Sustratos alternativos en el sujeto críticamente enfermo (ASICS)

La atrofia muscular agresiva ocurre temprano en la enfermedad crítica y se asocia con una mayor cantidad de días en un ventilador, una mayor duración de la unidad de cuidados intensivos (UCI) y/o la estadía en el hospital, y el deterioro funcional posterior que puede durar años. Se incrementan los costos de atención hospitalaria y los costos continuos de la utilización de la atención médica primaria basada en la comunidad. Ninguna intervención conocida previene este desgaste.

Fallo bioenergético en enfermedades críticas y el potencial para el uso de sustratos alternativos:

La síntesis de proteínas musculares depende en gran medida de la energía. El estado bioenergético del paciente en estado crítico se ve comprometido, lo que lleva a una disminución de la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP). Se han descrito repetidamente en la literatura alteraciones en la función mitocondrial que, junto con otros procesos celulares alterados, perjudican la utilización de sustratos metabólicos para la producción de ATP.

La utilización de carbohidratos se ve afectada en la enfermedad crítica, en parte debido a la alteración de la translocación del transportador de glucosa 4 del núcleo a la membrana y al aumento de la resistencia a la insulina. La señalización de hipoxia y la inflamación bloquean la actividad de la piruvato deshidrogenasa mediante la regulación positiva de la piruvato deshidrogenasa quinasa, lo que aumenta la disponibilidad de glucosa y, por lo tanto, impulsa el metabolismo del piruvato a lactato: el efecto Pasteur.

Los datos publicados recientemente por el investigador sugieren que la enfermedad crítica también afecta la oxidación mitocondrial de los ácidos grasos en el músculo esquelético, y que la mayoría de los lípidos suministrados en el alimento no se utilizan para la producción de ATP. Esto puede tener importancia clínica, dado que los lípidos aportan el 29-43% del contenido energético de las fórmulas enterales y el 50% de las parenterales. Por último, la oxidación de aminoácidos puede producir ATP. Sin embargo, esto no es necesariamente lo mejor para el paciente: estos aminoácidos ya no están disponibles para la síntesis de proteínas musculares. Además, la oxidación de la mayoría de los aminoácidos da como resultado la producción de piruvato y, por lo tanto, se aplican los mismos problemas que los relacionados con el metabolismo de los carbohidratos. La provisión de un nuevo sustrato metabólico como los cuerpos cetónicos (KB) puede abordar estas limitaciones.

Potencial de preservación muscular que ofrecen los cuerpos cetónicos:

Durante los períodos de inanición, pueden proporcionar hasta el 50 % de la energía basal total del cuerpo, lo que permite cumplir con los requisitos de alta energía del cerebro humano mientras se preservan los músculos. Además, los KB pueden actuar como moduladores metabólicos, mejorando la eficiencia mitocondrial (que también se ve afectada por una enfermedad crítica) y reduciendo las especies reactivas de oxígeno y la formación de radicales libres. También tienen efectos antiinflamatorios (la inflamación intramuscular es un impulsor de la alteración de la homeostasis de las proteínas y la actividad antiapoptótica. Juntos, estos efectos mecánicos adicionales pueden resultar útiles para mejorar la atrofia del músculo esquelético. Además, los datos piloto demuestran una disminución significativa en las concentraciones plasmáticas de beta-hidroxibutirato y acetoacetato en la enfermedad crítica temprana, lo que es consistente con una mayor captación y utilización de KB en la enfermedad crítica.

Los cuerpos cetónicos tienen diversos efectos metabólicos extramitocondriales. Estos incluyen funciones de mejora inmunológica: específicamente, a la infección bacteriana. La infección y la inflamación son impulsores de la atrofia muscular y su mejora puede afectar esta y otras medidas de resultado. Así, el paciente crítico puede beneficiarse de una dieta cetogénica que se ha utilizado con seguridad en otros grupos de población, incluidos sujetos sanos, obesos, y en pacientes con traumatismos, epilepsia, enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo 2 y enfermedades metabólicas.

Los objetivos/fines son:

1. Demostrar que es posible reclutar pacientes para recibir un alimento cetogénico
2. Demostrar que es posible que los investigadores reconstituyan la alimentación cetogénica modular en la UCI.
3. Demostrar que es posible administrar alimentos cetogénicos a pacientes de la UCI sin efectos nocivos.
4. Caracterizar el curso temporal de la generación de cetonas (y los cambios relacionados en las vías metabólicas relacionadas) en respuesta a la alimentación cetogénica.
5. Mostrar que la recopilación de medidas de resultado relevantes para el estudio sustantivo posterior será factible.