Parenterální výživa all-in-one
Úvahy podat roztoky přímo do žíly vznikly před více než 350 lety, brzy po objevení krevního oběhu Harveyem v roce 1616. První intravenózní injekci aplikoval patrně Christopher Wren v roce l656. Kuriózním způsobem podával psům injekci vína, piva nebo opiového roztoku, s využitím možností, které se tehdy nabízely. Zavedl husí brk do žíly psa, kterou tak spojil s močovým měchýřem prasete, jenž posloužil jako vak obsahující podávané roztoky.
Lidem podával infuzní roztoky poprvé skotský lékař Thomas Latta během velké epidemie cholery, která v roce 1820 postihla značnou část Evropy. Parenterálním podáním tekutin zachránil život mnoha nemocným. Zázračný objev Latty však zůstal bez většího povšimnutí po několik dalších desetiletí. Ve dvacátém století, zejména v jeho druhé polovině, se užití parenterální výživy velmi rozšířilo. Vznikají odborné lékařské společnosti, objevuje se nová specializace – lékař nutricionista. Rovněž se zakládají nová specializovaná pracoviště intenzivní péče – metabolické jednotky, kde jsou léčeni pacienti vyžadující nutriční podporu parenterální výživou. Na vznik nového oboru, který lze zkráceně nazvat “intenzivní metabolická péče”, rychle reagovaly farmaceutické společnosti vývojem a nabídkou nových infuzních substrátů pro parenterální výživu. Rozvoj oboru byl rychlý, s možností uplatnění všech nových poznatků v klinické praxi a s příkladnou spoluprací kliniků a farmaceutů. Koncem dvacátého století se stává parenterální výživa rutinní metodou, jež je využívána mnoha klinickými obory, a postupně ztrácí svou exkluzivitu.
Typy parenterální výživy
Parenterální výživa je v zásadě dvojího druhu. Doplňková, kdy část denního příjmu potravy pacient dostává per os, nebo kompletní, pokud je perorální cesta vyloučena. Při kompletní parenterální výživě máme možnost nebílkovinnou energii hradit samotnými glycidy (glycidový systém) nebo tukovými emulzemi v kombinaci s glycidy (lipidový systém). V obou případech je nutno zachovat příjem aminokyselinových směsí. V glycidovém systému se jako nosič energie používá hypertonická glukóza. K její aplikaci (> 20 %) je třeba zavést kanylu do centrální žíly při vysoké osmolaritě roztoku.
V lipidovém systému se používá vedle tukových emulzí také roztok glukózy. Výhodou je, že tukové emulze mají vysoký energetický obsah v malém oběhu roztoku. Rovněž po podání tuků a jejich následném rozkladu vzniká méně kysličníku uhličitého ve srovnání s aplikací cukrů. Společné podání tuků s cukry vede k nižší zátěži dýchacího ústrojí při eliminaci kysličníku uhličitého z organismu. To je významné především pro nemocné, kteří jsou ventilačně kompromitováni. Další výhodou tukových emulzí je jejich nízká osmolarita a možnost podávání do periferní žíly.
Úloha aminokyselin a lipidů
Aminokyseliny svou peptidickou vazbou vytvářejí proteiny (z řeckého proteno – první). Proteiny jsou naprosto nezbytnou součástí živých organismů a jejich příjem má význam pro obnovu organismu. Nejsou tedy pouze zdrojem energie. Podle klasifikace D. Rose není dospělý organismus schopen určité aminokyseliny vytvořit sám. Osm aminokyselin (isoleucin, leucin, lysin, methionin, phenylalanin, threonin, tryptofan, valin) je označováno za esenciální, některé jsou považovány za esenciální za určitých podmínek, např. při jaterním či ledvinném selhání a u rostoucího organismu (cystein, tyrosin, histidin).
Aminokyselinové roztoky pro parenterální výživu nelze hodnotit jen podle celkového obsahu dusíku, ale především podle poměru esenciálních a neesenciálních aminokyselin. Za optimální je považováno složení aminokyselin ve vaječném bílku. Z dané základní formule jsou pak upravovány receptury např. pro nemocné s orgánovými poruchami (ledvinným či jaterním selháním, sepsí), nebo je složení přizpůsobeno dětským pacientům, popř. kojencům.
Lipidové emulze byly vyvinuty podle modelu střevních chylomikronů, jejichž základ tvoří triglyceridy a povrch vytvářejí především fosfolipidy. Tuk je nutriční substrát s největší energetickou denzitou, která odpovídá 9 kcal/g tuku.
Více než třicet let byl k přípravě tukových emulzí pro parenterální výživu používán sojový olej, který obsahuje mastné kyseliny s dlouhým řetězcem. Přes šedesát procent tvoří nenasycené mastné kyseliny (PUFA), především kyselina linoleová patřící do skupiny w6 PUFA. V posledních patnácti letech se složení tukových emulzí stalo středem zájmu, především pro další bioaktivní efekt mastných kyselin a jejich metabolitů. Ukázalo se totiž, že nenasycené w6 mastné kyseliny v tukových emulzích mají zejména u pacientů v akutních stavech nepříznivý vliv, když dále navyšují nekontrolovanou zánětlivou reakci, včetně oxidačního stresu.
Postupně byly použity triglyceridy se středním řetězcem (MCT), získané frakcionovou destilací kokosového oleje. Dále strukturované lipidy, tedy kombinované molekuly triglyceridů, které mají v jedné molekule glycerolu mastnou kyselinu s dlouhým řetězcem, a jiný hydroxyl téhož glycerolu je esterifikován MCT. Jejich výhodou je metabolická inertnost a využití pouze jako bohatého energetického zdroje, bez zásahu do metabolických dějů. Srovnatelnou metabolickou inertnost mají emulze získané frakcionací olivového oleje, který rovněž neobsahuje metabolicky aktivní PUFA.
Mnoho let je znám příznivý efekt rybího oleje, jenž obsahuje více w3 PUFA, které dávají vznik eikosanoidům se spíše protizánětlivým účinkem. Byl používán v perorální formě. Teprve v posledních deseti letech byla připravena tuková směs na bázi rybího oleje k nitrožilní aplikaci. Indikací jsou především hyperkatabolické stavy u kriticky nemocných, kteří vyžadují parenterální výživu.
All-in-one v parenterální výživě
Zpočátku byla parenterální výživa podávána systémem dvou nebo tří infuzních lahví, kdy byly aminokyseliny, lipidy a glycidy aplikovány současně, či sekvenčně v půllitrových až litrových objemech. Minerály, vitaminy a stopové prvky byly přidávány do různých lahví a podávány v různém období. Bylo pak obvyklé, že během dne bylo aplikováno šest až osm lahví, což vyžadovalo stálý dozor ošetřujícího personálu a mnoho infuzních setů, pump nebo injektorů. Častěji docházelo k chybám při aplikaci a byly pozorovány výkyvy v glykémiích a mineralogramu. Od roku 1970 se začaly používat směsi glukózy a aminokyselin, kterými byl naplněn plastový PVC vak. Umožnilo to redukci spojovacího infuzního materiálu a rovnoměrnější aplikaci výživy.
Současný způsob výživy all-in-one (AIO) zavedli Francouzi Solassol a Joyeux v roce 1972. Byly vypracovány receptury umožňující smíšení aminokyselin, cukrů a lipidů v jednom objemu. PVC vak, ze kterého se do roztoku uvolňovaly toxické látky, byl nahrazen plastem z ethylenvinylacetátu, jenž byl zcela biokompatibilní a používá se doposud. V bývalém Československu byl systém AIO využíván od roku l975 na metabolické jednotce III. interní kliniky VFN v Praze, místo vaků však byly nejprve použity skleněné dvoulitrové peridialové lahve.
Výhodou systému AIO je fyziologická, tedy rovnoměrná aplikace živin, lepší utilizace, menší riziko při aplikaci a úspora ve spotřebním materiálu, tudíž i nižší náklady. Vzhledem k redukci spojovacích míst mezi sety se snížilo i riziko kontaminace a kanylové sepse. Přidání tukových emulzí snížilo osmolaritu roztoku a míru iritace cévní stěny v místě aplikace. Rovněž mobilizace pacienta při aplikaci byla větší a umožnila, že se daný systém uplatnil v domácí parenterální výživě.
Vaky s parenterální výživou byly zpočátku připravovány individuálně v nemocničních lékárnách, což vyžadovalo aseptické boxy s laminárním prouděním vzduchu či speciální poloautomatické plnicí přístroje. Následně však mnoho firem začalo připravovat dvoukomorové (aminokyseliny plus glycidy) či tříkomorové vaky (aminokyseliny plus glycidy plus tuková emulze), kde byly jednotlivé složky odděleny slabou přepážkou, jež se před aplikací rozlomila. Do roztoku aminokyselin byly často přidávány minerály, které hradily denní potřeby nemocného.
Nabídka dvou- až tříkomorových vaků se postupně zvyšovala, s úpravou “na míru” pro jednotlivé osoby či chorobné stavy postupně stále více nahrazovala individuální přípravu vaků AIO v lékárnách. V současné době jsou vaky individuálně připravovány většinou jen pro kojence a dětské pacienty, kteří vyžadují umělou výživu.
Příprava směsí AIO
Příprava musí být za aseptických, sterilních a dále přesně definovaných podmínek. Nejprve se vždy mísí glukóza s roztoky elektrolytů a stopovými prvky, poté jsou přidány aminokyseliny. Poslední se přidává tuková emulze a vitaminy.
Podání tukové emulze až nakonec je důležité z hlediska kontroly stability směsi, aby bylo možno do poslední chvíle před podáním tuku pozorovat proces plnění a známky případného srážení komponent ve směsi.
Tuková emulze je zároveň nejcitlivější složkou směsi AIO, jejíž stabilita je ovlivňována iontovou silou elektrolytů a pH. Kritickou agregační koncentraci (critical aggregation number, CAN) představuje hodnota, která při překročení vede k precipitaci tukové emulze. Kritické agregační číslo závisí na koncentraci iontů v roztoku. Za bezpečnou je považována hodnota CAN pod 600 mmol/l.
Stabilitu částic tukové emulze umožňuje negativní náboj hydrofilní části molekuly fosfolipidů na povrchu částice (zeta potenciál), který ji odpudivými silami udržuje stabilní. Negativní náboj na povrchu fosfolipidů je ovlivňován hodnotou pH – např. při poklesu pH k hodnotě 3,0 dochází k vybití náboje a agregaci tukových částic v roztoku.
Stabilita směsí AIO
Lipidové emulze jsou udržovány ve vodním prostředí ve stabilním stavu mechanickými a elektrostatickými odpudivými silami. Ty drží tukovou emulzi dispergovanou s velikostí částic odpovídající velikosti chylomikronů (v průměru asi 0,25 až 0,5 μm). Pokud jsou tukové částice větší než 5 μm, vytváří se potenciální riziko zablokování drobných kapilár, především v plicním řečišti, s následnou poruchou perfuze. Poklesem pH (např. po podání “kyselého” roztoku glukózy) či přidáním kationtů klesnou odpudivé síly mezi tukovými částicemi a hrozí agregace ve směsi. Čím vyšší je valence kationtů, tím větší má destabilizační účinek na směs AIO. V praxi se na danou skutečnost často zapomíná a do směsi se přidávají vysoká množství KCl (7,5 %) či NaCl (10 %) ve snaze korigovat iontový deficit nemocného. Správně by takové hypertonické roztoky měly být podávány odděleně, bez souvislosti s aplikovanou parenterální výživou. První známkou nestability tukové emulze je tenká bílá vrstva na hladině směsi all-in-one, která je označována jako “creaming”. Tato změna je reverzibilní a lze ji odstranit prostým protřepáním roztoku. Pokročilejším stupněm nestability je vytvoření větších volných olejových kapének ve směsi. Daná změna je již nevratná a směs se nesmí podat intravenózně.
Především tukové emulze připravené ze sojového oleje obsahující polynesaturované mastné kyseliny mohou podléhat procesu lipoperoxidace. Tvoří se kyslíkové můstky v oblasti dvojných vazeb a vznikají aktivní formy kyslíku, takzvané volné kyslíkové radikály. Většina vaků pro AIO je částečně prostupná pro kyslík, zejména stopové prvky a denní světlo zvyšují peroxidační procesy. Vitamin C a tokoferol uvedený proces omezují. Výhoda tukových emulzí z olejů neobsahujících PUFA (olivový olej, MCT, struktolipidy) je především v tom, že peroxidační reakce složení takových směsí nelimituje.
Do vaků AIO se nedají přidávat dohromady kombinace některých iontů. Především je riziková kombinace kalcia a fosfátů, kdy kalcium-fosfátové precipitace mohou způsobit okluzi katetru, intersticální pneumonitidu či rozvoj syndromu akutní respirační tísně. Vitaminy (např. vitamin C) přidané do směsi se mohou poměrně rychle rozkládat, proto je třeba je podávat až těsně před aplikací. Naopak bylo potvrzeno, že některé léky jsou ve směsi poměrně stabilní. Jedná se např. o blokátory protonové pumpy. Rovněž inzulin není třeba dávat odděleně injektorem, ale jeho krátce působící formy je možno přidávat do vaků těsně před aplikací.
Rozvoj a perspektivy do budoucna
Parenterální výživa AIO díky své jednoduchosti převládá v klinické praxi nad systémem s použitím “více lahví”. Stále více se rovněž používají firemní dvou- či tříkomorové vaky, které existují v mnoha modifikacích lišících se objemem, energetickým obsahem, složením aminokyselin a charakterem lipidové směsi. V současné době lze z takových firemních receptur vybrat ty nejvhodnější, které jsou přímo “střižené na míru” pro určitého pacienta, s přihlédnutím k charakteru jeho potřeb. Většinou již není třeba připravovat vaky individuálně v nemocničních lékárnách, což je výhodné i z hlediska nákladů.
Farmaceutický průmysl přichází na trh se stále novými nutrienty. To vedlo ke vzniku oboru, který lze označit jako nutriční farmakologie. Různá zastoupení aminokyselin v roztoku nebo obohacení roztoku např. o větvené aminokyseliny či větší podíl semiesenciálních aminokyselin (např. glutaminu) má u vybraných nemocných nejen nutriční, ale rovněž farmakologický efekt. Podobně správná volba vhodné tukové emulze – z hlediska obsahu MCT, w3 či w6 esenciálních mastných kyselin – dokáže léčebně ovlivnit mnoho chorobných stavů.
Závěrem lze shrnout, že parenterální výživa je v klinické praxi dlouhodobě zakotvenou metodou, která již dávno ztratila svou exkluzivitu a stala se rutinou. Jako obor se však stále dynamicky rozvíjí, a to především díky využití nových nutrientů, jež mají jasný farmakologický efekt.
Plnou verzi článku najdete v: Medical Tribune 9/2008, strana mtt4
Zdroj: