Keto-diæt til intuberet Critical Care COVID-19 (KICC-COVID19)

Coronavirus sygdom (COVID-2019) er en ødelæggende virussygdom, der opstod i Wuhan Kina i slutningen af ​​2019. Antallet af bekræftede tilfælde på verdensplan er næsten nået op på 2 millioner, og mere end 125.000 mennesker er døde. Tidlige undersøgelser fra Wuhan rapporterede en dødelighed på 2-3% med lavere rater i de omkringliggende provinser, efterhånden som sygdommen spredte sig (tættere på 0,7% af de bekræftede tilfælde). En hypotese om årsag til den højere dødelighed i Wuhan sammenlignet med omkringliggende regioner var den hurtige "stigning" af COVID-19-infektioner, før sygdommen blev identificeret og social distancering implementeret. Kritisk syge patienter udviklede akut respiratorisk distress-syndrom med inflammatorisk lungeødem og livstruende hypoxæmi, der krævede mekanisk ventilation. Dette resulterede i en betydelig belastning af sundhedsressourcerne, såsom tilgængeligheden af ​​mekaniske ventilatorer til behandling af patienter med akut respirationssvigt. Efterhånden som sygdommen spreder sig over hele verden, kan strategier til at reducere varigheden af ​​ventilatorstøtte hos patienter med COVID-19 betydeligt reducere sygeligheden og dødeligheden for disse individer og fremtidige patienter, der har behov for denne stærkt begrænsede livreddende ressource.

Ændringer i makronæringsstofsammensætningen kan udnyttes til at forbedre ventilation og inflammation hos COVID-19-patienter. Den ketogene diæt er en diæt med højt fedtindhold, lavt kulhydratindhold, tilstrækkelig proteindiæt, der fremmer ketonlegemeproduktion gennem levermetabolisme af fedtsyrer. Diæter med højt fedtindhold og lavt kulhydratindhold har vist sig at reducere varigheden af ​​ventilatorstøtte og partialtryk kuldioxid hos patienter med akut respirationssvigt. Skift fra glukose til fedtoxidation sænker respirationskvotienten og reducerer derved mængden af ​​produceret kuldioxid. Dette reducerer ventilatorbehovet og kan forbedre iltningen ved at sænke alveolære kuldioxidniveauer, hvilket i sidste ende reducerer tiden på mekanisk ventilation. En undersøgelse offentliggjort i 1989 sammenlignede 10 deltagere intuberet for akut respirationssvigt og randomiseret til en diæt med højt fedtindhold og lavt kulhydratindhold og 10 deltagere, der fik en standard isokalorisk, isonitrogen diæt og viste et fald i partialtrykket af kuldioxid på 16 % i ketogen diætgruppe sammenlignet med en stigning på 4 % i standard diætgruppen (p=0,003). Patienterne i diætgruppen med højt fedtindhold havde i gennemsnit 62 timer færre i respirator (p = 0,006) sammenlignet med kontrolgruppen.

Den fedtrige diæt, der blev brugt i undersøgelsen, havde et forhold på 1,2:1 fedt til protein og kulhydrat kombineret i gram. Den ketogene diæt, som er blevet brugt sikkert og effektivt til patienter med kronisk epilepsi i næsten et århundrede og for nylig hos kritisk syge, intuberede patienter til behandling af refraktær og super-refraktær status epilepticus, har et forhold på 4:1 (90 % fedt). kilokalorier). Mens en diæt i forholdet 1:1 kan frembringe en tilstand af mild metabolisk ketose (typisk ~ 1 mmol/L af ketonlegemet betahydroxybutyrat, målt i serum), kan en højere 4:1 ketogen diæt producere højere ketonlegemebetahydroxybutyratniveauer og mere hurtigt (op til 2 mmol/L inden for 24 timer efter påbegyndelse). En undersøgelse af overvægtige patienter behandlet med ketogen diæt rapporterede, at stigninger i ketonlegemeproduktion korrelerede med et lavere partialtryk af kuldioxidniveauer. En nyere undersøgelse viste, at patienter med refraktær epilepsi havde en reduktion i respiratorisk kvotient og øget fedtsyreoxidation uden ændring i respiratorisk energiforbrug ved kronisk brug af den ketogene diæt. Disse resultater blev replikeret hos raske forsøgspersoner på ketogen diæt sammenlignet med en kontrolgruppe, og patienter på ketogen diæt havde også en signifikant reduktion i kuldioxidproduktion og partialtryk af kuldioxid. Forfatterne konkluderede, at en ketogen diæt kan reducere kuldioxidlagrene i kroppen, og at brugen af ​​en ketogen diæt kan være gavnlig for patienter med respirationssvigt. Selv hos patienter uden hyperkapni (primært hypoxisk respirationssvigt) tillader sænkning af kuldioxidproduktionen at sænke tidalvolumen - en hjørnesten i håndteringen af ​​akut respiratorisk distress syndrom.

Ud over at reducere partialtrykket af kuldioxid reducerer metabolisk ketose systemisk inflammation. Denne mekanisme kunne udnyttes til at standse cytokinstormen, der er karakteristisk for COVID-19-infektion. Adskillige undersøgelser viser, at pro-inflammatorisk cytokinproduktion er signifikant reduceret hos dyr fodret med en ketogen diæt i en række forskellige sygdomsmodeller. I en gnavermodel for Parkinsons sygdom blev mus fundet at have signifikant nedsatte niveauer af pro-inflammatoriske, makrofagudskilte cytokiner interleukin-1β, interleukin-6 og Tumornekrosefaktor-alfa efter 1 uges behandling med en ketogen diæt. Ligeledes oplevede rotter, der var forbehandlet med en ketogen diæt før injektion med lipopolysaccharid for at inducere feber, ikke en stigning i kropstemperatur eller interleukin-1β, mens signifikante stigninger blev set hos kontroldyr, der ikke var forbehandlet med en ketogen diæt. I en musemodel af NLRP3-medierede sygdomme såvel som humane monocytter, hæmmede ketonlegemet beta-hydroxybutyrat den NLRP3-inflammasommedierede produktion af interleukin-1β og interleukin-18. Disse resultater er blevet gentaget i adskillige nyere dyreforsøg og foreløbige studier på mennesker. Hypotesen for denne undersøgelse er, at gennem induktion af metabolisk ketose kombineret med kulhydratrestriktion, er en ketogen diæt beskyttende mod cytokinstormen i COVID-19. Med sine kuldioxidsænkende og antiinflammatoriske egenskaber kan en ketogen diæt blive en vigtig komponent i det akutte respiratoriske distress syndrom-arsenal med umiddelbar relevans for den nuværende COVID-19-pandemi.