Otrava etylenglykolem a falešně vysoká hladina laktátu

Overview

Cíl studie:
Popsat případ otravy etylenglykolem a upozornit na úskalí opožděného stanovení diagnózy, daného interferencí oxidačních produktů této látky při stanovení laktátu.

Typ studie:
Kazuistika se zhodnocením laboratorních výsledků.

Název a sídlo pracoviště:
Ústav klinické biochemie a hematologie a I. interní klinika Lékařské fakulty UK a Fakultní nemocnice, Alej Svobody 80, 304 60 Plzeň.

Materiál a metody:
Popis kazuistiky.

Výsledky:
Článek popisuje případ otravy etylenglykolem včetně diferenciálně diagnostické rozvahy, ztížené falešně zvýšenou koncentrací laktátu, měřenou amperometricky na analyzátorech krevních plynů.

Závěr:
Oxidační produkty etylenglykolu (kyselina glykolová a glyoxylová) jsou příčinou falešně zvýšené koncentrace laktátu při užití laktátoxidázové metody s amprometrickou detekcí.

Klíčová slova:
etylenglykol, glykolát, glyoxylát, laktát, interference.

Úvod

Otrava etylenglykolem se vyznačuje rozvojem těžké, progredující metabolické acidózy se zvýšenou hodnotou anion gap [1]. Chybí-li údaj o požití nemrznoucí kapaliny a má-li nemocný nespecifické potíže, jako je bolest břicha, nevolnost, porucha vědomí, a přidá-li se hypotenze, zejména u polymorbidních nemocných, je třeba vzít v úvahu i další příčiny metabolické acidózy s vysokou hodnotou anion gap, hlavně metabolickou ketoacidózu u dekompenzovaného diabetika, laktátovou acidózu při tkáňové hypoxii, při těžké poruše jater, ale i při metforminem vyvolané laktátové acidóze (MALA), při zhoršení funkce ledvin a rovněž acidózu při intoxikacích alkoholy (např. metanolem). U pokročilého stadia intoxikace vzhledem k přeměně etylenglykolu na anionty nemusí být zvýšena hodnota osmolal gap: tyto anionty jsou doprovázeny příslušnými kationty – v séru převážně Na⁺, který je zahrnut do výpočtu osmolality. Správně změřené laboratorní parametry včetně hladiny laktátu a jejich zhodnocení jsou nezbytné pro včasné zahájení adekvátní léčby, které může být život zachraňující. Jejich špatné zhodnocení může mít pro nemocného naopak nepříznivé následky.

Při zjištění vysoké hladiny laktátu obvykle hledáme jeho nadměrnou produkci (hlavně tkáňovou hypoxii) nebo poruchu jeho odbourávání (při selhání jater); příčinou však může být i interference metabolitů etylenglykolu při měření laktátu s laktátoxidázou a elektrochemickou detekcí; je-li vysoká hodnota laktátu považována za pravdivou, může dojít k významnému oddálení správné léčby nemocného.

Popis případu

36letá žena byla naposledy viděna rodinou mezi 14. a 15. hodinou, v poledne plánovala s matkou Vánoce a byla bez potíží. Po 20. hodině týž den byla nalezena ve svém pokoji v bezvědomí, chroptící, pozvracená; byla odvezena na oddělení akutního příjmu Fakultní nemocnice v Plzni.

Z anamnézy vyjímám: od 18 let trpěla mentální anorexií a bulimií. Od svých 22 let častěji pila alkohol, několikrát absolvovala odvykací léčbu, porušovala však režim. Poslední tři měsíce přiznávala konzumaci 0,5 litru vodky denně. Dva dny před popisovaným přijetím byla propuštěna z detoxikační jednotky Psychiatrické kliniky FN v Plzni, kde se léčila pro alkoholismus. V minulosti byla opakovaně hospitalizována pro septický stav při pneumonii a metabolický rozvrat při alkoholických excesech a bulimii.

Laboratorní vyšetření při příjmu shrnuje Tabulka 1.

Především byla hledána možná příčina těžké metabolické acidózy s pozitivní hodnotou anion gap, a to akutně vzniklé. Diabetická ketoacidóza nebyla pravděpodobná (nemocná nebyla diabetička), připadala proto v úvahu laktátová acidóza a acidóza exogenního původu při otravě alkoholy. Vysoká hodnota laktátu, změřená na analyzátoru krevních plynů Gem Premier 400 (IL Instruments, Lexington, MA) a ABL 835 (Radio-meter, Copenhagen, Denmark) by sice odpovídala změřené hodnotě base excess, nicméně nemocná neměla výraznou hypoperfúzi tkání ani těžké selhání jater. Navíc hladina laktátu změřená spektrofotometricky (metoda s laktátoxidázou-peroxidázou, Beckman Coulter, na analyzátoru AU 5400) vykázala hodnotu laktátu sice zvýšenou, ale neodpovídající hodnotě base excess (Tabulka 1). Tyto významné rozdíly budou součástí diskuse.

Ošetřující lékaři na jednotce intenzivní péče pomýšleli na otravu metanolem (alkoholička, která pila v podstatě cokoliv, bylo to navíc v období epidemie otrav metanolem v ČR), nález záplavy krystalů oxalátu vápenatého však vzbudil podezření na otravu etylenglykolem, která byla následně potvrzena v toxikologické laboratoři Ústavu soudního lékařství FN v Plzni; koncentrace etylenglykolu ve vstupním vzorku krve byla 2,1 g/l (24 mmol/l).

Nemocná byla léčena etanolem i. v. a kontinuální venovenózní hemodialýzou (CVVHD), po sedmi hodinách intenzivní terapie však zemřela. Nemocná zemřela na kardiogenní šok s multiorgánovým selháním.

Diskuse

Etylenglykol je v organismu asi z 80 % oxidován v játrech, zbylých 20 % je vyloučeno nezměněno [2]. Oxidačních produktů je celá řada, konečným produktem je oxalát (obr. 1). Přeměnu etylenglykolu na glykolaldehyd katalyzuje alkoholdehydrogenáza, glykolaldehyd se oxiduje na glykolát za katalytického působení aldehyddehydrogenázy. Další dvě reakce, tj. oxidace na glyoxylát a oxalát jsou katalyzovány laktátdehydrogenázou [1,3]. Kyselina glykolová, glyoxylová a šťavelová vedou k rozvoji těžké metabolické acidózy, poslední z nich vykazuje navíc významnou nefrotoxicitu. Hladina laktátu bývá u otravy etylenglykolem zvýšena, nikoliv však extrémně, může se však najít (falešně) značně vysoká hodnota daná analytickou interferencí produktů oxidace etylenglykolu; v diferenciálně diagnostické rozvaze můžeme pak dojít k nesprávným závěrům.

Laktát je v klinických laboratořích měřen obvykle spektrofotometricky; test je založen buď na jeho oxidaci na pyruvát koenzymem NAD⁺ (reakci katalyzuje laktátdehydrogenáza) nebo je laktát na pyruvát oxidován vzdušným kyslíkem (reakci katalyzuje laktátoxidáza a vzniklý peroxid vodíku je přeměňován v navazující reakci katalyzované peroxidázou). Oxidaci laktátu laktátoxidázou využívá i řada point-of-care analyzátorů, běžně dostupných na odděleních akutního příjmu, jednotkách intenzivní péče či resuscitačních stanicích: peroxid vodíku se oxiduje na anodě a je detekován amperometricky. Laktátová enzymová elektroda bývá součástí analyzátorů krevních plynů: stanovení laktátu spolu s minerály a glukózou umožňuje rychlou diagnostickou rozvahu a včasné zahájení léčby u nemocných v akutním stavu.

Pernet et al. (2009) [2] pozorovali falešně zvýšenou hladinu laktátu u 47letého nemocného intoxikovaného etylenglykolem při užití přístrojů ABL 625, 725 a 825 firmy Radiometer i při užití analyzátoru GEM Premier 4000 firmy Instrumentation Laboratory. Přídavek kyseliny glykolové v konečné koncentraci 10 mmol/l zvýšil zdánlivou hladinu laktátu u přístrojů firmy Radiometer o 20,9 až 22,7 mmol/l, u přístroje GEM Premier 4000 o 12,8 mmol/l.

Woo et al. (2003) [4] popsali dva případy těžké intoxikace etylenglykolem s hodnotou laktátu > 30 a 19 mmol/l na analyzátoru krevních plynů Bayer 860, přičemž hladiny laktátu měřené spektrofotometricky na analyzátoru Hitachi 911 (Roche) byly 2,6 resp. 1,8 mmol/l. Citterio-Quentin et al. (2010) [5] popsali případ 86letého pacienta, intoxikovaného etylenglykolem; zatímco analyzátor krevních plynů ABL 825 (Radiometer) ukázal vysokou hladinu laktátu, spektrofotometrické stanovení s laktátdehydrogenázou (Dimension RxL, Siemens), poskytlo normální hodnotu. Z metabolitů etylenglykolu nejvíce interferoval glykolát (výsledkem byla hodnota laktátu až dvojnásobná vzhledem k molární koncentraci glykolátu), glyoxylát dával ekvimolární výsledek. Graïne et al. (2007) [6] testovali vliv tří kyselin, vznikajících oxidací etylenglykolu, na stanovení laktátu na pěti analyzátorech krevních plynů a dvou chemických analyzátorech. Výsledek významně zvyšovala kyselina glykolová a glyoxylová, a to na analyzátorech krevních plynů. Kyselina šťavelová stanovení laktátu neovlivňovala.

Meng et al. (2010) [7] popsali dva případy intoxikovaných etylenglykolem, u obou byla hladina laktátu měřená na analyzátoru krevních plynů ABL vysoká (16,0 resp. 31 mmol/l). Zatímco u prvého z nich byla spektrofotometricky změřena koncentrace laktátu mezi 15,5 a 18,9 mmol/l, u druhého nemocného byla hladina laktátu spektrofotometricky v rozmezí 4,7 až 6,6 mmol/l. Prvý nemocný měl tedy skutečně vysokou hladinu laktátu (metabolity etylenglykolu u něho ještě nevznikly a byla přítomna tkáňová hypoxie), druhý z nich měl laktát jen mírně zvýšen – výsledky připomínaly hodnoty u naší nemocné.

Jsou však i případy, kde falešně zvýšená hodnota laktátu měřená na analyzátoru krevních plynů vedla k nesprávným diagnostickým závěrům a tedy i k oddálení adekvátní léčby. Podezření na mezenterickou ischemii vzniklo vzhledem k vysoké hladině laktátu (24 mmol/l na analyzátoru ABL 725) u 29leté pacientky [8]; nemocná s anamnézou abúzu drog měla výrazné bolesti v břiše. Vzhledem k tomu, že osmolal gap byl pouze 6 mOsmol/kg, o intoxikaci se zprvu ani neuvažovalo. Autoři pak testovali ve 30 nemocnicích v Nizozemí vliv metabolitů etylenglykolu na stanovení laktátu: zatímco na 81 % analyzátorů krevních plynů byla změřena významně zvýšená hodnota laktátu, u analyzátorů založených na spektrofotometrii byl zjištěn minimální vliv.

Brindley et al. (2007) [9] popisují případ 49leté ženy s pH krve 6,88 a hladinou laktátu 42 mmol/l, měřenou na analyzátoru ABL 700 (Radiometer); nemocná byla pro podezření na mezenterickou ischemii dokonce připravována k urgentní laparotomii. Ta nakonec nebyla provedena a nález krystalů oxalátu vápenatého v moči a hladiny laktátu 1,5 mmol/l spektrofotometrickou metodou vedly k správné diagnóze intoxikace etylenglykolem. Autoři pak testovali vliv oxidačních produktů etylenglykolu: glykolát a glyoxylát interferovaly na rozdíl od oxalátu a produktu oxidace metanolu formiátu, které stanovení laktátu neovlivňovaly. Podobné výsledky při testování vlivu uvedených čtyř metabolitů získali i Morgan et al. (1999) [10]. Porter et al. (2000) [11] doporučují spektrofotometrické stanovení; popisují, že hladina glykolátu do 13 mmol/l nezvyšuje významně hladinu laktátu na analyzátorech Lx20 (Beckman-Coulter) a Vitros 950 (Johnson & Johnson). Manini et al. (2009) [12] popsali 78letého pacienta s hladinou laktátu 15 mmol/l, změřenou na blíže neurčeném analyzátoru krevních plynů, který absolvoval pro bolest břicha a poruchu vědomí výpočetní tomografii břicha a hlavy, než byla stanovena správná diagnóza intoxikace etylenglykolem.

Někteří autoři dokonce razí termín „lactate gap“, tedy rozdíl mezi hladinou laktátu na analyzátoru krevních plynů a při spektrofotometrickém stanovení [13,14]; doporučují vždy u těžkých nemocných měřit laktát dvěma různými metodami a výsledek porovnat.

Naše výsledky odpovídají zjištění ostatních autorů: zatímco analyzátory krevních plynů ABL 835 (Radiometer) a GEM Premier 3500 (Instrumentation Laboratory) změřily vysokou hladinu laktátu (20,0 resp. > 15,0 mmol/l), analyzátor AU 5400 (Beckman-Coulter, spektrofotometrie s laktátoxidázou a peroxidázou) ukázal hladinu laktátu 5,7 mmol/l. Zajímavé je přitom, že jak elektrochemická metoda, tak metoda spektrofotometrická jsou založeny na laktátoxidáze. Tento problém se snažili vyřešit ve své studii Tintu et al. (2013) [15]. Zjistili, že míra interference závisí nejen na reakčních podmínkách, ale i na zdroji laktátoxidázy, která je vesměs mikrobiálního původu. Tak spektrofotometrické metody s laktátoxidázou z Pediococcus sp. nevykazovaly interferenci kyseliny glykolové ani glyoxylové. Ty však způsobovaly falešně vysokou hodnotu laktátu u spektrofotometrických metod s laktátoxidázou z Aerococcus viridans a u amperometrických metod s enzymem izolovaným z Pediococcus sp. Jak již bylo uvedeno, svou roli mohou hrát i reakční podmínky; jejich vliv však autoři podrobněji nezkoumali, mj. i proto, že jsou často firmou utajované. V našem případě ve shodě s těmito autory vykazovala významnou pozitivní chybu stanovení laktátu na analyzátorech krevních plynů ABL 835 a GEM Premier 3500 (oba mají laktátoxidázu z Pediococcus sp.), spektrofotometrická metoda na analyzátoru AU 5400 (laktátoxidáza z Aerococcus viridans) dala výrazně nižší výsledek. Zatímco firma Radiometer v manuálu k analyzátorům krevních plynů možnou interferenci kyseliny glykolové při stanovení laktátu zmiňuje [16], v návodu k analyzátoru firmy Instrumentation Laboratory tento údaj chybí [17].

Závěr

Metabolity etylenglykolu, především kyselina glykolová a glyoxylová, mohou u některých metod způsobit falešně vysokou hodnotu laktátu. Interference je častěji pozorována u point-of-care analyzátorů s ampérometrickou detekcí než u metod spektrofotometrických. Protože falešně vysoká hodnota změřeného laktátu může vést k chybné diagnóze a oddálení adekvátní léčby otravy etylenglykolem, je vhodné, aby v indikovaných případech byl laktát měřen i metodou, kde uvedené metabolity neinterferují.

Do redakce došlo 15. 7. 2016

Adresa pro korespondenci:

Prof. MUDr. Jaroslav Racek, DrSc.

Ústav klinické biochemie a hematologie LF UK a FN

Alej Svobody 80

304 60 Plzeň

e-mail: racek@fnplzen.cz