Association of Lactate-to-Bicarbonate Ratio with Adverse Intensive Care Unit Outcomes After Coronary Artery Bypass Grafting: A Retrospective Cohort Study Based on the MIMIC-IV and eICU-CRD Databases

Jedes Jahr unterziehen sich Tausende von Menschen einer großen Herzoperation, die als koronare Bypass-Operation bekannt ist. Bei diesem Verfahren schaffen Chirurgen neue Wege, damit das Blut um blockierte Arterien herumfließen kann, um das Herz mit einer frischen Sauerstoffzufuhr zu versorgen. Während die Operation ein Triumph der modernen Medizin ist, endet die Reise nicht, wenn der Patient den Operationssaal verlässt. Sie werden auf eine Intensivstation verlegt, einen Ort, an dem der Körper unter ständiger Beobachtung steht, während er mit der schwierigen Arbeit der Genesung beginnt. Für einige verläuft diese Erholung reibungslos und schnell. Für andere ist sie ein langsamer, komplizierter Kampf, der durch anhaltende Schwäche, Nierenprobleme oder sogar den Tod gekennzeichnet ist. Ärzte suchen schon lange nach frühen Anzeichen, die ihnen sagen können, welche Patienten in Gefahr sind, bevor die Probleme schwerwiegend werden, in der Hoffnung, die Pflege anzupassen und schlechte Ergebnisse zu verhindern.

Zwei chemische Signale im Blut werden schon lange verwendet, um zu messen, wie gut sich ein Patient erholt. Das erste ist Laktat, eine Substanz, die sich ansammelt, wenn Gewebe nicht genügend Sauerstoff erhält oder wenn der Körper unter extremem Stress steht. Hohe Laktatwerte deuten oft darauf hin, dass der Körper Schwierigkeiten hat, seinen Energiebedarf zu decken. Das zweite Signal ist Bicarbonat, das als Puffer wirkt, um Säure zu neutralisieren und das interne Milieu des Körpers stabil zu halten. Wenn die Bicarbonatwerte sinken, bedeutet dies oft, dass der Körper seine Fähigkeit verliert, diese Säurelast zu bewältigen. Während Ärzte diese beiden Zahlen einzeln betrachtet haben, legt eine neue Studie nahe, dass die Betrachtung der Beziehung zwischen ihnen eine klarere Geschichte über das Risiko eines Patienten erzählen könnte.

Forscher gingen vor, um diese Idee zu testen, indem sie die Krankenakten von fast 3.250 Erwachsenen untersuchten, die sich einer Herzbypass-Operation unterzogen hatten und in die Intensivstationen in den Vereinigten Staaten eingeliefert wurden. Sie verwendeten Daten aus zwei massiven, öffentlich zugänglichen Datenbanken, die detaillierte Krankenakten von Hunderttausenden von Patienten enthalten. Das Team konzentrierte sich auf die ersten 24 Stunden nach der Ankunft eines Patienten auf der Intensivstation, ein kritisches Zeitfenster, in dem die erste Reaktion des Körpers auf die Operation abläuft. Sie berechneten für jeden Patienten ein spezifisches Verhältnis, indem sie den höchsten während dieses Tages aufgezeichneten Laktatwert durch den niedrigsten aufgezeichneten Bicarbonatwert im selben Zeitraum teilten. Diese Methode erfasste den schlimmsten Moment des metabolischen Stresses statt nur einer Momentaufnahme zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Die Studie unterteilte die Patienten basierend auf diesem Verhältnis in drei Gruppen: jene mit einem niedrigen Verhältnis, jene mit einem mittleren Verhältnis und jene mit einem hohen Verhältnis. Die Ergebnisse zeigten ein klares Muster. Patienten in der Gruppe mit hohem Verhältnis waren einem signifikant größeren Risiko für ungünstige Ergebnisse ausgesetzt als jene in der Gruppe mit niedrigem Verhältnis. In der größeren Patientengruppe war das Risiko für ein schlechtes Ergebnis – was die Forscher als entweder einen ungewöhnlich langen Aufenthalt auf der Intensivstation oder den Tod vor dem Verlassen des Krankenhauses definierten – bei den Patienten mit dem höchsten Verhältnis fast doppelt so hoch. Dieses Ergebnis blieb auch dann bestehen, nachdem die Forscher andere Faktoren berücksichtigt hatten, die die Genesung beeinflussen könnten, wie etwa das Alter des Patienten, das Geschlecht, das Körpergewicht und Vorerkrankungen wie Diabetes oder Bluthochdruck.

Um sicherzustellen, dass ihre Ergebnisse kein Zufall waren, der spezifisch für ein bestimmtes Krankenhaus oder einen bestimmten Datensatz ist, testeten die Forscher ihre Erkenntnisse an einer zweiten, unabhängigen Patientengruppe aus einer anderen Datenbank. Die Ergebnisse waren konsistent. In dieser zweiten Gruppe waren Patienten mit dem höchsten Verhältnis ebenfalls einem viel höheren Risiko für längere Krankenhausaufenthalte oder den Tod ausgesetzt. Die Daten deuteten darauf hin, dass das Risiko nicht in einer einfachen, geraden Linie anstieg; stattdessen schien die Gefahr stärker zuzunehmen, sobald das Verhältnis einen bestimmten Schwellenwert überschritt. Dies impliziert, dass es einen Kipppunkt gibt, an dem die Kombination aus hohem Stress und geringer Pufferkapazität besonders gefährlich für das Herz und die Lunge wird.

Die Forscher untersuchten auch spezifische Komplikationen, um zu sehen, welche am stärksten mit diesem hohen Verhältnis verknüpft waren. Sie fanden heraus, dass Patienten mit hohen Verhältnissen viel wahrscheinlicher eine mechanische Beatmung benötigen, um länger als einen Tag zu atmen, und eher einen längeren Aufenthalt auf der Intensivstation hatten. Während das hohe Verhältnis auch mit einer höheren Sterblichkeit assoziiert war, war die Anzahl der Todesfälle in der Studie relativ gering, was es schwieriger machte, eine definitive Schlussfolgerung allein über die Mortalität zu ziehen. Ähnlich verhielt es sich mit dem akuten Nierenversagen, für das das Verhältnis keinen starken, unabhängigen Zusammenhang zeigte, was darauf hindeutet, dass sein primäres Signal eher mit dem allgemeinen Stress für die Systeme des Körpers und der Fähigkeit zur Erholung vom Schock der Operation zusammenhängt.

Einer der wichtigsten Aspekte dieser Arbeit ist, wie die Forscher das Verhältnis gemessen haben. Sie haben nicht einfach den ersten Bluttest genommen, der bei der Ankunft eines Patienten durchgeführt wurde. Stattdessen suchten sie nach dem höchsten Laktatwert und dem niedrigsten Bicarbonatwert innerhalb der ersten 24 Stunden. Dieser Ansatz erkannte an, dass sich der Zustand eines Patienten nach einer Operation schnell ändern kann. Ein einzelner Test könnte einen Moment schweren Stresses übersehen, der eine oder zwei Stunden später auftritt. Durch die Erfassung des schlimmsten Moments lieferte das Verhältnis ein genaueres Bild des Kampfes des Körpers. Die Studie stellte auch fest, dass Patienten, für die diese spezifischen Bluttests nicht dokumentiert waren, tatsächlich ein noch höheres Risiko hatten, was darauf hindeutet, dass das Fehlen dieser Messungen selbst ein Zeichen für einen sehr kranken Patienten sein könnte, dessen Pflege auf das unmittelbare Überleben und weniger auf die Routineüberwachung ausgerichtet war.

Trotz dieser starken Assoziationen waren die Forscher vorsichtig, nicht zu behaupten, dass dieses Verhältnis ein perfektes Kristallornament sei. Als sie testeten, wie gut das Verhältnis allein schlechte Ergebnisse vorhersagen konnte, schnitt es besser ab als die Betrachtung von Laktat oder Bicarbonat allein, war aber kein fehlerfreier Prädiktor. Es war nicht so leistungsstark wie ein umfassendes Bewertungssystem, das Ärzte bereits verwenden, um die Schwere der Erkrankung eines Patienten zu beurteilen. Dies bedeutet, dass das Verhältnis das Urteil eines Arztes oder das Gesamtbild der Gesundheit eines Patienten nicht ersetzen sollte. Stattdessen dient es als nützliches, kostengünstiges Werkzeug, das eine weitere Informationsebene hinzufügen kann. Es fungiert als Warnleuchte, die das medizinische Team darauf aufmerksam macht, dass ein Patient unter erheblichem metabolischem Stress steht und möglicherweise eine engmaschigere Beobachtung oder andere Unterstützungsstrategien benötigt.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass diese einfache Berechnung, die aus zwei gängigen Bluttests abgeleitet wird, eine wertvolle Möglichkeit bietet, Herzpatienten zu identifizieren, die ein höheres Risiko für eine schwierige Genesung haben. Sie verdeutlicht, dass das Gleichgewicht zwischen den Stresssignalen des Körpers und seiner Fähigkeit, diese zu neutralisieren, ein entscheidender Faktor für das Überleben ist. Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, betonen die Forscher, dass es sich um eine retrospektive Studie handelt, was bedeutet, dass sie auf vergangene Daten zurückblickt, anstatt eine neue Behandlung in Echtzeit zu testen. Zukünftige Studien werden notwendig sein, um zu sehen, ob die Verwendung dieses Verhältnisses zur Steuerung von Behandlungsentscheidungen die Ergebnisse für Patienten tatsächlich verbessern kann. Vorerst steht es als klares Signal dafür, dass in der komplexen Phase nach einer Herzoperation die Beziehung zwischen Stress und Stabilität ein entscheidender Indikator für das ist, was vor einem liegt.