Fluid and Electrolyte imbalance Jeeraluck Limim Department of Anesthesiology Srinakharinwirot University

Fluid Transfusion น้ำในร่างกาย - ร้อยละ 50-80 ของ BW - Adult ร้อยละ 60 - Infant ร้อยละ 80 - Adult ร้อยละ 60 - Elderly ร้อยละ 52 - ชาย > หญิง

น้ำในร่างกายแบ่งออกเป็น 1. ICF - มีร้อยละ 40 ของ BW - K+,Mg+ : cation - PO42-, protein : anion 2. ECF - มีร้อยละ 20 ของ BW - Na+ : cation - Cl- , HCO3- : anion แบ่งเป็น - Intravascular volume ร้อยละ 5 ของ BW - Interstitial volume ร้อยละ 15 ของ BW -Transcellular fluid ร้อยละ 1-3

คุณสมบัติของเยื่อกั้น - อาศัยหลักการของ osmosis - การกระจายของน้ำขึ้นกับ จำนวนและชนิดของสารน้ำและ คุณสมบัติของเยื่อกั้น - ICF แยกจาก ECF โดย cell membrane - Na+ -K+ ATPase pump - Capillary endothelial membrane กั้นแยก plasma กับ interstitial fluid - น้ำและเกลือแร่ สามารถผ่านได้อย่างอิสระ, Protein ไม่สามารถ ผ่านได้

กลไกการควบคุมปริมาตรและความเข้มข้นของสารน้ำในร่างกาย - รักษาสมดุลของน้ำให้อยู่คงที่ - เมื่อปริมาตร plasma ร่างกายจะพยายาม plasma เพื่อรักษาความดันเลือดให้เพียงพอที่จะเลี้ยงเนื้อเยื่อที่สำคัญ

1. การดึงน้ำและ protein ระหว่างเซลล์เข้าสู่หลอดเลือด โดยการทำงานของระบบต่างๆ ดังนี้ 1. การดึงน้ำและ protein ระหว่างเซลล์เข้าสู่หลอดเลือด 2. Baroreceptor ที่ carotid sinus และ aortic arch เมื่อความดันเลือดลดลง จะถูกกระตุ้นผ่านไปยัง vasomotor center และกลับออกมากระตุ้น sympathetic - HR, contractility & vasoconstriction - ทำให้ venous return

4. เมื่อความเข้มข้นของน้ำนอกเซลล์ จะกระตุ้นที่ 3. renin-angiotensin-aldosterone จะถูกกระตุ้น เมื่อเลือดมาเลี้ยงไต มีผล การดูดกลับของโซเดียมและน้ำผ่านท่อไต 4. เมื่อความเข้มข้นของน้ำนอกเซลล์ จะกระตุ้นที่ posterior hypothalamus มีการหลั่ง ACTH และ ADH จาก anterior และ posterior pituitary - ACTH aldosterone - ADH การดูดน้ำกลับที่ท่อไต

ความผิดปกติของสารน้ำและเกลือแร่ แบ่งเป็น 2 ชนิด 1.เสียสมดุลปริมาตร ECF 2.เปลี่ยนแปลง tonicity ของ ECF - Isotonicity - Hypotonicity - Hypertonicity

การประเมิน Intravascular volume อาศัย - History - PE - Urine - Blood chemistry - Chest x-ray - CVP, PCWP

จำนวนสารน้ำในเวลา 10 นาที Fluid challenge test ค่า CVP/PCWP จำนวนสารน้ำในเวลา 10 นาที (Isotonic) CVP < 8 cmH2O หรือ PCWP < 12 mmHg load 200 cc CVP 8-14 cmH2O หรือ PCWP 12-16 mmHg load 100 cc CVP > 14 cmH2O หรือ PCWP > 16 mmHg load 50 cc

Fluid challenge test (cont.) Measurement 1. CVP < 2 cmH2O or PCWP < 3 mmHg loading or rate 2. CVP 2-5 cmH2O or PCWP 3-7 mmHg wait 10 min repeated measurement - CVP < 2 cmH2O or PCWP < 3 mmHg loading - CVP > 5 cmH2O or PCWP > 7 mmHg low rate - CVP 2-5 cmH2O or PCWP 3-7 mmHg fluid challenge 3. CVP > 5 cmH2O or PCWP > 7 mmHg stop

ชนิดของสารน้ำ - อยู่ในหลอดเลือด ¼ ส่วนอีก ¾ leak ออกนอก Intravascular Crystalloid -โมเลกุลเล็ก,แตกตัวได้ - อยู่ในหลอดเลือด ¼ ส่วนอีก ¾ leak ออกนอก Intravascular - อยู่ใน intravascular 30-60 นาที - แพ้,ติดเชื้อน้อย - ถูก,หาง่าย

Crystalloid (cont.) ได้แก่ 1. 5% dextrose Indications - Maintenance - Deficit - Third space loss - replace Blood loss ได้แก่ 1. 5% dextrose 2. Isotonic saline 3. Hypertonic saline 4. LRS 5. ARS

5% dextrose (5% DW,5% D/N/2) - ได้ callories - ไม่เหมาะ resuscitation - เกิด osmotic diuresis - เกิด hypo-osmolar ทำให้ cell บวมได้

Hypertonic saline (3%,5% Nacl) Isotonic saline (NSS) - Na+, Cl- 154 mEq/L - pH 6.4 - hyperchloremic metabolic acidosis Hypertonic saline (3%,5% Nacl) - Na+, Cl- อย่างละ 513 และ 855 mEq/L - treat hypo Na+ - อาจใช้ resuscitation case burn - เกิด pulmonary edema

Lactated Ringer’s solution (LRS) - K+, Ca+ , lactate - เกิด lactic acidosis - ชดเชย third space loss ได้ดี - มี form 5% DLRS Acetated Ringer’s solution - มี acetate แทน lactate - อาศัย muscle,peripheral tissue เปลี่ยนเป็น HCO3-

Colloid -โมเลกุลใหญ่,แตกตัวน้อย - เพิ่ม oncotic pressure ขึ้นกับขนาด,molecular weight - อยู่ใน Intravascular 3-5 ชม. - นิยมใช้ในภาวะ bleed มากและยังไม่ได้เลือดทดแทน - ราคาแพง - แพ้และติดเชื้อง่ายกว่า - อาจเกิด coagulopathy

ได้แก่ 1. Albumin Indication - replacement blood loss, protein - hemodilution - plasma phoresis - increase microcirculation ได้แก่ 1. Albumin 2. Dextran (40,70) 3. Hydroxyethyl starch (6%HES, 10%HES) 4. Gelatin

- ดึงน้ำจาก interstitial space เข้าสู่ intravascular ได้ Albumin (5%,20%,25%) - MW 60,000+ - ดึงน้ำจาก interstitial space เข้าสู่ intravascular ได้  500 cc.ใน 30-60 min - plasma half-life 16 hr. - ควรให้หมดภายใน 4 ชม. - ทำให้ ionized calcium ลดลง - หลั่ง bradykinin BP drop

- synthetic glucose polymer, MW 40,000-70,000 Dextran - synthetic glucose polymer, MW 40,000-70,000 - ตกตะกอนใน renal tubule renal failure - ควรให้ร่วมกับ crystalloid - anaphylactoid reaction - ลด platelet aggregration,กด F.5,7,8 - รบกวนการ crossmatch - กด reticuloendothelial system

- dextran 40 มักใช้เพิ่ม microcirculation ระหว่างทำ microsurgery - dextran 70 พบ complication มากกว่า dextran 40

Hydroxyethyl starch (HES) - แป้งสังเคราะห์, MW 60,000+ -100,000+ - กระตุ้นระบบ complement ทำให้รบกวนการแปลผล antibody - coagulopathy โดยขัดขวาง F.8 และ platelet - กระตุ้นการหลั่ง histamine anaphylactoid reaction - 6% starch มักใช้เป็น plasma substitute - 10% starch เป็น hyperoncotic plasma expander

Gelatin (Haemaccel, Gelofusine) - maintain oncotic pressure ได้น้อยกว่า starch และ dextran - ขับหมดภายใน 48 ชม. โอกาสคั่งน้อย - ให้ 1-2 เท่า ของ blood loss ไม่ควรเกิน 2,000 cc - Hemodilution,hemodialysis - กระตุ้นการหลั่ง histamine anaphylactoid reaction - เพิ่ม serum amylase

การให้สารน้ำระหว่างผ่าตัด ประกอบด้วย 1. Maintenance fluid (M) 2. Deficit fluid (D) 3. Third space loss (3rd) 4. replace Blood loss (Bl.)

Maintenance fluid 1-10 kg 4 ml/kg/hr 11-20 kg 2 ml/kg/hr > 21 kg 1 ml/kg/hr

Deficit fluid = maintenance fluid. NPO time(hr) Deficit fluid = maintenance fluid * NPO time(hr) * replace 50% in 1st hour of surgery * replace 25% in 2nd & 3rd hours of surgery

Degree of tissue trauma Third space loss Degree of tissue trauma Fluid requirement Mild 1 - 3 ml/kg/hr Moderate 4 - 6 ml/kg/hr Severe 7 - 9 ml/kg/hr

Blood loss Acceptable red cell = (actual Hct – acceptable Hct)/100 Blood loss Acceptable red cell = (actual Hct – acceptable Hct)/100 * BV Acceptable blood loss = Acceptable red cell *3 * replace crystalloid 1 : 3 * replace colloid 1 : 1

ผู้ป่วยชายไทย อายุ 48 ปี โรคประจำตัว HT , IHD วินิจฉัยว่าเป็น CA head of pancrease จะเข้ารับการผ่าตัด Whipple’s operation BW 70 kg Hct 42% ขณะผ่าตัดเสียเลือดในชั่วโมงแรก 300 ml และชั่วโมงที่ 2 อีก 200 ml จงแสดงวิธีคำนวณสารน้ำในชั่วโมงที่ 1 และ2

Maintenance fluid Ex: BW 60 kg = 10(4) + 10(2) + 40(1) = 40 + 20 + 40 = 100 ml/hr

Deficit fluid = maintenance fluid. NPO time(hr) = 100 Deficit fluid = maintenance fluid * NPO time(hr) = 100 * 10 = 1,000 ml 500 ml in 1st hour of surgery 250 ml in 2nd & 3rd hours of surgery

Third space loss Severe 8 ml/kg/hr 3rd space loss = 8*60 = 480 ml/hr

Blood loss. Blood loss 300 ml Acceptable blood volume loss = 3 Blood loss *Blood loss 300 ml Acceptable blood volume loss = 3 * acceptable red cell loss = 3 *[(42-30)/100 * (60*70)] = 1,512 ml * replace crystalloid 900ml

1st hour = 100 + 500 +480 + 900 = 1,980 ml 2nd hour = 100 +250 +480 + 600 = 1,480 ml

การให้สารน้ำหลังการผ่าตัด ควร close observed 2-3 วันแรกหลัง major operation น้ำบางส่วนกลับสู่ intravascular pulmonary edema

Anesthetic consideration for Electrolyte imbalance

Hypernatremia

Anesthetic considerations with hypernatremia Central nervous system complications may include: - increased MAC requirements - agitation - lethargy - confusion - seizures - coma death

Cardiovascular system complications may include: - decreased MAP with associated hypovolemia Hepatic system complications may include: - decreased Vd - decreased i.v dose requirement Renal system complications may include: - associated with hypovolemia

Anesthetic considerations in hyponatremia - often is associated with a serious underlying disorder - Na+ > 130 mEq/L for elective surgery - associated with cerebral edema - decreased MAC requirements

Hyperkalemia CAUSES increased uptake of potassium: - plasma [K+] > 5.5 mEq/L decreased renal loss of potassium

Hyperkalemia due to increased movement of K+ - acidosis - cell lysis S/P chemotherapy - hemolysis - rhabdomyolysis - massive tissue trauma - hyperosmolality - digitalis overdose - β2 adrenergic blockade - succinlycholine

CLINICAL MANIFESTATIONS Skeletal muscles: - when [K+] > 8 mEq/L - sustained spontaneous depolarization - inactivation of Na+ channels of muscle membrane

Cardiac muscle: - when [K+] > 7 mEq/L - peaked T wave with shortened QT interval - widening of QRS complex - prolongation of PR interval - VF - asystole

Anesthetic considerations in hyperkalemia - elective surgery should not continue - succinylcholine is contraindicated - avoid K+ containing solutions ex. lactated ringers - avoid metabolic acidosis and respiratory acidosis - controlled ventilation with slight hyperventilation may be beneficial - close neuromuscular function monitoring

Hypokalemia CAUSES decreased potassium uptake: - marked reduction K+ intake - kidneys ability to conserve plasma [K+] - kidneys ability to decrease urinary [K+] as low as 5 – 15 mEq/L

increased potassium losses: - renal loss: urinary [K+] > 20 mEq/L - GI loss: urinary [K+] < 20 mEq/L decreased intracellular movements: - acute alkalosis - insulin therapy - hypothermia - vitamin B12 treatment

Anesthetic considerations in hypokalemia - lower limits K+: 3 – 3.5 mEq/L without ECG changes - not appear to be significant anesthetic risk - exception in patients taking digoxin - should have K+ maintained at 4 mEq/L - augment NDMR

Anesthetic consideration may be based on: - rate of K+ loss - presence or absence of organ dysfunction Intraoperative management: intravenous K+ supplementation if: - atrial or ventrilcular dysrhythmias - avoid glucose containing solutions - avoid hyperventilation

Anesthetic considerations in hypermagnesemia May require close monitoring of: - blood pressure - electrocardiogram - neuromuscular junction function - urinary foley catherization - reduced muscle relaxants 20 – 25% of regular dosing

Anesthetic considerations in hypercalcemia - medical emergency - NDMR: unpredictable response - avoid hypovolemia related to diuresis - monitor volume status with CVP, PAP - monitor serial [K+] and [Mg+] - controlled ventilation - avoid acidosis which may raise serum calcium levels

Anesthetic considerations in hypocalcemia - medical emergency therefore correct hypocalcemia preoperatively - avoid alkalosis to prevent further decrease in Ca2+ levels - negative inotropic effects may potentiate the effects of barbiturates and volatile anesthetics - inconsistent effects on neuromuscular blockade

* correction of electrolyte imbalance that can precipitate hypocalcemia i.e; hypokalemia, hypomagnesemia. * important to prevent peri-operative arrhythmias associated with hypocalcemia.

Anesthetic considerations in hypophosphatemia - closely monitor neuromuscular junction function esp with use of muscle relaxants - may require postoperative mechanical ventilation prevent further decreases in plasma [phosphorus] avoid: -hyperglycemia -respiratory alkalosis

Good Luck