Потребность в питательных веществах и оценка питания

Энергетический обмен в норме

Взрослому человеку ежедневно требуется в среднем 25—30 ккал на 1 кг веса, что при весе 70 кг составляет около 2100 ккал/сут. У большинства американцев примерно 40—60% калорийности суточного рациона обеспечивается углеводами, 20—45% — жирами и 10—20% — белками. Предпочтительным источником энергии для непосредственного использования является глюкоза. В норме организм вырабатывает глюкозу из углеводов, белков и глицерина, составляющего основу триглицеридов. Углеводы могут запасаться в организме лишь в небольшом количестве, и в основном энергия запасается в виде жиров. Белки запасаться не могут. Хотя они и могут использоваться как источник энергии, это приводит к снижению безжировой массы тела и отрицательному азотистому балансу.

Обмен углеводов

Глюкоза. Большая часть поступающих с пищей углеводов расщепляется др глюкозы, которая затем поступает в кровь. Глюкоза поглощается всеми клетками организма и окисляется с выделением энергии. При нормальном питании энергетические потребности ЦНС удовлетворяются за счет глюкозы.

Гликоген. Глюкоза, фруктоза и галактоза могут быть превращены в гликоген — полимер глюкозы, который накапливается преимущественно в печени (200 г) и мышцах (300 г) в качестве легкодоступного источника энергии. Гликоген печени расщепляется до глюкозы и поступает в кровоток, в то время как гликоген мышечной ткани используется в самих мышцах. Общие запасы гликогена могут поддерживать энергетические потребности организма в течение 36—48 ч.

Запасы гликогена в организме предназначены для использования в неотложных ситуациях. При временной нехватке глюкозы ее дефицит восполняется с помощью глюконеогенеза из белков и глицерина. Для получения энергии окисляются также свободные жирные кислоты и аминокислоты. При-избы-точном поступлении в организм углеводы превращаются в триглицериды и накапливаются в жировой ткани.

Обмен жиров

Жиры составляют основной энергетический запас организма. В организме мужчины весом 70 кг, не страдающего ожирением, содержится от 12 до 18 кг жиров. У женщин этот показатель несколько больше. При сжигании 1 г жира выделяется 9 ккал, в то время как при сжигании 1 г глюкозы или белка — 4 ккал.

Поступающие с пищей жиры гидролизуются в просвете тонкой кишки и поступают в энтероциты, где из них синтезируются триглицериды. Далее триглииериды, образованные длинноцепочечными жирными кислотами, вместе с апопротеинами образуют хиломикроны, которые секретируются в межклеточное пространство, а затем поступают в лимфатическую систему. Коротко- и среднецепочечные свободные жирные кислоты непосредственно поступают в воротную систему печени. Под действием липопротеидлипазы эндотелия триглииериды расщепляются до свободных жирных кислот, которые поступают в различные ткани (например, сердце и мышцы), где окисляются с выделением энергии, или в липоциты, где накапливаются в форме триглицеридов. В процессе липолиза, сопровождающегося высвобождением энергии, триглицериды сначала гидролизуются до свободных жирных кислот и глицерина. Глицерин далее либо превращается в глюкозу посредством глюконеогенеза, либо окисляется. Свободные жирные кислоты поступают в ткани, где расщепляются до ацетил-КоА и окисляются в цикле Кребса. При голодании и дефиците глюкозы свободные жирные кислоты поступают в клетки в больших количествах, что может вызвать перегрузку процессов в цикле Кребса и образование недоокисленных продуктов обмена — кислот и кетоновых тел, которые накапливаются в крови с развитием кетоза и кетоацидоза.

Обмен белков

В организме мужчины весом 70 кг содержится примерно 10—14 кг белка. Так как запасаться белки в организме не могут, то их количество должно поддерживаться за счет ежедневного поступления. В среднем взрослому необходимо 0,8—1,0 г белка на 1 кг веса в сутки, что при весе 70 кг составляет примерно 65-70 г.

Поступающие с пищей белки организм может использовать для синтеза собственных белков или для получения энергии, особенно есл и ее нужно больше, чем обеспечивается углеводами и жирами. В этих случаях организм вынужден использовать для получения энергии и белки. В крайних случаях в качестве источника энергии может использоваться до 1/3 собственных белков. Утилизация большего количества собственных белков опасна для жизни

Если белков поступает больше, чем нужно для синтеза собственных белков и получения энергии, то они расщепляются и превращаются в глюкозу, гликоген или триглицериды для запасания. Белки выполняют структурные функции, кроме того, они необходимы для замещения, восстановления и роста тканей (клеточных компонентов) и для поддержания уровня белков крови (например, альбумина, трансферрина, факторов свертывания, ферментов и антител).

Азотистый баланс

В норме поступающий белок должен обеспечивать потребности в аминокислотах для поддержания постоянного уровня белка в организме. Таким образом, в организм должно поступать столько же белка, сколько распадается, или больше. Оценить влияние диеты на обмен белков можно с помощью азотистого баланса. Азотистый баланс — это разница между количеством поступившего и выделившегося азота.

Когда уровень синтеза белка равен уровню его распада, говорят о нейтральном азотистом балансе. У взрослых это признак нормы.

Если синтез белка превышает его распад, говорят о положительном азотистом балансе. Это может быть показателем роста тканей и является нормой у детей. У взрослых это может служить признаком восстановления тканей.

При отрицательном азотистом балансе распад белка преобладает над его синтезом. Это обычно наблюдается при сепсисе, травмах и ожогах.

Расчет азотистого баланса. Рассчитать азотистый баланс можно достаточно точно. На азот в белках приходится примерно 16%, следовательно, разделив количество поступаюшего с пищей белка на 6,25 (обратное от 0,16), можно определить количество поступающего азота. Азот по большей части выводится из организма с мочой в виде мочевины, уровень которой можно измерить. Помимо этого азот выделяется с калом, а также с мочой в виде других соединений (в целом около 4 г в сутки).

Энергетический обмен при голодании

При голодании организм последовательно проходит через различные стадии адаптации к энергетической недостаточности (происходит перестройка обменных процессов и включаются компенсационные механизмы). Энергетические потребности удовлетворяются за счет запасенных веществ, которые расходуются одновременно, но в разных количествах в определенной, оптимальной для организма последовательности.

Прежде всего используется гликоген печени, который расщепляется до глюкозы для системного потребления. Гликоген мышечной ткани окисляется в самих мышцах. Образующийся лактат в печени может снова превращаться в глюкозу для последующего окисления в различных тканях. Запасы гликогена истощаются через 36—48 ч.

В дальнейшем на ранних стадиях голодания потребность в глюкозе удовлетворяется за счет глюконеогенеза из аминокислот, лактата и глицерина, однако их запасы истощаются уже через неделю. При этом глюкоза расходуется на поддержание жизнедеятельности ЦНС и клеток, в которых происходит гликолиз: эритроцитов, лейкоцитов и макрофагов. Поддержание базального уровня глюкозы становится основной задачей. Однако поскольку для этого используются в основном аминокислоты, образующиеся при распаде собственных белков, это опасно для здоровья.

После нескольких дней голодания включаются компенсаторные механизмы. Уровень метаболизма снижается. Основным источником энергии становятся свободные жирные кислоты. В сердце, почках и мышцах они утилизируются непосредственно. Примерно 25% свободных жирных кислот, поступающих из жировой ткани, частично превращается в печени в кетоновые тела, которые затем утилизируются в периферических тканях. В цикле Кори происходит образование глюкозы из лактата и пирувата. Описанные процессы снижают потребность в белках примерно до 1/3 по сравнению с некомпенсированным состоянием.

При длительном голодании клетки мозга также начинают использовать в качестве источника энергии кетоновые тела, что сокращает расход глюкозы и распад белков. При истощении жировых запасов организм вынужден использовать в качестве источника энергии собственные белки, что приводит к снижению их количества в мышцах, печени, селезенке, почках, ЖК1 и плазме. Ткани сердца, надпочечников и ЦНС вовлекаются в последнюю очередь. Снижение веса более чем на 20— 30% значительно повышает вероятность смертельного исхода от полиорганной недостаточности, анемии, иммунных нарушений, плохого заживления ран и снижения сопротивляемости инфекциям.

При сепсисе и травмах усиление катаболизма сопровождается повышением потребности в белках. Уровень катаболизма белков, оцениваемый по суточной экскреции азота мочевины, при сепсисе может повышаться на 50%, а при тяжелых травмах и ожогах почти удваиваться. При этом усиленный распад белков не сопровождается увеличением их синтеза. Медиаторами этих катаболических реакций выступают глюкокортикоиды, катехоламины, глюкагон и, вероятно, ИЛ-1. Эти вещества усиливают расщепление и окисление жиров, катаболизм белков скелетных мышц и глюконеогенез в печени; они также способствуют развитию инсулинорезистентности. Уровень катаболизма при сепсисе настолько высок, что распад белков преобладает даже при избыточном поступлении белков и калорий.

Оценка питания

Белково-энергетическая недостаточность вследствие недостаточного поступления аминокислот и калорий с пищей приводит к нарастающему снижению безжировой массы тела и количества жировой ткани. Анемия, нарушения всасывания и повышение основного обмена — вот некоторые из причин истощения при различных подострых и хронических заболеваниях. Белково-энергетическая недостаточность повышает риск осложнений и смерти; для ее устранения прибегают к зондовому и парентеральному питанию.

Антропометрические методы

Рост, вес, толщина кожной складки над трехглавой мышцей плеча (для количественной оценки жировых запасов) и окружность плеча (для оценки мышечной массы [содержания белка в организме]) служат важными показателями статуса питания. Каждый показатель сравнивается со стандартными показателями.

Вес менее 90% от идеального считается признаком белково-энергетической недостаточности. Однако при наличии у больного до начала болезни ожирения или при отеках этот показатель может оставаться нормальным и при истощении.

Индекс креатинина по росту.

Соотношение уровня креатинина и длины руки. У Пожилых больных для оценки питательного статуса по уровню креатинина вместо роста можно использовать длину руки, так как у них возможны значительные изменения роста. Этот метод подходит также и для молодых больных.

Биохимические показатели

Биохимические показатели, такие как уровень сывороточного альбумина и трансферрина, а также общее число лимфоцитов, результаты кожных проб на аллергические реакции замедленного типа со стандартными антигенами и азотистый баланс — значимые показатели содержания белка в организме. Снижение уровней сывороточных белков характерно для выраженного белкового истощения.

Измерение уровня сывороточного альбумина — простой и достаточно надежный способ определения прогноза у тяжелых больных в реанимационном отделении. По данным исследования, проведенного в клинике Мейо, уровень сывороточного альбумина зависел от числа дней, проведенных в реанимации, числа дней на ИВЛ и общей продолжительности госпитализации. К тому же это единственный показатель, который коррелировал как с развитием новых инфекций, так и с необходимостью перевода на ИВЛ.

Скорость развития дефицита питания

Значение имеет не только степень белкового истощения, но и скорость его нарастания. Поступление менее 30 г белка и 1000 ккал в сутки приводит к быстрому нарастанию белково-энергетической недостаточности. Этот процесс еще более ускоряется при наличии лихорадки, инфекций, травм и нарушений всасывания. Важно отметить, что при сепсисе всегда наблюдается потеря белка независимо от его поступления с пищей, поэтому в таких случаях следить за питанием больного нужно особенно тщательно. 

Требования к питанию

Организму необходимы 7 основных компонентов пищи: углеводы, жиры, белки, витамины, электролиты, микроэлементы и вода. Энергетические потребности в норме зависят от возраста, роста, веса и уровня физической активности. Для поддержания веса калорийность пищи должна соответствовать энергетическим затратам. Энергетические потребности при тяжелых заболеваниях и травмах отличаются от нормальных и зависят от природы к тяжести заболевания. -

Энергетические потребности организма или уровень основного обмена можно рассчитать с помощью уравнений Гарриса—Бенедикта, учитывающих пол, рост, возраст и вес (см. табл. 10.5). Этот способ дает достаточно точные результаты у большинства больных. Однако в некоторых случаях (угроза дыхательной недостаточности, перевод на самостоятельное дыхание) требуется индивидуальная, более точная оценка, обычно с помощью непрямой калориметрии.

Непрямая калориметрия — метод оценки энергетических затрат при различных метаболических состояниях. В ходе исследования сравнивают количество углекислого газа и кислорода во вдыхаемом и в выдыхаемом воздухе. В течение 10—20 мин проводят несколько измерений; полученное среднее значение позволяет с достаточно высокой точностью определить энергетические затраты. При непрямой калориметрии можно рассчитать также дыхательный коэффициент, отражающий число молекул углекислого газа, образующихся в расчете на одну молекулу потребленного кислорода. Дыхательный коэффициент зависит от вида энергетического субстрата. Для углеводов он равен 1,0, для белков — 0,8, а для жиров — 0,7. Снижение уровня выработки углекислого газа может вызывать снижение частоты и глубины дыхания, поэтому при РДСВ иногда специально снижают образование углекислого газа за счет использования питательных веществ с более низким дыхательным коэффициентом.

При снижении дыхательного коэффициента необходимо соблюдать два условия: избегать избытка калорий и заменять углеводы жирами. Часто ошибочно предполагают, что дополнительное введение в рацион жиров само по себе снизит дыхательный коэффициент. На самом деле избыток калорий может привести к повышению дыхательного коэффициента, иногда до 4,0, в зависимости от количества избыточных калорий.

При использовании данных непрямой калориметрии и определении дыхательного коэффициента следует учитывать следующее.

1. Избыток калорий заметно увеличивает дыхательный коэффициент и выработку углекислого газа.
2. Если дыхательный коэффициент выше 1,0, следует снизить калорийность рациона до уровня энергетических потребностей^ затем провести повторное исследование.
3. Если дыхательный коэффициент менее 1,0, но более 0,85 и необходимо снизить его еще больше, следует заменить углеводы в рационе жирами; необходима именно замена, поскольку простое добавление жиров вызовет обратный эффект.
4. Снижение дыхательного коэффициента целесообразно только при угрозе дыхательной недостаточности или в случае затруднений при переходе на самостоятельное дыхание. При длительной ИВЛ или в случае, если перевод на самостоятельное дыхание в ближайшие дни не предусматривается, диета с высоким содержанием жиров и снижение дыхательного коэффициента не показаны.

При замене углеводов жирами диетолог поможет внести соответствующие изменения в состав зондового или парентерального питания. Хотя замещение углеводов жирами может улучшать состояние больного, исследования показали, что в/в введение жиров имеет и побочные эффекты, которых можно избежать, если вводить жиры в дозе не более 50 г/сут. Указанное количество содержится в 500 мл 10% жировой эмульсии и обеспечивает поступление 450 ккал.

Рекомендации но искусственному питанию

Белковые и энергетические потребности

Больные без сепсиса и травм при полноценном питании. При краткосрочных нарушениях искусственное питание не показано. Если через 5 сут можно будет перейти к нормальному режиму питания, то искусственной поддержки не требуется. Осложнения. которые могут быть связаны с искусственным питанием, перевешивают возможную пользу. В ходе наблюдения и исследований необходимо лишь восполнять потери воды и электролитов.

Неистощенные больные после операции. Искусственное питание направлено на предотвращение потери безжировой массы. Если больной после операции не может питаться самостоятельно, то калорийность пищи должна быть на 20% выше величины основного обмена (1,2—1,5 основной обмен), что составляет примерно 35—40 ккал/кг. Потребность в белках при этом составляет 0,8—1 г/кг.

Больные с недостаточным питанием без сепсиса и травм. При голодании белково-энергетические потребности снижаются. Поэтому необходимо повысить поступление питательных веществ, но при этом следует избегать синдрома перегрузки пищей.

Синдром перегрузки пищей. У истощенных больных, чаще всего при алкоголизме или хронической белково-энергетической недостаточности, возможен синдром перегрузки пищей. При поступлении углеводов или белков происходит активация ферментов и путей анаболизма, что может привести к быстрому истощению запаса кофакторов. Могут развиться выраженные гипофосфатемия и гипомагниемия, требующие быстрой коррекции. Чтобы избежать опасных последствий синдрома перегрузки пищей, необходимо ежедневно определять уровни фосфора, кальция, магния и других электролитов сыворотки в течение первых дней кормления и обеспечивать достаточную, но не избыточную калорийность рациона.

Истощенные больные. Поступление белка должно составлять 1,5— 1,8 г/кг, а калорийность должна превышать величину основного обмена на 50%, что составляет примерно 40— 50 ккал/кг.

Высокий уровень основного обмена. Поступление белка должно составлять 2 г/кг, а общая калорийность пищи — вдвое превышать величину основного обмена, что составляет примерно 50 ккал/кг.

Больные с сепсисом или травмами при нормальном или пониженном питании. Изначально наблюдается усиление катаболизма, повышенная скорость распада собственных белков, усиление окисления жиров и инсулинорезистентность. При недостаточном поступлении белков и низкой калорийности пищи возможен выраженный распад мышечных белков с потерей веса. Неистощенные больные могут в течение нескольких дней обходиться без дополнительного питания, однако при наличии истощения лучше сразу начать искусственное питание.

Источники энергии и азота. В качестве источника энергии при искусственном питании используют растворы углеводов и жировые эмульсии. Источниками азота служат белки, пептиды и растворы аминокислот.

Незаменимые аминокислоты. Помимо общей потребности в белках организму ежедневно требуется определенное количество незаменимых аминокислот, которые он не способен синтезировать сам. Гистидин, аргинин и глутамин являются незаменимыми в грудном возрасте, а у взрослых — в период выздоровления.

Глутамин синтезируется почти во всех тканях организма. Однако при тяжелых состояниях, сопровождающихся усилением катаболизма, он может временно становиться незаменимой аминокислотой. Он служит переносчиком азота, является одной из гликогенных аминокислот и богатым источником энергии (при его окислении высвобождается 30 молекул АТФ). Глутамин — важный источник энергии для быстро делящихся клеток (например, клеток иммунной системы и слизистой ЖКТ) и участвует в поддержании целости слизистой ЖКТ. При усилении катаболизма глутамин и аланин в больших количествах высвобождаются из мышц и поступают в кишечник и печень. В клетках кишечника глутамин превращается в глутамат и вступает в цикл Кребса. В печени он расщепляется до глюкозы, кетоновых тел и аммиака. Дополнительное введение тяжелым больным растворов глутамина при зондовом и парентеральном питании позволяет улучшить функцию ЖКТ и снизить проникновение бактерий из кишечника в кровоток.

Жидкость и электролиты

Потребность в жидкости и электролитах зависит от состояния больного, поэтому лечение в каждом случае должно подбираться индивидуально на основание клинических и лабораторных показателей. Введение жидкости и электролитов, как правило, показано во всех случаях. Потери должны восполняться с учетом состояния сердца, легких и почек. Достаточно простым методом расчета необходимого количества жидкости является следующий.

1. Первые 10 кг веса = 1000 мл.
2. Следующие 10 кг веса = 500 мл.
3. Каждый последующий килограмм веса = 20 мл.