Base excess – beyond the basics

Base excess (BE) är ett värde som svaras ut på de flesta system som används för patientnära analys av blodgaser i Sverige idag. BE är en viktig pusselbit vid analys av syra-basstatus och i det här inlägget går Mikael på djupet i ämnet och har även gjort ett efterföljande quiz där du kan testa dina kunskaper inom blodgastolkning. Läs vidare för att lära dig mer om hur base excess beräknas, hur det kan användas vid analys av syra-basstatus, hur du beräknar om sekundära kompensatoriska mekanismer för pH-balans är tillräckliga, och hur du kan göra för att avslöja om det föreligger flera syra-basrubbningar samtidigt. Inlägget spänner över ett brett fält med allt ifrån en historisk exposé till nördiga formler och exempel med patientfall. Tyck gärna till och kommentera inlägget eller återkoppla till oss via mail eller på hemsidan. Base excess, nyckeln till kombinerade syra-basrubbningar

Sammanfattning och viktigaste punkter

  • BE är ett kalkylerat värde och representerar ett index över den icke-respiratoriska (metabola) komponenten av syra-basbalansen och bör i första hand tolkas i relation till pH och pCO2 vid bedömning av syra-basstatus. 
  • Normalt referensintervall är mellan +3 och -3 mmol/liter. Om BE > +3 mmol/l föreligger metabol alkalos. Om BE < -3 mmol/l föreligger metabol acidos. Ju större avvikelse från normalintervallet, desto allvarligare underliggande rubbning
  • Fysiologiska lagar reglerar förhållandet mellan primär rubbning och sekundär kompensation, således kan förväntad storlek på sekundär kompensation beräknas.
  • Om nivån av sekundär kompensation avviker från det förväntade bör kombinerade syra-basrubbningar eller multipla sjukdomsorsaker misstänkas.
  • Anjongap albumin och laktat bör regelmässigt tas i beaktande om det kompensatoriska svaret avviker från det förväntade och beroende på dessa värden kan utredningen fokuseras på underliggande tillstånd. 
  • Vid mycket låga S-albuminnivåer bör BE korrigeras enligt formeln 0,25 x (42 – [S-albumin g/L)]

Bakgrund och historia

Konceptet med base excess kan historiskt spåras tillbaka till 1950 och 1960-talen. Under ett polioutbrott i Danmark noterades att poliodrabbade patienter hade mycket höga halter av bikarbonat i blodet och man trodde först att denna metabola alkalos av oklar genes var associerad med poliosjukdomen i sig. Senare under polioutbrottet fann man att höga halter av bikarbonat hos poliopatienterna snarare berodde på höga halter av koldioxid sekundärt till neuromuskulär påverkan och nedsatt ventilation. Man misstänkte således att de höga HCO3-nivåerna var en kompensatorisk metabol alkalos, och man startade på basen av de insikterna omfattande program för manuell ventilation av poliodrabbade, vilket tros ha bidragit till många patienter överlevde. Så sent som på 1950 och 60-talet var det begränsad tillgång till laboratorieanalyser av syra-basbalansen och det fanns i princip ingen tillgång till mekanisk ventilation i respirator på det sätt som vi känner till idag. Slutsatserna man drog vid polioutbrottet i Danmark på 50-talet var att primära rubbningar i syra-basbalansen har sekundära kompensatoriska mekanismer.  Detta är en essentiell princip och grundförutsättning när vi analyserar syra-basbalansen och vid blodgasanalys även idag [1].

Olika sätt att bedöma den metabola komponenten i syra-basbalansen 

Det finns olika sätt att bedöma den metabola komponenten i syra-basbalansen som skiljer sig lite åt. Vi redogör nedan översiktligt för tre metoder och kommenterar kortfattat fördelar och nackdelar. 

1. CO2/HCO3 – metoden. 

Kallas även för “the boston approach”. Bygger helt på Henderson-Hasselbachformeln och bygger på data från en stor kohort stabila patienter med kända med “kompenserade syra-basrubbningar. Denna metod är enkel och lämpar sig väl för enklare syra-basrubbningar, men eftersom HCO3 påverkas av PaCO2 blir omfattningen av andra syror än koldioxid svårare att bedöma. CO2/HCO3-metoden är mest användbar för att avgöra habituellt pCO2 hos patienter med kronisk respiratorisk insufficiens som vid t e x KOL [10].

2. Base excess/deficit – metoden

Kallas också den danska metoden eller “Köpenhams-metoden”. Vi går igenom Base Excess-metoden i detalj nedan, men kortfattat kan den anses vara mindre påverkad av den respiratoriska komponenten av syra-basbalansen och därmed bättre spegla den metabola komponenten. Svagheter som förts fram är att värdena kan bli osäkra vid låga albuminnivåer och att den bygger på en in vitro modell [1,2,10]. 

3. Anjongap-metoden

Den här metoden försöker adressera svagheterna i både boston- och Köpenhamnsmetoderna och bygger på principen om elektroneutralitet. Anjongapet (AG) är skillnaden mellan positivt och  negativt laddade joner i extracellullärvätskan och beräknas AG = ( [Na] + [K]) – ([Cl] + [HCO3]) och är normalt mellan 12-16 mmol/L (beroende på lokala referensvärden). Vid metabol acidos ansamlas anjoner som t e x laktat och ketoner vilka inte ingår i ekvationen vilket ökar anjongapet pga att syror med negativ laddning leder till lägre HCO3-nivåer då fysiologiska processer försöker bibehålla elektroneutralitet. Svagheter med den här metoden kan vara att värdera vilket värde som bör anses vara ett normalt anjongap och beräkningarna påverkas även av albumin och fosfat, samt att att bikarbonatnivåerna kan påverkas av yttre påverkan på pCO2 som vid tex mekanisk ventilation [10]. 

Definition av base excess

Den biokemiska definitionen av base excess som hänvisas till i litteraturen brukar anges som att base excess kan definieras som den koncentration av stark syra eller stark bas, vilken krävs för att, i en in-vitromiljö, i ett prov med helblod återställa pH till 7,40 medan pCO2 i samma prov hålls konstant vid 5,32 kPa och provets temperatur hålls konstant vid 37 grader celsius

Genom att pCO2 hålls konstant måste alla förändringar i pH bero på den icke-respiratoriska komponenten av syra-basbalansen. Om det inte sker någon förändring av pH vid konstant pCO2 behövs ingen tillsats av stark syra/bas för att hålla pH vid 7,40 och base excess är således 0 mmol/l. Om base excess är +6 mmol/l behövs stark syra tillsättas och vid BE -6 mmol/l behövs stark bas. Det senare benämns ibland även för base deficit.

I litteraturen hänvisas även till olika typer av base excess som skiljer sig en aning åt, men på de flesta blodgasanalyser som används i klinisk praxis, är Standard Base Excess (SBE) det som normalt används och benämns base excess. SBE kallas även base excess i extracellullärvätskan och definieras som summan av den buffrande kapaciteten i extracellullärvätskan, och utgörs av hemoglobin, plasmaproteiner, fosfat och bikarbonat. SBE kommer fortsättningsvis att kallas base excess i den här artikeln. 

Base excess kan förenklat anses representera den icke-respiratoriska komponenten i syra-basbalansen (metabol alkalos och metabol acidos) och hur mycket värdet avviker från normalintervallet speglar allvarlighetsgraden av den underliggande icke-respiratoriska syra-basrubbningen. De flesta blodgasapparater beräknar idag base excess (SBE) baserat på en modifiering av Van Slyke-ekvationen: SBE = (HCO3 − 24.4) + (2.3 x Hb + 7.7) x (pH − 7.4) x (1 − 0.023 x Hb). I beräkningar av SBE antas ett Hb-värde schablonmässigt på 30-50 g/L för att minimera påverkan av skillnader i Hb-värdet. Svaret ges i mmol/liter och normalintervallet är mellan 0 +- 3 mmol/liter [1,10].

Base excess normalvärden

  • Normalvärde för BE är +- 3 mmol/liter
  • Metabol acidos definieras som BE – 3 mmol/l eller lägre 
  • Metabol alkalos definieras som BE +3 mmol/l eller högre.

Tre principiella steg vid bedömning av Base Excess vid blodgasanalys

Base excess kan användas som en del i analysen av störningar i syra-basbalansen och analysen med base excess kan delas in i tre principiella steg

  1. Bedöm av base excess i relation till pH och pCO2
    • Vilken är den primära stora-basrubbningen?)
  2. Föreligger adekvat kompensation
    • Beräkna kompensation i relation till den primära rubbningen och bedöm enligt tabell 1 nedan? Om nej gå vidare till punkt tre.
  3. Analysera orsaker till aktuellt base excess i relation till förväntat base excess, korrigera för albumin och beräkna anjongap
    • Beror avvikande BE på avvikande S-Na, S-Cl eller S-Albumin eller alla tre?
    • Är anjongapet förhöjt vilket indikerar en kombinerad metabol rubbning?

Ibland förekommer flera syra-basrubbningar samtidigt och det kan då vara svårt att förstå vilken rubbning som är den primära. Metabola rubbningar av syra-basbalansen utan samtidigt respiratorisk kompensation kan leda till särskilt allvarliga syra-basrubbningar och kräver ofta snabba och kraftfulla behandlingsåtgärder som t. ex.  mekanisk ventilation i respirator eller intensivvård.

Beräkning av adekvat kompensatoriskt svar på primär syra-basrubbning

I en metaanalys från 1998 undersökte författarna relationen mellan pCO2 och base excess i historiska studier och slutsatserna i artikeln ledde fram till fyra principer eller regler som kan användas för att ställa upp ekvationer och beräkna om en adekvat kompensation föreligger [3].

Tabell 1. Syra-basrubbningar och förväntat kompensatoriskt svar (sammanställd från ref 1,2,3)

Klicka på länken nedan för nedladdningsbar högupplöst PDF

Beräkning-av-kompensatoriskt-svar

 

Nedbrytning av beståndsdelar som påverkar base excess och kombinerade metabola syra-basrubbningar

Man kan utföra omfattande matematiska beräkningar för att räkna ut hur olika ämnen som HCO3, Cl, albumin och Na var för sig påverkar base excess, men vi rekommenderar en enklare variant där man räknar ut albuminkorrigerat base excess och vid oklara mer komplicerade svårbedömda rubbnignar, även albuminkorrigerat anjongap.

Albumin och base excess

Albumin är en neg laddad molekyl och ett av de blodproteiner som ingår i kroppens pool av buffrande baser. Vid låga albuminvärden (som ofta ses hos kritiskt sjuka) riskerar patienter att utveckla metabol alkalos pga samtidig stegring av HCO3, då kroppens fysiologiska processer försöker upprätthålla elektroneutralitet [5,6]. Det handlar om en påverkan på base excess med ca 1,25 mmol/L per 5g/L albumin [5]. Dessa patienter utvecklar då ofta en metabol alkalos med lågt anjongap [6]

 Base excess beräkningar enligt Van Slykes formel tar oftast inte hänsyn till låga albuminnivåer, vilka kan påverka BE-värdet. Frågan blir intressant när man sätter cut-off värdet för metabol acidos/alkalos hos patienter med mycket låga albuminnivåer eller beräknar skillnaden mellan faktisk base excess och uppmätt base excess [4]. Hur BE påverkas av av albumin kan beräknas enligt formeln

albumineffekt på base excess = 0,25 x (42 – [S-albumin /g/L]) och formeln bygger på studier av Figge et al [7,8] 

Exempel: S-albumin är 28 g/L, påverkan på BE blir således 0,25 X(42-28)= 0,25 x 14 = 3,5 mEq/L[5].

Vid låga albuminnivåer (som ofta ses hos kritiskt sjuka) finns därför en risk att överskatta uppmätt base excess jämfört med faktiskt albuminkorrigerat base excess och därmed missa en metabol acidos pga ett falskt normalt anjongap [5].

Albuminkorrigerat anjongap

Anjongapet är en viktig variabel i syra-basanalysen för att avslöja ämnen i blodet som kan ge upphov till metabol acidos . Anjongapet kan beräknas på lite olika sätt men oftast enligt formeln = (Na ) – (Cl + HCO3). Eftersom kroppen strävar efter elektroneutralitet, talar ett högt anjongap för att det finns någon syra i blodet som påverkar relationen mellan positivt och negativt laddade joner. Vanliga kliniska tillstånd med ett högt anjongap är t ex diabetes ketoacidos där betahydroxysmörsyra påverkar anjongapet, intoxikation med salicylater, laktatstegring vid epileptiska kramper och uremi vid njursvikt. Vid okomplicerade sådana tillstånd ses även motsvarande pH-påverkan; vi ser en acidemi (lågt pH) och en metabol acidos BE < -3). Albumin kan påverka tolkningen av anjongapet och i en artikel i NEJM från 2018  rekommenderas att man ökar anjongapet med 2,5 mmol/l för varje förändring av albumin med 10g/L från “normalvärdet” 40g/L[3]. Huruvida anjongapet ska korrigeras för albumin eller inte är enligt vår uppfattning mer omdebatterat än albuminkorrigerat base excess. Enligt samma teoretiska modell som för albuminkorrigerat base excess förespråkar vissa ett albuminkorrigerat anjongap. Dock har detta i studier inte visats sig ha någon större klinisk fördel för att upptäcka t e x lätt till måttlig laktacidos [9], men dessa studier gjordes innan laktat regelmässigt analyserades på blodgasen, vilket oftast är fallet idag. Få studier är gjorda på syra-basbedömningar vid låga albuminnivåer och man kan därför, som en försiktig approach oberoende av uppmätt anjongap, riskbedömma för ansamling av ketoner, uremiska produkter, laktat eller om klinisk misstanke finns även andra syror (ex salicylat, toxiska alkoholer).

Exempel på kliniska tillstånd där kombinerade syra-basrubbningar kan förekomma

Exempel 1 optiatintoxikation och diabetes ketoacidos

Drogmissbrukande patienter riskerar oftare att drabbas av medicinska komplikationer till kroniska sjudomar som t e x diabetes. Ett exempel på en patient med kombinerad syrabasrubbning är en patient med diabetes som pga drogmissbruk slarvat med insulinet och drabbats av en ketoacidos (metabol acidos) och samtidig opiatöverdos med koldioxidretention. Den patienten kommer att ha en samtidigt respiratorisk- och metabol acidos istället för en kompensatorisk respiratorisk alkalos vilket leder till en allvarlig pH rubbning med mycket lågt pH som följd.E

Exempel 2. Diabetes ketoacidos med uttalade kräkningar

En patient med diabetes ketoacidos (metabol acidos) som har samtidiga kräkningar som leder till förlust av kloridjoner och metabol alkalos. Den patienten kommer att ha en kombinerad metabol acidos och alkalos, vilket kan avslöjas via ett högt anjongap pga ketoner (syra) i blodet. Det bör således misstänkas om anamnesen och övriga blodprover starkt talar för diabetes ketoacidos men pH och BE avviker från det förväntade vid tillståndet

Exempel 3. Metabol acidos och svår KOL

Vid tIllstånd som t e x sepsis med laktatstegring, generell kramp eller annan metabol acidos är den respiratoriska kompensationen en viktig funktion för att minska den metabola påverkan på syra-basbalansen. KOL-patienten kommer pga av sin kroniska lungsjukdom ha mindre marginaler att respiratoriskt kompensera för den metabola komponenten, vilket ger större påverkan på syra-basbalansen än motsvarande metabol rubbning hos en lungfrisk patient.

Dessa patienter kommer även att vara svårare att räkna på rubbningarna eftersom de har en kronisk kompensatorisk metabol alkalos som utgångsläge pga sin kroniska koldioxidretention. De kan således ha en relativ metabol acidos trots ett normalt eller positivt BE, men deras anjongap kommer då att vara högt pga den nytillkomna syran i blodet.

Referenser:

  1. Berend K. Diagnostic use of base excess in acid-base disorders. New Eng J Med 2018; 378: 1419-28. 
  2. https://acutecaretesting.org/-/media/acutecaretesting/files/pdf/base-excess–the-basics(1).pdf
  3. Schlichtig R, Grogono A, Severinghaus J. Human pCO2(a) and standard base excess compensation for acid-base imbalance. Crit Care Med 1998; 26: 1173-79.
  4. M. Park. Clinical utility of standard base excess in the diagnosis and interpretation of metabolic acidosis in critically ill patients.Braz J Med Biol Res 41(3) 2008
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3883200/
  6. Vincent et al. Albumin administration in the acutely ill: what is new and where next? Critical Care 20142014, 18:23
  7. Figge et al. Anion gap and hypoalbuminemia. Crit Care Med. 1998 Nov;26(11):1807-10.
  8. Figge et al. Serum proteins and acid-base equilibria: a follow-up. J Lab Clin Med. 1992 Nov;120(5):713-9.
  9. Dinh et al. Correcting the anion gap for hypoalbuminaemia does not improve detection of hyperlactataemia. Emerg Med J. 2006 Aug; 23(8): 627–629.
  10. Kishen R. Facing acid–base disorders in the third millennium – the Stewart approach revisited. International Journal of Nephrology and Renovascular Disease 2014:7 209–217

Metabol alkalos quiz

Metabol alkalos: kräkningar och diuretika – eller finns det mer att veta?

En hel del faktiskt! Läs inlägget om metabol alkalos och lägg 5 minuter på quizet för att testa dina kunskaper om en styvmoderligt behandlad syra-basrubbning som kan vara farligare än du tror för din patient.

Tyck till i kommentarsfältet, vi vill gärna ta del av dina åsikter!

Results

Bra jobbat! Alla rätt!

Tyvärr klarade du inte alla frågor.

Läs på lite till här på blodgas.se och gör om testet!

#1 Vad är definitionen för metabol alkalos i Sverige?

Det finns olika definitioner av metabol alkalos beroende på vilken litteratur man studerar. De är alla snarlika, men vi har valt definitionen från behandlingsprogrammet ”Akut internmedicin” (Stockholms Läns Landsting 2017) då den bäst överensstämmer med svenska provtagningsförhållanden och tar med Base Excess i definitionen.

#2 Vilket är det viktigaste organet för regleringen av kroppens HCO3-metabolism?

Njuren styr kroppens nivåer av HCO3 och elektrolyter vilket är viktiga komponenter i syra-bas balansen.

#3 Vad är den vanligaste läkemedelsorsakade anledningen till metabol alkalos?

Behandling med framförallt tiaziddiuretika mot hypertoni och loopdiuretika mot symtom vid hjärtsvikt är vanligt förekommande. Diuretikabehandling kan påverka syrabasbalansen genom störning av kroppens elektrolytbalans med metanol alkalos som följd.

#4 Vilket urinprov är en viktig del i provtagningen när man utreder metabol alkalos?

Kloridjoner och bikarbonatjoner är båda negativt laddade joner och står som motpol mot de positivt laddade jonerna i kroppen (som exempelvis natrium och kalium). Eftersom ett av kroppens starkaste reglerande system strävar efter elektroneutralitet behöver (något förenklat) summan av klorider och bikarbonat alltid vara ungefär samma. Det innebär att om den ena minskar, så ökar den andra, och tvärtom med påverkan på pH som följd. Detta eftersom bikarbonat påverkar syrabasbalansen. Kloridjoner utsöndras i olika hög grad i urinen vid olika tillstånd som kan orsaka metabol alkalos, varför en viktig pusselbit i utredningen blir mätning av urinklorider för att bättre förstå om det exempelvis kan finnas en hormonell orsak till syrabasrubbningen (som till exempel ökad mineralkortakoid aktivitet i kroppen).

#5 Vilken medicinorsakad orsak till metabol alkalos liknar effekterna av Gitelmans syndrom?

Gitelmanns syndrom är en ovanlig sjukdom som påverkar njurarnas reglering av elektrolytbalansen i kroppen och kan ge upphov till en hypoklorem hypokalem metabol alkalos. Detta är samma rubbning som kan ses vid behandling med tiaziddiuretika.

#6 Vilken vanlig sjukhusorsakad behandling kan orsaka metabol alkalos?

Behandling med ventrikelsond som är öppen kan leda till förluster av magsäcksinnehåll, och framförallt saltsyra, vilket ger upphov till metabol alkalos.

#7 Vilken av dessa elektrolytrubbnignar ger mest sannolikt upphov till metabol alkalos?

Hypokloremi ger upphov till metabol alkalos genom att bikarbonatnivåerna i blodet ökar för att upprätthålla elektroneutralitet.

#8 Vilket pH-värde är associerat med >45% mortalitet?

Metabol alkalos är ofta ett relativt snabbt övergående tillstånd och kroppen tolererar en mild metabol alkalos relativt väl. Vid mer uttalad kvarstående metabol alkalos påverkas centrala och perifera nervsystemet och symtom som konfusion, påverkat medvetande, ökad risk för epileptiska kramper och muskelryckningar kan ses. pH-värden >7,55 har kopplats till en mortalitet på ca 45%.

 

Mer information finns i följande artikel: Anderson LE, Henrich WL. Alkalemia associated morbidity and mortality in medical and surgical patients. South Med J 1987;80:729–33.

#9 Vilket av nedanstående endokrinologiska tillstånd kan mest sannolikt ge upphov till en metabol alkalos?

Ökad mineralkortikoid effekt som kan ses vid till exempel Cushings syndrom. Detta ger upphov till ökad absorption av natrium och vatten, minskade kaliumnivåer och ökad återupptag av bikarbonat i njuren med metabol alkalos som följd.

#10 Vad är en vanlig orsak till persisterande metabol alkalos (pH > 7.45) hos KOL-patienter som behandlas aktivt med NIV?

KOL patienter kan ha en kronisk koldioxidretention som leder till kompensatorisk metabol alkalos med höga bikarbonatvärden i blodet. Dock kan pH-värdena vara normala så länge patientens KOL inte försämras. De höga HCO3 nivåerna leder därmed till att kloridnivåerna i kroppen är låga och vid en akut exacerbation som behandlas med assisterad ventilation (NIV) regleras koldioxidvärdena snabbt till lägre nivåer medan bikarbonatnivåerna i kroppen är kvar på en högre nivå. Detta leder till återställande av pH och ibland även en metabol alkalos med högt pH som följd.

Om kloridnivåerna i kroppen är låga och inte ersätts i tillräckligt hög utsträckning via dropp eller genom kosten (som kan vara svårt vid akut respiratorisk insufficiens och sjukhusvård) kan låga kloridnivåer i kroppen leda till att en metabol alkalos i kroppen underhålls.

finish

Metabol alkalos – kräkningar och diuretika eller finns det mer att veta?

Metabol alkalos är en vanlig men ibland förbisedd syra-basrubbning som kan vara knepig att förstå sig på. Vad beror rubbningen på, hur behandlar man, vilka värden är farliga och när ska man starta fördjupad utredning? Frågorna är många och i det här inlägget djupdyker Mikael i ämnet och försöker reda ut begreppen. Håll även utkik efter det efterföljande quizet “The metabolic alkalosis Championship” där du kommer att kunna testa dina kunskaper om metabol alkalos när du läst blogginlägget. Det finns även ett sammanfattande flödesschema med förslag till utrednings- och handläggningsalgoritm som kan användas som checklista

Metabol-alkalos-flödesschema

 

Vi är intresserade att veta vad du tycker om innehållet på blodgas.se, tyck gärna till i kommentarsfältet!

Sammanfattning och viktigaste punkter

  • Metabol alkalos definieras som pH >7,45 och HCO3- >28mmol/L eller BE > +3.
    • pH <7,50 = lindrig pH>7,50 = måttlig och pH >7,55 = uttalad rubbning.
    • Lindrig metabol alkalos är ofta asymptomatisk och snabbt övergående.
    • Måttlig och uttalad rubbning som inte är snabbt övergående är förknippad med hög mortalitet
    • Vanliga utlösande orsaker är hypokloremi sekundärt till diuretikabehandling, antibiotikabehandling, kräkningar eller ventrikelsond
    • Andra utlösande orsaker kan vara hypovolemi, hypokalemi, hypomagnesemi
    • Majoriteten av patienterna svarar på behandling med natriumklorid (chloride responders) om inte – överväg utökad provtagning i första hand med U-klorider (se flödesschema).
    • Ovanligare orsaker kan vara endokrina tillstånd med ökade aldosteron- renin- och kortisolnivåer.
    • Ovanliga ärftliga tillstånd innefattar Gitelmans- och Bartters syndrom med ökad kloridutsöndring i urinen samt diarretillstånd med ökad kloridutsöndring via avföringen
    • Kontrollera anjongap och om skillnad mellan delta HCO3 och uppmätt HCO3, gå vidare med beräkning av förändringen av anjongapet från normalnivå delat delat med förändringen i bikarbonat från normalnivå (delta delta-ratio) för att inte missa kombinerade syra-basrubbningar.

Introduktion

Det finns olika definitioner av primär metabol alkalos beroende på vilken litteratur man studerar, men vi har valt pH >7,45 och [HCO3-] >28 mmol/L eller BE > +3 vilken är samma definition som används i  “Akut internmedicin behandlingsprogram för SLL 2017”. Den definitionen inkluderar begreppet Base Excess (BE), vilket är summan av alla buffrande baser i blodet och är en vanligt förekommande analys på patientnära blodgasanalyser inom akutverksamhet i Sverige.

I t ex USA används ofta bara bikarbonat [HCO3-] och inte base excess, och då brukar [HCO3-] > 30 mmol/L användas som gräns.

Metabol alkalos är en relativt vanlig syra-basrubbning bland patienter på akutmottagningar och i samband med sjukhusvård och orsakas av

  • ökad produktion eller tillförsel av alkali,
  • minskad utsöndring av alkali och/eller
  • ökad förlust av vätejoner från extracellullärvätskan.

Tillståndet är ofta asymptomatiskt vid lindrig alkalos, men vid måttlig-uttalad alkalos (pH >7,55 eller [HCO3-] >40mmol/L) kan cellulära funktioner påverkas och symtom som förvirring, kognitiv påverkan, muskelryckningar och ökad risk för epileptiska krampanfall uppträda. Måttlig-uttalad metabol alkalos som är svår att korrigera är förknippad med betydande ökad risk för mortalitet.

Fysiologiska processer som påverkar syra-basbalansen

Det finns några principiella system i kroppen som strävar efter balans för att upprätthålla normala fysiologiska funktioner. De principiella system som driver processer som påverkar t e x syra-basbalansen är

  • elektroneutralitet som innebär att summan av positiva joner =summan av negativa joner (strävan mot elektroneutralitet påverkar te x utsöndringen av elektrolyter och alkali i njuren).
  • pH inom normalt intervall (påverkar t e x hur andningen regleras för utsöndring av koldioxid eller njurens reglering av HCO3).
  • Iso-osmolalitet, antalet lösta partiklar per volymsenhet är densamma i alla kroppens vätskerum (påverkar t e x hur vatten rör sig mellan olika vätskerum i kroppen)

Metabol alkalos uppkomstmekanismer

Eftersom kroppens regleringssystem är effektiva, är metabol alkalos hos en i övrigt frisk individ oftast relativt snabbt övergående. Njuren har en viktig roll i regleringen av kroppens syra-basbalans genom sekretion och absorption av elektrolyter och ämnen som påverkar elektroneutralitet och pH. [HCO3-] nivåerna regleras i princip uteslutande i njuren som kompenserar tillstånd med ökad mängd alkali i extracellulärvätskan (ECV) genom ökad utsöndring i urinen. Konceptuellt kan man därför tänka att det krävs både en initieringsprocess och underhållsprocess för att metabol alkalos ska kvarstå. Underhållsprocessen kan förenklat förklaras genom minskad utsöndring eller ökat återupptag av [HCO3-] i njuren.

Initieringsprocesser

Processerna som ger upphov till metabol alkalos kan övergripande delas in de som ger ökade nivåer av alkali, eller minskade nivåer av vätejoner (H+) i ECV.

Ökade nivåer av alkali kan vara från en exogen källa (natriumbikarbonat, brustabletter, citrat vid blodtransfusion) eller endogena källor (nedbrytning av citrat, laktat och acetat). Kroppen är vanligen ganska bra på att reglera överskott av bikarbonat via ökad renal utsöndring och därmed förhindra att allvarlig alkalos uppkommer. Regleringen kan liknas vid ett handfat eller diskho som har ett översvämningskydd nära kanten; fylls det på mer vatten rinner extra vatten ut och handfatet svämmar inte över. Är det däremot stopp i avrinningsskyddet blir det översvämning, och detsamma händer i kroppen när regleringssystemen är påverkade vilket ger upphov till metabol alkalos.
Minskade nivåer av vätejoner kan bero på ökad utsöndring via njurarna (vid behandling med t e x tiazid- eller loopdiuretika) eller ökad utsöndring via magsäcken eller tarmarna (kräkning, v-sond, ileus, pylorusstenos)

Underhållsprocesser

Man kan dela in de underhållsprocesser som gör att en metabol alkalos kvarstår i principiellt fyra orsakskategorier:

  • Kloridbrist
  • Kaliumbrist
  • Hypovolemi med minskad ECV
  • Minskad glomerulär filtration (GFR som ses vid grav njursvikt)

Det finns även diverse andra mer svårkategoriserade tillstånd och vi har sammanställt ett flödesschema över de olika orsakerna till metabol alkalos här (se nedan).

Kloridbristorsakad metabol alkalos (hypoklorem metabol alkalos) är den vanligaste formen av metabol alkalos. Enligt principen om elektroneutralitet och pH-reglering som berörts ovan hänger ofta Cl- och HCO3- ihop på det sättet att minskar nivåerna av den ena, kommer nivåerna av den andra att öka och tvärtom. Ökade kloridförluser och låga nivåer av klorider i ECV kommer därmed att leda till att nivåerna av bikarbonat ökar, med metabol alkalos som följd.  

Ökade kloridförluster kan ses vid flera tillstånd där de vanligaste är

  • behandling med loop- och tiaziddiuretika,
  • förlust av magsyra vid kräkningar eller hos patienter som behandlas med ventrikelsond ur vilken det backar mycket magsyra.
  • användning av betalaktamantibiotika som te x piperacillin/tazobactam som då ofta orsakar en hypokalem, hypoklorem metabol alkalos.

Hos barn kan pylorusstenos ge upphov till kräkningar som resulterar i metabol alkalos och andra ovanliga kombinerade rubbningar som diabetes ketoalkalos finns också beskrivna. Diabetisk ketoalkalos innebär att det föreligger både en metabol acidos och metabol alkalos samtidigt och bör misstänkas vid uttalad hyperglykemi och klinisk bild som vid diabetes ketoacidos, men normalt, eller lätt sänkt pH. Anjongapet kommer då att vara förhöjt utan motsvarande minskning av HCO3 och pH vilket gör att en diabetes ketoacidos riskerar att missas. Vi föreslår därför att rutinmässigt räkna anjongap vid blodgastolkning och vid differens mellan anjongap och HCO3 och pH även räkna deltagap eller deltaratio för att inte missa kombinerade metabola rubbningar som kan maskera allvarlig sjukdom.

Kompensatorisk metabol alkalos (sekundär metabol alkalos)

Kroniskt underventilerade patienter har ökade nivåer av pCO2 i blodet. Pga kroppens strävan efter normalt pH leder det till en kompensatorisk metabol alkalos genom ökat bikarbonatupptag och ökad kloridutsöndring i njuren. Vanliga tillstånd med kronisk underventilering är kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) och neuromuskulära sjukdomar som ALS. Vid en akut på kronisk respiratorisk försämring, som vid en akut exacerbation av KOL, ses ökade nivåer av pCO2 i blodet med sjunkande pH som följd. Om det ventilatoriska problemet behandlas effektivt med t e x non-invasiv ventilation (NIV), leder det till sjunkande pCO2-nivåer och stigande pH, ibland till nivåer som orsakar en alkalos. Dessa patienter kan ha en kronisk kloridbrist vilket, om den inte ersätts via kosten eller i droppform kan leda till ökade nivåer av bikarbonat i relation till pCO2-nivåerna med en kvarstående metabol alkalos som följd. KOL-patienter kan därför efter NIV-behandling vid en akut exacerbation ha en kvarstående metabol alkalos (med pH >7,45) som beror på kloridbrist.

Exogent intag av Bikarbonat

Högt intag av kalciumkarbonatinnehållande antacida, som Rennie och Novalucol, kan ibland ge upphov till metabol alkalos genom ökade nivåer av HCO3 i blodet. Andra exempel är brustabletter innehållande natriumvätekarbonat. Anamnes avseende alla exogena substanser, även receptfria, är därför viktigt vid handläggning av tillstånd med ockult metabol alkalos.

Mjölk-alkali syndromet och hypercalcemi

“Milk-alkali”-syndromet är idag nästan en medicinhistorisk diagnos. Begreppet har sitt ursprung från att vissa patienter förr i tiden intog stora mängder mjölk och antacida som behandling för ulcus med efterföljande metabol alkalos, hypertoni och hyperkalcemi som följd. Idag kan liknande effekter ses hos patienter som står på höga doser, eller överkonsumerar calciumtabletter för tex osteoporos, särskilt om de kombineras med andra medel med bikarbonat (se stycket ovan).

Hyperkalcemi kan orsaka metabol alkalos genom vätskebrist och efterföljande ökat bikarbonatupptag, medan hyperkalcemi vid primär hyperparathyroidism oftare är associerad med metabol acidos.

Endokrinologiska orsaker till metabol alkalos – ökad mineralokortikoid effekt

Primär hyperaldosteronism ses vid t e x aldosteronproducerande tumörer eller binjurebarkshyperplasi. Den ökade nivåerna av aldosteron leder till påverkan på njurens elektrolytreglering med ökad resorption av natrium och vatten, hypokalemi och lindrig metabol alkalos.

Sekundär hyperaldosteronism med ökade reninnivåer orsakar också metabol alkalos. Dessa tillstånd kan delas in efter hydreringsgrad och samtidig förekomst av hypertoni. Vid reninproducerande tumörer och njurartärstenos ses höga renin- och aldosteronnivåer, euvolemi/hypervolemi och hypertoni.

Tillstånd med hypovolemi och hyponatremi leder till ökad reninfrisättning som i sin tur leder till ökade aldosteronnivåer med efterföljande metabol alkalos. Vid cushings syndrom och långvarig behandling med höga doser kortikosteroider (kortisonbehandling) kan en kombination av metabol alkalos, hypertoni, kliniska tecken till ökade kortisolnivåer och höga nivåer av klorider i urinen uppträda. Metabol alkalos vid ökade kortisolnivåer beror på kortisolets påverkan på mineralokortioidreceptorn i njurens samlingsrör.

Bartters- och Gitelmans syndrom – Ovanliga ärftliga tillstånd som ger metabol alkalos

Bartters syndrom är ett mycket ovanligt ärftligt tillstånd som leder till påverkan på njurtubuli vilket leder till salt wasting via urinen, hypokalemi, metabol alkalos och hyperaldostenorism. De skiljer sig dock från patienter med hög aldosteron genom att de diagnostiseras i yngre år och har normalt blodtryck. Hos barn med hypokalemi och metabol alkalos bör Bartters- och Gitelmanns syndrom övervägas. Vid Gitelmanns syndrom som är en liknande ärftlig påverkan på njurarnas förmåga att reglera elektrolytbalansen ses samma typ av metabol alkalos som vid behandling med tiaziddiuretika; hypokalem, hypoklorem metabol alkalos.

Klinisk approach, differentialdiagnostik och utredning vid metabol alkalos

För att sammanfatta initierings och underhållsprocesser samt skapa en överblick över differentialdiagnostik och utredning vid metabol alkalos har vi sammanställt ett flödesschema vilket sammanfattar en diagnostisk algoritm för utredning av metabol alkalos.

Figur 1. Flödesschema över klinisk approach för differentialdiagnostik och provtagning

Metabol-alkalos-flödesschema

 

Viktiga anamnestiska uppgifter

Kräkningar, diarréer, ätstörningar, nutrition, viktutveckling, andra kroppsliga förändringar, antacida, receptfria läkemedel, extrem kost.

Klinisk undersökning

Blodtryck, hydreringsgrad, kroppskonstitution (cushing), nutritionsstatus.

Provtagning

Utöver blodgas för identifikation av tillståndet, överväg fullständigt elektrolytstatus (Na, K, Mg, Cl, Ca, Fosfat), albumin, kreatinin, urea. Räkna anjongap och om osäkerhet mellan relationen HCO3 och anjongap, räkna också deltagap eller deltaratio. Urinklorider (U-klorider) är ett avgörande prov, men ofta finns det en tydligt utlösande orsak och då kan kontroll av U-klorider anstå till osäkra fall eller där patienten inte svarar på behandling.

Behandling

För specifika behandlingsrekommendationer rekommenderar vi att följa lokala riktlinjer och guidelines.

  • Lindriga och okomplicerade rubbningar

Behandlas förslagsvis genom att eventuella utlösande orsaker som läkemedel pausas eller tas bort. Om kloridbristtillstånd misstänks föreslås behandling med isoton NaCl och korrigering av eventuell Kalium och Magnesiumbrist.

  • Måttliga och uttalade rubbningar samt komplicerade fall utan tydligt utlösande orsak.

Handläggning sker förslagsvis i samråd med läkare som har vana att hantera komplicerade syra-basrubbningar och och eventuell riktad specifik behandling.

Svårighetsgrad och nivåindelning

De flesta verkar överens om att pH-värden mellan 7,46-7,50 innebär lindrig rubbning, och dessa är i de flesta fall asymtomatiska. I sällsynta fall samexisterar flera syra-basrubbningar vilket påverkar pH-värdet och kan göra att alkalosen underskattas (se tidigare avsnitt om diabetes ketoalkalos, aniongap, deltagap och deltaratio).

Gränsen för måttlig och uttalad metabol alkalos är något mer diffus men ofta anges pH värden mellan 7,50-7,55 som måttlig, och >7,55 som uttalad rubbning. Man har i några äldre studier sett en korrelation mellan måttlig och uttalad metabol alkalos och kraftigt ökad mortalitet bland sjukhusvårdade patienter, och vi föreslår att måttliga och uttalade rubbningar bör handläggas av läkare och vårdavdelningar med vana av att hantera syra-basrubbningar.

Sammanfattning

  • Gå igenom anamnes och sjukhistoria, läkemedelsanamnes och läkemedelslista och åtgärda uppenbara utlösande orsaker
  • Uteslut kompensatorisk rubbning sekundärt till kronisk hypoventilation (högt pCO2, lågt/normalt pH)
  • Bedöm volymstatus, blodtryck och kontrollera fullständigt elektrolytstatus.
  • Vanligaste orsaken är kloridbristtillstånd, som utlösts av  läkemedel (tiazid- och loopdiuretika, antibiotika) förlust av magsyra (v-sond, kräkningar).
  • Om uppenbar utlösande orsak föreslås att prova behandling med isoton koksaltinfusion (0,9% NaCl) och korrigera elektrolyter (hypokalemi, hypomagnesemi)
  • De flesta lindriga och okomplicerade metabola alkaloser svarar på given behandling med NaCl och elektrolytkorrigering.
  • Om ej tydligt utlösande orsak eller svårkorrigerad alkalos kontrollera urinklorider och urin-PH och överväg därefter ovanligare orsaker som genetiska eller endokrina rubbningar (se flödesschema).
  • Räkna anjongap och vid skillnad mellan uppmätt HCO3 och förväntat HCO3, gå vidare och kontrollera deltagap och deltaratio för att inte missa en kombinerad metabol rubbning.

Disclaimer

Innehållet i den här artikeln ska ses som åsikter från personerna bakom blodgas.se i allmänhet och författaren till inlägget i synnerhet. Innehållet ska ses som inspiration till fördjupad kunskap och diskussion och ska inte likställas vid behandlingsriktlinjer eller råd.

Referenser

  1. Soifer JT, Kim HT. Approach to Metabolic Alkalosis. Emerg Med Clin N Am 32 (2014) 453–463
  2. https://emedicine.medscape.com/article/243160-overview
  3. Galla JH. Metabolic Alkalosis. J Am SocNephrol 11: 369–375, 2000.
  4. Hodgkin JE, Soeprono FF, Chan DM. Incidence of metabolic alkalemia in hospitalized patients. Crit Care Med 1980;8:725–32.
  5. Anderson LE, Henrich WL. Alkalemia associated morbidity and mortality in medical and surgical patients. South Med J 1987;80:729–33.
  6. Tamara da Silva Cunha Ita Pfeferman Heilberg. Bartter syndrome: causes, diagnosis, and treatment. International Journal of Nephrology and Renovascular Disease 2018:11 291–301
  7. Piperacillin-tazobactam-induced hypokalemia and metabolic alkalosis. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3195141/
  8. KreuÈ S, Jazrawi A, Miller J, Baigi A, Chew M (2017) Alkalosis in Critically Ill Patients with Severe Sepsis and Septic Shock. PLoS ONE 12(1):e0168563. doi:10.1371/journal.pone.0168563
  9. Alkalotics Anonymous: Severe Metabolic Alkalosis. Nicholas Marston. Am J Med 2014. http://dx.doi.org/10.1016/j.amjmed.2013.09.006

Inlägget ”Metabol alkalos – kräkningar och diuretika eller finns det mer att veta?” publicerades först på blodgas.se