ENDOKRINOLOGIE V INTENZIVNÍ MEDICÍNĚ
Jan Bláha, PhD. Klinika anesteziologie, resuscitace a intenzivní medicíny 1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze Všeobecná fakultní nemocnice v Praze
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH
1. Endokrinní změny v průběhu kritického stavu?
2. Adaptace nebo dysfunkce?
3. Léčit nebo neléčit?
ENDOKRINNÍ SYSTÉM 1. Endokrinní změny v průběhu kritického stavu?
řada (všechny?) hormonů je do kritického stavu zapojena/ovlivněna
dynamicita: reakce adenohypofýza na těžký stres kritického stavu je bifazická akutní fáze ≠ chronická fáze
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH
Vanhorebeek et al. January 2006 Vol 2 No 1. Nature Clinical Practice Endocrinology & Metabolism
Van den Berghe. Curr Opin Endocrinol Diabetes 2001, 8:47–54
ENDOKRINNÍ SYSTÉM 1. Endokrinní změny v průběhu kritického stavu?
řada (všechny?) hormonů je do kritického stavu zapojena/ovlivněna
dynamicita: reakce adenohypofýza na těžký stres kritického stavu je bifazická akutní fáze ≠ chronická fáze ovlivňující faktory (výživa, dopamin, krytí ran/jód, …)
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH
Figure 2 . Results from randomized studies examining the effect of dopamine infusion (5 micro gram/kg/min) on serum concentrations of pituitary-dependent hormones. Serum profiles in critically ill subjects were obtained by sampling every 20 mins between 2100 and 0600 hrs on two consecutive nights, with randomization for dopamine withdrawal either in the first or the second study night. PRL, serum prolactin; TSH, thyrotropin; LH, luteinizing hormone. Cortisol was measured once per hour. The left panels represent night profiles of serum concentrations (medians and interquartile ranges) of prolactin (n = 6), thyrotropin (n = 6), luteinizing hormone (n = 3 males), and cortisol (n = 6) during prolonged dopamine infusion (shaded area). The middle panels show compiled night profiles during dopamine infusions that were stopped at 0300 hrs (n = 12 for prolactin and thyrotropin; n = 11 for cortisol; n = 9 males for luteinizing hormone). The right panels depict profiles during the night after dopamine withdrawal (n = 6; except for cortisol, n = 5). Approximate normal values were as follows: prolactin
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH
L. Mebis, G. Van den Berghe / Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism 25 (2011) 745–757
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH 2. Adaptace nebo dysfunkce?
v akutní fázi kritického onemocnění je činnost hypofýzy proaktivní = sekreční, ale cílové orgány se stávají rezistentními a koncentrace většiny periferních efektorových hormonů jsou nízké
tyto akutní změny jsou pravděpodobně prospěšné pro krátkodobé přežití = s vyjímkou inzulinoterapie není důvod k intervenci
Vanhorebeek et al. January 2006 Vol 2 No 1. Nature Clinical Practice Endocrinology & Metabolism
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH 2. Adaptace nebo dysfunkce?
naopak protrahovaný kritický stav se vyznačuje uniformním (převážně hypotalamickým) potlačením (neuro)endokrinní osy, což přispívá k nízké sérové hladiny příslušných hormonů cílových orgánů.
tyto chronické změny již asi prospěšné nejsou, a to zejména vzhledem k jejich podílu na celkovém kachektickém syndromu dlouhodobé kritické nemoci pokusy o endokrinní manipulaci hormonální léčbou ale ukázaly, že bez detailní znalosti patofyziologie může být tato léčba nebezpečná
Vanhorebeek et al. January 2006 Vol 2 No 1. Nature Clinical Practice Endocrinology & Metabolism
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH 3. Léčit nebo neléčit? RŮSTOVÝ HORMON? Dvojnásobná mortalita !
(Takala NEJM 1999)
NE!
THYROIDÁLNÍ HORMONY? T4 Žádný/negativní efekt ! (Brent JCEM 1986; Acker, Kidney Int 2000) NE! T3 V kardiochirurgii positivní účinek (Klemperer NEJM 1995; Bettendorf, Lancet 2000) Možná... ANABOLICKÉ STEROIDY? Nepřesvědčivé, ev. toxické
(Demling 1999 – u popálených; Gervasio 2001 – u traumat)
INSULIN? Kontrola glykémie zlepšuje morbiditu i mortalitu GLUKOKORTIKOIDY? Hydrocortison v sepsi
NE!
(Van den Berghe NEJM 2001, 2006)
(Annane JAMA 2002, Sprung NEJM 2008)
Možná...
ANO!
CRITICAL ILLNESS-RELATED CORTICOSTEROID INSUFFICIENCY
CRITICAL ILLNESS-RELATED CORTICOSTEROID INSUFFICIENCY
CRITICAL ILLNESS-RELATED CORTICOSTEROID INSUFFICIENCY
Crit Care Med 2008; 36:1937–1949
CRITICAL ILLNESS-RELATED CORTICOSTEROID INSUFFICIENCY
Crit Care Med 2008; 36:1937–1949
CRITICAL ILLNESS-RELATED CORTICOSTEROID INSUFFICIENCY Crit Care Med 2008; 36:1937–1949
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH Shrnutí 1
(Neuro)endokrinní odpověď na kritický stav je dynamická: akutní fáze ≠ chronická fáze V protrahovaných kritických stavech vede hypothalamická „dysfunkce“ k relativnímu hypopituitarismu a tím ke katabolismu
Anabolické intervence na ICU jsou účelné (a bezpečné!) pouze jako kombinovaná léčba více endokrinních nedostatečností! Zásadní výjimkou je metabolická intervence v rámci inzulinoterapie.
ENDOKRINNÍ SYSTÉM V KRITICKÝCH STAVECH Shrnutí 2
Prevence iatrogenních „nemocí“ (vyvarovat se dopaminu, jódu, apod.) ! Pre-existující endokrinní poruchy nelze v této fázi diagnostikovat Léčit nebo neléčit? GH ? T4 ? T3 ? Testosterone ? Už samo dávkování je obtížné a nejasné, = endokrinní intervence jsou stále spíše “experimentální” Releasing factors (GHRH), GHRP, TRH, GnRH ? Efektivní, snad bezpečné, ALE ! chybí „outcomové studie“ VÝJIMKA : Inzulinoterapie !
STRESOVÁ HYPERGLYKÉMIE
STRESOVÁ HYPERGLYKÉMIE
STRESOVÁ HYPERGLYKÉMIE
NEGATIVNÍ EFEKT HYPERGLYKÉMIE zvětšuje rozsah myokardiální nekrózy a redukuje koronární kolaterální průtok, destabilizuje atheromové pláty a vede k akutnímu koronárnímu syndromu zhoršuje ischemicko-reperfúzní postižení (Marfella, Diabetes Care 2000; Marfella, Diabetologia 2000; Kersten, Am J Physiol 1998; Kersten, Am J Physiol Heart Circ Physiol 2001; Verma, J Thorac Cardiovasc Surg 2002)
zvyšuje riziko trombózy
(Sakamotol, Thromb Haemost 2000; Knobler, Thromb Res 1998; Gresele, J Am Coll Cardiol 2003)
způsobuje endoteliální dysfunkci a aktivuje rozvoj systémového zánětu (Beckman, Circulation 2001; Williams, Circulation 1998; Title, J Am Coll Cardiol 2000)
snižuje cerebrální krevní průtok, zhoršuje ischemické poškození (Lin B, Acta Neuropathologica 1998; Gisselsson, J Cereb Blood Flow Metab 1999; Hoxworth, Brain Res 1999; Li, Stroke 2000; Capes, Stroke 2001)
ovlivňuje rozsah renálního postižení u pacientů po kardiochirurgickém (Meldrum, J Surg Res 1999; Van den Berghel, N Engl J Med 2001)
zvyšuje počet infekčních pooperačních komplikací (Butler, Pharmacotherapy 2005; Van den Berghe, N Engl J Med 2006; Van den Berghel, N Engl J Med 2001; Gale, Am Surg 2007)
NEGATIVNÍ EFEKT HYPERGLYKÉMIE
přímý toxický vliv glukózy
cestou zvýšení intracelulárního oxidativního stresu při vyšší produkci mitochodriálních peroxidů (Quijano, Am J Physiol Heart Circ Physiol 2007; Vanhorebeek, Lancet 2005; Beal, JAMA 1994; Corstjens, Crit Care 2006; Henderson, CJEM 2006; Turina, Crit Care Med 2006)
Větší poškození než vlastní hypoglykémie způsobí rychlá reperfůze glukózou ! (Suh SW. J. Clin. Invest 2007. 117(4):910-918)
Dandona et al. J Clin Invest. 2005
STRESOVÁ HYPERGLYKÉMIE
Vogelzang et al. Critical Care 2004, 8(3):R122-R127
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
N Engl J Med. 2009 Mar 26;360(13):1283-97
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH Leuven Study Control
The NICE-SUGAR Study Investigators. N Engl J Med 2009;360:1283-97
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Leuven Study conventional
The NICE-SUGAR Study Investigators. N Engl J Med 2009;360:1283-97
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
D. Mesotten, G. Van den Berghe / Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology 23 (2009) 421-9
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Akhtar S et al. Anesthesia & Analgesia 2010; 110(2):478-97
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
TGC - effect on mortality
2001
Leuven-surgical
1548 pts
FAVOURED TGC
2006
Leuven-medical
1200 pts
NEUTRAL
2008
VISEP
537 pts
STOPPED
2008
De la Rosa
504 pts
NEUTRAL
2008
Arabi
523 pts
NEUTRAL
2009
GLUControl
1101 pts
STOPPED
2009
Leuven-paediatric
700 pts
FAVOURED TGC
2009
NICE-SUGAR
6104 pts
AGAINST TGC
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Griesdale et al. CMAJ. 2009 April 14; 180(8): 821–827.
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Většina našich pacientů inzulín potřebuje! Můžeme se dohadovat na optimálním cílovém rozmezí… … ale jsme schopni jej dosáhnout? A pokud možno bez hypoglykémie?
Akhtar S et al. Anesthesia & Analgesia 2010; 110(2):478-97
Smith et al. Diabetes Care 2007; 30(10):2503-5
změny inzulínové rezistence cirkadiální rytmus glykémie
Blaha et al. 2008
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Graphic representations of glycemic control with a high mean glucose level and high (a) or low (b) variability. Egi M et al. Critical Care 2009, 13(2):302
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Lundelin et al. Crit Care Med 2010; 38:849-54
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Glycemic variability, mortality, and their relation to mean glucose level during ICU stay. Mortality grouped by increments of MGL during ICU stay for NON (A) and DM (B). Krinsley JS. J Diabetes Sci Technol. 2009 Nov 1;3(6):1292-301
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
Bagshaw SM et al. Crit Care. 2009;13(3):R91
PREDIKCE ŠPATNÉ KONTROLY GLYKÉMIE
vyšší věk
anamnéza DM
st.p. kardiochirurgickém výkonu
infuze katecholaminů
infuze propofolu
kortikoidy
SOFA >8
UPV >96 hod
pooperační komplikace
nosokomiální infekce Rady et al: Mayo Clin Proc 2005; 80(2):1558-67
KONTROLA GLYKÉMIE
Pacient dávka inzulínu
odběr krve
rozhodnutí !
výživa
Lékař nebo
protokol
Analyzátor glykémie
ODBĚR KREVNÍHO VZORKU
≠
≠
≠
Fekih Hassen M. Diabetes Res Clin Pract. 2010 Jan;87(1):87-91 Critchell CD et al. Intensive Care Med. 2007 Dec;33(12):2079-84 Hassen FM. Diabetes Res Clin Pract. 2010 Jan;87(1):87-91
ODBĚR KREVNÍHO VZORKU
Critchell CD et al. Intensive Care Med. 2007 Dec;33(12):2079-84
ODBĚR KREVNÍHO VZORKU
Haeckel R et al. Clin Chem. 2002 Jun;48(6 Pt 1):936-9.
ODBĚR KREVNÍHO VZORKU
Kanji et al. Crit Care Med 2005; 33:2778–2785
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Kanji et al. Crit Care Med 2005; 33:2778–2785
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Chakravarthy S et al. CHEST 2005, Oct: 220S
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Rice MJ et al. Anesth Analg 2010;110:1056 –65)
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Tonyushkina K. J Diabetes Sci Technol. 2009 July; 3(4): 971–980 Figure 2. Mean pH effects on 10 glucose measurements at the high glucose level. The asterisks indicate statistically significant differences between the test and control sample glucose measurements at P < .05 (Error bars indicate SD.)
Tang Z et al. Arch Pathol Lab Med. 2000 Apr;124(4):577-82.
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Figure 1 Arterial glucose concentration imprecision profiles for MediSense PCχ, Siemens ADVIA, HemoCue DM and Radiometer 700 instruments. Shaded areas represent approximate 95% confidence intervals Watkinson PJ et al. Ann Clin Biochem. 2012 Mar;49(Pt 2):144-51
Vlasselaers D. et al. J Diabetes Sci Technol 2008;2(6):932-938
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Pidcoke et al. Crit Care Med 2010; 38:471– 476
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Mann AE et al. J Diabetes Sci Technol 2009;3(6):1319-1329
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Wahl HG. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2009 Dec;23(4):387-400.
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Mann AE et al. J Diabetes Sci Technol 2009;3(6):1319-1329
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Clinical Chemistry July 2010 vol. 56 no. 7 1193-1195
Figure 1. Glucose differences (BGM − BGA) vs time in any patient who had arterial blood glucose measured on the Radiometer BGA and arterial or capillary blood measured on the LifeScan BGM within 15 minutes. Six different strip lots were primarily used. The 15-point moving average of these numeric differences and the moving average of the relative differences are shown (relative difference data not presented). The numeric differences are represented by 6 different symbols, with each representing a different reagent strip lot. The lines represent lot-specific moving averages of the 237 differences (the dark line represents the moving average of the numeric differences; light line, the moving average of the relative [%] differences).
ANALÝZA KREVNÍHO VZORKU
Vlasselaers D. et al. J Diabetes Sci Technol 2008;2(6):932-938
KONTINUÁLNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
KONTINUÁLNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
KONTINUÁLNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
KONTINUÁLNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
Joseph JI et al.
J Diabetes Sci Technol 2009;3(6):1309-1318
SUBKUTÁNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
SUBKUTÁNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
Rice MJ. Anesthesiology 116(1), January 2012, 199–204
SUBKUTÁNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
Holzinger U, at al. Diabetes Care 2010; 33:467–472
SUBKUTÁNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
Brunner R, et al. Crit Care Med. 2011 Apr;39(4):659-64. Accuracy and reliability of a subcutaneous continuous glucose-monitoring system in critically ill patients.
SUBKUTÁNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
Ellmerer M et al. Diabetes Care. 2006 Jun;29(6):1275-81
SUBKUTÁNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
DEEP HYPOTHERMIA
PEROPERATIVE DEEP HYPOTHERMIA
Mean arterial glycemia (mmol/l) Subcutaneous adipose tissue
Mean interstitial glucose concentration (mmol/l) Correlation arterial/interstitial glycemia
Peroperatively
24 hod
7,1±0,3
7,18±0,2
3,6±0,3
3,43±0,4
0,81±0,1
0,74±0,1*
Blaha et al. Intensive Care Medicine 2007; 33(S2):S263
SUBKUTÁNÍ MĚŘENÍ GLYKÉMIE (?)
Kanji et al. Crit Care Med 2005; 33:2778–2785
PEROPERATIVE DEEP HYPOTHERMIA Mean arterial glycemia (mmol/l)
Subcutaneous adipose tissue
Mean interstitial glucose concentration (mmol/l) Correlation arterial/interstitial glycemia
Peroperatively
24 hod
7,1±0,3
7,18±0,2
3,6±0,3
3,43±0,4
0,81±0,1
0,74±0,1*
Blaha et al. Intensive Care Medicine 2007; 33(S2):S263
INZULÍNOVÝ PROTOKOL:
„papírový“
elektronický „papírový“
matematický model
prediktivní model
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: “PAPÍROVÝ“ “ SLIDING SCALE “
Rady et al. Mayo Clin Proc 2005; 80(2):1558-1567
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: “PAPÍROVÝ“ LEUVEN PROTOCOL (“DYNAMIC SCALE“)
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: “PAPÍROVÝ“ BATH ALGORITHM
(ADAPTED) (“DYNAMIC SCALE“)
Starting rate for insulin infusion:
BG (mmo/l)
Starting insulin infusion rate (ml/h)
3 – 6.1
0
6.2 – 9.9
1
10 – 12
2
>12
4
Laver et al: Anaesth Intensive Care 2004; 32:311-316
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: ELEKTRONICKÁ VERZE PAPÍROVÉHO
Thomas et al: Anaesthesia 2005, 60:1093-1100
Thomas et al: Anaesthesia 2005, 60:1093-1100
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: MATEMATICKÝ MODEL
GRIP
(Glucose Regulation for Intensive care Patients)
Vogelzang et al: BMC Medical Informatics and Decision Making 2005, 5:38
http://grip-glucose.sourceforge.net
POČÍTAČOVÝ INZULÍNOVÝ PROTOKOL
Hoekstra M, Vogelzang M et al. Critical Care 2009, 13:223
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: PREDIKTIVNÍ MODEL
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: PREDIKTIVNÍ MODEL
Figure 1 Model Predictive Control (MPC) versus Proportional-Integrate-Derivative (PID) control. When using MPC control, the driver determines ('calculates') his driving strategy before departure after careful investigation of the road. When he uses the correct information (input variables), he stays on the road (yellow car), but small errors in input variables can lead the car in the wrong direction (red and blue cars). The drivers using PID control readjust their driving strategy often by frequently calculating the difference with the 'ideal' track.
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: eMPC
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: eMPC
Blaha et al. Diabetes Care. 2009 May;32(5):757-61
INZULÍNOVÝ PROTOKOL: eMPC
Time in target range (%)
Blaha et al. Diabetes Care. 2009 May;32(5):757-61
Hypoglykémie - související faktory: ↓ výživy bez ↓ insulínu CVVH s HCO3 Užívání insulínu DM Sepse Inotropní podpora Kortikoidy
Vriesendorp T. Crit Care Med 2006; 34: 96-101
Automaticky aplikuje inzulín
1.
Náběr krve a jeho analýza
3. Potvrzení navrhované rychlosti inzulínu
Automaticky zváží nutriční data
Automaticky vypočítá rychlost inzulínu a další čas náběru
2. Zadání hodnoty glukózy do Space Control
Vezme okamžitě v úvahu změny ve výživě a přepočítá rychlost inzulínu Zajistí bezpečnost pacienta
5% všech hodnot glykémie zadaných do protokolu se neshoduje s naměřenými hodnotami nastavená rychlost inzulínu se od doporučení protokolu liší o 2% - 23% 83% ignorovaných doporučení bylo pro „obavy z hypoglykémie“ riziko „nenastavení infusních pump“ (např. při souběžné akutní situaci)
Campion TR et al. International Journal Of Medical Informatics 80 (2011) 863–871 Campion TR et al. J. Am. Med. Inform. Assoc. 18 (May (3)) (2011) 251–258. Anger KE et al. Pharmacotherapy 26 (February (2)) (2006) 214–228.
Patients in ICU after elective cardiac surgery
Mean blood glucose 6.8 mmol/L (122 mg/dL) Measurement interval: 92.8 mins (max: 248 mins) Hypoglycaemia
2 measurements <4.4 mmol/L (both 4.2 mmol/L) = 0.01 % of all measurements No measurements <2.2 mmol/L
91.1 % time in range 4.4 to 8.3 mmol/L
Cordingley J et al. ESICM 2011, Berlin
90
min BG
max BG
mean BG
BG variability
hypo <4,5
hypo <3,5
hypo <2,5
hyper >8,5
hyper >10
(mmol/l)
(mmol/l)
(mmol/l)
(mmol/l)
(#/pt.)
(#/pt.)
(#/pt.)
(#/pt.)
(#/pt.)
4,00
11,30
6,89
1,26
1,43
0,33
0,10
6,95
2,52
45,10
hypo <4,5
hypo <3,5
hypo <2,5
hyper >8,5
hyper >10
(#)
(#)
(#)
(#)
(#)
Measurements (#)
30
7
2
146
53
Measurements (#/pt.)
947
average
absolute #
HYPERGLYKÉMIE KRITICKY NEMOCNÝCH
D. Mesotten, G. Van den Berghe / Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology 2009. 23:421-9
DĚKUJI ZA POZORNOST !