Evaluation of Digoxin Concentration after Loading Dose in Patients with Renal Dysfunction

Abstract

ABSTRACT

Background: Loading dose recommendations for digoxin are based on the volume of distribution, which is proportional to lean body weight, whereas maintenance dose recommendations depend on renal function. The volume of distribution of this drug is demonstrably reduced in severe renal dysfunction, but the threshold at which a reduction in loading dose is warranted remains unknown.

Objectives: To describe the practice of digoxin loading at The Ottawa Hospital and to determine the proportion of patients, categorized by degree of renal function, who experienced digoxin toxicity after a loading dose.

Methods: Data were collected retrospectively from charts of patients who had received a digoxin loading dose between May 2008 and January 2012, with a blood sample drawn for determination of digoxin concentration 6 to 24 h later. Patients were categorized into 4 groups according to creatinine clearance.

Results: The mean loading dose of digoxin (± standard deviation) was 9.8 ± 4.1 μg/kg among patients with creatinine clearance below 15 mL/min, 14.4 ± 5.4 μg/kg for those with creatinine clearance between 15 and 29 mL/min, 16.0 ± 5.6 μg/kg for those with creatinine clearance between 30 and 59 mL/min, and 14.0 ± 3.7 μg/kg for those with creatinine clearance 60 mL/min or above. Degree of renal dysfunction, particularly creatinine clearance below 60 mL/min, predicted the likelihood of experiencing a toxic serum concentration of digoxin after the loading dose, after adjustment for dose and weight (odds ratio 2.60, 95% confidence interval 1.55–4.39).

Conclusions: Patients with creatinine clearance below 60 mL/min were more likely than those with creatinine clearance of 60 mL/min or greater to experience toxic serum digoxin concentrations with current loading dose strategies. It is recommended that loading doses be reduced (to 6–10 μg/kg) for these patients. Prospective trials are required to determine the clinical implications of these findings and to determine if greater reductions in loading dose are required for patients with severe renal dysfunction (i.e., creatinine clearance below 30 mL/min).

RÉSUMÉ

Contexte : La dose d’attaque de digoxine recommandée est basée sur le volume de distribution, qui est proportionnel au poids maigre, alors que la dose d’entretien recommandée dépend de la fonction rénale. Il a été démontré que le volume de distribution de la digoxine était réduit en présence d’insuffisance rénale grave, mais on ignore à quel seuil une réduction de la dose d’attaque est justifiée.

Objectifs : Décrire la pratique en matière de dose d’attaque de la digoxine à l’Hôpital d’Ottawa et déterminer la proportion de patients, classés par degré de fonction rénale, qui ont éprouvé des effets toxiques de la digoxine après l’administration d’une dose d’attaque.

Méthodes : Les données ont été recueillies rétrospectivement à partir des dossiers des patients qui, entre mai 2008 et janvier 2012, avaient reçu une dose d’attaque de digoxine et fait l’objet d’un prélèvement sanguin afin de déterminer la concentration de digoxine de 6 à 24 heures après l’administration du médicament. Les patients ont été classés en quatre groupes selon la clairance de la créatinine.

Résultats : La dose d’attaque moyenne de digoxine (± l’écart-type) était de 9,8 ± 4,1 μg/kg chez les patients dont la clairance de la créatinine était inférieure à 15 mL/min, de 14,4 ± 5,4 μg/kg chez ceux dont cette clairance s’établissait entre 15 et 29 mL/min, de 16,0 ± 5,6 μg/kg chez ceux dont  cette clairance s’établissait entre 30 et 59 mL/min et de 14,0 ± 3,7 μg/kg chez les patients dont la clairance de la créatinine était de 60 mL/min ou plus. Le degré d’insuffisance rénale, particulièrement dans les cas de clairance de la créatinine inférieure à 60 mL/min, était prédictif d’une concentration sérique toxique de digoxine à la suite de la dose d’attaque, après ajustement en fonction de la dose et du poids (risque relatif approché de 2,60, intervalle de confiance à 95 % : 1,55 à 4,39).

Conclusions: Les patients dont la clairance de la créatinine était inférieure à 60 mL/min étaient plus susceptibles de présenter des concentrations sériques toxiques de digoxine avec les stratégies actuelles d’établissement des doses d’attaque que les patients dont cette clairance était de 60 mL/min ou plus. Il est recommandé de réduire les doses d’attaque (à 6 a 10 μg/kg) chez ces patients. Des études prospectives sont nécessaires pour déterminer les répercussions cliniques de ces résultats et pour déterminer si des réductions plus importantes de la dose d’attaque sont requises chez les patients présentant une insuffisance rénale grave (c.-à-d. dont la clairance de la créatinine est inférieure à 30 mL/min).