Источники энергии и аминного азота в парентеральном питании

Министерство образования Российской Федерации

Пензенский Государственный Университет

Медицинский Институт

Кафедра Хирургии

Реферат

на тему:

«Источники энергии и аминного азота в парентеральном питании»

Пенза

2008

План

Источники энергии
Источники аминного азота

Литература

1. Источники энергии

Основными источниками энергии при ПП являются углеводы, вводимые в виде моносахаридов, и жиры, вводимые в виде жировых эмульсий.

Глюкоза. Одним из наиболее распространенных ингредиентов ПП является глюкоза (декстроза). Из общего количества вводимой внутривенно глюкозы 65% циркулирует в крови и распределяется по органам, 35% – задерживается в печени, превращаясь в гликоген или жир. Помимо поставки энергии, глюкоза усиливает окислительно-восстановительные процессы, улучшает антитоксическую функцию печени, стимулирует сократительную способность миокарда. Глюкоза – единственный углевод, необходимый для нормальной функции мозга. При гипогликемии возникают различные формы энцефалопатии: психические расстройства, эпилептические припадки, делирий и кома. Глюкоза необходима также для предотвращения избыточных потерь воды, некоторых микроэлементов; она стимулирует секрецию инсулина.

Суточная потребность организма в глюкозе зависит от общеэнергетической потребности, но не должна быть менее 150–200 г., иначе глюкоза начинает синтезироваться из аминокислот. Травматологическим и септическим больным, являющимся глюкозо- и инсулинзависимыми пациентами, углеводов, в том числе глюкозы, требуется больше. По крайней мере, 40–50% затраченной энергии должно покрываться за счет поступления углеводов. Общая доза глюкозы может возрасти до 200–500 г. в сутки. Однако углеводы оказывают значительное влияние на ФВД, повышая дыхательный коэффициент и MOB. Для ПП могут применяться различные концентрации глюкозы, что зависит от баланса воды и осмолярности, но чаще используют 20–30% растворы. Оптимальная скорость инфузии раствора глюкозы равна 0,5 г/кг/ч или не более 170 мл 20% раствора в 1 час. При этом содержание глюкозы в моче может колебаться от 0,4 до 2%. В условиях ПП необходимость в эквилибрации инсулином вводимых глюкозированных растворов необязательна.

Инсулин дает собственные побочные эффекты (угнетает мобилизацию жирных кислот из жировой ткани, не позволяет использовать эндогенное топливо), поэтому при ПП, если концентрация глюкозы в сыворотке крови стойко держится выше 11,1 ммоль/л (200 мг%), добавляют инсулин (табл. 1). При нормальной концентрации глюкозы в сыворотке крови инсулин не назначают.

Таблица 1. Определение дозы инсулина, необходимой для введения при парентеральном питании

Содержание глюкозы в сыворотке крови при инфузии ее 5% раствора, ммоль/л	Доза инсулина (на 250 г. глюкозы), ЕД
7,2	6
8,3	10
11.1	18
13.9	25

Применение глюкозы в целях ПП показало ее хорошую усвояемость. Во избежание раздражения интимы сосудов, возникновения флебитов концентрированные растворы глюкозы должны вводиться только в центральные вены. В качестве углеводных растворов для ПП могут быть использованы растворы глюкостерила («Фрезениус»).

Глюкостерил – 5%, 10%, 20% и 40% растворы глюкозы – дает организму калории, которые быстро усваиваются. Одновременно эти растворы могут быть использованы как донаторы свободной безэлектролитной воды. Общая суточная доза – не более 1,5–3 г. глюкозы на 1 кг массы тела. Вводят внутривенно капельно, контролируя электролитный баланс (табл. 2). Осмолярность 5% раствора глюкостерила равна 277 мосм/л, 10% – 555 мосм/л, 20% – 1110 мосм/л и 40% раствора – 2220 мосм/л.

Фруктоза. Наряду с глюкозой для ПП применяют фруктозу (левулеза), которая при ряде заболеваний оказывается предпочтительней, чем глюкоза. Она метаболизируется преимущественно в печени независимо от инсулина и стимулирует образование глюкозы; обладает сильным антикетогенным действием, быстро усваивается и незначительно усиливает диурез, что позволяет применять повышенные суточные дозы. При заболеваниях печени, сердца и шоке обмен фруктозы прекращается не так быстро, как глюкозы. Полагают, что фруктоза оказывает специфическое влияние на обмен аминокислот, останавливает глюконеогенез и таким образом сохраняет аминокислоты. В то же время она не может быть использована клетками мозга. Это свойство является основной метаболической функцией глюкозы. Растворы фруктозы вводят со скоростью 0,25–0,5 г/кг/ч. В клинической практике также применяют инвертный сахар (инвертоза), который состоит из равных частей глюкозы и фруктозы.

Таблица 2. Концентрация глюкостерила и скорость введения

Концентрация	Скорость введения
%	ккал/л	мл/кг/ч	капель/мин
5	200	3	70
10	400	2,5	60
20	800	1,7	40
40	1600	0,8	20

Общие противопоказания к назначению растворов глюкозы и фруктозы: непереносимость глюкозы или фруктозы, сахарный диабет без одновременного контроля концентрации глюкозы крови, гипергидратация, повышение осмолярности крови, отравления метиловым спиртом, гипокалиемия. Нередко эти растворы комбинируются с электролитами. В этих случаях их нельзя применять при почечной недостаточности, гиперкалиемии и декомпенсированной сердечной недостаточности.

Жировые эмульсии находят широкое применение в качестве энергетического обеспечения при ПП. Высокая калорийность жира (9,3 ккал/г) в малом количестве вводимой жидкости позволяет обеспечить 30 – 40% и более небелковых энергетических потребностей. Сырьем для производства жировых эмульсий являются растительные масла: соевое, хлопковое или сафлоровое. Для эмульгирования масел до хиломикронов размером до 1 мкм используются либо яичный лецитин, либо соевые фосфолипиды. Изотоничность с кровью достигается путем добавления глицерола. Данное свойство жировых эмульсий очень важно, так как позволяет вводить их в периферические вены без опасности возникновения флебитов.

Наиболее известными жировыми эмульсиями являются липовеноз, липофундин, интралипид и др. Как правило, жировые эмульсии выпускаются в виде 10% и 20% растворов, содержащих в 1 л соответственно 1000 и 2000 ккал.

Метаболизм жиров сложен. При всасывании через кишечную стенку под влиянием липаз и желчных кислот триглицериды, фосфолипиды и определенные белки образуют частицы размером около 1 мкм – хиломикроны, которые делают возможным существование жира в воде. Это основная транспортная форма жира в воде.

Современные требования к жировым эмульсиям: отсутствие побочных реакций, максимальное сходство жировых частиц с хиломикронами человека, наличие незаменимых жирных кислот, отсутствие влияния на свертываемость крови и накопление в ретикулоэндотелиальной системе. Таким требованиям соответствует применение липовеноза.

Липовеноз (10% и 20% эмульсии) представляет собой набор жирных кислот для ПП (табл. 3). Липовеноз отличают высокая калорийность, большое содержание незаменимых кислот (линолевая и линоленовая), высокое содержание холина, достаточное для покрытия дневной потребности в калориях, и низкое содержание фосфолипидов. Липовеноз не влияет на функцию почек, исключая таким образом потери энергии; изотонически действует на кровь, обеспечивая возможность его введения в периферические вены.

Таблица 3. Состав 1 л липовеноза

Жирные кислоты	10% эмульсия	20% эмульсия
Глицерол	25 г.	25 г.
Яичный лецитин с холином	6 г	12г
Масло сои	100 г.	200 г.
Калории	1100 ккал/л	2000 ккал/л
Осмолярность	310 мосм/л	360 мосм/л
РН	7,0–8,5	7,0–8,7

Липовеноз, как и другие жировые эмульсии (табл. 4), нельзя смешивать с другими инфузионными растворами или препаратами в одном флаконе. Такие добавки могут нарушить структуру эмульсии и в кровяное русло попадут большие частицы жира. Противопоказана его комбинация со спиртами. Введение липовеноза можно проводить одновременно с растворами аминокислот и / или с растворами углеводов через раздельные инфузионные системы и вены.

Таблица 4. Жировые эмульсии

	Липовеноз	Интралипид	Липофундин
Эмульсия	10%	20%	10%	20%	10%	20%
Жирные кислоты, %
линолевая	54	87	50	50	26,7	27,1
олеиновая	–	–	26	26	13,8	13,0
линоленовая	8	9	9	9	3,3	3,5
Пальмитиновая	–	–	10	10	8,4	7,1
Жирные кислоты со средней длиной цепи, %	–	–	–	–	44,6	46,4
Калорийность, ккал/сут	1080	2000	1100	2000	1058	1908
Осмолярность, мосм/л	272	360	260	268	345	380
Жировая составляющая	Соевое масло

Очень важно медленное капельное введение. Максимально вводят 0,125 г. жира на 1 кг массы тела в 1 ч. Однако сначала эту дозу уменьшают до 0,05 г./кг/ч. Инфузия начинается с 5 капель (!) в минуту и в течение 30 мин постепенно увеличивается до 13 капель/мин. Суточная доза жировых эмульсий не более 250–500 мл. Средняя скорость введения 50 мл/ч.

Проникновение в митохондрии жирных кислот с длинной цепью происходит более физиологично, чем жирных кислот со средней цепью. Это подтверждается тем, что в процессе митохондриального обмена не наблюдается накопление побочного продукта – дикарбоксиленовой кислоты, являющейся токсичной для ЦНС.

Значение жиров в общем метаболизме трудно переоценить. Жиры, как и углеводы, являются важнейшими источниками энергии, и попытка возмещения энергозатрат организма одними углеводами недопустима. Для возмещения энергозатрат за счет углеводов нужно применять либо очень большие количества жидкости, либо увеличивать концентрацию растворов, что неминуемо сопровождается осмотическим эффектом, усиленным диурезом и перераспределением клеточной и внеклеточной жидкости. При этом перегружается инсулиновый аппарат поджелудочной железы, больной не получает незаменимых жирных кислот, необходимых для биосинтеза таких важнейших соединений, как простагландины. Глюкоза способствует увеличению экскреции норадреналина с мочой, излишек ее преобразовывается в жир, что ведет к жировой инфильтрации печени. В комбинации с жировыми эмульсиями этот эффект отсутствует.

Согласно современным представлениям, суточная потребность организма человека в жирах (в виде жировых эмульсий) составляет в среднем 2 г/кг. Использовать жировые эмульсии в виде единственного источника энергии при ПП нецелесообразно. При ПП возможны различные соотношения вводимых углеводов и жиров: 70% и 30%, 60% и 40%, 50% и 50%, 40% и 60%, что зависит от вида патологии, переносимости вводимого субстрата и других причин.

При использовании жировых эмульсий, как и углеводных растворов, необходим лабораторный контроль (определение уровня сахара крови, электролитов, холестерина, триглицеридов, общий анализ крови), учет водного баланса. Чтобы избежать липемии, рекомендуется проводить ежедневный контроль состава сыворотки. Для этого натощак берут кровь, центрифугируют при 1200–1500 об/мин. Если плазма молочного цвета, то в этот день инфузию жировой эмульсии не проводят.

Жировые эмульсии противопоказаны при нарушениях жирового обмена, тяжелых геморрагических диатезах, нестабильном диабетическом обмене веществ, в первом триместре беременности, при эмболии, остром инфаркте миокарда, коме неясной этиологии. Как и другие растворы для ПП, жировые эмульсии не следует применять при острых и угрожающих состояниях (коллапс, шок, тяжелая степень дегидратации, гипергидратация, гипогликемия, дефицит калия).

Этанол – дополнительный источник энергии, который обычно применяют при отсутствии глюкозы или жировых эмульсий. При сгорании 1 г этанола образуется 7,1 ккал. Применение этанола не допускается в педиатрии, при нарушениях функции печени и мозга. Иногда этанол используется в качестве добавки к аминокислотным смесям. Утилизация этанола обеспечивается в тех случаях, когда скорость его введения не превышает 0,1 г/кг/ч. Добавка этанола в раствор не должна превышать 5%. Такой раствор следует вводить в вену медленно со скоростью 40 капель/мин. Нельзя вводить более 0,5–1 г. этанола на 1 кг массы в сутки. Противопоказания: шок, кома, гепатаргия, гипогликемия.

2. Источники аминного азота

Аминокислотные смеси и белковые гидролизаты

Важнейшей составной частью организма человека являются белки, которые, помимо структурного элемента, выполняют функцию регуляции многих метаболических и ферментативных процессов, участвуют в иммунных процессах и многочисленных жизнеобеспечивающих реакциях. Интенсивность белкового обмена у человека очень велика. При недостаточном поступлении белковых субстанций возникают глубокие изменения адаптивной и репаративной регуляции. Посредством внутривенных инфузий цельной крови, эритроцитов, плазмы и альбумина нельзя обеспечить организм человека белками. Несмотря на то что в 500 мл цельной крови содержится 90 г. белка, использовать кровь как источник аминного азота для ПП не представляется возможным, так как средняя продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней, после чего их белки расщепляются до аминокислот и могут быть задействованы в процессах синтеза организма. Аналогично обстоит дело и с инфузиями альбумина, период полураспада которого составляет до 20 дней.

Основными источниками аминного азота при ПП являются белковые гидролизаты и растворы кристаллических аминокислот (табл. 5). Главное требование, предъявляемое к данному классу инфузионных сред, – обязательное содержание всех незаменимых аминокислот, синтез которых не может осуществиться в организме человека. Это 8 незаменимых аминокислот: изолейцин, фенилаланин, лейцин, треонин, лизин, триптофан, метионин, валин. Шесть аминокислот – аланин, глицин, серин, пролин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты – синтезируются в организме из углеводов, а 4 аминокислоты – аргинин, гистидин, тирозин и цистеин не могут быть синтезированы в достаточном количестве, в связи с чем их относят к полузаменимым аминокислотам. Аминокислоты должны поступать в организм человека в строго определенных количестве и пропорциях. Например, соотношение незаменимых аминокислот (Н) и общего азота (О) при проведении ПП у детей и истощенных больных должно быть равно около 3. Если же ПП проводится для поддержания малонарушенного азотистого баланса, величина Н/О может быть более низкой – 1,4–1,8.

Международным комитетом по питанию за стандарт наиболее полноценного белка для питания человека принят яичный белок. В настоящее время все препараты белка сравнивают с этим стандартом. Огромный практический опыт, накопленный ведущими клиниками мира, показывает, что несбалансированность аминокислотного состава в используемых средах для ПП может нанести существенный вред организму человека. Причем это относится не только к недостаточному поступлению одной или нескольких аминокислот, но и к их избыточному введению. Так, избыточное введение глицина может привести к тяжелым токсическим реакциям, напоминающим интоксикацию аммиаком. Экспериментальные исследования показали, что избыточные нормы тирозина приводили к повреждению у крыс лап и глаз, а избыточные дозы цистеина оказывали токсическое воздействие на печень, вызывая цирротические изменения. Избыток фенилаланина может привести к психическим расстройствам и эпилептическим припадкам. В то же время некоторые аминокислотные растворы специально обогащаются аминокислотами для оказания терапевтического действия. Так, отмечено, что гистидин, являясь незаменимой аминокислотой, снижает уровень остаточного азота в крови у больных с уремией, а пролин способствует более быстрому заживлению ран.

Таблица 5. Состав аминокислотных смесей

Наименование	Аминостерил КЕ 10%, безуглеводный («Фрезениус»)	Аминоплазмаль лс 10 («Браун»	Вамин-9 без-электролитный («Р & U»)
Изолейцин Лейцин Лизин Фенилаланин Тирозин Метионин Цистеин Треонин Триптофан Валин	4,67 7,06 5,97 4,82 – 4,10 – 4,21 1,82 5,92	5,10 8,90 7,00 5,10 0,30 3,80 0,73 4,10 1,80 4,80	2,80 3,90 4,50 3,90 0,11 2,80 0,28 2,80 1,0 3,70
Общее количество незаменимых аминокислот, г/л	38,57	41,63	25,79

Аланин	15,0	13,70	8,0
Аргинин	10,64	9,20	5,60
Кислота аспарагиновая	–	3,72	1,70
» глутаминовая	–	4,60	2,80
» аспартиновая	–	1,30	.
» яблочная	–	1,0	1
Гистидин	2,88	5,20	3.40
Глицин	15,94	7,90	3,90
Пролин	15,0	8,90	3,40
Серин	–	2,40	2 30
Орнитин	–	3,20	!
Сорбит	–	100,0	56,89
Эбщее количество аминокислот, г/л	98,03	100,0	9,0
Общий азот, г/л	16,0	16,0	230,0
Калорийность, ккал	400,0	800,0	530,0
Осмолярность, мосм/л Н	1050,0	1590,0	5,60
Отношение незаменимых минокислот к общему азоту	2,40	2,60
Натрий, ммоль/л	30,0	45,0
Калий	20,0	25,0
Кальций
Магний	5,0
Хлориды	60,0	62,0
Ацетат	–	7,50
Емкость флакона, мл	500	500	500

Растворы кристаллических аминокислот. Достижения химии позволили синтезировать все аминокислоты в кристаллическом виде. Различают две оптически активные формы аминокислот – D и L. Для синтеза различных белков тела организм утилизирует в основном L-формы аминокислот. Исключение составляют лишь D-метионин и D-фенилаланин. Очень важным является то, что синтетические смеси аминокислот лишены каких-либо балластных примесей. Большинство аминокислотных смесей содержат все 8 незаменимых аминокислот, а также гистидин и аргинин. Для лучшей утилизации незаменимых аминокислот в синтетических аминокислотных смесях содержатся и заменимые аминокислоты. Обычно аминокислотные смеси имеют низкий рН и высокую осмолярность, что необходимо учитывать при ПП.

Следует обратить внимание на уровень аминного азота в используемой смеси аминокислот: чем выше этот уровень, тем значительнее питательная ценность данного препарата и тем меньше его потребуется для покрытия суточной потребности в белке. Так, в одном флаконе 10% раствора аминостерила КЕ содержится 16 г. азота, т.е. 100 г. белка.

Аминостерил КЕ (10% раствор) содержит незаменимые, полузаменимые и заменимые аминокислоты и электролиты. Он используется как для частичного, так и для полного ПП в сочетании с соответствующим количеством углеводов, жиров и электролитов; благодаря своей биологической структуре (принцип: картофель – яйцо) полностью отвечает задачам ПП. Этот препарат показан при недостаточном питании в до- и послеоперационном периоде, травмах, ожогах, истощающих заболеваниях. Его рекомендуется комбинировать с углеводными растворами (глюкостерил) и жировыми эмульсиями (липовеноз). Применяется до 1000 мл в сутки. Скорость инфузии до 1,3 мл/кг/ч, т.е. 25–30 капель/мин при массе тела 70 кг. Для удовлетворения потребности в калориях растворы углеводов необходимо вводить одновременно. Аминостерил противопоказан при нарушениях обмена аминокислот, почечной недостаточности, декомпенсированной сердечной недостаточности и гипокалиемии.

Белковые гидролизаты. Качество белковых гидролизатов оценивается по содержанию аминного азота относительно общего азота в препарате. Если растворы кристаллических аминокислот содержат аминокислоты в чистом виде, то в растворах гидролизатов доля свободных аминокислот варьирует от 40 до 80%. Оставшаяся часть приходится на пептиды с разной длиной аминокислотной цепи. Помимо полипептидов, снижающих питательную ценность белковых гидролизатов, в растворах содержатся аммиак, хромогены и гуминовые вещества.

При использовании для ПП растворов кристаллических аминокислот и белковых гидролизатов необходимо помнить, что их оптимальная утилизация происходит при достаточном снабжении организма энергией. Для полноценной утилизации аминокислотной смеси последнюю следует вводить длительное время – 14–17 часов, а в ряде случаев – на протяжении 24 часа, соблюдая при этом скорость инфузии – 0,15 г./кг/ч или 6 г/м²/ч. В противном случае препарат будет выводиться с мочой. Учитывая, что аминокислотные смеси являются осмотически активными соединениями, необходимо ежедневно исследовать осмолярность плазмы, а также содержание общего азота в моче, уровень электролитов, КОС, содержание мочевины в крови.

Базиснаясуточная потребность в питательных веществах и энергии при парентеральном питании:

Вода	1–1,2 мл/ккал
Белки	1 г/кг
Жиры	2 г/кг
Углеводы	2–3 г./кг
Натрий	1–1,4 ммоль/кг
Калий	0,7–1 ммоль/кг
Кальций	0,2–0,25 ммоль/кг
Магний	0,1 ммоль/кг
Хлор	1,3–1,9 ммоль/кг
Фосфор	0,15 ммоль/кг
Энергия	25–30 ккал/кг

Литература

«Неотложная медицинская помощь», под ред. Дж.Э. Тинтиналли, Р. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И. Кандрора, д.м.н. М.В. Неверовой, д-ра мед. наук А.В. Сучкова, к.м.н. А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; под ред. д.м.н. В.Т. Ивашкина, д.м.н. П.Г. Брюсова; Москва «Медицина» 2001
Интенсивная терапия. Реанимация. Первая помощь: Учебное пособие / Под ред. В.Д. Малышева. – М.: Медицина. – 2000. – 464 с.: ил. – Учеб. лит. Для слушателей системы последипломного образования. – ISBN 5–225–04560-Х