Jeder Sanitäter ist mit Dextroselösungen vertraut. Sie werden häufig in der präklinischen Arena verabreicht, vor allem für die Indikation von Hypoglykämie aller Ursachen, und ein Bolus von Dextrose hat oft schnelle und beeindruckende Ergebnisse. Andere Indikationen für die Verabreichung von Dextrose sind Hyperkaliämie, Überdosierung von oralen Hypoglykämika und in einigen Systemen Koma unbekannter Herkunft.
Die Verwendung dieses Mittels ist jedoch nicht ohne Komplikationen oder Risiken. Die Blutzuckerkonzentration nach Verabreichung variiert stark, wobei häufig eine signifikante Hyperglykämie auftritt.(1,2) Darüber hinaus erhöhen viele komorbide Zustände die Morbidität und Mortalität bei Hyperglykämie, wie Kopfverletzungen, Sepsis, Myokardinfarkt (MI) und Schlaganfall.(3,4,5,6) Hohe Glukosekonzentrationen können bei Kindern zu schweren Hirnödemen und zum Tod führen.(7,8) Weitere Komplikationen sind Thrombophlebitis und Gewebenekrose.
In Anbetracht dieser Risiken kann es an der Zeit sein, die Methode und Dosis, mit der wir hypertonische Dextrose verabreichen, neu zu bewerten.
Dextrose & Energie
Dextrose ist das primäre Kohlenhydrat, das von Zellen zur Produktion von Adenosintriphosphat (ATP), der Hauptenergiequelle im Körper, verwendet wird. Auch bekannt als Glukose, ist es ein Sechs-Kohlenstoff-Zucker, der von Glukose-Transporter-Proteinen in eine Zelle aufgenommen wird. Diese Proteine werden durch das Hormon Insulin aktiviert oder stimuliert, das von den Betazellen der Bauchspeicheldrüse freigesetzt wird.Einmal in der Zelle durchläuft Glukose eine Reihe chemischer Reaktionen und wird schließlich zu einem Drei-Kohlenstoff-Molekül namens Pyruvat reduziert. Pyruvat tritt anschließend in den Krebszyklus ein – den Prozess, bei dem der Körper Kohlenhydrate, Proteine und Fette in Kohlendioxid, Wasser und Energie umwandelt – und wird in eine Vielzahl von Substraten umgewandelt, die im ganzen Körper verwendet werden.
Der letzte Schritt ist die Elektronentransportkette, die letztendlich zur Produktion von ATP führt. ATP ist ein hochenergetisches Molekül aufgrund der dicht gepackten, negativ geladenen Phosphate, die sich ständig gegenseitig abstoßen. Es wird im ganzen Körper als Energiequelle für eine Vielzahl biochemischer Reaktionen verwendet. Ein Mangel an Glukose im Blut oder die Unfähigkeit von Glukose, in die Zelle einzudringen, führt zu einer Verringerung der ATP-Produktion und der Energiespeicher, was zu enzymatischen Funktionsstörungen und Organfunktionsstörungen führt.
Hypoglykämie
Normale, zufällige, nicht nüchterne Serumblutzuckerspiegel liegen bei 70-120 mg/ dl.Die 2-Werte bleiben ziemlich konstant, schwanken jedoch je nach Ernährung, Bewegung und verwandten Faktoren. Das Gehirn ist eines der Organe, die am empfindlichsten auf eine Verringerung der Glukoseverfügbarkeit reagieren und eine signifikante Menge an Glukose benötigen – etwa 25% der gesamten Glukoseverwertung des Körpers.(9)
Das Gehirn kann Glukose nicht speichern und ist daher sehr anfällig für eine Verringerung des zirkulierenden Glukosespiegels. Solche Reduktionen können bei übermäßiger Insulinverabreichung, übermäßiger oraler hypoglykämischer Verabreichung, Insulinom, Hunger und einigen toxischen Aufnahmen auftreten.
Es wird postuliert, dass eine zerebrale Hypoglykämie zu einer Kaskade von Ereignissen führt, einschließlich lokaler und globaler zerebraler Gefäßverengung, Reduktion wichtiger Kofaktoren und schließlich neuronaler Tod.(10,11) Es kann sich als zerebrale Dysfunktion manifestieren. Klinische Manifestationen einer Hypoglykämie sind Stimmungsschwankungen, Koma, Verwirrtheit, Krampfanfälle und schlaganfallähnliche Symptome. Es kommt auch zu einer Aktivierung des sympathischen Nervensystems, die Diaphorese, Tachykardie und verwandte Symptome manifestiert.Diese Symptome können bei variablen Serumglukosespiegeln auftreten, treten jedoch typischerweise auf, wenn die Serumglukose unter 40 mg / dl fällt.12 Beim Neugeborenen stellt ein Plasmaglukosespiegel von weniger als 30 mg / dl in den ersten 24 Lebensstunden und weniger als 45 mg / dl danach eine Hypoglykämie dar.(13,14) Einige Patienten mit häufigen Hypoglykämie-Episoden können asymptomatisch sein, selbst bei Konzentrationen von Kapillarglukose von nur 20 mg / dl.15
Behandlung von Hypoglykämie: Die derzeitige Praxis in den meisten präklinischen Systemen fördert die Verwendung von Point-of-Care-Kapillarblutzuckerbestimmungen bei allen Patienten mit verändertem psychischen Status, Koma und Krampfanfällen. Diese Geräte können den Blutzuckerspiegel schnell und genau bestimmen und werden daher verwendet, um das Vorhandensein oder Fehlen von Hypoglykämie zu bestimmen.
Obwohl die Protokolle variieren, empfehlen die meisten EMS-Systeme die Verabreichung von Dextrose für einen Blutzuckerspiegel < 60 mg/ dl mit entsprechender Veränderung des mentalen Status. Ein Dextrosebolus wird typischerweise in einer Konzentration von 10%, 25% oder 50% verabreicht, abhängig vom Alter des Patienten. Die Konzentrationen von 10% und 25% werden bei Neugeborenen und Kindern angewendet, und die Konzentration von 50% wird Jugendlichen und Erwachsenen verabreicht.(7,10)
Neugeborene (Geburt bis zu einem Monat) können 2-4 ml/kg 10% Dextrose erhalten. Kinder unter acht Jahren können 5 mg / kg 25% Dextrose erhalten; Jugendliche und Erwachsene erhalten typischerweise 0,5 g / kg 50% Dextrose (D50).(14)
In der Praxis erhalten die meisten Jugendlichen und Erwachsenen die volle Dosis von 50 g, unabhängig vom tatsächlichen Gewicht. Anstiege der Serumglukose nach der Verabreichung von Dextrose treten schnell auf, wobei die Wirkungsdauer von den Serumglukosespiegeln bei der Verabreichung, den Seruminsulinspiegeln und anderen verwandten Faktoren abhängt.Die Halbwertszeit von D50 variiert und beträgt bei gesunden Erwachsenen durchschnittlich 30 Minuten, obwohl dies bei Patienten mit Hypoglykämie wahrscheinlich variabel ist.1 Erhöhungen der Serumglukose können variieren, mit einem Bereich von 37-370 in einer Humanstudie unter Verwendung einer Kohorte mit verändertem mentalem Status, die sich der Notaufnahme (ED) vorstellte.(1)
Daher kann die Verabreichung von Dextrose zu einer schnellen und anhaltenden Hyperglykämie führen. Die Auswirkungen dieses schnellen Peaks sowie die daraus resultierende Hyperglykämie in einem Modell der Bolusdextrose bei Hypoglykämie sind unbekannt. Anbieter sollten sich jedoch möglicher schädlicher Folgen bewusst sein.
Komplikationen der Hyperglykämie
Kommerziell hergestelltes D50 ist typischerweise 25 g Dextrosemonohydrat in 50 ml Wasser ohne Konservierungsstoffe. Es ist eine hypertonische Lösung mit einer Osmolarität von ungefähr 2.525 mOsm / L und einem pH-Wert zwischen 3,5 und 6,5.
Die meisten IV-Infusionsressourcen empfehlen die Infusion von Medikamenten mit einer Osmolarität > 900 über eine zentrale Vene wie die Vena subclavia.16 Diese Empfehlungen basieren auf klinischen und physiologischen Beweisen für erhöhte Raten von Phlebitis und Thrombophlebitis von Arzneimitteln mit Osmolaritäten > 900 mOsm/L. Daher können lokale venöse Reizungen und / oder Thrombophlebitis bei Dextroseverabreichung auftreten. Die Extravasation von Dextrose kann zu einer signifikanten Gewebenekrose führen, und es wurden mehrere Fälle von Amputation nach Dextrose-Extravasation berichtet.(17)
Im Gegensatz dazu hat 10% Dextrose eine Osmolarität von 506 mOsm/ L und liegt im Bereich einer sichereren peripheren Verabreichung. Glucagon, eine Alternative zur intravenösen Dextrose, wird subkutan oder intramuskulär verabreicht und birgt ein geringes Risiko für Gewebeverletzungen.Hyperglykämie, sowohl akut als auch langfristig, wurde mit schädlichen Folgen bei einer Vielzahl von Erkrankungen in Verbindung gebracht, einschließlich Schlaganfall, Kopfverletzung, Post-Reanimation und Sepsis. Hyperglykämie ist signifikant mit einer schlechteren Morbidität und Mortalität sowohl bei Kopfverletzungen als auch bei Schlaganfällen verbunden.(3,4)
Eine Meta-Analyse von Capes et al. zeigte das relative Sterberisiko bei Schlaganfallpatienten mit Blutzucker > 110-126 mg/dl war 3.28 (95%-KI, 2,32-4,64).(18) Das relative Risiko ist ein statistischer Wert, der das Risiko der Entwicklung einer Krankheit für eine gegebene Exposition betrachtet; In diesem Fall ist es für Schlaganfallpatienten, die einem Blutzuckerwert > 110 mg / dl ausgesetzt sind. Ein Konfidenzintervall (CI) von 95 % ist eine Statistik, die besagt, dass es eine 95% ige Wahrscheinlichkeit gibt, dass der reale Wert – hier das relative Sterberisiko – zwischen zwei Zahlen liegt; In diesem Fall ist es 2,32 und 4,64.
Der Einfluss von Hyperglykämie stand auch im Mittelpunkt einer retrospektiven Analyse von kopfverletzten Patienten durch Jeremitsky et al. Diese Forscher zeigten, dass Hyperglykämie mit niedrigeren Glasgow Coma Scale Scores nach Verletzungen, längerer Aufenthaltsdauer und Tod assoziiert war.(4) Efron et al berichteten über einen Fall eines Neugeborenen mit tiefgreifender iatrogener Hyperglykämie, der eine signifikante Hirnverletzung erlitt.(8) Somit könnte dieser schädigende Mechanismus in allen Populationen auftreten.
Hyperglykämie wurde auch mit schlechteren Ergebnissen bei MI in Verbindung gebracht.5 In einer Studie zur Bewertung von MI hatte Hyperglykämie bei Aufnahme ein erhöhtes Risiko für eine 180-Tage-Mortalität, unabhängig von Diabetes in der Anamnese.17 Hyperglykämie bei Sepsis ist auch mit schlechteren Ergebnissen verbunden.(6)
Bei Diabetikern kann ein schneller Anstieg der Serumglukose chronische Probleme verschlimmern und die nachfolgende Kontrolle des Blutzuckers zumindest kurzfristig erschweren. Die auftretenden Glukosefluktuationen können zu einer sekundären Hypoglykämie oder im Gegensatz dazu zu einer anhaltenden Hyperglykämie führen.
Forschung zur Dextroseverabreichung
Mehrere Studien haben die Auswirkungen der Dextroseverabreichung beim Menschen untersucht. Verwendete eine prospektive interventionelle Studie, um die Auswirkungen von 25 g D50 bei gesunden Probanden zu bestimmen.19 Das Hauptergebnis dieser Studie war die Bestimmung der Serumglukosespiegel nach Verabreichung von Glucose in fünf vorgegebenen Zeitintervallen. Der mittlere Anstieg der Serumglukose betrug 244,4 (+/ ∑ 44,6 mg / dl) nach fünf Minuten, mit einer Rückkehr zum Ausgangswert innerhalb von durchschnittlich 30 Minuten.
Ein Serumglukosespiegel von 244 mg/dl ist signifikant hoch, obwohl die Werte innerhalb von 30 Minuten wieder auf den Ausgangswert zurückgingen. Da an der Studie gesunde Probanden mit vermutlich normal funktionierenden Pankreasen beteiligt waren, können diese Ergebnisse nicht auf Patienten mit Diabetes mellitus, Patienten, die exogenes Insulin oder orale hypoglykämische Mittel einnehmen, extrapoliert werden. Bei diesen Patientenpopulationen kann eine hohe Serumglukose noch länger anhalten.
Mehrere präklinische Studien haben die Verabreichung von Glukose untersucht. Randomisierte Patienten, die sich bei EMS präsentierten, um D50 entweder als 25 g Bolus oder 1 mg Glucagon zu erhalten.20 Ziel der Studie war es, die Zeit bis zur Genesung in beiden Gruppen zu vergleichen.
Die Erholungszeit war in der Glucosegruppe signifikant schneller als in der Glucagon-Gruppe (ein bis drei Minuten im Vergleich zu acht bis 21 Minuten). Die Fluktuation der Glukosespiegel war jedoch in der Glukosegruppe signifikant größer, was ein geringes, aber vorhandenes Risiko für eine sekundäre Hypoglykämie darstellt.Moore und Woolard untersuchten randomisierte Patienten, die entweder 10% Dextrose oder D50 für die präklinische Behandlung von Hypoglykämie erhielten.(21) Ihre Kohorte umfasste 51 Patienten, von denen 25 10% Dextrose und 26 50% Dextrose erhielten. Die mediane Zeit bis zur Genesung betrug in jeder Gruppe acht Minuten.
Von Bedeutung war der mittlere Wiederherstellungsserumglukosespiegel von 6,2 mmol / l (111,6 mg/ dl) in der 10% igen Gruppe und 9,4 mmol/ l (169,2 mg/dl) in der 50% igen Gruppe. Die Hypoglykämie nach der Behandlung innerhalb von 24 Stunden war gleich (vier Patienten in jeder Gruppe): 10% Dextrose liefert eine signifikant niedrigere Dextrosedosis (10 g) und ist zusätzlich weniger hypertonisch als D50. Daher kann 10% Dextrose eine sicherere, ebenso wirksame Alternative zu 50% Dextrose sein.
In Anbetracht der Forschung erscheint eine Neubewertung der Praxis der Verabreichung von hypertonischer Dextrose umsichtig. Obwohl die Verabreichung von Dextrose ein wesentlicher Bestandteil der präklinischen Pharmakologie ist, kann eine verlängerte Hypoglykämie zu einer signifikanten Morbidität und sogar zum Tod führen.
Die derzeit im präklinischen Bereich verwendete Verabreichungsmethode und Dosierung sind nicht ohne Risiko. Diese Risiken können leicht durch einfache Änderungen der verwendeten Dextrosekonzentration und des Dosierungsschemas gemildert werden.
Die Verwendung einer 10% igen Lösung reduziert die Hypertonizität und die Gesamtdosis der verabreichten Glucose und verringert somit möglicherweise das Risiko von Gefäßverletzungen und Gewebeschäden durch Extravasation. Eine 50-ml-Dosis einer 10% igen Lösung liefert nur 10 g Dextrose gegenüber 50 g in der 50% igen Lösung. Klinische Studien haben gezeigt, dass 10% und 50% Dextrose jeweils ähnliche Erholungszeiten nach hypoglykämischen Episoden aufweisen. Ein Vorteil der 10% / 10 g-Dosis besteht jedoch darin, dass Glukoseschwankungen viel weniger signifikant sind. Dies hilft, den Blutzucker des Patienten zu kontrollieren und das Risiko einer sekundären oder Rebound-Hypoglykämie zu minimieren.
Hyperosmolare Glucoselösungen bergen ein signifikantes Risiko für Thrombophlebitis sowie Gewebeverletzungen, wenn eine Extravasation durch periphere Verabreichung auftritt. Weniger hyperosmolar als D50, 10% Dextrose reduziert dadurch diese Risiken. Glucagon, das in kleinen Mengen subkutan oder intramuskulär verabreicht wird, birgt ein noch geringeres Risiko, aber der Wirkungseintritt ist viel länger.
Fazit
Es ist klar, dass zusätzliche klinische Studien zur Untersuchung der Dextrose-Verabreichung erforderlich sind. Die aktuelle Evidenz zeigt, dass ein Bolus von 10% / 10 g genauso wirksam ist wie ein Bolus von 50% / 50 g, mit dem Vorteil, dass übermäßige Hyperglykämie und Glukosefluktuationen minimiert werden und eine Verringerung der Hypertonizität das Gefäß- und Geweberisiko verringert.Die Evidenz spricht weiter dafür, die derzeitige Praxis der Verabreichung von 25 g 50% iger Dextrose auf die Alternative Glucagon oder eine 10 g / 10% ige Lösung umzustellen. Die aktuelle Literatur legt nahe, dass diese Praxis unter verschiedenen Gesichtspunkten gleichermaßen wirksam und sicherer wäre.
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Stephen P. Wood, MS, EMT-P, ist seit 15 Jahren Sanitäter. Derzeit ist er EMS-Koordinator am Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston, Flugsanitäter bei Boston MedFlight und außerordentliches Fakultätsmitglied am New Hampshire Technical Institute.