Akutní metabolický stres David Pospíšil Akutní metabolický stres •Univerzální odpověd organismu na vyvolávající podnět (popáleniny, nekroza, těžká infekce/sepse, bodné poranění, nádor, chronický zánět, alergická reakce…) •Organismus odpovídá na stres cytokinovou a neuroendokrinní reakcí •Provázen změnou metabolismu, zvýšením energetického výdeje (TTE/REE=1,7x ), zvýšenou degradací a obratem bílkovin, zvýšenou proteosyntézou, anabolickou rezistencí, vodní a iontovou dysbalancí. • • • Patofyziologie stresové reakce •Katabolicko - defenzivní odpověd cytokinového systém zánětlivých buněk (hlavně TNF, IL-1,IFN –y) •Časná systemová zánětlivá odpověd (SIRS) provázena celkovými příznaky (horečka…) •Současně aktivace neuroendokrinní odpovědí • (úloha stresových hormonů na změně metabolismu) •Pokročilá systémová zánětlivá odpověd provází • porucha kontroly zánětlivého procesu, dysfunkce endotelu • (mikrotromby), porucha mikrocirkulace, hemodynamická • nestabilita, rozvoj DIC, šokový stav, orgánová dysfunkce • (MODS). viz dále • • • • • Kompenzatorní protizánětlivá odpověd (CARS) •Systemová deaktivace imunitního systemu k dosažení obnovy homeostazy •Hlavním cytokinem je IL-10 •Nadměrná odpověd (CARS) zapříčinuje imunosupresi vedoucí k větší náchylnosti k druhotným infekcím •CARS zahrnuje: • - redukci počtu lymfocytů apoptosou • - redukce odpovědi monocytů na cytokinovou • aktivaci • - nadměrná produkce cytokinu potlačující TNF (IL-10) • SIRS vs. CARS Změny metabolismu v nemoci •Humorální a cytokinová odpověd organismu navodí hladovění (stresové hladovění) (hlavně TNF –alfa, dříve také nazýván kachexin) •V nemoci jsou “svaly“ hlavním zdrojem glukozy v procesu zvaném glukoneogenese.. •Úbytek celkového proteinu (protein body mass)= limitace přežití •Insulinová rezistence zvyšuje dostupnost glukozy •Přizpůsobení metabolismu za anaerobních podmínek. •Jedná se o fyziologickou odpověd organismu na stres s cílem zajistit přežití organismu, udržení “glykemie“ pro syntezu nových buněk (hojení rány, imunitní odpověd…), rychle se dělící bb. (Ery, enterocyt) a co nejefektivněji ušetřit aktivní svalovou tkán (LBM) • Změny metabolismu v nemoci J.-C. Preiser et al. British Journal of Anaesthesia 2014 Změny metabolismu v nemoci Změna metabolismu v nemoci •Glukoneogenese= tvorba glukozy z necukerných zdrojů (AMK, tuky, laktát). •Glukoza poskytuje –C6 pro syntezu nových buněk •Na glukoneogenesi se podílí játra, ledviny a GIT. • (orgány vybaveny enzymem Glu-6-fosfatasa) •“Svaly“ se stávají hlavním substrátem pro “ de novo “ produkci glukozy z • glukoplastických aminokyselin (alanin a glutamin). • Rozvětvené AMK (valin, leucin, isoleucin) a glutamin jsou hlavní zdroj N a energie • pro poškozenou tkán a rychle se dělící bunky (zánětlivé bunky, Enterocyty…) • Svalové AMK jsou zároven zdrojem pro syntesu proteinu akutní faze a fibrinogen. • Další zdroje glukozy ve stresovém metabolismu jsou TAG- převážně glycerol a • laktát (Coriho cyklus). • • Změna metabolismu v nemoci C:\Users\David\Desktop\glukoneogenese.PNG Změna metabolismu v nemoci C:\Users\David\Desktop\glukoneogenese 1.PNG Změna metabolismu v nemoci C:\Users\David\Desktop\glukoneogenese 2.PNG Změna metabolismu v nemoci • Kde tedy organismus bere energii pokud ne z oxidace glukozy ??? • - nadměrně z lipidů (oxidace MK, a tuků) •Proč organismus nevyprodukuje více glukozy procesem glukoneogeneze?? • - přežití organismu • Změna metabolismu v nemoci •Jak tělo zajistí, že glukosa se neoxiduje a nestává se zdrojem energie? • - inhibice pyruvátdehydrogenázy (vytváří acetyl-CoA v Krebsově cyklu) • - inhibuje anabolickou dráhu- enzym glykogen syntasa, stimulace • glukoneogeneze. • • Změna metabolismu v nemoci •A co glukoza pro mozek? • (potřeba 120g Glu / den za normalních podmínek) • • - glukoza je natolik spotřebována pro anabolické účely, že mozek je • odkázán na MK a ketony. • Změna metabolismu v nemoci C:\Users\David\Desktop\rezistence.PNG Změna metabolismu v nemoci •Retence tekutin a minerální dysbalance: • - v akutní fázi má organismus tendence zadržovat Na+, • zvyšovat ECT (otoky) • - z bunky se uvolnuje do ECT ionty K+, P+, Mg2+, které jsou • vylučovány ledvinami (vzniká deplece iontů) • Změna metabolismu v nemoci • •Nyní pár otázek na zamyšlení nebo spíše na zopakování J? •Připraveni…. • Změna metabolismu v nemoci •Jaký je tedy cíl stresového hladovění ? • - šetření proteinů a prodloužení přežití ! •Jak organismus šetří bílkoviny, resp. svaly ? • - inhibice glykogen syntasy • - inhibice konverze pyruvátu na acetyl-CoA a tedy • zabranuje úplné oxidaci v Krebsově cyklu. • - resynteza glukozy z laktátu (Cori cyklus), alaninu • a glutaminu (stimulace glukoneogeneze) • - to vše vede k hyperglykemii a insulinové rezistenci Změna metabolismu v nemoci •Jakou má úlohu glukoza ve stresovém metabolismu? • - anabolismus (synteza nových buněk a obnova poškozených tkání, • detoxikace). •Je hyperglykemie škodlivá ? • - ano, doporučeno je udržovat glykemii 6-10 mmol/l. • • Změna metabolismu v nemoci •Co je závažnější – hypoglykemie či hyperglykemie? • -hypoglykemie, protože zabíjí • Kriticky nemocný pacient •Kritický stav je srovnatelný s vrcholovou zátěží trénovaného sportovce •ICU pacient: netrenovaný amater, závod 24/7, žádná restaurační fáze, žádná metabolická rehabilitace • - trvající katabolický /hypermetabolický stav a mitochondrialní dysfce • měsíce-roky po propuštění! • = Long-term ICU ilness= Chronic. Critical ilness(CCI) • (sarkopenie, ak. stav, polyneuropatie kriticky nemocných) • Mortalita hospitalizace 20-50%, 40% rehospitalizace do 1. roku • 50-70% pacientů neprežije 1 rok • Jen 12% obnovení původní soběstačnosti v 1.roce • Take home message •Reakce organismu na stres univerzální- zánětlivá/cytokinová a neuroendokrinní. •Metabolická odpověd organismu zajištuje potřeby zvýšených energetických nároků během akutní fáze. Chybí však alternativní zdroj energie jako u prostého hladovění, rozvíjí se autokanibalismus vlastních bílkovin (svalů)!. •Těžký průběh nemoci může způsobit ztrátu až 1kg svalu/den. •Pro intenzivní medicínu je důležitá výchozí svalová hmota • (LBM-lean body mass) •Vyšší riziko logicky vyplývá pro vstupně malnutriční pacienty • (sarkopenická obezita, podvýživa s BMI pod 18kg/m2) •Kritický pokles bílkovin spojený se smrtí se popisuje poklesem hodnoty pod 50% (10-14 dní neléčený kriticky nemocný) • • Prosté hladovění versus stresové Opravdu rizikový pacient •hmotnost 18,5 < BMI > 35 •změna hmotnosti -5% /3měs. nebo -10%/6měs. •svaly sarkopenie M<7kg/m2, Ž<5kg/m2 • ¯svalové síly, ¯soběstačnosti •hladovění předcházející < 50% denní potřeby > 5-7 dní •hladovění předpokládané > 7dní < 50% denní potřeby • > 10dní < 60% denní potřeby •imunita recid. infekty, ¯hojení ran •nemoc = katabolismus zánětlivá odpověď, katabolismus • dU-N > 20g/d • přítomnost chronického onemocnění • Nutriční cíle na JIP •Energie: • - nepřímá kalorimetrie (zlatý standard) • - formule (25-30 kcal/kg BW) •Protein: • - ESPEN: 1,3-1,5g/kg/BW • - ASPEN: podle BMI (<30:1,2-2,0g; 30-40:2,0g; >40:2,5g) BW rozlišujeme ABW, IBW a Adj.BW. IBW: pokud rozdíl ABW-IBW(výška-100) je < 10%; ABW: pokud ABW< 90% IBW Adj.BW: pokud ABW>120% IBW; Adj.BW= (ABW-IBW)x 0,25 + IBW (1) Taylor BE et al. Guidelines for the Provision and Assessment of Nutrition Support Therapy in the Adult Critically Ill Patient:(SCCM )and (A.S.P.E.N.). Crit Care Med 2016;44:390-438. (2) Singer P, Berger MM, Van den Berghe G, et al. ESPEN guidelines on parenteral nutrition: intensive care. Clin Nutr 2009; 28:387-400. (3) McClave SASPEN.( Board of directors and the American college of critical care medicine. guidelines for the provision and assessment of nutrition support therapy in the adult critically ill patient: (SCCM) and (A.S.P.E.N.)J Parentr Enter Nutr2009; 33: 277e317 Doporučené nutriční cíle u kriticky nemocných na JIP (z výsledků observačních studii) •Dobře živený pacient Nutric score: <5(4): proteinové cíle 1,2-2,0g /kg IBW podpořené adekvátní dodávkou energie > 55-60 % kalkulované na IBW od 5. (8.dne), pokud se pac. nerozjí. •Podvyživený pacient Nutric score >5(4): proteinové cíle 1,2-2,0g /kg IBW podpořené adekvátní dodávkou energie >60% od 1. dne po oběhové stabilizaci. (d0-5: 15-25kcal; d+5: 25-30kcal /kg IBW-preferovány bílkoviny!!!) •Energetický overfeeding (≥110% REE) v prvním týdnu na JIP zhoršuje mortalitu. Kalkulovat výživovou i nevýživovou energie na JIP! (citrát při CVVHD, propofol…) •Underfeeding (< 60% nutr. cíle) škodí hlavně u pac. s rizikem, či zn. malnutrice. (1) Weijs PJM, et al. Early high protein intake is associated with low mortality and energy overfeeding with high mortality in non-septic mechanically ventilated critically ill patients. Crit Care 2014;18:701 (2) Michele Nicolo, Daren K Heyland et al. Clinical Outcomes Related to Protein Delivery in a Critically Ill Population: A Multicenter, Multinational Observation Study. JPEN 2015:40 (1), 45-51. (3) Elke et al. Close to recommended caloric and protein intake by enteral nutrition is associated with better clinical outcome of critically ill septic patients: secondary analysis of a large international nutrition databaseCritical Care 2014, 18:R29 (4) HEYLAND, Daren K, Rupinder DHALIWAL, Xuran JIANG a Andrew G DAY. Identifying critically ill patients who benefit the most from nutrition therapy: the development and initial validation of a novel risk assessment tool. Critical Care. 2011, 15(6), R268- (5) Wischmeyer , Curr Opin Crit Care 2016, 22:279–284 (6) RAHMAN, Adam, Rana M. HASAN, Ravi AGARWALA, Claudio MARTIN, Andrew G. DAY a Daren K. HEYLAND. Identifying critically-ill patients who will benefit most from nutritional therapy: Further validation of the “modified NUTRIC” nutritional risk assessment tool. Clinical Nutrition. 2016, 35(1), 158-162. E: >60% (resp.≤ 90%) Kalkulované na IBW B: 1,2-2,0g kalkulované na IBW Stresový poměr E(kcal):gN (150-75: 1) NPE:gN: 123-45:1 Anabolický poměr E(kcal):gN (>150: 1) Dosažení nutričního cíle u kriticky nemocných na JIP •Vedle potřeby maximálního příjmu bílkovin (B>1,2g/kg: 1,2-2,0g) je nutné klást důraz také na poměr E:gN, resp. NPE:gN ve směsích EV a PV. • Tento poměr významně ovlivnuje množství bílkovin dodávané v EV • (přípravky EV s NPE:gN 80:1 oproti 100:1 snížují deficit B podávané EV o 15-20%) •Správný poměr hlavně NPE:gN ve výživových směsích EV a PV umožnuje dosažení “adekvátní“ dávky bílkovin a snižuje riziko překročení energetických potřeb (overfeeding) •Stresové přípravky by optimálně měly dosahovat poměr NPE:gN: 123-45:1. (např. Fresubin Intensive, Nutricomp Intensiv, Nutrison Advanced Protison) •Proteinové cíle lze časně dosáhnout použitím proteinových doplnků (Protifar, Fresubin protein powder) nebo správně zvolenou suplementární (doplnkovou) PV (NPE:gN<80:1). • (1) Kreymann G, DeLegge MH, Luft G, Hise ME, Zaloga GP. The ratio of energy expenditure to nitrogen loss in diverse patient groups e a systematic review. Clin Nutr 2012;31:168e75 (2) Stephen Taylor,et al. Critical care: Meeting protein requirements without overfeeding energy. Clinical Nutrition ESPEN.Vol.11, February 2016, 55–62. Poměr E/B? • • STRESS ? SEVERE MODERATE NO kcal E / g N < 100 : 1 150-100 : 1 > 150 : 1 %B / E > 20% proteinu 15-20% proteinu < 15% proteinu gB / IBW 1,5-2,0 g/kg/d 1,0-1,5 g/kg/d 0,8-1,0 g/kg/d •dle fáze nemoci •dle stavu pacienta kachexie/malnutrice/obesita orgánová dysfce věk <1000kcal/60g B 1000-1500kcal/60gB >1500kcal/60gB 1 kcal = 4,187 kJ 1g N = 6,25g AK STANDARDNÍ VÝŽIVA NADSTANDARDNÍ VÝŽIVA anabolická resistence – i přes zvyšující se dávky B nedosáhneme positivní N-bilance (nejasný mechanismus, asi shuting mikrocirkulace), netýká se jen krit. nem., ale i chrom. onem. u obésních dávka B pod 2,0g/kg/IBW nestačí k udržení posit. N-bilance Dosažení nutričního cíle u kriticky nemocných na JIP •Zahájení umělé výživy ihned po HD stabilizaci pacienta (24-48hod.) •KA nejsou KI ® přiměřená dávka a rychlost! •startovací dávka a rychlost/objem navyšování je individuální •nenechat se odradit symptomy dysfce GIT! 80%pacientů má potenciál dostat EV! ® zpomalení EV o 50% (nevysazovat) •stop EV pouze při KI x zachovat trofickou dávkou 10-20ml/h(<250-500ml/d) •volumové > hodinové protokoly podávání EV •gastrické i postpylorické krmení je přípustné • f2473a15ad8777a3ad622ede397362 (1).jpg EV je nutriční „metodou volby“ … 1. časná EV je prioritní 2. zohlednění proteinového cíle EV (výběr „stresové“ formule) 3. EV + supl. PV (z důvodu doplnění B, resp. E/B) 4. PV + trofická EV 5. úplná PV není- li dosaženo cílové dávky EV resp. plné realimentace do 3.(-8.) dne anebo vstupně při přítomné malnutrici … ale včas přidávat suplementační PV nebo alespoň suplementaci bílkovin parenterálně! supl. PV neškodí: studie caesar EpaNIC, 2011 překonána, bezpečné podání Heidegger 2013 – SPN (Swiss trial), Doig 2013 – Early PN trial, Harvey 2014 – CALORIES trial • • • •Děkuji za pozornost