Непрямая калориметрия

Непрямая калориметрия: потенциальная, но пока еще неосуществленная техника для ведения диетотерапии.

Среди тех,  кто изучает питание  для недоношенных и слишком маленьких  для гестационного возраста (МГВ) младенцев , есть надежда что когда-нибудь будет простая, надежная, и точная прикроватная мера для правильного питания, как и газ крови и измерение пульсоксиметрии помогают в использовании респираторов и кислорода. Это, конечно же, надежда, хорошо выраженная в очень интересной статье Соареша и др.¹ (“Непрямая калориметрия – инструмент для регулировки расхода энергии с условием очень маленькой массы тела после рождения”) в издании “Журнала Педиатрии”(Jornal de Pediatria). В тоже время, мы ограничены использованием таблиц и диаграмм  употребления питательных веществ, которые были основаны на сложных (и, конечно же, не для “лежачих”) прямых и непрямых калориметрических исследований у новорожденных младенцев. Большинство существующих нормативов для кормления новорожденных до одного месяца базируются на питании, которые требуются для питания доношенных детей, которых кормили молоком или формулой. Однако эти рекомендации не являются особенно полезными при попытке принять сильно варьирующий метаболизм, рост новорожденных и МГВ младенцев. Эта неудача (определить лучшее питание для различных видов новорожденных), вероятно, способствует нашей неспособности достичь нормальных темпов роста у этих младенцев. Действительно, большая часть центров до сих пор сообщает, что примерно 100% недоношенных младенцев ограничены в росте и МГВ к сроку беременности.

Данные от видов животных тоже представили оценки питания, требуемые для человеческого плода в матке, чтобы достичь оптимальных темпов роста. Такие оценки реалистичны, если учесть,  что нормальное внутриутробное развитие плода было рассмотрено для достижения роста недоношенных новорожденных.   От таких исследований плода животных, мы теперь знаем, что рост плода требует относительно большее количество белка для роста мышечной массы и аналогичное количество углеводов и липидов для роста жировой массы. Требования для производства энергии, также достаточно высоко, так как энергия нужна не только для поддержки электрохимического градиента через клеточные мембраны во всем организме, но и для удивительно высоких уровней синтеза белков и сложных углеводов, липидов и жиров, которые характерны для роста плода во время беременности. Требования к питанию для всех этих процессов обмена веществ выше в конце второго и начале/середине третьего триместра, когда частичные темпы роста гораздо выше. Единственным исключением является то, что потребность калорий для отложения энергии в жировой ткани заметно повышается за третий триместр беременности.

Поэтому неудивительно, что потребность  в энергии и белке для недоношенных младенцев становится все чаще, так  как много детей рождается  недоношенными. Потребность аминокислоты примерно 4 г/кг/день в 24-28 неделю беременности, но всего 2 г/кг/день за период. Таким  же образом употребление глюкозы  происходить примерно в два раза больше на 24 недели беременности (6-8 мг/кг/мин), так как в период (3-4 мг/кг/мин). Эти потребности в питании соединяют высокие дробные темпы роста в течение ранней или поздней беременности. Вместе эти факторы были использованы врачами для оценки и обеспечения повышенного количества питательных веществ для недоношенных детей посредством укрепления человеческого молока с помощью довольно концентрированной “преждевременной формулы”. Исследования такие, как эти, (по Кашьяпу и др.)  зарегистрировали данные потребления энергии и потребления белков к увеличению веса, но другие исследования подчеркивают, что выше 40-50 ккал/кг/день потребности энергии для метаболизма увеличились, увеличение веса мышечной массы тела (мышц и костей), регулируется, прежде всего, с помощью потребления белка, в то время как любое дальнейшее увеличение потребления энергии в первую очередь способствует к повышенному росту жировой такни и содержания жира в организме.^2,3

Таким образом, два подхода для  изучения недоношенных детей, чтобы  определить их потребность в питании, были усовершенствованы.⁴ Первое, это измерение энергетический расход (ЭР – energy expenditure), чтобы определить потребность в энергии (как углеводов и липидов), а второе – определение состава тела, чтобы определить относительный рост мышечной массы тела и жировой массы. На протяжении многих лет “оплот”, метод для оценки мяса и жировой массы, было измерение кронциркулем толщины кожной и подкожной ткани (например, толщина складки кожи у трехглавой мышцы). Совсем недавно двойная рентгеновская абсорбциометрия (ДРА) была использована для таких измерений. Другие методы, такие как ультразвук и магнитно-резонансная томография, также многое обещают.

ЭР измерения показали поразительное сходство, когда было сделано точно со значениями в 40-50 ккал/кг/день у поздних недоношенных и доношенных детей измеряется относительно часто, в соответствии с величиной ~ 50 ккал/кг/день, предложено для третьего триместра внутриутробного развития человеческого плода. ЭР значения выше на каждый кг массы тела у самых недоношенных младенцев, когда их кормят в достаточном количестве, и у (МГВ) детей, как показано в статье Соареша и др. ¹ в издании “Журнала педиатрии”. Это, прежде всего, связано с их потребностью производить больше энергии, чтобы удовлетворить их повышенный уровень излучения и испарения (в основном), а также проводящих (менее крупные) потери тепла из-за их более высокой площади поверхности к соотношению массы тела. Поэтому было разумно сделать вывод, что врачи могли бы использовать ЭР исследования для управления питанием. Это, конечно, возможно, но с определенными предостережениями.

Во-первых, ЭР варьируется в зависимости от температуры окружающей среды. Если детей изучают при термически нейтральных условиях, то это сложно, если вообще это можно узнать, ЭР измерения представляют только поддержание обмена веществ или изменчивое количество энергии, производимой недрожащим термогенезом для поддержания температуры тела. К сожалению, нет простых и надежных способов, чтобы определить, находится ли конкретный ребенок в тепловой нейтральной среде, в которой потребление кислорода и производство энергии для подержания температуры тела минимальны, или нет. Графики должны быть использованы, чтобы представлять предыдущие исследования, но это не удовлетворительный подход для тех, кто склонен измерять ЭР напрямую и для ведения диетотерапии для лежачих больных.

Во-вторых, ЭР увеличивается непосредственно с потреблением энергии, по крайней мере, в диапазоне от низких до достаточных темпов потребления энергии.^7.8 Таким образом, если кормить недоношенных младенцев очень много или не кормить вообще, их метаболический  уровень падает, подобно уровню белка (в первую очередь) и липидов/ сложных углеводов синтез уменьшается. Некоторые исследователи неверно истолковали низкие ЭР у недоношенных младенцев, которые очевидно были недокормленными, что им не нужно больше питания, хотя в действительности все было наоборот. Нужно быть уверенным, что измерения ЭР сделаны в то время, когда младенец получает питание в нормальном количестве, а если нет, то, что недостаточное потребление пищи отмечено таким образом, чтобы корректировки потребления энергии являлись подходящими для размера и возраста ребенка, а не только по результатам потребляемой пищи ребенка.

В-третьих, и от аналогичных точек  зрения, перекормленные дети могут иметь повышенные ЭР из-за чрезмерного синтеза жиров из углеводов, в частности глюкозы. Производство жира от избытка глюкозы – процесс, требующий много энергии. Оно тоже производит избыток CO₂ и более низкие значения дыхательного коэффициента, а с непрямой калориметрией может привести к ошибочному выводу, что жир окисляется с углеводом. Неправильное толкование таких условий, может привести к еще большему ведению избыточных углеводов, делая метаболические нарушения еще хуже. В этом смысле, очень важно отметить, что в то время как многие из них теперь уделяют больше внимания на высокий уровень белков, который нужен для крайне недоношенных детей, которые затем масштабируются вниз, в то время как ребенок все ближе и ближе становится к сроку, когда потребности в белке для медленного темпа роста у доношенных детей ниже, эта практика не применялась, как и высокое потребление энергии. По-прежнему является фактом то, что до сих пор требуется большая энергия для недоношенных детей, даже когда ребенок родился к концу срока или же был доведен до окончания срока в отделении интенсивной терапии новорожденных. В результате такие дети легко могут получить гипергликемическую кому, а также в конце ребенок получается намного толще, чем если бы он находился в утробе матери.

В-четвертых, обеспечение энергией выше требованиям для нормальной скорости ЭР, не производит интенсивный рост мышечной массы, которая зависит от потребления белка и имеет предел, выше которого роста нет, а содержание жира не увеличивается. Неудивительно поэтому, что наиболее распространенный вид развития недоношенных детей, которых кормили меньше белком, но больше энергией, чем им нужно, это ограничение роста и мышечной массы тела, но чрезмерный рост жировой ткани.

В-пятых, как обсуждалось ранее  в других статьях и редакционных изданий, измерения ЭР с использованием косвенной калориметрии нелегко осуществляется у недоношенных детей.⁹ Точные измерения потреблении кислорода и производства CO₂ требуют аккуратной и тщательной настройки оборудования, очень стабильные потоки кислорода и/или воздуха для ребенка (заметим, что стеночные кислородные единицы в большинство больниц не обеспечивают постоянные значения концентрации кислорода, необходимые для таких измерений), методы для предотвращения утечки воздуха вокруг лица или эндотрахеальной трубки, очень точные измерения концентрации кислорода в воздухе, которых ребенок вдыхает, и CO₂, который ребенок выдыхает, а также измерения скорости потока воздуха как такового.¹⁰ Также есть большая разница в результатах между различными видами исследований косвенной калориметрии, а также большие вариации в результатах разных коммерческих калориметров, имеющихся в продаже. Каждая из них должна быть независима друг от друга, прежде чем проводить измерения у любого ребенка или группы детей, например, путем измерения потребления кислорода и производства CO₂ из горящего пламени алкоголя.¹¹

Наконец, соответствующие интерпретации измерений ЭР требуют большого внимания на адаптацию младенца на предыдущие потребления питания, а так же то, что может произойти, когда разные виды энергии производятся для длительных сроков. Например, измерение более высоких показателей ЭР у МГВ младенцев, у которых было внутриматочное ограничение роста от плацентарной недостаточности, не означает, что они просто должны быть “откормлены” большим потреблением энергии. Последние данные от исследований животных и людей показывают, что младенцы, ограниченные внутриутробным ростом (ОВР), имеют повышенную склонность к клеточной глюкозе, принятия жирных кислот и выделение жировых складок. В результате, перекармливание этими питательными веществами может привести к интенсивному отложению жировых складок на раннем этапе жизни, которое, очевидно, приведет к быстрому ожирению,  инсулинорезистентности и позднее возникновение сахарного диабета 2-го типа (“метаболический синдром”).¹²

Хоть и не стоит кормить младенцев неправильным образом, но направление стратегии и управление питанием на то, чтобы тело оставалось, лучше, более худым, чем становилось толстым, имеет потенциал для лучшего роста. В этом случае, измерения ЭР с помощью непрямой калориметрии у МГВ/ОВР младенцев может быть очень полезным в определении их ЭР ответов на большие или меньшие энергетические потребления и относительно того, как хорошо такие энергетические потребления вызывают рост массы худого тела. Теперь ясны дальнейшие исследования ЭР, такие как те, которые были отмечены в статье Soares и др.¹ в этом выпуске Журнала педиатрии, которые станут очень полезными для определения не только энергетических потребностей данного младенца, но и реакцию этого младенца к разным энергетическим потреблениям. Такие исследования также должны быть проведены продольно, поскольку у младенцев есть очень отличающаяся пищевая потребность и показатели питательного метаболизма прямо после рождения, несколько дней спустя, и спустя несколько недель.⁸ Когда в сочетании с измерениями изменений у компонентов худых и толстых телах, измерения должны обеспечить более здравую и точную оценку типа, состава, и количества питательных веществ для новорожденных младенцев всех возрастов, форм, и размеров, надеясь, таким образом обеспечить более длинную и более здоровую жизнь.