Eine intravenöse Insulintherapie kommt vor allem bei Patienten mit schwerer Sepsis oder septischem Schock zum Einsatz. Sie erfordert regelmäßige Blutzuckerkontrollen, um Hypoglykämien rechtzeitig zu erkennen. Unterschiedliche Blutzucker-Messmethoden stellen hierbei jedoch ein Risiko für kritisch kranke Patienten dar.
Eine Hyperglykämie ist eine Stoffwechsellage, die gar nicht so selten auch bei nicht-diabetischen Patienten postoperativ beobachtet werden kann. Die Hauptursache einer Hyperglykämie mit einer Insulinresistenz sind der operative Stress, die Anwendung sympathomimetischer Medikamente sowie die Applikation glucosehaltiger Infusionen.
In einigen Studien konnte in der Vergangenheit gezeigt werden, dass mittels einer intensivierten Insulintherapie bei Intensivpatienten die Häufigkeit von Komplikationen wie Infektionen oder Organversagen sowie die Letalität gesenkt werden kann (1, 2). Daher wurden standardisierte Protokolle zur Durchführung einer intensivierten Insulintherapie entwickelt und implementiert, um eine zielgrößenorientierte Stabilisierung des Blutzuckerspiegels bei Intensivpatienten erreichen zu können (3).
Kritisch wurde aber gerade in der jüngeren Vergangenheit das hiermit verbundene Risiko einer erhöhten Hypoglykämierate diskutiert (4). In der vorliegenden Untersuchung sollte der Frage nachgegangen werden, ob sich Fehlerquellen bei der Blutzuckerbestimmung im klinischen Alltag in Abhängigkeit von Messmethoden ergeben.
BZ-Messmethoden im Fokus
Für die Untersuchung wurden Patienten einer operativen Intensivstation ausgewählt, die die Kriterien einer systemischen Entzündungsreaktion (SIRS) oder einer schweren Sepsis erfüllten. Die Auswahl erfolgte nach dem Zufallsprinzip durch Mitarbeiter aus der Intensivpflege. Das Erreichen eines Zielblutzuckerwertes von 80-110 mg/dl erschien notwendig. Die Zeitpunkte der Blutzuckerbestimmungen ergaben sich aus dem Standard zur intensivierten Insulintherapie, der auf der Intensivstation implementiert ist. Aus vorhandenen Gefäßzugängen wurde zum Vergleich unterschiedlicher Analyte gleichzeitig venöses und arterielles Blut gewonnen und die Blutzuckerkonzentration im Serum mittels Trockenchemie im Labor untersucht.
Die unterschiedlichen Messmethoden
Der Vergleich unterschiedlicher Messmethoden erfolgte ausschließlich mit venösem Blut. Dieses wurde untersucht:
a) mit einem Blutgasanalysegerät im Vollblut,
b) mit einem mobilen Point-of-care-Gerät im Vollblut (patientennahe Diagnostik),
c) im Labor im Serum.
Als Blutgasanalysegerät wurde mit dem Rapidpoint® 400 (Bayer AG, Leverkusen) gearbeitet (Abb. 1). Hierbei handelt es sich um eine komplett elektrochemische Zelle, die mittels Amperometrie die Glucosekonzentration der Probe bestimmt.
Die Blutzuckerstix-Messung erfolgte mit dem Accu-Chek Inform (Roche Diagnostics, Mannheim) (Abb. 2). Hier handelt es sich um eine Glucose-Oxidase-Messung, die patientennah angewendet werden kann.
Im Labor wurde die Glucose im Serum mit dem Vitros 5.1 FS (Ortho Clinical Diagnostics GmbH, Neckargemünd) durchgeführt (Abb. 3). Diese In-vitro-Diagnostik basiert auf der Glucose-Oxidase-Messung. Methodisch gilt die Hexokinase-Methode als Referenzmethode. Beide Verfahren weisen eine Korrelation von 1,0 auf, sodass bei der Labormethode eine methodenabhängige Abweichung unwahrscheinlich ist.
Alle Blutzuckerwerte wurden sofort nach der Abnahme bestimmt und die demografischen Daten sowie Diagnosen auf einem Dokumentationsbogen erfasst und dokumentiert.
Stichprobe
In die Untersuchung wurden insgesamt 51 Patienten (47 % Männer) eingeschlossen. Das Alter betrug im Median 69 Jahre (Spannweite 19-88 Jahre), der Body Mass Index (BMI) lag im Median bei 26,1 kg/m² (Spannweite 17,3-43,2 kg/m²).
Zwischen den Patienten mit SIRS und schwerer Sepsis ergab sich kein signifikanter Unterschied bezüglich Geschlechterverteilung, Alter und BMI. Die Ernährung aller Patienten erfolgte durch einen auf der Intensivstation implementierten Standard. Hinsichtlich der zugeführten Kalorien und der Insulindosen ergab sich ebenfalls kein signifikanter Unterschied. Auch der Vergleich der bestimmten Blutzuckerwerte zwischen den Patientengruppen mit SIRS und schwerer Sepsis wies keinen signifikanten Unterschied auf, sodass bei der weiteren Auswertung nicht mehr zwischen den Patientenkollektiven differenziert wurde.
BZ-Messergebnisse zeigen hohe Schwankungsbreite
Es wurden insgesamt 228 Blutzuckerwerte abgenommen und ausgewertet. Hierbei zeigten sich bei der vergleichenden Statistik signifikante Unterschiede sowohl zwischen den unterschiedlichen Analyten als auch zwischen den verschiedenen Analyseverfahren.
Die Blutzuckerkonzentration aus dem venösen Serum wurde signifikant niedriger im Labor bestimmt als im arteriellen Serum. Außerdem zeigte die Blutzuckerkonzentration mit dem Point-of-care-Gerät im Vollblut im Vergleich zur Labormethode im venösen Serum und zur Bestimmung mit dem Blutgasanalysegerät im Vollblut deutlich höhere Messwerte. Dabei lieferte die Labormethode höhere Blutzuckerkonzentrationen als das Blutgasanalysegerät (Abb. 4).
Gefahr unerkannter Hypoglykämien
Die vorliegende Untersuchung zeigt eine hohe Schwankungsbreite bezüglich der Übereinstimmung der Blutzuckermessergebnisse in Abhängigkeit von den Analyten (Vollblut, Serum, arteriell, venös) und den Messmethoden. Hier besteht die Gefahr unerkannter Hypoglykämien im Rahmen der intensivierten Insulintherapie. So lagen im Mittel 3,5 Prozent der Blutzuckerbestimmungen unterhalb von 80 mg/dl. Gefährliche Hypoglykämien wurden nicht mit allen Messmethoden gleichermaßen entdeckt (Abb. 5).
Ursachen der unterschiedlichen Blutzuckermesswerte
Wesentliche Ziele der intensivierten Insulintherapie sollen das verminderte Auftreten von Begleiterkrankungen und Komplikationen sowie das bessere Outcome von Intensivpatienten bei geringerer Mortalität sein (1). Trotz einer standardisierten, protokollbasierten Durchführung besteht das Risiko einer Hypoglykämie. Dieser Umstand ist besonders gefährlich, da typische Frühsymptome einer Unterzuckerung bei tief analgosedierten Patienten fehlen können beziehungsweise nicht erkannt werden.
BZ-Bestimmung erfolgt oft auf unterschiedliche Weise
Die Blutzuckerbestimmung im Rahmen der intensivierten Insulintherapie erfolgt in der intensivmedizinischen Praxis oft auf unterschiedliche Weise. Dabei wird der Blutzucker häufig parallel bestimmt, wenn arterielles Blut für die Blutgasanalyse oder venöses Blut für das Routinelabor abgenommen wird. Zwischenzeitlich erfolgt bei Bedarf auch die kapillare Blutzuckerbestimmung mittels mobiler Point-of-care-Geräte unterschiedlicher Hersteller.
Blutzucker in venösem Blut niedriger
Venöses Blut weist jedoch im Vergleich zu arteriell gewonnenen Proben durch Glucoseverbrauch in der Periperie einen niedrigeren Blutzuckergehalt auf. Diese arteriovenöse Differenz ist bei schlanken Nicht-Diabetikern am größten. Ebenso begünstigend für eine große arteriovenöse Differenz ist die Abnahme aus einer tiefen Vene, wie es beim Intensivpatienten mit zentralem Venenkatheter üblich ist. Im intensivmedizinischen Alltag kann hier von einer Blutzucker-Differenz von fünf bis zehn Prozent zwischen arteriellem und venösem Blut ausgegangen werden. Mit der vorliegenden Untersuchung konnte bestätigt werden, dass der Blutzucker im venösen Blut im Vergleich zum arteriellen niedriger bestimmt wird.
Unterschiedliche Substrate liefern unterschiedliche Ergebnisse
Eine weitere Ursache für variable Blutzuckerwerte in Abhängigkeit von der Messmethode sind unterschiedliche Substrate, die an den verschiedenen Geräten verarbeitet werden. Ein Messgerät, das Vollblut verarbeitet, liefert niedrigere Blutzuckerwerte als ein Gerät, das Plasma verarbeitet. Denn die Konzentration des Wassers im Plasma ist bei gleicher Molalität der Glucose um etwa elf Prozent höher als im Vollblut. Point-of-care-Geräte sind in ihrer Messgenauigkeit abhängig vom Hämatokrit der Blutprobe. Bei einem Hämatokrit > 55 % werden zu niedrige und bei einem Hämatokrit < 35 % zu hohe Blutglukosewerte bestimmt.
Zeitspanne zwischen Entnahme und Messung beeinflusst BZ
Eine weitere wichtige Rolle spielt die Zeitspanne zwischen Blutentnahme und tatsächlicher Verarbeitung der Probe. Die Point-of-care-Messverfahren (Blutgasanalyse, bettseitige Point-of-care-Geräte) kommen unmittelbar nach Probengewinnung zur Anwendung. Die für das Labor abgenommene Probe muss zunächst in den meist räumlich von der Intensivstation getrennten Laborbereich überführt werden. Aufgrund der Glykolyse nimmt die Glucosekonzentration im Vollblut bei Raumtemperatur um 6 mg/dl pro Stunde ab. Hier ist also je nach Zeitspanne zwischen Entnahme und Messung im Labor ebenso mit erheblichen Abweichungen vom tatsächlichen Blutzuckerwert zu rechnen.
Mögliche Verfälschungen bei kapillarer Blutentnahme
Klassische Fehlerquellen bei kapillaren Blutzuckermessungen sind Verunreinigungen der Punktionsstelle durch Zuckerrückstände oder Fruchtsaftreste sowie Reste von Desinfektionsmitteln, die ebenfalls das Messergebnis verfälschen können.
Genaue Kenntnisse bezüglich der Messverfahren sichern Therapie
Es existieren mithin eine Vielzahl von unterschiedlichen Einflussfaktoren auf die Blutzuckerbestimmung, welche auch in der vorliegenden Arbeit nachgewiesen werden konnten.
Bedingt durch Unterschiede in Abnahmepraxis und Analysezeiten sowie Verwendung von unterschiedlichen Blutzucker-Messmethoden können Hypoglykämien im Rahmen der intensivierten Insulintherapie unerkannt bleiben. Kanji und Mitarbeiter konnten zeigen, dass die Patientensicherheit durch Anwendung von Protokollen zur intensivierten Insulintherapie erhöht werden kann. So konnte eine Senkung der Hypoglykämierate von 16 Prozent in der Kontrollgruppe gegenüber drei Prozent in der Gruppe mit einer protokollgemäßen intensivierten Insulintherapie erzielt werden (3).
Die vorliegende Untersuchung konnte zeigen, dass das Intensivpersonal genaue Kenntnisse bezüglich der Messverfahren und der Abnahmemethoden haben sollte, um eine für den Patienten sichere intensivierte Insulintherapie durchzuführen. Standardisierte Protokolle, eine gute Ausbildung der Mitarbeiter und möglichst nur eine Messmethode und Abnahmetechnik für den jeweiligen Patienten tragen zur Vermeidung unerkannter Hypoglykämien bei.
Intensivierte Insulintherapie weiter kontrovers diskutiert
Die intensivierte Insulintherapie ist aktuell ein kontrovers diskutierter therapeutischer Ansatz bei kritisch kranken Intensivpatienten. In der multizentrischen randomisierten VISEP-Studie konnten weder günstige Effekte einer intensivierten Insulintherapie auf die Morbidität noch auf die Letalität von Patienten mit schwerer Sepsis oder septischem Schock aufgezeigt werden.
Im Jahr 2005 wurde der Studienarm mit der intensivierten Insulintherapie der VISEP-Studie abgebrochen. Dieser Abbruch erfolgte aufgrund einer unvertretbar hohen Häufigkeit von Hypoglykämien von 12,1 Prozent im Vergleich zu 2,1 Prozent in der Gruppe ohne intensivierte Insulintherapie. Es konnten aber keine nachteiligen Auswirkungen der Hypoglykämien auf das Outcome der Patienten nachgewiesen werden (4).
Sowohl die VISEP-Studie als auch die Glucontrol-Studie (5), beides Multicenter-Studien, konnten im Gegensatz zu van den Berghe und Mitarbeitern keine Reduktion der Letalität bei Intensivpatienten durch den Einsatz einer intensivierten Insulintherapie zeigen (1).
Dennoch soll laut deutscher S2-Leitlinie zur Prävention, Diagnose, Therapie und Nachsorge der Sepsis eine intravenöse Insulintherapie zur Senkung erhöhter Glucosespiegel (Schwellenwert von >150 mg/dl) bei Patienten mit schwerer Sepsis oder septischem Schock erwogen werden (6). Vermutlich ist das Risiko schwerer Hypoglykämien durch eine moderate intravenöse Insulintherapie geringer.
Ob eine moderate Einstellung der Blutglucose vorteilhaft ist, ist derzeit nicht bekannt. Nach aktuellen Studien ist wohl das Ausmaß der intraindividuellen Variabilität der Blutglucosekonzentration bei kritisch kranken Patienten ein wichtigerer prognostischer Index. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, möglichst engmaschig Informationen über die Glucosekonzentration zu erhalten. Auch unterstreicht es, wie wichtig kontinuierliche Messverfahren in Zukunft sein könnten. Diese Verfahren befinden sich derzeit bereits in einem fortgeschrittenen Zustand der Entwicklung.
Letztendlich bleibt mit Spannung abzuwarten, welche Entwicklungen uns die Zukunft bei der Blutzuckerkontrolle bringen wird und welchen Einfluss diese auf unsere tägliche Praxis bei der Betreuung der Intensivpatienten haben wird.
Fazit: Lieber einmal zu viel und standardisiert den Blutzucker bestimmen als einmal zu wenig!
Anmerkung:
Es besteht kein Interessenkonflikt. Die korrespondierende Autorin versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt wird oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen. Die Präsentation des Themas ist unabhängig und die Darstellung der Inhalte produktneutral.
Literatur:
(1) Van den Berghe G, Wilmer A, Hermans G et al. Intensive insulin therapy in the medical ICU. N Engl J Med 2006; 354: 449-461
(2) Ellger B, Westphal M, Stubbe HD et al. Blutzuckerkontrolle bei Patienten mit Sepsis und septischem Schock. Freund oder Feind? Anästhesist 2008; 57: 43-48
(3) Kanji S, Singh A, Tierney M et al. Standardization of intravenous insulin therapy improves the efficiency and safety of blood glucose control in critically ill adults. Intensive Care Med 2004; 30: 804-810
(4) Brunkhorst FM, Kuhnt E, Engel C et al. Intensive insulin therapy in patients with severe sepsis and septic shock is associated with an increased rate of hypoglycemia – results from a randomized multicenter study (VISEP). Infection 2005; 33 Suppl 1: 19
(5) Devos P, Preiser JC, Mélot C. Impact of tight glucose control by intensive insulin therapy on ICU mortality and the rate of hypoglycaemia: final results of the Glucontrol study. Intensive Care Med 2007; 33 (Suppl 2): S189
(6) Reinhart K, Brunkhorst FM, Bone HGet al. Prevention, diagnosis, treatment, and follow-up care of sepsis. First revision of the S2k Guidelines of the German Sepsis Society (DSG) and the German Interdisciplinary Association for Intensive and Emergency Care Medicine (DIVI). Anaesthesist 2010; 59: 347-370
Die Verfasser:
Meike Ralfs, Interdisziplinäre Intensivstation, Westküstenklinikum Heide
Dr. David Heppel und PD Dr. Tilman von Spiegel, Klinik für Anästhesie und Intensivmedizin, Westküstenklinikum Heide
Dr. Bastian Ulmer, Klinik für Anästhesie und Intensivmedizin, Krankenhaus Gällivare, Schweden
Dr. Götz Wietasch, Universitätsklinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin, Groningen, Niederlande
Dr. Anna Maria Schweiger, DRK Krankenhaus Chemnitz-Rabenstein, Chemnitz
PD Dr. Stefan Schröder, Klinik für Anästhesiologie, operative Intensivmedizin und Schmerztherapie, Krankenhaus Düren gGmbH
