Natriumkorrektur bei Hyperglykämie

Klinischer Hintergrund

Bei Hyperglykämie zieht die auf den Extrazellulärraum beschränkte Glukose Wasser aus dem Intrazellulärraum und verdünnt dadurch die Serumnatriumkonzentration. Dieses Phänomen wird als translokationale Hyponatriämie bezeichnet und stellt keinen verminderten Gesamtkörperbestand an Natrium dar, sondern eine reine Verteilungsstörung. Die klinische Schwierigkeit entsteht in zwei Situationen: zum einen bei der Beurteilung einer Person mit diabetischer Ketoazidose oder hyperosmolarem hyperglykämischem Zustand, bei der zu klären ist, ob das Natrium echt erniedrigt oder nur verdünnt ist; zum anderen bei der Überwachung unter Therapie, wenn die Glukose fällt und das Natrium als rein physikalische Folge ansteigt, ohne dass Natrium zugeführt wurde. Ohne Korrektur besteht die Gefahr, einen Verdünnungseffekt als Natriumdefizit fehlzudeuten und hypotone Flüssigkeit zu geben, die die Osmolalität zu rasch senken kann, mit dem Risiko eines Hirnödems und einer osmotischen Demyelinisierung.

Berechnung der Natriumkorrektur bei Hyperglykämie

Der Rechner verwendet die Katz-Formel:

$$\text{Korrigiertes Na} = \text{Gemessenes Na} + 1{,}6 \times \frac{\text{Plasmaglukose (mg/dL)} - 100}{100}$$

Dabei ist gemessenes Natrium der im Labor bestimmte Wert in mmol/L und Plasmaglukose wird in mg/dL angegeben. Der Faktor von 1,6 mmol/L je 100 mg/dL Glukose über 100 mg/dL wurde 1973 von Katz aus einer theoretischen Berechnung der osmotischen Wasserverschiebung bei Hyperglykämie abgeleitet [1]. Es handelte sich nicht um eine empirische Studie, sondern um eine physikalische Herleitung unter der Annahme, dass Glukose ein effektiv extrazelluläres Osmol ist und Wasser sich entsprechend den bekannten physiologischen Volumina verteilt.

Hillier et al. prüften den Faktor 1999 experimentell in einer physiologischen Studie an sechs Gesunden, bei denen die endogene Insulinsekretion mit Somatostatin blockiert und die Glukose durch intravenöse Glukoseinfusion auf über 600 mg/dL angehoben wurde [2]. Der gemessene Abfall des Serumnatriums betrug im Mittel 2,4 mmol/L je 100 mg/dL Glukoseanstieg und war damit signifikant höher als der Katz-Faktor von 1,6 (P = 0,02). Der Zusammenhang war zudem nichtlinear: Bis 400 mg/dL funktionierte der Faktor 1,6 gut, bei einer Glukose über 400 mg/dL war jedoch ein Faktor von 4,0 treffsicherer. Der Rechner weist daher den Hillier-Faktor 2,4 als Alternative aus, insbesondere bei ausgeprägter Hyperglykämie.

Interpretation in der Praxis

Der korrigierte Natriumwert ist als Maß der Serumtonizität zu interpretieren und nicht als Maß eines Natriummangels. Er gibt an, wie hoch die Natriumkonzentration wäre, wenn sich die Glukose normalisierte, ohne dass Natrium oder Wasser zugeführt oder entzogen würde.

Eine wichtige Anwendung ist die Vorhersage des Natriumanstiegs unter Therapie. Fällt die Glukose, verteilt sich Wasser zurück in den Intrazellulärraum, und das Serumnatrium steigt automatisch. Nach der JBDS-Leitlinie zum hyperosmolaren hyperglykämischen Zustand entspricht ein Glukoseabfall von 5,5 mmol/L (100 mg/dL) einem Natriumanstieg von etwa 2,4 mmol/L [3]. Steigt das Natrium schneller, spricht dies für eine unzureichende Flüssigkeitssubstitution; steigt es langsamer, kann dies auf eine Überwässerung hinweisen. Das korrigierte Natrium ist daher fortlaufend zu verfolgen und nicht nur einmalig zu berechnen.

Validierung und Testgüte

Der ursprüngliche Katz-Faktor beruht auf einer theoretischen Herleitung ohne empirische Validierung [1]. Die experimentelle Studie von Hillier an sechs Gesunden ist die einzige kontrollierte Untersuchung des Faktors und zeigte, dass 1,6 den tatsächlichen Abfall unterschätzt, besonders bei einer Glukose über 400 mg/dL [2]. Ein Faktor von 2,4 war für den gesamten Glukosebereich die bessere mittlere Schätzung, und bei sehr hohen Glukosewerten war 4,0 treffsicherer. Wegen der nichtlinearen Beziehung ist kein einzelner Faktor über den gesamten Bereich optimal.

In einer Übersichtsarbeit zu Dysnatriämien auf der Intensivstation geben Overgaard-Steensen und Ring an, dass das Natrium um etwa 0,4 mmol/L je mmol/L Glukoseanstieg fällt, was dem Hillier-Faktor von 2,4 je 100 mg/dL entspricht, und empfehlen diesen für die klinische Anwendung [4]. Auch die britische JBDS-Leitlinie zum HHS verwendet in ihren Berechnungen und Beispielen 2,4 [3]. Der Katz-Faktor 1,6 lebt jedoch in vielen Lehrbüchern und Laborbefunden fort, was bei ausgeprägter Hyperglykämie das Risiko einer systematischen Unterschätzung der wahren Natriumkonzentration birgt.

Limitationen

Die Korrektur gilt nur für die Hyperglykämie als Ursache einer translokationalen Hyponatriämie. Andere extrazelluläre Osmole, vor allem Mannitol, können einen analogen Effekt haben, den die Formel nicht erfasst. Die Pseudohyponatriämie bei Hyperlipidämie oder Hyperproteinämie beruht auf einem völlig anderen Mechanismus, bei dem das Plasma normal ton ist und das Messverfahren fehlgeht; dort darf die Korrektur nicht angewandt werden.

Der größte Fallstrick besteht darin, den korrigierten Wert als Therapieziel statt als diagnostischen Marker zu behandeln. Das Natrium darf nicht aktiv durch Natriumzufuhr auf den korrigierten Wert angehoben werden. Der korrigierte Wert zeigt lediglich an, in welche Richtung sich das Natrium bewegen wird, wenn die Glukose fällt. Der tatsächliche Anstieg wird durch die Flüssigkeitsbilanz bestimmt, und wenn er zu rasch erfolgt, besteht die Gefahr einer osmotischen Demyelinisierung, besonders bei Mangelernährung, Alkoholkrankheit, Leberinsuffizienz oder Hypokaliämie [4]. Auf der Intensivstation wird generell empfohlen, dass die Natriumkorrektur bei Hyponatriämie unabhängig von der Ursache 10 bis 12 mmol/L pro Tag nicht überschreitet [4].

Eine weitere Einschränkung ist, dass die Studie von Hillier an sechs Gesunden unter einer akuten, experimentell über eine Stunde induzierten Hyperglykämie durchgeführt wurde [2]. Die klinische Hyperglykämie bei DKA oder HHS entwickelt sich über Stunden bis Tage und geht mit Insulinmangel, Ketonproduktion und osmotischer Diurese einher, was den Wasser- und Natriumhaushalt auf Weisen beeinflussen kann, die das experimentelle Modell nicht abbildet. Der Faktor ist daher eine Näherung und keine exakte Vorhersage.

Einheiten und praktische Anwendung

Die Plasmaglukose wird je nach Labor in mg/dL oder in mmol/L berichtet. Der Rechner nimmt die Einheitenumrechnung intern vor; bei manueller Berechnung muss eine in mmol/L angegebene Glukose jedoch umgerechnet werden: $\text{mg/dL} = \text{mmol/L} \times 18{,}018$. Die Intensivmedizin folgt bei DKA und HHS weitgehend den internationalen Leitlinien, in denen die Osmolalität und nicht das Natrium allein die steuernde Größe ist. Die Zielwerte für die Osmolalitätssenkung (3 bis 8 mOsm/kg/Stunde) und die Glukosesenkung nach der JBDS-Leitlinie [3] sind auch hier anwendbar.

Quellen

1. Katz MA. Hyperglycemia-induced hyponatremia: calculation of expected serum sodium depression. N Engl J Med. 1973;289(16):843–4. PMID: 4763428
2. Hillier TA, Abbott RD, Barrett EJ. Hyponatremia: evaluating the correction factor for hyperglycemia. Am J Med. 1999;106(4):399–403. PMID: 10225241
3. Mustafa OG, Haq M, Dashora U et al. Management of Hyperosmolar Hyperglycaemic State (HHS) in Adults: An updated guideline from the Joint British Diabetes Societies (JBDS) for Inpatient Care Group. Diabet Med. 2023;40(3):e15005. PMID: 36370077
4. Overgaard-Steensen C, Ring T. Clinical review: practical approach to hyponatraemia and hypernatraemia in critically ill patients. Crit Care. 2013;17(1):206. PMID: 23672688