Diagnosing metabolic disorders at hospital admission in patients with COVID-19 to evaluate the risk of bacterial sepsis: a retrospective analysis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Sepsis is one of the most common life-threatening complications of COVID-19 occurring in 20% to 52% of hospitalized patients by various estimates. Lactate levels in combination with refractory hypotension are part of the criteria for septic shock and are widely used for predicting bacterial sepsis. However, the contribution of the lactate levels as a risk factor for sepsis in COVID-19 remains unclear.

AIM: To establish the association between the onset of sepsis in COVID-19 and the baseline values of lactate, glucose, and lactate dehydrogenase at admission to the specialized hospital department.

MATERIALS AND METHODS: A retrospective study was based at N.A. Semashko Regional Clinical Hospital in Nizhny Novgorod and included 11,647 patients with confirmed COVID-19.

RESULTS: Hyperlactatemia was found in 7,945 patients, accounting for 68.2% of all admissions. Later on, sepsis was diagnosed in 627 (5.4%) of those, while baseline hyperlactatemia was observed in 515 patients (82.1%). Most patients who had baseline hyperlactatemia and developed sepsis during the hospital stay also demonstrated higher lactate dehydrogenase and glucose levels at baseline. Baseline hyperlactatemia of 4.1 to 6.0 mmol/L and >6.0 mmol/L was found to be significantly associated with a higher incidence of sepsis: 3.6 times ( p =0.00004) and 6 times ( p =0.00001) higher, respectively. In 2.0 to 4.0 mmol/L baseline hyperlactatemia, sepsis was not any more frequent than in patients with normal lactate levels at admission. Baseline hyperglycemia resulted in 2.18-fold higher incidence of sepsis ( p =0.00012), and elevated baseline lactate dehydrogenase raised the probability of sepsis by 2.37 times ( p =0.00011).

CONCLUSION: Abnormal metabolism parameters at admission are associated with sepsis in patients with moderate COVID-19.

About the authors

Artur I. Trikole

Semashko Nizhny Novgorod Regional Clinical Hospital

Author for correspondence.
Email: atrikole95@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-5158-7051
SPIN-code: 5808-7259
Russian Federation, 190 Rodionova st., 603093 Nizhny Novgorod

References

  1. Number of COVID-19 cases reported to WHO [Internet]. Geneva: World Health Organization; 2020–2024 [cited 2024 Sep 30]. Available from: https://data.who.int/dashboards/covid19/cases?n=c
  2. Karakike E, Giamarellos-Bourboulis EJ, Kyprianou M, et al. Coronavirus Disease 2019 as Cause of Viral Sepsis: A Systematic Review and Meta-Analysis. Crit Care Med. 2021;49(12):2042–2057. doi: 10.1097/CCM.0000000000005195
  3. Beltran-Garcia J, Osca-Verdegal R, Pallardó FV, et al. Sepsis and coronavirus disease 2019: Common features and antiinflammatory therapeutic approaches. Crit Care Med. 2020;48:1841–1844. doi: 10.1097/CCM.0000000000004625
  4. Nascimento RR, Aquino CC, Sousa JK, et al. SARS-CoV-2 Spike protein triggers gut impairment since mucosal barrier to innermost layers: From basic science to clinical relevance. Mucosal Immunologie. 2024;17(4):565–583. doi: 10.1016/j.mucimm.2024.03.009
  5. Eleftheriotis G, Tsounis EP, Aggeletopoulou I, et al. Alterations in gut immunological barrier in SARS-CoV-2 infection and their prognostic potential. Front Immunol. 2023;14:1129190. doi: 10.3389/fimmu.2023.1129190
  6. Yu J, Wang Y, Lin S, et al. Severe COVID-19 has a distinct phenotype from bacterial sepsis: a retrospective cohort study in deceased patients. Ann Transl Med. 2021;9(13):1054. doi: 10.21037/atm-21-1291
  7. Connors JM, Levy JH. COVID-19 and its implications for thrombosis and anticoagulation. Blood. 2020;135:2033–2040. doi: 10.1182/blood.2020006000
  8. Sinha P, Matthay MA, Calfee CS. Is a ”Cytokine Storm” Relevant to COVID-19? JAMA Intern Med. 2020;180:1152–1154. doi: 10.4046/trd.2021.0034
  9. Thirumalaisamy P, Kieu Linh LT, Kreidenweiss A, et al. Longitudinal Monitoring of Lactate in Hospitalized and Ambulatory COVID-19 Patients. The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 2021;104(3):1041–1044. doi: 10.4269/ajtmh.20-1282
  10. Carpenè G, Onorato D, Nocini R, et al. Blood lactate concentration in COVID-19: a systematic literature review. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM). 2021;60(3):332–337. doi: 10.1515/cclm-2021-1115
  11. Salivonchyk D, Salivonchyk E. Energy COVID-19 collapse: new diagnostic markers, treatment aspects. Journal of cardiorespiratory research. 2021;2(2):68–76. doi: 10.26739/2181-0974-2021-2-12
  12. Garcia-Alvarez M, Marik P, Bellomo R. Sepsis-associated hyperlactatemia. Critical Care. 2014;18:503. doi: 10.1186/s13054-014-0503-3
  13. Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, et al. The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 2016;315(8):801–810. doi: 10.1001/jama.2016.0287
  14. Reddy AJ, Lam SW, Bauer SR, Guzman JA. Lactic acidosis: Clinical implications and management strategies. Cleveland Clinic Journal of Medicine. 2015;82(9):615–624. doi: 10.3949/ccjm.82a.14098
  15. Chertoff J, Chisum M, Garcia B, Lascano J. Lactate kinetics in sepsis and septic shock: a review of the literature and rationale for further research. Journal of Intensive Care. 2015;3:39. doi: 10.1186/s40560-015-0105-4
  16. Li B. Prevalence and impact of cardiovascular metabolic Diseases on COVID-19 in China. Clin Res Cardiol. 2020;109(5):531–538. doi: 10.1007/s00392-020-01626-9
  17. Valenza F. Lactate as a marker of energy failure in critically ill patients: hypothesis. Critical Care. 2005;9(6):588–593. doi: 10.1186/cc3818

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Proportion of patients with baseline hyperlactatemia from the total number of patients who developed sepsis during hospital stay (total n =627).

Download (350KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Proportion of patients with baseline hyperlactatemia at admission from the total number of patients included in the study (total n =11,647).

Download (350KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of patients with baseline hyperlactatemia by lactate levels (total n =7,945).

Download (350KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Distribution of patients with baseline hyperlactatemia who developed sepsis during hospital stay by lactate levels (total n =515).

Download (348KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».