Prof. Dr. M. Kemen. Locul de muncă: Spitalul evanghelic Herne. Clinica chirurgicală
Universitatea Ruhr Bochum Prof. Dr. M. Kemen Locul de muncă: Spitalul evanghelic Clinica chirurgicală Herne Influența asupra stării imune prin aportul enteral pre- și postoperator al unei diete suplimentate cu arginină, nucleotide ARN și acizi grași omega-3 la pacienții cu chirurgie epigastrică majoră Disertație inaugurală pentru obținerea gradului de doctorat Medicina unei Facultăți de Medicină Superioară a Universității Ruhr Bochum prezentată de Heinz von Gersum de la Bochum 2006
Decan: Prof. Dr. med. G. Muhr Vorbitor: Prof. Dr. med. M. Kemen Co-Speaker: PD Dr. med. Ziua examenului oral Mark Wick: 05/08/2007
Cuprins i Lista abrevierilor. iv 1 Introducere. 1 1.1 Dieta și imunitatea. 2 1.1.1 Dieta pacientului chirurgical. 3 1.1.1.1 Forme ale dietei enterale. 4 1.1.2 Imunnutriție. 5 1.1.2.1 Arginină. 5 1.1.2.2 Acizi grași omega-3. 6 1.1.2.3 Pirotidină și nucleotide purinice. 10 1.2 Sistemul imunitar. 11 1.2.1 Rezistența naturală. 11 1.2.2 Apărarea umorală. 11 1.2.2.1 Imunoglobuline. 11 1.2.2.2 Sistemul complement. 12 1.2.3 Apărarea celulară. 13 1.2.3.1 Fagocitoza. 13 1.2.3.2 Limfocite T. 14 1.2.3.3 Celule B/plasmocite. 15 1.2.3.4 Fagocite mononucleare. 15 1.2.3.5 celule NK. 16 1.3 Sistemul mediatorilor. 16 1.3.1 Mediatori lipidici eicosanoizi. 16 1.3.1.1 Metabolismul acidului arahidonic. 17 1.3.1.2 Metabolizarea acizilor grași n-3. 19 1.3.2 Citokine. 22 1.3.2.1 Interleukina 1. 22 1.3.2.2 Factorul de necroză tumorală alfa. 23 1.3.2.3 Interferon gamma. 23 2 Întrebare. 25 3 Studiu clinic. 26
Cuprins ii 3.1 Pacienți și metode. 26 3.1.1 Proiectarea studiului. 26 3.1.2 Operațiuni. 27 3.1.3 Procedură anestezică. 28 3.1.4 Terapie intensivă. 28 3.1.5 Terapie nutrițională. 28 3.1.5.1 Dietele de studiu. 30 3.1.6 Parametri de măsurare orientați clinic. 33 3.1.7 Determinarea subpopulațiilor limfocitare. 34 3.1.8 Examinarea citokinelor. 35 3.1.9 Metode statistice. 36 4 rezultate. 38 4.1 Comparație între grupurile placebo și verum. 38 4.1.1 Caracteristicile pacientului. 38 4.1.2 Compatibilitatea nutriției enterale. 38 4.1.3 Diagnosticări și operații. 38 4.1.4 Curs clinic postoperator. 40 4.1.5 Complicații clinice. 40 4.1.6 Subpopulații de limfocite. 42 4.1.7 Citokine. 45 4.1.8 Imunoglobuline. 48 4.1.9 Parametri clinici finali. 49 5 Discuție. 50 5.1 Modulația imună prin nutriție. 50 5.2 Semnificația clinică. 52 5.3 Conceptul de imunnutriție perioperatorie. 54 6 Rezumat. 56 7 Bibliografie. 58 8 Mulțumiri. 83
Cuprins iii 9 Curriculum Vitae. 84
Listă de abrevieri iv Listă de abrevieri CD CDD CRP DHA ADN ELISA EPA FITC FNKJ FS GMCSF HETE HPETE HLA ICU IFN Ig IL KDa MHC MOV NDD NK PE PEG PG PHA PMN POD RNA Cluster de diferențiere Dieta definită chimic Proteină C-reactivă Proteină C-reactivă Acid docosahexaenoicoin Acid fluoresceină izotiocianat Feinnadelkatheterjejunostomie gras coloniilor granulocitare macrofage factor de stimulare a eicosapentaenoic leucocitare hidroxieicosatetraenoic Hydroxyperoxytetraensäure uman antigen unitate de terapie intensiva interferon imunoglobulina interleukinei kilodaltoni majore dieta insuficienta histocompatibility complex multi-organ nutritiv definit natural killer ficoeritrina percutanata endoscopica gastrostomie prostaglandine phitohemaglutin polimorfonucleare neutrofile peroxidaza acid ribonucleic
Lista abrevierilor v SIRS TEN TNF TPN TX Sindrom de răspuns inflamator sistemic Nutriție enterală totală Factor de necroză tumorală Nutriție parenterală totală Tromboxan
Introducere 6 limfoblastom imunogen, dar cu un limfoblastom mai puțin imunogen a condus chiar la o creștere mai rapidă [11.165]. Saito și colab. au fost capabili să reducă mortalitatea după arsuri în experimente pe animale prin alimente îmbogățite cu arginină [170]. În general, rolul argininei ca substanță imunomodulatoare este recunoscut pe scară largă [60,130]. 1.1.2.2 Acizii grași omega-3 Acidul gras omega-3, la fel ca acidul gras omega-6, este unul dintre acizii grași polinesaturați. Deoarece nu pot fi sintetizate de oameni sau de orice alt mamifer, acestea sunt esențiale și este vital un aport alimentar exogen adecvat.
Introducere 7 Tabelul 1.1: Formula și apariția acizilor grași esențiali C-atomi: Apariția dublei legături a acidului gras Natura Corp Omega-3 acid gras Uleiuri vegetale Acid linolenic 18: 3 (ulei de plumb, ulei de soia) Fosfolipide ale membranei celulare și acid eicosapentaenoic (de exemplu Waltran) Ulei de pește 20: 5 lipoproteine, precursori ai eicosanoidelor acid docosahexaenoic 22: 6 ulei de pește în țesutul nervos acid linoleic 18: 2 uleiuri vegetale acid gras omega-6 acid arahidonic 20: 4 grăsimi animale fosfolipide ale membranei celulare, precursori ai eicosanoidelor Una dintre proprietățile lor este că este o componentă indispensabilă a stratului de membrană și, ca componentă structurală a membranei celulare, îndeplinește multe funcții ale celulei [134,190,194]. Aceste funcții includ influențând expresia antigenilor și receptorilor, funcțiile catalitice [20,63,133,167, 185], aderența celulară [31,199] și metabolismul semnalului transmembranar [202] cu efecte asupra funcției celulelor imunocompetente [6,17,128,195] și a celulelor țintă ale acestora [103,113,137,138,126,203]. Sunt singurii din clasa lor de substanțe care sunt metabolizate în mediatori lipidici. La fel, acidul linolenic, care este în
Inițierea 18, o etapă de deshidratare de la 5-HPETE, este convertită în LTB 4 [67,88]. Acest lucru se întâmplă în principal în granulocite datorită compoziției enzimatice specifice. După stimularea celulelor epiteliale alveolare, acestea eliberează acid arahidonic, care este transformat în LTB 4 de către macrofagele alveolare [41,83]. Principalele efecte ale LTB 4 includ chimiotaxia și promovarea aderenței granulocitice și diapedezei [171]. Mastocitele produc în principal cisteinil eukotrienele [205]. Activitatea lor biologică este predominant spasmogenă și a condus mai devreme la termenul colectiv de substanță cu reacție lentă a anafilaxiei [45,57,70,97,168]. Există consens că leucotrienele joacă un rol central în cursul proceselor vasoregulative și inflamatorii. Acizi grași omega-6 exogeni Fosfolipide endogene Acid arahidonic 5-HPETE 5-HETE LTA 4 LTB 4 LTC 4 LTD 4 LTE 4 Figura 1.1.: Metabolismul acidului arahidonic prin calea lipoxigenazei
Introducere 19 1.3.1.2 Metabolismul acizilor grași n-3 Analogul omega-3 al acidului arahidonic este acidul eicosapentaenoic. Aceasta este metabolizată competitiv prin intermediul căilor ciclooxigenazei și lipoxigenazei. Comparativ cu acidul arahidonic, este chiar substratul preferat pentru lipoxigenaza [118, 157]. a) Produsii ciclooxigenazici ai acidului eicosapentaenoic Produsii ciclooxigenazici ai acidului eicosapentaenoic au un profil de activitate diferit de produsii ciclooxigenazici ai acidului arahidonic [64.149.202]. Tromboxanul A 3 este de ex. semnificativ mai puțin proagregator și vasoconstrictor decât tromboxanul A 2. b) Produși lipoxigenazici ai acidului eicosapentaenoic În ciuda unei duble legături suplimentare, acidul eicosapentaenoic poate fi metabolizat în leucotrienele din seria 5 pe calea lipoxigenazei, comparabil cu acidul arahidonic. Unele dintre acestea au efecte antagoniste asupra leucotrienelor din seria 4 [66]. Activitatea biologică în ceea ce privește efectele inflamatorii, trombogene și vasoconstrictoare este cu 90% mai mică decât cea a produsului acidului arahidonic [55, 119]. Cu toate acestea, LTB 5 concurează cu LTB 4 pentru legarea de receptorii granulocitelor polimorfonucleare [110].
Introducere 20 Acizi grași omega-3 exogeni Fosfolipide endogene Acid eicosapentaenoic 5-HPETE 5-HEPE LTA 5 LTB spontan 5 6-trans-LTB 5 LTC 5 OH-LTB 5 6-trans-epi-LTB 5 LTD 5 COOH-LTB 5 5,6- DiHEPE LTE 5 Figura 1.2.: Metabolizarea acidului eicosapentaenoic prin calea lipoxigenazei
Introducere 21 Tabelul 1.3.: Prezentare generală a efectelor celor mai importanți mediatori lipidici Produse ciclooxigenază ale acidului arahidonic Produse lipoxigenază ale acidului arahidonic Produse lipoxigenază ale acidului eicosapentaenoic Mediatori lipidici Tromboxan A 2 Prostaglandină D 2 Prostaglandină E 2 Prostaglandină I 2 5-Efecte Leucriină HetE leucotriină Vasodilatație hiperalgezie febră Activare PMN vasodilatație hiperalgezie PMN inhibare trombocită Activare PMN chimiotaxie Activare PMN chimiotaxie aderare leucocită vasoconstricție contracție a celulelor musculare netede bronhospasm activare PMN
Introducere 24 de specii-gazdă omoloagă blochează sinteza a aproape toate tipurile de virus [85]. Interferonul-gamma este o glicoproteină cu o greutate moleculară de aproximativ 20-25 kda, compusă din 46 de aminoacizi și este produsă aproape exclusiv de limfocitele T activate [70.148]. Are un efect activant asupra celulelor efectoare antigen-nespecifice ale sistemului imunitar și declanșează expresia crescută a complexelor MHC de clasa 1 și 2 [100.148.174]. Deși interferonul este utilizat acum terapeutic, datorită efectului său neselectiv, terapia cu doze mari pe termen lung poate duce la efecte secundare considerabile, cum ar fi febra și afectarea hemopoiezei, precum și afectarea rinichilor și a ficatului [85,159,160].
Întrebarea de cercetare 25 2 Întrebarea de cercetare Pentru a ilustra depresia imună indusă de traume a unui pacient, sunt disponibile măsurători ale citokinelor și ale altor emițători ai sistemului imunitar, precum și măsurarea tipului și cantității de celule ale sistemului imunitar. Acest lucru face posibilă revizuirea metodelor de tratament în studiile clinice și, dacă este necesar, stabilirea lor în practica clinică de zi cu zi. Imunonutriția este o parte importantă, în special în zona chirurgiei majore a abdomenului superior, care contribuie la îmbunătățirea tratamentului medical general. Scopul acestui studiu a fost de a arăta cum acești parametri pot fi influențați de administrarea perioperatorie a unei imunnutriții în comparație cu o dietă enterală standard. Întrebările detaliate: 1. Ce influență are dieta de studiu asupra apărării imune celulare după un traumatism operator? 2. Cum se comportă parametrii imunoglobuline, IFN-gamma, TNF și IL-1 după o intervenție chirurgicală epigastrică majoră sub influența imunnutriției? 3. Imunonutriția perioperatorie este capabilă să îmbunătățească cursul postoperator?