Fisiopatologia della Malnutrizione e dello Stress Metabolico

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1 Fisiopatologia della Malnutrizione e dello Stress Metabolico F. Protta S.S. DIETETICA e NUTRIZIONE CLINICA ASL TO4 SEDE DI IVREA per gentile concessione D. Boggio Bertinet SCDO Dietetica e Nutrizione Clinica ASO S. G. Battista di Torino

2 Indice Richiamo del percorso metabolico e delle variazioni di stato di nutrizione in corso di digiuno/iponutrizione e di malattia acuta e cronica Impatto del supporto nutrizionale in corso di malattia acuta e cronica Effetti della malattia acuta e cronica sulla composizione corporea e sul livello funzionale La renutrizione dopo malattia acuta e cronica riacutizzata: effetti sulla composizione corporea e sul livello funzionale

3 Denutrizione semplice Adattamento metabolico alla riduzione delle ingesta Adattamento del cervello all utilizzazione energetica dei lipidi Riduzione dell ossidazione del glucosio Riduzione della neoglucogenesi Aumento della chetogenesi nel fegato Aumento della lipolisi Riduzione del catabolismo delle proteine, inizialmente elevato Riduzione della spesa energetica

4 Risposta metabolica alla denutrizione di breve e lunga durata

5 Risposta metabolica alla denutrizione di breve e lunga durata (Cahill GF Jr, 1970) Breve durata Lunga durata ossidazione glucosio catabolismo proteico 180 g/d 80 g/d 75 g/d 20 g/d fonte energia: glucosio glucosio 44 g/d + -SNC 144 g/d chetoni 47 g/d -cellule sangue glucosio glucosio 36 g/d 36 g/d

6 Variazioni della perdita di azoto, della spesa energetica e del peso corporeo nella denutrizione prolungata (A. Keys, 1950)

7 Malattia in fase acuta Attivazione infiammatoria ( citochine pro-infiammatorie TNFα, IL-1, IL-6) Iponutrizione spontanea (anoressia da citochine) o impossibilità alla nutrizione per via orale Mancato adattamento metabolico all iponutrizione dipendente dalla durata e dall entità dello stimolo citochinico. Persistono quindi, sino alla risoluzione della noxa patogena: catabolismo massa proteica neoglucogenesi accentuata aumento delle richieste energetiche resistenza all azione insulinica

8 Risposta metabolica allo stress Rottura della omeostasi metabolica mediata da: - ormoni catabolici - insulino resistenza - citochine - radicali dell ossigeno obiettivo: Stress: politrauma, ustione,intervento chirurgico, patologie infettive e oncologiche situazioni accomunate da attivazione infiammatoria rendere rapidamente disponibili i substrati per le attività essenziali alla sopravvivenza

9 Effetti della risposta neuroendocrina allo stress (Hammarqvist 2009) la resistenza insulinica assicura una produzione continua di glucosio

10 Tempi e mediatori della risposta metabolica alla noxa acuta Fase Durata Risposta Ormoni Ebb < 24 h Basal Metabolic Rate Temperatura, VO 2 Output cardiaco, frequenza cardiaca, Proteine di fase acuta - Vasocostrizione Catecolamine Cortisolo Aldosterone Flow - Catabolica 3-10 giorni Basal Metabolic Rate Temperatura, VO 2 - Bilancio azotato negativo Catecolamine Cortisolo Insulina Glucagone - Anabolica giorni - Bilancio azotato positivo GH, IGF (Jensen GL, 2006)

11 Influenza della malnutrizione e della malattia sul metabolismo basale (Elia M, in: Kinney JM, Tucker HN, 1992)

12 Perdita di peso dopo chirurgia elettiva senza complicanze e in presenza di grave trauma/infezione (Kinney JM, in : Wilkinson AW, Cuthbertson D, 1976)

13 Malattie croniche Attivazione infiammatoria cronica, di entità correlata all attività di malattia (CRP, IL- 6) Anoressia e iponutrizione spontanea Resistenza all azione dell insulina Ridotti livelli di ormoni anabolici Stato catabolico cronico con deplezione di massa proteica e lipidica

14 Malattie croniche

15 Malattie croniche Inflammatory conditions with nutritional implications (Jensen GL, 2006) Malattie infiammatorie intestinali Artrite reumatoide Patologie articolari degenerative Insufficienze d organo: cuore, polmone, fegato, rene HIV/AIDS Cancro Obesità Sindrome metabolica Patologie cardio-vascolari Diabete Età avanzata Anoressia nervosa (?)

17 Supporto nutrizionale in corso di malattia acuta e cronica In presenza di attivazione infiammatoria, il supporto nutrizionale è indispensabile ma non sufficiente a indurre la fase anabolica. La positivizzazione del bilancio azotato, e la ripresa delle sintesi proteiche non di fase acuta, può avvenire solo in presenza di attenuazione dell attività infiammatoria

18 Bilancio azotato nei soggetti anabolici, catabolici e normali (Trémolières J, 1970)

19 Supporto nutrizionale in corso di malattia acuta e cronica In corso di attivazione infiammatoria, il supporto nutrizionale è finalizzato a contenere la perdita di massa proteica e lipidica Nel paziente con MOF, il mantenimento di un certo livello di stato nutrizionale (BMI > 85 percentile) è correlato con l outcome (Galanos AN, 1997)

20 Correlazione tra sopravvivenza e BMI in pazienti con MOF ( Galanos 1997)

21 Correlazione teorica tra malnutrizione durante digiuno e supporto nutrizionale (Jensen 2010) Relazione tra malnutrizione da digiuno e supporto nutrizionale (Jensen 2010)

22 Correlazione teorica tra malnutrizione durante malattia acuta/cronica e supporto nutrizionale (Jensen 2010)

24 La definizione attuale di malnutrizione include la presenza di: - ipo- o sovraalimentazione - attivazione infiammatoria - variazioni della composizione corporea (perdita di BCM) - alterazioni funzionali (perdita funzione muscolare, cognitiva e immunologica) (Soeters PB, 2008)

25 Variazioni composizione corporea in corso di digiuno (studio su volontario che ha digiunato per 44 gg, con perdita di 24.5 kg) Jackson JM, 2006

26 Variazioni della composizione corporea in corso di malattia acuta Rari studi eseguiti sull uomo, utilizzando metodi di riferimento per la valutazione della composizione corporea: Monk DN, 1996: n 10 pazienti critici politraumatizzati Hill AA, 1997: n 13 pazienti critici post-chirurgici/settici Plank LD, 1998: n 12 pazienti con severa sepsi da peritonite University Department of Surgery/ Department of Critical Care Auckland (NewZealand) Dosaggi sequenziali ai gg 0 (dopo stabilizzazione emodinamica), 5,10,15,21 dopo ricovero in ICU Total Body Nitrogen con attivazione neutronica Total Body Fat e Skeletal Muscle Mass con DEXA Total Body Water con acqua tritiata Extracellular Water con diluizione del bromuro di Na Total Body Potassium con dosaggio del K 40

27 Variazioni della composizione corporea in corso di malattia acuta (n 21 gg in ICU) Pazienti Peso corporeo (kg) Acqua totale TBW (L) Fat Mass (kg) Massa proteica totale (kg)/% peso corporeo massa proteica totale persa da organi viscerali % / % Politraumatizzati Postchirurgici / % Settici da peritonite / %

28 Composizione corporea in pazienti con patologia acuta e cronica Studio su 995 pazienti all ingresso in Ospedale (Cantonale di Ginevra; Kyle UG, 2002) BMI (kg/m 2 ) FFM % peso FM % peso Uomini Controlli (n 525) Acuti (n 250) Cronici (n 275) 24.8 ± ± ± 3.9 * 78.0% 76.4% * 75.1% ** 21.6% 23.6% * 24.8% ** Donne Controlli (n 470) Acuti (n 231) Cronici (n 239) 23.7 ± ± ± % 66.0% 63.0% ** 32.2% 34.1% * 37.1% ** * Signif differente da controlli: ** signif differente da acuti

29 Stato di nutrizione in pazienti con patologia cronica associata ad attivazione infiammatoria cronica Pazienti con patologia cronica all ingresso in Ospedale (1) : - minore FFM rispetto agli acuti - ridotta FFM (< 10 percentile nel 54%) anche in presenza di BMI normale ( 20 kg/m 2 ) Malattia di Crohn in fase di remissione (2) - 29% ha valore ridotto di MAMC (arm muscle circumference) % ha valore ridotto di HGS (hand grip strenght), indice attendibile della funzione muscolare Insufficienza renale cronica (dialisi) (3) % ha alterazione dei markers proteici correlati con aumento del rischio di mortalità 1. Kyle UG, 2002; 2. Bin CM, 2009; 3. Aparicio M, 1999

30 Stato di nutrizione in pazienti con patologia cronica associata ad attivazione infiammatoria cronica pazienti con BPCO - ridotta FFM nel 41% (F) e 44% (M) dei pazienti (1), presente anche nel 26% dei soggetti con normale BMI (2) -la riduzione della FFM correla con la gravità della malattia e con la sopravvivenza (1,2) pazienti con artrite reumatoide a bassa attività -ridotta FFM nel 26% (F) e 21% (M) dei pazienti (3) non correlata con il BMI 1.Vestbo J, Elkan AC, Schols AMWJ, 2005

31 Stato di nutrizione in pazienti con patologia cronica associata ad attivazione infiammatoria cronica La riduzione della FFM nei pazienti con patologia infiammatoria cronica è correlata con analoga riduzione della massa cellulare (BCM Body Cellular Mass), che determina: riduzione delle capacità di risposta alle noxae acute (1) ridotta capacità di guarigione e recupero (2) deplezione importante della massa proteica in corso di patologie acute (2) 1. Suttman U, Soeters PB, 2008