Intensive Care Unit-acquired weakness and its relationship with glycemic parameters

Abstract

Intensive Care Unit (ICU)-acquired weakness (ICUAW) is a serious complication of intensive care treatment, leading to severe muscle weakness and failure to wean. ICUAW is the clinical presentation of distinct underlying pathologies, namely Critical Illness Myopathy (CIM), Critical Illness Polyneuropathy (CIP), or a combination of both syndromes (CIM/CIP). CIM is the most common condition, developing first and predisposing the development of CIP. A clinical differentiation is not possible, but electrophysiological evaluations, even in unresponsive patients, can detect anomalies associated with these entities and predict ICUAW. Our analysis (Publication #1) demonstrated that an early differentiation is associated with outcome one year after discharge, in that patients with an isolated CIM were more likely to recover completely, in contrast to those with concurrent neuropathy.

Hyperglycemia has often been described as a risk factor for the development of CIM. Nevertheless, guideline recommendations instruct us to accept a moderate hyperglycemia to reduce the occurrence of hypoglycemia- which is independently associated with higher mortality. The underlying issue is that glucose management in the ICU is primarily intermittent, and our inability to promptly identify dangerous glucose fluctuations has forced us to hazard the consequences of hyperglycemia, including higher rates of CIM. Continuous glucose monitoring systems are promising, as they would alert clinicians to dangerous glucose levels in real-time. The accuracy and reliability of such systems, however, are major prerequisites for their implementation in the ICU. An analysis (Publication #2) of such a device shows that their performance remains inadequate, and that currently they do not meet the necessary requirements to guarantee patient safety in the ICU.

In addition to hypo- and hyperglycemia, glucose variability has emerged as a third relevant domain, having an independent association with ICU mortality. The mechanism has not been sufficiently explained, and an association with muscle pathologies is likely, but ultimately unknown. Our investigation (Publication #3) aimed to find an association between glucose variability and early electrophysiological signs of CIM. As CIM is known to develop within the first days of critical illness, glucose readings were analyzed using several variability scores throughout the first week of ICU treatment. An association was observed in all metrics investigated. Significant dysglycemia, however, was not observed in the first days, concurrent with the development of CIM, but only late in the first week, suggesting that myopathy may precede glycemic dysregulation in ICU patients.

Die Intensive Care Unit-acquired weakness (ICUAW) ist eine ernste Komplikation der Intensivbehandlung, die zu schwerer Muskelschwäche und Weaningversagen führen kann. ICUAW ist die klinische Präsentation verschiedener zugrundeliegender Pathologien, dazu gehören die Critical Illness Myopathy (CIM), Critical Illness Polyneuropathy (CIP) oder eine Kombination beider Syndrome (CIM/CIP). Die CIM ist von den beiden die häufigere Erkrankung. Sie entwickelt sich zuerst und stellt, wenn sie aufgetreten ist, eine Prädispositon für die Entwicklung der CIP dar. Eine klinische Differenzierung ist nicht möglich, aber elektrophysiologische Untersuchungen, auch bei nicht ansprechbaren Patienten, können Merkmale der verschiedenen Entitäten erkennen und die Entwicklung von ICUAW vorhersagen. Unsere Analyse (Publikation #1) zeigte, dass sogar eine frühe Differenzierung mit dem Outcome ein Jahr nach Entlassung assoziiert ist. Patienten mit einer isolierten CIM erholten sich mit höherer Wahrscheinlichkeit vollständig, im Gegensatz zu Patienten mit gleichzeitig vorliegender Neuropathie.

Hyperglykämie wurde oft als Risikofaktor für die Entwicklung einer CIM beschrieben. Dennoch wird in den Leitlinien empfohlen, eine moderate Hyperglykämie zu akzeptieren, um das Auftreten von Hypoglykämien zu reduzieren, welche unabhängig betrachtet bereits mit einer höheren Mortalität verbunden sind. Das zugrundeliegende Problem ist, dass das Glukosemanagement auf der Intensivstation primär intermittierend erfolgt. Da wir aktuell noch nicht in der Lage sind, gefährliche Glukoseschwankungen rechtzeitig zu erkennen, sind wir gezwungen, die Folgen einer Hyperglykämie, einschließlich höherer Raten von CIM, in Kauf zu nehmen. Kontinuierliche Glukoseüberwachungssysteme sind vielversprechend, da sie den Kliniker in Echtzeit auf gefährliche Glukosewerte aufmerksam machen. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit solcher Systeme ist jedoch eine wichtige Voraussetzungen für deren Einsatz auf der Intensivstation. Eine Analyse (Publikation #2) eines solchen Gerätes zeigte, dass ihre Leistung weiterhin ungenügend ist, um die Patientensicherheit auf der Intensivstation zu gewährleisten.

Neben der Hypo- und Hyperglykämie hat sich die Glukosevariabilität als dritter relevanter Bereich herauskristallisiert. Sie weist einen unabhängigen Zusammenhang mit der Mortalität auf. Wie sie zu einer höheren Sterblichkeit beiträgt, ist nicht ausreichend geklärt, und ein Zusammenhang mit Muskelpathologien ist wahrscheinlich, aber letztlich unbekannt. Unsere Untersuchung (Publikation #3) zielte darauf ab, eine Assoziation zwischen Glukosevariabilität und frühen elektrophysiologischen Zeichen von CIM zu identifizieren. Da bekannt ist, dass sich CIM innerhalb der ersten Tage der kritischen Erkrankung entwickelt, wurden die Glukosemesswerte anhand verschiedener Variabilitäts-Scores während der ersten Woche der Intensivbehandlung analysiert. Bei allen untersuchten Scores wurde ein Zusammenhang beobachtet. Da signifikante Dysglykämien nicht in den ersten Tagen der Intensivbehandlung, beobachtet wurden, sondern erst gegen Ende der ersten Behandlungswoche, geht eine Myopathie einer glykämischen Dysregulation möglicherweise ursächlich voraus.