Ketodieta pro intubovanou kritickou péči COVID-19 (KICC-COVID19)

Koronavirová nemoc (COVID-2019) je zničující virové onemocnění, které vzniklo ve Wu-chanu v Číně koncem roku 2019. Počet potvrzených případů celosvětově dosáhl téměř 2 milionů a více než 125 000 lidí zemřelo. První studie z Wu-chanu uváděly míru úmrtnosti 2–3 % s nižší mírou úmrtnosti v okolních provinciích, jak se nemoc rozšířila (bližší k 0,7 % potvrzených případů). Jednou z předpokládaných příčin vyšší úmrtnosti ve Wu-chanu ve srovnání s okolními regiony byl rychlý „nával“ infekcí COVID-19 předtím, než byla nemoc identifikována a zavedeno sociální distancování. U kriticky nemocných pacientů se rozvinul syndrom akutní respirační tísně se zánětlivým plicním edémem a život ohrožující hypoxémií vyžadující mechanickou ventilaci. To vedlo k významnému zatížení zdrojů zdravotní péče, jako je dostupnost mechanických ventilátorů pro léčbu pacientů s akutním respiračním selháním. Jak se nemoc šíří po celém světě, strategie pro zkrácení doby trvání ventilátorové podpory u pacientů s COVID-19 by mohly významně snížit morbiditu a úmrtnost těchto jedinců a budoucích pacientů vyžadujících tento silně omezený zdroj zachraňující život.

Změny ve složení makroživin lze využít ke zlepšení ventilace a zánětu u pacientů s COVID-19. Ketogenní dieta je dieta s vysokým obsahem tuku, nízkým obsahem sacharidů a přiměřenou bílkovinou, která podporuje produkci ketolátek prostřednictvím jaterního metabolismu mastných kyselin. Bylo prokázáno, že diety s vysokým obsahem tuku a nízkým obsahem sacharidů snižují dobu trvání podpory ventilátoru a parciální tlak oxidu uhličitého u pacientů s akutním respiračním selháním. Přechod z glukózy na oxidaci tuků snižuje respirační kvocient, a tím snižuje množství produkovaného oxidu uhličitého. To snižuje nároky na ventilátor a může zlepšit okysličení snížením hladin alveolárního oxidu uhličitého, což v konečném důsledku zkracuje dobu na mechanickou ventilaci. Studie publikovaná v roce 1989 srovnávala 10 účastníků intubovaných pro akutní respirační selhání a randomizovaných na dietu s vysokým obsahem tuku a nízkým obsahem sacharidů a 10 účastníků, kteří dostávali standardní izokalorickou izodusíkovou dietu, a prokázala pokles parciálního tlaku oxidu uhličitého o 16 % v skupina s ketogenní dietou ve srovnání se 4% nárůstem ve skupině se standardní dietou (p=0,003). Pacienti ve skupině s vysokým obsahem tuků měli v průměru o 62 hodin na ventilátoru méně (p = 0,006) ve srovnání s kontrolní skupinou.

Strava s vysokým obsahem tuku použitá ve studii měla poměr tuku k bílkovinám a sacharidům v gramech 1,2:1. Ketogenní dieta, která se bezpečně a účinně používá u pacientů s chronickou epilepsií téměř jedno století a v poslední době u kriticky nemocných, intubovaných pacientů k léčbě refrakterního a superrefrakterního status epilepticus má poměr 4:1 (90 % tuku kilokalorií). Zatímco dieta v poměru 1:1 může vyvolat stav mírné metabolické ketózy (typicky ~ 1 mmol/l betahydroxybutyrátu ketolátek, měřeno v séru), ketogenní dieta s vyšším poměrem 4:1 může způsobit vyšší hladiny betahydroxybutyrátu ketolátek a další. rychle (až 2 mmol/l během 24 hodin od zahájení). Jedna studie u obézních pacientů léčených ketogenní dietou uvádí, že zvýšení produkce ketolátek koreluje s nižším parciálním tlakem hladin oxidu uhličitého. Novější studie prokázala, že u pacientů s refrakterní epilepsií došlo při chronickém používání ketogenní diety ke snížení respiračního kvocientu a zvýšené oxidaci mastných kyselin beze změny ve výdeji respirační energie. Tyto nálezy byly replikovány u zdravých jedinců na ketogenní dietě ve srovnání s kontrolní skupinou a pacienti na ketogenní dietě měli také významné snížení produkce oxidu uhličitého a parciálního tlaku oxidu uhličitého. Autoři dospěli k závěru, že ketogenní dieta může snížit zásoby oxidu uhličitého v těle a že použití ketogenní diety může být prospěšné pro pacienty s respiračním selháním. I u pacientů bez hyperkapnie (primárně hypoxické respirační selhání) umožňuje snížení produkce oxidu uhličitého snížení dechových objemů – základní kámen léčby syndromu akutní respirační tísně.

Kromě snížení parciálního tlaku oxidu uhličitého metabolická ketóza snižuje systémový zánět. Tento mechanismus by mohl být využit k zastavení cytokinové bouře charakteristické pro infekci COVID-19. Několik studií poskytuje důkaz, že produkce prozánětlivých cytokinů je významně snížena u zvířat krmených ketogenní stravou v různých modelech onemocnění. Na hlodavčím modelu Parkinsonovy choroby bylo zjištěno, že myši měly po 1 týdnu léčby ketogenní dietou významně snížené hladiny prozánětlivých, makrofágy secernovaných cytokinů interleukin-1β, interleukin-6 a tumor nekrotizující faktor-alfa. Podobně u krys předem ošetřených ketogenní dietou před injekcí lipopolysacharidu k vyvolání horečky nedošlo ke zvýšení tělesné teploty nebo interleukinu-lp, zatímco u kontrolních zvířat, která nebyla předem ošetřena ketogenní dietou, byla pozorována významná zvýšení. V myším modelu nemocí zprostředkovaných NLRP3 a také lidských monocytů inhiboval ketolátkový beta-hydroxybutyrát produkci interleukinu-1β a interleukinu-18 zprostředkovanou zánětem NLRP3. Tyto nálezy byly replikovány v několika nedávných studiích na zvířatech a předběžných studiích na lidech. Hypotézou této studie je, že prostřednictvím indukce metabolické ketózy v kombinaci s omezením sacharidů chrání ketogenní dieta před cytokinovou bouří v COVID-19. Díky svým vlastnostem snižujícím oxid uhličitý a protizánětlivým vlastnostem se ketogenní dieta může stát důležitou součástí arzenálu syndromu akutní respirační tísně s bezprostředním významem pro současnou pandemii COVID-19.