Alternativní substráty u kriticky nemocných subjektů (ASICS)

K agresivnímu ochabování svalů dochází v časných fázích kritického onemocnění a je spojeno s větším počtem dní na ventilátoru, delší délkou pobytu na jednotce intenzivní péče (JIP) a/nebo hospitalizací a následným funkčním poškozením, které může trvat roky. Náklady na nemocniční péči a průběžné náklady na využívání primární zdravotní péče v komunitě se zvyšují. Žádné známé zásahy tomuto plýtvání nezabraňují.

Bioenergetické selhání při kritickém onemocnění a potenciál pro alternativní použití substrátu:

Syntéza svalových bílkovin je vysoce energeticky závislá. Bioenergetický stav kriticky nemocného pacienta je narušen, což vede ke snížení syntézy adenosintrifosfátu (ATP). V literatuře byly opakovaně popsány změny mitochondriální funkce, které spolu s dalšími změněnými buněčnými procesy zhoršují využití metabolických substrátů pro produkci ATP.

Využití sacharidů je při kritickém onemocnění narušeno, částečně narušenou translokací glukózového transportéru-4 z jádra na membránu a zvýšenou inzulinovou rezistencí. Signalizace hypoxie a zánět blokují aktivitu pyruvátdehydrogenázy upregulací pyruvátdehydrogenázy kinázy, čímž se zvyšuje dostupnost glukózy, čímž dochází k přeměně pyruvátu na laktát – Pasteurův efekt.

Nedávno publikovaná data výzkumníka naznačují, že kritické onemocnění také zhoršuje mitochondriální oxidaci mastných kyselin v kosterním svalstvu a že většina lipidů dodávaných v krmivu není využita pro produkci ATP. To může mít klinický význam vzhledem k tomu, že lipidy přispívají 29-43 % energetického obsahu enterální výživy a 50 % parenterální výživy. A konečně, oxidace aminokyselin může produkovat ATP. To však není nutně v nejlepším zájmu pacienta: tyto aminokyseliny pak již nejsou k dispozici pro syntézu svalových bílkovin. Dále, většina oxidace aminokyselin vede k produkci pyruvátu, a proto platí stejné problémy jako ty, které se týkají metabolismu sacharidů. Poskytnutí nového metabolického substrátu, jako jsou ketonová tělíska (KB), může tato omezení vyřešit.

Potenciál pro svalovou úsporu nabízený ketonovými tělísky:

Během období hladovění mohou poskytnout až 50 % celkové tělesné bazální energie, což umožňuje pokrýt vysokou energetickou potřebu lidského mozku a zároveň šetřit svaly. Navíc KB mohou působit jako metabolické modulátory, zlepšující účinnost mitochondrií (také zhoršenou kritickým onemocněním) a snižující reaktivní formy kyslíku a tvorbu volných radikálů. Mají také protizánětlivé účinky (intramuskulární zánět je hnacím motorem změněné proteinové homeostázy a antiapoptotické aktivity. Společně se tyto další mechanické účinky mohou ukázat jako užitečné při zmírňování úbytku kosterního svalstva. Dále pilotní data prokazují významný pokles plazmatických koncentrací beta-hydroxybutyrátu a acetoacetátu u časných kritických onemocnění, což je v souladu se zvýšeným příjmem a využitím KB v časných fázích kritického onemocnění.

Ketolátky mají různé extramitochondriální metabolické účinky. Patří mezi ně funkce posílení imunity: konkrétně proti bakteriální infekci. Infekce a zánět jsou hnací silou úbytku svalů a jejich zmírnění může mít vliv na toto a další výsledná opatření. Kriticky nemocný pacient tak může mít prospěch z ketogenní diety, která byla bezpečně používána v jiných skupinách populace, včetně zdravých jedinců, obézních a u pacientů s traumatem, epilepsií, kardiovaskulárním onemocněním, diabetem typu 2 a metabolickými chorobami.

Cíle/záměry jsou:

1. Ukažte, že je možné získat pacienty, aby dostávali ketogenní krmivo
2. Ukažte, že je možné, aby výzkumníci rekonstituovali modulární ketogenní krmivo na JIP.
3. Ukažte, že je možné podávat ketogenní krmivo pacientům na JIP bez nepříznivých účinků.
4. Charakterizujte časový průběh tvorby ketonů (a související změny v souvisejících metabolických drahách) v reakci na ketogenní krmivo.
5. Ukažte, že bude možné shromáždit výsledky měření relevantních pro následnou věcnou studii.