Erhaltungsbedarf an Flüssigkeit bei Kindern

Klinischer Hintergrund

Die Berechnung des Erhaltungsbedarfs an Flüssigkeit bei Kindern erfordert aus zwei Gründen ein strukturiertes Vorgehen. Erstens skaliert der Flüssigkeitsbedarf von Kindern nicht linear mit dem Körpergewicht: Ein Säugling von 5 kg benötigt pro Kilogramm proportional deutlich mehr Flüssigkeit als ein Jugendlicher von 50 kg. Zweitens ist die Fehlertoleranz gering. Unter- und Überhydrierung können bei einem Kind mit begrenzter Reserve rasch zu schwerwiegenden Folgen führen. Ein gewichtsbasiertes Berechnungsinstrument ermöglicht es, ein Volumen zu verordnen, das unabhängig von der verordnenden Person auf denselben physiologischen Prinzipien beruht, und liefert einen Referenzwert, mit dem sich die gemessene Zufuhr und Ausfuhr abgleichen lassen.

Berechnung des pädiatrischen Erhaltungsbedarfs an Flüssigkeit

Die Methode nach Holliday und Segar überführt das Körpergewicht über eine stückweise lineare Funktion mit abnehmender Steigung in ein Erhaltungsvolumen. Für den Tagesbedarf gilt:

$$V_{\text{Tag}} = \begin{cases} 100 \times w & \text{wenn } w \leq 10 \text{ kg} \ 1000 + 50 \times (w - 10) & \text{wenn } 10 < w \leq 20 \text{ kg} \ 1500 + 20 \times (w - 20) & \text{wenn } w > 20 \text{ kg} \end{cases} \text{ mL}$$

wobei $w$ das Körpergewicht in kg ist. Das Stundenvolumen wird häufig durch die sogenannte 4-2-1-Regel ausgedrückt, die eine gute Näherung des durch 24 geteilten Tagesvolumens darstellt:

$$V_{\text{Stunde}} = \begin{cases} 4 \times w & \text{wenn } w \leq 10 \text{ kg} \ 40 + 2 \times (w - 10) & \text{wenn } 10 < w \leq 20 \text{ kg} \ 60 + 1 \times (w - 20) & \text{wenn } w > 20 \text{ kg} \end{cases} \text{ mL/Stunde}$$

Die Methode wurde 1957 von Holliday und Segar publiziert und beruht auf dem Zusammenhang zwischen Körpergewicht und Energieumsatz bei gesunden Kindern [1]. Das Prinzip lautet, dass pro kcal Energieverbrauch 1 mL Wasser benötigt wird und dass der Energieumsatz seinerseits in vorhersagbarer, aber nichtlinearer Weise mit dem Körpergewicht skaliert. Die Formel hat keine Ableitungskohorte im heutigen Sinn; sie stammt aus beobachteten physiologischen Zusammenhängen und nicht aus einer klinischen Studie mit einem definierten Patientenkollektiv und einem gemessenen Outcome.

Interpretation in der Praxis

Der Rechner liefert zwei Werte: ein Tages- und ein Stundenvolumen. Das Volumen entspricht dem basalen Erhaltungsbedarf unter der Voraussetzung normaler Verluste. In der Praxis bedeutet dies, dass das Volumen dem entspricht, was ein gesundes Kind enteral zu sich nehmen würde, und es sollte daher mit der auf der Station gemessenen Zufuhr und Ausfuhr verglichen werden. Abweichungen weisen auf einen Bedarf an zusätzlichem Ersatz hin.

Bei Unterbrechung der enteralen Zufuhr geht das Volumen von einem theoretischen Referenzwert in eine tatsächliche Verordnung über. Bei anhaltenden Verlusten, beispielsweise bei einer Gastroenteritis oder fieberbedingten Verlusten, werden der Ersatz des Defizits und der fortlaufenden Verluste zusätzlich zum Erhaltungsvolumen verabreicht.

Validierung und Leistungsfähigkeit

Die Berechnung des Volumens nach Holliday und Segar wird seit über 65 Jahren verwendet und ist weiterhin die weltweit am weitesten verbreitete Methode zur Abschätzung des Erhaltungsbedarfs an Flüssigkeit. Die Hauptkontroverse betrifft nicht das Volumen selbst, sondern die Wahl der Zusammensetzung der Flüssigkeit. Die Methode legt nämlich nicht fest, welche Tonizität die Flüssigkeit haben soll, und in der Originalarbeit wurde eine hypotone Lösung verwendet [1].

Ein Cochrane-Review von 2014 schloss 10 RCT mit insgesamt 1.106 Kindern ein, überwiegend chirurgische und intensivmedizinische Patienten [2]. Isotone Flüssigkeit senkte das Risiko einer Hyponatriämie von 34 auf 17 % (RR 0,48; 95 %-KI 0,38 bis 0,60). Das Risiko einer Hypernatriämie war gering und unterschied sich zwischen den Gruppen nicht signifikant (4 gegenüber 3 %; RR 1,24; 95 %-KI 0,65 bis 2,38). Der Effekt galt für die ersten 24 Stunden der Behandlung.

Eine aktualisierte Metaanalyse von 2024 schloss 33 RCT mit 5.049 Kindern ein [3]. Der Schutzeffekt gegen eine Hyponatriämie wurde bestätigt: RR 0,38 (95 %-KI 0,30 bis 0,48) bei Verabreichung über ≤24 Stunden und RR 0,47 (95 %-KI 0,37 bis 0,62) bei >24 Stunden, jeweils mit hoher Evidenzqualität. Subgruppenanalysen zeigten, dass der Effekt unabhängig von der Art der Erkrankung (medizinisch oder chirurgisch) und unabhängig von der Zusammensetzung der hypotonen Lösung bestehen blieb. Bei neonatalen Subgruppen erhöhten isotone Lösungen jedoch das Risiko einer Hypernatriämie (RR 3,74; 95 %-KI 1,42 bis 9,85), und das Serumkreatinin stieg bei ≤24 Stunden unter isotonen Lösungen signifikant an, weshalb die Autoren balancierte isotone Lösungen gegenüber 0,9-prozentiger Kochsalzlösung empfahlen [3].

Die American Academy of Pediatrics publizierte 2018 eine Leitlinie, die isotone Erhaltungsflüssigkeiten mit geeignetem Kaliumchlorid- und Glukosezusatz für Kinder im Alter von 28 Tagen bis 18 Jahren nachdrücklich empfiehlt (Evidenzqualität A, starke Empfehlung) [4].

Einschränkungen

Die Formel setzt eine normale Physiologie voraus. Bei akuter Erkrankung sind Energieumsatz und Wasserhaushalt häufig gestört, und die Freisetzung des antidiuretischen Hormons (ADH) ist bereits bei mäßigem Stress erhöht, wodurch die physiologische Wasserausscheidung vermindert wird. Eine narrative Übersichtsarbeit hat vorgeschlagen, dass kritisch kranke Kinder eine Reduktion des Erhaltungsvolumens um 40 bis 50 % gegenüber der Formel nach Holliday und Segar benötigen könnten [5]. Der stückweise lineare Zusammenhang zwischen Gewicht und Flüssigkeitsbedarf gilt somit umso weniger, je kränker das Kind ist.

Die Methode nimmt keine Stellung zur Zusammensetzung der Flüssigkeit oder zu Elektrolyt- und Glukosezusätzen. Dies ist die häufigste Quelle klinischer Fehler: das richtige Volumen zu berechnen, aber für ein akut krankes Kind eine hypotone Lösung zu wählen, was das Risiko einer iatrogenen Hyponatriämie mit sich bringt [2, 3, 4].

Spezifische Populationen, bei denen die Methode nicht ohne Anpassung direkt anwendbar ist:

• Neugeborene (<28 Tage): Die Formel nach Holliday und Segar ist für diese Gruppe nicht validiert, und isotone Lösungen können das Risiko einer Hypernatriämie erhöhen [3].
• Kritisch kranke Kinder: Der Bedarf an Volumen und Elektrolyten weicht von den physiologischen Annahmen ab, auf denen die Formel beruht [5].
• Kinder mit Nierenfunktionsstörung, Herzerkrankung oder Lebererkrankung: Diese Patienten waren aus der Datengrundlage der Leitlinie zu isotonen Flüssigkeiten ausgeschlossen und erfordern eine individuelle Beurteilung [4].
• Kinder mit großen pathologischen Verlusten (Diabetes insipidus, schwere Diarrhö, Verbrennungen): Die Erhaltungsberechnung muss durch sorgfältigen Ersatz messbarer Verluste ergänzt werden, und das Gesamtvolumen kann über den Angaben der Formel liegen.

Bei intravenöser Flüssigkeitsgabe sind regelmäßige Kontrollen des Serumnatriums und der Flüssigkeitsbilanz üblich, und eine enterale Zufuhr ist, wenn möglich, vorzuziehen.

Quellen

1. Holliday MA, Segar WE. The maintenance need for water in parenteral fluid therapy. Pediatrics. 1957;19(5):823-32. PMID: 13431307
2. McNab S et al. Isotonic versus hypotonic solutions for maintenance intravenous fluid administration in children. Cochrane Database Syst Rev. 2014;(12):CD009457. PMID: 25519949
3. Amer BE et al. Efficacy and safety of isotonic versus hypotonic intravenous maintenance fluids in hospitalized children: an updated systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Pediatr Nephrol. 2024;39(1):57-84. PMID: 37365423
4. Feld LG et al. Clinical Practice Guideline: Maintenance Intravenous Fluids in Children. Pediatrics. 2018;142(6):e20183083. PMID: 30478247
5. Choong K, Bohn D. Maintenance parenteral fluids in the critically ill child. J Pediatr (Rio J). 2007;83(2 Suppl):S3-S10. PMID: 17486196