Fritt vattenunderskott vid hypernatremi

Klinisk bakgrund

Hypernatremi uppstår när vattenförlust överstiger natriumförlust, så att serumnatrium stiger över 145 mEq/L. Beslutet som instrumentet tjänar är hur stort det ackumulerade vattenunderskottet är, och därmed hur mycket fritt vatten som måste tillföras för att återställa natriumkoncentrationen till normal nivå. Utan en uppskattning av underskottet riskerar man antingen att ge för lite, med kvarstående hypernatremi, eller att ge för mycket för snabbt, med risk för hjärnödem vid kronisk hypernatremi.

Beräkningen är särskilt relevant på intensivvårdsavdelningar och akutmottagningar där patienter kan ha stora insensibla förluster, nedsatt törstmekanism eller diabetes insipidus. Den kliniska svårigheten ligger inte i att räkna ut ett tal, utan i att tolka det i ljus av pågående förluster och den korrigeringstakt som är säker för den enskilda patienten.

Beräkning av fritt vattenunderskott

Formeln bygger på principen att serumnatriumkoncentrationen återspeglar förhållandet mellan total kroppsnatrium och total kroppsvätska. Om vatten har gått förlorat utan motsvarande natriumförlust, kan det saknade vattenet beräknas utifrån den förhöjda natriumkoncentrationen och patientens uppskattade totala kroppsvätska.

$$\text{Fritt vattenunderskott (L)} = f \times \text{vikt (kg)} \times \left(\frac{[\text{Na}^+]_{\text{serum}}}{140} - 1\right)$$

där $f$ är andel total kroppsvälska och $[\text{Na}^+]_{\text{serum}}$ är uppmätt serumnatrium i mEq/L.

Variablerna i formeln:

• Andel total kroppsvätska ($f$): en uppskattning av kroppens vattenfraktion. För vuxen man sätts $f = 0{,}6$, för vuxen kvinna eller äldre man $f = 0{,}5$, för äldre kvinna $f = 0{,}45$, och för barn $f = 0{,}6$. Dessa värden bygger på klassiska spädningsstudier av total kroppsvätska, där Watson m.fl. härledde antropometriska prediktionsekvationer baserade på 458 vuxna män och 265 vuxna kvinnor [5]. De procentuella andelarna är förenklade genomsnitt som används kliniskt; den faktiska kroppsvattenfraktionen varierar individuellt med kroppssammansättning, särskilt med graden av adipositas.
• Kroppsvikt: patientens aktuell vikt i kg.
• Uppmätt serumnatrium: det faktiska serumnatriumvärdet i mEq/L. Normalvärdet 140 i nämnaren är den natriumkoncentration som vattenunderskottet refereras till.

Formeln härleddes och populariserades av Adrogué och Madias i en översiktsartikel i New England Journal of Medicine 2000, som sammanfattade kvantitativa principer för behandling av dysnatremier [1]. Den är inte en empiriskt härledd riskmodell från en definierad kohort med ett specifikt utfall, utan en teoretisk massbalansekvation baserad på fysiologiska principer för vatten- och natriumbalans.

Tolkning i praktiken

Resultatet anger den vattenmängd, i liter, som teoretiskt krävs för att sänka serumnatrium till 140 mEq/L. Det är ett startvärde för planering av vätskeersättning, inte en ordination att infundera på en gång.

Efter att ersättningsvolymen har beräknats måste valet av vätska bestämmas. Fritt vatten ges peroralt eller via sond om patienten kan tolerera det. Intravenöst används glukoslösning (5 %) eller, mer kliniskt vanligt, hypoton salin (0,45 %). Valet påverkar hur serumnatrium förändras, och Adrogué-Madias formel för förändring i serumnatrium per liter infusat kan användas som komplement för att uppskatta effekten av vald vätska [1].

Serumnatrium ska mätas varannan till var fjärde timme under korrigeringen, och infusionstakten justeras utifrån uppmätt förändring snarare än utifrån den initiala beräkningen.

Validering och prestanda

Den teoretiska grund som formeln vilar på har aldrig validerats i en prospektiv studie där predicerat vattenunderskott systematiskt jämförts med uppmätt serumnatriumrespons. Den mest relevanta externa utvärderingen gjordes av Lindner m.fl., som jämförde fyra formler för prediktion av serumnatriumförändring (Adrogué-Madias, Barsoum-Levine, Kurtz-Nguyen och en egen elektrolytfri vatten-clearance-baserad formel) hos 66 patienter på en intensivvårdsavdelning med totalt 681 patientdagar, varav 194 hypernatremiska [2]. Alla formler korrelerade signifikant med uppmätta förändringar, men de individuella variationerna var stora. Medeldifferensen mellan predicerat och uppmätt serumnatrium låg på 3,4 till 4,5 (±4,4 till 4,7) mEq/L för de publicerade formlerna. Under aktiv hypernatremi var avvikelserna ännu större: 5,0 till 6,7 (±3,9 till 4,3) mEq/L. Författarna drog slutsatsen att tillgängliga formler inte noggrant förutsäger serumnatriumförändringar hos den enskilda ICU-patienten, och att infusionsterapi bör styras av seriemätningar snarare än av formelberäkningar ensamma [2].

En metodologisk begränsning som belysts av Chen m.fl. är att Adrogué-Madias-formeln för serumnatriumförändring per liter infurat är exakt endast för 1 L; proportionell skalning till andra volymer är inte linjär, och avvikelsen ökar med volymen [4]. Detta gäller den relaterade Adrogué-Madias-formeln för infusat, men principen att formler bygger på antaganden om oförändrad total kroppsvätska under behandlingen är gemensam.

Vad gäller säkerhet vid korrigering har den traditionella rekommendationen att inte överstiga 0,5 mEq/L per timme ifrågasatts av en retrospektiv studie av Chauhan m.fl., som analyserade 122 patienter med svår hypernatremi (>155 mmol/L) vid admission och 327 med sjukhusförvärvad hypernatremi på ICU [3]. Snabb korrigering (>0,5 mmol/L per timme) var inte associerad med ökad mortalitet, kramper, medvetandesänkning eller hjärnödem jämfört med långsammare korrigering. Ingen enda fall av hjärnödem kunde tillskrivas snabb korrigering vid manuell genomgång av journaler. Studien är retrospektiv och observationsbaserad, och resultaten gäller intensivvårdspatienter med i många fall akut hypernatremi. Den ska inte tolkas som att korrigeringstakten är utan betydelse, men den visar att det evidensmässiga stödet för tröskeln 0,5 mEq/L per timme är svagt [3].

Begränsningar

Formeln för fritt vattenunderskott är endast giltig när hypernatremin orsakas av ren vattenförlust. Vid hypoton vätskeförlust, det vill säga när både vatten och natrium har gått förlorat men proportionellt mer vatten, ger formeln inte fullständig information om hur olika infusat med varierande natrium- och kaliumkoncentration påverkar serumnatrium [6]. Detta är den vanligaste kliniska situationen, särskilt vid gastrointestinala förluster eller diuretikabruk.

Andra viktiga begränsningar:

• Antagandet om oförändrad total kroppsvätska: formeln beräknar det statiska underskottet vid en given tidpunkt och beaktar inte pågående insensibla förluster, urinproduktion eller dränageförluster under behandlingen. Dessa måste läggas till separat i den dagliga vätskeplanen.
• Kroppsvattenfraktionen är en grov uppskattning: andelarna 0,6, 0,5 och 0,45 är populationsgenomsnitt. Hos patienter med hög grad av adipositas är den faktiska vattenfraktionen lägre, och formeln överskattar då vattenunderskottet. Omvänd gäller för patienter med låg kroppsvikt och hög muskelmassa.
• Ej applicerbar vid hyperglykemi: förhöjt blodsocker förskjuter vatten intravasalt och sänker serumnatrium (translokationell hyponatremi), vilket inte återspeglar ett verkligt natrium- eller vattenunderskott. Korrigera serumnatrium för glukos innan formeln används.
• Ej validerad för barn med låg kroppsvikt: andelen 0,6 för barn är en approximation; spädbarn har en högre vattenfraktion (upp till 0,7) som gradvis sjunker under de första levnadsåren.

Källor

1. Adrogué HJ, Madias NE. Hypernatremia. N Engl J Med. 2000;342(20):1493-9. PMID: 10816188
2. Lindner G, Schwarz C, Kneidinger N, m.fl. Can we really predict the change in serum sodium levels? An analysis of currently proposed formulae in hypernatraemic patients. Nephrol Dial Transplant. 2008;23(11):3501-8. PMID: 18723567
3. Chauhan K, Pattharanitima P, Patel N, m.fl. Rate of Correction of Hypernatremia and Health Outcomes in Critically Ill Patients. Clin J Am Soc Nephrol. 2019;14(5):656-663. PMID: 30948456
4. Chen S, Shieh M, Chiaramonte R, m.fl. Improving on the Adrogué-Madias Formula. Kidney360. 2021;2(2):365-370. PMID: 35373033
5. Watson PE, Watson ID, Batt RD. Total body water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric measurements. Am J Clin Nutr. 1980;33(1):27-39. PMID: 6986753
6. Nguyen MK, Kurtz I. A new quantitative approach to the treatment of the dysnatremias. Clin Exp Nephrol. 2003;7(2):125-37. PMID: 14586731