total total parenteralparenteral nutritionnutrition: : comparisoncomparison of of hydrochlorichydrochloric acidacid and and aceticacetic

acidacid on on plasmaplasma acidacid--basebase balancebalanceSugiuraSugiura SI et al. SI et al. NutritionNutrition 2000; 16: 2602000; 16: 260--63 63

BloodBlood pHpH, , plasmaplasma HCO3HCO3−−, BE, and , BE, and chloridechloride receivingreceiving controlcontrol((diamondsdiamonds), ), hydrochlorichydrochloric--acidacid ((squaressquares), and ), and aceticacetic--acidacid

((trianglestriangles) total ) total parenteralparenteral nutritionnutrition..**PP < 0.05, **< 0.05, **PP < 0.01 < 0.01 versusversus controlcontrol total total parenteralparenteral nutritionnutrition

AcidAcid loadload duringduring total total parenteralparenteral nutritionnutrition: : comparisoncomparison of of hydrochlorichydrochloric acidacid and and aceticacetic

acidacid on on plasmaplasma acidacid--basebase balancebalanceSugiuraSugiura SI et al. SI et al. NutritionNutrition 2000; 16: 2602000; 16: 260--63 63

Daily Daily urinaryurinary pHpH and NAE of and NAE of rabbitsrabbits receivingreceiving controlcontrol((diamondsdiamonds), ), hydrochlorichydrochloric--acidacid ((squaressquares), and ), and aceticacetic--acidacid

((trianglestriangles) total ) total parenteralparenteral nutritionnutrition. . PP < 0.05, **< 0.05, **PP < 0.01 < 0.01 vsvscontrolcontrol TPN. NAE, TPN. NAE, netnet acidacid excretionexcretion

Nachteile von Nachteile von ((un)physiologischemun)physiologischem NaClNaCl

EinfluEinflußß auf Volumenhaushalt und Nierenfunktionauf Volumenhaushalt und Nierenfunktion

hyperchlorhyperchloräämischemische AzidoseAzidoseBeeintrBeeinträächtigung der Nierenfunktion chtigung der Nierenfunktion GastrointestGastrointest. Motilit. Motilitäät t MukosaleMukosale PerfusionPerfusionBlutverlust und Blutbedarf Blutverlust und Blutbedarf GerinnungsstGerinnungsstöörungenrungenmentale Stmentale Stöörungen rungen ÜÜberlebensrate (Tierversuch) berlebensrate (Tierversuch)

AZIDOSE AZIDOSE

AminosAminosääurenuren-- und Proteinstoffwechsel und Proteinstoffwechsel Aktivierung der Aktivierung der ProteolyseProteolyseErhErhööhung der Aminoshung der Aminosääurenuren--OxidationOxidationStStöörung der rung der hepatischenhepatischen Albuminsynthese Albuminsynthese

GlucosestoffwechselGlucosestoffwechselSteigerung der peripheren InsulinSteigerung der peripheren Insulin--Resistenz Resistenz

Fettstoffwechsel Fettstoffwechsel StStöörung der rung der LipolyseLipolyse / Fettkl/ Fettkläärungrung

KnochenstoffwechelKnochenstoffwechelSteiergungSteiergung des des KnochanabbausKnochanabbausHemmung von Hemmung von OsteoblastenOsteoblasten

andere endokrine Effekteandere endokrine EffekteEPOEPO--ResistenzResistenzStStöörung der Vitamin D3 Aktivierungrung der Vitamin D3 AktivierungHemmung der Sekretion/ der Wirkung von GH/ IGFHemmung der Sekretion/ der Wirkung von GH/ IGF--I I Steigerung der Steigerung der GlucocorticoidGlucocorticoid--SekretionSekretion

metabolischemetabolische Nebeneffekte Nebeneffekte

Warum sollten wir Warum sollten wir „„physiologischephysiologische““KochsalzlKochsalzlöösungen vermeiden ?sungen vermeiden ?

Potentielle Quellen von Chlorid :(Un-) physiologisches NaCl als Standard-VolumsersatzVerwendung von Ringer LösungenNaCl als Trägerlösung von Medikamenten NaCl als Trägerlösung von PerfusorenChlorid-Salze von elektrolyten (K-Cl etc.)NaCl als Indikatorlösung für Messung des cardiac outputChlorid-reiche Aminosäurenlösungen für die parenterale Ernährung

Geschichte Geschichte derder InfusionstherapieInfusionstherapieThe effects of loss of gastric and pancreatic secretions and methods for restoration of normal conditions

in the bodyby Alexis F. Hartman and Robert Elman

J exp Med 1927; 50: 387

...This condition was thought would be fulfilled by a solution of the following composition :

NaCl 95 mmol/l, KCl 5 mmol/l, CaCl2 2.5 mmol/l, Na-Lactate 25 mmol/l...

InfusionslInfusionslöösungensungenElektrolytlösungen vom Typ "modifizierte

Ringer-Laktat-Lösung" = Standardlösungen zum Flüssigkeitsersatz (Angaben in mmol/l)

isoton halbisotonNatrium 140 70Kalium 5 2.5Kalzium 2 1Magnesium 1 0.5Chlorid 110 55Laktat 40 20

(oder Maleat, Azetat) Osmolalität ca.300 ca.150 mit 5% Glucose ca.600 ca.300

(a:a)

Infusionstherapie Infusionstherapie Basisbedarf an Flüssigkeit und

ElektrolytenFlüssigkeit 20 - 40 ml/kgKG/Tag*Natrium 0.5 – 1.5 mmol/kgKG/TagKalium 0.3 – 1.0 mmol/kgKG/TagPhosphat 0.7 – 1.0 mmol/kgKG/TagMagnesium 0.1 – 0.3 mmol/kgKG/TagCalcium 0.3 – 0.5 mmol/kgKG/Tag

* bei Fieber gesteigert

InfusionstherapieBEACHTE :In den meisten Indikationen sind die in

Ringer-Laktat enthaltenen zusätzlichen (Fiktion der „Vollständigkeit“) enthaltenen Elektrolyte (Kalium, Magnesium, Kalzium) nicht bedarfsentsprechend !!

InfusionstherapieMERKE :Infusionslösungen müssen NICHT „physiologisch“

zusammengesetzt sein, sondern unter der Therapie physiologische Verhältnisse erhalten bzw. wiederherstellen ...

(„physiologisch“ zusammengesetzte Infusionslösungen müssen nur bei hochvolumiger Zufuhr; z.B. Hämofiltration verwendetet werden !)

Infusionstherapie Infusionstherapie

BEACHTE :Die Zusammensetzung der meisten erhältlichen

Infusionslösungen basiert nicht auf (patho-) physiologischen Erwägungen sondern eher auf einem Zusammentreffen von historischen, technischen und kommerziellen Bedingungen….

(keine dieser Lösungen würde eine moderne Registrierungsbehörde überstehen..)

Warum sollten wir Warum sollten wir „„physiologischephysiologische““KochsalzlKochsalzlöösungen vermeiden ?sungen vermeiden ?

Was sollten wir tun ? :Avoid saline as a standard volume replacement solutionwhenever possible (use Lactated Ringer´s)Eliminate Ringer´s solution from you infusion therapyTry to avoid saline to dissolve drugsDo not use saline as solvent in motor pumpsReplace chloride salts of electrolytes by organic salts(potassium - / phosphate maletae)Do not use saline as indicator solution for cardiac outputmeasurementsUse modern low-chloride amino acid solutions forparenteral nutrition

Geschichte der Infusionstherapie

Der überhöhte Chlorid-GehaltDie Meinung, Infusionslösungen müsse

„physiologisch“ zusammengesetzt sein Der „Wildwuchs“ an unzähligen verschieden-

zusammengesetzten InfusionslösungenDie Wahl von Phantasienamen für

Infusionslösungen

Prinzipielle Probleme in der Entwicklung der Infusionstherapie :

ABER: Wo liegt das Optimum ??

InfusionstherapieForderungen :1. An der Station sollte eine klar

strukturierte Anzahl von möglichst wenigen Infusionslösungen verfügbar sein

2. Die Infusionslösungen sollen klar gekennzeichnet sein, wobei unmittelbar hervorgeht, was enthalten ist (keine „Phantasienamen“)

„„Standardisierte forcierte Standardisierte forcierte DiureseDiurese““; ; Elektrolytverhalten im Serum und HarnElektrolytverhalten im Serum und HarnKleinbergerKleinberger G et al. G et al. Wien Wien klinklin WochenschrWochenschr 1976; 88: 449 1976; 88: 449

EinfluEinflußß der standardisierten forcierten der standardisierten forcierten DiureseDiurese auf die auf die Elektrolytkonzentrationen im HarnElektrolytkonzentrationen im Harn

InfusionslInfusionslöösungensungenElektrolytlösung vom Typ “KACD"

= möglicherweise für viele Patienten optimalmmol/l

Natrium 90 Kalium 25 Kalzium 1.0Magnesium 1.5

Chlorid 65Maleat 23Phosphat 10 Osmolalität 215

InfusionstherapieBEACHTE :Obwohl derzeit verfügbare

Infusionslösungen sicherlich nicht ideal zusammengesetzt sind, muss klar festgestellt werden, dass durch eine individuelle Kombination von Lösungen und Elektrolyt-Konzentraten eine sachgerechte Therapie möglich ist !!

WhyWhy I I AvoidAvoid Saline in Infusion Saline in Infusion TherapyTherapy

Is it time for a new solution? Without doubt, themanufacturing industry would be ready to provide acrystalloid that in clinical trials has been shown to besuitable for both the initial treatment of hypovolaemia

and dehydration and for fluid maintenance duringsurgery, without exacerbating an existing metabolic

acidosis.Do we have to wait for another 100 years to pass

since Alexis Hartmann presented his solution in the1930s?

NICHOLAS J. WILKES, Clin Sci 2003; 104: 25-26

Chloridbelastung durch Chloridbelastung durch Infusionstherapie: Ist das relevant ? Infusionstherapie: Ist das relevant ?

JA !!!

Danke für Ihre Aufmerksamkeit