Alternative Substrate im kritisch kranken Subjekt (ASICS)

Aggressiver Muskelschwund tritt früh bei einer kritischen Erkrankung auf und ist mit einer größeren Anzahl von Tagen an einem Beatmungsgerät, einer längeren Verweildauer auf der Intensivstation (ICU) und/oder im Krankenhaus und einer anschließenden Funktionsbeeinträchtigung verbunden, die Jahre andauern kann. Die Kosten für die Krankenhausversorgung und die laufenden Kosten der gemeindenahen Nutzung der primären Gesundheitsversorgung steigen. Keine bekannten Eingriffe verhindern diese Verschwendung.

Bioenergetisches Versagen bei kritischen Erkrankungen und das Potenzial für alternative Substratnutzung:

Die Muskelproteinsynthese ist stark energieabhängig. Der bioenergetische Zustand des kritisch kranken Patienten ist beeinträchtigt, was zu einer verminderten Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) führt. In der Literatur sind immer wieder Veränderungen der mitochondrialen Funktion beschrieben worden, die zusammen mit anderen veränderten zellulären Prozessen die Verwertung von Stoffwechselsubstraten zur ATP-Produktion beeinträchtigen.

Die Kohlenhydratverwertung ist bei kritischen Erkrankungen beeinträchtigt, teilweise durch eine gestörte Kern-Membran-Translokation des Glukosetransporters 4 und eine erhöhte Insulinresistenz. Hypoxie-Signalisierung und Entzündung blockieren die Aktivität der Pyruvat-Dehydrogenase durch Hochregulierung der Pyruvat-Dehydrogenase-Kinase, erhöhen die Glukoseverfügbarkeit und treiben so den Pyruvat-Metabolismus zu Laktat – der Pasteur-Effekt.

Die kürzlich veröffentlichten Daten des Forschers legen nahe, dass eine kritische Erkrankung auch die mitochondriale Oxidation von Fettsäuren in der Skelettmuskulatur beeinträchtigt und dass die Mehrheit der mit dem Futter zugeführten Lipide nicht für die ATP-Produktion verwendet wird. Dies kann von klinischer Bedeutung sein, da Lipide 29–43 % des Energiegehalts enteraler und 50 % parenteraler Formeln ausmachen. Schließlich kann die Oxidation von Aminosäuren ATP produzieren. Dies ist jedoch nicht unbedingt im Sinne des Patienten: Diese Aminosäuren stehen dann nicht mehr für die Muskelproteinsynthese zur Verfügung. Darüber hinaus führt die Oxidation der meisten Aminosäuren zur Produktion von Pyruvat, und daher gelten die gleichen Probleme wie beim Kohlenhydratstoffwechsel. Die Bereitstellung eines neuen metabolischen Substrats wie Ketone Bodies (KBs) kann diese Einschränkungen beheben.

Potenzial für Muskelschonung durch Ketonkörper:

In Hungerperioden können sie bis zu 50 % der gesamten Grundenergie des Körpers liefern, wodurch der hohe Energiebedarf des menschlichen Gehirns gedeckt und gleichzeitig die Muskulatur geschont werden kann. Darüber hinaus können KBs als metabolische Modulatoren wirken, die mitochondriale Effizienz verbessern (auch durch kritische Erkrankungen beeinträchtigt) und reaktive Sauerstoffspezies und die Bildung freier Radikale reduzieren. Sie haben auch entzündungshemmende Wirkungen (intramuskuläre Entzündungen sind ein Treiber für veränderte Proteinhomöostase und antiapoptotische Aktivität. Zusammengenommen können sich diese zusätzlichen mechanistischen Wirkungen als nützlich erweisen, um den Skelettmuskelschwund zu lindern. Darüber hinaus zeigen Pilotdaten eine signifikante Abnahme der Plasmakonzentrationen von Beta-Hydroxybutyrat und Acetoacetat im Frühstadium einer kritischen Erkrankung, was mit einer erhöhten KB-Aufnahme und -Nutzung im Frühstadium einer kritischen Erkrankung übereinstimmt.

Ketonkörper haben vielfältige extramitochondriale Stoffwechselwirkungen. Dazu gehören Funktionen zur Stärkung des Immunsystems: insbesondere gegen bakterielle Infektionen. Infektionen und Entzündungen sind Treiber von Muskelschwund und deren Verbesserung kann sich auf diese und andere Ergebnismessgrößen auswirken. Daher kann der schwerkranke Patient von einer ketogenen Ernährung profitieren, die in anderen Bevölkerungsgruppen sicher angewendet wurde, einschließlich gesunder Probanden, der Fettleibigen, und bei Patienten mit Trauma, Epilepsie, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Typ-2-Diabetes und Stoffwechselerkrankungen.

Die Ziele/Ziele sind:

1. Zeigen Sie, dass es möglich ist, Patienten für eine ketogene Ernährung zu rekrutieren
2. Zeigen Sie, dass es Forschern möglich ist, die modulare ketogene Ernährung auf der Intensivstation zu rekonstituieren.
3. Zeigen Sie, dass es möglich ist, Patienten auf der Intensivstation ketogene Nahrung ohne negative Auswirkungen zu verabreichen.
4. Charakterisieren Sie den zeitlichen Verlauf der Ketonerzeugung (und damit verbundene Veränderungen in verwandten Stoffwechselwegen) als Reaktion auf die ketogene Fütterung.
5. Zeigen Sie, dass die Sammlung von Ergebnismessungen, die für die anschließende inhaltliche Studie relevant sind, machbar ist.