Общие вопросы / Субстраты, используемые в парентеральном и энтеральном питании

Микроэлементы и витамины при парентеральном и энтеральном питании

А. Shenkin

Цели обучения

  • Перечислить микронутриенты, которыми должны быть обеспечены пациенты, получающие искусственное питание.
  • Понимать причины того, почему пациенты, получающие искусственное питание, могут иметь повышенные потребности в микронутриентах.
  • Перечислить последствия неудовлетворительного обеспечения микронутриентами.
  • Знать ограничения лабораторных тестов для оценки нутриционного статуса пациента.

Введение

Обеспечение адекватного количества незаменимых неорганических микронутриентов (микроэлементов) и органических микронутриентов (витаминов) является неотъемлемой частью всего режима нутриционной поддержки как при парентеральном, так и при энтеральном питании.

Пациенты, группы риска

К тому времени, когда пациент начинает получать парентеральное питание, у него уже может быть общее истощение организма, развившееся вследствие дефицита одного или нескольких незаменимых нутриентов. Степень истощения будет зависеть от ряда факторов.

  • Нутриционный статус пациента при его поступлении в стационар. Предшествующие заболевания могут вызвать анорексию, или нарушения переваривания, или недостаточность всасывания нутриентов.
  • Степень тяжести и длительность неадекватного приема пищи во время госпитализации как результат оперативного вмешательства или другого лечения.
  • Любые повышенные потери через свищи или вследствие постоянного удаления содержимого тонкого кишечника (с повышенным содержанием цинка), желчи (с повышенным содержанием меди) или экссудата ожоговых ран (с повышенным содержанием цинка, меди и селена).
  • Более того, некоторые пациенты могут иметь повышенную суточную потребность в микронутриентах – частично для восполнения больших потерь, частично для удовлетворения метаболических потребностей. Это особенно важно в тех случаях, когда заболевание пациента переходит в анаболическую фазу после периода катаболизма или в процессе нормального роста здорового ребенка.

Выявление возможных дефицитов микроэлементов должно быть частью оценки нутриционного статуса каждого пациента, так как такие заболевания, как алкоголизм, целиакия, воспалительные заболевания кишечника и т. д., предрасполагают к подобным нехваткам.

Синдром клинической недостаточности и состояние субклинической недостаточности

Как правило, недостаточность питания – это результат комплексного синдрома, состоящего из типичных признаков и симптомов, которые в настоящее время полностью охарактеризованы для каждого из витаминов и микроэлементов. Эти синдромы были основой для изучения незаменимых микроэлементов. В настоящее время мы имеем достаточное понимание нутриционных последствий тяжелого дефицита того или иного микронутриента и необходимости его восполнения с целью предотвратить дальнейшее развитие клинически очевидного дефицита.

Однако сейчас уже ясно, что, по мере того как у данного пациента прогрессирует все более тяжелое истощение микронутриентного статуса, он проходит ряд состояний, сопровождающихся биохимическими и физиологическими проявлениями, обусловленными каждым из этих состояний. Метаболические или физиологические нарушения при таком субоптимальном нутриционном статусе обычно не выражены, но предполагается, что эти нарушения метаболизма могут приводить к тяжелым последствиям. Так, может иметь место дефицит необходимых для определенных тканей веществ, приводящий к тем или иным патологическим изменениям. Такие состояния могут быть определены как субклинический дефицит. Период времени для развития состояния субклинической недостаточности варьирует для каждого конкретного микронутриента и зависит от природы и количества ткани или резервов организма. Последствия неадекватного приема микронутриентов подробно представлены на рис. 1.

Рис. 1. Последствия неадекватного приема микронутриентов

Состояние субклинической недостаточности может быть либо абсолютным, либо относительным. Так, например, у здорового человека прием меньших, чем требуется, количеств приведет к субклиническому дефициту, или к типичному состоянию субклинического дефицита. Однако у некоторых пациентов в результате имеющихся у них заболеваний потребности значительно повышены, и, следовательно, прием тех количеств, которые считаются обычно достаточными, может оказаться не вполне адекватным и привести к состоянию субклинического дефицита. Большинство из рекомендаций по добавкам витаминов и микроэлементов при полном парентеральном питании предусматривают повышенные потребности пациента, обусловленные наличием той или иной патологии.

Оптимизация обеспечения микронутриентами

Определение оптимального количества принимаемых микронутриентов далеко от идеального. Можно определить потребности пациента, основываясь на потребностях здорового организма, проводя корректировку с учетом нутриционного статуса пациента на текущий момент и влияния процесса заболевания на его активность и образ жизни. Такой подход оказался адекватным для предотвращения развития состояния дефицита в большинстве случаев. Однако пока системы определения адекватного потребления микронутриентов оставляют желать лучшего.

Возможные методы подобной оптимизации функционирования тканей могут быть рассмотрены с учетом системы антиоксидантов, а также иммунной системы.

Предполагается, что скоро будут проведены тщательно спланированные и хорошо контролируемые клинические исследования, которые помогут определить, в каких ситуациях повышение количества микронутриентов в пище полезно, а в каких нет, как в отношении повреждающего действия свободных радикалов, так и в отношении частоты осложнений и отдаленных результатов лечения при тяжелых заболеваниях. Многие патологические состояния протекают с участием свободных радикалов, например, хронические дегенеративные заболевания – атеросклероз, злокачественные опухоли. Число пациентов, получающих полное парентеральное питание в течение всей жизни, растет, и это делает адекватное назначение микронутриентов важной частью лечебного питания.

Микроэлементы в парентеральном и энтеральном питании

Многие из микроэлементов, признанные на сегодняшний день незаменимыми для питания человека, удалось описать в ходе исследований пациентов, находящихся на полном парентеральном питании (ППП), особенно в течение длительного периода времени.

Главным признаком незаменимого микроэлемента является то, что его удаление или не соответствующее потребностям организма количество в диете приводит к характерным структурным или биохимическим изменениям, а эти изменения являются обратимыми в зависимости от обеспеченности этим микроэлементом, что было убедительно продемонстрировано при ППП для цинка, меди, селена, железа, молибдена и хрома. Кроме того, существует достоверное доказательство биохимической незаменимости йода и марганца и необходимости фтора для костей и зубов. Признана также незаменимость кобальта, хотя все потребности в нем, по-видимому, могут быть удовлетворены благодаря достаточному обеспечению витамином В12.

Обзор микроэлементов, используемых при нутриционной поддержке

В табл. 1 представлен обзор микроэлементов, используемых при нутриционной поддержке, и описаны некоторые основные признаки дефицита, потребности здорового человека при пероральном приеме, предполагаемом внутривенном введении и обычно используемые методы определения нутриционного статуса.

Таблица 1. Незаменимые неорганические микронутриенты (микроэлементы)

 
Функции
Биохимические механизмы действия
Действие дефицита
Суточная потребность
(взросл., мужч.)
США1
ВБ2
ЕЭС3
Цинк
Синтез белка Контроль дифференцировки клеток
Коферментный фактор ДНК- цинковые мостики
Замедление темпов ростаЯ
Облысение
Кожная сыпь
ИммунодефицитЯ
15 мг
9,5 мг
9,5 мг
Железо
Транспорт O2Транспорт электронов
Гем/миоглобин Цитохромы
Гипохромная анемия
Возможна повышенная устойчивость к инфекции
10 мг
8,7 мг
9,0 мг
Медь
Синтез коллагена и эластина
Антиоксидант
Лизил-оксидаза Zn/Cu супероксиддисмутаза Церулоплазмин
Поднадкостничное кровоизлияние
Сердечная аритмия
Анемия
Нейтропения
1,5–3,0 мг
1,2 мг
1,1 мг
Селен
Антиоксидант
Функция щитовидной железы
Функция иммунной системы
Глютатионпероксидаза Тирозиндейодиназа Экспрессия рецепторов на Т-лимфоцитах
Кардиомиопатия
Скелетных мышщ миопатия
Вросший ноготь
Увеличение риска злокачественных заболеваний
70 мкг
75 мкг
55 мкг
Марганец
не ясна
Антиоксидант
Кофактор фермента. Митохондриальная супероксиддисмутаза
Холестерин Я
Эритроциты Я
Возможен синтез дефекиных мукополисахаридов
2,0–5,0 мг
1,4 мг
1-10 мг
Хром
Метаболизм углеводов
Активность инсулина Метаболизм липопротеидов Экспрессия генов
Нарушение толерантности к глюкозе
Потеря веса
Периферич. нейропатия
50–200 мкг
25 мкг
Не установлено
Молибден
Метаболизм аминокислот Метаболизм пурина
Сульфитоксидаза Ксантиноксидаза
Непереносимость S-аминокислот Тахикардия
Зрительные расстройства
75–250 мкг
50–400 мкг
Не установлено
Йод
Метаболизм энергии
Гормоны щитовидной железы
Гипотиреоз
150 мкг
140 мкг
130 мкг
Фтор
Минерализация костей и зубов
Кальций фторапатит
Кариес зубов
1,5–4,0 мг
0,05 мг/кг (младенцы)
Не установлено

 

 
Рекомендуемая доза для в/в введения
Оценка статуса
Комментарий
Цинк
3,2–6,5* мг
(50–100* мкмоль)
Концентрация цинка в плазме с альбумином, С-реактив. белком
Концентрация цинка в плазме при острофазовых реакциях
Железо
1,2* мг (20* мкмоль) + перелив. крови при необходимости
Железо клеток крови, сывороточ. железо, ферритин сыворотки, острофазовые белки, гемоглобин, лейкоформула
Сыв. Fe падает.
Ферритин повыш. при острофаз. реакциях необходимо не повышать железо клеток крови
Медь
0,3–1,3* мг
(5–20* мкмоль)
Концентрация меди или церулоплазмина, острофазные белки
Концентрация меди повышается при острофазных реакциях
Селен
30–60* мкг
(0,4–0,8* мкмоль)
Концентрация селена в плазме Эритроциты
Глютатионпероксидаза
Глютатион в тромбоцитах
Дефицит селена может протекать бессимптомно
Марганец
0,2–0,3* мг
(3–5* мкмоль)
Концентрация марганца в крови
Состояние дефицита у человека не обнаружено
Хром
10–20* мкг
(0,2-0,4* мкмоль)
Концентрация хрома в плазме
Сr присутствует в виде примеси в большинстве растворов для ТТП
Молибден
19*мкг
(0,4* мкмоль)
Гипоксантин сульфит в моче
Редко измеряется
Йод
13I* мкг
(I* мкмоль)
ТТГ, Т4,Т3 сыворотки
Фтор
0–0,95* мг
0–50* мкмоль)
Выделение с мочой
Применение в нутриционной поддержке является спорным

IBC – железо в клетках крови. CRP – транспортный белок. APR – острофазовые реакции. * Количество следового элемента в препарате Additrace (Fresenius Kabi), обычно используемого для взрослых. 1Рекомендуемые нормы. 10-е изд., Вашингтон, 1989. 2Нормы энергетических потребностей в питательных веществах в Великобритании, HMSO, 1991. 3Рекомендации комиссии ЕЭС по питанию. Отчеты научного комитета по питанию (31-я серия). Раздел 37, 1992.

Биодоступность микроэлементов при энтеральном питании

Биодоступность микроэлементов – это эффективность, с которой каждый микронутриент используется в организме. Она зависит от всасывания в кишечнике и утилизации тканями. Считается, что наиболее важными являются кишечные факторы, на которые влияют:

  • состав диеты, например химическая форма питательного вещества (железо в геме, селен в селенметионине), наличие антагонистических лигандов (например, фитин, пищевые волокна), конкурентные взаимодействия (например, железо, цинк и медь могут конкурировать за всасывание);
  • характеристики просвета и слизистой оболочки тонкой кишки;
  • окислительно-восстановительные реакции, гидролиз питательных веществ и связывание с аминокислотами или транспортными белками – все это может повлиять на всасывание.

Избыточное обеспечение микроэлементами

Избыток микроэлементов может попадать в организм непреднамеренно в качестве примесей других питательных веществ при внутривенном питании, например алюминий в фосфорно-кальциевых добавках или хром в аминокислотах. Некоторые старые коммерческие добавки микроэлементов содержат избыток марганца (более 5 мкмоль/100мл), который оказался токсичным для отдельных пациентов.

Определение и мониторинг статуса микроэлементов

Определение в плазме концентраций микроэлементов не отражает в достаточной степени состояние ткани.

  • При острофазных реакциях концентрации Zn, Fe, Se в плазме понижаются, а концентрация Cu повышается (см. табл. 2).
  • Концентрация в плазме микроэлемента может быть значима только для пациентов в стабильном состоянии в отсутствие острофазных реакций.
  • Концентрация в плазме информативна для определения избыточного поступления микроэлементов.

Таблица 2. Влияние острофазных реакций на содержание микронутриентов в плазме

Изменение концентрации в плазме
Механизм
Железо ЯФерритин в печени Э
Цинк ЯМеталлотионеин в печени Э
Витамин ЯПеренос в ткани Э
Медь ЭСинтез и выброс церулоплазмина Э
Селен ЯСеленопротеин Р в плазме Я
Витамин А ЯБелок, связывающий ретинол, концентрация в плазме Я

Витамины в энтеральном и парентеральном питании

В табл. 3 представлен обзор витаминов при нутриционной поддержке, описаны некоторые главные признаки их дефицита, потребности здоровых людей при обычном питании, при внутривенном введении витаминов и обычно используемые методы оценки статуса.

Таблица 3. Витамины в энтеральном и парентеральном питании

 
Функции
Биохимические способы действия
Эффекты недостатка приема
Рекомендуемый ораль ный прием (взр. мужч.)
USA1
UK2
ЕСЗ
Витамин АЗрение, антиоксидант
Рост и развитие
Функция иммунной системы
Родопсин сетчатки
Ингибитор свободных радикалов
Ксерофтальмия (сухость глаза)
Сумеречная слепота
Увеличение риска развития некоторых злокачественных новообразований
1000 мкг
700 мкг
700 мкг
Витамин DВсасывание кальция
Дифференцировка макрофагов
Транскрипция, зависимая от рецепторовОстеомаляция (у взрослых) рахит, (у детей), иммунодефицит
5 мкг
Витамин ЕАнтиоксидант клеточных мембранИнгибитор свободных радикаловГемолитическая анемия
Атеросклероз
Некоторые злокачественные опухоли
10 мкг
>4 мг
0,4 мг/г расти тельного масла
Витамин КСвертывание крови Минерализация костейa-глютамил- карбоксили рование
Факторы свертывания
Остеокальцин
Кровоточивость
Вероятно, остеопатия
80 мкг
1 мг/кг /сутки
Витамин B1Метаболизм жиров и углеводовРеакции декарбоксилированияБери-бери с поражением сердца и нервной системы.
Синдром Вернике-Корсикова
Иммунодефицит
1,2 мг
0,9 мг
100 мкг
Витамин В2(рибо флавин)Окислительный метаболизмКоэнзимдеаминаз и оксидазЗаеды, афты, сыпь
Возможно, иммунодефицит
1,4 мг
1,3мг
1,6 мг
Витамин B6(пиридоксин)Метаболизм аминокислотРеакции трансаминированияАнемия (дети)
Поражения губ и кожи
Предменстр. симптомы
2,0 мг
1,4 мг
15 мкг/ г белка
НиацинОкислит. метаболизмКоэнзим в виде NAD или NADPПеллагра – сыпь,слабость, диарея
15 мг
16 мг
1,6мг /NU
Витамин В12Метаболизм ДНКМетаболизм валина Коэнзимы рециклафолатаМегалобласт. анемия Демиелизация нейронов
2,0 мкг
1,5 мкг
1,4 мкг
ФолатМетаболизм пурина и пиримидинаПеренос углеродаМегалобласт. анемия
200 мкг
200 мкг
200 мкг
БиотинЛипогенез ГлюконеогенезКарбоксилазные реакцииДерматиты
Потеря волос
30–100 мк
15–100 мкг
10–200 мкг
Витамин С (аскорб. к-та)Синтез коллагена Антиоксидант Абсорция железаСинтез пролина и лезина. Реакции восстановления
Fe*** Fe**
Цинга. Плохое заживление ран (?) Ухудшение иммун. ф-ции (?) Окислит. повреждение
60 мг
40 мг
45 мг

 

 
Рекомендуемая в/в доза
Оценка статуса
Комментарий
Витамин А
1000 мкг ретинола в сутки (в виде ретинола или его пальмитата)
Концентрация ретинола в плазме и его связывающего белкаУменьшается при острофазовых реакциях вследствие уменьшения количества связывающего белка
Витамин D
5 мкг в виде эргокальциферола
Кальций, фосфор, щелочная фосфатаза сыворотки, 25-дегидроксивитамин D сыворотки 
Витамин Е
10мг в a-токофероловом эквиваленте
Токоферол и холестерин плазмыВитамин Е переносится липопротеинами низкой плотности
Витамин К
150 мкг
Протромбиновое время Филлохинон плазмыАнализ занимает много времени
Витамин B1)
3,0 мг
Транскетолаза эритроцитовДефицит и развивается, и лечится быстро
Витамин В2(рибофлавин)
3,6 мг
Глютатионредуктаза эритроцитов 
Витамин B6(пиридоксин)
4,0мг
RBC трансаминаза 
Ниацин
40мг
Урин N-метилникотинамидИзмеряется редко
Витамин В12
5,0 мкг
Сыворот. витамин В12 
Фолат
400 мкг
Сыворот. фолат RBC фолатСвежий прием. Статус всего тела
Биотин
60 мкг
Сыворот. биотин. Мочевой биотинОпределяется редко
Витамин С (аскорб. к-та)
100 мг
Лейкоцитарный витамин С Плазматический витамин СВитамин в плазме снижается при повреждении или инфекции

Риск токсичности витаминов

В то время как водорастворимые витамины в основном считаются фактически безопасными при их применении в больших количествах, жирорастворимые витамины и микроэлементы имеют более узкий терапевтический интервал. Избыток витамина D не только вызывает гиперкальциемию, но и приводит к метаболической остеопатии при длительном ППП. Токсичность витамина А наблюдалась при ППП у пациентов с почечной недостаточностью.

Фармацевтические аспекты обеспечения витаминами и микроэлементами при внутривенном питании

Следует внимательно следить за минимизацией взаимодействий между различными нутриентами или между индивидуальными микронутриентами (вводимыми отдельно) и микронутриентами, содержащимися в инфузионном пакете или комплекте для ПП. Уменьшение влияний искусственного или дневного освещения особенно важно для витаминов А и Е. Защитные пакеты и наличие жировых эмульсий уменьшают этот эффект. Клиническое взаимодействие с микроэлементами можно сократить путем добавления их непосредственно перед инфузией. Окисление витаминов может быть уменьшено благодаря использованию многослойных пакетов.

Резюме

Некоторые тесты, обычно используемые для оценки микроэлементов и витаминов включены в табл. 1 и 3. Связанные с травмой и инфекцией острофазные реакции оказывает заметное воздействие на концентрацию в плазме многих микроэлементов (табл. 2).

Из-за ограничений в интерпретации этих данных обычно практикуется, особенно у пациентов, получающих ППП, только оценка на регулярной основе статуса цинка, меди, селена (в основном при долговременных нутриционных проблемах), железа и фолиевой кислоты. Другие лабораторные тесты, как правило, используются в тех случаях, когда есть конкретная клиническая проблема, при которой необходимо подтверждение дефицита микроэлементов. Если такие тесты не доступны, а предполагается дефицит, то могут быть назначены повышенные количества водорастворимых витаминов. Для пациентов, получающих энтеральное питание или ППП, если у них сохранилась в некоторой степени кишечная всасываемость, могут быть также предусмотрены пероральные или энтеральные мультиминеральные добавки.

Маловероятно, чтобы двухнедельный курс хорошо сбалансированных добавок микроэлементов причинил бы какой-либо вред, наоборот – он окажет благотворный эффект. На ограниченный период времени можно увеличить дозу микронутриентов для внутривенного введения при внимательном клиническом контроле. В таких случаях пробы крови или плазмы, взятые в начале дополнительного питания, должны быть сохранены для возможного их анализа позже.

Список литературы

  1. Handbook of nutritionally esential mineral elements / O'Dell B. L. and Sunde R. A. (Eds.). Marcel Dekker, New York: 1997
  2. Laboratory tests for the assessment of nutritional status (2nd edition) / Sauberlich H. E.(Eds.). CRC Press, Boca Raton, Florida, 1999.
  3. Shenkin A. Micronutrients in clinical nutrition. Enteral and Tube Feeding 3rd Ed. / Ed Rombeau J. L., Rolandelli R. H. W. B. Sanders. 1997, P. 96.
  4. Shenkin A. Impact of disease on markers of macronutrient status // Proceedings of the Nutrition Society. 1997. 56: 433.
  5. Shenkin A. Micronutrients in the severely inhured patients // Proceedings of the Nutrition Society 2000 (in press).

 

Сайт медицины критических состояний
www.critical.ru
Полное оглавление