Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Energetický metabolismus František Duška Prezentace ke stažení na

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Energetický metabolismus František Duška Prezentace ke stažení na"— Transkript prezentace:

1 Energetický metabolismus František Duška Prezentace ke stažení na

2 Fyzikální základy SI jednotka: joule = J = N.m kalorie (cal) = 4,18 J= energie potřebná k ohřátí 1 g H2O o 1 °C (z 15.5 na 16.5 °C) kilokalorie (kcal) = „velká kalorie“ = 1000 cal = 4,18 kJ. ▫nejčastěji užívaná v energetickém metabolismu ▫např. 1 ml enterální výživy obvykle obsahuje 1 kcal

3 Základní pojmy Energetický výdej: množství energie spotřebované za časovou jednotku Respirační kvocient (RQ) = vydané CO2/spotřebovaný O2 Energetický ekvivalent: množství enrgie uvolněné spotřebou 1 l O2 (cca 4,8 kcal/l) Energetická hodnota živin: energie uvolněná oxidací 1 g živin: ▫CHO = proteiny = 4 kcal/g, lipidy 9 kcal/g

4 Základní schéma energetického metabolismu Oxidace živin DŘ ATP

5 Katabolismus Sacharidy, lipidy: oxidace na CO2 a H2O Aminokyseliny: dtto, ▫ dusík aminoskupiny měněn na močovinu (95%) a amoniak (5%), které jsou vylučovány močí ▫Cca 5g proteinů/den se vyloučí stolicíí, kůží ▫1 g N pochází z 6,25 g proteinů Dusíková bilance: N přijatý – N vyloučený ▫Pozitivní: anabolismus, růst, rekonvalescence ▫Negativní: stáří, nemoc, hladovění

6 Procesy konzumující energii Zevní práce Syntetické děje („growth and repair“, syntéza zásobních substancí) Teplo ▫U lačného člověka, který leží v klidu, je veškerá energie uvolňována jako teplo… a též se tak měří.

7 Složky, změny v nemoci, metody odhadu, výpočtu, měření – nepřímá kalorimetrie

8 Energetický výdej Složky energetického výdeje: ▫„bazální metabolismus“ 60% ▫dietou indukovaná termogeneze 10% ▫fyzická aktivita: variabilní BMR = 1 kcal/kg.hod, závisí na: ▫pohlaví (muži >ženy) ▫věku (mladší > starší) ▫v nemoci na tělesné teplotě a stupni stresu

9 Odhad energetického výdeje EE = BMR * IF * AF * TF ▫IF (injury factor)  1,0 u nestresovaného, 1,1 elektivní chirurgie … 1,5 septický šok ▫AF (activity factor)  0,9 řízená ventilace; 1,0 klid na lůžku … 1,5 ambulantní nem. nebo aktivně RHB ▫TF (temperature factor)  37 C = 1,0 s každým stupněm tělesné teploty se TF upravuje o 0,1

10 Příklad 45 letý pacient (85 kg) 7. den po polytraumatu hlava-hrudník-končetiny, v sepsi, fyzikálně chlazený na 37 C a vhluboké analgosedaci kvůli vzestupům ICP, plně řízená ventilace ▫BMR = 24 Kcal/kg.den * 85 kg = 2040 kcal ▫IF (polytrauma, sepse)= 1,5 ▫AF (hluboká analgosedace, řízená UPV) = 0,9 ▫TF pro 376 C = 1,0 EE = 2040*1,5*0,9*1,0 = 2754 kcal/den kalorický cíl = 80% = 2200 kcal/den

11

12 Harris-Benedictova rovnice Proc Natl Acad Sci, 1918

13 Harris-Benedictova rovnice Výpočet BMR podle pohlaví, věku, výšky, váhy ▫klinicky se dodnes používá (Excel) ▫málo přesná u obézních EE = 66+13,75*85 + 5*178 – 6,76*45 = 1820 kcal (odlišnost od odhadu 11%) Proc Natl Acad Sci, 1918

14 Měření energetického výdeje Referenční metody (klinicky nepoužitelné): ▫Přímá kalorimetrie ▫Double-labeled water Nepřímá kalorimetrie ▫princip = měření spotřeby O 2, výdeje CO 2 a odpadů dusíku močí ▫bed-side metoda ke zjištění energetického výdeje a event. trojpoměru oxidovaných živin

15 Přívod vzorku plynu z inspiračního ramene okruhu Přívod vydechovaného plynu K pacientovi Od pacienta

16

17 Princip nepřímé kalorimetrie Tvorba ATP+tepla probíhá v návaznosti na dýchací řetězec, který spotřebovává O 2 Weir, 1949: EE(kcal/24h)=V o2 (l/24h)*4,856 ▫spotřeba kyslíku závisí na typu oxidované živiny (4,66-5,05 kcal/ l O 2 ) 1g glukózy + 0,747 l O 2 = 0,747 l CO 2 + 0,6 g H 2 O3,7 kcal 1g proteinu + 1,031 l O 2 = 0,859 l CO 2 + 0,4 g H 2 O + 0,16 g N4,7 kcal 1g TAG + 2,023 l O 2 = 1,436 l CO 2 + 1,07 g H 2 O9,5 kcal 5,054,66

18 Princip nepřímé kalorimetrie II. K přesnému zjištění EE je nutno znát trojpoměr oxidovaných živin Měříme navíc výdej CO 2 a odpady N močí ▫z těchto hodnot již lze EE zjistit přesně ▫RQ= CO 2 /O 2 1g glukózy + 0,747 l O 2 = 0,747 l CO 2 + 0,6 g H 2 ORQ=1,0 1g proteinu + 1,031 l O 2 = 0,859 l CO 2 + 0,4 g H 2 O +0,16 g NRQ=0,83 1g TAG + 2,023 l O 2 = 1,436 l CO 2 + 1,07 g H 2 ORQ=0,71

19 Princip nepřímé kalorimetrie III.

20 Princip nepřímé kalorimetrie Výstupy Trojpoměr oxidovaných živinEnergetický výdej Kalkulace Množsví oxid. proteinů O 2 NP, CO2 NP Vstupy Spotřeba O 2, výdej CO2Odpady N močí

21 Výpočet EE z O 2, CO 2 a odpadů N Vzorce navržené různými autory se liší, odchylka je minimální ▫Consolazio, 1963 ▫Elia & Livesey, 1990 ▫Mansel & Macdonald, 1990 etc. Kalorimetr kalkulaci provádí sám

22 Úskalí nepřímé kalorimetrie Základní podmínky: ▫adekvátní kalibrace  FiO2 v bombě musí odpovídat inspir. FiO2 ▫rovnováha mezi respirací a ventilací  nestabilní ABR  pozor na úniky z okruhu, bublající hrudní drény! ▫ adekvátní stanovení odpadů N močí  met. acidóza = až 50% N vyloučeného jako amoniak!

23 Úskalí nepřímé kalorimetrie II Metabolický „steady state“ je předpokladem ▫GNG z AK a následně oxidace glukózy kalorimetrie nerozliší od přímé oxidace AK ▫ketogeneze z MK a oxidace KL = oxidace MK atp. Pozor:  anaerobní metabolismus (RQ >1,0 )  oxidace ketolátek (RQ = 0,89-1,0)  de novo lipogeneze (RQ >1,0) Matematické korekce pro tyto situace existují, ale jsou pro praxi těžko použitelné: Frayn, Am J Phys, 1983; Livesey, Am J Clin Nutr, 1988; Mansell, Am J Phys, 1990

24 Nepřímá kalorimetrie v praxi U pacientů ve stabilizovaném stavu ▫poskytuje klinicky relevantní data o EE, a tím nám umožní vyhnout se NEGATIVNÍ KUMULATIVNÍ ENERGETICKÉ BILANCI i OVERFEEDINGU Vzestup RQ >1,0 ▫anaerobní metabolismus? ▫přetížení glukózou (de novo lipogeneze)? Pokles RQ <0,7 ▫nevídáme: nejč. technická chyba ▫čistá glukoneogeneze, hrazení kyslíkového dluhu

25 Nepřímá kalorimetrie v praxi Vzestup klidového EE proti předchozím dnům ▫SIRS/sepse Pokles klidového EE proti přechozím dnům ▫sepse, CARS ▫smrt mozku (pokles EE o 25%)

26

27 Energetická homeostáza Energetická bilance= příjem – výdej ▫Pozitivní: obezita ▫Negativní =podvýživa Jak je zajištěno, že příjem odpovídá výdeji?

28 Energetická homeostáza Centrum příjmu potravy = hypothalamus ▫Laterální = centrum hladu: AgRP, NPY ▫Mediální = centrum sytosti: MSH Aferentace: ▫Stav tukových zásob: leptin, inzulin ▫Přítomnost potravy v GIT: CCK, PYY ▫Nepřítomnost potravy v GIT: Ghrelin ▫Vliv energetických substrátů?

29

30 Rozdíl mezi normálním a stresovým hladověním

31 Energetické rezervy Energetické rezervy organismu (80kg štíhlý pacient, bez preexist. malnutrice): ▫sacharidy: 0,6 kg = 600x4 kcal = 2 400kcal ▫lipidy: 15kg = x9 kcal = kcal ▫proteiny: 10 kg = 10000x4kcal =40 000kcal Potřeba energie: ▫1 kcal/kg/hod (nestresovaný muž): významně modifikováno ve stresu

32 Prosté hladovění Z evoluce vyvinuty dokonalé adaptační mechanismy, nerušené chorobou ▫postupný pokles oxidace glukózy vede k šetření proteinů ▫energetický výdej klesá a je kryt oxidací tuků ▫v adaptaci je klíčový pokles inzulinémie + rozvoj inzulínové rezistence Dg. snadná klinickým vyšetřením LDN, mentální anorexie: reverzibilní přívodem energ. substrátů

33 Metabolická reakce na stres I. Fáze odlivu: 1. den ▫resuscitace šoku, hypoperfuze tkání, acidóza, hypometabolismus ▫hyperglykémie, elevace laktátu  glykogenolýza:  inzulín,  kontraregulace   odsun glukózy ▫hypocholesterolémie

34 Metabolická reakce na stres II. Fáze přílivu: (10.) den ▫klinicky fáze selhávání vzdálených orgánů - MODF, SIRS/CARS ▫hypermetabolismus ▫hyperglykémie  vysoký obrat glukózy: glukoneogeneze z AK  inzulínová rezistence – klíčový fenomén

35

36 Metabolická reakce na stres III. Důsledky stresového hladovění a hypermetabolismu ▫proteolýza (až 1kg svalové hmoty denně!)  sval. slabost, imunosuprese, horší hojení ran, hypalbuminemie ▫hyperglykémie ▫tuky se mobilizují relativně málo stav není reverzibilní prostým přívodem živin

37 Metabolická reakce na stres IV. Prolongovaná fáze kritického onemocnění: od 10.dne ▫cca 10% pacientů na JIP ▫odeznívá hypermetabolismus, trvá inzulínová rezistence, generalizovaná adenohypofyzární suprese ▫prohlubují se důsledky „muscle wasting“

38 Vyšetření stavu výživy Klinické: ▫Hmotnost, změna za poslední měsíc a rok ▫Příjem potravy: vyš. dietní sestrou ▫Síla stisku ruky ▫Antropometrie: BMI, obsah tuku v těle (kožní řasy, bioimpedance) Laboratorní: ▫Glykémie, TG, cholesterol, urea ▫Albumin, prealbumin, RBP, CHE

39 Porovnání normálního a stresového hladovění Normální Normo až hypoglykémieHypometabolismus Ztráty proteinů snížené, normoalbuminemie Reverzibilní přívodem výživy Kachexie, marasmus Stresové HyperglykémieHypermetabolismus Ztráty proteinů zvýšené, hypalbuminemie Irreverzibilní přívodem výživy Kwashiorkor


Stáhnout ppt "Energetický metabolismus František Duška Prezentace ke stažení na"

Podobné prezentace


Reklamy Google