Оценка метаболизма. Экскреция азота и дыхательный коэффициент
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 14.12.2024
ООО «Клинический институт мозга», Березовский, Россия
Общероссийская общественная организация «Федерация анестезиологов и реаниматологов», Москва, Россия
ООО «Клиника института мозга»;
ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России
Особенности белково-энергетического обмена и нутритивного статуса у пациентов отделений реанимации и интенсивной терапии с респираторной нейропатией
Журнал: Анестезиология и реаниматология. 2019;(6): 20‑24
Катаболический синдром, характерный для критических состояний различной этиологии, приводит к прогрессирующей потере белка и уменьшению массы скелетных мышц. Острая атрофия мышц обусловливает развитие выраженной слабости, быстрой утомляемости, а в ряде случаев становится причиной неудачного отлучения от искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Респираторная нейропатия (РН) является частным случаем полинейромиопатии критических состояний, в котором на первое место выходит проблема дыхательной недостаточности, связанной с поражением нервно-мышечного аппарата внешнего дыхания. Цель исследования — провести сравнительный анализ основных маркеров соматического, висцерального пула белка, энергопотребности в покое и при проведении вертикализации и велокинеза у находящихся в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) пациентов с респираторной нейропатией (РН) и без РН. Материал и методы. Проведено проспективное когортное исследование с включением 75 пациентов ОРИТ. Период наблюдения — с 2016 по 2019 г. У 50 пациентов выявлена РН. Группу контроля составили 25 пациентов ОРИТ в критическом состоянии без признаков РН. На первом этапе исследования выраженность расстройств нутритивного статуса и белково-энергетического обмена оценивали по сывороточным уровням альбумина, трансферрина, холинэстеразы, абсолютному количеству лимфоцитов в периферической крови, определяли индекс массы тела (ИМТ) и дефицит массы тела. На втором этапе исследования методом непрямой калориметрии проведена оценка энергопотребности в покое и при выполнении вертикализации и велокинеза пациентов группы с РН и группы контроля. Результаты. Основными метаболическими характеристиками пациентов ОРИТ с РН являются более низкие показатели как висцерального, так и соматического пула белка по сравнению с группой пациентов без РН: гипоальбуминемия — 25,17 (13; 31,1) и 29,92 (25,44; 32,87) г/л соответственно (p=0,03); гипотрансферринемия — 1,47 (0,79; 2,29) и 1,98 (1,39; 2,19) г/л соответственно (p=0,004); более низкий уровень сывороточной холинэстеразы — 3638,88 (2076; 6498) и 4148 (1318; 7062) ЕД (p=0,04), а также выраженный дефицит массы тела и снижение уровня экскреции азота с мочой. Энергетическая цена вертикализации статистически значимо выше у пациентов группы РН, в среднем в 3,5 раза — 5,1 (2,01; 8,6) ккал на 1 кг массы тела по сравнению с 1,9 (1,01; 3,46) ккал на 1 кг массы тела (p=0,03), а при проведении прикроватного велокинеза — в 4,5 раза по сравнению с пациентами группы контроля — 6,77 (3,12; 7,79) ккал на 1 кг массы тела по сравнению с 1,55 (0,66; 4,21) ккал на 1 кг массы тела (p=0,01). Выводы. Оценка основных показателей белково-энергетического обмена и нутритивного статуса у пациентов с респираторной нейропатией, находящихся в отделении реанимации и интенсивной терапии, продемонстрировала наличие выраженного дефицита висцерального и соматического пула белка, а также высокие затраты энергии на проведение реабилитационных мероприятий.
Развитие технологий реанимации и интенсивной терапии привело к формированию новых патологических состояний, с которыми анестезиологи-реаниматологи ранее не сталкивались. Полинейромиопатия критических состояний (ПМКС) является нередким осложнением критического состояния. ПМКС напрямую связана с длительной искусственной вентиляцией легких (ИВЛ), долгосрочным пребыванием в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) и стационаре и является причиной более высокой частоты неблагоприятных исходов [1, 2]. Пожилой возраст, сепсис, сахарный диабет, тяжелая сердечная недостаточность, эпизоды регионарной и глобальной гипоперфузии увеличивают риск развития ПМКС. ПМКС является важной причиной неудачного отлучения от ИВЛ. Потеря мышечной массы, характерная для большинства вариантов ПМКС, зависит от тяжести основного заболевания, длительности шока и выраженности полиорганной дисфункции [3, 4].
Респираторная нейропатия (РН) представляет собой один из наиболее сложных вариантов течения ПМКС. По своей сути РН и определяет персистирующее течение дыхательной недостаточности при проведении длительной ИВЛ, увеличивая промежуток времени до перевода пациента на спонтанное дыхание.
Наиболее часто описываемыми клиническими признаками респираторной нейропатии являются неспособность пациента вернуться к самостоятельному дыханию в течение 24 ч после прекращения ИВЛ, а также увеличение индекса частого и поверхностного дыхания (индекс Тобина) (ИТ = частота дыханий в минуту / дыхательный объем в литрах) более 100 (референсные значения менее 100) [5].
Основными звеньями патогенеза РН являются иммобилизационный синдром, натриевая каналопатия, избыточная аутофагия, диафрагмальная дисфункция, а также острая мышечная атрофия, характерная именно для критического состояния [6].
Зачастую в условиях поливалентных ОРИТ недостаточное внимание уделяют адекватности методов метаболического контроля и нутритивной поддержки, что приводит к закономерному развитию синдрома белково-энергетической (нутритивной) недостаточности (БЭН). Для оценки глубины расстройств белкового обмена целесообразно проводить оценку двух основных белковых пулов — соматического и висцерального. Ключевыми маркерами соматического пула белка являются масса тела, индекс массы тела (ИМТ), дефицит массы тела и ряд антропометрических показателей. Висцеральный пул белка оценивают по таким лабораторным индикаторам, как альбумин, трансферрин, холинэстераза, абсолютное число лимфоцитов крови [7]. Непрямая калориметрия (метаболический мониторинг), основанная на синхронизированном определении потребления кислорода (VO2) и экскреции углекислоты (VCO2) — «золотой стандарт» определения энергетических потребностей пациента реанимационного отделения в условиях ИВЛ [8].
Цель исследования — провести сравнительный анализ основных маркеров соматического, висцерального пула белка, энергопотребности в покое и при проведении вертикализации и велокинеза у находящихся в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) пациентов с РН и без нее.
Материал и методы
Проведено проспективное когортное исследование с включением 75 пациентов ОРИТ ООО «Клинический институт мозга». Период исследования — с 2016 по 2019 г. Все пациенты поступили из ОРИТ многопрофильных лечебно-профилактических учреждений Екатеринбурга и Свердловской области. Тяжесть состояния всех поступивших соответствовала 5 баллам по модифицированной шкале Рэнкина.
Критерии включения в исследование: возраст 18—75 лет; пребывание в ОРИТ не менее 10 сут в течение последних 3 мес; длительность ИВЛ не менее 7 сут.
Критерии исключения: острые инфекционные заболевания верхних и нижних дыхательных путей; хроническая дыхательная недостаточность; хроническая обструктивная болезнь легких; декомпенсированная патология почек и печени; хроническая сердечная недостаточность III—IV функциональных классов по NYHA; онкологические заболевания; длительность хронического критического состояния более 90 сут.
Основными критериями РН были неоднокартные (более 2 за 24 ч) неудачные попытки отлучения от ИВЛ, а также наличие доказанной с помощью электромиографии полинейромиопатии нервно-мышечного комплекса аппарата внешнего дыхания (дифрагмального, большого грудного, межреберных нервов). Группу контроля составили 25 пациентов ОРИТ, которые также находились в критическом состоянии, но у них не выявлено признаков Р.Н. На первом этапе всем пациентам проведена оценка нутритивного статуса в соответствии с клиническими рекомендациями Общероссийской общественной организации «Федерация анестезиологов и реаниматологов» [9, 10]. Антропометрические показатели включали в себя оценку ИМТ, определение дефицита массы тела (%), определение с помощью калипера толщины m. adductor pollicis на обеих кистях.
Всем пациентам при поступлении в ОРИТ ООО «Клинический институт мозга» проводили скрининг нутритивного статуса по шкале NRS 2002 (Nutritional Risk Screening). Определяли альбумин сыворотки крови, трансферрин сыворотки крови, количество лимфоцитов в периферической крови, показатель суточной экскреции азота с мочой, а также уровень сывороточной холинэстеразы. Расчет реальной суточной энергопотребности и энергопотребности покоя проводили с помощью метода непрямой калориметрии (метаболического мониторинга — прикроватный монитор МПР 6−03 (ООО «Тритон-Электроник С», Россия) путем определения показателя суточного потребления кислорода (VO2) и экскреции углекислоты (VCO2).
В положении лежа пациенту выполнялась аппаратная кинезиотерапия (велокинез) в пассивном режиме со скоростью 15 об/мин в течение 5 мин. Во время проведения велокинеза в течение 15 мин после нагрузки проводился метаболический мониторинг.
Непрямую калориметрию также проводили до начала вертикализации. На столе-вертикализаторе осуществляли последовательный подъем пациента на 20—40—60° в течение 10 мин в каждом положении, согласно протоколу вертикализации. После окончания вертикализации в течение 15 мин повторяли измерение реальной энергопотребности.
На втором этапе исследования проведена оценка показателя энергетической цены вертикализации и велокинеза у пациентов группы с РН и группы контроля. Для этого прирост энергопотребности при выполнении вертикализации и/или велокинеза по сравнению с энергопотребностью покоя соотносили с массой тела пациента (ккал/сут на 1 кг массы тела).
Энергетическая цена велокинеза или вертикализации (ккал/сут на 1 кг массы тела) = [энергопотребность при проведении велокинеза или вертикализации (ккал/сут) - энергопотребность покоя (ккал/сут)]: масса тела (кг).
Статистический анализ результатов исследования проводили с использованием лицензионной программы Statistica 10.0 и статистической надстройки приложения Excel для Windows 10. Для количественных признаков данные приведены в виде медианы и границ межквартильного интервала Me (Q1; Q3). Для качественных признаков приведена доля в процентах. Сравнительный анализ количественных признаков выполняли с помощью критерия Манна—Уитни. Для всех статистических критериев ошибка первого рода устанавливалась равной 0,05. Нулевая гипотеза (отсутствие различий) отвергалась, если вероятность (p) не превышала ошибку первого рода.
Результаты
Основные результаты первого этапа исследования представлены в табл. 1.
Таблица 1. Основные параметры белково-энергетического обмена и нутритивного статуса у больных с респираторной нейропатией и без респираторной нейропатии
У пациентов с РН по сравнению с пациентами группы контроля сывороточные уровни альбумина, трансферрина, холинэстеразы были статистически значимо ниже. Следует отметить, что степень снижения маркеров висцерального пула белка у пациентов с РН соответствовала среднетяжелой степени БЭН, в то время как у пациентов группы контроля эти же параметры соответствовали БЭН легкой степени. Обращает на себя внимание выраженный дефицит массы тела — около 15%. Различия по таким показателям, как ИМТ, дефицит массы тела, количество лимфоцитов в периферической крови, энергопотребность покоя, не имели статистической значимости. Напротив, у пациентов с РН выявлены статистически значимо большая толщина m. adductor policis на обеих руках, но существенно более низкий уровень экскреции азота с мочой по сравнению с пациентами группы контроля.
Определение энергетической потребности пациентов ОРИТ в покое и на фоне вертикализации и велокинеза продемонстрировало существенный прирост энергетической цены этих реабилитационных методик у пациентов с Р.Н. Так, энергетическая цена вертикализации была статистически значимо выше у пациентов группы РН в среднем в 3,5 раза, а при проведении прикроватного велокинеза — в 4,5 раза по сравнению с пациентами группы контроля (табл. 2). Таблица 2. Энергетическая цена вертикализации и велокинеза у больных с респираторной нейропатией и без респираторной нейропатии
Основной метаболической характеристикой критического состояния является синдром гиперметаболизма-гиперкатаболизма, что напрямую связано с высоким уровнем потери белка. Острая атрофия мышц может приводить к развитию выраженной слабости, быстрой утомляемости, нарушению толерантности к глюкозе, более высокой частоте осложнений и неблагоприятных исходов у пациентов ОРИТ [11—13]. На клеточном уровне уменьшение размера мышечного волокна отражает дисбаланс между протеолизом и синтезом белка. Это регулируется сложными изменениями в сигнальных путях и генных продуктах, которые регулируют распад и синтез протеинов [14]. Ключевое отличие от простой атрофии, обычно наблюдаемой в условиях постельного режима, состояния невесомости или разгрузки мышц и миопатии, вызванной сепсисом, заключается в том, что миопатия критических состояний характеризуется преимущественным миозинолизисом, который намного превосходит по своей активности механизм простой атрофии (сбалансированный протеолиз белков саркомера) [4].
К сожалению, углубленный анализ источников литературы с 2000 по 2019 г. не позволил нам обнаружить исследования, посвященные оценке показателей белкового и энергетического обмена у пациентов как с ПМКС, так и с РН.
Как показано ранее в нашем исследовании, выполненном у пациентов с ПИТ-синдромом (синдромом «после интенсивной терапии»), у больных, перенесших острую церебральную недостаточность, результатом критического состояния церебрального генеза является в первую очередь существенное снижение структурных показателей, характеризующих состояние соматического пула белка (массы тела, антропометрических данных). По сути метаболическим исходом критического состояния церебральной этиологии следует считать выраженный дефицит массы тела, в первую очередь за счет потери мышечной массы, в сочетании с умеренно сниженными показателями белкового статуса. При этом такие показатели, как уровень лимфоцитов крови, экскреция азота с мочой и энергопотребность покоя, находятся в пределах референсных значений [15].
Напротив, полученные нами данные о пациентах с ПМКС свидетельствуют, что РН характеризуется повреждением в первую очередь висцеральной составляющей белкового пула, что проявляется существенно более низкими уровнями не только альбумина и трансферрина сыворотки крови, но и сывороточной холинэстеразы. Синтез сывороточной холинэстеразы происходит в печени, и низкий уровень этого маркера позволяет говорить о снижении белоксинтезирующей функции печени. Специфичность белково-энергетического профиля и нутритивного статуса пациентов ОРИТ с РН связана не только с наличием выраженных расстройств висцерального пула белка, но и с присутствием очевидных признаков повреждения соматического пула — сочетанием статистически значимо более низкого показателя экскреции азота с мочой с существенным дефицитом массы тела.
Сложность коррекции выявленных расстройств белково-энергетического обмена связана, по-видимому, с длительным персистирующим течением процессов острой мышечной атрофии, затрагивающих нервно-мышечный аппарат системы внешнего дыхания. Неудачное отлучение от ИВЛ, связанное с выраженной мышечной слабостью, отсутствие регресса дыхательной недостаточности формируют патогенетическую основу порочного круга, поддерживающего катаболический синдром.
Заключение
Оценка основных показателей белково-энергетического обмена и нутритивного статуса у пациентов с респираторной нейропатией продемонстрировала наличие синдрома белково-энергетической недостаточности среднетяжелой степени, что проявлялось снижением параметров, характеризующих как висцеральный, так и соматический пул белка. Непрямая калориметрия не выявила признаков гиперметаболизма, но энергетические затраты на реабилитационные мероприятия у пациентов с респираторной нейропатией оказались существенно повышены.
Программа нутритивной поддержки у пациентов с респираторной нейропатией, которым проводятся вертикализация и велокинез, должна быть максимально персонализирована с учетом индивидуальной величины прироста энергопотребления вне постельного режима.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — И.Н.
Сбор и обработка материала — Р.Т.
Статистическая обработка — Р.Т.
Написание текста — И.Н.
Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts interest.
Сведения об авторах
КАК ЦИТИРОВАТЬ:
Мониторинг метаболизма у больных в критических состояниях
Особенностью метаболического ответа у больного в критическом состоянии является наличие синдрома гиперметаболизма - гиперкатаболизма. Для компенсации белковых и энергетических потерь необходимо планировать нутритивно-метаболическую терапию в соответствии с показателями непрямой калориметрии и среднесуточной экскреции азота. У больных в критическом состоянии целесообразно использовать гипернитрогенные смеси, позволяющие избежать гипералиментации и улучшающие результаты лечения больного в критическом состоянии.
- КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: непрямая калориметрия, гипернитрогенные питательные смеси, синдром гиперметаболизма, расход энергии покоя, критическое состояние, нутритивно-метаболическая терапия
Критическое состояние в современной медицинской практике определяется как крайняя степень любой, в том числе ятрогенной, патологии, при которой требуется искусственное замещение или поддержка жизненно важных функций.
Особенностью метаболического ответа у больного в критическом состоянии является наличие синдрома гиперметаболизма - гиперкатаболизма, то есть повышенный расход углеводов, жиров, аминокислот как энергетических субстратов. Физиологически этот синдром характеризуется значительным возрастанием потребления кислорода и продукции углекислого газа, повышением потерь азота с мочой и первичным снижением антиинфекционной резистентности, в том числе к собственной микрофлоре.
По данным иностранных и отечественных авторов, именно суточные потери азота с мочой являются основным показателем оценки выраженности катаболической реакции. Этот показатель используется для определения необходимого количества белка при планировании нутритивно-метаболической терапии [1, 2]. В свою очередь измерение потребления кислорода и расчет энергетических затрат у больных в критическом состоянии до сих пор производятся для того, чтобы рационально провести респираторную поддержку и своевременного отлучить больного от респиратора 3. Вопрос информативности показателей метаболизма (потребление кислорода, выделение углекислого газа, расход энергии покоя) для количественного и качественного определения состава питательной смеси у больных в критическом состоянии остается открытым.
В настоящее время успешное лечение больного в критическом состоянии не утопично. Широко применяются современные методы инфузионной, антиагрегантной, тромболизисной, нейропротективной и реабилитационной терапии. Однако только рациональная нутритивно-метаболическая терапия может предупредить и устранить прогрессирование нутритивной недостаточности - неотъемлемой составляющей критического состояния [6, 7]. Например, в критических условиях посттравматического гиперметаболизма скорость потери массы тела выше, чем в условиях обычного голодания, когда потеря составляет до 10% массы тела. Посттравматический гиперметаболизм и его осложнение сопровождаются потерей 20-40% массы тела, что значительно увеличивает частоту летальных исходов и длительность пребывания больного в стационаре [6, 8]. Кроме того, резко возрастает вероятность развития инфекционных осложнений 9. Суточные потери азота с мочой при деструктивном панкреатите могут значительно превышать нормальный уровень, составляя 10-11 г/сут при отечном панкреатите и достигая 20-25 г/сут на фоне распространенных гнойных осложнений 15.
Таким образом, факт необходимости коррекции нутритивной недостаточности у больного в критическом состоянии в настоящее время не вызывает сомнений. В европейских и американских методических рекомендациях изложен единый подход к проблеме с соблюдением национальных и международных руководящих принципов, представлен обзор и анализ соответствующей текущей литературы, приведены экспертные заключения и клинические примеры. Однако есть и некоторые противоречия, в частности, измерять суточную энергопотребность в условиях стрессовых состояний методом непрямой калориметрии или с помощью специальных формул [16, 17]. Для определения расхода энергии покоя в клинической практике чаще всего используют стандартные уравнения Харриса - Бенедикта, Оуена и др.
Более точно измерить энергопотребности можно с помощью метода непрямой калориметрии, применение которого во многих странах в отделениях интенсивной терапии давно является рутинной процедурой. Расход энергии рассчитывается как количество кислорода, потребленное организмом за определенное время, и количество углекислого газа, выделенное за это же время. Поскольку выделение энергии происходит в результате окисления веществ до конечных продуктов (углекислого газа, воды и аммиака), то между количеством потребленного кислорода, выделенной энергией и углекислым газом существует взаимосвязь. Зная показания газообмена и калорический коэффициент кислорода, можно рассчитать расход энергии покоя и расход энергии в реальном времени (табл.). Расход энергии покоя, как правило, включает 60-75% от полного ежедневного калоража. При измерении энергопотребности методом непрямой калориметрии в течение 30-60 минут можно определить суточный расход энергии с минимальной погрешностью в 1-5% [18].
В условиях отделения реанимации и интенсивной терапии больной не может быть метаболически стабильным, так как воздействие разнонаправленных факторов на фоне нестабильной гемодинамики и искусственная вентиляция легких требуют различных, трудно прогнозируемых затрат как энергии, так и белкового субстрата. Именно поэтому в повседневной практике представляется целесообразным суточное измерение энергопотребности у таких больных методом непрямой калориметрии [6, 19]. Однако реальная обстановка в российских лечебно-профилактических учреждениях такова, что планирование нутритивной терапии больным в критическом состоянии производится чаще всего или без учета реальных потребностей, или по расчетным потребностям в энергии на килограмм массы тела, реже по уравнению Харриса - Бенедикта (СкМТ):
655,1 + 9,6 × масса тела (кг) + 1,85 ×
рост (см) - 4,68 × возраст (лет).
Метод непрямой калориметрии для рационального выбора фармаконутриентов применяется лишь в единичных клиниках и федеральных центрах.
В условиях достаточного обеспечения многих отделений реанимации как энтеральными, так и парентеральными питательными смесями наблюдается характерная для последнего времени тенденция: синдром гипералиментации, проявляющийся уремией, метаболическим ацидозом, гипергликемией и инсулинорезистентностью, стеатозом печени, гиперкапнией и диареей. Возникают вопросы: так ли необходим больному высокий калораж? Как быть с большими потерями белка? Какого соотношения белковых и небелковых калорий необходимо придерживаться?
Целесообразность применения непрямой калориметрии для планирования нутритивной поддержки явилось целью нашего собственного исследования.
Материал и методы исследования
В исследовательскую группу вошли 30 больных (средний возраст 67 ± 6 лет), находившихся в отделении общей реанимации городской клинической больницы № 64 г. Москвы. Пациенты были госпитализированы с внебольничной пневмонией, острой дыхательной недостаточностью, гипергликемической комой, коморбидными состояниями, желудочно-кишечными кровотечениями, панкреонекрозом. Во всех случаях осуществлялся мониторинг метаболизма в течение суток: определяли потребление кислорода, выделение углекислого газа, респираторный коэффициент, расход энергии, контролировали потери белка в суточной моче. Кроме того, рассчитывали величину основного обмена, используя уравнение Харриса - Бенедикта.
Контрольную группу составили 30 больных, наблюдавшихся в том же отделении общей реанимации. Для мониторинга метаболизма в этой группе метод непрямой калориметрии не применялся.
По полу, возрасту, диагнозам, тяжести состояния пациенты в группах существенно не различались. У всех больных имела место органная дисфункция, которая определялась по шкале оценки органной недостаточности (Sequential Organ Failure Assessment - SOFA): в среднем 5,2 ± 1,4 балла в исследовательской и 5,4 ± 0,8 балла в контрольной группе.
Всем пациентам, включенным в исследование, проводилась комплексная интенсивная терапия в соответствии с принятыми клиническими рекомендациями лечения основной патологии. Нутритивная терапия осуществлялась преимущественно энтеральным путем. Питательная смесь вводилась энтерально-зондовым способом. Эффективность терапии оценивалась по показателям трофологического статуса, срокам проведения искусственной вентиляции легких и длительности пребывания пациентов в отделении реанимации и интенсивной терапии.
Результаты исследования и их обсуждение
В контрольной группе при планировании нутритивно-метаболической терапии учитывались показатели уравнения Харриса - Бенедикта и данные мониторинга азотистых суточных потерь. Энергопотребности у больных контрольной группы составили в среднем 2340 ± 250 ккал/сут, потери белка с мочой - 86 ± 4,3 г/сут. Компенсация энергетических потерь осуществлялась энтеральными нормокалорическими или гиперкалорическими смесями (Нутризон и Нутризон Энергия с пищевыми волокнами) в объеме до двух литров для достижения целевых значений белка и энергии.
В исследовательской группе нутритивно-метаболическая терапия назначалась больным с учетом среднесуточных показателей непрямой калориметрии. Энергопотребности в этой группе по данным непрямой калориметрии были достоверно ниже (1630 ± 200 ккал/сут), потери белка с мочой в среднем составили 90 ± 5,6 г/сут. Компенсация потерь осуществлялась гипернитрогенными смесями. Стартовая потребность в белке - 2,0 г/кг/сут, далее по результатам мониторинга потерь азота в суточной моче. Получение необходимого повышенного количества белка обеспечивалось смесью Нутризон Эдванст Протизон.
В ходе лечения пациенты в исследовательской и контрольной группах получали в среднем одинаковое количество белка (1,8 ± 0,2 г/кг/сут) при существенной разнице соотношения азота к небелковым калориям (в исследовательской группе 1 : 83,7; в контрольной группе - 1 : 152,3).
На пятые сутки пребывания в отделении общей реанимации у большинства больных исследовательской группы удалось достичь удовлетворительных показателей уровня трансферрина и альбумина, в то время как в контрольной группе данные показатели приближались к норме у большинства больных на восьмые-девятые сутки. Похожие изменения отмечены и в показателях азотистого баланса: в исследовательской группе они приобрели положительные значения на пятые сутки, а в контрольной группе оставались отрицательными.
В контрольной группе у 24 (70%) больных отмечалась стойкая гипергликемия, потребовавшая постоянной инфузии инсулина, в исследовательской группе гипергликемия отмечалась только у больных с исходным сахарным диабетом и была легко управляема. Подобные различия определили достоверную разницу в показателях сроков проведения искусственной вентиляции легких (5,8 против 11,5 дней) и сроков пребывания пациентов в отделении реанимации и интенсивной терапии (24,38 и 45,75 дней). Летальность в группах составила соответственно 2,8 и 4,6%. Разница достоверна.
Больные в критическом состоянии метаболически нестабильны. Установить точные энергопотребности пациента позволяет ежедневное использование метода непрямой калориметрии. Однако при определении расхода энергии покоя не проводится анализ белкового метаболизма, в том числе подсчет потерь азота в суточной моче. В этой связи только сопоставление среднесуточной экскреции азота и данных суточного расхода энергии приводит к клинически правильной интерпретации результатов мониторинга метаболизма у больных в критическом состоянии.
Назначение нутритивно-метаболической терапии согласно данным метаболического мониторинга дает возможность корректно удовлетворить потребности больного, избегая как недокармливания, так и гипералиментации.
Использование гипернитрогенной питательной смеси с меньшим соотношением «азот/небелковые калории» (1 : 84), назначаемой для обеспечения суточных потребностей в белке на уровне 1,8 г/кг/сут, более предпочтительно по сравнению с применением гиперкалорической смеси с большим соотношением «азот/небелковые калории» (1 : 152). Это подтверждается уменьшением летальности, сокращением периода гиперкатаболизма, продолжительности искусственной вентиляции легких, сроков пребывания в отделении реанимации и длительности госпитализации.
Статьи → Метаболический мониторинг у больных в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы
Резюме
Цель исследования: оценка методом непрямой калориметрии метаболического ответа организма на тяжелую черепно-мозговую травму. В исследование вошли 23 пациента с черепно-мозговой травмой. Протокол исследования включал: измерение антропометрических показателей - роста и массы тела, измерение потерь азота, выявление и оценка степени катаболизма, расчет энергетических потребностей пациента по потерям азота с мочой, определение энергетических затрат покоя (ЭЗП) методом непрямой калориметрии. Было проведено 67 исследований. Величина ЭЗП варьировала от 54% до 214% от расчетных значений. Для точного расчета нутритивных потребностей пациентов в остром периоде черепно-мозговой травмы следует проводить оценку ЭЗП и необходимых потребностей в энергии и белке с помощью метаболического мониторинга.
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является социально значимым заболеванием, от которого страдает по большей части трудоспособная часть населения, поэтому большое значение придается разработке и внедрению стандартов, протоколов и принципов диагностики и лечения ЧМТ. Наряду с экстренными мероприятиями по поддержанию основных функций организма и предотвращения вторичных осложнений, важная роль отводится и нутритивной поддержке пациентов с ЧМТ [3, 4, 12].
В настоящее время сформулировано несколько принципов назначения нутритивной поддержки больным в остром периоде тяжелой ЧМТ: расчет потребностей в энергии на килограмм массы тела, расчеты по потребностям белка, расчет необходимых энергетических потребностей по потерям азота [1, 4, 5, 12]. Однако ЧМТ - тяжелое заболевание, приводящее к изменению метаболизма и его структуры, что делает крайне затруднительным оценку необходимых потребностей расчетными методами.
Цель исследования
Целью нашего исследования явилась оценка методом непрямой калориметрии метаболического ответа организма на тяжелую ЧМТ.
Материалы и методы исследования.
Нами выполнено проспективное, когортное исследование, включающее в себя 23 пациента с ЧМТ, последовательно включенных в исследование в период с января 2010 по декабрь 2011 г., и соответствующих критериям включения. Критерии включения и исключения. В исследование включались проспективно все пациенты с диагнозом острая тяжелая ЧМТ, поступившие в Институт не позднее, чем на 7 сутки от момента получения травмы с уровнем нарушения сознания по Шкале Комы Глазго (ШКГ) 7 баллов и менее. Из исследования исключали пациентов, имеющих следующие факторы и сопутствующие заболевания. Уровень сознания по ШКГ более 7 баллов или менее 4 баллов.
Тяжелая сочетанная травма.
Наличие у пациента сопуствующей патологии в виде печеночной или почечной недостаточности, делающими невозможным проведение оценки нутритивного статуса. Диаррейный синдром, делающим невозможным корректный учет потери азота. Наличие противопоказаний для проведения искусственного питания: острейшая фаза повреждения - 12-24 ч; рефрактерный шок; уровень сывороточного лактата >3-4 ммоль/л; гипоксия - рО2 80 мм рт. ст. Психо-моторное возбуждение. Негерметичность манжеты интубационной или трахеостомической трубки, утечка в контуре «пациент-аппарат». Наличие у пациента тремора и судорог. Бронхоплевральный свищ. Процентное содержание кислорода во вдыхаемой смеси более 60%, или нестабильность фракции кислорода во вдыхаемом воздухе. Гипервентиляция (респираторный коэффициент более 1,2). Уровень положительного давления в дыхательных путях в конце выдоха ≥12 см H2O.
Все пациенты трудоспособного возраста от 18 до 63 лет (средний возраст составил 35 лет) и до поступления в клинику не имели сопутствующей патологии, без признаков истощения. Как правило, все пациенты поступали в клинику с изолированной ЧМТ либо с незначительной сочетанными травмами (переломы ребер, длинных трубчатых костей, переломы челюсти и т.п.). По половому признаку пациенты распределились следующим образом - мужчины - 16 и женщины - 7 человек.
Состояние пациентов оценивали при поступлении. Проводили детальный неврологический осмотр с определением уровня сознания. Во время осуществления основного лечебного процесса, когда требовались коррекция внутричерепной гипертензии и поддержание систем гомеостаза, пациентам проводили продолженную седацию путем внтуривенной инфузии препаратов для анестезии (пропофол, фентанил и т.п.). У этих пациентов неврологический статус не оценивали.
После проведения оценки нутритивного статуса и метаболических потребностей при условии отсутствия критериев исключения пациенту назначали нутритивную поддержку из расчета 25 ккал/кг массы тела в сутки, с постепенным увеличением энергетической нагрузки до 35-50 ккал/кг массы тела в сутки к 14-21 суткам. Питание начинали стандартными гиперкалорическими смесями с пищевыми волокнами (Нутризон Энергия с Пищевыми Волокнами, 1,5 ккал/мл, «Нутриция»), после проверки функции желудочно-кишечного тракта, через назогастральный зонд. При необходимости, в случае нарушения толерантности к проводимому энтеральному питанию пациента переводили на смешанное питание (энтеральное/парентеральное).
Исследование проводили по следующей программе.
Измерение антропометрических показателей - роста и массы тела. Измерение потерь азота, выявление и оценка степени катаболизма. Методика представляет собой сбор суточной мочи у пациента и определение общего количества мочевины в суточной моче. Потери азота рассчитываются по известной формуле: Потери азота(г/сут)= (Мочевина мочи (ммоль/л) Х объем мочи (л) Х 28/1000) +6 [1] С целью выявления катаболизма у пациентов после получения данных об общей потере азота по формуле рассчитывали азотистый баланс. Этот показатель характеризует потери азота организмом и степень белкового катаболизма (табл.).
Таблица. Степень тяжести катаболизма [1]. 
| Степень катаболизма | Величина потерь азота (г/сутки) |
| Норма | Нет |
| Легкий | До 6 |
| Средней тяжести | 7-12 |
| Тяжелый | Более 12 |
Азотистый баланс = поступивший азот (г/сут) - общие потери азота (г/сут) [1] Определение энергетических затрат покоя (ЭЗП) методом непрямой калориметрии (НК). Метод заключается в определении объема потребленного кислорода (Vo2) и объема выделенного углекислого газа (Vсо2) [2]. Исследования метаболизма методом непрямой калориметрии проводили на системе анализа газообмена и метаболизма CCM Express компании MedGraphics, США. Непосредственно перед исследованием пациента в интерфейсную программу прибора вносили основные данные пациента (паспортная часть, индивидуальный номер, антропометрические данные, режим и показатели вентиляции, состояние сознания пациента). Исследование проводили в течение минимум 30 мин у каждого пациента. После окончания исследования вносили данные о величине общих потерь азота за сутки.
Всего по стандартной программе у 23 пациентов было проведено 67 исследований.
Результаты исследования и их обсуждение.
У пациентов при поступлении в клинику индекс массы тела в среднем составил 27,64±4,45 кг/м2 (норма 20-25,9). У 2/3 пациентов отмечали катаболизм тяжелой или средней степени выраженности, в оставшихся наблюдениях катаболизм у пациентов отсутствовал или был легкой степени выраженности. Известно, что катаболизм - это разрушение собственных запасов белка (преимущественного мышечной массы) с целью обеспечения белково-энергетических потребностей организма в отсутствии пищи. В ходе стресс-голодания это процесс протекает более быстро и тяжело [5]. Наиболее ярким признаком катаболизма, помимо резко отрицательного азотистого баланса, является быстрая потеря мышечной массы тела пациентами.
При анализе зависимостей между сроками получения ЧМТ и величиной энергозатрат покоя и респираторного коэффициента (РК) не было выявлено значимых закономерностей. Наше исследование метаболизма выявило высокую вариабельность как показателей энергетических затрат покоя, так и респираторного коэффициента. Величина ЭЗП варьировала от 1152 ккал/сут до 3158 ккал/сут, что составляло от 54% до 214% от расчетных значений. При том, что большинству пациентов, особенно в острейшем периоде, проводили продленную седацию.
На рисунке 1 показана динамика ЭЗП, измеренных методом НК в процентном соотношении от расчетных величин у двух, идентичных по тяжести, пациентов, поступивших в остром периоде тяжелой ЧМТ. На рисунке видно, как метаболизм у Пациента «Ф» остается в пределах нормальных значений, в то время как метаболизм пациента «А», повышается до двух раз от контрольных значений.
Наши результаты совпадают с заключением обзора N. Foley et al. [7] включающем в себя 24 исследования, три из которых были рандомизированными контролируемыми исследованиями. Установлено, что уровень энергозатрат покоя варьировал у пациентов с тяжелой ЧМТ от 75% до 200% от расчетных значений, причем минимальный уровень энергозатрат покоя был зафиксирован у пациента с погибшим мозгом. Проведенный обзор литературы K. Krakau et al., основанный на 30 исследованиях, показал, что скорость обмена веществ у пациентов с тяжелой ЧМТ варьировала от 96 до 160% [10].
Рядом авторов также была сделана попытка провести корреляционный анализ между расчетными значениями уровня энергозатрат покоя и измеренными с помощью метода непрямой калориметрии [7, 11]. В исследовании P. M. Sunderland et al. проведенный анализ показал слабую зависимость между расчетными и измеренными показателями ЭЗП [14]. Очевидно, что использование этого уравнения допустимо только у нетяжелых больных для оценки их метаболизма.
Современные мировые тенденции диктуют необходимость отказываться от стандартизации расчетов белково-энергетических потребностей пациента и все больше делать акцент на индивидуализацию определения и назначения рациона питания. P. Singer et al. в своем исследовании показали снижение госпитальной смертности у пациентов, которым проводили динамический метаболический мониторинг энергозатрат покоя методом непрямой калориметрии [13]. Мы также придерживаемся мнения, что индивидуальный подход к осуществлению нутритивной поддержки пациентов в критическом состоянии позволяет избежать не только недостаточного поступления энергетических и пластических материалов в организм, но и риска их чрезмерного поступления. Нельзя осуществлять питание пациента в критическом состоянии по принципу «чем больше, тем лучше». Чрезмерное поступление в организм пациента энергетических субстратов сопряжено с рядом осложнений, таких как: увеличение частоты вторичных инфекций, дисфункция печени, гипертермия, гипергликемия, гипертриглециридемия и перегрузка жидкостью [6, 8].
В заключение стоит отметить, что методика определения ЭЗП методом непрямой калориметрии требует специальных навыков, равно как и корректное определение потерь азота. Однако для получения более высокого качества лечения пациентов в остром периоде ЧМТ следует опираться на правильное и точное определение необходимых потребностей в энергии и белке. При невозможности использования метода непрямой калориметрии у пациентов в остром периоде тяжелой ЧМТ, возможно использование уравнения Харриса-Бенедикта. Однако не следует оставлять без внимания тот факт, что такой метод расчета ЭЗП может допускать значительную ошибку. Необходимо проведение дальнейших исследований с оценкой взаимосвязи между величиной ЭЗП, структурой метаболизма и стрессовыми факторами, такими, как вторичная инфекция, внутричерепная гипертензия и др.
Выводы.
При оценке метаболизма методом непрямой калориметрии у пациентов в остром периоде черепно-мозговой травмы выявляется высокая вариабельность показателей энергетических затрат покоя, не зависящая от сроков получения травмы.
В 2/3 наблюдений у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой развивается катаболизм тяжелой или среднетяжелой степени тяжести.
В связи с установленной вариабельностью нарушений метаболизма, выявленных при измерении ЭЗП методом непрямой калориметрии, и невозможностью расчетным методом по стандартному уравнению Харриса-Бенедикта оценить нарушение структуры метаболизма, всем пациентам в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы необходимо проводить динамический метаболический мониторинг методом непрямой калориметрии.
Определение потребностей пациента в энергии и питательных веществах
Определение индивидуальной потребности пациента в энергии, макро- и микронутриентах с учетом антропометрических данных, характера и тяжести заболевания с полным основанием можно считать краеугольным камнем нутритивной поддержки. Именно на основании определения необходимого для пациента калоража и состава питания по белкам, жирвм, углеводам, макро- и микроэлементам проводится планирование нутритивной поддержки, причем не только в количественном, но и в качественном ее аспектах.
При описании процедуры определения энергопотребностей пациента традиционно приводят три основных варианта ее проведения. Первый вариант - инструментальный - является наиболее точным отражением энергетического баланса организма пациента в данный момент времени. В настоящее время для инструментального определения энергопотребностей пациента в клинике принципиально возможно использование двух методов - метода непрямой калориметрии и оценки энергопотребности по параметрам центральной гемодинамики.
Методы непрямой калориметрии основаны на учете газообмена организма с атмосферой. Используя газоанализатор и спирограф (вместе их называют метаболографом), определяют количество и газовый состав выдыхаемого воздуха. На основе этого вычисляют потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа в единицу времени. Отношение выделенного углекислого газа к поглощенному кислороду - так называемый дыхательный коэффициент (RQ) - характеризует состав органических веществ, которые используются организмом для получения энергии. Математической основой для определения величины энергопотребности методом непрямой калориметрии является формула Вейра:
Энергопотребность (ккал/сут) = 1, 44 х (3, 796 х VO2 + 1, 214 х VCO2),
где VO2 и VCO2 - поглощение кислорода и выделение углекислого газа (мл/мин) соответственно.
С помощью непрямой калориметрии можно установить метаболизм каких соединений преобладает у пациента в данный момент времени.
Трактовка значений дыхательного коэффициента (RQ).
Утилизация углеводов и жиров
Несмотря на точность определения энергопотребности, метод непрямой калориметрии не нашел широкого применения в клинической практике вследствие необходимости наличия специальной и весьма дорогостоящей аппаратуры и строгого соблюдения целого ряда условий для получения достоверных результатов.
Оценка энергопотребности по параметрам центральной гемодинамики возможна у пациентов с установленным в легочной артерии катетером типа Сван-Ганса. Математический расчет в данном случае производится на основании уравнения Фика:
Энергопотребность (ккал/сут) = (SaO2 - SvO2) х СВ х Hb х 95, 18,
где SaO2 — насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови в %; SvO2 — насыщение гемоглобина кислородом в смешанной венозной крови в %; СВ — сердечный выброс в л/мин; Hb — гемоглобин в %.
Второй вариант определения энергопотребностей пациента основан на математических расчетах в уравнениях Харрисона-Бенедикта (Harris-Benedict), Оуэна (Owen), Клейбера (Claber), Ли (Lee), Айртона-Джонса (Ayrton-Jones), Маффина-Джеора (Muffin-Jeor). Наиболее популярным и потому постоянно цитируемым расчетным способом определения величины основного обмена является уравнение Харрисона-Бенедикта. Формально само уравнение Харрисона-Бенедикта отражает лишь величину основного обмена:
Основной обмен (мужчины) = 66, 47 + (13, 75 х m) + (5 х Р) - (6, 76 х В)
Основной обмен (женщины) = 655, 1 + (9, 56 х m) + (1, 85 х Р) - (4, 68 х В) ,
где m - масса тела в килограммах, Р - рост в сантиметрах, В - возраст в годах.
Очевидно, что энергозатраты хирургического пациента выше величины основного обмена. На величину энергопотребности пациента влияют такие факторы как физическая активность (постельный или палатный режим), травма (операция большого объема, политравма, ожоги), инфекционный процесс, температура тела, исходная нутритивная недостаточность. С целью получения максимально достоверной информации об истинных энергопотребностях пациента в клинической практике используют исправленное (корректированное) уравнение Харрисона-Бенедикта:
Энергопотребность пациента = Основной обмен х Фактор активности х Температурный фактор х Фактор повреждения х Дефицит массы тела.
Значение вышеуказанных факторов в зависимости от той или иной клинической ситуации представлено в таблице.
Коэффициенты для коррекции уравнения Харрисона-Бенедикта.
Температурный фактор
Фактор повреждения
Дефицит массы тела
Фактор активности
Операции малого объема - 1, 1
Операции большого объема - 1, 3
Политравма, черепно-мозговая травма - 1, 6
Ожоги до 30% - 1, 7
Ожоги до 30-50% - 1, 8
Ожоги до 50-70% - 2, 0
Ожоги до 70-90% - 2, 2
Постельный режим - 1, 1
Палатный режим - 1, 2
Общий режим - 1, 3
Уравнение Айртона-Джонса, несмотря на возможность определения энергопотребностей и палатных пациентов, используется, как правило, для определения энергопотребностей больных, находящихся на искусственной вентиляции легких:
Энергопотребность пациента = 1784 - (11 х В) + (5 х m) - (244 х П) - (239 х Т) - (804 х Ож) ,
где В - возраст пациента, m - фактическая масса тела, П - пол пациента (0 - женский, 1 - мужской), Т - травма (0 - нет, 1 - есть), Ож - ожоги (0 - нет, 1 - есть).
Ряд авторов в качестве моделей определения энергопотребностей пациентов отдают предпочтение уравнениям Ли и Маффина-Джеора. По формуле Маффина-Джеора (2005 год) для расчета энергопотребностей используются следующие параметры:
Энергопотребности (женщины) = 9, 99 х m + 6, 25 х Р - 4, 92 х В - 161
Энергопотребности (мужчины) = 9, 99 х m + 6. 25 х Р - 4, 92 х В + 5,
где где m - масса тела в килограммах, Р - рост в сантиметрах, В - возраст в годах. По аналогии с уравнением Харрисона-Бенедикта уравнение Маффина-Джеора корригируется введением дополнительных коэффициентов:
Энергопотребности х К,
где К1 (1, 2) - отсутствие физической активности, К2 (1, 55) - средний уровень физического стресса, К3 (1, 9) - высокий уровень физического стресса.
По формуле Ли энергопотребности определяются следующим образом:
Энергопотребности = 13, 88 х m + 4, 16 х Р - 3, 43 х Р - 112, 4 х П + 54, 34,
где m - фактическая масса тела (кг), Р - рост пациента (см), П - пол пациента (0 - женский, 1 - мужской).
Третий вариант определения энергопотребностей пациента основан на применении усредненных значений энергозатрат в той или иной клинической ситуации и индивидуализирован в отношении конкретного пациента лишь с учетом его массы тела. Так, согласно актуальным рекомендациям ESPEN (2009) в послеоперационном периоде энергопотребности пациента составляют 25 - 30 ккал/кг/сут. В рекомендациях ASPEN (2009) в отношении энергообеспечения в послеоперационном периоде приводится значение 20 - 35 ккал/кг/сут. АКЕ для нестабильных оперированных пациентов рекомендует энергообеспечение 25 - 30 ккал/кг/сут, для стабильных пациентов - 20 - 25 ккал/кг/сут. Согласно приказу МЗ РФ № 330 от 2003 года энергообеспечение пациентов с нутритивной недостаточностью легкой степени должно составлять 25 - 35 ккал/кг/сут, средней степени - 35 - 45 ккал/кг/сут, тяжелой степени - 45 - 60 ккал/кг/сут. А. В. Пугаев и Е. Е. Ачкасов в 2013 году усовершенствовали метод определения энергопотребностей по средним значениям разделением пациентов на группы с учетом патологии и объема оперативного вмешательства.
Энергопотребности пациентов в послеоперационном периоде (по А. В. Пугаеву и Е. Е. Ачкасову, 2007).
Характер патологии и оперативного вмешательства
Необходимое энергообеспечение, ккал/кг/сут
Нормальное состояние питания, отсутствие метаболических нарушений
Малые хирургические операции (аппендэктомия, холецистэктомия, грыжесечение и пр. ), ОНМК, кишечная непроходимость, диарея, легкие травмы, печеночная недостаточность, острая почечная недостаточность
Переломы костей, перитонит, острый панкреатит, кишечный свищ, энтероколит
Операции большого объема (резекция легких, желудка, ободочной и прямой кишки, печени и пр. ), сепсис, тяжелые травмы, ЧМТ
Ожоги:
Голодание с потерей более 20% массы тела
Поскольку белок является основной пластической субстанцией нашего организма, его использование при нутритивной поддержке преследует две основные цели: минимизация потерь собственного белка и обеспечение возможности пролиферации клеток в ходе репаративных процессов. При этом следует учитывать тот факт, что изолированно вводимый белок (в виде поли-, олигопептидов или аминокислот) без соответствующей энергетической поддержки сам будет использоваться организмом не более как еще один источник энергии. Принято считать, что для усвоения организмом 1 грамма белка требуется дополнительно 150 ккал энергии в виде углеводов или (и) жиров. Поскольку белок является основным азотсодержащим соединением в организме (в белке в среднем содержится 16% азота), расчеты потерь и потребности в белке основаны на исследовании динамики концентрации азота в биологических жидкостях. Известно, что 1 грамм азота содержится в 6, 25 белка, формирующего в свою очередь 25 г мышечной массы. Азотистый баланс, представляющий разницу между полученным и выделенным организмом азотом, является важнейшим маркером катаболической (отрицательный азотистый баланс) или анаболической фаз (положительный азотистый баланс) послеоперационного периода. По исправленной Е. Е. Ачкасовым (2013) формуле, с учетом всех ранее не принимавшихся во внимание потерь, величина азотистого баланса расчитывается следующим образом:
Азотистый баланс (г/сут) = Введенный белок (г/сут) / 6, 25 - Азот мочевины мочи (г/сут) х 1, 25 - 4 - ДПА (г/сут),
где ДПА - дополнительные потери азота с дренажным или раневым отделяемым, содержимым назогастрального зонда.
При определении потребности пациента в белке обычно используют расчеты по методу определения суточных потерь азота, по степени катаболизма и по энергопотребности пациента.
Расчёт потребности в белке по суточным потерям азота проводится с использованием следующих формул:
Потребность в белке = [Азот мочевины (г/л) х Объем мочи (л) + 4] х 6, 25
Потребность в белке, г/сут = [Мочевина (ммоль/л) х Объем мочи (л) х 28/1000 +4] х 6, 25
Расчет потребности в белке по степени катаболизма представлен в таблице.
Определение потребности пациента в белке по степени катаболизма.
Читайте также: