Dieta cheto per terapia intensiva intubata COVID-19 (KICC-COVID19)

La malattia da coronavirus (COVID-2019) è una devastante malattia virale che ha avuto origine a Wuhan in Cina alla fine del 2019. Il numero di casi confermati in tutto il mondo ha quasi raggiunto i 2 milioni e più di 125.000 persone sono morte. I primi studi di Wuhan riportavano un tasso di mortalità del 2-3% con tassi inferiori nelle province circostanti man mano che la malattia si diffondeva (più vicino allo 0,7% dei casi confermati). Una causa ipotizzata per il tasso di mortalità più elevato a Wuhan rispetto alle regioni circostanti è stata la rapida "impennata" delle infezioni da COVID-19 prima che la malattia fosse identificata e implementato il distanziamento sociale. I pazienti in condizioni critiche hanno sviluppato una sindrome da distress respiratorio acuto con edema polmonare infiammatorio e ipossiemia potenzialmente letale che richiedeva ventilazione meccanica. Ciò ha comportato un notevole sforzo per le risorse sanitarie, come la disponibilità di ventilatori meccanici per il trattamento di pazienti con insufficienza respiratoria acuta. Man mano che la malattia si diffonde in tutto il mondo, le strategie per ridurre la durata del supporto ventilatorio nei pazienti con COVID-19 potrebbero ridurre significativamente la morbilità e la mortalità di questi individui e dei futuri pazienti che richiedono questa risorsa salvavita gravemente limitata.

Le alterazioni nella composizione dei macronutrienti possono essere sfruttate per migliorare la ventilazione e l'infiammazione nei pazienti con COVID-19. La dieta chetogenica è una dieta ricca di grassi, povera di carboidrati e proteica adeguata che promuove la produzione di corpi chetonici attraverso il metabolismo epatico degli acidi grassi. È stato dimostrato che le diete ricche di grassi e povere di carboidrati riducono la durata del supporto ventilatorio e la pressione parziale di anidride carbonica nei pazienti con insufficienza respiratoria acuta. Il passaggio dall'ossidazione del glucosio all'ossidazione dei grassi abbassa il quoziente respiratorio, riducendo così la quantità di anidride carbonica prodotta. Ciò riduce le richieste del ventilatore e può migliorare l'ossigenazione abbassando i livelli di anidride carbonica alveolare, riducendo in definitiva il tempo di ventilazione meccanica. Uno studio pubblicato nel 1989 ha confrontato 10 partecipanti intubati per insufficienza respiratoria acuta e randomizzati a una dieta ricca di grassi e povera di carboidrati e 10 partecipanti che ricevevano una dieta isocalorica e isonitrogena standard e ha mostrato una diminuzione della pressione parziale di anidride carbonica del 16% nel gruppo a dieta chetogenica rispetto a un aumento del 4% nel gruppo a dieta standard (p=0,003). I pazienti nel gruppo con dieta ricca di grassi avevano una media di 62 ore in meno su un ventilatore (p = 0,006) rispetto al gruppo di controllo.

La dieta ad alto contenuto di grassi utilizzata nello studio aveva un rapporto di 1,2:1 tra grassi e proteine ​​e carboidrati combinati in grammi. La dieta chetogenica, che è stata utilizzata in modo sicuro ed efficace nei pazienti con epilessia cronica per quasi un secolo e più recentemente nei pazienti critici e intubati per la gestione dello stato epilettico refrattario e super refrattario, ha un rapporto 4:1 (90% di grassi chilocalorie). Mentre una dieta con rapporto 1:1 può produrre uno stato di lieve chetosi metabolica (tipicamente ~ 1 mmol/L di betaidrossibutirrato del corpo chetonico, misurato nel siero), una dieta chetogenica con rapporto 4:1 più elevato può produrre livelli più elevati di betaidrossibutirrato del corpo chetonico e più rapidamente (fino a 2 mmol/L entro 24 ore dall'inizio). Uno studio su pazienti obesi trattati con dieta chetogenica ha riportato che l'aumento della produzione di corpi chetonici era correlato a una pressione parziale inferiore dei livelli di anidride carbonica. Uno studio più recente ha mostrato che i pazienti con epilessia refrattaria avevano una riduzione del quoziente respiratorio e un aumento dell'ossidazione degli acidi grassi senza un cambiamento nel dispendio energetico respiratorio con l'uso cronico della dieta chetogenica. Questi risultati sono stati replicati in soggetti sani con dieta chetogenica rispetto a un gruppo di controllo e anche i pazienti con dieta chetogenica hanno avuto una significativa riduzione della produzione di anidride carbonica e della pressione parziale di anidride carbonica. Gli autori hanno concluso che una dieta chetogenica può ridurre le riserve corporee di anidride carbonica e che l'uso di una dieta chetogenica può essere utile per i pazienti con insufficienza respiratoria. Anche nei pazienti senza ipercapnia (principalmente insufficienza respiratoria ipossica), la riduzione della produzione di anidride carbonica consente di abbassare i volumi correnti, una pietra miliare della gestione della sindrome da distress respiratorio acuto.

Oltre a ridurre la pressione parziale dell'anidride carbonica, la chetosi metabolica riduce l'infiammazione sistemica. Questo meccanismo potrebbe essere sfruttato per arrestare la tempesta di citochine caratteristica dell'infezione da COVID-19. Diversi studi forniscono la prova che la produzione di citochine pro-infiammatorie è significativamente ridotta negli animali alimentati con una dieta chetogenica in una varietà di modelli di malattia. In un modello di roditore della malattia di Parkinson, i topi avevano livelli significativamente ridotti di citochine pro-infiammatorie secrete dai macrofagi interleuchina-1β, interleuchina-6 e fattore di necrosi tumorale-alfa dopo 1 settimana di trattamento con una dieta chetogenica. Allo stesso modo, i ratti pretrattati con una dieta chetogenica prima dell'iniezione con lipopolisaccaride per indurre la febbre non hanno sperimentato un aumento della temperatura corporea o dell'interleuchina-1β, mentre sono stati osservati aumenti significativi negli animali di controllo non pretrattati con una dieta chetogenica. In un modello murino di malattie mediate da NLRP3 e monociti umani, il corpo chetonico beta-idrossibutirrato ha inibito la produzione mediata dall'inflammasoma NLRP3 di interleuchina-1β e interleuchina-18. Questi risultati sono stati replicati in diversi recenti studi sugli animali e studi preliminari sugli esseri umani. L'ipotesi di questo studio è che attraverso l'induzione della chetosi metabolica combinata con la restrizione dei carboidrati, una dieta chetogenica sia protettiva contro la tempesta di citochine in COVID-19. Con le sue proprietà di riduzione dell'anidride carbonica e antinfiammatorie, una dieta chetogenica può diventare un componente importante dell'arsenale della sindrome da distress respiratorio acuto con rilevanza immediata per l'attuale pandemia di COVID-19.