‹#› 1 PARENTERÁLNÍ VÝŽIVA © Biochemický ústav LF MU (V.P.) 2012 ‹#› 2 ‹#› 3 množství metabolická dostupnost (využitelnost) vs. · ztráta podaných látek · metabolické komplikace limity: · normální stav · nemoc (rychlost podávání, denní množství, koncentrace, vzájemné poměry, …..) ‹#› 4 K+ - limity v infúzích : ne více než: 40 mmol K+ / l a 20 mmol K+ / h ‹#› 5 Základní energetický výdej (Harris-Benedict, 1919) ZEV = konstanta1 + konstanta2 * hmotnost (kg) + konstanta3 * výška (cm) - konstanta4 * věk (roky) Konstanty jsou různé pro muže a ženu, s přibývajícím věkem se energetický výdej snižuje (-) ! Základní energetický výdej (ZEV) = bazální metabolismus (BM) Basal energy expenditure (BEE) = basal metabolic rate (BMR) ‹#› 6 Bazální metabolismus (BM) : = základní energetický výdej (ZEV) energetický součet reakcí, uvolňujících energii bdělý stav (spící ® spotřeba energie < BM) nikoliv aktivita: fyzická (násobení faktorem aktivity: 1,2 … 1,3) trávicí („specificko-dynamický účinek bílkovin“: 1 mol urey ® 3 mol ATP) emocionální BM (kJ/d) = hmotnost (kg) * 100 50 kg ® 5.000 kJ = 5 MJ 70 kg ® 7.000 kJ = 7 MJ ‹#› 7 Bazální metabolismus (BM) : BM (kJ/d) = hmotnost (kg) * 100 · vzestup tělesné teploty o 1oC ® + 15 % BM · faktor aktivity: upoután na lůžko ® 1,2 neupoután na lůžko ® 1,3 · trauma faktor: malá chirurgie ® 1,2 závažný výkon ® 1,35 sepse ® 1,6 těžké popáleniny ® 2,1 ‹#› 8 Hladovění : ‹#› 9 Hladovění : ‹#› 10 ‹#› 11 Cukr a tuk: 1/ glukosa je (aerobně) metabolizována na acetyl-CoA. Jeho nadbytek, neodbouraný v Krebsově cyklu, může být přeměněn na mastné kyseliny (ev. na cholesterol) a ty zabudovány do triacylglycerolů. Z cukru vzniká tuk. 2/ mastné kyseliny z triacylglycerolů skýtají acetyl-CoA. Ten (kromě tvorby ketolátek v játrech a syntézy cholesterolu) nemůže být metabolizován jinak než v Krebsově cyklu, kde však je zcela odbourán za vzniku CO2, redukovaných koenzymů („redukčních ekvivalentů“) a energie. Z tuku tedy nelze cukr vytvořit. 3/ pro tvorbu glukosy v kritických stavech má proto zásadní význam katabolismus bílkovin, poskytující glukogenní aminokyseliny. ‹#› 12 Využitelná energie : 1 g cukru ® 17 kJ (4,1 kcal) 1 g aminokyselin ® 17 kJ (4,1 kcal) 1 g tuku ® 37 - 39 kJ (do 9,3 kcal) závislost na délce řetězce mastných kyselin ‹#› 13 kJ / g energie / d minimum proteiny (AA) ~ 17 ~ 20 % 30 g / d cukry ~ 17 ~ 50 % 150 g / d lipidy (tuk) ~ 37-39 ~ 30 % 35 g / d AA = aminokyseliny Obvyklá výživa : ‹#› 14 152,15 Xy 182,17 So ~ „17“ ! 180,16 Glu, Fru kJ / g M (g / mol) Zjednodušení údajů o obsahu energie : So = sorbitol = glucitol Xy = xylitol So + Xy jsou polyoly, cukerné alkoholy } ‹#› 15 Bílkovina a dusík : průměrná bílkovina 16 % dusíku (nebo průměrná kombinace AA) 16 % = 16 / 100 ® převrácená hodnota : 100 / 16 = 6,25 6,25 g N g AA (bílkovina) AA = aminokyseliny g = gram N = dusík ‹#› 16 vak1 „all-in-one“ s ‹#› 17 vak2lipid ‹#› 18 vak3 ‹#› 19 Maillardova reakce : N H2 O = C N = C (H) (H) Aminoskupina –NH2 z aminokyselin reaguje s karbonylovou skupinou cukrů za vzniku aldiminu, tj. „Schiffovy báze“. Roztoky aminokyselin proto nesmí být sterilizovány ve směsi s cukry - místo cukrů jsou obvykle používány polyoly (= cukerné alkoholy) sorbitol (=glucitol) a xylitol (→ infúze značeny „SX“) aminokyselina + cukr aldimin ‹#› 20 Wretlindovo schéma parenterální výživy : Při totální parenterální výživě podáváme na 1 kg tělesné hmotnosti a den (za „normálního“ metabolismu): 30 ml vody 120 kJ energie : 4 g cukrů 1 g tuku do 1 g AA ‹#› 21 ‹#› 22 Pro úhradu ztrát : jsou bilancovány: Na+ voda K+ N Cl- úhrada energie (vs. vypočítaná potřeba) · pro bilance je analyzován veškerý dostupný materiál (sondy, drény, ….) · bilance jen u kriticky nemocných ‹#› 23 Časové uspořádání parenterální výživy : ~ od 3. dne: vitamíny rozpustné ve vodě ~ od 10. dne: tukové emulze ~ od 14. dne: vitamíny rozpustné v tucích + stopové prvky ‹#› 24 Roztok „stopové prvky“ : Rp. ZnCl2 0,124 CuSO4 • 5 H2O 0,120 MnSO4 • 1 H2O 0,040 NaI 0,004 solutionis fysiologicae (F1/1) ad 90,0 M. f. sol. Divide in lagenas No IX (novem). Sterilizetur ! S. Stopové prvky 3 ml / den do infúze (obvykle od 14. dne) V denní dávce (3 ml) je obsaženo: 30,7 μmol Zn 6,3 μmol Cu 36,4 μmol Mn 0,88 μmol I ‹#› 25 Molární roztok kyselého fosforečnanu draselného = 13,6 % roztok KH2PO4 (pro úhradu fosfátů) 1 ml roztoku obsahuje : 1 mmol K+ 1 mmol Pi 2 mmol H+ (denní dávka kolem 10-20 ml, pro Pi má být 0,2 – 0,5 mmol • kg-1 • d-1) přepočet: 50 kg → 10 – 25 ml • d-1 70 kg → 14 - 35 ml • d-1 ‹#› 26 Respirační kvocient : CO2 RQ = ( V / V ) O2 C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O glukosa RQ = 6 / 6 = 1,0 C16H32O2 + 23 O2 16 CO2 + 16 H2O palmitová kyselina RQ = 16 / 23 = 0,7 ‹#› 27 obvykle: 0,5 g · kg-1 · h-1, při „zátěžových stavech“: 0,25 g · kg-1 · h-1 (poloviční rychlost !) Rychlost podání Glc : ‹#› 28 sugars, polyols amino acids (AA) fat one-component infusion triple combination Rychlost podání : infusion [in´fju:žn] ‹#› 29 Cukry a polyoly : ‹#› 30 Man = 2-epimer Glc → nemetabolizována ‹#› 31 Ma osmotically effective solutions mannitol 1,5 g · kg-1 · h-1 ‹#› 32 Trojkombinace : • nezávislost metabolismu Fru na insulinu • zčásti různé metabolické dráhy ‹#› 33 Hereditární fruktosová intolerance : • kritická hranice: 30 – 40 g Fru / 1 h (~ 300-400 ml 10 % Fru *) • u postižených Fru intolerancí překročení tohoto kritického množství vede za 2-6 dnů k úmrti (i přes přerušení aplikace další Fru) • Fru-1-P je toxický, způsobí irreversibilní poškození jater a ledvin *) pro tělesnou hmotnost 70 kg → » 0,5 g · kg-1 · h-1 intolerance [in´tolәrәns] nesnášenlivost ‹#› 34 Hereditarní fruktosová intolerance ? • normální příjem Fru v potravě (sacharosa z cukrové řepy, třtiny !) 20 – 50 g / d (dospělý) • sorbitol (= D-glucitol) je metabolizován na Fru • Fru, sacharosa, sorbitol ! sucrose [sju:krous] ** fructose [fraktous] ** sorbitol [so:bitol] ** ‹#› 35 ‹#› 36 Fru-1-P a aldolasa : dihydroxy.aceton.fosfát glyceraldehyd fosfát Fru-1,6-bisP-aldolasa Fru-1-P-aldolasa EC 4.1.2.3 aldolasa B (játra a ledviny) také štěpí Fru-1-P ‹#› 37 Infúze a insulin ‹#› 38 [insulin] [Glc] Insulin a Glc v krvi : ‹#› 39 Osmolalita : G5 → 5 % Glc = 5 g Glc / 100 g roztoku 50 g Glc / 1000 g » 50 g Glc / 1 L Mr(Glc) » 180 50 / 180 = 0,278 mol / 1 L = 278 mmol / 1 L osmolalita roztoku » 280 mmol / kg normální osmolalita krevní plasmy » 300 mmol / kg (285 – 295) infúze G5 je isotonická s krevní plasmou ‹#› 40 Nejvyšší osmolalita pro infúzi do periferní žíly je cca 900 mmol/kg = trojnásobek osmolality plasmy, tj. např. 15 % roztok cukru – bez jakýchkoliv dalších přísad !!! ‹#› 41 Astra615 Centrální přístup: ● roztoky s osmolalitou > 850 mmol • l-1 ● nutriční intervence > 5 d ● nevhodné periferní žíly v. subclavia v. jugularis interna v. axillaris v. femoralis ‹#› 42 aminogram1 aminogram1 aminogram1 ‹#› 43 Aminogram krevní plasmy ‹#› 44 Vyvážený roztok aminokyselin pro parenterální výživu ‹#› 45 Udržování homeostázy metabolitů Koncentrace a vzájemné poměry aminokyselin v infúzním roztoku jsou zvoleny podle metabolické aktivity jater pro jednotlivé aminokyseliny (i jejich skupiny) a tedy jsou zcela odlišné od aminogramu krevní plasmy. Po průchodu směsi podaných aminokyselin játry je dosaženo stavu, odpovídajícímu normálnímu aminogramu. ‹#› 46 Aminokyselinové infúzní roztoky: „Nutramin“ „Neonutrin“ 1/ vyvážené aminokyselinové roztoky 2/ specializované 3/ kombinační od r. 2006: Fresenius Kabi www.fresenius-kabi.cz ‹#› 47 1/ vyvážené aminokyselinové roztoky Nutramin Neo (SX) 4 neb 8 % ¯ (dospělí) sorbitol + xylitol Nutramin N (nedonošené děti) Nutramin P (novorozenci, kojenci) .... ® „Neonutrin“ ‹#› 48 2/ specializované aminokyselinové roztoky Nutramin C coma hepaticum Nutramin U uremia ... ‹#› 49 NTc ‹#› 50 NTu1 ‹#› 51 NeoNutr NeoNutr ‹#› 52 NTc+u výrobní program firmy INFUSIA byl v ČR ukončen, od r. 2006 jej pokrývá firma FRESENIUS KABI . Výroba některých roztoků u nás vyvinutých zůstala zachována. Věnujte, prosím, pozornost obecné skladbě roztoků a jejímu zdůvodnění ‹#› 53 3/ kombinační aminokyselinové roztoky trvale nikoliv samostatná aplikace, ale v kombinaci s vyváženými neb specializovanými roztoky Nutramin VLI „zátěžové stavy“ ‹#› 54 Aminokyseliny s rozvětveným uhlíkatým řetězcem („VLI“) valine [veili:n, vaeli:n] *** leucine [lju:si:n] *** isoleucine [,aisә´lju:si:n] *** ‹#› 55 Triacylglyceroly (triglyceridy) : triacylglyceroly v plasmě před podáním tukové emulze nesmí překročit 1,7 mmol / l (= horní hranice normy) ‹#› 56 ‹#› 57 ‹#› 58 MCT → kokosový olej sojový olej, olivový olej (viz dále Intralipid) „strukturované lipidy“ - vyvážený poměr obou typů, = syntetické triacylglyceroly ‹#› 59 Astra611 Intralipid 20 % (100, 250 a 500 ml izotonická emulze) ● sojový olej (triacylglycerol, typ LCT) ● vaječný lecitin (emulgátor) ● glycerol (osmotická složka) existuje od 60. let !!! ‹#› 60 ‹#› 61 MAc MAlk 0 Kombinovaná porucha ABR Mixed disorder of ABE zdánlivě normální stav seemingly normal state hlad / starvation ketoacidóza / ketoacidosis zvracení / vomiting hypochlor(id)emic/ká MAlk ↑ [RA] ≈ ↓ [Cl-] těhotenství / pregnancy ‹#› 62 Kombinovaná porucha (MAlk + MAc): normální stav porucha úbytek chloridů (žlutě) může být kompenzován odpovídajícím zvýšením reziduálních aniontů (zeleně), ostatní anionty nezměněny ® normální parametry ABR ; (jindy jedna z poruch převládá ...) ( např. zvracení v těhotenství ® hypochloremická alkalóza + hladová ketoacidóza ) ‹#› 63 Parametry ABR a ionty Stanovení parametrů ABR zpravidla vždy doplňujeme stanovením koncentrace iontů: [Na+] (~ 140 mmol . l-1 ) [K+] (~ 4,4 mmol . l-1 ) [Cl-] (~ 100 mmol . l-1 ) Odchylka chloridů od normy má základní význam pro rozpoznání typu kombinované poruchy ABR. ‹#› 64 CH3-CH(OH)-COONa + H2O Hydrogenuhličitan („bikarbonát“): NaHCO3 + H2O H2CO3 + Na+ + OH- CH3-CH(OH)-COOH + Na+ + OH- Natrii lactas (mléčnan sodný): v důsledku hydrolýzy obě látky reagují zásaditě vs. laktátová acidóza ! ‹#› 65 Elektrolytové infúzní roztoky poměr [Cl-] / [Na+] : plasma krevní 100 / 140 = 0,71 F 1/1 154 / 154 = 1 (zv) R 1/1 156 / 147 = 1,06 (zv) ‹#› 66 Elektrolytové infúzní roztoky alkalify [aelkәlifai] = (z)alkalizovat ‹#› 67 plné-elektrol plné-elektrol plné-elektrol ‹#› 68 0,7 – 1 „1“ Mg2+ mmol . l-1 2 – 3 2,5 Catotal mmol . l-1 21 – 27 24 95 -107 101 (100) 4,0 – 5,5 4,4 130 – 143 137 (140) rozpětí průměr HCO3- mmol . l-1 Cl- mmol . l-1 K+ mmol . l-1 Na+ mmol . l-1 Krevní plasma Koncentrace elektrolytů v plasmě : ‹#› 69 pH K+ pH = 6,8 ~ 7,0 mmol K+ / l pH = 7,4 ~ 4,4 mmol K+ / l pH = 7,7 ~ 3,5 mmol K+ / l Koncentraci K+ lze hodnotit jen se znalostí pH : Uvedeny jsou krajní dosažitelné hodnoty pH a jeho normální hodnota. Zásoba K+ v těle při změně pH zůstává zpočátku shodná, mění se však distribuce K+ v kompartmentech. Hyperkalemie při acidóze později vede k renálním ztrátám K+. Je to deplece K+ při současné hyperkalemii (!!!) ‹#› 70 K2HPO4 K+ H+ KH2PO4 H+ K+ Směna K+ / H+ mezi buňkou a ECT (1) : • formálně antiport v buněčné membráně • zachování elektroneutrality • homeostasa pH v ECT (viz dále) ‹#› 71 Směna K+ / H+ mezi buňkou a ECT (2) : [HPO42-] [H2PO4-] 4 1 = (pro pH = 7,40) K2HPO4 K+ H+ KH2PO4 � znázorněná směna je podporována alkalémií OH- neutralizace H2O ‚ důsledek bude hypokalemie � porucha je „hypokalemická alkalóza“ „ opačně: za acidémie/acidózy bude hyperkalemie (viz následující přednášky) ‹#› 72 pH = 7,4 ~ 1,25 mmol Ca2+ / l pH Ca2+ [Ca2+] ≈ 1/2 [Catotal] Ionizovaný vápník a pH (1) : ‹#› 73 Ionizovaný vápník a pH (2) : kyselé prostředí („nadbytek“ H+ iontů) : H+ se váží na všechny funkční skupiny, kde je to dle rovnovážných konstant možné → nedostává se vazebných míst pro Ca2+ → [Ca2+] je vysoká . zásadité prostředí („nedostatek“ H+ iontů) : H+ disociují z funkčních skupin, kde byly navázány → na takto uvolněná vazebná místa se váží Ca2+ → [Ca2+] je nízká . Při stanovení ionizovaného vápníku se proto často provádějí korekce na pH a na koncentraci albuminu v plasmě . ‹#› 74 Příklad metabolické studie vhodnosti skladby infúzních roztoků pro úplnou parenterální výživu, zátěžový stav (obr. 74– 82) propriety [prә´praiәti] = správnost, vhodnost ‹#› 75 Astra211 ‹#› 76 Astra302 ‹#› 77 ‹#› 78 1. etapa / 1st stage : ‹#› 79 ‹#› 80 2. etapa / 2nd stage : ‹#› 81 ‹#› 82 3. etapa / 3rd stage : ‹#› 83 Korekční vzorec pro úhradu vody za hypernatremie 60 % hmotnosti (empirický vzorec) empirical [im´pirikl] = založený na zkušenosti ‹#› 84 VODA2 ‹#› 85 Korekční vzorce: deficit chloridů (empirický vzorec) ‹#› 86 Korekční vzorce: deficit hydrogenuhličitanu („bikarbonátu“) (empirický vzorec) ‹#› 87 Korekční vzorce: deficit draselných iontů (empirický vzorec) ‹#› 88 OBJEM ‹#› 89 MALNUTRICE A JEJÍ LÉČBA Česká spol. pro klinickou výživu a intenzívní metabolickou péči (Standard „Podvýživa“ 2002) ‹#› 90 tíže podvýživy typická kritéria A - klinicky nevýznamná - pokles váhy do 10 %, s recentním váhovým vzestupem, - gastrointestinální symptomy řídké (méně než 2 týdny), - bez somatických a zcela bez funkčních známek podvýživy B - mírná až středně závažná - pokles váhy kolem 10 %, malý přijem živin, - denně gastrointestinální symptomy, - lehká deplece podkožního tuku, bez funkčních projevů C - těžká podvýživa - pokles váhy přes 15 %, pokračující, minimální příjem živin, - těžké časté gastrointestinální symptomy trvající přes 2 týdny, - deplece tuku a svalu, případně otoky, s funkční alterací ‹#› 91