Питание при патологиях

Нутриционная поддержка пациентов в критических состояниях

L. Sobotka, P. B. Soeters

Цели обучения

  • Охарактеризовать метаболические изменения, связанные с критическим состоянием.
  • Научиться назначать нутриционную поддержку пациентам в критическом состоянии или больным с сепсисом.
  • Знать рекомендуемые дозировки энергетических субстратов для больного в критическом состоянии.
  • Быть осведомленным о новых субстратах, используемых для больных в критическом состоянии.

Основы метаболизма при критических состояниях

Все процессы, происходящие в живых клетках животного, зависят от постоянного притока субстрата, который генерирует высокоэнергетические связи, например АТФ. Энергия затем используется клетками за счет гидролиза АТФ, скорость обмена которого чрезвычайно высока: она достигает 1,3 ммоль/кг/сек. Так как общий пул АТФ в организме составляет около 80 ммоль, то это количество обеспечивает энергетические потребности менее чем на минуту, даже если весь АТФ полностью гидролизуется. Общий пул может быть рассчитан для каждого индивидуума как количество АТФ, эквивалентное массе его тела, при этом следует учитывать, что недостаточное образование АТФ может привести к нарушению обмена. Непрерывная регенерация АТФ весьма существенна для выживания при любых условиях.

Углеводы, жиры и частично белки являются субстратами, окисляющимися с образованием АТФ. При нормальных обстоятельствах эти субстраты поступают с пищей, которая после всасывания обрабатывается различными метаболическими путями. Так как прием пищи не является непрерывным процессом, то организм вынужден утилизировать энергетические субстраты из своих запасов. Специальные клетки и различные органы утилизируют разные энергетические субстраты в особых условиях. Обеспечение этими субстратами должно удовлетворять необходимые потребности организма.

В течение длительного периода эволюции энергетические потребности не могли быть обеспечены с помощью приема пищи в процессе серьезных болезней, травм или тяжелых инфекций, потому что в такой ситуации больной не может есть сам. Поэтому организм вынужден был расходовать свои собственные энергетические запасы для покрытия энергетических нужд. Метаболический ответ на стресс может быть охарактеризован как ответ по принципу «все или ничего». Хотя этот ответ может быть незаменим для выживания в короткие сроки, при продолжении экстремальной ситуации и длительно сохраняющемся стрессе он вызовет «горение» тканей, так как энергетический запас ткани постепенно истощается. Поэтому нам необходимо понимать и этот парадокс в современном клиническом контексте, модифицируя его с помощью лечения с использованием всех средств, имеющихся в распоряжении медицины критических состояний.

Метаболическая реакция на стресс происходит как в результате симпатической стимуляции выброса катаболических гормонов (глюкагон, катехоламины и кортикоиды), так и с помощью цитокинов и других локальных медиаторов. Цель этой реакции – изменить метаболическую реакцию таким образом, чтобы синтезировать субстраты, которые могут быть утилизированы различными клетками в условиях травмы, сепсиса или тяжелой болезни. Они стимулируют усиленное образование глюкозы и способствуют повышению катаболизма белков (в мышцах), сопровождающемуся потерями азота и некоторых внутриклеточных электролитов (фосфата, калия, магния).

Эта универсальная метаболическая реакция имеет еще одну очень важную цель — обеспечение подходящим субстратом тех тканей, где невозможно (по крайней мере частично) митохондриальное дыхание, — это лейкоциты, макрофаги и ткани, пораженные основным патологическим процессом. Один из способов метаболизма глюкозы (гликолиз) не требует присутствия кислорода, но обеспечивает ткани энергией. Поэтому глюкоза может использоваться как энергетический субстрат в тканях, находящихся в состоянии гипоксии, например в ранах, где еще не образовались митохондрии, или там, где жир не достигает клеток из-за отсутствия капилляров. Главные потребители глюкозы – это иммунокомпетентные клетки, фибробласты и грануляционная ткань, а также головной мозг. Более того, метаболит глюкозы – пируват – может захватывать NH2-группы и доставлять их в печень (в виде аланина). Гликоген, главным образом в печени, позволяет поддерживать снабжение глюкозой только в течение 12–24 часов, а при критических состояниях запасов гликогена хватает на еще меньшее время. Поэтому синтез глюкозы в печени (глюконеогенез) из лактата и аминокислот ускоряется практически сразу же. Это усиление эндогенной продукции глюкозы обусловлено критическим состоянием и не может быть полностью прекращено введением экзогенной глюкозы или инсулина, что позволяет предположить расстройства ауторегуляции синтеза глюкозы в печени. На самом деле это усиление продукции глюкозы – ключевой фактор выживания организма в критических условиях.

В количественном отношении лактат – наиболее важный предшественник глюконеогенеза. Поскольку этот субстрат является результатом анаэробного метаболизма глюкозы, то атомы углерода глюкозы циркулируют между периферическими тканями и печенью (цикл Кори). Аминокислоты, освобождающиеся в основном из мышечной ткани, являются главным источником для образования глюкозы в печени «de novo». Степень катаболизма белка при сепсисе очень высока: она может достигать 260 г в день. Это соответствует дневной потере более 1 кг мышечной ткани, следовательно, если пациент не получает какой-либо нутриционной поддержки в течение 10 дней, то он потеряет то количество мышечного белка, которое необходимо для отключения от искусственной вентиляции и для его выживания.

Энергетические потребности, необходимые для повышенного глюконеогенеза либо из лактата, либо из аминокислот в печени, покрываются за счет окисления жиров, которые, вероятно, являются главным энергетическим субстратом для печеночных клеток. Так как только часть глюкозы окисляется и 80–90% энергии высвобождается из жира, то дыхательный коэффициент всего организма не достигает 1.

Жировые запасы в организме существенно выше, но часто они не могут быть соответствующим образом утилизированы в процессе сепсиса или при тяжелой болезни. Несмотря на то что повышенная интенсивность липолиза является частью метаболического ответа на тяжелое заболевание, независимо от его этиологии, и освобождающиеся при этом жирные кислоты могут даже превышать энергетические потребности организма, все же только часть этих жирных кислот окисляется в печени и мышцах. Остатки освободившихся жирных кислот в дальнейшем вновь реэстерифицируются в триглицериды. Более того, в острой фазе заболевания кетогенез в печени подавляется посредством высокого уровня инсулина. Вследствие подавленного кетогенеза глюкоза и некоторые аминокислоты, например глютамин и разветвленные аминокислоты, являются единственными субстратами, которые как источники энергии утилизируются в некоторых периферических тканях или ранах.

Вышеописанный стрессовый ответ очень трудно сделать обратимым, хотя он может быть минимизирован различными мерами, снижающими инфекцию, воспаление, переохлаждение и т. д. Нутриционная поддержка может до некоторой степени компенсировать эти проблемы, уменьшая отрицательный баланс энергии и белка, но она не может обратить метаболическую фазу таким образом, чтобы началось выздоровление. Однако специальные субстраты могут помочь уменьшить некоторые метаболические изменения и результаты лечения.

Энтеральное питание в сравнении с парентеральным питанием

На основе вышеприведенных доводов можно признать, что нутриционная поддержка всегда должна рассматриваться именно как поддержка, а не основное лечение. Она не может компенсировать несоответствия в общей терапии критического состояния, но является важным компонентом такого лечения.

Целями нутриционной поддержки являются:

  • минимизация отрицательного баланса энергии и белка, а также минимизация потери мышечной ткани путем недопущения голодания;
  • поддержка функции ткани, особенно иммунной системы, а также скелетных и дыхательных мышц;
  • благотворное воздействие в период выздоровления после интенсивной терапии;
  • модифицирование метаболических изменений и функции с использованием специальных субстратов.

Энергетические субстраты могут вводиться либо энтеральным путем (через назогастральный или назоеюнальный зонд или с помощью гастростомы или еюностомы), либо парентерально (через периферические или центральные вены).

В настоящее время новые подходы особо выделяют роль энтерального питания в поддержании способности кишечника всасывать питательные вещества, а также его иммунной и барьерной функций. Поэтому если кишечник пациента функционирует и энтеральное питание осуществимо, то оно должно применяться вследствие возможного положительного эффекта и из-за низкой стоимости. В некоторых исследованиях показано, что лучший результат достигается, если по крайней мере некоторые из нутриционных потребностей пациента удовлетворяются энтеральным путем.

Недавно получены доказательства того, что чем раньше начинается энтеральное питание, тем короче пребывание пациента в отделении интенсивной терапии. Однако этот положительный эффект был очевиден для пациентов, не находившихся в критическом состоянии, но нуждавшихся в продолжительном парентеральном питании, и для пациентов с синдромом короткой кишки или тех, у кого есть риск развития кишечной недостаточности.

Такой эффект, как риск развития полиорганной недостаточности, не был определенно подтвержден для больных в критическом состоянии.

Энтеральное питание также сопровождается определенными затруднениями: зачастую трудно обеспечить все энергетические и белковые потребности больного в критическом состоянии только энтеральным путем. Более того, если у больного в критическом состоянии нарушен кровоток во внутренних органах, энтеральное питание может увеличить кровоток в проксимальном отделе кишечника (там, где вводится энтеральное питание) и уменьшить кровоток в дистальных отделах с последующей гипоксией, нарушением моторики и поражением слизистой кишечника. Энтеральное питание также сопровождается увеличением риска рефлюкса и аспирации, хотя это можно предотвратить, если перед кормлением поднять головной конец кровати на 45°.

В настоящее время пропагандируется использование энтерального способа, по крайней мере частично, принимая во внимание предполагаемые положительные эффекты. Если нарушение функции желудочно-кишечного тракта имеет продолжительный характер, необходимо обеспечить больному парентеральное питание до тех пор, пока не восстановится функция ЖКТ. Одинаково важны как состав питания, так и способы его доставки; показано преимущество включения такого субстрата, как глютамин.

Энергетическое обеспечение

В прошлом цель нутриционной поддержки состояла в том, чтобы сделать обратимым катаболизм больных в критическом состоянии и добиться положительного азотистого баланса. Рекомендации по питанию главным образом основывались на определении высокой степени белкового катаболизма при сепсисе или критических состояниях и при возрастании обмена веществ. В то время предполагалось, что энергетические потребности значительно повышены у больных в критическом состоянии. Больным в критическом состоянии вводили в сутки до 4000 ккал и 1 кг глюкозы. Однако результаты недавно проведенных исследований по измерению энергетических затрат (непрямая калориметрия и радиоизотопное исследование с меченой двумя радиоактивными метками водой) показали, что в действительности энергетические потребности значительно ниже. Ежедневный расход энергии редко превышает 30–35 ккал/кг даже в том случае, если взрослый пациент находится в критическом состоянии или в состоянии стресса. Более того, избыточная нагрузка глюкозой может привести к увеличению образования СО2и расширению показаний для искусственной вентиляции легких.

Неоднократно было продемонстрировано, что если энергетическая ценность значительно превышает энергетические потребности, то это может привести к дальнейшему увеличению энергетических затрат. Этот феномен известен как термический эффект питания (ТЭП), он может быть вреден, особенно у больных в критическом состоянии. Интенсивность ТЭП зависит в основном от уровня потребления энергии и в соответствии с нашими измерениями может повышаться на 30%, если энергетическая ценность в 2 раза выше, чем количество, необходимое для обеспечения основного метаболизма. Более того, ТЭП также зависит от основного метаболического состояния больного. Термический эффект питания также чрезвычайно зависим от энергетического субстрата, который вводится в процессе нутриционной поддержки. Белки и аминокислоты демонстрируют наиболее высокий ТЭП (20–25% от данной энергии). Углеводы повышают энергию более умеренно (6–8% от данной энергии), а ТЭП от жировой эмульсии, содержащей длинноцепочечные триглицериды, составляет только 2–3%. Термический эффект, индуцируемый жировой эмульсией со среднецепочечными триглицеридами, немного выше, чем эффект длинноцепочечных триглицеридов.

Можно сделать заключение, что общие энергетические потребности больного в критическом состоянии или септического пациента редко превышают 35 ккал/кг/день, а избыточное поглощение энергии может к тому же повышать энергетические затраты и вызывать необходимость в искусственной вентиляции легких. Избыток потребляемой энергии может обусловить также развитие жировой дистрофии печени, нарушение функций печени и холестатическую желтуху.

Глюкоза

Глюкоза – универсальный энергетический субстрат, который может быть утилизирован почти всеми клетками человеческого организма. Было показано, что введение глюкозы больному в критическом состоянии улучшает эффективность нормального синтеза белка. Тем не менее толерантность к глюкозе в случае сепсиса или тяжелого заболевания обычно понижается. Увеличение скорости обмена глюкозы (особенно повышенный глюконеогенез в печени) и инсулинорезистентность жировой и мышечной тканей вместе с неполным окислением глюкозы в поврежденных органах являются вероятными объяснениями причин гипергликемии. Максимальная скорость прямого окисления глюкозы при условиях стресса обычно снижается от 4 мг/кг/мин до 2–2,5 мг/кг/мин (3–4 г/кг/день). Поглощение глюкозы выше этой дозы может привести к увеличению скорости липогенеза с последующим жировым перерождением печени. Избыток глюкозы может также вызвать энергетическое нарушение и подавление утилизации жирных кислот в процессе регенерации печени. Более того, повышенное образование двуокиси углерода может вызвать дыхательную недостаточность, а индукция дополнительных субстратных циклов приводит к повышению энергетических затрат, как уже упоминалось выше.

Таблица 1. Метаболизм глюкозы при голодании и тяжелой болезни

 
Длительное голодание
Стрессовая реакция
Глюконеогенез
Э
ЭЭЭ
Гликолиз
Я
ЭЭЭ
Окисление глюкозы
Я
Я
Обмен глюкозы
Я
ЭЭЭ

Однако каждому пациенту даже в условиях стресса должна назначаться индивидуальная доза глюкозы. Она должна соответствовать тому количеству, которое необходимо для удовлетворения энергетических потребностей органов, адекватное функционирование которых зависит исключительно от глюкозы, например: центральной нервной системе требуется 120–150 г глюкозы (25% общих энергетических затрат всего организма) в день. Другие 40 г окисляются в почках, клетках крови, лимфоидной ткани, клетках мозга и поврежденных тканях; фактически эти ткани требуют более 100 г глюкозы, но они превращают ее только в лактат, который рециркулирует в печени через цикл Кори. Если масса ткани центральной нервной системы у взрослого пациента постоянна и при колебаниях веса не изменяется, то поступление глюкозы у критически больного взрослого пациента должно составлять не менее 150–180 г/день.

Жиры

Введение жиров больным в критическом состоянии является составной частью нутриционной поддержки. Максимальная скорость окисления липидов может достигать 1,2–1,7 мг/кг/мин у ткани больных. В критическом состоянии жирные кислоты утилизируются в гепатоцитах, миокарде и скелетных мышцах как основной энергетический субстрат. Однако при сепсисе и в критической стадии заболевания жирные кислоты не могут быть превращены в кетоновые тела в печени. Вследствие пониженного кетогенеза скорость инфузии стандартной длинноцепочечной триглицеридной жировой эмульсии больному в критическом состоянии не должна превышать 1 мг/кг/мин (1,4 г/кг/день).

Стандартная жировая эмульсия, полученная из соевого масла, содержит избыточные количества полиненасыщенных жирных кислот (55% жирных кислот в виде линолевой кислоты) и недостаточные количества b-токоферола. Ее использование может быть связано с повышенным образованием перекисных метаболитов (полиненасыщенные жирные кислоты чувствительны к перекисному окислению). Это может также привести к нарушению равновесия между жирными кислотами, составляющими фосфолипиды клеточных мембран. Избыток линолевой кислоты может увеличить синтез провоспалительных лейкотриенов и простагландинов. Эти медиаторы могут ослаблять иммунную защиту и нарастание системного воспалительного ответа. Поэтому количество w-6-жирных кислот (в основном линолевой кислоты) у больных в критическом состоянии должно быть снижено.

  • Это может быть достигнуто добавлением среднецепочечных триглицеридов (СЦТ/ДЦТ жировая эмульсия), которые не являются предшественниками синтеза простагландина. Более того, СЦТ липидные эмульсии быстро гидролизуются и могут индуцировать кетогенез. Однако избыток СЦТ может вызвать повышение метаболических требований (вследствие высокого ТЭП), и поэтому их максимальная дозировка должна составлять 0,5–0,6 мг/кг/мин = 1,2 мг/кг/мин СЦТ/ДСТ жировой эмульсии.
  • Количество w-6-жирных кислот может быть уменьшено за счет использования жировой эмульсии, основанной на оливковом масле. Эта эмульсия содержит в основном олеиновую кислоту (мононенасыщенная w-9-жирная кислота), которая не является предшественником синтеза провоспалительных простагландинов.
  • Новый подход разработан для повышения соотношения w-3/w-6-жирных кислот путем добавления полиненасыщенных жирных кислот (эйкозапентаевой и докозагексаевой кислот) к жировой эмульсии. Эти w-3-жирные кислоты ингибируют образование провоспалительных эйкосаноидов и снижают образование провоспалительных цитокинов. Это приводит к модификации саморазрушающего стрессового ответа, который связан с критическим состоянием и повышением иммунного ответа в процессе тяжелой болезни.

Таблица 2. Метаболизм жиров при голодании и тяжелом заболевании

 
Длительное голодание
Стрессовая реакция
Липолиз в жировой ткани
ЭЭЭ
ЭЭ
Окисление липидов
ЭЭЭ
Э
Обмен жирных кислот
Я
ЭЭ

Тем не менее все еще требуется клиническое испытание этих нестандартных или структурированных жировых эмульсий.

Аминокислоты

Несмотря на обеспечение небелковой энергией больных в критическом состоянии и пациентов с сепсисом часть энергетических потребностей должна покрываться за счет аминокислот. Разветвленные аминокислоты (РА – валин, лейцин и изолейцин) окисляются в мышечной ткани, а глютамин метаболизируется в лимфоидной ткани, печени и селезенке. Образующийся аланин превращается в глюкозу в печени. Поэтому аминокислоты должны быть включены в общие энергетические потребности, прием аминокислот при стрессе следует увеличить до 1,5–2 г/кг/день (табл. 3,4). Это приводит к уменьшению отношения калорийность/азот в процессе нутриционной поддержки. Некоторыми авторами рекомендуется применение растворов аминокислот, обогащенных РА. Однако их эффект при критических состояниях точно доказан не был. Было показано, что глютамин (введенный в виде дипептида глютамина) в дозировке 20 г/день оказывает положительный эффект на результат лечения больных в критических состояниях.

В настоящее время изучается применение для лечения больных в критическом состоянии таких новых субстратов, как структурированные липиды, короткоцепочечные жирные кислоты, орнитин-a-кето-глутарат или глютамин, а также использование различных гормональных препаратов.

Таблица 3. Белковый метаболизм при голодании и тяжелом заболевании

 
Длительное голодание
Стрессовая реакция
Протеолиз
Я
ЭЭЭ
Синтез белка
Я
Э
Окисление аминокислот
Я
ЭЭЭ

Таблица 4. Рекомендуемая суточная дозировка субстрата при тяжелом заболевании

Субстрат
Минимальная доза (г/кг/день)
Максимальная доза (г/кг/день)
Комментарий
Глюкоза
2,0
6,0

При необходимости вводится инсулин

Липидная эмульсия
0,5
1,5

Предпочтительно
эмульсия СЦТ/ДЦТ

Аминокислоты
1,2
2,0
Специальные смеси

Резюме

Катаболическая реакция на повреждение может быть модифицирована путем воздействия на ее причину; однако ее невозможно сделать обратимой с помощью нутриционной поддержки. Тем не менее нутриционная поддержка позволяет ликвидировать голодание и уменьшить потерю ткани, поддержать и оптимизировать процесс ее восстановления. По крайней мере часть энергетических потребностей должна покрываться за счет энтерального питания, поскольку оно благоприятно влияет на функцию кишечника и иммунной системы, поэтому его нужно начинать как можно раньше.

Парентеральное питание должно применяться при дисфункции ЖКТ. Применение нутриционной поддержки потенциально опасно без соответствующего наблюдения или при использовании неадекватных доз, она также не может компенсировать недостатки других методов лечения.

Список литературы

  1. Chan S., McCowen K. C., Bistrian B. Medium-chain triglyceride and n-3 polyunsaturated fatty acid-containing emulsions in intravenous nutrition // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 1998. 1: 163.
  2. Druml W., Fischer M., Ratheiser K. Use of intravenous lipids in critically ill patients with sepsis without and with hepatic failure // JPEN. 1998. 22: 217.
  3. Fürst P. Carbonhydrate, lipid and protein metabolism in the critically ill patient // Ronco С., Bellomo К. (Eds.). Critical Care Nephrology. Kluwer Academic Publishers, 1998. P. 355.
  4. Klein C. J., Stanek G. S., Wiles C. E. Overfeeding macronutrients to critically ill adults: metabolic complications // J. Am. Diet. Assoc. 1998. 98: 795.
  5. Moriyama S., Okamoto K., Tabira Y. et al. Evaluation of oxygen consumption and resting energy expenditure in critically ill patients with systemic inflammatory response syndrome // Crit. Care Med. 1999. 27: 2133.
  6. Sheridan R. L., Yu Y. M., Prelack K. et al. Maximal parenteral glucose oxidation in hypermetabolic young children: a stable isotope study // JPEN. 1998. 22: 212.
  7. Webber J. Abnormalities in glucose metabolism and their relevance to nutrition support in the critically ill // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 1998. 1: 191.
  8. Wolfe R. R. Sepsis as a modulator of adaptation to low and high carbonhydrate and low and high intakes // Eur. J. Clin. Nutr. 1999. 53 (Suppl. 1): S136.

 

Сайт медицины критических состояний
www.critical.ru
Полное оглавление