Die anabole Wirkung der perioperativen Ernährung mit Insulin bei Patienten, die sich einer CABG unterziehen

Eine Operation am offenen Herzen ist mit einer katabolen Reaktion verbunden, die durch Hyperglykämie und Proteinverlust im gesamten Körper gekennzeichnet ist. Ergebnisse einer früheren Studie zeigten, dass es bei Patienten, die Insulin und isokalorische Mengen an Glukose (hyperinsulinämisch-normoglykämische Klammer, HNC) nach einer Koronararterien-Bypass-Operation (CABG) erhielten, zu einer Verringerung des Proteinabbaus und der Synthese im gesamten Körper kam. Da sich die Proteinoxidation nicht veränderte und die zirkulierenden Aminosäurekonzentrationen abnahmen (Hypoaminoazidämie), blieb die Proteinbilanz des gesamten Körpers unter Insulintherapie negativ, dh die Patienten waren immer noch katabol. Die Forscher vermuten, dass dieser Mangel an anaboler Wirkung auf das Fehlen einer anabolen Substratversorgung (Aminosäuren) zurückzuführen ist. Das Hauptziel dieser Studie besteht darin, die Hypothese zu testen, dass Insulin, das im Rahmen einer hyperinsulinämisch-normoglykämischen Klemme während und unmittelbar nach CABG verabreicht wird:

1. Fördert eine positive Proteinbilanz des gesamten Körpers, wenn es mit intravenösen Aminosäuren (AA) in solchen Mengen ergänzt wird, dass normale AA-Plasmakonzentrationen (Isoaminoazidämie) erhalten bleiben
2. Verbessert das Proteingleichgewicht des gesamten Körpers weiter, wenn es mit der Infusion von AA in Mengen kombiniert wird, die die AA-Plasmakonzentrationen auf übernormale Werte (Hyperaminoazidämie) erhöhen. Das primäre Ergebnis, das Proteingleichgewicht des gesamten Körpers, wird 2 Stunden nach der Operation auf der Intensivstation gemessen Einheit. Zu den sekundären Zielen gehören (1) die Messung der hepatischen Albuminsynthese und (2) die Beurteilung von Veränderungen im metabolisch-endokrinen Milieu.

Methoden: 30 Patienten, bei denen eine elektive CABG-Operation geplant ist, die einen kardiopulmonalen Bypass erfordert, werden eingeschlossen. Einwilligende Patienten werden nach dem Zufallsprinzip in 3 Gruppen eingeteilt. Patienten in Gruppe 1 erhalten HNC vom Beginn der Operation bis zum Ende des achtstündigen Studienzeitraums nach der Operation. Es werden keine Aminosäuren gegeben. Patienten in Gruppe 2 erhalten während und nach der Operation HNC und AA (Travasol Baxter, Deerfield IL) in einer Menge, die 20 % des vor der Operation gemessenen Energieverbrauchs (EE) des Patienten entspricht, um die Isoaminoazidämie aufrechtzuerhalten. Patienten in Gruppe 3 erhalten während und nach der Operation HNC und Travasol in einer Menge, die 35 % des EE des Patienten entspricht, um Hyperaminoazidämie zu fördern. HNC besteht aus einer Insulininfusion von 5 mU/kg/min gekoppelt mit einer variablen Glukoseinfusion (Dextrose 20 %) zur Aufrechterhaltung der Normoglykämie (4–6 mmol/l). Das Proteingleichgewicht des gesamten Körpers wird anhand der L-[1-13C]Leucin-Tracer-Kinetik beurteilt. Die Proteinbilanz wird als Proteinsynthese minus Leucin-Auftrittsrate (Ra) berechnet, wobei positive Werte auf Anabolismus und negative Werte auf Katabolismus hinweisen. Der Glukosestoffwechsel im gesamten Körper wird anhand stabiler Isotopen-Tracer [6,6-2H2]Glukose beurteilt. Die hepatische Albuminsynthese wird durch eine vorbereitete kontinuierliche Infusion von L-[2H5]Phenylalanin bestimmt. Die präoperativen Messungen werden am Morgen vor der Operation durchgeführt. Postoperative Studien werden 2 Stunden nach der Operation auf der Intensivstation durchgeführt. Die Patienten werden 12 Stunden nach der Operation beobachtet. Die Ganzkörper-Leucinkinetik zwischen den beiden Gruppen wird mithilfe von ANOVA für wiederholte Messungen analysiert. Die statistische Signifikanz wird auf P<0,05 festgelegt. Alle dargestellten p-Werte sind zweiseitig.

Tracer-Kinetik:

Messungen des Leucin- und Glukosestoffwechsels im gesamten Körper wurden unter postabsorptiven Bedingungen am Tag vor der Operation und postoperativ auf der Intensivstation durchgeführt. Die Plasmakinetik von Glucose und Leucin, d. h. die Rate des Auftretens von Glucose und Leucin (Ra), die Leucinoxidation und die nicht-oxidative Leucinentsorgung, wurden durch eine vorbereitete konstante Infusion von Tracermengen von L-[1-13C]Leucin und [6] bestimmt ,6-2H2]Glucose. Vor der Infusion wurden Blut- und ausgeatmete Luftproben entnommen, um die Basisanreicherungen zu analysieren. Anschließend wurden Grunddosen von NaH13CO3 (1 µmol/kg, p.o.), L-[1-13C]Leucin (4 µmol/kg, iv) und [6,6-2H2]Glucose (22 µmol/kg, iv) verabreicht durch die Infusion von L-[1-13C]Leucin (0,06 µmol.kg-1.min-1) und [6,6-2H2]Glucose (0,44 µmol.kg-1.min-1). Zur Bestimmung der 13CO2-Isotopenanreicherung wurden vier ausgeatmete Atemproben nach 150, 160, 170 und 180 Minuten Isotopeninfusion entnommen.

Die Leucin- und Glucosekinetik im gesamten Körper wurde mit der konventionellen Isotopenverdünnungstechnik unter Verwendung eines Zwei-Pool-Zufallsmodells unter stationären Bedingungen berechnet. Im Isotopen-Steady-State wird der Ra des unmarkierten Substrats im Plasma aus der Plasmaisotopenanreicherung abgeleitet, ausgedrückt als MPE, gemäß der folgenden Gleichung: Ra = I.(MPEinf/MPEpl – 1), wobei I die Infusionsrate des Tracers ist , MPEinf ist die Anreicherung des Tracers im Infusat und MPEpl ist die Traceranreicherung im Plasma. Die endgültigen MPE-Werte stellen den Mittelwert aller MPE-Messungen während jedes Isotopenplateaus dar. Isotopen-Steady-State-Bedingungen wurden als gültig angesehen, wenn der CV der MPE-Werte auf dem Isotopenplateau <5 % betrug.

Im isotopischen Steady-State wird der Leucinfluss (Q) durch die folgende Formel quantifiziert: Q = S+O = B+I, wobei S die Proteinsyntheserate aus Leucin, O die Oxidationsrate und B der Proteinabbau ist Ich bin die Nahrungsaufnahme. Darüber hinaus ist Q gleich Ra (Ra = B+I) und der Rate des Verschwindens (Rd; Rd = S+O). Wenn Tracerstudien im Fastenzustand durchgeführt werden, entspricht der Leucinfluss B. Die Geschwindigkeit der Proteinsynthese wird berechnet, indem die Leucinoxidation vom Leucinfluss abgezogen wird (S = Q-O). Die Proteinbilanz wird als Proteinsynthese minus Leucin Ra berechnet, wobei positive Werte auf Anabolismus und negative Werte auf Katabolismus hinweisen. Plasma [1-13C]α-KIC wird zur Berechnung des Flusses und der Oxidation von Leucin verwendet. Der α-KIC wird intrazellulär aus Leucin gebildet und in den systemischen Kreislauf abgegeben. Es spiegelt die Anreicherung des intrazellulären Vorläuferpools genauer wider als Plasma-Leucin selbst.