1/05/2011
Stress en substraatmetabolisme Jan J. De Waele MD PhD SICU Universitair Ziekenhuis Gent
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Inleiding Voeding is belangrijk bij de gehospitaliseerde patient IZ patienten verschillen fundamenteel Insult dat orgaanfunctie verstoort Effect op metabolisme en nutritionele noden Begrijpen van deze veranderingen essentieel
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
1
1/05/2011
Agenda • • • • • •
Fysiologische respons op stress Energie metabolisme bij stress Energiebehoeften Vasten Substraatmetabolisme Koolhydraten, eiwit en vet
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Fysiologische respons op stress • Uitgebreide veranderingen • Ontstekingsreactie centrale rol • In alle orgaansystemen: circulatie, endocriene organen, metabole en immuunsysteem • Adaptatie aan verschillende vormen van stress: trauma, heelkunde, brandwonden • CZS belangrijke rol – oa. hypothalamushypofyse as LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Fysiologische respons op stress
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
2
1/05/2011
Fysiologische respons op stress Hypothalamus-hypofyse as Andere endocriene assen = neuroendocriene respons → Stress hormonen vrijstelling: cortisol, epinephrine, norepinephrine, vasopressine, GH, glucagon Synergie • Resultaat snel adaptatiesysteem • Seconden (epinephrine) tot uren (cortisol) LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Fysiologische respons op stress
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Fysiologische respons op stress Triggers neuroendocriene respons • • • • • • •
Mentale stress Fysieke training Pijn Hypovolemie Hypothermie Hypoglycemie Metabole afwijkingen
Grootte respons afhankelijk van intensiteit stimulus LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
3
1/05/2011
Metabole respons: energiemetabolisme Kenmerk: verhoogd metabolisme • Vrijstelling endogene substraten voor energiemetabolisme • Toename uitwisseling van substraten tussen organen
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Metabole respons: energiemetabolisme Insuline resistentie • Verhoogd plasma glucose • Gluconeogenese • Endogene glucose productie • Lipolyse → vrijstelling vetzuren voor metabolisme
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Metabole respons: energiemetabolisme Gezonde individuen • BEE ifv vetvrije massa • Meest actief: spieren en darmen • REE 20kcal/kg/dag
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
4
1/05/2011
Metabole respons: energiemetabolisme Verhoogd bij IZ patienten • Initieel wat verminderd • Verhoogd 120-150% na trauma of sepsis • Tot 170% bij brandwonden • Geinduceerd door stresshormonen • Duur variabel, ifv evolutie van patient
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Metabole respons: energiemetabolisme
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Metabole respons: energiemetabolisme IZ patienten
REE verandering
Koorts (per °C)
+10% to 15%
Sepsis
+20% to + 60%
Trauma
+ 20 to 50%
Brandwonden
+40% to +80%
Behandeling Kunstmatige beademing
-25% to -35%
Nutritionele ondersteuning
+20%
Agitatie
+50% to +100%
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
5
1/05/2011
Metabole respons: energiemetabolisme Drug IZ patienten
REE verandering - 9%
Opiaten Post-op rewarming Shivering
-26% -59%
Sedatie
-20% to -55%
Barbituraten
-32%
NMB
-42%
Catecholaminen
+32%
ß-blokkers
-6% -7% LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Energie behoeften Klinische evaluatie van energiebehoefte moeilijk • Formules (obv lengte gewicht geslacht leeftijd) • Vaak onderschatting • Correcties voor stress? • Technische opties
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Energie behoeften Harris-Benedict formule • Mannen: 66.5 + (13.8x gewicht) + (5 x lengte) – (6.8 x leeftijd) • Females: 655.1 + (9.6 x gewicht) + (1.9 x lengte) – (4.7 x leeftijd) Correctie factoren: • Postoperatief: geschatte REE x 1.1 • Multipele fracturen: geschatte REE x1.1 to 1.3 • Ernstige infectie: geschatte REE x 1.3 to 1.6 • Brandwonden: geschatte REE x 1.5 tO2.1 • Koorts: geschatte REE x1.1/°C boven 37°C
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
6
1/05/2011
Energie behoeften Technische methodes Directe calorimetrie Indirectie calorimetrie • O2verbruik en CO2productie • Inperfect • Mechanische ventilatie, rustige patient • Beste estimatie
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Energie behoeften
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Energie behoeften Praktisch • 20-25 kcal/kg per dag minale tot matige stress • 25-30 kcal per dag ernstige stress • >30 kcal per dag uitgebreide brandwonden
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
7
1/05/2011
Energie behoeften • Matchen van behoeften moeilijk • Behoeften variabel in het verloop van de ziekte • Rol van route: EN vs PN
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Aanpassing aan vasten Gezonde vrijwilligers Progressieve daling van het metabolisme • Stimulatie van productie en gebruik van ketonen • Vermindering van EWmetabolisme
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Aanpassing aan vasten
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
8
1/05/2011
Aanpassing aan vasten IZ patienten Adaptatie mechanismen beperkt • Ketonproductie geremd • EW catabolisme +++ Vasten te vermijden
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Energie behoeften • Hypocalorische voeding? • Recente data suggereren voordeel • 18 kcal/kg • Retrospectief
• BW, ABW, IBW?
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Energie behoeften
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
9
1/05/2011
Energie behoeften Energie deficit = Energie toediening – Energie verbruik
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Energie behoeften
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Metabole respons Uitgebreide veranderingen Verhoogd metabolisme
Koolhydraten (KH)
Eiwitten (EW)
Vetten (VVZ)
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
10
1/05/2011
Insuline resistentie Typisch voor ernstige ziekte Hyperglycemie Veranderd EW, KH en vetmetabolisme – ∆ Glucose opname – ↑ Endogene glucose producMe – ↓ VVZ
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Insuline resistentie
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Insuline resistentie Insuline • Regulator endogene glucose productie • Onderdrukt tijdens KHrijke maaltijden • Gestimuleerd post-absorptie ICU: endogene productie blijft hoog bij KH toediening
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
11
1/05/2011
Insuline resistentie Glucose toediening en endogene productie
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Insuline resistentie Endogene productie stabiel ifv glycemie load
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Koolhydraat metabolisme Glucose = energiesubstraat ondanks insuline resistentie • Verminderde insuline-afhankelijke opname → →
>> spieren en vet < hart en lever
• Vermeerderde insuline-onafhankelijke opname → →
Hersenen, RBC, nier Wonden, macrofagen LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
12
1/05/2011
Koolhydraat metabolisme Glucose oxidatie • Normaal bij meeste patienten • Soms toegenomen • Sepsis: vet als preferentiele bron van energie, glucose oxidatie weinig veranderd ICU: Vet synthese uit glucose gestimuleerd (lever en andere organen) • Niet beinvloed door insuline resistentie LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Vet metabolisme Vet normaal 15-30% LG Belangrijkste energiereserve ICU: belangrijkste bron van energie igv hypocalorische voeding
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Vet metabolisme Metabolisme na 3d vasten
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
13
1/05/2011
Vet metabolisme • Lipolyse geactiveerd bij meeste stress situaties – release van stresshormonen • → VVZ concentraMes normaal tot hoog • Vetopname niet door insuline geregeld • VVZ verbruik geregeld door concentratie
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Vet metabolisme Insuline gaat wel lipolyse beinvloeden: onderdrukken wanneer glu en ins hoog
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Eiwit metabolisme “Protein wasting” • Meer catabolisme dan anabolisme • Ondanks nutritionele ondersteuning • Doel: AZ naar immuniteit en inflammatie
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
14
1/05/2011
Eiwit metabolisme “Protein wasting”
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Eiwit metabolisme “Protein wasting”
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Gebruik van substraten • KH en vet worden efficient gebruikt • Optimale verhouding controversieel • Oxidatie afhankelijk van concentratie • Vetoxidatie verminderd igv hoge KH load en insuline • Betere N-balans igv hoog KH gehalte
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
15
1/05/2011
Conclusies • Stress veroorzaakt fundamentele veranderingen in metabolisme • Nutritionele ondersteuning belangrijk • Behoefte moeilijk te bepalen • Glucose en vet voornaamste energiebron • EW verlies moeilijk te counteren
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
Thank you for your attention
[email protected]
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
LLL Symposium – Stress en substraatmetabolisme
16