Ein Serum-Bicarbonatspiegel < 22 mEq/l kommt bei 13 % der Patienten im CKD-Stadium 3 bis zu 80 % derer im CKD-Stadium 5 vor [1]. Die mit einer metabolischen Azidose assoziierte Verringerung der Muskelmasse und Muskelkraft, die als Risikofaktor für das Fortschreiten der CKD und eine erhöhte Sterblichkeit [2,3] gelten, entstehen durch eine verstärkte Proteolyse aufgrund der Aktivierung des Ubiquitin-Proteasom-Wegs, aber auch durch einen erhöhten Myostatinspiegel, die Hemmung des Muskelzellwachstums, eine Insulinresistenz sowie eine gestörte Funktion des Insulin-like growth factors(IGF)-1 [4-6].

Die KDIGO (Kidney Disease: Improving Global Outcomes) empfiehlt daher, bei CKD-Patienten mit einem Serum-HCO-3-Spiegel < 22 mEq/l eine orale Bicarbonat-Supplementierung mit dem Zielbereich von 22–29 mEq/l durchzuführen [7].

Der Einfluss des Serum-Bicarbonatspiegels auf Muskelmasse und -kraft bei CKD-Patienten wurde in einer randomisierten, offenen, Parallelgruppen-kontrollierten Studie untersucht, die von August 2018 bis Juni 2019 in Thailand durchgeführt wurde [8]. Teilnehmer waren 42 Patienten mit CKD in den Stadien 3 und 4 (Durchschnittsalter 61,2 ± 9,8 Jahre; 57,1 % Männer; 59,5 % mit Diabetes mellitus; durchschnittliche eGFR 32,4 ± 14,1 ml/min/1,73 m2).

Die Patienten wurden in 2 Gruppen à 21 Patienten randomisiert: In der Verumgruppe erhielten die Teilnehmer orales Natriumbicarbonat, um einen hohen Zielwert von 24–26 mEq/l zu erreichen, während der Serum-Bicarbonatspiegel in der Kontrollgruppe auf 21–23 mEq/l gehalten wurde. Primärer Endpunkt war die Veränderung der Muskelmasse, gemessen mittels bioelektrischer Impedanzanalyse (BIA), als ­sekundäre Endpunkte wurden u. a. die Muskelkraft, gemessen mit dem Handgriffdynamometer, sowie Veränderungen der appendikulären Muskelmasse, gemessen anhand des Muskelumfangs in der Mitte des Arms (MAMC), sowie  muskelbezogene Biomarker bestimmt. Beide Gruppen erhielten zudem eine ähnliche Beratung durch einen Nierendiätassistenten, u. a. zu angemessener Kalorienzufuhr, Einschränkung der Eiweiß- und Natriumzufuhr, Dauer und Intensität der körperlichen Aktivität sowie zu anderen Standardbehandlungen gemäß den KDIGO-Leitlinien [7].

Höhere Muskelmasse unter Bicarbonat

Nach 4 Monaten lagen die mittleren Serum-Bicarbonatwerte in der Kontrollgruppe bei 20,7 ± 2,3 mEq/l und in der Interventionsgruppe bei 24,0 ± 1,4 mEq/l (p < 0,001) – bei Supplementierung mit einer mittleren Dosis von 1,9 g Bicarbonat/Tag (0,3 ± 0,1 mEq/kg/Tag).

Die von der BIA abgeleitete absolute Muskelmasse  war in der Gruppe mit hohem Bicarbonatgehalt signifikant um 0,78 kg (95%-KI 0,01–1,55) gegenüber dem Ausgangswert gestiegen (von 26,0 ± 5,3 auf 26,7 ± 5,5 kg; p = 0,04), während sie in der Kontrollgruppe unverändert war (25,6 ± 5,1 und 25,6 ± 5,2 kg; p = 0,96). Auch die appendikuläre Muskelmasse hatte sich in der Interventionsgruppe signifikant erhöht (von 7,7 ± 1,1 auf 8,0 ± 1,3 kg/m2; p = 0,05), trotz unverändertem Körpergewicht und ähnlicher täglicher Proteinzufuhr. Dieser Effekt war aber nur bei den Frauen signifikant. Unterschiede zwischen den Gruppen zeigten sich nicht. Der Muskelmasse-Surrogatparameter MAMC unterschied sich weder zum Ausgangswert noch zwischen den Gruppen.

Die Myostatinkonzentrationen im Plasma zeigten nach 4 Monaten zwar keine Unterschiede zwischen Verum- und Kontrollgruppe (1 637,1 [1 545,6–1 790,8] vs. 1 592,2 [1 423,9–2 029,8] pg/ml; p = 0,71), jedoch wurde bei den Patienten mit hohem Bicarbonat­gehalt eine signifikante Senkung der Myostatin-Plasmakonzentrationen nach Adjustierung für die Ausgangswerte gemessen. Der IGF-1-Plasmaspiegel wies in der Kontrollgruppe nach 4 Monaten signifikant niedrigere Werte auf als zu Studienbeginn (132,0 [112,0–185,0] bzw. 106,5 [78,3–163,5] ng/ml; p = 0,02), aber unveränderte in der Verumgruppe. Keine Veränderungen ergaben sich für die Muskelkraft innerhalb der Kontroll- (22,5 ± 7,0 bzw. 24,3 ± 9,8 kg; p = 0,07) sowie der Bicarbonatgruppe (28,5 ± 11,6 und 29,5 ± 12,6 kg; p = 0,62).