Niewydolność oddechowa w przebiegu leczenia cukrzycowej kwasicy ketonowej

przedstawiono istotne wyniki badań laboratoryjnych w momencie przyjęcia do szpitala oraz bezpośrednio przed intubacją. Lukę anionową w surowicy obliczono jako [Na]_S – ([Cl]_S + [TCO₂]_S), gdzie [Na]_S, [Cl]_S i [TCO₂]_S oznaczają odpowiednio stężenie sodu, stężenie chlorków oraz całkowite stężenie dwutlenku węgla w surowicy. Toniczność surowicy w mOsm/l obliczono jako 2 × [Na]_S + [Glu]_S, gdzie [Glu]_S oznacza stężenie glukozy w surowicy wyrażone w mmol/l.

Przypadek 1

Dwunastoletnia dziewczynka bez cukrzycy w wywiadzie została przyjęta do szpitala z powodu DKA, objawowej hipowolemii oraz patologicznej senności. W momencie przyjęcia do szpitala stężenie potasu w surowicy mieściło się w zakresie wartości prawidłowych (tabela), a stężenie fosforanów w surowicy wynosiło 6,1 mg/dl.

Początkowe leczenie polegało na wlewie insuliny oraz dużych objętości fizjologicznego roztworu soli. Po 4 godzinach u pacjentki doszło do zatrzymania krążenia i oddychania. W elektrokardiogramie stwierdzono migotanie komór. Badania laboratoryjne wykonane tuż przed zatrzymaniem krążenia i oddychania wykazały znaczną hipokalemię i hiperkapnię (tabela).

Po podjęciu resuscytacji metodami elektrycznymi i mechanicznymi, intubacji oraz wlewie dużych ilości chlorku potasu stan chorej się poprawił. Doszło jednak do ostrego uszkodzenia nerek, które opanowano bez potrzeby dializoterapii, ale pacjentka wymagała długotrwałej intubacji dotchawiczej (przez tydzień).

Przypadek 2

Czternastoletni chłopiec bez cukrzycy w wywiadzie został przyjęty z powodu DKA, śpiączki, drgawek oraz głębokiego spadku ciśnienia tętniczego. Tomografia komputerowa nie wykazała żadnych nieprawidłowości w mózgu. W badaniach laboratoryjnych wykonanych przy przyjęciu do szpitala stwierdzono skrajnie nasiloną hiperglikemię z hipertonicznością surowicy i hipokalemią (tabela).

Chłopcu podano dożylnie insulinę oraz duże objętości fizjologicznego roztworu chlorku sodu z dodatkiem chlorku potasu. Po 3 godzinach ciśnienie tętnicze wzrosło, ale stężenie glukozy w surowicy wynosiło 1794 mg/dl, a wyniki innych badań laboratoryjnych były następujące: stężenie sodu w surowicy 148 mmol/l, toniczność surowicy 391,7 mOsm/l, stężenie chlorków 112 mmol/l, całkowite stężenie dwutlenku węgla w surowicy 9 mmol/l, luka anionowa w surowicy 27 mmol/l, a stężenie potasu w surowicy 3,3 mmol/l. Zmniejszono prędkość wlewu fizjologicznego roztworu chlorku sodu. Stężenie potasu w podawanym płynie zwiększono przez dodanie fosforanu potasu, ale łączna prędkość podawania potasu się zmniejszyła, a ilość moczu oddawanego przez pacjenta znacznie się zwiększyła. Później hipokaliemia występująca u pacjenta jeszcze się nasiliła i rozwinęła się hiperkapnia (tabela), co doprowadziło do konieczności intubacji. Stężenie fosforanów w surowicy bezpośrednio przed intubacją wynosiło 2,5 mg/dl.

Wlew insuliny, hipotonicznego roztworu chlorku sodu oraz soli potasu umożliwił skorygowanie wszystkich nieprawidłowości biochemicznych u tego pacjenta. Pozostawał on zaintubowany przez 5 dni i obserwowano u niego długotrwałe splątanie, a następnie ciężką depresję. Pacjent wymagał hospitalizacji przez 25 dni.

Przypadek 3

Trzydziestopięcioletnia chora na cukrzycę typu 1 bez uprzednio rozpoznawanej choroby płuc została przyjęta do szpitala z powodu objawów zakażenia górnych dróg oddechowych, DKA, spadku ciśnienia tętniczego oraz splątania. Cztery dni przed przyjęciem do szpitala przestała przyjmować insulinę z powodu niedostatecznej podaży pokarmów. W momencie przyjęcia do szpitala badanie przedmiotowe płuc i zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej nie wykazały istotnych nieprawidłowości. Początkowe badania laboratoryjne wykazały kwasicę metaboliczną z niedostateczną kompensacją oddechową (tabela). Ponadto stężenie fosforanów w surowicy wynosiło 5,8 mg/dl.

Pacjentka otrzymała wlew insuliny i duże objętości fizjologicznego roztworu chlorku sodu z dodatkiem chlorku potasu. Występowała u niej stopniowo narastająca duszność, a po 6 godzinach od rozpoczęcia leczenia doszło do zatrzymania oddechu. Wyniki badań biochemicznych krwi tuż przed zatrzymaniem oddechu były lepsze (tabela). Pacjentka została zaintubowana i rozpoczęto wentylację mechaniczną. Ponowne zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej wykazało rozległe obustronne nacieki w płucach. Na podstawie posiewów plwociny i krwi rozpoznano pneumokokowe zapalenie płuc.

Pacjentka była leczona ampicyliną z sulbaktamem i gentamycyną, a jej stan powoli się poprawił. Pozostawała zaintubowana przez 6 dni.

Pytania

1. Jakie były mechanizmy niewydolności oddechowej w tych przypadkach?
2. Jakie środki mogłyby zapobiec niewydolności oddechowej w trakcie leczenia cukrzycowej kwasicy ketonowej?

Komentarz

Wystąpienie niewydolności oddechowej u tych pacjentów było poprzedzone określonymi nieprawidłowościami w badaniach laboratoryjnych, którym nie przeciwdziałano w dostatecznym stopniu we wczesnej fazie leczenia. U pierwszych dwojga pacjentów niewydolność oddechowa wystąpiła z powodu ciężkiej hipokaliemii, a u trzeciej pacjentki doszło do niej wtedy, gdy nawodnienie doprowadziło do szybkiego wystąpienia rozległych nacieków w płucach.

Zarówno zewnątrzkomórkowe, jak i wewnątrzkomórkowe zasoby potasu ulegają zaburzeniu zarówno w fazie rozwoju, jak i leczenia DKA. Glukozuria prowadzi do utraty potasu z moczem na drodze diurezy osmotycznej. ¹ Straty potasu następujące zarówno przed leczeniem, jak i w trakcie leczenia DKA muszą zostać uzupełnione. Ilość potasu, którą trzeba podać, może być bardzo różna. ² Ocena niedoboru potasu jest utrudniona przez przechodzenie potasu z komórek do kompartmentu zewnątrzkomórkowego i występowanie hiperkalemii z powodu braku insuliny, hipertoniczności osocza oraz prawdopodobnie samej DKA. ^{3, 4}

Złożony wpływ tych czynników na wewnątrz- i zewnątrzkomórkowe zasoby potasu w DKA prowadzi do dużej zmienności początkowo stwierdzanego stężenia potasu w surowicy, które zwykle jest zwiększone lub mieści się w zakresie wartości prawidłowych. Hipokaliemię stwierdza się w momencie przyjęcia do szpitala tylko w około 5% przypadków. ² Hipokaliemia lub nawet prawidłowe stężenie potasu w DKA są objawami głębokiego niedoboru potasu. ⁵ W takich przypadkach zaleca się wlew soli potasu przed rozpoczęciem wlewu insuliny i fizjologicznego roztworu chlorku sodu ⁶ ze względu na przewidywany spadek stężenia potasu w surowicy podczas leczenia.

Podawanie insuliny prowadzi zwykle do odwrócenia działania wszystkich czynników, które powodowały wychodzenie potasu z komórek. ⁴ Wielkości wychwytu potasu przez komórki podczas leczenia DKA nie można dokładnie przewidzieć. Zwiększenie objętości pozakomórkowej przez wlew dużych objętości fizjologicznego roztworu chlorku sodu oraz, co jeszcze ważniejsze, dalsza utrata potasu z moczem do czasu utrzymywania się glukozurii dodatkowo sprzyjającą hipokaliemii. Podczas leczenia DKA należy więc często monitorować stężenie potasu w surowicy.

To połączenie niedoboru potasu i efektów leczenia sprzyjających hipokaliemii może być przyczyną niewydolności oddechowej, którą można odwrócić przez intubację i wspomaganie wentylacji oraz wlew potasu. ^{7, 8} Tę kolejność zdarzeń ilustrują dwa pierwsze przedstawione przypadki. Problemem podczas leczenia pierwszej pacjentki, u której początkowo stwierdzono „prawidłowe” stężenie potasu, było niepodanie potasu od początku leczenia. U drugiego pacjenta zmniejszenie prędkości wlewu potasu zbiegło się ze znacznym wzrostem objętości oddawanego moczu (oraz prawdopodobnie znaczną utratą potasu z moczem, kiedy stan krążenia się poprawił, ale stężenie glukozy w surowicy było wciąż bardzo duże) i wychwytem potasu przez komórki pod wpływem działania insuliny. Ta kombinacja czynników spowodowała spadek stężenia potasu i niewydolność oddechową. U chorych z DKA i początkowo małym lub prawidłowym stężeniem potasu we krwi należy monitorować utratę potasu z moczem podczas leczenia i wykorzystywać te informacje – razem z danymi z monitorowania stężenia potasu w surowicy – do podejmowania decyzji dotyczących wlewu potasu.

W kwestii metabolizmu potasu w DKA należy rozważyć jeszcze dwa zagadnienia: 1) niedobór potasu może wykazywać oporność na suplementację u pacjentów ze znacznym niedoborem magnezu; ⁹ 2) niedobór potasu może być przyczyną nie tylko niewydolności oddechowej, ale również zagrażających życiu powikłań sercowych. ¹⁰ Najlepszym sposobem zapobiegania tym powikłaniom jest monitorowanie stężenia potasu w surowicy. Do innych mechanizmów poza zaburzeniami gospodarki potasowej, które mogą być przyczyną niewydolności oddechowej zarówno przy przyjęciu do szpitala, jak i podczas leczenia DKA, należą: niedobór fosforanów, ¹¹ zespół ostrej niewydolności oddechowej, ¹² obrzęk płuc u chorych z niewydolnością nerek, u których dochodzi do zwiększenia objętości zewnątrzkomórkowej w następstwie osmotycznego przesunięcia wody wewnątrzkomórkowej do kompartmentu zewnątrzkomórkowego podczas epizodów ciężkiej hiperglikemii, ¹³ a także oddechowe powikłania obrzęku mózgu ¹⁴ i neuropatii obwodowej. ¹⁵

Trzeci przedstawiony przypadek ilustruje jeszcze jeden mechanizm rozwoju niewydolności oddechowej w DKA. Znaczne zmniejszenie objętości wewnątrznaczyniowej może maskować rentgenowskie cechy zapalenia płuc u pacjentów z DKA, co może być przyczyną opóźnienia rozpoznania zapalenia płuc. Nacieki w płucach ujawniają się u tych chorych dopiero po nawodnieniu i mogą być przyczyną niewydolności oddechowej. Wskazówką przemawiającą za występowaniem patologii płucnej u trzeciej pacjentki już w chwili jej przyjęcia do szpitala była niewystarczająca kompensacja oddechowa kwasicy metabolicznej.

Albert i wsp. ¹⁶ stwierdzili ścisłą korelację (r=0,97) między stężeniem wodorowęglanów w osoczu oznaczanym w gazometrii krwi tętniczej ([HCO₃^–]_P) a ciśnieniem parcjalnym dwutlenku węgla we krwi tętniczej (PaCO₂) u pacjentów z prostą kwasicą metaboliczną. Fulop ¹⁷ przeprowadził analizę 27 przypadków DKA bez innych zaburzeń gospodarki kwasowo-zasadowej i opracował następujący wzór, podobny do wzoru, który podali Albert i wsp.: PaCO₂ = 7,27 ×  (1,57 [HCO₃^–]_P) ±4,04 mm Hg.

Odchylenia w odpowiedzi oddechowej u pacjentów z DKA [tj. ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla niemieszczące się w zakresie przewidywanym dla danej wartości stężenia wodorowęglanów na podstawie powyższego lub innego podobnego wzoru – przyp. tłum.] nakazują poszukiwanie dodatkowej choroby układu oddechowego, ośrodkowego układu nerwowego lub obwodowej patologii nerwowo-mięśniowej. U trzeciej przedstawionej pacjentki takie działania mogłyby doprowadzić do wczesnego leczenia zapalenia płuc i zapobiec niewydolności oddechowej lub zmniejszyć jej nasilenie.

Wskazówki kliniczne

• Jednym z głównych celów leczenia cukrzycowej kwasicy ketonowej jest uzupełnienie niedoboru potasu. Należy monitorować stężenie potasu w surowicy, a w wybranych przypadkach również utratę potasu z moczem i na tej podstawie podejmować decyzje dotyczące uzupełniania potasu.
• Przy przyjęciu chorego do szpitala, a w wybranych przypadkach również podczas leczenia DKA, należy oceniać odpowiedź oddechową na dane nasilenie kwasicy metabolicznej. Każde odchylenie od przewidywanego zakresu odpowiedzi powinno skłaniać do systematycznych poszukiwań odpowiedzialnego za to mechanizmu.

Copyright 2014 American Diabetes Association. From Clinical Diabetes, Vol. 32, No. 1, 2014, p. 28. Respiratory failure in the course of treatment of diabetic ketoacidosis. Reprinted with permission from The American Diabetes Association.