Malnutritie. Topic 5. Module 5.1. Malnutritie Gewone ondervoeding en ondervoeding door stress. Copyright 2009 by ESPEN LLL Programme

Transcriptie

1 Malnutritie Topic 5 Module 5.1 Malnutritie Gewone ondervoeding en ondervoeding door stress Yitshal Berner Remy Meier Lubos Sobotka Nachum Vaisman Leerdoelstellingen Weten hoe het lichaam reageert op ondervoeding op korte en lange termijn in niet stressgebonden omstandigheden; Het verschil begrijpen tussen gewone ondervoeding en ondervoeding door stress; De gevolgen van stress kennen op de metabolische processen die met ondervoeding gerelateerd zijn. Inhoud 1. Definitie en classificatie van malnutritie 2. Ondervoeding 3. Etiologie van ondervoeding 4. Aanpassing aan ondervoeding niet stressgebonden ondervoeding 5. Stressgebonden ondervoeding 6. Samenvatting 7. Klinische casus 8. Zelfevaluatie Hoofdpunten Mensen passen zich gemakkelijk aan aan ondervoeding op korte of langere termijn, en ze gebruiken daarvoor hun reservevoorraden aan koolwaterstoffen, vetten en eiwitten; Vermindering van energieverbruik en bewaren van lichaamsproteïnen zijn verdere reacties op ondervoeding. Energievoorraden worden heraangevuld tijdens perioden van voedselinname; Een langdurige gedeeltelijke of totale stopzetting van energieopname leidt tot krachten verspilling; Als daar een stressfactor wordt aan toegevoegd wordt het catabolisme en de verspilling versneld en worden de normale aanpassingsprocessen aan gewone ondervoeding overschreden; Gewichtsverlies in al deze situaties resulteert in een verslechtering van de mentale en fysieke functies, en in een minder goed klinisch resultaat.

2 1. Definitie en classificatie Malnutritie kan worden gedefinieerd als een voedingsstatus waarin tekort of teveel (of onevenwicht) van energie, proteïnen en andere nutriënten een meetbaar negatief effect heeft op de weefsel- en lichaamsconditie (lichaamsvorm, omvang, samenstelling), lichaamsfuncties en klinisch resultaat. Ruim bekeken omvat malnutritie niet enkel proteïne-energie-malnutritie (zowel over- als ondervoeding) maar ook malnutritie van andere nutriënten, zoals micronutriënten. Malnutritie van micronutriënten kan leiden tot deficiëntiestatus of tot toxische symptomen die worden besproken in bijzondere modules rond vitamines en sporenelementen. Figuur 1. Classificatie van energie- en roteïnemalnutritie De meest courant gebruikte classificatie van malnutritie is gebaseerd op de berekening van de body mass index (BMI) zie Tabel 1. Table 1. Classificatie van malnutritie volgens de body mass index (Body mass index (BMI) = gewicht (kg) / lichaamslengte 2 (m2 )) Body mass index (kg/m 2 ) Classificatie Minder dan 18.5 Minder dan 20 Ernstig ondergewicht Ondergewicht 20 tot 25 Gewenst of gezond gewicht Meer dan 25 tot 30 Overgewicht Meer dan 30 tot 35 Obees (Klasse I) Meer dan 35 tot 40 Meer dan 40 Obees (Klasse II) Morbied of ernstig obees (Klasse III)

3 2. Ondervoeding Ondervoeding kan worden gedefinieerd als een status van gebrek aan voeding die gepaard gaat met negatieve gevolgen voor de fysieke functies of het klinisch resultaat. Doorgaans wordt een BMI < 20 kg/m2 geassocieerd met een hoge waarschijnlijkheid op ondervoeding. Maar mensen met een BMI 20 kg/m2 kunnen echter het risico op ondervoeding lopen indien ze ongewenst meer dan 10% van hun gewicht verliezen over een tijdspanne van 3-6 maanden. Mensen met een stabiel gewicht met een BMI < 20 kg/m2 kunnen daarentegen geen functionele tekenen vertonen die met malnutritie te maken hebben. Het risico op klinische en functionele problemen die te maken hebben met ondervoeding kan worden voorspeld aan de hand van een voedingsscreening (zie module 3.1). 3. Etiologie van ondervoeding Ondervoeding resulteert uit een onevenwicht tussen de voedselopname en de voedselbehoefte. De snelheid, de ernstgraad en de klinische resultaten zijn afhankelijk van : Het verschil tussen energieopname en energieverbruik; De voedingsstatus en de energiereserves bij het begin van de ondervoeding de theoretische energiereserves worden weergegeven in Tabel 2; Het vermogen van de aanpassingsprocessen op ondervoeding; Potentiële aanwezigheid van stressrespons (bv. inflammatie, bloeding, chirurgie) gedurende een periode van ondervoeding. Tabel 2. de theoretische reserves van een man van 74 kg hoewel er gewoonlijk geen overlevingskans is waneer het vetgehalte wordt verlaagd tot onder de 3 kg en wanneer de proteïne wordt verminderd met meer dan 50% (Hill 1992) Lichaamssubstraat Substraatgewicht (kg) Energie-inhoud (kcal) Vet Proteïne Glycogeen (spier) Glycogeen (lever) Glucose (extracellulaire vloeistof) Totaal De belangrijkste factoren die leiden tot ondervoeding zijn : ziekte; sociale en psychosociale factoren. Ziektegerelateerde factoren die leiden tot ondervoeding onvoldoende voedselopname of nutriëntenopname (anorexia, smaakstoornissen, misselijkheid, braken, neveneffecten teweeggebracht door behandelingen, eet- en slikmoeilijkheden); verstoorde vertering en absorptie van nutriënten (vooral bij gastro-enterale aandoeningen); toegenomen behoeften aan nutriënten (sepsis, trauma, endocriene-aandoening); verhoogde verliezen (vb. uit wonden, slechte absorptie en intestinale verliezen); catabolisme.

4 Sociale en psychologische factoren die leiden tot ondervoeding problemen met winkelen of met het bereiden van maaltijden; angsten; depressie; armoede; gebrek aan geschikt of lekker voedsel; omgevingsfactoren (verzorgingstehuizen etc.); onaangepaste kookpraktijken; anorexia nervosa; hongerstakers. Metabolische gevolgen van ondervoeding zijn afhankelijk van klinische omstandigheden (veranderingen in de aanwezigheid van stress, sepsis of kritieke aandoening). 4. Ziektegerelateerde ondervoeding Ontwikkeling van aanpassingsmechanismen op voedseltekort was noodzakelijk om ontberingperioden te overleven. Deze aanpassingen laten gezonde mensen met een normale initiële lichaamsbouw toe om meer dan twee maanden in totale ontbering te overleven. Korte periode van ontbering (< 72 uur) Een korte periode van ontbering gaat gepaard met: verminderde insuline en verhoogde glucagon- en catecholaminesecreties; verhoogde glycogenolyse en lipolyse; hydrolyse van triglyceriden in vetweefsel zorgt voor de afscheiding van vetzuren (FFAs) en van glycerol in de bloedsomloop; verhoogde gluconeogenese uit aminozuren na uitputting van de glycogeenvoorraad. Figuur 2. Metabolic fluxes during short term simple starvation (non stress conditions)

5 Langdurige ontbering (> 72 uren) Na 72 uren gaat ontbering gepaard met : verdere daling van het insulineniveau; uitputting van de glycogeenvoorraad; minder energieverbruik gerelateerd met fysieke activiteit; daling van het metabolisch ritme met 10-15%; verhoogde ß-oxidatie van vetzuren; verhoogde productie van ketonlichamen in de lever; aanpassing van de hersenen naar het gebruik van ketonen als brandstof; vermindering van het netto proteïnecatabolisme in weefsels. Tijdens eenvoudige ontbering blijft de albumineconcentratie ongewijzigd, hoewel er een daling kan zijn in de plasmaproteïnen met een kortere levenshelft. Figuur 3. Metabolische stromen gedurende langdurige eenvoudige ontbering (niet-stressgerelateerd) De veranderingen in metabolische processen in kortstondige en langdurige ontberingperioden zijn af te lezen in onderstaande figuur.

6 Figuur 4. The difference between metabolic reactions of short-term and longterm starvation 5. Stressgerelateerde ontbering De reactie op ontbering is anders in stresserende omstandigheden zoals : brandwonden; necrose (acute pancreatitis, ischemische necrose); zware infectie en sepsis; open letsels en letsels met stompe voorwerpen; de aanwezigheid van tumorcellen; straling; blootstelling aan allergenen; de aanwezigheid van chronische inflammatoire ziekten; milieupolluenten. In dergelijke situaties worden de normale aanpassingsreacties op gewone ontbering (die ervoor zorgen dat de lichaamsproteïnen bewaard worden) overtroffen door cytokine- en neuro-endocriene effecten van het letsel. (Fig. 5, Fig. 6).

7 Figuur 5. Gevolgen van pro-inflammatoire cytokines bij infectie, letsel en inflammatieziekte, TNF-Tumor necrosefactor, IL1- interleukine 1, IL6 -interleukine 6 Figuur 6. Gevolgen van de neuro-endocriene stressreactie Door de cytokine- en neuro-endocriene reactie op stress, gaat het metabolisme versnellen eerder dan te vertragen, ketose is minimaal, het proteïnecatabolisme versnelt om in te spelen op de toegenomen vraag naar weefselherstellers en naar gluconeogenese, wat gepaard gaat met hyperglycemie en glucoseintolerantie. De zout- en waterretentie verslechtert wat zou kunnen resulteren in een status die lijkt op kwashiorkor, met oedeem en hypoalbuminemie (tabel 3). Deze laatste kan ook verergeren door proteïnedefficiëntie.

8 Tabel 3. Gewone ontbering vergeleken met stressgerelateerde ontbering Gewone ontbering (> 72 h) Stressgerelateerde ontbering Metabolisch ritme Proteïnecatabolisme (relatief) Proteïnesynthese (relatief) Proteïneverloop Stikstofbalans Gluconeogenese Ketose - Glucoseverloop Bloedglucose Zout en waterretentie Plasma albumine - Koolhydratenmetabolisme Stress veroorzaakt een sterke toename van de endogene glucoseproductie en -verloop. Glucose is een onontbeerlijk substraat in dit opzicht aangezien een gedeelte van de glucoseafbraak (glycolyse) geen zuurstof vereist en toch nog energie levert. Lactaat resulterend uit het anaërobe glucosemetabolisme is een belangrijke voorloper van gluconeogenese in de lever (Cori cyclus). Het glucosemetabolisme gedurende langdurige ontbering die gepaard gaat met stressreacties is samengevat in Tabel 4. Tabel 4. Glucosemetabolisme bij ontbering gepaard gaand met kritieke aandoening Gluconeogenese Glycolyse Glucose oxidatie Glucose omloop Postprandiale status Langdurige ontbering Stress reactie Proteïne- en aminozuurmetabolisme Aminozuren zijn, samen met glycerol, de belangrijkste substraten voor "de novo" glucoseproductie in de lever. Bovendien zijn bijzondere aminozuren zoals glutamine en BCAA s (branched-chain amino acids) (BCAA), de enige substraten die als energie- en stikstofbron kunnen worden gebruikt bij sommige perifere of gekwetste weefsels. Spieraminozuren worden ook gebruikt voor de synthese van acute faseproteïnes, albumine, fibrinogeen enz. Bij sepsis is de proteïnecatabolismegraad hoog, wat een dagelijks verlies van spierweefsel kan veroorzaken van meer dan 1 kg (Tabel 5).

9 Tabel 5. Proteïnemetabolisme bij ontbering gepaard gaand met kritieke aandoening Proteolyse Proteosynthese Oxidatie van aminozuren Postprandial status Langdurige ontbering Stress reactie Vetmetabolisme Een versnelde lipolyse maakt deel uit van de metabolische respons op een ernstige aandoening, en de vetzuurproductie die daaruit resulteert kan groter zijn dan de energiebehoeften. Een deel van deze vetzuren wordt geoxideerd en wat overblijft wordt opnieuw geësterifieerd tot triglyceriden. Ketogenese valt stil tijdens een kritieke aandoening in combinatie met ontbering (Tabel 6). Tabel 6. Lipied metabolisme bij ontbering gepaard gaand met kritieke aandoening Lipolyse in vet weefsel Lipide oxidatie Ketogenese Cyclus van vetzuurtriglyceride Postprandial status - Langdurige ontbering Stress reactie Kwantitatieve aspecten van metabolische fluxen gedurende stressgerelateerde ontbering worden afgebeeld in Fig. 7.

10 Figuur 7. Metabolische veranderingen gedurende stressgerelateerde ontbering 6. Samenvatting Mensen passen zich goed aan aan korte of langere ontberingsperioden, en gebruiken dan hun reservevoorraden van koolwaterstoffen, vetten en proteïnen. Een verminderd energieverbruik en het bewaren van lichaamsproteïne zijn verdere reacties op ontbering. Energievoorraden worden tijdens perioden van voedselopname opnieuw aangevuld. Langdurige gedeeltelijke of totale stopzetting van energieopnames leidt tot verlies van krachten. Als daar een stressrespons bijkomt dan worden het catabolisme en het krachtenverlies versneld en de normale aanpassingsreacties op eenvoudige ontbering zijn niet meer toereikend. In beide situaties leidt gewichtsverlies tot verstoring van de mentale en fysieke functies, en tot een minder gunstige klinische uitkomst. Mensen die al ondervoed zijn hebben minder reserves om zich tegen een acute aandoening te beschermen. Ze zijn niet in staat om voldoende hoeveelheden endogene stikstof te produceren als reactie op trauma s of infecties, wat leidt tot een hogere mortaliteit, meer complicaties en langere herstelperioden. Indien een heelkundige ingreep wordt gepland voor dergelijke patiënten, kan voedingsondersteuning de fysiologische functies verbeteren en het risico van de ingreep verminderen. 7. Klinische casus 8. Zelfevaluatie 9. Referenties 1. Biolo G, Toigo G, Ciocchi B, Situlin R, Iscra F, Gullo A, et al. Metabolic response to injury and sepsis: changes in protein metabolism. Nutrition 1997;13(9 Suppl):52S-57S. 2. Desborough JP. The stress response to trauma and surgery. Br J Anaesth 2000;85(1):

11 3. Grimble RF. Main cytokines and their effect during injury and sepsis In Basics in Clinical Nutrition, Sobotka L. (Third edition) 2004 Galen p Hammarqvist F, Wernerman J, Allison SP Injury and sepsis - The neuroendocrine response In Basics in Clinical Nutrition, Sobotka L. (Third edition) 2004 Galen p Kehlet H, Wilmore DW. Multimodal strategies to improve surgical outcome. Am J Surg 2002; 183: Keys A, Brozek J, Henshel A, et al. The Biology of Human Starvation. University of Minnesota Press, Minneapolis Melchior JC. From malnutrition to refeeding during anorexia nervosa. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 1998;1(6): Nandi J, Meguid MM, Inui A, Xu Y, Makarenko IG, Tada T, et al. Central mechanisms involved with catabolism. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2002; 5: Sobotka L, Soeters PB. Metabolic response to injury and sepsis In Basics in Clinical Nutrition, Sobotka L. (Third edition) 2004 Galen p Soeters PB. Plasma albumin: a confusing nutritional measure. Nutrition 1990;6(3):267.