Einfluss der Nierenfunktion auf die metabolische Kompensation der respiratorischen Azidose bei akuter Exazerbation der COPD auf der Intensivstation

Abstract

Einleitung: Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine häufige chronische Erkrankung und weltweit die dritthäufigste Todesursache. Im Rahmen einer akuten Exazerbation der COPD (AECOPD) leiden die Patient*innen häufig unter einer respiratorischen Azidose. Diese gilt es über die Atmung oder gesteigerte Bikarbonatretention der Nieren zu kompensieren. Eine akute Nierenschädigung (AKI) ist eine häufige Komplikation bei intensivpflichtigen Patient*innen und kann die metabolische Kompensation von Störungen des Säure-Basen-Haushalts beeinträchtigen. Fragestellung: Eine respiratorische Azidose geht mit schwerwiegenden Komplikationen und einer erhöhten Mortalität einher. Eine ausreichende Datenlage zum Einfluss der Nierenfunktion auf das Säure-Basen-Gleichgewicht bei akuter COPD-Exazerbation existiert nicht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Grad der metabolischen Kompensation einer respiratorischen Azidose bei Patient*innen mit COPD-Exazerbation und akuter Nierenschädigung im Vergleich zu Patient*innen ohne akute Nierenschädigung untersucht. Methodik: Analysiert wurden die klinischen Daten aller Patient*innen, die aufgrund einer akuten Exazerbation der COPD zwischen 2009 und 2021 auf zwei internistischen Intensivstationen der Charité-Universitätsmedizin Berlin behandelt wurden. Das Gesamtkollektiv wurde retrospektiv anhand der KDIGO-Definition für die akute Nierenschädigung in eine Patientengruppe mit akuter Nierenschädigung (AKI) und eine ohne akute Nierenschädigung (NOAKI) aufgeteilt. Mithilfe von Korrelationen, Quotienten und errechneten Erwartungswerten wurde das Ausmaß der metabolischen Kompensation in den einzelnen Nierenfunktionsstadien verglichen. Zudem wurde die Mortalität mit einem Kaplan-Meier-Verfahren gegenübergestellt und der Einfluss verschiedener Faktoren auf das Mortalitätsrisiko in einer Regressionsanalyse beurteilt. Ergebnisse: Es wurden insgesamt 498 Patient*innen inkludiert. In 278 (55,8 %) Fällen lag eine AKI vor. Davon erlitten 139 Patient*innen (50 %) eine AKI im Stadium 3. Die Patient*innen mit AKI hatten öfter Komorbiditäten wie Diabetes mellitus, Herz- oder Niereninsuffizienz. Die AKI-Patient*innen waren signifikant schwerer erkrankt (SOFA-Score 6 vs. 3), häufiger invasiv (53,6 vs. 13,6 %) und länger beatmet (92 vs. 14 h) sowie länger in intensivstationärer Behandlung (8 vs. 3 Tage). Akut-Nierengeschädigte sind während des ITS-Aufenthaltes häufiger verstorben (16,2 vs. 4,5 %). Die 30-Tages-Mortalität war ebenfalls höher. Die Bikarbonatkonzentrationen im Verhältnis zu den Kohlenstoffdioxidpartialdrücken der AKI-Gruppe waren signifikant niedriger. Auch der pH war azidotischer. Je höhergradig die AKI war, desto geringer zeigte sich der metabolische Ausgleich der respiratorischen Azidose. Zusammenfassung: Die Patient*innen mit AKI waren schwerer erkrankt, kompensierten die respiratorische Azidose schlechter und zeigten eine höhere Mortalität als die Patient*innen der Vergleichsgruppe.

Introduction: Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a frequent chronic disease and the third leading cause of death in the world (1, 2). During an acute exacerbation of COPD (AECOPD) the patients are suffering from respiratory acidosis (2, 3). To compensate this respiratory acidosis an improvement of ventilation or of renal retention of bicarbonate are necessary (3). Acute kidney injury (AKI) is a frequent complication in Intensive Care Patients and can affect the extent of metabolic compensation of acid-base-disorders (4-6). Objectives: A respiratory acidosis is connected to severe complications and consequently to a higher risk of mortality (7). There is no sufficient data available concerning the effects of the renal function on the acid-base balance in patients with AECOPD. The aim of this analysis was to examine the degree of metabolic compensation of respiratory acidosis in patients with AECOPD and AKI in comparison to patients without AKI. Methods: The clinical data of all patients who were admitted to two medical intensive care units (ICU) of Charité-Universitätsmedizin Berlin from 2009 to 2021 because of acute exacerbation of COPD was analysed. Based on the criteria of KDIGO for acute kidney injury the whole study population was retrospectively separated in a group with AKI (AKI) and a group without AKI (NOAKI). The intensity of metabolic compensation in the different states of renal function was compared with the help of correlations, quotients and calculated expected values. The survival in the different groups was investigated and compared using Kaplan-Meier-Analysis and the effects of different factors on mortality were evaluated in a regression analysis. Results: In this analysis a total of 498 patients were included. 278 patients (55,8 %) suffered from an AKI. From those patients 139 (50 %) presented an AKI stage 3. The patients with AKI had more often comorbidities like Diabetes mellitus, chronic heart failure or chronic kidney disease (CKD). The patients with AKI were significantly sicker (SOFA-Score 6 vs. 3), more often intubated (53,6 vs. 13,6 %) and longer ventilated (92 vs. 14 h). They were also treated longer in the ICU (8 vs. 3 days). The ICU mortality in the group with AKI was higher (16,2 vs. 4,5 %). The 30-days mortality was also higher. The concentration of bicarbonate in relation to the carbon dioxide partial pressure was significantly lower in the AKI-group. The pH values in this group were also more acidotic. In patients with higher graded AKI the metabolic compensation of respiratory acidosis occurred in a lower extent. Conclusion: The patients with AKI were sicker, compensated their respiratory acidosis to a lesser extent than patients without AKI and showed a higher mortality compared to the group without AKI.