I modelli cinetici dell'urea nell'insufficienza Renale Cronica

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1 I modelli cinetici dell'urea nell'insufficienza Renale Cronica A cura del Dr. Salvatore Mandolfo I modelli cinetici trovano fondamento sui principi della conservazione della materia. La loro applicazione consente di descrivere e predire le variazioni di concentrazione di un soluto nel tempo e di interpretarne analiticamente i dati. 1 modelli utilizzati nel paziente uremico, derivano dai principi di farmacocinetica, nei quali l'organismo viene schematizzato in uno o più compartimenti ("pools") comunicanti fra di loro con processi di cinetica di primo ordine. In accordo a tali modelli, la quantità di un soluto all'interno di un volume di distribuzione diminuisce secondo una curva di tipo esponenziale, esprimibile come: Q(t)= Q 0 exp (-k * t) ove Q 0 è la quantità del soluto al tempo zero, k è il rapporto fra clearance e volume e t rappresenta il tempo. Tra i soluti utilizzati come "markers" di uremia, l'urea è sicuramente il più utilizzato in quanto è facilmente determinabile nel sangue e nelle urine, ha un volume di distribuzione pari all'acqua corporea, rappresenta il prodotto finale del catabolismo proteico, la sua clearance frazionare normalizzata per il volume di distribuzione (KTIV) si correla con la mortalità e la morbilità, come dimostrato, nel paziente sottoposto a emodialisi. La Figura 1 rappresenta il modello a doppio compartimento a volume variabile utilizzato per descrivere la cinetica dell'urea nell insufficienza renale cronica in trattamento conservativo. dove DPI = introduzione di proteine; UGR = urea generata; DWI= introduzione di acqua; alfa = aumento di volume; CI= concentrazione del soluto intracellulare; CE= concentrazione del soluto extracellulare; VI= Volume di distribuzione intracellulare; VE= volume di distribuzione extracellulare; Kr= funzione renale residua; Kc= coefficiente transcellulare per l'urea; Q0=coefficiente transcellulare per l'acqua. Il bilancio azotato

2 In condizioni di equilibrio metabolico, esiste una stretta relazione fra proteine introdotte con la dieta, catabolismo proteico e urea generata. Occorre comunque ricordare come l'urea generata dall'organismo deriva non solo dal catabolismo delle proteine, ma anche dall'ammonio riassorbito dall'intestino attraverso il circolo portale. Nel paziente in trattamento conservativo, il termine, urea generata" viene sostituito con urea apparente" (UNA), quest'ultima rappresenta la quantità di azoto ureico urinario (UUN) e non urinario (NUN). Per stimare il bilancio azotato (Nb), si ricorre alla seguente formula: Nb (g/n/die) = NI ((UUN + NUN + APU) + DAzoto ove NI (g) = introito di azoto, UUN (g) = azoto ureico urinario, NUN (g) = azoto ureico non urinario, APU (g) = azoto proteico urinario, D Azoto (g) = variazioni del pool azotato. Per il calcolo del DAzoto, occorre fare riferimento alla seguente formula: deltaazoto = [(Urea (i) * V) (Urea (f) * V)] dove Urea (i) = inizio, Urea (t) = fine studio, V = volume dì distribuzione dell'urea. Per il calcolo di V è conveniente utilizzare le formule antropometriche proposte da Watson per la stima dell'acqua corporea totale In pratica è necessario calcolare, per almeno 3 giorni, l'introito proteico dietetico (dividere il valore per 6,25 per ottenere il NU, al primo e all'ultimo giorno dello studio, eseguire dei prelievi per azotemia e pesare il paziente, raccogliere le urine delle 24 ore, determinarne l'azoto ureico (azoturia diviso 2,14), la proteinuria (dividere il valore per 6,25 per ottenere APU), stimare il NUN attraverso il peso corporeo (Kg) del paziente moltiplicato per 0,031. Esempio pratico:paziente di 60 kg, con una diuresi di 1250 ml/die, una azoturía dí 1500 mgldl, un 'introito proteico di 1,2 glkg, una proteinuria di 3 gldíe, peso e azotemia stabili in corso di studio, avrà un UUN pari a 8,76 (gl7vidie) e di NUN pari a 1,86 (glnldie), il suo bilancio azotato sarà pari a 0, 42 ginidie. Tab 1: Fattori che possono influenzare il bilancio azotato nel paziente uremico: Antibiotici orali (> bilancio azotato) Diarrea (> contenuto fecale di Azoto) Uso di lattulosio (> contenuto fecale di Azoto) Assunzione di aminoacidi (sia per os sia e.v.) La prescrizione della dieta ipoproteica

3 L azotemia rappresenta insieme alla creatininemia, uno dei parametri indispensabili per valutare la funzione renale. In corso di insufficienza renale, i valori di azotemia, a loro volta, sono in relazione all'introduzione di proteine con la dieta. I modelli cinetici dell'urea trovano applicazione in questo campo in quanto consentono di predire la concentrazione di tale soluto in funzione della quantità di proteine prescritte con la dieta. E possibile calcolare tale valore, attraverso la seguente formula: C = [ ( ( ( DPI 0,17 ) * 0,184 ) * V ) Kr ] * 2,14 ove C (mgldl) = concentrazione urea, DPI (gldie) = introito di proteine, V (litri) = volume di distribuzione dell'urea, Kr (ml/min) = clearance residua urea. Esempio: paziente di 60 Kg, dieta prescritta pari a 60 grammi di proteine, Kr = 7 (ml/min) dovremo attendere un valore di urea pari a 117 mg/dl. Se il valore di urea sarà maggiore a quello previsto, occorre ipotizzare un introito di proteine con la dieta più elevato, una condizione di ipercatabolismo (vedi Tabella 2), un errore nella stima del volume o infine un errore di valutazione della funzione renale residua, quale ad esempio una raccolta inadeguata e/o un errore di determinazione del laboratorio. In altri termini, conoscendo il valore della funzione renale residua, è possibile consigliare la quantità di proteine al fine di mantenere valori di azotemia al di sotto di un determinato valore. Esempio: per un paziente di 60 kg (vedi Figura 2), se vogliamo mantenere valori di azotemia inferiori a 165 mg/dl. in presenza di Kr pari a 5ml/min, potremo consigliare una dieta di 60 gr. Quando la Kr sara' ridotta a 3 mil/min, sara' necessario prescrivere una dieta di 37 gr.

4 Tab 2: Condizioni di ipercatabolismo: Inadeguato apporto calorico (< 30 Kcal/Kg peso corporeo) Inadeguato apporto proteico (< 0,75 1 g/kg) Stato Febbrile Malattie sistemiche Acidosi metabolica Assunzione di steroidi La valutazione della compliance dietetica Uno degli aspetti fondamebtali nella gestione ambulatoriale del paziente con insufficienza renale cronica e valutare la compliance terapeutica e dietetica La cinetica dell urea riesce a fornire un supporto valido nel valutare la compliance relativa all introito di proteine. Una formula molto semplice da utilizzare e quella prposta da Maroni e Mitch, ove l introito proteico puo essere stimato in modo accurato attraverso la seguente equazione: DPI = 6,25 * (UUN + 0,031 * peso corporeo) +PPU Ove UUN (g) = azoto ureico urinario, PPU (g) perdita di proteine con le urine

5 Esempio: paziente di 60 Kg, azoturia 1500 mg/dl, diuresi 1250 ml, proteinuria assente, avra un introito proteico stimabile in 66.4 g/die La valutazione dell inizio del trattamento sostitutivo La scelta dell inizio della terapia sostitutiva e sempre un momento particolarmente difficile per il nefrologo in quanto se da una parte un inizio tardivo espone il paziente a patologie (malnutrizione, neuropatia) che possono pregiudicarne la qualita di vita in dialisi, un inizio precoce sottrae al paziente un certo periodo di indipendenza dalla dialisi e comporta un inutile sacrificio di risorse economiche per la societa I modelli di cinetica dell Urea, pur in assenza di evidenza, possono essere d aiuto. In questo caso, come suggerito dalle linee guida americane, si utilizza l' ndice wkrt/v, ove w corrisponde ai giorni di una settimana (=7), Kr e la clearance residua dell Urea (ml/min), T sono i minuti di una giornata (=1440) e V e il volume di distribuzione dell urea (ml). Esempio Paziente di 70 Kg V stimato in ml, Kr = 10 ml/min avra un wkrt/v pari a 2.48 In accordo al modello di Gotch, il trattamento sostitutivo va iniziato quando il valore di wkrt/v e inferiore a 2.0 Esempio Per pazienti di 60 Kg (V = 34.8 l) e di 80 Kg (V=46), la dialisi andrebbe iniziata rispettivamente per valori di Kr inferiori a 7 ml/min e 9.2 ml/min+ Formula per la stima del volume di distribuzione dell'urea (Watson)

6 Uomini: (0.091 * eta') + (0.107 * altezza) + (0.036 * peso) Donne: (0.107 * altezza) + (0.247 * peso Fabbisogni energetici e nutrizionali nel paziente critico A. Pignataro Anestesia e rianimazione, Ospedale Buccheri La Ferla FBF - Palermo Un accurata valutazione dei fabbisogni nutrizionali è essenziale per controbilanciare in modo ottimale il deficit proteico ed energetico. La valutazione dello stato nutrizionale consiste di due componenti: la valutazione nutrizionale e quella metabolica. La valutazione della stato nutrizionale utilizza le misure statiche dei compartimenti corporei ed esamina le alterazioni causate dalla malnutrizione. La valutazione metabolica include l'analisi della struttura e della funzione dei sistemi organici, delle alterazioni del metabolismo che sono in relazione alla perdita della massa magra del corpo o di altri compartimenti e della risposta metabolica all intervento nutrizionale (se favorevole o nocivo). La spesa energetica può essere calcolata o misurata direttamente. Il calcolo è abitualmente la via preferita nel paziente ambulatoriale perché la richiesta della misurazione diretta è disponibile soltanto in condizioni di malattie acute. Il primo passo è la determinazione del metabolismo basale (MB), usando equazioni standard basate sull età il sesso ed il peso del paziente. Una di queste formule è quella di Harris Benedict. Essa dovrebbe tuttavia essere usata con cautela nel paziente critico perché è basata sulla valutazione di gruppi in di individui sani. La valutazione del peso del paziente, per esempio, può essere influenzata dalla presenza di edema o ascite. Le modifiche deve essere fatte per fattori di correzione come l attività fisica, fattori di stress (come trauma e ustioni) e questo introduce inevitabilmente delle variabili. Il metabolismo (domanda energetica) aumenta del 20% dopo chirurgia elettiva e del 100% dopo un ustione severa. Una ferita, un infezione o un trauma rientrano tra queste due estremità (aumento del 50%) o richiedono un fattore stress di 1.5. Il terzo passo è la determinazione del livello di attività fisica del paziente. L attività fisica viene adattata moltiplicando il metabolismo basale per un fattore di attività: paziente confinato a letto 1.2; pazienti che deambulano 1.3. Le richieste energetiche quindi possono essere calcolate come: Spesa Energetica = MB x fattore stress x fattore attività. La spesa energetica basale o a riposo è di circa 25kcal/kg di peso corporeo ideale per giovani adulti e di circa 20kcal/kg per gli anziani. La spesa energetica dei pazienti traumatizzati o gravemente malati è di circa il 50% maggiore. I pazienti denutriti che hanno un deficit energetico e hanno perso peso richiedono un aumento del 50% oltre le calorie di mantenimento per la ricostruzione tissutale.

7 Calorimetria indiretta Lo standard di riferimento per la misurazione della spesa energetica nelle diverse condizioni cliniche è la calorimetria indiretta. Questa è una tecnica che misura il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica per il calcolo della spesa energetica. 1 litro di anidride carbonica prodotta genera 1.1kcal (4.60kJ). La terapia metabolica del paziente traumatizzato richiede: il controllo dello stimolo traumatico come primo processo. Il trattamento deve essere orientato nei confronti della sepsi, nell interrompere il sanguinamento, rimuovere i tessuti necrotici e correggere lo shock e l ipovolemia. E importante assicurare un corretto apporto di ossigeno e nutrienti ai tessuti. E fondamentale, inoltre: 1. mantenere un adeguata po2 e pco2 2. regolare l equilibrio acido-base 3. preservare il volume plasmatico 4. mantenere il tasso emoglobinico (>10 g/l) 5. assicurare la perfusione tissutale Una volta che il paziente è metabolicamente stabile, la terapia nutrizionale deve provvedere a garantire in requisiti nutritivi per la via più appropriata nello sforzo di favorire la cicatrizzazione delle ferite, stimolare la funzione immunitaria e preservare la perdita della massa magra. La terapia nutrizionale pertanto dovrebbe assicurare un adeguato apporto di energia (calorie), proteine e altri nutrienti nella fase critica del ricovero del paziente. Alla spesa energetica basale va aggiustata in base allo stato clinico del paziente (fattore di attività e fattore di aggressione o di stress), secondo la formula di Long (vedi tabella) BEE x fattore di attività x fattore d aggressione Attività Fattore d attività Riposo a letto 1,0 Allettato ma non a riposo assoluto 1,2 Attività leggera 1,3 Attività moderata 1,5 Fattore di stress Stato metabolico (aggressione) Febbre (> 37 C) 1,13 Chirurgia minore 1,20 Politraumatismo 1,35 Infezione grave 1,60 Ustioni diffuse 2,00

8 Recenti lavori mettono in evidenza una sovrastima dei valori ottenuti con la formula di Long. Questa differenza si spiega, almeno in parte, con la diffusa utilizzazione, nei pazienti più gravi, di tecniche di analgesia e sedazione che riducono il consumo energetico. Una formula pratica, spesso utilizzata come verifica, è la seguente: chirurgia media non complicata: metabolismo basale + 10% kcal/kg/die trauma medio: metabolismo basale + 20% kcal/kg/die infezione grave: metabolismo basale + 30% kcal/kg/die ustione grave: metabolismo basale + 50% kcal/kg/die Bisogna evitare di assimilare fabbisogni ed apporti; in effetti non in tutte le situazioni cliniche i supporti nutrizionali devono coprire i fabbisogni: nel paziente ipercatabolico si deve limitare "l autocannibalismo"; la ricerca di una parità del bilancio energetico è illusoria e fonte di effetti collaterali; nel paziente denutrito l equilibrio energetico è spesso facilmente realizzabile. FABBISOGNO PROTEICO Le proteine (potere calorico = 4 kcal/g), composte da sequenze variabili di aminoacidi e caratterizzate dalla presenza di azoto nella loro molecola, si adattano alla qualità e quantità di nutrienti disponibili nell'organismo, tramite un costante turnover, processo che consiste in una continua demolizione e sintesi. Durante questa riutilizzazione, che coinvolge una quantità quadrupla delle proteine introdotte, una quota di aminoacidi viene comunque giornalmente persa. Le proteine sono indispensabili per la funzione contrattile dei muscoli, per l architettura del tessuto connettivo, per il trasporto nel plasma di molte molecole, per la coagulazione, per la formazione di ormoni, enzimi, anticorpi e molto altro. In presenza di carenza proteica vengono mobilitate le riserve lipidiche, vengono prodotti corpi chetonici e avviene una degradazione muscolare, con rallentamento della deplezione di proteine viscerali a spese delle masse muscolari. Nell organismo esistono molte proteine, tutte costituite a partire da venti aminoacidi. Rappresentano anche un substrato energetico importante (l ossidazione degli aminoacidi serve al 20% dell energia necessaria all organismo), ma la loro funzione principale è quella plastica. Ogni giorno vengono rinnovati circa 300 g di proteine; l apporto medio è di 80 g: la gran parte delle proteine degradate viene riutilizzata per la sintesi; questa quantità è legata all entità dell aggressione. Gran parte delle proteine sono sintetizzate a livello epatico. Nel fegato avviene anche la neoglucogenesi (sintesi di glucosio a partire da precursori non glicidici). In caso di NP gli aminoacidi corto-circuitano il fegato che, quando viene utilizzata la via normale di assorbimento intestinale, ha un effetto regolatore e protegge l organismo dalle conseguenze di carichi eccessivi di aminoacidi liberi.

9 Circa la metà delle proteine è a livello muscolare: tuttavia il muscolo non rappresenta un deposito, dato che il catabolismo muscolare si accompagna a perdita di funzione. L'azoto rappresenta il 16% delle proteine, quindi moltiplicando per il fattore 6,25 la quantità di azoto in grammi contenuta in un prodotto possiamo ottenere la corrispondente quantità di proteine in grammi (viceversa possiamo ottenere la quantità di azoto dividendo la quantità di proteine per 6,25). Non sono aminoacidi essenziali l arginina, la cisteina-cistina (essenziali per il feto), la glicina (necessaria per i neonati), l istidina (essenziale in pediatria e negli uremici, previene disturbi epatici), la tirosina (essenziale per i neonati), l alanina, ac.glutammico, la prolina, l ac.aspartico, la serina, la glutammina e l asparagina. Nelle situazioni ipercataboliche è anche molto limitata la sintesi di arginina, glutamina e cisteina. Tra i 20 aminoacidi che, in varia combinazione, costituiscono tutte le proteine dell'organismo umano, otto sono ritenuti essenziali: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. L'essenzialità è in relazione al fatto che non possono essere sintetizzati ex novo dall'organismo, e devono quindi essere obbligatoriamente assunti con la dieta. Fabbisogno quantitativo: è in funzione dell età, del sesso, dell età gestazionale nella donna gravida. L apporto proteico raccomandato è di 0,8 g/kg/die, in presenza di una digestione completa delle proteine e di un apporto energetico sufficiente. Il fabbisogno proteico è legato all apporto energetico: per un dato apporto proteico l aumento di quello energetico aumenta la ritenzione azotata. Fabbisogno qualitativo: per valore nutritivo di una proteina si intende la capacità di provvedere al fabbisogno in amminoacidi (essenziali e non essenziali) dell organismo. Determinazione dell apporto d azoto: dipende dalla tolleranza del malato all apporto proteico e dal valore del bilancio azotato. Nel soggetto denutrito, che deve ricostituire la massa magra e rilanciare la sintesi proteica, l escrezione urinaria di azoto è bassa ed è possibile positivizzare il bilancio azotato con apporti limitati. Nel paziente critico (traumatismo grave, sepsi) la perdita di azoto è considerevole; l obiettivo è di limitare la perdita di massa magra diminuendo la proteolisi. Nella pratica clinica il consumo di azoto viene ricavato dall escrezione urinaria di azoto ureico, in assenza di perdite abnormi (diarrea, fistole, perdite cutanee e muscolari ). La formula è la seguente: Escrezione d azoto (g) = concentrazione ureica ( g/l )/2 x diuresi x 1, (a) 2 g di urea equivalgono a circa 1 g di azoto; dividere la quantità di urea per 2 per ottenere il valore d azoto ureico; (b) l azoto ureico rappresenta circa l 80% dell azoto urinario totale, si moltiplica il valore di azoto ureico per 1,20 per ottenere l azoto totale; (c) i 2 g aggiunti corrispondono alle perdite extra-urinarie in assenza di perdite abnormi.

10 Il fabbisogno proteico normale è il seguente (chirurgia media, neoplasie, malattie infiammatorie e malnutrizione sono esempi di fabbisogni aumentati; politrauma, sepsi e ustioni sono esempi di fabbisogni elevati): azoto 0,16 g/kg/die (0,2-0,3 gr se aumentati, fino a 0,4-0,5 gr se elevati) aminoacidi 1,2 g/kg/die (1,5-2,0 gr se aumentati, fino a 3,0-3,5 gr se elevati) proteine 1,0 g/kg/die (1,25-1,87 gr se aumentati, fino a 2,5-3,1 gr se elevati) In alcune circostanze l aumento degli apporti oltre una certa soglia (0.3 g/kg/die di azoto, 1,8 g/kg/die di proteine) non apporta benefici apparenti sul mantenimento della massa magra, ma aumenta il rischio di effetti collaterali. Rapporto calorie / azoto: il fabbisogno proteico dipende strettamente dall apporto energetico, per un dato apporto proteico l aumento di quello energetico aumenta la ritenzione di azoto. Il rapporto ottimale è compreso fra kcal /g di azoto. L ampia variabilità dipende dallo stato nutrizionale del paziente, dallo stato metabolico, dalla gravità della patologia in atto, dalla tolleranza del supporto nutrizionale. Esiste comunque una soglia minima di apporto d azoto al di sotto della quale il bilancio azotato non può essere positivizzato, indipendentemente dall apporto energetico. Schematizzando, il rapporto calorie non proteiche / g di azoto ottimale è: kcal per g di azoto (catabolismo lieve) kcal per g di azoto (catabolismo medio) kcal per g di azoto (catabolismo elevato) Un bilancio azotato negativo di 10g/die per 10 giorni corrisponde alla perdita di 625 g di proteine e di 3,1 kg di muscolo. Un esempio di Protein Sparring Nutrition minima (risparmio proteico minimo) può essere: aminoacidi 1-1,7g/kg/die (es.: 500 cc di Soluzione di aminoacidi all 8,5%); glucosio 600 kcal/die (es.: glucosata 10% cc/die); insulina: in condizioni normali, da 0 a 1U ogni 15 g; in condizioni di stress o nei diabetici: 1U ogni 4 g. FABBISOGNO GLICIDICO Gli zuccheri (potere calorico = 4 kcal/g) o carboidrati non sono esclusivamente una fonte di calorie, ma devono essere presenti in quantità superiore al 60% dell'energia totale assunta giornalmente allo scopo di evitare una pericolosa situazione di chetosi. Il glucosio in soluzione acquosa sterile è la fonte energetica più utilizzata; è il monosaccaride più importante, ha funzione di fonte energetica (attraverso la glicolisi anaerobia e il ciclo di Krebs), ha un effetto "protein sparring" e anabolizzante per azione mediata dall insulina ed è essenziale per il metabolismo cerebrale e dei globuli rossi. Il glucosio può essere metabolizzato da tutte le cellule dell organismo, viene utilizzato quasi completamente, favorisce il passaggio del K+ attraverso le membrane cellulari, è monitorizzabile tramite il dosaggio della glicemia e della glicosuria.

11 Eritrociti e sistema nervoso centrale, in particolare, sono metabolicamente dipendenti dal glucosio: in condizioni normali sono necessari 140 g/die di glucosio per soddisfare i bisogni energetici del cervello e 40g/die per gli eritrociti. La dose orientativa necessaria è di 2-5g/kg/die. Possiamo dire che il glucosio è necessario (mentre vengono definiti essenziali alcuni aminoacidi, alcuni acidi grassi, vitamine e sali minerali). Tessuti glicolitici obbligati sono il cervello, il rene, il midollo osseo e i leucociti (cioè sono in grado di utilizzare solo glucosio), Il glucosio può essere tossico oltre i 500g/die (soglia massima), dando luogo a steatosi, aumento della SGOT, della fosfatasi alcalina e delle bilirubina (alterazioni reversibili). Come ricordato i carboidrati esercitano un effetto di risparmio delle proteine e sono indispensabili anche se in teoria l'organismo può sintetizzarli, in particolare dagli aminoacidi, tramite gluconeogenesi. Questo effetto si manifesta già per infusioni di 100 g/die. La liponeogenesi è uno dei meccanismi di adattamento agli elevati carichi glucidici; la conversione di glucosio in lipidi implica una maggiore produzione di CO2 e acqua, con conseguente aumento del carico ventilatorio e idrico. FABBISOGNO LIPIDICO I lipidi o grassi (potere calorico = 9 kcal/g) hanno essenzialmente funzione di fonte energetica, di deposito energetico, sono componenti fondamentali delle membrane cellulari, rappresentano il veicolo delle vitamine liposolubili e sono una fonte di acidi grassi essenziali. Non sono materiale solo calorigeno: gli acidi grassi insaturi, il linoleico e l'alfa-linolenico, sono definiti essenziali (AGE) in quanto indispensabili per il trofismo di molte cellule, e sono capostipiti di famiglie che danno origine al sistema prostaglandinico. La quantità di AGE che viene raccomandata, alla settimana, è di 8g (quantità contenuta in circa cc di Intralipid al 10%). La carenza degli acidi grassi essenziali provoca, tra l'altro, ritardo di crescita, lesioni cutanee, anomalie della riproduzione, steatosi, neuropatie e alterazione della capacità visiva. I trigliceridi somministrati per via venosa scompaiono rapidamente dalla circolazione. Nei

12 pazienti più gravi c è rischio di accumulo ed è necessario controllare periodicamente la trigliceridemia. Le emulsioni lipidiche iniettabili contengono abitualmente olio di soia, lecitine e fosfolipidi. La bassa osmolarità (è tra i mosm/l) ne permette l uso in vena periferica, pur avendo un alto valore calorico. I globuli emulsionati hanno un nucleo centrale composto da trigliceridi e una zona periferica composta da fosfolipidi. Una carica negativa legata all acido fosforico crea un potenziale di membrana negativo che dà luogo a una forza di repulsione tra le gocce emulsionate che contribuiscono alla stabilità dell emulsione stessa. I lipidi si possono usare come fonte di energia in parallelo con i glicidi, e dunque essere somministrati quotidianamente, oppure esclusivamente come fonte di acidi grassi essenziali (almeno un flacone da 500 cc al 20% per settimana). La dose orientativa è 2g/kg/die (40-60% del fabbisogno calorico). L'utilizzo dell'olio di soia assicura l'apporto di entrambe le famiglie di acidi grassi. I lipidi vanno somministrati endovena lentamente, in non meno di tre ore (possono dare tachicardia, ipotensione, rossore); controindicazione sono le alterazioni del metabolismo lipidico, specie da danno epatico grave. Sono in commercio emulsioni lipidiche con MCT (trigliceridi a catena media) che contengono il 50% di MCT e il 50% di LCT (trigliceridi a catena lunga). Gli MCT hanno una migliore eliminazione dal plasma, favoriscono una riduzione del quoziente

13 respiratorio e del volume respiratorio (all ecografia le dimensioni del fegato e la densità degli echi rimangono inalterate), migliorano il risparmio proteico (maggiore ritenzione d azoto, aumento del bilancio azotato), mantengono inalterato la funzione immunitaria, migliorano la funzionalità polmonare, hanno un effetto antiossidante. Gli acidi grassi a catena media che derivano dall idrolisi degli MCT vanno incontro a rapida ossidazione con produzione di energia e attraversano facilmente la doppia membrana mitocondriale (non richiedono per il loro trasporto il sistema enzimatico carnitin-transferasico). Hanno inoltre una dimensione molecolare inferiore, una maggiore solubilità in acqua, una maggiore stabilità nelle infusioni, una migliore eliminazione dal plasma, un minor deposito nei tessuti. Per quanto riguarda il metabolismo proteico danno luogo a una più alta ritenzione d azoto e a un miglior bilancio. C è un minor deposito nel fegato, con minore anormalità degli esami ematochimici. Non interferiscono con gli scambi gassosi polmonari, con conseguente normale emodinamica. TIPO DI APPORTO ENERGETICO: GLUCIDI E/O LIPIDI In letteratura si trovano le opinioni più disparate; i risultati degli studi clinici sono spesso discordanti per approcci diversi e talvolta posizioni dogmatiche. Molteplici considerazioni metaboliche evidenziano l importanza di una distribuzione equilibrata tra glucidi e lipidi nella dieta nel periodo seguente uno stress: diete iperglucidiche inducono uno stato ipermetabolico con aumento del VO2 (consumo di ossigeno); l apporto di glucosio, anche se maggiore del fabbisogno energetico, non blocca la lipolisi;

14 l organismo trasforma una parte di glucosio in glicogeno, ma continua ad ossidare i lipidi endogeni; la clearance di una emulsione lipidica non sembra modificata neanche negli stati di stress più gravi; i lipidi permettono di garantire un apporto di acidi grassi essenziali; il fabbisogno è assicurato da un apporto di ml/die di una emulsione lipidica al 10%; la termogenesi indotta dalle infusioni è minore con i lipidi; il costo medio metabolico di stoccaggio è minore con i lipidi. In pratica l apporto contemporaneo di glucidi e lipidi è possibile se non esistono controindicazioni alla somministrazione di una delle due sostanze e se il livello energetico supera le kcal, in tal modo si evitano gli effetti negativi di un carico eccessivo di glucosio e la carenza di AGE. Nel soggetto affetto da un trauma medio la capacità di indurre un risparmio azotato non è differente per le due sostanze, si raccomanda un apporto misto: % di calorie glucidiche % di calorie lipidiche Nei pazienti più gravi l effetto di risparmio azotato sarebbe migliore con il glucosio: si raccomanda un rapporto calorico glucidi/lipidi dell ordine del 70% / 30%. Valutazione del fabbisogno proteico

15 La dieta deve garantire una somministrazione di aminoacidi essenziali in dosi sufficienti per consentire all organismo la sintesi delle proteine. E inoltre fondamentale assicurare un equilibrio tra perdite e produzione di azoto (BILANCIO AZOTATO). Le perdite di azoto avvengono attraverso tre sistemi: -- URINARIO -- FECALE -- CUTANEO Si parla di bilancio azotato perchè fisiologicamente l azoto perduto quotidianamente attraverso feci, sudore, urine deve essere prontamente reintegrato per garantire l efficienza del sistema di sintesi e quindi l equilibrio proteico dell organismo. L obiettivo della N.E. è incrementare la massa magra muscolare dell organismo quindi è indispensabile assicurare un apporto proteico quotidiano superiore alle perdite azotate. Quando risulta impossibile quantizzare le perdite azotate si ricorre a formule di calcolo basale sul dosaggio dell urea urinaria, essendo stato appurato che l urea escreta attraverso le urine corrisponde all 80% dell azoto urinario totale. BN (bilancio azotato) = Ni (azoto introdotto) -- Ne (azoto eliminato)

16 In pratica nella maggior parte dei pazienti si considera corretto un apporto di N compreso tra 0,15-0,35 g/kg di peso corporeo attuale. Tuttavia nei pazienti ustionati o gravemente ipercatabolici si deve procedere ad una correzione della quantità quotidiana di N fino a 0,4 gr/kg/die. L apporto di azoto va inoltre modificato in caso di insuff. renale o epatica. Valutazione del fabbisogno idro-elettrolitico, vitaminico e di oligoelementi Una persona adulta ha la necessità di circa 1400 ml/m quadrato o di 30/35 ml/kg di acqua al giorno in condizioni normali, ambientali e di salute fisica. Il calcolo risulta problematico nel paziente gravemente ammalato o in stato critico in quanto soggetto a numerose variabili che ne alterano gravemente l entità. Inoltre nella malattia acuta si osserva ritenzione idroelettrolitica con ridistribuzione compartimentale di liquidi che tendono pertanto ad accumularsi nell interstizio dei tessuti. Questo accumulo può peggiorare le funzioni di organi e apparati, in particolare quella polmonare. I principali accorgimenti per avere un idea dell idratazione del paziente sono i seguenti: -- rapide variazioni del peso corporeo; -- comparsa di edemi o versamenti; -- stato di cute e mucose; -- iperventilazione polmonare;

17 -- funzionalità renale; -- ematocrito. Il fabbisogno elettrolitico è connesso a quello idrico e si può modificare grandemente nel corso della malattia. Allo stato attuale delle conoscenze non esiste alcun metodo per la determinazione del fabbisogno di vitamine e di oligoelementi, a parte, in alcuni casi, la possibilità di determinazione della concentrazione plasmatica e urinaria MONITORAGGIO DELLO STATO NUTRIZIONALE NEL CORSO DELLA NUTRIZIONE ARTIFICIALE Gli indici più utili e più usati per il monitoraggio dello stato nutrizionale del paziente sono: -- PESO CORPOREO ogni 3-4 giorni -- BILANCIO IDRO-ELETTROLITICO ogni giorno -- UREA URINARIA ogni 3-4 giorni -- TRANSFERRINA ogni 8 giorni -- COLESTEROLO ogni 7 giorni -- INDICE CREATININA/ALTEZZA ogni giorni

18 Per la valutazione dell andamento del catabolismo invece vanno considerati: -- GLICEMIA ogni giorno -- GLICOSURIA ogni giorno -- BICARBONATI ogni giorno -- UREA PLASMATICA ogni giorno -- UREA URINARIA ogni giorno -- ALBUMINA ogni 7 giorni -- ENZIMI EPATICI ogni 7 giorni -- TRIGLICERIDI ogni 7 giorni La somministrazione di azoto comporta un aumento della produzione nell organismo di anidride carbonica e di urea e del consumo di O2. E perciò importante valutare la tolleranza del paziente all apporto di azoto attraverso diversi parametri: -- AZOTEMIA sempre inferiore a 100 mg/dl -- CREATININA -- AZOTO URINARIO

19 -- CREATININA URINARIA -- EMOGASANALISI Anche l apporto calorico quotidiano può essere eccessivo. Risulta pertanto necessaria la valutazione della tolleranza del carico calorico. Ciò avviene attraverso la valutazione dei seguenti indicatori: -- GLICEMIA -- GLICOSURIA -- FREQUENZA CARDIACA -- FREQUENZA RESPIRATORIA (ottimo indice quando aumenta del 30% senza altre cause specifiche) -- TEMPERATURA CORPOREA -- EMOGASANALISI Correva l'anno 1914 quando fu eseguito il primo esperimento sul fabbisogno proteico, analizzando le richieste di ratti di laboratorio. I ricercatori determinarono le quantità di proteine necessarie alla crescita dei giovani ratti e applicarono questi valori all'uomo [1]. Paradossalmente, applicando questo criterio, il latte umano non risulterebbe essere un alimento sufficiente per i nostri neonati! E' facilmente intuibile che ratti e umani possano avere ben diverse esigenze e richieste nutrizionali [2]: i piccoli ratti crescono ad una velocità maggiore dei neonati umani e di conseguenza richiedono una fonte più concentrata di proteine e nutrienti per sostenere quel ritmo di crescita per loro naturale. Il latte dei ratti è costituito dal 20% di proteine, mentre quello umano ne contiene solo il 7%. Ciò significa che se nutrissimo i ratti col latte umano, esso non riuscirebbe a soddisfare il fabbisogno necessario per la crescita dei piccoli dell'animale. Grazie a questi e altri pionieristici esperimenti, spesso condotti senza quel rigore che permette di pervenire a conclusioni affidabili, sono pervenuti fino ai nostri giorni, sopravvivendo all'evidenza scientifica, alcuni retaggi sulle proteine, ancora largamente utilizzati da molti divulgatori contrari alla nutrizione vegetariana. Uno di questi è il PER (Protein Efficiency Ratio), che indica la capacità di un alimento di favorire un aumento ponderale veloce. Si tratta del parametro più inutile e inaffidabile che sia mai stato utilizzato nella scienza della nutrizione. Che il latte di mucca sia l'alimento che favorisce la crescita più veloce nei bambini, ad esempio, non significa che esso sia un alimento di alta qualità, ma solo che la sua composizione di nutrienti, completamente differente da quella del latte umano, non è adatta alla crescita ideale dell'uomo (N.B. dove ideale non vuol dire la più veloce!). Il latte vaccino

20 è adatto invece a favorire la crescita del vitello, il cui peso alla nascita raddoppia con una velocità quasi quadrupla rispetto a quella dell'uomo! Oggi il PER e altri parametri, come il valore biologico di una proteina (che assume come valore di riferimento quello dell'albume d'uovo), sono giudicati inadeguati da quasi tutte le Associazioni e gli esperti che operano nel campo della nutrizione. La convinzione -errata- che tutti gli aminoacidi essenziali debbano essere presenti nello stesso pasto per essere assorbiti e utilizzati dall'organismo umano è un altro esempio di nozione obsoleta che non è mai stata dimostrata con metodi scientifici. Ma cos'è un aminoacido essenziale? Teoricamente è un aminoacido che il nostro organismo non è in grado di sintetizzare autonomamente in quantità adeguate a partire da un precursore, e che deve essergli quindi fornito prevalentemente dal cibo. Il concetto della complementazione delle proteine, e cioè la presunta indispensabilità di combinare, assumendo contemporaneamente e secondo proporzioni prestabilite, alimenti vegetali "incompleti" diversi per ottenere una proteina simile a quella animale "completa", nacque e fu promosso da Frances More Lappe, nel 1971, che all'epoca voleva dimostrare come fosse possibile ottenere proteine di alto "valore biologico" con una alimentazione vegetariana. La pratica di abbinare cereali e legumi venne velocemente adottata, soprattutto dai vegetariani, e fu questa forse una delle principali cause del suo successo. In seguito, è stata proprio la stessa Autrice a smentire categoricamente la propria precedente conclusione, nella sua revisione del libro "Diet for a small planet": sebbene il suo intento fosse stato quello di sfatare un mito, l'autrice ammette di averne involontariamente creato un altro, concludendo che, alla luce di nuovi studi e ricerche, non è assolutamente necessario combinare alimenti vegetali diversi [4]. Oggi ancora in troppi, vegetariani e non, parlano di proteine complete e incomplete, creando una distinzione tra regno animale e regno vegetale, e andando completamente fuori strada. Una proteina è completa quando il suo profilo di aminoacidi non è più basso di quello ideale per l'uomo: ciò è stabilito dalla World Health Organization (WHO) e confermato dai più importanti centri di ricerca, come il Max Planck Institute, all'avanguardia nella ricerca sulla nutrizione. Ne deriva che il 94% dei frutti (sono esclusi ad esempio papaya, pera, prugna) e che quasi il 100% dei vegetali (con poche eccezioni, come il mais) forniscono proteine complete. Inoltre, decenni di ricerche e studi epidemiologici hanno dimostrato, e continuano a dimostrare, come le proteine vegetali siano anzi di più alta "qualità" per l'uomo, perché si discostano meno, rispetto a quelle animali, da quello che è il profilo aminoacidico ideale; le proteine della carne, ad esempio sono troppo ricche in zolfo -con le ben note conseguenze a lungo termine sulla salute dell'osso, e di Isoleucina, il cui eccesso tende a produrre troppa ammoniaca (NH3) all'interno dell'organismo. In seguito ad affermazioni e posizioni poco convincenti ma che si stavano affermando nei decenni scorsi, furono condotti alcuni studi che confermano senza ombra di dubbio quanto appena esposto: che cioè non solo le proteine vegetali sono complete, ma che sostenere la necessità di aggiungere prodotti animali alla dieta dell'uomo è affermazione priva di fondamento scientifico. In un primo esperimento condotto su volontari umani [5], vennero valutati gli effetti di un regime dietetico la cui fonte proteica era costituita da alimenti vegetali quali il grano, mais, fagioli e riso. Dopo 110 giorni i partecipanti all'esperimento presentavano tutti un bilancio azotato positivo, il che significa che le proteine assunte erano sufficienti per le necessità dell'organismo, che non aveva dovuto "intaccare" i propri depositi proteici. Latte e formaggio vennero aggiunti alla dieta di metà dei soggetti del gruppo per verificare se l'integrazione con altre fonti proteiche fosse necessaria. Il risultato fu che nei soggetti alla cui dieta erano stati aggiunti latte e formaggio non presentavano alcun cambiamento significativo nel bilancio azotato: le conclusioni dei ricercatori furono quindi che le sole proteine di alimenti vegetali si erano dimostrate in grado di fornire tutti gli aminoacidi e nella corretta quantità necessaria per soddisfare le richieste proteiche dei soggetti studiati.

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