Risk Potential for Organ Dysfunction Associated With Sodium Bicarbonate Therapy in Critically Ill Patients With Hemodynamic Worsening

Abstract

Background: The role of sodium bicarbonate therapy (SBT) remains controversial. This study aimed to investigate whether hemodynamic status before SBT contributed to the heterogeneous outcomes associated with SBT in acute critically ill patients.Methods: We obtained data from patients with metabolic acidosis from the Medical Information Mart for Intensive Care (MIMIC)-III database. Propensity score matching (PSM) was applied to match the SBT group with the control group. Logistic regression and Cox regression were used to analyze a composite of newly “developed or exacerbated organ dysfunction” (d/eOD) within 7 days of ICU admission and 28-day mortality associated with SBT for metabolic acidosis.Results: A total of 1,765 patients with metabolic acidosis were enrolled, and 332 pairs obtained by PSM were applied to the final analyses in the study. An increased incidence of newly d/eOD was observed in the SB group compared with the control group (54.8 vs. 44.6%, p < 0.01). Multivariable logistic regression indicated that the adjusted OR of SBT for this composite outcome was no longer significant [OR (95% CI): 1.39 (0.9, 1.85); p = 0.164]. This effect of SBT did not change with the quintiles stratified by pH. Interestingly, SBT was associated with an increased risk of the composite of newly d/eOD in the subgroup of patients with worsening hemodynamics before SBT [adjusted OR (95% CI): 3.6 (1.84, 7.22), p < 0.001]. Moreover, the risk potential for this composite of outcomes was significantly increased in patients characterized by both worsening [adjusted OR (95% CI): 2.91 (1.54, 5.47), p < 0.001] and unchanged hemodynamics [adjusted OR (95% CI): 1.94 (1.01, 3.72), p = 0.046] compared to patients with improved hemodynamics before SBT. Our study failed to demonstrate an association between SBT and 28-day mortality in acute critically ill patients with metabolic acidosis.Conclusions: Our findings did not demonstrate an association between SBT and outcomes in critically ill patients with metabolic acidosis. However, patients with either worsening or unchanged hemodynamic status in initial resuscitation had a significantly higher risk potential of newly d/eOD subsequent to SBT.

Sodium bicarbonate for the treatment of severe metabolic acidosis with moderate or severe acute kidney injury in the critically ill: protocol for a randomised clinical trial (BICARICU-2)

“…Both ICU and hospital mortality were significantly reduced in the subgroup of patients with moderate metabolic acidemia (7.2<pH<7.3) treated with sodium bicarbonate. Using the same MIMIC-3 database and moderate acidemia (pH<7.30), Wang et al suggested that sodium bicarbonate was not associated with survival and that sodium bicarbonate might be associated with worsening organ failure score in a subset of patients with unchanged or deteriorating haemodynamics before sodium bicarbonate infusion 20…”

Impact of ABO blood type on morbidity of organ dysfunction and mortality in septic patients: a single center retrospective observational study

“…A newly "developed or exacerbated organ dysfunction" (d/eOD) was de ned as previously research. Brie y, the newly "d/eOD" was de ned as a net increase in SOFA score ≥ 2 of at least one organ within 7 days after admission in ICU over the baseline (SOFA score in the rst 24h) 14 . The worst SOFA was adopted after diagnosed sepsis from the second 24h until day 7.…”

¿Bicarbonato de sodio en terapia intensiva es útil o no?

“…La acidemia moderada es definida como un pH <7,38 y severa con un pH <7,20, si esta se combina con bicarbonato menos de 20 mmol/l, se considera una acidosis metabólica; en el caso de moderada se asocia a un exceso de base <4 mmol/l, PaCO2≤45 mmHg; con una ocurrencia del 8,4% en la UTI y una mortalidad de 17,3 % al 21,5%, en UTI y sala de hospitalización respectivamente; si es severa se define con un pH<7,20, PaCO2≤45 mmHg, HCO3 − ≤20 mmol/l, además de un score de SOFA (sequential organ failure assessment/ evaluación secuencia de insuficiencia orgánica) ≥4, lactato≥2 mmol/l, con una ocurrencia del 1,5% en pacientes críticos y una mortalidad de 43,5% en la UTI y 48,3% en sala de hospitalización; desde otro ángulo la acidosis metabólica se puede considerar en aguda o crónica, presentándose en días o varios meses de evolución; por otro lado, esta patología puede afectar las bioactividades celulares, la función cardiaca, con disminución del inotropismo cardiaco, genera vasodilatación sistémica, vasoconstricción pulmonar, arritmias, alteración en la liberación de oxígeno, cambios en la función renal, edema cerebral, disfunción del diafragma y empeoramiento de la respuesta inmune, en tal sentido la administración de bicarbonato se ha vuelto rutinario, casi instintivo, sin embargo, sin mejoría en la estabilidad hemodinámica o mortalidad 4,7,8 ; en comparación, Loa K.B. et al, menciona que el uso de bicarbonato es útil para revertir la acidosis en estados de choque, porque altera las respuestas miocárdicas y vasculares a las catecolaminas, como se observó en estudios experimentales previos; empero muchos de estos aseveran su falta de mejoría en la hemodinámia de estos pacientes críticamente enfermos con acidosis 4,11 .…”

“…Es evidente que el uso del bicarbonato puede aumentar el pH de la sangre y la alcalinidad; pese a lo cual a mostrado datos de fallo de órganos, así como en un estudio de Estados Unidos en Cuidados Intensivos, donde se aplicó una regresión logística y de Cox para la evaluación de la formula del "desarrollo o exacerbación de disfunción orgánica (d/eDO)", con aumento del SOFA mas de 2 en 7 días; este fue un cohorte retrospectivo que incluyo 1765 pacientes; la incidencia de d/eDO dentro los 7 días se incrementó significativamente en el grupo de bicarbonato en comparación al grupo sin bicarbonato (54,8 vs. 44,6 %, p<0,05), con disfunción del sistema nervioso central (SNC) (29,1 vs. 21,2%, p<0,05), coagulopatía (13,0 vs. 4,8%, p<0,001) y circulatorio (10.1 vs. 5,4%, p<0,05); no así en la parte respiratoria, hepática y renal 7 . No obstante un ajuste multivariado del uso de bicarbonato con falla multiorganica y con anión GAP, reflejo que si hay más compromiso hemodinámico, hay más riesgo de fallo de órganos, pero no así el FMO general [OR (95% CI): 1,39 (0,9, 1,85); p= 0,164]; en forma preliminar este fallo se arguye principalmente por la acidosis intracelular paradójica, donde el bicarbonato reaccionó con ácidos para formar agua y CO2, que se difunde fácilmente a través membranas celulares; la alta concentración de CO2 podría conducir esta misma ecuación a la inversa y generar H + intracelular; por otro lado, la administración de bicarbonato de sodio redujo el calcio ionizado en plasma, género menor contractilidad miocárdica y aumento los niveles de lactato, lo que indujo a una lesión celular; de hecho, se encontró que la PaCO2 aumenta en 5 La infusión del bicarbonato puede aumentar aún más los efectos de la acidosis metabólica per se.…”

“…El empleo del carbonato de sodio y el bicarbonato de sodio (NaHCO3 -) emanan desde hace muchos años, siendo el producto de las cenizas de algunas plantas y usada como detergente, en la higiene personal, en la industria del papel, jabón, textil y producción de vidrio; fue denominada como "natrón"; no obstante, en 1846 John Dwight y Austin Church, dos pasteleros de New York, observaron que el carbonato de sodio, asociado a la leche, generaba un gas carbónico o dióxido de carbono (CO2) para elevar la masa, llegando a refinarse hasta bicarbonato de sodio; por lo tanto el uso de este elemento ha sido heterogéneo y muy distribuido a nivel mundial; de tal manera, por la posibilidad de liberar CO2, puede ser usado en la repostería, elaboración de gaseosas y en el ámbito médico, en muchas patologías 2 ; esta droga se encuentra disponible en forma comercial desde la década de 1950; en otro orden de cosas la homeostasis del equilibrio acido-base esta específicamente regulada por buffers o amortiguadores intra y extracelulares del sistema respiratorio en forma precoz y renal en forma más tardía; el proceso químico (H + , HCO3y PCO2) representa la primera línea de defensa de este equilibrio, denominado como enfoque fisiológico o tradicional 3 , en suma el uso de bicarbonato (HCO3 -) genera algunas consecuencias fisiológicas, aumenta la afinidad del oxígeno con la hemoglobina, hipercapnia, estado hiperosmolar, hipernatremia, hipopotasemia, hipocalcemia, intervalo QT prolongado, progresión de la calcificación vascular, rebote con alcalosis metabólica y aumento del lactato; este enfoque nos presenta la ecuación de Henderson-Hasselbach, que tiene orígenes desde 1908 con Lawrence Joseph Henderson quien derivo una ecuación para calcular la concentración de iones de hidrogeno de una solución tampón, que reordenada se veía así: H + + HCO3con la siguiente ecuación: pH= 6,1+log10 ([HCO3 -/0,0307 x PCO2]), por otro lado, la regulación renal se basa en la eliminación de iones de hidrogeno, bicarbonato o amonio y la respiratoria con la conservación o eliminación del PCO2 [4][5][6][7] .…”