04 Blutglukose bei Hirninfektionen

Blutglukose bei ZNS-Infektionen
Wie hoch sollte die Blutglukose
bei Infektionen des Gehirns sein?
14
Bei der Behandlung von erregerbedingten
Erkrankungen des zentralen
Nervensystems steht ohne Zweifel die
frühzeitige und adäquate antiinfektive
Therapie an erster Stelle. Ein wichtiger
Aspekt ist aber auch das ehest mögliche
Erkennen von Komplikationen, die zu
einer sekundären Hirnschädigung führen
können. Dazu steht die klinische
Untersuchung im Vordergrund, welche
jedoch bei schweren, intensivpflichtigen
Verläufen aufgrund der notwendigen
Analgosedierung nur eingeschränkt
möglich ist.
Hierbei können uns die Methoden
des multimodalen Neuromonitorings
helfen, Veränderungen der zerebralen
Durchblutung und des Hirnstoffwechsels
frühzeitig zu erkennen. Angelehnt
an die Betreuung von Patienten mit einem
Schädel-Hirn-Trauma können so
der intrakranielle Druck oder der zerebrale
Sauerstoffpartialdruck gemessen
werden, um Hirndruckkrisen, eine Hypoperfusion
und Hypoxie des Gehirns
zu erkennen und entsprechend therapeutisch
einzuschreiten.
Die Methode der zerebralen Mikrodialyse
dient zur Beurteilung des zerebralen
Energiestoffwechsels. Hierbei wird ein
Katheter in die weiße Substanz (meist in
den Frontallappen) eingebracht und mit
einer Flussrate von 0.3 µl/min perfundiert.
Über eine Membran an der Spitze
des Katheters diffundieren Substanzen,
die entsprechend der Porengröße die
Membran überwinden können, ihrem
Konzentrationsgradienten nach vom
Extrazellularraum in das Mikrodialyse-
System. Die Flüssigkeit wird kontinuierlich
in Microvials gesammelt und
stündlich analysiert.
Als „point of care“ Untersuchungen
können Moleküle des Energiemetabolismus
(Glukose, Laktat, Pyruvat) unmittelbar
am Patientenbett gemessen
werden. Normwerte sind in der Tabelle
angeführt. Neben diesen Absolutwerten,
welche interindividuelle Unterschiede
aufweisen und durch die Sondenlokalisation
im Gewebe beeinflusst
sind, ist die Veränderung einzelner Parameter,
also ein Anstieg oder Abfall
über die Zeit, von wichtiger Bedeutung.
Beim kritisch kranken neurologischen
Intensivpatienten konnte gezeigt werden,
dass im Verlauf häufig ein erniedrigter
Glukosespiegel im Hirngewebe
auftritt, welcher als Biomarker bei
einzelnen Erkrankungen mit einem
schlechten Outcome assoziiert ist. Dieser
Zusammenhang scheint naheliegend,
da insbesondere das Gehirn auf
eine ausreichende Energiezufuhr angewiesen
ist.
Die gemessene Glukosekonzentration
ist von der Anlieferung über das Blut
(Blutzucker und zerebrale Perfusion),
der Passage über die Blut-Hirn-Schranke
und der Diffusionsmöglichkeit durch
das Hirngewebe (eingeschraenkt beim
Hirnödem), wie auch vom Verbrauch
abhängig. So gemessene pathologisch
erniedrigte zerebrale Glukosespiegel
werden als Neuroglukopenie (Hirnglukose

Blutglukose bei ZNS-Infektionen
Erkrankungen des ZNS mittels zerebraler
Mikrodialyse monitiert. Spezifisch
mit dem zerebralen Glukosemetabolismus
und der möglichen Beeinflussbarkeit
der Hirnglukose beschäftigt
sich auch unsere Arbeitsgruppe. Wichtige
Ergebnisse von vorliegenden Fallstudien
werden nachfolgend vorgestellt.
Virale Encephalitis
(Kofler M; Neurocrit Care 2016; 25:273)
Tabelle: Werte der zerebralen Mikrodialyse im „gesunden Hirngewebe“
und pathologische Grenzwerte
Parameter Normwert Kritische Grenze Bedeutung des Grenzwertes
Glukose 1.5-2 mmol/l 4 mmol/l Anaerober Metabolismus, Hypermetabolismus
Pyruvat >120 µmol/l

Blutglukose bei ZNS-Infektionen
beobachtet. Abhängig von der oralen
Nahrungsaufnahme wurden signifikante
Anstiege der Hirnglukose gemessen.
Außerdem traten nach dem Beginn der
selbständigen Nahrungsaufnahme keine
weiteren Episoden von Hirnglukose-
Konzentrationen unter 0.7 mmol/l auf.
Bakterielle Meningitis
(Poulsen FR; Neurocrit Care 2015; 22:221)
Diese Arbeit zur Mikrodialyse bei über
15 Patienten mit ambulant erworbener
bakterieller Meningitis beschäftigt
sich vor allem mit dem biochemischen
Muster der zerebralen mitochondrialen
Dysfunktion, die Glukosekonzentrationen
werden nur beiläufig erwähnt. Die
sieben Patienten mit mitochondrialer
Dysfunktion (definiert als hohe Laktat-zu-Pyruvat-Ratio
bei gleichzeitig
normalem bis erhöhtem Pyruvat) hatten
über den Beobachtungszeitraum
eine mediane Hirnglukosekonzentration
von 0.8 mmol/l (interquartile range
0.4-1.1 mmol/l). Das bedeutet, dass
auch bei diesem Krankheitsbild häufig
eine Neuroglukopenie auftritt, obwohl
die zerebrale Perfusion (in diesem Fall
ist ein normaler zerebraler Perfusionsdruck
beschrieben) intakt ist.
Eine weitere Arbeit, die Mikrodialyseparameter
mit Serum-Biomarkern assoziierte,
beschrieb ebenfalls das Auftreten
einer zerebralen metabolischen
Krise (Glukose 25) bei 10 von 21 Meningitispatienten
(48%) (Bartek J; PLOS ONE,
2016; 11:e0152268). Angaben zur zerebralen
Perfusion werden aber nicht
gemacht.
Zusammenfassung
Die gegenwärtige Datenlage zeigt uns,
dass im Rahmen von intensiv-neurologischen
erregerbedingten Erkrankungen
häufig pathologisch niedrige zerebrale
Glukosekonzentrationen auftreten
- auch wenn eine aureichende zerebrale
Perfusion vorhanden ist und die Blutzuckerspiegel
im Normbereich liegen.
16
Serumglukose mM/l Hirnglukose mM/l
Aktuelle Erklärungsmodelle dafür beinhalten
den vermehrten Verbrauch durch
Bakterien und Viren, wie auch durch die
gesteigerte Glykolyse.
Eine Neuroglukopenie wurde häufiger
beobachtet, wenn zu diesem Zeitpunkt
Insulin verabreicht wurde und wenn die
Serum-Glukosekonzentration unter
110 mg/dl lag. Ernährungspausen gingen
einem Absinken der Hirnglukosewerte
voraus, während eine konsequente
Patientenernährung mit einer Stabilisierung
der Glukosekonzentrationen
assoziiert war. Eine Gruppe von Experten
empfahl kürzlich, pathologisch
niedrige zerebrale Glukosekonzentrationen
bei neurologischen Intensivpatienten
zu beheben (Hutchinson PJ; Intensive
Care Med 2015; 41:1517).
Schlussfolgerung
Insulin 1-2 U/l
Insulin 3 U/l
Sondennahrung
Tag 2 Tag 3 Tag 4 Tag 5 Tag 6
Abb. 2: Zeitliche Verläufe von Hirn- und Serumglukose bei einem Patienten mit viraler Encephalitis.
Die grüne Linie repräsentiert den Schwellenwert von 0.7 mmol/l der zerebralen Glukose,
die grüne Fläche kennzeichnet den Bereich der Serumglukose zwischen 80 und 110 mg/dl.
Zu sehen ist die Assoziation zwischen Insulingabe und niedrigen zerebralen Glukosewerten,
sowie zwischen Ernährung und steigenden Glukosewerten (modifiziert nach Kofler M, Neurocrit
Care 2016; 25:273-81).
Basierend auf diesen Ergebnissen ist
sowohl auf eine adäquate und – wahrscheinlich
– kontinuierliche Ernährung
bei neurologischen Intensivpatienten zu
achten. Weiters ist speziell die Insulintherapie
auf ein notwendiges Minimum
zu beschränken, da die Gabe von Insulin
zu kritisch niedrigen Hirn-Glukosespiegeln
führen kann, auch wenn
die Blutzuckerwerte im Normbereich
liegen.
Eine intensive Insulintherapie kann
zu einer Unterversorgung des Gehirns
mit Glukose führen und sich gerade im
akuten Stadium der infektiösen Hirnerkrankung
negativ auswirken. Daher
muss diese Strategie bereits im Moment
als sehr kritisch betrachtet werden und
sollte besonders bei Patienten mit einer
schweren zerebralen Pathologie,
inklusive neuro-infektiologischen Erkrankungen,
vermieden werden.
Ein anzustrebender Zielwert der systemischen
Glukose sollte bei 130-180 mg/
dl liegen. Hier sollte noch einmal betont
werden, dass eine Hyperglykämie
(>200 mg/dl) bei allen Patienten vermieden
werden soll.
Interessenkonflikte: Keine
Dr. Mario Kofler
Priv.-Doz. Dr. Raimund Helbok
Universitätsklinik für Neurologie
Neurologische Intensivstation
Medizinische Universität
Innsbruck
raimund.helbok@i-med.ac.at
Nr. 3, 2017