Lactic acidosis
ðĐļ INTRODUCTION &
DEFINITION
- Hyperlactatemia
= lactate > 2 mmol/L
- Lactic
acidosis = lactate > 4 mmol/L, āļĄัāļāļĄี high
anion gap metabolic acidosis
- āđāļ็āļāļŠāļēāđāļŦāļุāļี่āļāļāļ่āļāļĒāļี่āļŠุāļāļāļāļ metabolic acidosis āđāļāļู้āļ่āļ§āļĒāđāļ
- pH
āļĄัāļāļĨāļāļĨāļ, āđāļ่āļ้āļēāļĄีāļ āļēāļ§āļ°āļĢ่āļ§āļĄ (āđāļ่āļ respiratory
alkalosis, metabolic alkalosis) pH āļāļēāļāļāļāļิāļŦāļĢืāļāļŠูāļāđāļ้
- āđāļิāļāļāļēāļ lactate production > clearance, āļŠ่āļ§āļāđāļŦāļ่āļāļēāļ
- O₂
delivery ↓
(hypoperfusion, hypoxia)
- āļŦāļĢืāļ mitochondrial O₂
utilization defect
⚙️ PATHOPHYSIOLOGY
1. āļื้āļāļāļēāļāļāļēāļĢāļŠāļĢ้āļēāļ lactate
- āļāļēāļĢāđāļāļĨāļ pyruvate ↔
lactate āļูāļāļāļ§āļāļุāļĄāđāļāļĒ lactate dehydrogenase
(LDH)
[ Pyruvate + NADH ↔ Lactate + NAD⁺] - āļัāļāļĢāļēāļŠ่āļ§āļ NAD⁺/NADH (redox state) āđāļ็āļāļัāļ§āļāļģāļŦāļāļāļิāļĻāļāļēāļāļāļāļāļāļิāļิāļĢิāļĒāļē:
- ↓ NAD⁺/NADH
ratio → āļāļĒัāļāđāļāļāļēāļ lactate ↑
- āļŠāļēāđāļŦāļุāđāļ่āļ hypoxia, sepsis, shock, ethanol oxidation (āđāļิ่āļĄ NADH)
- āļāļāļิāļĢ่āļēāļāļāļēāļĒāļŠāļĢ้āļēāļ lactate 15–20 mmol/kg/d
- 70–80%
oxidized āđāļ็āļ CO₂ + H₂O (āđāļāļĒ liver, heart, kidney)
- 15–20%
āļāļĨัāļāđāļāđāļ็āļ glucose (Cori cycle)
- āļŠ่āļ§āļāļ้āļāļĒ → alanine
2. āļāļĨāđāļāļี่āļāļģāđāļŦ้ lactate āļŠāļ°āļŠāļĄ
āđāļิāļāđāļ้āļāļēāļ 3 āļāļĨāđāļāļŦāļĨัāļ
(āļĄัāļāļĢ่āļ§āļĄāļัāļ)
1.
Pyruvate production ↑ (glycolysis āđāļĢ็āļ§āļึ้āļ
āđāļ่āļ catecholamine excess, Îē-agonist)
2.
Pyruvate oxidation ↓ (āđāļ้āļē mitochondria
āđāļĄ่āđāļ้ āđāļ่āļ hypoxia, mitochondrial defect)
3.
Redox shift (NADH↑) → pyruvate →
lactate ↑
āđāļĄื่āļ lactate āļŠāļ°āļŠāļĄ → H⁺
āļูāļ buffer āļ้āļ§āļĒ HCO₃⁻
→ metabolic acidosis
āđāļĄื่āļ lactate āļูāļ metabolize āļีāļāļāļĢั้āļ → H⁺ āļูāļāđāļ้āđāļĨāļ° HCO₃⁻
āļูāļāļŠāļĢ้āļēāļāļāļĨัāļāļืāļ
ð§Ž TYPE / CLASSIFICATION
āđāļ่āļāļāļēāļĄāļāļĨāđāļāļŦāļĨัāļāđāļ็āļ 2 āļāļĨุ่āļĄāđāļŦāļ่
(āđāļ่ overlap āđāļ้)
|
Type |
āļāļĨāđāļāļŦāļĨัāļ |
āļัāļ§āļāļĒ่āļēāļāļŠāļēāđāļŦāļุ |
āļŦāļĄāļēāļĒāđāļŦāļุ |
|
Type A |
Impaired tissue oxygenation → anaerobic metabolism |
Shock (hypovolemic, septic,
cardiogenic), cardiac arrest, severe anemia, hypoxia |
āļāļāđāļ้āļ่āļāļĒāļี่āļŠุāļ |
|
Type B |
No systemic hypoperfusion;
metabolism defect |
Drug/toxin, metabolic, liver
failure, malignancy, mitochondrial disease |
āđāļĄ่āļĄี hypoxia
āļัāļāđāļāļ |
ðĐš CLINICAL CAUSES
ðĨ Type A (Hypoxic /
Hypoperfusion)
- Shock
āļุāļāļāļิāļ (septic, cardiogenic, hypovolemic)
- Cardiac
arrest
- Severe
hypoxemia, severe anemia
- Seizure,
intense exercise (transient, self-limited)
- Lactate
āļŠูāļāļŠัāļĄāļัāļāļ์āļัāļ mortality āđāļ septic
shock → “lactate
clearance” āđāļ้āđāļ็āļāļัāļ§āļ่āļāļี้āļāļēāļĢāļāļāļāļŠāļāļāļāļ่āļāļāļēāļĢāļĢัāļāļĐāļē
ð§ Type B (Non-hypoxic)
1.
Drugs / toxins
o Biguanides
(metformin, phenformin) →
āļĒัāļāļĒั้āļ mitochondrial respiration
§ āļĄัāļāđāļิāļāđāļĄื่āļāļĄี renal impairment / overdose
o Ethanol
→ āđāļิ่āļĄ NADH,
āļĨāļ NAD⁺ →
lactate ↑
o Toxic
alcohols (methanol, ethylene glycol) →
metabolite āļĢāļāļāļ§āļ mitochondrial metabolism
o Propofol
infusion (Propofol infusion syndrome) →
mitochondrial dysfunction, rhabdomyolysis
o Linezolid
→ āļĒัāļāļĒั้āļ mitochondrial
protein synthesis
o Antiretrovirals
(NRTIs) → mitochondrial
toxicity → chronic lactic
acidosis
2.
Endocrine / Metabolic
o Diabetes
mellitus:
§ āļāļēāļ DKA (āļĢ่āļ§āļĄ hypovolemia)
§ āļāļēāļ metformin accumulation
§ D-lactic
acidosis āļāļēāļ methylglyoxal metabolism āđāļ
DKA
o Liver
failure → lactate
clearance ↓
o Thiamine
deficiency (cofactor āļāļāļ pyruvate dehydrogenase)
→ pyruvate oxidation ↓ →
lactate ↑
3.
Malignancy
o Leukemia,
lymphoma, solid tumor → “Warburg
effect” = glycolysis ↑ āđāļĄ้āļĄี O₂
o āļŦāļĢืāļ hepatic replacement →
clearance ↓
o āļĄัāļāļีāļึ้āļāļŦāļĨัāļāļĢัāļāļĐāļē tumor (chemo / radiation / surgery)
4.
Mitochondrial disorders
o Inherited
(MELAS)
o Drug-induced
(NRTIs, linezolid, propofol)
5.
Beta-adrenergic excess
o Epinephrine
infusion
o Pheochromocytoma
o Îē₂-agonist high-dose inhalation
(asthma) → glycolysis ↑ + pyruvate oxidation ↓
6.
Alcoholism
o NADH↑ āļāļēāļ ethanol
oxidation → pyruvate → lactate
o āļĄัāļ mild āđāļ่āđāļŠāļĢิāļĄāđāļŦ้ acidosis āļĢุāļāđāļĢāļāļึ้āļāđāļĄื่āļāļĄีāļŠāļēāđāļŦāļุāļื่āļāļĢ่āļ§āļĄ
ð§Š D-LACTIC ACIDOSIS (āđāļĒāļāļ่āļēāļāļŦāļēāļ)
- āđāļิāļāļāļēāļ āļูāļāļึāļĄāļ้āļģāļāļēāļĨ/āđāļ้āļāđāļĄ่āļŦāļĄāļ → bacterial
fermentation →
D-lactate
- āļĄัāļāļāļāđāļ short bowel syndrome / jejunoileal bypass
- D-lactate
clearance āļ้āļē → metabolic acidosis + neurologic symptoms (ataxia,
confusion)
- D-lactate
āđāļĄ่āļูāļāļāļĢāļ§āļāļ้āļ§āļĒ lactate assay āļāļāļิ → āļ้āļāļāļŠั่āļāđāļĒāļ
ð§Ŧ DIAGNOSIS
- Lactate
āļāļāļิ: 0.5–1.5 mmol/L
- Lactic
acidosis: >4 mmol/L
- āļัāļāļุāļัāļāļāļĢāļ§āļāļ่āļāļĒāļāļēāļ sepsis screening / early
goal-directed therapy
- āļĄัāļāļĄี high AG metabolic acidosis, āđāļ่āļ้āļē
hypoalbuminemia →
AG āļāļēāļāļู “āļāļāļิ” (āļ้āļāļāđāļ้ AG)
⚕️ PATHOPHYSIOLOGIC SUMMARY (āļāļģāļ่āļēāļĒ)
|
āļāļĨāđāļ |
āļāļĨ |
|
O₂ delivery ↓ (shock, hypoxia) |
Pyruvate oxidation ↓ → lactate ↑ |
|
Mitochondrial defect (drugs,
MELAS, sepsis) |
Pyruvate entry ↓ |
|
Redox shift (NADH↑ āļāļēāļ ethanol,
sepsis, catecholamine) |
Pyruvate → lactate ↑ |
|
Hepatic hypoperfusion /
dysfunction |
Lactate clearance ↓ |
|
Thiamine deficiency |
Pyruvate dehydrogenase ↓ |
|
Adrenergic stimulation |
Glycolysis ↑, PDH inhibition |
|
Tumor metabolism (Warburg effect) |
Anaerobic glycolysis ↑ āđāļĄ้āļĄี O₂ |
ðĄ CLINICAL PEARLS
- āļāļĢāļ§āļ serial lactate āđāļื่āļāļāļĢāļ°āđāļĄิāļāļāļēāļĢāļāļāļāļŠāļāļāļāļ่āļāļāļēāļĢ
resuscitation (lactate clearance ≥10–20% āļ่āļāļั่āļ§āđāļĄāļāđāļ็āļāļŠัāļāļāļēāļāļี)
- āļ่āļē lactate āļี่āļŠูāļāđāļĨāļ°āđāļĄ่āļĨāļāđāļ 6 āļāļĄ. = poor prognosis āđāļ septic
shock
- āļĢāļ°āļ§ัāļ pseudolactic acidosis āļāļēāļ glycolate
(ethylene glycol poisoning)
- Thiamine
100 mg IV āļāļ§āļĢāđāļŦ้āđāļāļู้āļ่āļ§āļĒ malnourished āļŦāļĢืāļ alcoholism āļĢ่āļ§āļĄāļ้āļ§āļĒ
- āļāļēāļĢāđāļŦ้ NaHCO₃ āđāļĄ่āļĄีāļāļĢāļ°āđāļĒāļāļ์āļ้āļēāđāļĄ่āđāļ้āļŠāļēāđāļŦāļุ
(āđāļ่āļ hypoperfusion) →
āđāļ้āđāļāļāļēāļ°āđāļĄื่āļ pH < 7.1 āđāļĨāļ° refractory
- āļĨ้āļēāļāđāļ āļĄีāļāļāļāļēāļāđāļāļāļēāļ°āđāļ metformin
overdose, renal failure, āļŦāļĢืāļ toxic alcohols
ð§ū āļŠāļĢุāļāļāļģāļ่āļēāļĒ
|
āļāļĢāļ°āđāļ็āļ |
āļŠāļēāļĢāļ°āļŠāļģāļัāļ |
|
āđāļāļāļ์ |
Lactate >4 mmol/L = lactic acidosis |
|
āļāļĨāđāļ |
Lactate overproduction ± clearance ↓ |
|
āđāļ่āļāļāļิāļ |
Type A (hypoxic) / Type B (non-hypoxic) |
|
āļŠāļēāđāļŦāļุāļŦāļĨัāļ |
Shock, sepsis, drugs, liver failure, malignancy,
thiamine deficiency, mitochondrial defect |
|
āļิāđāļĻāļĐ |
D-lactic acidosis (short bowel) |
|
āđāļāļ§āļāļēāļāļĢัāļāļĐāļē |
1️⃣ Correct cause (O₂, perfusion, sepsis, thiamine) 2️⃣ Avoid metformin / offending drugs 3️⃣ Consider bicarbonate only if pH <7.1 |
D-lactic acidosis
INTRODUCTION & DEFINITION
- D-lactic
acidosis = āļ āļēāļ§āļ° metabolic acidosis āļāļēāļāļāļēāļĢāļŠāļ°āļŠāļĄ
D-lactate (stereoisomer āļāļāļ L-lactate)
- āļāļāļ่āļāļĒāļŠุāļāđāļ short bowel syndrome (SBS); āļื่āļ āđ: propylene glycol load āļŠูāļ (IV
lorazepam/diazepam āļŊāļĨāļŊ), āļāļēāļāļĢāļēāļĒāđāļ DKA
- Assay
lactate āļāļāļิ (āđāļ้ L-LDH) āļāļ°āđāļĄ่āļัāļ D-lactate
→ āļ้āļāļāļŠั่āļ
D-lactate (serum/urine) āđāļāļĒāđāļāļāļēāļ° āļŦāļĢืāļāđāļ้ chromatography
āļี่āļ§ัāļāļĢāļ§āļĄ D+L
PATHOGENESIS (āļāļģ 3 āļāļĢิāļāļ)
1.
SBS + carbohydrate load → bacterial fermentation āđāļ colon (lactobacilli/anaerobes) →
D-lactate ↑,
lumen pH ↓ → āđāļื้āļāļ่āļ D-lactate–producing
flora (vicious cycle) āđāļĨāļ° D-2-hydroxy acid
dehydrogenase āļāļģāļāļēāļāļĨāļāļĨāļāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĢāļ
2.
Propylene glycol (āļัāļ§āļāļģāļĨāļ°āļĨāļēāļĒāļāļāļāļĒāļē
IV) → metabolite āļŦāļĨāļēāļĒāļāļิāļāļĢāļ§āļĄ D-lactate →
osmolal gap ↑
± anion gap acidosis
3.
DKA āļāļēāļāļĢāļēāļĒ: methylglyoxal
pathway → D-lactate ↑ (āļŦāļĨัāļāļāļēāļāđāļĄ่āļŠāļĄ่āļģāđāļŠāļĄāļ)
āļĄāļุāļĐāļĒ์ metabolize D-lactate āļ้āļē (āđāļĄ่āļ่āļēāļ L-LDH) → āļŠāļ°āļŠāļĄāļ่āļēāļĒ +
āļัāļāļัāļŠāļŠāļēāļ§āļ°āđāļ้ āđāļ่āļāļēāļĢāļัāļāļāļĢ้āļāļĄ Na⁺/K⁺ āļĄีāļāļĨāļ่āļ acid–base
(āļูāļ้āļēāļāļĨ่āļēāļ)
CLINICAL MANIFESTATIONS
- āļāļēāļāļēāļĢāđāļ็āļāđāļŦāļēāļĒāđ āļŦāļĨัāļāļิāļāļāļēāļŦāļēāļĢ āļāļēāļĢ์āļāļŠูāļ/āļ้āļģāļāļēāļĨāļ่āļēāļĒ:
metabolic acidosis + āļāļēāļāļēāļĢāļāļēāļāļĢāļ°āļāļāļāļĢāļ°āļŠāļēāļ
(confusion, cerebellar ataxia, slurred speech, memory loss, “āļĢู้āļŠึāļāđāļĄāļē” āđāļāļĒāđāļĄ่āļื่āļĄāđāļāļĨāļāļāļŪāļāļĨ์)
- āļู้āļ่āļ§āļĒ SBS āļāļģāļāļ§āļāļĄāļēāļāļĄี D-lactate āļŠูāļāđāļāļ low-grade āđāļ้āđāļĢื้āļāļĢัāļāđāļāļĒāđāļĄ่āđāļŠāļāļāļāļēāļāļēāļĢ
āļāļēāļāļēāļĢāļāļĢāļ°āļŠāļēāļ āļāļēāļāđāļĄ่āļŠัāļĄāļัāļāļ์ āļัāļāļĢāļ°āļัāļ D-lactate
āļāļĢāļ āđ (āļāļēāļāļĄี bacterial toxins āļĢ่āļ§āļĄ)
DIAGNOSIS — WHEN TO SUSPECT & HOW TO TEST
āļŠāļāļŠัāļĒ D-lactic acidosis āđāļĄื่āļāļāļ:
- SBS/jejunoileal
bypass āļŦāļĢืāļ malabsorption + acidosis āļี่ āļāļģāđāļĢิāļāļŦāļĨัāļāļĄื้āļāļāļēāļĢ์āļāļŠูāļ āđāļĨāļ°āļีāļึ้āļāđāļĄื่āļāļāļģāļัāļāļāļēāļĢ์āļ
- āđāļ้āļĢัāļāļĒāļē IV āļี่āļĨāļ°āļĨāļēāļĒāđāļ propylene
glycol (āđāļāļĒāđāļāļāļēāļ° high dose/rapid infusion)
- DKA āļี่ anion gap āļŠูāļāļิāļāļāļēāļ āļŦāļĢืāļāđāļĄ่āļāļิāļāļēāļĒāļ้āļ§āļĒ L-lactate
āļāļĢāļ§āļāļี่āđāļāļ°āļāļģ
- ABG/VBG,
BMP (+āļāļģāļāļ§āļ anion gap āđāļĨāļ° albumin-corrected
AG)
- Serum
L-lactate (āļāļāļิāļŦāļĢืāļāđāļĄ่āļŠูāļāļĄāļēāļ) āļāļĒ่āļēāļัāļāđāļĢāļāļāļāļāļ้āļēāļāļāļิ
- Serum/Urine
D-lactate (specific assay) āļŦāļĢืāļ chromatographic
lactate
- āļ้āļēāļŠāļāļŠัāļĒ propylene glycol: serum osmolal gap
- Urinalysis
+ electrolytes āđāļื่āļāļāļģāļāļ§āļ urine osmolal gap
(āļูāļ้āļāļāļ§āļĢāļĢāļ°āļ§ัāļ)
Pattern āļāļāļ AG/NAGMA āļี่āļŦāļĨāļāļāļāļē
- āļāļāļāđāļĢิ่āļĄ: high AG (H⁺ āļัāļāđāļāļāļĢ์āļ้āļ§āļĒ HCO₃⁻)
- āļ่āļāļĄāļē: āđāļ āļัāļ D-lactate āļĢ่āļ§āļĄāļัāļ Na⁺/K⁺
(āđāļĄ่āđāļ่ H⁺/NH₄⁺) → ECF contraction + NaCl
retention → āļāļĨāļēāļĒāđāļ็āļ hyperchloremic (normal-gap) acidosis āđāļ้
- āļึāļāļāļ āļ āļēāļ§āļ°āļāļŠāļĄ (high AG + NAGMA) āđāļ้āļ่āļāļĒ
āļŦāļĨุāļĄāļāļĢāļēāļāļŠāļģāļัāļāđāļĢื่āļāļāļัāļŠāļŠāļēāļ§āļ°
- Urine
anion gap (UAG) āļāļ° āđāļŦ้āļāļĨāļŦāļĨāļāļ āđāļ็āļ positive
āđāļŦāļ่ āđāļāļĢāļēāļ°āļĄี Na⁺/K⁺
āļัāļāļู่āļัāļ D-lactate (āđāļĄ่āđāļ่ Cl⁻)
→ āļāļēāļāļ§ิāļิāļāļัāļĒāļิāļāđāļ็āļ
RTA
- āđāļ้ Urine osmolal gap āđāļāļāđāļื่āļāļāļĢāļ°āđāļĄิāļ NH₄⁺
excretion (āļāļ°āļŠูāļāļึ้āļāļāļēāļĄāļ āļēāļ§āļ°āļāļĢāļ āđāļĄ้ UAG positive)
MANAGEMENT (āļĨāļģāļัāļāļāļิāļัāļิ)
1.
āļĢāļ°āļุ/āļัāļ trigger
o SBS:
āļŦāļĒุāļ/āļĨāļ simple carbohydrate āļั่āļ§āļāļĢāļēāļ§
(clear liquids/low-carb) →
āđāļ้ complex starch polymers āđāļĄื่āļāđāļĢิ่āļĄāļิāļ
o Propylene
glycol: āļāļ°āļĨāļ/āļŦāļĒุāļ infusion; āļāļĢāļ°āđāļĄิāļ osmolal
gap
o DKA:
āļĢัāļāļĐāļēāļāļēāļĄ protocol; āļิāļāļēāļĢāļāļē D-lactate āļ้āļē AG āđāļĄ่āļŠāļāļāļāļĨ้āļāļ
2.
Correct acidosis āļāļēāļĄāļāļ§āļēāļĄāļĢุāļāđāļĢāļ
o NaHCO₃
IV āļ้āļē pH <7.1 āļŦāļĢืāļāļāļēāļāļēāļĢāļĢุāļāđāļĢāļ
(āđāļ้āđāļāļ§āļิāļ bicarbonate space āđāļĨāļ°āđāļ่āļāđāļŦ้-āļāļĢāļ°āđāļĄิāļāļ้āļģ)
o āļิāļāļēāļĢāļāļē KRT/dialysis āļŦāļēāļāļĄี AKI/āļ āļēāļĢāļ°āļŠāļēāļĢāļิāļĐ/āļāļĢิāļĄāļēāļ propylene glycol āļŠูāļ
3.
āļāļĢัāļ microbiota/āļĨāļāļāļēāļĢāļŠāļĢ้āļēāļ D-lactate
o Short
course non-absorbable/poorly-absorbed antibiotics: metronidazole,
neomycin, vancomycin (oral), clindamycin, kanamycin — āđāļĨืāļāļāļāļēāļĄāļāļĢิāļāļ/āļāļ§āļēāļĄāđāļŠี่āļĒāļ
C. difficile
o āļ้āļāļāļ§āļĢāļĢāļ°āļ§ัāļ: āļāļēāļāļāļĢั้āļāļĒāļēāļāļิāļีāļ§āļāļ°āđāļāļāļāļēāļāļāļĢāļ°āļุ้āļ overgrowth
āļāļāļ lactobacilli →
āđāļ้āđāļ็āļāļāļāļĢ์āļŠāļŠั้āļāđāļĨāļ°āļิāļāļāļēāļĄāļāļēāļāļēāļĢ
o Fecal
microbiota transplantation (FMT): āļĢāļēāļĒāļัāļāđāļĨืāļāļāļี่āđāļ็āļāļ้āļģ āđ
āļĄีāļĢāļēāļĒāļāļēāļāļāļĨāļี
4.
āđāļ āļāļāļāļģāļัāļ/āļ้āļāļāļัāļāļāļēāļĢāļāļģāđāļĢิāļ
o Low-carbohydrate
āļŦāļĢืāļ āļĨāļ simple sugars, āđāļ้āļ complex
carbs āđāļāļ; āļิāļāļēāļĢāļāļēāđāļ่āļāļĄื้āļāđāļĨ็āļāļĨāļ
o āļāļĢāļ°āđāļĄิāļāđāļ āļāļāļēāļāļēāļĢāđāļāļĒāļĢāļ§āļĄāđāļ SBS (āļĢāļ§āļĄ micronutrients;
thiamine āļĄัāļāđāļŦ้āđāļāļู้āļāļēāļāļŠāļēāļĢāļāļēāļŦāļēāļĢ/āđāļŠี่āļĒāļ)
QUICK ORDER SET (āđāļ้āļāļĢิāļ)
- Labs:
ABG/VBG, BMP, Mg/Phos, L-lactate, D-lactate (serum ± urine), serum
osmolality (gap), UA + urine Na/K/Cl, urine osmolality (gap)
- āļ้āļē propylene glycol exposure: āļĢāļ°āļัāļāļĒāļē/āļāļĢิāļĄāļēāļāļĢāļ§āļĄ,
osm gap
- āļิāļāļēāļĢāļāļē: Blood culture/Sepsis workup āļ้āļēāļĄีāļ้āļāļ่āļāļี้;
Imaging āļāļēāļĄāļāļĨิāļิāļ
- Treatment:
Carb restriction, NaHCO₃ āļ้āļēāļāļģāđāļ็āļ,
āđāļĨืāļāļ antibiotic āļāļāļĢ์āļŠāļŠั้āļ,
āļāļĢัāļāļŠāļēāļĢāļ้āļģ balanced crystalloids āļāļēāļĄ hemodynamics, āļิāļāļēāļĢāļāļē dialysis
āđāļāļĢāļēāļĒāļŦāļัāļ
|
CLINICAL PEARLS & PITFALLS
|
Metformin toxicity / Metformin-Associated Lactic Acidosis
(MALA)
INTRO / KEY POINTS
- Metformin
= biguanide (antihyperglycemic): āđāļĄ่āļāļģāđāļŦ้ hypoglycemia
āđāļี่āļĒāļ§ āđ, āđāļ่āđāļŠāļĢิāļĄ hypoglycemia āļāļēāļāļĒāļēāļāļĨุ่āļĄāļื่āļāđāļ้
- āļāļāļāļāļิāļี่āđāļ้ metformin āļāļ°āļāļ lactate 1.5-3
mmol/L (āļŠ่āļ§āļāđāļŦāļ่ < 5 mmol/L) āđāļāļĒāđāļĄ่āđāļิāļ
acidosis
- āļิāļĐāļŠāļģāļัāļ: Lactic acidosis (āļŠ่āļ§āļāđāļŦāļ่ Type
B; āļāļēāļāļĢāļēāļĒāļĄี hypotension→Type
A āļĢ่āļ§āļĄ)
- āđāļŠี่āļĒāļāļŠāļ°āļŠāļĄ āđāļĄื่āļ AKI/CKD, āļัāļāļĨ้āļĄāđāļŦāļĨāļ§, āļ āļēāļ§āļ°āļ็āļāļ/āļิāļāđāļื้āļ, āļāļēāļāļāļāļāļิāđāļāļ, heart failure, DDI āļี่āļāļĢāļ°āļāļāļāļēāļĢāļัāļāļāļēāļāđāļ
PHARMACOLOGY / TOXICOLOGY āļŠั้āļ āđ
- Type
B lactic acidosis: āļĨāļ hepatic gluconeogenesis, āđāļิ่āļĄ peripheral uptake; āļĒัāļāļĒั้āļ mitochondrial
complex I āđāļĨāļ° G3PDH (glycerol
3-phosphate dehydrogenase) →
lactate clearance↓
/ lactate production substrate↑
- Type
A lactic acidosis: āļāļĢāļ°āļุ้āļ AMPK (adenosine
monophosphate-activated protein kinase phosphorylation) → eNOS (endothelial
nitric oxide synthase) →
NO↑ → vasodilation (hypotension);
severe cases →
vasoplegic shock (āļāļēāļāđāļ้ methylene blue āđāļāļĢāļēāļĒāļื้āļāļĒāļē)
PHARMACOKINETICS āļี่āđāļี่āļĒāļ§āļัāļāļāļēāļĢāļัāļāļāļēāļĢ
- Vd
āđāļŦāļ่ (~1–5 L/kg), āđāļĄ่āļัāļāđāļāļĢāļีāļ,
āļāļĢึ่āļāļีāļ§ิāļ ~5 āļāļĄ. āđāļāđāļāļāļāļิ
- āļัāļāļāļāļāđāļāļāđāļĄ่āđāļāļĨี่āļĒāļāļĢูāļāđāļāļĒāđāļ → āļŠāļ°āļŠāļĄāļ่āļēāļĒāđāļĄื่āļāđāļāļิāļāļāļāļิ
- Dialyzable
āļāļēāļāļāļĨāļēāļ; āļāļĢāļ°āđāļĒāļāļ์āļāļāļ HD āļĄāļēāļāļēāļāđāļ้ acidemia + āļ่āļ§āļĒ clearance
āļāļēāļāļŠ่āļ§āļ
CLINICAL PRESENTATION
- āļāļēāļāļēāļĢ: āļāļĨื่āļāđāļŠ้ āļāļēāđāļีāļĒāļ āļ้āļāļāđāļŠีāļĒ āļāļ§āļāļ้āļāļ āļŦāļāļ/āļŦāļēāļĒāđāļāđāļĢ็āļ§,
hypotension/tachycardia, AMS (agitation → coma)
- MALA
āļี้āđāļāļ°: lactate āļŠูāļāļĄāļēāļ (>8–10
mmol/L) āļĄัāļāļāļ§่āļē sepsis āļāļāļิ,
pH āļ่āļģ, Cr āļŠูāļ/AKI
- āļŦāļĨัāļ overdose āļāļēāļāļēāļĢāđāļĢิ่āļĄ 4–8 āļāļĄ., lactic acidosis āļāļēāļāļ้āļēāđāļ้āļึāļ ≥12
āļāļĄ.
LABS / WORKUP (āļุāļāļั้āļāļ้āļ)
- POCT
glucose (āļุāļāļāļāļี่ AMS)
- ABG/VBG
+ BMP (āļู HCO₃⁻/AG)
+ serum lactate
- BUN/Cr,
LFT/INR, CBC
- ECG,
āļิāļāļēāļĢāļāļē APAP/Salicylate/Ethanol level āđāļ intentional ingestion
- āļิāļāļēāļĢāļāļē cultures/Imaging āļāļēāļĄāļāļĨิāļิāļ (rule-in
sepsis/ischemia)
- Serum
metformin level: āđāļĄ่āļāļģāđāļ็āļ/āđāļĄ่āļัāļāļāļēāļĢ āđāļĨāļ° āđāļĄ่āļŠัāļĄāļัāļāļ์
āļāļĨāļĨัāļāļ์āļŠ่āļ§āļāđāļŦāļ่
DIAGNOSTIC CRITERIA (āļāļิāļัāļิ)
- MALA:
lactate >4–5 mmol/L + metabolic acidosis (pH <7.35 āļŦāļĢืāļ HCO₃⁻↓/AG↑) + āļāļĢāļ°āļ§ัāļิāļĢัāļ metformin
(āļĢัāļāļĐāļēāļŦāļĢืāļ OD)
- āļ้āļē hyperlactatemia āđāļี่āļĒāļ§ āđ (pH āļāļāļิ) āđāļāļāļāļิāļ metformin → āđāļĄ่āđāļ่ MALA
DIFFERENTIAL / CO-FACTORS āļี่āļ้āļāļāļŦāļē
- āļŠāļēāđāļŦāļุ lactic acidosis āļื่āļ:
sepsis, shock, seizure, DKA, toxic alcohols (osm gap), salicylate, bowel
ischemia, liver failure
- MALA
āļĄัāļāļ้āļāļāļĄีāđāļĢāļāļāļĢāļ°āļุ้āļ (infection, dehydration,
AKI/CKD, CHF, hypoxia)
MANAGEMENT – ALGORITHM āļŠั้āļ
1) ABC & Supportive
- āļĢāļ°āļ§ัāļ “physiologically difficult airway” āđāļ acidosis āļĢุāļāđāļĢāļ: āđāļิ่āļĄ minute
ventilation āđāļŦ้āļāļ āļāļāđāļāļĒ āļŦāļĨัāļ RSI
- Fluids
(balanced crystalloid) →
āļ้āļēāđāļĄ่āļāļāđāļ้ vasopressors (NE first); refractory
vasoplegia → āļิāļāļēāļĢāļāļē methylene blue 1–2 mg/kg IV (āļ้āļģāđāļ้
āļĢāļ§āļĄ ≤6 mg/kg) āđāļ้āļĪāļāļิ์
NO
2) GI decontamination (āđāļāļāļēāļ° OD āđāļีāļĒāļāļāļĨัāļ)
- Activated
charcoal āļ āļēāļĒāđāļ ~1 āļāļĄ. āļ้āļē airway
āļāļĨāļāļāļ ัāļĒ āđāļĨāļ°āđāļĄ่āļĄีāļ้āļāļŦ้āļēāļĄ; āļāļĢāļ°āđāļĒāļāļ์āļāļģāļัāļ
3) Correct precipitants
- āļŦāļē/āļĢัāļāļĐāļē sepsis, hypovolemia, hypoxia, ischemia, AKI;
āļŦāļĒุāļ metformin āļุāļāļĢāļēāļĒ
4) Severe acidosis →
Alkali
- āđāļŦ้ NaHCO₃ IV āļ้āļē pH
<7.10 (āļŦāļĢืāļ <7.20 + AKI āļĢุāļāđāļĢāļ)
- āđāļ้āļēāļŦāļĄāļēāļĒāļั่āļ§āļāļĢāļēāļ§: pH >7.10 (āļŦāļĢืāļ >7.30
āļŦāļēāļ AKI āļĢุāļāđāļĢāļ)
- āđāļ้āđāļāļ§āļิāļ bicarbonate space: āđāļŦ้āļีāļĨāļ°āļ่āļ§āļ
(āđāļ่āļ 100–150 mEq) āđāļĨ้āļ§ āļāļĢāļ°āđāļĄิāļāļ้āļģ
(ABG/electrolytes)
- āđāļ้āļēāļĢāļ°āļ§ัāļ: Na↑,
volume↑, Ca²⁺āđāļāļĨี่āļĒāļ, CO₂↑, alkalosis āļ āļēāļĒāđāļāđāļāļĨāļĨ์
5) Kidney Replacement Therapy (KRT) – āđāļāļāļ์āđāļāļ°āļāļģāļŠāļģāļŦāļĢัāļ
HD
- āđāļāļ°āļāļģ HD āļัāļāļี āļŦāļēāļāļĄีāļāļĒ่āļēāļāđāļāļāļĒ่āļēāļāļŦāļึ่āļ:
- Lactate
>20 mmol/L
- pH
≤7.00
- āđāļĄ่āļีāļึ้āļ (pH/lactate/āļāļĨิāļิāļ) āļŦāļĨัāļ 2–4
āļāļĄ. āļāļāļ supportive ±
bicarbonate
- āļิāļāļēāļĢāļāļē HD āļ้āļēāļĄีāļāļĒ่āļēāļāđāļāļāļĒ่āļēāļāļŦāļึ่āļ:
- Lactate
15–20 mmol/L
- pH
7.00–7.10
- Shock
āļ้āļāļ vasopressor, AKI/CKD (Cr >2 mg/dL āļู้āđāļŦāļ่ āļŦāļĢืāļ eGFR <45), āļัāļāļĨ้āļĄāđāļŦāļĨāļ§
(INR>1.5 + encephalopathy), āļĨāļāļŠāļิāļāļĒ่āļēāļāļĄีāļัāļĒ
- āļ§ิāļี: Intermittent HD (bicarbonate bath) āļ้āļē hemodynamics āđāļŦāļ§; āļ้āļēāđāļĄ่āđāļŦāļ§āđāļ้
CVVH/CVVHD (clearance āļĒāļēāļ้āļāļĒāļāļ§่āļē HD)
- āļŦāļĒุāļ HD āđāļĄื่āļ lactate <3
mmol/L āđāļĨāļ° pH >7.35; āļāļēāļāļ้āļāļāļāļģāļ้āļģāļ้āļēāļิāļāļāļāļิāļāļĨัāļ
6) Hypoglycemia
- Metformin
āđāļี่āļĒāļ§ āđ āđāļĄ่āļ่āļāļĒāļāļģāđāļŦ้āļ่āļģ; āļ้āļēāļ่āļģ
→ āđāļŦ้ IV dextrose + āļŦāļēāđāļŦāļุāļĢ่āļ§āļĄ (insulin/SU
āļŊāļĨāļŊ)
MONITORING
- Serial
ABG/VBG, lactate, BMP, Cr, K⁺, Ca²⁺,
glucose, āļāļĢิāļĄāļēāļāļัāļŠāļŠāļēāļ§āļ°
- āđāļ้āļēāļĢāļ°āļ§ัāļ arrhythmia, hypotension, āļุāļāļŦāļ ูāļĄิ, āļŠāļิ
- āļāļĢāļ°āđāļĄิāļ lactate clearance āđāļĨāļ°āļ āļēāļ§āļ°āļāļĢāļ°āļุ้āļ
(āđāļŦāļĨ่āļāļิāļāđāļื้āļ, ischemia)
DISPOSITION
- OD
āđāļีāļĒāļāļāļĨัāļ: āđāļ้āļēāļŠัāļāđāļāļ ≥6–8
āļāļĄ. āđāļāļĢāļēāļ° lactic acidosis āļāļēāļāđāļิāļāļ้āļē
- āļāļĨāļāļāļāļēāļāļēāļĢ, āļŠัāļāļāļēāļāļีāļāļāļāļิ, lactate āđāļŠāļีāļĒāļĢ/āļĨāļ, ABG āļāļāļิ → āļิāļāļēāļĢāļāļēāļāļĨัāļāļ้āļēāļ/āļŠ่āļ consult āļิāļāđāļ§āļāļāļēāļĄāļāļĢāļี
- āļิāļāļāļāļิāļāļāļāļĒู่ (acidosis, lactate āļŠูāļ)
āļŦāļĢืāļāļĄีāļāļēāļāļēāļĢ → āļĢัāļāđāļ§้āļŠัāļāđāļāļ/āļĢัāļāļĐāļē
PEDIATRICS
- āļŠāļāļŠัāļĒāļิāļĐāđāļĄ้āļิāļ >1–2 āđāļĄ็āļ; āļŦāļĨัāļāļāļēāļĢāļูāđāļĨ āđāļŦāļĄืāļāļāļู้āđāļŦāļ่ (supportive, alkali āđāļāļāļēāļ°āļāļģāđāļ็āļ, āļิāļāļēāļĢāļāļē HD āļāļēāļĄāđāļāļāļ์)
|
PEARLS & PITFALLS
|
Bicarbonate therapy āđāļ lactic
acidosis
KEY PHYSIO
- Lactic
acidosis: ↓HCO₃⁻
≈
↑lactate (āđāļāļĨ้ 1:1)
- Lactate
= metabolizable anion →
āđāļĄื่āļāđāļ้āļŠāļēāđāļŦāļุ (āđāļ่āļ āļื้āļ perfusion) āļāļ°āļูāļ
oxidize/āļāļĨูāđāļāđāļāđāļāđāļāđāļāļิāļŠ → HCO₃⁻
regenerate → AG āļĨāļ/āļ āļēāļ§āļ°āļāļĢāļāļีāļึ้āļāđāļāļ
āđāļāļĢāļāļ§āļĢāđāļ้ BICARBONATE
- āđāļŦ้ āļ้āļē pH < 7.10 (āđāļāļĒāđāļāļāļēāļ° HCO₃⁻ ≤
6 mEq/L)
- āļิāļāļēāļĢāļāļēāđāļŦ้ āļ้āļē pH 7.10–7.20 +
severe AKI (Cr ≥2× āļŦāļĢืāļ oliguria)
— āļāļēāļāļĨāļāļ้āļāļāļāļēāļĢ dialysis/āļāļĢัāļāļāļĨāļĨัāļāļ์
- āļ้āļē pH ≤ 7.10 āđāļ่ HCO₃⁻
> 6 ⇒ āļāļģāļāļ§āļāļĒ้āļāļāļāļ°āđāļ้ PCO₂
> 20 mmHg → mixed
metabolic + respiratory acidosis: āļ้āļāļ āđāļ้ ventilation
āļ่āļāļ (āļāļēāļĢāļัāļ bicarbonate āļāļĒ่āļēāļāđāļีāļĒāļ§āļāļēāļāđāļĒ่āļĨāļ)
āđāļ้āļēāļŦāļĄāļēāļĒ
- āļŦāļĨัāļāļืāļ āđāļ้āļŠāļēāđāļŦāļุ (shock/sepsis/hypoxia)
- āļāļāļ°āđāļŦ้ alkali: āļĢัāļāļĐāļē pH > 7.10
āļั่āļ§āļāļĢāļēāļ§ (>7.30 āđāļ severe
AKI) āļāļāļāļ§่āļēāļŠāļēāđāļŦāļุāļŦāļĨัāļāļāļ°āļูāļāđāļ้
āļāļ§āļēāļĄāđāļŠี่āļĒāļāļŠāļģāļัāļāļāļāļ BICARBONATE
- CO₂
↑ (āđāļĨืāļāļ/āđāļื้āļāđāļĒื่āļ/CSF) →
āđāļŠี่āļĒāļ intracellular/CSF acidosis paradoxical āđāļāļĒāđāļāļāļēāļ°āđāļĄื่āļ ventilation āđāļĄ่āļāļ
- Lactate
generation āļāļēāļāđāļĢ็āļ§āļึ้āļ (āļĒāļ “āđāļāļĢāļ” glycolysis)
āđāļĄื่āļ pH āļŠูāļāļึ้āļ
- Ionized
Ca²⁺ ↓
→ contractility āđāļĒ่āļĨāļ/āļāļ§āļēāļĄāļัāļāļāļ
- Hypernatremia
& ECF expansion (8.4% āđāļ็āļ hypertonic)
āļัāļāļั้āļ: āļ้āļāļāđāļ่āđāļāļ§่āļē ventilated/perfused
āļāļ āđāļĨāļ° āđāļ้āļēāļĢāļ°āļ§ัāļ Ca²⁺,
Na⁺, volume
āļ§ิāļีāđāļŦ้ (Approach āļี่āđāļ้āļāļĢิāļ)
1.
āļāļĢāļ°āđāļĄิāļ/āļัāļāļāļēāļĢāļāļēāļĢāļŦāļēāļĒāđāļ:
āļ้āļēāđāļĄ่āđāļŠ่āļ่āļ āļāļ§āļĢāđāļŦ็āļ PCO₂ āļ่āļģāđāļ้āļึāļ ~10–15 mmHg āđāļ็āļāļāļēāļĢāļāļāđāļāļĒ; āđāļŠ่āļ่āļāđāļŦ้ minute ventilation āļŠูāļāļāļ āļāļāđāļāļĒ acidosis
2.
Bolus āđāļĢิ่āļĄāļ้āļ: NaHCO₃
1–2 mEq/kg IV (āđāļ่āļ 70 kg → 70–140 mEq = 1–2 amps 8.4% āļ่āļāļāļĢั้āļ)
o āļāļĢāļ°āđāļĄิāļāļ้āļģāđāļ 30–60 āļāļēāļี (pH, HCO₃⁻,
K⁺/Ca²⁺,
Na⁺)
o āļ้āļē pH āļĒัāļ <7.10 āđāļĨāļ°
ventilation āļี → āđāļŦ้āļ้āļģ āļāļāļēāļāđāļิāļĄ
3.
āļ้āļēāļ้āļāļāļāļēāļĢāđāļิāļĄāļ่āļāđāļื่āļāļ/āđāļĨี่āļĒāļ hypertonicity/volume
control: āļāļŠāļĄ 8.4% NaHCO₃ 3 amps (150
mEq) āđāļŠ่ D5W 1 L →
āđāļ้āļŠāļēāļĢāļĨāļ°āļĨāļēāļĒ NaHCO₃ ~150 mEq/L (near-isotonic) āđāļŦ้āđāļāļ infusion āđāļĨāļ°āļāļĢāļ°āđāļĄิāļāļ้āļģāđāļ็āļāļĢāļ°āļĒāļ°
4.
āļ้āļēāļāļ§āļēāļĄāļัāļāļāļāļŦāļĢืāļāđāļĄ่āļีāļึ้āļāļŦāļĨัāļ bolus
āđāļĨāļ° āļŠāļāļŠัāļĒ Ca²⁺ ionized āļ่āļģ (āļ§ัāļāđāļĄ่āđāļ้āļัāļāļ่āļ§āļāļี) → āļิāļāļēāļĢāļāļē Ca²⁺
IV āđāļิāļāļāļĢāļ°āļัāļāļĐ์
5.
āļิāļāļēāļĢāļāļē Dialysis (KRT)
āđāļĄื่āļāđāļāļ็āđāļ้āļ้āļē refractory āđāļĄ้ support
+ bicarbonate āđāļĨ้āļ§, āļŦāļĢืāļāļĄีāļŠāļēāļĢāļิāļĐāļĢ่āļ§āļĄ (āđāļ่āļ metformin,
alcohols), āļŦāļĢืāļāļāļģāļัāļāļāļĢิāļĄāļēāļāļĢāļŠāļēāļĢāļ้āļģ — continuous
modalities āļ่āļ§āļĒ hemodynamics; āđāļ้ bicarbonate
bath
DOSE NOTE & PRACTICALS
- 8.4%
NaHCO₃ = 50 mEq/50 mL (hypertonic)
- āļāļēāļĢāļāļāļāļŠāļāļāļāļāļēāļāđāļāļēāļĒāļēāļ (āđāļāļĢāļēāļ° “bicarbonate
space” āļāļĒāļēāļĒāđāļĄื่āļ acidosis āļĢุāļāđāļĢāļ) → āđāļŦ้āļีāļĨāļ°āļ่āļ§āļ
āđāļĨ้āļ§āļ§ัāļāļ้āļģ āļีāļāļ§่āļēāļāļģāļāļ§āļāļāļĢั้āļāđāļีāļĒāļ§
āļ้āļāļ่āļāļี้/āđāļāļāļ์āļāļĢ่āļēāļ§ āđ āļŠāļģāļŦāļĢัāļ DIALYSIS
(āđāļ lactic acidosis āļĢุāļāđāļĢāļ/āļŠāļāļŠัāļĒāļิāļĐ)
- pH
≤ 7.00 āļŦāļĢืāļ lactate
> 20 mmol/L, āļŦāļĢืāļ
- āđāļĄ่āļีāļึ้āļāļ āļēāļĒāđāļ 2–4 āļāļĄ. āļāļāļ supportive ± bicarbonate, āļŦāļĢืāļ
- pH
7.00–7.10 / lactate 15–20 āļĢ่āļ§āļĄāļัāļ shock āļ้āļāļ vasopressor, AKI/CKD, āļัāļāļĨ้āļĄāđāļŦāļĨāļ§,
āļŠāļิāļĨāļāļĨāļ
MONITORING
- Serial:
ABG/VBG, lactate, electrolytes (Na⁺/K⁺/Cl⁻),
ionized Ca²⁺, Cr/urine output,
hemodynamics
- āļāļĢāļ°āđāļĄิāļ lactate trend/clearance āđāļĨāļ°āļŠัāļāļāļēāļāļāļēāļĢāđāļ้āļŠāļēāđāļŦāļุ
(perfusion, source control)
ALTERNATIVES (āļĒัāļāđāļĄ่āļĄีāļัāļ§āļี่āļีāļāļ§่āļēāđāļ่āļัāļ)
- THAM
(tromethamine): buffer H⁺ āđāļāļĒāđāļĄ่āļŠāļĢ้āļēāļ CO₂
(āļ้āļāļāđāļāļี/āļāļģ dialysis āļ่āļ§āļĒāļัāļ)
- Carbicarb,
Dichloroacetate (DCA): āļĄีāđāļŦāļุāļāļĨāđāļิāļāļāļĪāļĐāļี āđāļ่ āļĒัāļāđāļĄ่āđāļŦāļืāļāļāļ§่āļē
NaHCO₃ āđāļāļāļĨāļĨัāļāļ์āļāļāđāļ้
|
PEARLS & PITFALLS
|
āđāļĄ่āļĄีāļāļ§āļēāļĄāļิāļāđāļŦ็āļ:
āđāļŠāļāļāļāļ§āļēāļĄāļิāļāđāļŦ็āļ