Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Emergency medicine" №8(103), 2019

Back to issue

Calcium and magnesium deficiency in children with acute respiratory failure: a prospective observational cohort study

Authors: Філик О.В.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

Categories: Medicine of emergency

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Тяжка гіпомагніємія та некоригована гіпокальціємія можуть призводити до тяжких порушень в організмі пацієнта. Метою цього дослідження було встановити поширеність, фактори ризику розвитку гіпомагніємії та гіпокальціємії в дітей із гострою дихальною недостатністю. Робочою гіпотезою було те, що гіпомагніємія та гіпокальціємія впливають на тривалість відлучення пацієнтів від штучної вентиляції легень та тривалість перебування пацієнтів у відділенні інтенсивної терапії. Матеріали та методи. Нами проведено проспективне когортне одноцентрове дослідження на клінічній базі кафедри анестезіології та інтенсивної терапії Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького (відділення анестезіології з ліжками інтенсивної терапії Львівської обласної дитячої клінічної лікарні «ОХМАТДИТ») серед пацієнтів віком від 1 міс. до 3 років. Рівень магнію та іонізованого кальцію сироватки крові оцінювали в 1-шу (d1), 3-тю (d3), 5-ту (d5), 7-му та 9-ту добу (d7 та d9). Клінічні дані, що публікуються в даній статті, є частиною результатів клінічного дослідження Diaphragm ultrasound and trends in electrolyte disorders and transthyretin level as a method to predict ventilation outcome in children: the prospective observational cohort study; ISRCTN84734652; https://doi.org/10.1186/ISRCTN84734652. У період дослідження у відділення було прийнято 57 пацієнтів із гострою дихальною недостатністю, до аналізу даних включено 54 пацієнти. При гіпомагніємії нижче 0,8 ммоль/л пацієнтам додавали до лікування магнію сульфат 25% в/в із розрахунку 50 мг/кг/добу до досягнення цільового рівня магнію сироватки крові понад 0,8 ммоль/л. При гіпокальціємії нижче 1,1 ммоль/л додавали до лікування кальцію глюконат 10% в/в із розрахунку 1 мл/кг/добу (еквівалентно 0,23 ммоль/кг/добу). Результати. Нормомагніємію виявили у 29,6 % пацієнтів, гіпомагніємію — у 70,4 %, нормокальціємію та гіпокальціємію — у 77,8 та 22,2 % відповідно. У пацієнтів із нормомагніємією при надходженні на лікування (0,82 ± 0,06 ммоль/л) спостерігалося зниження рівня магнію впродовж перших 3 днів лікування до 0,73 ± 0,08 ммоль/л, що потребувало корекції. У подальшому рівень магнію поступово зростав і на 9-ту добу лікування становив 1,10 ± 0,15 ммоль/л. Серед дітей, які при надходженні на лікування мали помірну гіпомагніємію (0,62 ± 0,11 ммоль/л) та отримували коригуючу терапію розчином магнію сульфату, рівень магнію нормалізовувався на етапі дослідження d5 і становив 0,85 ± 0,07 ммоль/л, на етапах дослідження d7 та d9 — 0,92 ± 0,11 та 0,95 ± 0,14 ммоль/л відповідно. При надходженні на лікування рівень іонізованого кальцію в групі пацієнтів із нормокальціємією становив 1,13 ± 0,04 ммоль/л та не потребував корекції впродовж усього періоду лікування у відділенні інтенсивної терапії. Однак у групі гіпокальціємії рівень іонізованого кальцію на етапі d1 становив 0,81 ± 0,08 ммоль/л, що потребувало проведення корекції. У результаті рівень іонізованого кальцію зростав на етапі дослідження d3 до 1,07 ± 0,03 ммоль/л та нормалізувався з етапу дослідження d5 і становив 1,17 ± 0,08 ммоль/л. Найчастішими факторами ризику розвитку гіпомагніємії серед наших пацієнтів були: застосування діуретиків, сепсис та антибіотик-асоційована діарея. 39,5 % пацієнтів із гіпомагніємією при надходженні впродовж перших 3–5 діб отримували петлеві діуретики, більшість із них мали сепсис. Викликає інтерес той факт, що в 31,6 % пацієнтів із гіпомагніємією зустрічалася гіпокальціємія порівняно з частотою виявлення гіпокальціємії в загальній когорті на рівні 22,2 %. Ми не виявили відмінностей у тривалості штучної вентиляції легень серед пацієнтів із гіпомагніємією та нормомагніємією (12,3 ± 1,8 доби порівняно з 14,1 ± 1,1 доби відповідно, p = 0,43). Також не було виявлено вірогідних відмінностей у тривалості штучної вентиляції легень серед пацієнтів із гіпокальціємією та нормокальціємією. Проте тривалість перебування у відділенні інтенсивної терапії була в 1,47 раза довшою (95% ДІ 1,2–1,9, p = 0,04) серед пацієнтів із гіпомагніємією при надходженні на лікування порівняно з пацієнтами з нормомагніємією. У нашому дослідженні не було виявлено відмінностей у рівні летальності серед пацієнтів із гіпомагніємією (рівень летальності — 23,7 %) та нормомагніємією (рівень летальності — 25 %), p = 0,27. Висновки. У дітей із гострою дихальною недостатністю частота виявлення гіпомагніємії при надходженні на лікування становила 70,4 %, гіпокальціємії — 22,2 %. Чинниками, асоційованими з розвитком гіпомагніємії в дітей із гострою дихальною недостатністю, можуть бути застосування петлевих діуретиків та сепсис. Не було виявлено відмінностей у тривалості штучної вентиляції легень серед пацієнтів із порушеннями рівня магнію та кальцію та без них. Проте тривалість перебування у відділенні інтенсивної терапії серед пацієнтів із гіпомагніємією була в 1,47 раза більша (95% ДІ 1,2–1,9, p = 0,04) порівняно з пацієнтами з нормомагніємією.

Резюме. Актуальность. Тяжелая гипомагниемия и некорригированная гипокальциемия могут приводить к тяжелым нарушениям в организме пациента. Целью этого исследования было установить распространенность, факторы риска развития гипомагниемии и гипокальциемии у детей с острой дыхательной недостаточностью. Рабочей гипотезой было то, что гипомагниемия и гипокальциемия влияют на продолжительность отлучения пациентов от искусственной вентиляции легких и длительность пребывания пациентов в отделении интенсивной терапии. Материалы и методы. Нами проведено проспективное когортное одноцентровое исследование на клинической базе кафедры анестезиологии и интенсивной терапии Львовского национального медицинского университета имени Данила Галицкого (отделение анестезиологии с койками интенсивной терапии Львовской областной детской клинической больницы «ОХМАТДЕТ») среди пациентов в возрасте от 1 мес. до 3 лет. Уровень магния и ионизированного кальция сыворотки крови оценивали в 1-е (d1), 3-и (d3), 5-е (d5), 7-е и 9-е сутки (d7 и d9). Клинические данные, публикуемые в данной статье, являются частью результатов клинического исследования Diaphragm ultrasound and trends in electrolyte disorders and transthyretin level as a method to predict ventilation outcome in children: the prospective observational cohort study; ISRCTN84734652; https://doi.org/10.1186/ISRCTN84734652. В период исследования в отделение были приняты 57 пациентов с острой дыхательной недостаточностью, в анализ данных включены 54 пациента. При гипомагниемии ниже 0,8 ммоль/л пациентам добавляли к лечению магния сульфат 25% в/в из расчета 50 мг/кг/сут до достижения целевого уровня магния в сыворотке крови более 0,8 ммоль/л. При гипокальциемии ниже 1,1 ммоль/л добавляли к лечению кальция глюконат 10% в/в из расчета 1 мл/кг/сут (эквивалентно 0,23 ммоль/кг/сут). Результаты. Нормомагниемию обнаружили у 29,6 % пациентов, гипомагниемию — у 70,4 %, нормокальциемию и гипокальциемию — у 77,8 и 22,2 % соответственно. У пациентов с нормомагниемией при поступлении на лечение (0,82 ± 0,06 ммоль/л) наблюдалось снижение уровня магния в течение первых 3 дней лечения до 0,73 ± 0,08 ммоль/л, что требовало коррекции в соответствии с описанным выше алгоритмом. В дальнейшем уровень магния постепенно увеличывался и на d9 составлял 1,10 ± 0,15 ммоль/л. Среди детей, которые при поступлении на лечение имели умеренную гипомагниемию (0,62 ± 0,11 ммоль/л) и получали корректирующую терапию раствором магния сульфата в/в, уровень магния нормализовывался на этапе исследования d5 и составлял 0,85 ± 0,07 ммоль/л, на этапах исследования d7 и d9 — 0,92 ± 0,11 и 0,95 ± 0,14 ммоль/л соответственно. При поступлении на лечение уровень ионизированного кальция в группе пациентов с нормокальциемией составлял 1,13 ± 0,04 ммоль/л и не нуждался в коррекции в течение всего периода лечения в отделении интенсивной терапии. Однако в группе гипокальциемии уровень ионизированного кальция на этапе d1 составлял 0,81 ± 0,08 ммоль/л, что требовало проведения коррекции. В результате уровень ионизированного кальция увеличивался на этапе исследования d3 до 1,07 ± 0,03 ммоль/л и нормализовался с этапа исследования d5, составляя 1,17 ± 0,08 ммоль/л. Частыми факторами риска развития гипомагниемии среди наших пациентов были: применение диуретиков, сепсис и антибиотик-ассоциированная диарея. 39,5 % пациентов с гипомагниемией при поступлении в течение первых 3–5 суток получали петлевые диуретики, большинство из них имели сепсис. Вызывает интерес тот факт, что у 31,6 % пациентов с гипомагниемией встречалась гипокальциемия по сравнению с частотой выявления гипокальциемии в общей когорте на уровне 22,2 %. Мы не обнаружили различий в продолжительности искусственной вентиляции легких у пациентов с гипомагниемией и нормомагниемией (12,3 ± 1,8 суток по сравнению с 14,1 ± 1,1 суток соответственно, p = 0,43). Также не было выявлено достоверных различий в продолжительности искусственной вентиляции легких у пациентов с гипокальциемией и нормокальциемией. Однако продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии была в 1,47 раза больше (95% ДИ (1,2–1,9), p = 0,04) среди пациентов с гипомагниемией при поступлении на лечение по сравнению с пациентами с нормомагниемией. В нашем исследовании не было обнаружено различий в уровне летальности среди пациентов с гипомагниемией (уровень летальности — 23,7 %) и нормомагниемией (уровень летальности — 25 %), p = 0,27. Выводы. У детей с острой дыхательной недостаточностью частота выявления гипомагниемии при поступлении на лечение составляет 70,4 %, гипокальциемии — 22,2 %. Факторами, ассоциированными с развитием гипомагниемией, могут быть применение петлевых диуретикив и сепсис. Не было выявлено различий в продолжительности искусственной вентиляции легких у пациентов с нарушением уровня магния и кальция и без него. Однако продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии среди пациентов с гипомагниемией была в 1,47 раза больше (95% ДИ 1,2–1,9, p = 0,04) по сравнению с пациентами с нормомагниемией.

Background. Severe hypomagnesemia and uncorrected hypocalcemia can lead to severe disorders. The aim of this study was to investigate the prevalence and risk factors of hypomagnesemia and hypocalcemia in children with acute respiratory failure. The study hypothesis was that hypomagnesemia and hypocalcemia prolong weaning from mechanical ventilation (MV) and duration of stay in the intensive care unit (ICU). Materials and methods. We complete a prospective single-center cohort study at the Department of Anesthesiology and Intensive Care of Danylo Halytsky Lviv National Medical University (Department of Anesthesiology and Intensive Care, Lviv Regional Children’s Clinical Hospital “OHMATDYT”). We examined patients from 1 month to 3 years old with acute respiratory failure on invasive MV. Serum magnesium and ionized calcium levels were evaluated on the first (d1), third (d3), fifth (d5), seventh (d7) and ninth (d9) days. Results described in this article is the part of the clinical study “Diaphragm ultrasound and trends in electrolyte disorders and transthyretin level as a method to predict ventilation outcome in children: the prospective observational cohort study”; ISRCTN84734652. We enrolled 57 patients with acute respiratory failure, and the analysis of study results included 53 children. If serum magnesium level was below 0.8 mmol/l, all patients received magnesium sulfate 25% intravenously 50 mg/kg/day to reach the target serum magnesium level above 0.8 mmol/l. In case of hypocalcemia (serum ionized calcium level below 1.1 mmol/l), patients received calcium gluconate 10% intravenously 1 ml/kg/day (equivalent to 0.23 mmol/kg/day). Results. We found normomagnesemia in 29.6 % of patients, hypomagnesemia — in 70.4 %, normocalcemia and hypocalcemia — in 77.8 and 22.2 % of individuals, respectively. In patients with normomagnesemia at admission (0.82–0.06 mmol/l), magnesium level reduced to 0.73 ± 0.08 mmol/l within the first 3 days of treatment and required correction. Subsequently, serum magnesium level gradually increased and by the d9 reached 1.10 ± 0.15 mmol/l. Patients with moderate hypomagnesemia at admission (serum magnesium level of 0.62 ± 0.11 mmol/l) also received magnesium sulfate intravenously, and magnesium level normalized by the d5 and was 0.85 ± 0.07 mmol/l, and on study stages d7 and d9 — 0.92 ± 0.11 mmol/l and 0.95 ± 0.14 mmol/l, respectively. The level of ionized calcium in the group of patients with normocalcemia was 1.13 ± 0.04 mmol/l at admission and did not require correction. However, in the group of patients with hypocalcemia, the level of ionized calcium on the d1 was 0.81 ± 0.08 mmol/l and required correction. As a result, the level of ionized calcium increased on d3 to 1.07 ± 0.03 mmol/l and normalized on the d5 — 1.17 ± 0.08 mmol/l. The most common risk factors for hypomagnesemia in our patients were diuretics, sepsis and antibiotic-associated diarrhea. 39.5 % of patients with hypomagnesemia received loop diuretics within the first 3–5 days after admission, most of them had sepsis. It was interesting that 31.6 % of persons with hypomagnesemia had hypocalcemia, as compared to the incidence of hypocalcemia in the overall cohort at the level of 22.2 %. We have not found differences in the duration of MV among patients with hypomagnesemia and normomagnesemia (12.3 ± 1.8 days versus 14.1 ± 1.1 days, respectively; p = 0.43). In addition, there were no significant differences in duration of MV among patients with hypocalcemia and normocalcemia. However, the length of stay in the ICU was 1.47 times longer (95% confidence interval (CI) 1.2–1.9, p = 0.04) among patients with hypomagnesemia at admission as compared to the patients with normomagnesemia. We have not found differences in mortality rates among patients with hypomagnesemia (23.7 %) and normomagnesemia (25 %), p = 0.27. Conclusions. The incidence of hypomagnesemia in children with acute respiratory failure at admission was 70.4 %, and the incidence of hypocalcemia — 22.2 %. Factors associated with the development of hypomagnesemia might be the use of loop diuretics and sepsis. We have not found differences in duration of MV among patients with and without magnesium and calcium disorders. However, the duration of stay in the ICU among patients with hypomagnesemia was 1.47 times higher (95% CI 1.2–1.9, p = 0.04) as compared to the patients with normomagnesemia.


Keywords

гіпомагніємія; гіпокальціємія; штучна вентиляція легень; діти

гипомагниемия; гипокальциемия; искусственная вентиляция легких; дети

hypomagnesemia; hypocalcemia; mechanical ventilation; children


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Seyed Ali Javad MousaviSaeed SalimiMahdi RezaiSerum Magnesium Level Impact on the Outcome of Patients Admitted to the Intensive Care Unit. Tanaffos Journal. 2010. 9(4). Р. 28-33. http://www.tanaffosjournal.ir/en/archive.php?lrid=240.

2. Baek Sung-Jin, Byeon Jung Hye, Eun So-Hee, Eun Baik-Lin, Kim Gun-Ha. Risk of low serum levels of ionized magnesium in children with febrile seizure. BMC Pediatrics. 2018. 18. Р. 297-303. https://doi.org/10.1186/s12887-018-1271-z.

3. Blaine J., Chonchol M., Levi M. Renal control of calcium, phosphate, and magnesium homeostasis. Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 2015. 10(7). Р. 1257-72. doi: 10.2215/CJN.09750913.

4. Won Hee Kim, Yoon Ha Kim, Yuna An, Jong Ho Moon, Eun Ji Noh, Jong Woon Kim. Total and ionized serum magnesium and calcium levels during magnesium sulfate administration for preterm labor. Obstet. Gynecol. Sci. 2018. 61(1). Р. 56-62. https://doi.org/10.5468/ogs.2018.61.1.56.

5. Kulpmann W.R., Gerlach M. Relationship between ionized and total magnesium in serum. Scand. J. Clin. Lab. Invest. Suppl. 1996. 224. Р. 251-8. PMID: 8865441.

6. Ahmed El Beleidy, Seham Awad El Sherbini, Hebat Allah Fadel Elgebaly, Arwa Ahmed. Calcium, magnesium and phosphorus deficiency in critically ill children. Egyptian Pediatric Association Gazette. 2017. 65(2). Р. 60-64. https://doi.org/10.1016/j.epag.2017.03.004.

7. Rianne B., Koekkoek Kristine W.A.C., Arthur van Zanten R.H. Refeeding syndrome: relevance for the critically ill patient. Current Opinion in Critical Care. 2018. 24(4). Р. 235-240. doi: 10.1097/MCC.0000000000000514.

8. Rigo J., Mohamed M.W., De Curtis M. Disorders of calcium, phosphorus and magnesium / Martin R.J., Fanaroff A.A., Walsh M.C., editors. Fanaroff and Martin neonatal-perinatal medicine. 9th ed. St. Louis: Elsevier Mosby, 2011. Р. 1523e55.

9. Mihatsch W. et al. ESPGHAN/ESPEN/ESPR/CSPEN guidelines on pediatric parenteral nutrition: Calcium, phosphorus and magnesium. Clinical Nutrition. 2018. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2018.06.950.

Similar articles

Hypomagnesemia in Chronic Kidney Disease: Problem or Individual Characteristics of Certain Patients?
Authors: Савицька Л.М. - КЗ КОР «Київська обласна лікарня № 2», м. Київ, Україна
"Kidneys" 3 (17) 2016
Date: 2016.09.08
Categories: Nephrology
Sections: Clinical researches
Changes in the plasma electrolyte concentration in the conditions of magnesium therapy in patients  with traumatic shock on the background of polytrauma
Authors: Білецький О.В.
Харківська медична академія післядипломної освіти, м. Харків, Україна

"Emergency medicine" №5(100), 2019
Date: 2019.09.12
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
Gitelman Syndrome:  a Сlinical and Molecular Overview
Authors: Maria Luisa Querques, Federica Ravera, Alberto Menegotto, Giacomo Colussi — Nephrology, Dialysis and Renal Transplant Unit, A.O. Ospedale Niguarda-Ca’ Granda, Milan, Italy
"Kidneys" 3 (13) 2015
Date: 2015.09.25
Categories: Nephrology
Sections: Specialist manual
Changes of serum phosphorus level in critically ill children with acute respiratory failure: a prospective observational cohort study
Authors: Філик О.В.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

"Emergency medicine" №7(102), 2019
Date: 2019.11.13
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches

Back to issue