Парентеральное питание. Аминокислоты

Читайте в новом номере

Импакт фактор - 0,584*

*пятилетний ИФ по данным РИНЦ

Введение Название протеина произошло от греческого слова «proteno» – первый. Первоначальную идентификацию белка как класса осуществил Mulder в 1838 году, а Ф. Энгельс определил жизнь, как форму существования белковых тел, так как каждая клетка в организме частично состоит из белков, играющих важную роль в постоянном цикле обмена веществ. Известно, что белки состоят из больших молекул весом от 1 тыс. Дальтон до более чем 1 млн. Дальтон. Они могут быть расщеплены с по­мощью гидролиза на простые элементы – аминокислоты, которые являются пластическим материалом для «строительства» белков.


Аминокислоты состоят из карбоксильной (СООН) группы с кислотными свойствами и аминогруппы (NH2) с основными свойствами. В биологических материалах обнаружено 20 аминокислот:
1. Аланин
2. Валин
3. Изолейцин
4. Лейцин
5. Метионин
6. Пролин
7. Триптофан
8. Фенилаланин
9. Аргинин
10. Теронин
11. Лизин
12. Гистидин
13. Цистеин
14. Глутаминовая кислота
15. Глицин
16. Серин
17. Аспарагиновая кислота
18. Тирозин
19. Аспарагин
20. Глутамин.
В молекуле белка аминокислоты свя­за­ны друг с другом пептидной связью, в которой аминогруппа одной аминокислоты связывается с карбоксильной группой другой ами­нокислоты.
Биосинтез аминокислот
В ходе эволюции млекопитающие утра­тили способность к синтезу примерно половины из 20 протеиногенных аминокислот. Эти аминокислоты были названы незаменимыми аминокислотами и должны по­сту­пать с пищей. К ним относятся валин и изо­лейцин, а также лейцин, треонин, ме­тионин и лизин. Вокруг гистидина и аргинина ведутся споры, являются ли они незаменимыми для человека. Питательная ценность белков решающим образом зависит от содержания незаменимых аминокислот. Растительные белки зачастую бедны лизином или метионином. В то же время животные белки содержат все аминокислоты в сбалансированных соотношениях.
Деградация аминокислот
Деградации подвергаются углеродные скелеты белковых аминокислот. В итоге образуются метаболиты (рис. 1) [1]:
1. Оксалоацетат
2. Фумарат
3. Сукцинил–Ко–А
4 2–Оксоглутарат
5. Пируват
6. Ацетил–Ко–А
7. Ацетоацетат
2–оксоглутарат, сукцинил–Ко–А, фумарат, оксалоацетат и пируват являются предшественниками в про­цессе глюконеогенеза и участвуют в цитратном цикле. Аминокислоты, при деградации которых образуется один из пяти метаболитов, называются глюкогенными аминокислотами (кроме лизина и лейцина).
Два других продукта распада (ацетоацетат и ацетил–КоА) не могут включаться в глюконеогенез. Они используются для синтеза кетоновых тел, жирных кислот. Следовательно, если при деградации аминокислот образуется ацетил–КоА или ацетоацетат, это кетогенные аминокислоты. К ним относятся лейцин и лизин. Есть аминокислоты, которые являются одновременно и кетогенными, и глюкогенными – это фенилаланин, тирозин, триптофан и изолейцин.
Биологические функции аминокислот [1]
1. Стpуктуpные элементы пептидов и белков
В состав белков входят 20 протеиногенных аминокислот, которые кодиpyютcя генетическим кодом и опре­деляются в белках. Некоторые из них мoгyт быть фoc­фo­pилиpовaны, aцилиpoваны или гидpoксилирoваны.
2. Структурные элeмeнты дpyгих природных соeдинeний
Аминoкиcлoты и их производные входят в cocтaв ан­ти­биотиков, коферментов, желчных кислот.
3. Пepeнoсчики сигналов
Некоторые являются нейромедиаторами или предшественниками медиаторов и гормонов.
4. Метаболиты
Аминoкиcлоты — важнейшие, а некоторые из них жизненно необходимые компоненты питания. Аминo­киc­лoты участвуют в обмене веществ (нaпpимep, яв­ля­ются до­норами азота).
Синтез и обмен белка
В организме белки образуются из смеси аминокислот. Количество синтезируемого белка за сутки зависит от потребностей в нем организма, образования пищеварительных и других ферментов и прочих причин. Так, известно, что альбумин плазмы крови синтезируется со скоростью 10 г в сутки, а общее количество белка у человека массой тела 70 кг составляет 10 кг. При этом большая его часть находится в мышцах. Общий обмен белка в организме определяется понятием «азотистого баланса». Это разница между поступлением азота и его выделением. Важность понятия азотистого баланса обусловлена тем, что позволяет правильного судить о характере метаболических изменений, происходящих в организме больного (потеря с мочой 20 г азота соответствует распаду 125 г белка). В организме здорового человека азотистый баланс в целом сбалансирован, то есть количества поступающего и выделяемого белкового азота примерно рав­ны. При заболевании азотистый баланс – отрицательный.
Полученные с пищей белки подверга­ются полному гидролизу в желудочно–ки­шечном тракте до аминокислот, кото­рые всасываются и кровотоком распределяются в организме. Через кишечник и в небольшом объеме также через почки организм по­стоянно теряет белок. В связи с этими неизбежными потерями ежедневно необходимо получать с пищей не менее 30 г белка.
Аминокислоты не запасаются в организме, при избыточном поступлении аминокислот в печени они окисляются. Содержащийся в них азот превращается в мочевину и в этой форме выделяется с мочой, а углеродный скелет используется в синтезе углеводов, липидов или окисляется с образованием АТФ [1].
Высокий оборот белка в организме необходим потому, что многие белки относительно недолговечны: они начинают обновляться спустя несколько часов после синтеза, а биохимический полупериод составляет 2–8 дней. Ключевые ферменты являются еще более короткоживущими: они обновляются спустя несколько часов после синтеза. Это постоянное разрушение и ресинтез позволяют клеткам быстро приводить в соот­ветствие с метаболическими потребностями уровень и активность наиболее важных ферментов. В противоположность этому особенно долговечны структурные белки, гистоны, гемоглобин или компоненты цитоскелета [1].
Почти все клетки способны осуществлять биосинтез белков (рис. 2) [1]. Построение пептидной цепи происходит путем трансляции на рибосоме. Однако активные формы большинства белков возникают только после ряда дальнейших шагов. Прежде всего при помощи вспомогательных белков шаперонов должна сложиться биологически активная конформация пептидной цепи (свертывание). При посттрансляционном созревании у многих белков удаляются части пептидной цепи или присоединяются дополнительные группы (например, олигосахариды или липиды). Эти процессы происходят в эндоплазматическом ретикулуме и в аппарате Гольджи. Наконец, белки должны транспортироваться в соответствующую ткань или орган [1].
Некоторые общие особенности белкового
метаболизма больных, находящихся
в различных критических состояниях
(онкологические заболевания, травмы,
операции, ожоги и др.)
Общая схема метаболизма построена на двух основных состояниях. Это анаболизм, когда преоблада­ют процессы синтеза и катаболизм, когда преобладают процессы распада. Наиболее известным гормоном, ак­тивирующим анаболизм, является инсулин. В противоположность этому адреналин, кортизол, глюкагон усиливают катаболизм.
Катаболическая фаза обмена характеризуется преобладанием распада белка над его син­тезом и прогрессирующим нарастанием отри­цательного азотистого баланса. Если вы­ра­женный отрицательный азотистый баланс продолжается более 2–3 недель, это может привести к развитию полиорганной недостаточности и смерти больного. Важно отметить, что отри­цательный азотистый баланс возникает на фоне недостаточного поступления азота (бел­ка) извне.
Интенсивность распада белка обусловливается изменениями, происходящими в метаболизме больных, находящихся в критических состояниях. Во–первых, быстро истощаются запасы углеводов в организме (запасы гликогена в печени 150–200 г, в мышцах до 600 г, т.е. суммарно около 800 г = 3.200 ккал). Во–вторых, максимальная возможная утилизация жирных кислот из депо составляет не более 500 ккал/сут. Таким образом, если представить, что больному человеку в сутки требуется около 2500–3000 ккал, то, начиная со 2–3–х су­ток «вынужденного голодания», нарастает отрицательный азотистый баланс, что может привести к развитию полиорганной недостаточности.
В том случае, если больной не получает адекватной нутритивной поддержки, происходит интенсивная утилизация белков (протеолиз) из депо (висцеральных органов, мышц – гладких, межреберных, сердечной, поперечно–полосатой) плазмы крови. Образующиеся аминокислоты используются печенью для глюконеогенеза (рис. 3) [2].
Процесс этот обычно напрямую зависит от тяжести состояния пациента и длительности заболевания. По­скольку поступление белка в организм больного, находящегося в критическом состоянии, ничтожно мало или во­обще отсутствует, становится очевидным «аутоканибализм». Его основными «чертами» являются:
1. Гиперметаболизм (белковый катаболизм).
2. Неадекватное потребление энергосубстратов и пластического материала.
3. Резистентность к натуральным питательным ве­ществам.
Необходимо отличать простое голодание от нутритивной (питательной, белково–энергетической) недостаточности. Основные отличия представлены на рисунке 4 и в таблице 1 [3].
На рисунке 4 видно, что при простом голодании (когда человек здоров) происходит снижение энергетических потребностей и количества поступающих ккал/с и азота (белка)/с, то есть не формируется отрицательный азотистый баланс. В критическом состоянии у пациента практически всегда есть дисбаланс между энергетическими потребностями и количеством поступающих ккал и белка, что приводит к формированию отрицательного азотистого баланса и нарастающий нутритивной недостаточности. Эти данные подтверждаются отличиями, представленными в таблице 1.
Вывод. Необходимо понимать, что все изменения в метаболизме больного, находящегося в критическом состоянии, могут рассматриваться, как защита от белкового истощения, направленная на выживание больного. Однако эти процессы, как видно из вышеизложенного, небезграничны. Поэтому задачей врача является адекватная, своевременная диагностика этих из­ме­нений и терапия с помощью нутритивной поддержки и/или нутритивной терапии.
Нутритивная поддержка
К данному виду терапии относится энтеральное и парентеральное питание. Наиболее часто, особенно в первые двое суток лечения больного, в структуре нутритивной поддержки преобладает парентеральное питание. Препараты для парентерального питания делятся на энергетические (углеводы и жировые эмульсии) и пластические донаторы (аминокислотные препараты). Рекомендации по мониторингу пациентов, получающих нутритивную поддержку, представлены в таблице 2.
Аминокислотные препараты (АКп)
Современные препараты, содержащие аминокислоты для парентерального питания, отвечают постоянно меняющимся данным о патофизиологии нутритивной недостаточности. Одним из важнейших требований к АКп является наличие в их составе незаменимых аминокислот. В современных АКп процент незаменимых аминокислот к общему числу составляет 45–46% [4]. В последнее время важным аспектом является обязательное включение в состав АКп заменимых аминокислот, так как это способствует более эффективному синтезу белка. Сегодня доказано, что определенные аминокислоты способны к специфической фармакодинамике, т.е. обладают определенной «тропностью, сродством» [4]. Цистеин – производное для синтеза глутамина, регулирует синтез глутатиона, активного внутриклеточного антиоксиданта, защищающего печень в норме и особенно при ее патологии. Таурин – метаболит цистеина. Стабилизирует мембранный потенциал, участвует в передаче нервного импульса и регуляции обмена желчных кислот. Фенил­ала­нин – источник тирозина, который является предшественником синтеза катехоламинов, гормонов щитовидной железы, меланина. Трип­тофан – предшественник НАД и НАДН. Лизин и серин – особенно необходимы для синтеза белка. Пролин – компонент коллагена. Гистидин – является нейромедиатором. Арги­нин – может улучшать иммунный статус, способствовать заживлению ран. Глутамино­вая кислота – фактор для синтеза трансмиттеров. Аланин – субстрат для глюконеогенеза. Аспа­рагиновая кислота – основа пиримидина, входящего в состав нуклеиновых кислот.
Следующим важным требованием к АКп является включение в их состав электролитов для профилактики возможных электролитных расстройств (снижение уровней калия, кальция, фосфатов, магния в плазме).
Осмолярность – важный показатель при выборе АКп. Если осмолярность менее 950 мосм/л, препарат можно вводить в периферические вены, что очень удобно в амбулаторно–поликлинической практике; если осмолярность АКп более 1000 мосм/л, препараты должны вводиться в центральные вены. Необходимо отметить, что при проведении «центрального» или «периферического» парентерального питания аминокислоты обязательно вводятся параллельно с углеводными растворами +/– жировые эмульсии, для предотвращения протеолиза. При в/в введении АКп в «центральную» вену необходимо соблюдать скоростной режим введения, т.е. длительная инфузия (не менее 3–4 часов).
Всем этим требованиям удовлетворяют препараты Инфезол 40 и Инфезол 100 (фармацевтическая компания «Берлин–Хеми»). АКп полностью сбалансированы. Инфезол 40 может использоваться для «периферического и центрального» парентерального питания, а Инфезол 100 – только для введения в «центральные вены».
Состав аминокислот:
Инфезол® 40 – 1 л, L–аланин – 4 г, глицин – 7 г, L–аргинин – 4,55 г, L–аспарагиновая кислота – 2 г, L–глутаминовая кислота – 5 г, L–гистидин – 1,35 г, L–изолейцин – 2,1 г, L–лизина гидрохлорид (что соответствует 2 г L–лизина) – 2,5 г, L–метионин – 1,75 г, L–лейцин – 2,75 г, L–фенилаланин – 3,15 г, L–треонин – 1,6 г, L–триптофан – 0,5 г, L–валин – 2,25 г, ксилит – 50 г, натрия дисульфит, максимум (что соответствует 12,5 мг SO2) – 0,02 г, натрия ацетат – 3,4 г, калия хлорид – 1,86 г, магния хлорид – 0,51 г, натрия гидроксид – 0,6 г, вода для инъекций – до 1000 мл.
Инфезол® 100 – 1 л, L–аланин – 15,5 г, глицин – 7,55 г, L–аргинин – 9,66 г, L–аспарагиновая кислота – 1,91 г, L–глутаминовая кислота – 5 г, L–гистидин – 3,3 г, L–изолейцин – 5,85 г, L–лизина моноацетат (что соот­ветствует 7,1 г L–лизина) – 10,02 г, L–метионин – 4,68 г, L–лейцин – 6,24, L–фенилаланин – 5,4 г, L–треонин – 5 г, L–триптофан – 2 г, L–валин – 5 г, L–ацетилцистеин (что со­от­ветствует 0,5 г L–цистеина) – 0,673 г, L–ацетилтирозин (что соответствует 1,62 г L–тирозина) – 2 г, L–орнитина гидрохлорид (что соответствует 1,9 г L–орнитина) – 2,42 г, L–пролин – 7,5 г, L–серин – 4,3 г, яблочная кислота – 3 г, натрия ацетат – 3,456 г, натрия хлорид – 0,625 г, натрия гидроксид – 1,324 г, калия хлорид – 3,355 г, кальция хлорид – 0,735 г, магния хлорид – 1,017 г, вода для инъекций – 921,735 г.
Электролиты:
Инфезол®40: содержание калия – 25 ммоль, натрия – 40,2 ммоль, магния – 2,5 ммоль, хлорида – 43,6 ммоль, ацетата – 25 ммоль, pH – 5,7–7, титруемой кислотности – макс. +11,6 ммоль, теоретической осмолярности – 801,8 мОсм, количества энергии – 1551 кДж, общего азота – 6,3 г.
Инфезол® 100: содержание натрия – 69 ммоль, калия – 45 ммоль, кальция – 5 ммоль, магния – 5 ммоль, хлорида – 90 ммоль, ацетата – 74 ммоль, малата – 22,4 ммоль, аминокислот – 100 г, общего азота – 15,6 г, количества энергии – 1700 кДж/400 ккал, pH – 5,9–6,3, теоретической осмолярности – 1145 мОсм.
Противопоказания для введения АКп:
• Возможность проведения энтерального питания
• Гипоксия – раО2 < 50 мм рт.ст.
• Дыхательный и метаболический ацидоз с раН < 7,2 ммоль/л; раСО2 > 80 мм рт.ст.
• Шоковое состояние
• Непереносимость АКп
Определение потребностей для проведения нутритивной поддержки:
1 этап:
Потребность в энергии – 35 ккал/кг или 2200–2500 ккал/сут.
Потребность в белке – 1,5 г/кг/сут. или 80–100 г/сут.
2 этап:
Расчет истинных потерь белка по экскреции азота с мочой.
Потребность в белке (г) = экскреция азота с мочой (г) + 4 г (внепочечных потерь) + 2–4 г на анаболические процессы.
Потребность в энергии (ккал/сут.)=(потребность в белке (г) : 6,25) х 130
Таким образом, парентеральное питание с использованием АКп является не­отъ­емлемой частью терапии больных, находящихся в критических состояниях. Важ­ность и необходимость применения АКп обусловлены из­ме­нения­ми метаболизма и нарастающим дефицитом бел­ка в организме больных, что может вызвать развитие полиорганной недостаточности.

Литература
1. Наглядная биохимия (эл.учебник) / Под. ред. Марри Р.
2. Искусственное питание в неотложной хирургии и травматологии / Под ред. А.С. Ермолова, М.М. Абакумова. Москва, 2001.
3. Презентация И.Н. Лейдермана «Клиническое питание–2004».

Оцените статью


Поделитесь статьей в социальных сетях

Порекомендуйте статью вашим коллегам

Предыдущая статья
Следующая статья

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь на сайте для того чтобы оставить комментарий.

зарегистрироваться авторизоваться
Наши партнеры
Boehringer
Jonson&Jonson
Verteks
Valeant
Teva
Takeda
Soteks
Shtada
Servier
Sanofi
Sandoz
Pharmstandart
Pfizer
 OTC Pharm
Lilly
KRKA
Ipsen
Gerofarm
Gedeon Rihter
Farmak