Zur Fortbildung Aktuelle Medizin ÜBERSICHTSAUFSATZ
Die 1970 auf eine Anregung von Berg durch eine Gruppe von Fach- leuten erarbeiteten „Empfehlungen zur parenteralen Ernährung" (1) stellen auch heute noch die Grund- lagen für diese Therapie dar. Sie be- handeln die Anforderungen an Ami- nosäuren, Kohlenhydratlösungen und Fettemulsionen, geben Hinwei- se zur Bedarfsdeckung, nehmen zur Applikation Stellung und machen Vorschläge für notwendige Kontroll- untersuchungen. Seither sind weite- re Fortschritte auf dem Gebiet der künstlichen Ernährung erzielt wor- den, auf die im folgenden näher ein- gegangen werden soll.
I. Aminosäurelösungen
Die im Handel befindlichen Amino- säurelösungen sind entsprechend den damaligen Empfehlungen wei- terhin verbessert worden. Peptide aus Eiweißhydrolysaten oder Race- mate (Gemische aus D- und L-Ami- nosäuren) werden nicht mehr ver- wendet, sondern nur noch L-Amino- säuren. Sie enthalten alle acht es- sentiellen Aminosäuren (Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylala- nin, Threonin, Tryptophan und Va- lin) sowie die semiessentiellen Histi- din und Arginin. Der Anteil essentiel- ler zu nichtessentiellen Aminosäu- ren muß nach Menge und Propor- tion dem menschlichen Bedarf und dessen Umsatzmöglichkeiten ange- paßt sein. Hier hat sich gezeigt, daß ein breites Spektrum von nichtes- sentiellen Aminosäuren als Stick- stoffquelle heranzuziehen ist. Ge-
genwärtige Untersuchungen lassen Möglichkeiten für eine weitere Opti- mierung in der Zusammensetzung der Aminosäuren erwarten.
Für die Utilisation der Aminosäuren ist die Zufuhrrate entscheidend. Auf Grund eigener Untersuchungen tritt für die meisten Aminosäuren im Plasma ein Fließgleichgewicht auf, wenn pro Stunde nicht mehr als 0,1 g/kg Aminosäurelösungen infun- diert wird. Daraus erhellt, daß nicht allein das Aminosäuremuster, son- dern auch die Zufuhrrate für den Umsatz von Bedeutung ist (6).
II. Kohlenhydrate
Die ursprüngliche Auffassung, daß die Applikation von Glukose, Frukto- se, Sorbit und Xylit problemlos sei, mußte inzwischen revidiert werden.
In eigenen Untersuchungen konnten wir nachweisen, daß für jedes ein- zelne Substrat bestimmte Dosie- rungsgrenzen eingehalten werden müssen (2, 3). Auf diesen Ergebnis- sen beruht auch die Verlautbarung der Deutschen Arzneimittelkommis- sion über Dosierungsgrenzen für Zucker und Zuckeraustauschstoffe.
a) Glukose
Für gesunde Erwachsene kann Glu- kose mit einer maximalen Zufuhrra- te von 0,75 g/kg/Std. über einen Zeitraum von zwölf Stunden appli- ziert werden. Dann stellt sich nach einer initialen Hyperglykämie eine
Für die Utilisation von intrave- nös zugeführten Aminosäu- ren, Kohlenhydraten und Fet- ten ist die Zufuhrrate des je- weiligen Substrates und die Gleichzeitigkeit der Zufuhr verschiedener Nährstoffe von entscheidender Bedeutung.
Bei der kompletten parentera- len Ernährung werden Koh- lenhydrate, Fette und Eiweiße gleichzeitig infundiert. Die maximalen Zufuhrraten für Aminosäuren und Fette liegen bei je 0,1 g/kg/Std., die für Kohlenhydratmisch lösungen, bestehend aus Glukose, Fruk- tose und Xylit bei 0,5 g/kg/
Std. Nach dem angegebenen Therapieschema gelingt es so, den Tagesbedarf von Amino- säuren, Kalorien, essentiellen Fettsäuren, Elektrolyten, Spu- renelementen und Vitaminen zu decken.
Glukosekonzentration von etwa 160 mg/100 ml ein. Nach Absetzen der Infusion ist mit einer hypoglykämi- schen Nachschwankung zu rech- nen. Die Verwertung von Glukose liegt jedoch nur bei gesunden Per- sonen in der angegebenen Größen- ordnung. Bereits Zufuhrraten von 0,5 g/kg/Std. führen in der postope- rativen Phase regelmäßig zur Hyper- glykämie und Glukosurie. Die ge- schätzte maximale Zufuhrrate für Glukose liegt für solche Fälle etwa bei 0,25 g/kg/Std. Das entspricht 17 g/Std., bezogen auf 70 Kilogramm Körpergewicht. Durch Glukose al- lein läßt sich somit der Energiebe- darf von rund 100 bis 200 Kalorien (418 bis 836 kJ)/Std. in der postope- rativen Phase nicht decken.
b) Fruktose
Aus diesen Gründen war man be- strebt, andere Kohlenhydrate zur Deckung des Energiebedarfes her- anzuziehen, in erster Linie Fruktose.
Sie wird zwar bis zu einer Dosierung von 1,5 g/kg/Std. von gesunden Er- wachsenen toleriert, jedoch steigt
Fortschritte auf dem Gebiet der künstlichen Ernährung
Gerhard Berg und Fritz Matzkies
Aus der Abteilung für Stoffwechsel und Ernährung (Vorsteher: Professor Dr. med. Dr. h. c. Gerhard Berg) in der Medizinischen Klinik mit Poliklinik
der Universität Erlangen-Nürnberg
DEUTSCHES ARZTEBLATT Heft 41
vom 13. Oktober 1977 2439Tabelle 1: Blutchemische Parameter nach kompletter parenteraler Ernährung mit Triofusin E 1000, Amino- fusin L 10% KH frei und Lipofundin S 10*)
d e, 0,5 g/kg/Std.; d As 0,1 g/kg/Std.; d F = 0,1 g/kg/Std.; n = 8; t = 12 Stdn.
vor Infusion 6 Stdn. 12 Stdn. 24 Stdn.
Glukose Fruktose Xylit Insulin Laktat
Hydroxybutyrat Gesamtlipide Neutralfett
m /ml 88 ± 11 91 ± 11
mg/ml 25 + 5
mg/ml 26 ± 8
.tE/ml 8(1-13) 26(17-44)
mgpil 9 + 2 16
mg/ml 0,9 ± 0,1 0,3(0,1-1,5) mq/ml 620 ± 142 650 ± 136 mg/ml 91(38-157) 139(70-221)
100 ± 26 86 ± 7 24 + 7
20 ± 9
38(11-106) 6(2-25)
16 + 4 9 ± 2
0,3(0,2-1,7) 0,4(0,1-1,7) 570 ± 153 510 ± 74 90(57-198) 126 ± 29
±3
*) Aus G. Berg: Klin. Anästhesiologie und Intensivtherapie 13 (1977) 60
Zur Fortbildung Aktuelle Medizin Künstliche Ernährung
dann der Folgemetabolit Laktat er- heblich an. Ein Fließgleichgewicht von Fruktose und Laktat stellt sich bei einer Dosierung von 0,25 g/kg/
Std. ein, so daß diese als maximale Zufuhrrate für die Praxis zu empfeh- len ist.
c) Sorbit
Sorbit wird ähnlich wie Fruktose gut verwertet. Allerdings bestehen zwi- schen beiden Substraten einige grundsätzliche Unterschiede. Nach intravenöser Applikation von Sorbit kommt es nicht zu dieser ausge- prägten Hyperlaktatämie. Außerdem werden auch bei tieferen Dosierun- gen größere Mengen von Sorbit aus- geschieden. Die maximale Zufuhrra- te liegt auf Grund empirischer Un- tersuchungen bei 0,25 g/kg/Std.
Auch bei dieser Dosierung muß noch mit einer geringen Sorbitaus- scheidung gerechnet werden (8).
d) Xylit
Ähnlich wie für Fruktose wurde auch die Zufuhrrate von Xylit am Anfang zu hoch angesetzt. Man glaubte zu- nächst, daß Dosen von 0,5 g/kg/Std.
von Erwachsenen noch toleriert werden, eine Ansicht, die sich in der Folgezeit nicht bestätigte. Wir selbst konnten zeigen, daß auch bei Zu- fuhrraten von 0,25 g/kg/Std. noch erhebliche Mengen von Xylit ausge- schieden werden und somit Anlaß zu
einer osmotischen Diurese geben.
Die maximale Zufuhrrate beträgt da- her 0,125 g/kg Körpergewicht/Std.
bei einer Infusionszeit von zwölf Stunden (2, 3, 9).
e) Mischkohlenhydrate
Die Tatsache, daß mit einem einzel- 'nen Kohlenhydrat allein eine Dek- kung des Kalorienbedarfes nicht ge- lingt, führte zu der Entwicklung von Mischkohlenhydratlösungen. Nach einem Vorschlag von Bässler unter- suchten wir, wieweit die einzelnen Substrate ohne Störung der Verwer- tung gleichzeitig infundierbar sind.
Nach intravenöser Dauerinfusion ei- ner Kohlenhydratmischlösung, be- stehend aus Glukose, Fruktose und Xylit im Verhältnis 2 : 1 : 1 oder 2 : 2 : 1, bei einer Zufuhrrate von 0,5 g/kg/Std. kam es zu keiner Hy- perglykämie. Auch konnte keine stärkere Ausscheidung von Glukose, Fruktose oder Xylit gefunden wer- den. Man kann daher annehmen, daß die einzelnen Kohlenhydrate bei gleichzeitiger Applikation unabhän- gig voneinander verwertet werden.
Mit Mischkohlenhydratlösungen ge- lingt somit eine ausreichende Ener- giezufuhr, ohne daß wesentliche Im- balanzen im Stoffwechsel auftreten (Tabelle 1; 4, 5, 6, 9).
III. Fette
Die im Handel befindlichen Fett- emulsionen werden auf Sojaölbasis
unter Verwendung von Eilezithin oder Phosphatiden als Emulgatoren hergestellt. Die Umsatzraten für in- fundierte Fette liegen relativ tief. Die maximale Zufuhrrate, für welche sich noch ein Fließgleichgewicht einstellt, beträgt 0,1 g/kg/Std. (6).
Aus technologischen Gründen kön- nen für die intravenöse Zufuhr nur pflanzliche öle verwendet werden.
Auf diese Weise gelangen sehr große Mengen an Linol- und Lino- lensäure in den Organismus, wäh- rend das Fettsäuremuster bei oraler Nahrungszufuhr viel mehr gesättigte Fettsäuren enthält. Durch Zumi- schung gesättigter, mittelkettiger Fettsäuren versucht man, das Fett- säuremuster mehr dem Bedarf anzu- passen. Die rasche Utilisation mittel- kettiger Fettsäuren bietet hierbei weitere Vorteile. Es ist zu erwarten, daß solche Fettemulsionen in Kürze im Handel erhältlich sein werden.
IV. Bedarf
a) Nährstoffe
Ziel der Infusionstherapie ist es, die normale Ernährung weitestgehend nachzuahmen. Man kann davoii ausgehen, daß der menschliche Or- ganismus an die gleichzeitige Zu- fuhr von Kohlenhydraten, Amino- säuren, Fetten, Elektrolyten, Spu-
2440 Heft 41 vom 13. Oktober 1977
DEUTSCHES ÄRZTEBLATT
Aminosäure Kohlenhydrate
Glukose Fruktose Sorbit Xylit
Mischlösungen aus Glukose, Fruktose und Xylit
Fette
0,10 12
0,25 12
0,25 12
0,25 12
0,125 12
0,50 12
0,10 12
Zur Fortbildung Aktuelle Medizin
renstoffen und Vitaminen adaptiert ist und daß diese Nährstoffzufuhr während der Tageszeit erfolgt. Legt man einen Energiebedarf von 2400 Kalorien/24 Std. (10 000 kJ) zugrun- de und unterstellt, daß die Nah- rungsaufnahme während der zwölf Tagesstunden erfolgt, so muß man mit einem Energiezustrom von 200 Kalorien/Std. über einen Zeitraum von zwölf Stunden rechnen. Sie ver- teilen sich auf 100 Kohlenhydratka- lorien, 65 Fettkalorien und 35 Ei- weißkalorien, was einer Zufuhr von rund 25 g Kohlenhydrat/Std., 7,5 g Fett/Std. und 8 g Eiweiß/Std. ent- spricht.
Maximale Zufuhrrate Zufuhrdauer in
g/kg/Std. Stunden
Tabelle 2: Dosierungsrichtlinien für die intravenöse Nährstoffzufuhr
In einschlägigen Untersuchun- gen konnten wir zeigen, daß bei einer Zufuhr von 0,5 g/kg/Std.
für Kohlenhydrate, 0,1 g/kg/Std. für Fette und 0,1 g/kg/Std. für Eiweiße gleichzeitig und zusammen mit Elektrolyten und Vitaminen tatsäch- lich der gesamte Tagesbedarf inner- halb von zwölf Stunden aufgenom- men und praktisch ohne Störungen im Stoffwechsel umgesetzt werden kann (Tabelle 1). Dieses Konzept der gleichzeitigen Nährstoffzufuhr über den ganzen Tag bedeutet einen we- sentlichen Fortschritt gegenüber dem früheren Konzept, die Substra- te einzeln und nacheinander zu ver- abreichen.
Allerdings ist für diese moderne Form der Ernährung ein größerer technischer Aufwand notwendig.
Die.» angegebenen Zufuhrraten las- sen sich zuverlässig nur mit Hilfe von Infusomaten applizieren.
Diese Entwicklung geht bereits in Richtung zur Automatisierung der Infusionstherapie. Verbunden mit ei- ner gleichzeitigen kontinuierlichen Messung von blutchemischen Para- metern wie Glukose, Säure-Basen- Status und Elektrolytgehalt, stellt sie sicherlich die beste Lösung beson- ders für kritische Situationen im Rahmen der Intensivpflege dar. Eine automatische Infusionstherapie, die sich auf kontinuierliche Messung von Glukose, pH und pCO 2 stützt, ist bereits zur Behandlung des diabeti- schen Komas möglich. Das Prinzip besteht darin, daß ein vorgegebe-
nes, empirisch gewonnenes Thera- pieprinzip durch die aktuellen Meß- werte ergänzt und korrigiert wird. Es ist sicher nur eine Frage der Zeit, wann die automatische Infusions- therapie ihren Platz in der parente- ralen Ernährung einnehmen wird ( 7).
b) Elektrolyte
Elektrolyte sind notwendige Be- standteile für den Umsatz von Koh- lenhydraten und Aminosäuren. Elek- trolytfreie Infusionslösungen sind daher grundsätzlich nicht für die parenterale Ernährung geeignet.
Der Bedarf ist eng an die Energie- zufuhr, besonders die der Kohlenhy- drate, gekoppelt. Zwar enthalten die meisten handelsüblichen Lösungen Elektrolyte in einer Größenordnung, wie sie für die parenterale Ernäh- rung benötigt werden. Zu achten ist jedoch darauf, daß etwa 10 mval Natrium und 10 mval Chlorid/Std.
appliziert werden müssen. Die Kali- umzufuhr bei nierengesunden Pa- tienten ohne Azidose oder Alkalose liegt bei etwa 6 mval/Std. Eine Kor- rektur der Kaliumzufuhr ist am häu- figsten notwendig.
Die Dosis für Kalzium und Phosphor beträgt nach eigenen Erfahrungen etwa 30 mg/Std. Verabreicht man Phosphor als Alpha-Glycerophos- phat, so ist gleichzeitig auch die Applikation von Kalzium und Phos- phat möglich, was bisher nicht gelang.
Der Magnesiumbedarf wird bei in- travenöser Infusionstherapie auf etwa 1 mval/Std. geschätzt.
Auch der Zinkbedarf dürfte bei 1 mg/Std. liegen. In der postoperati- ven Phase liegt der Bedarf aber wahrscheinlich höher.
c) Vitamine
Die im Handel erhältlichen wasser- löslichen Vitamine enthalten kein komplettes Muster und sind nicht an den Bedarf adaptiert. Im allgemei- nen müssen Vitamin B12, Vitamin K und Folsäure gesondert verabreicht werden. Vitamin D ist nur bei spezi- eller Indikation zuzuführen. In der Regel werden von den zugeführten Vitaminen die doppelten Tagesdo- sen appliziert.
Literatur beim Verfasser
Anschrift der Verfasser:
Professor
Dr. med. Dr. h. c. Gerhard Berg Privatdozent
Dr. med. Fritz Matzkies Abteilung für Stoffwechsel und Ernährung
in der Medizinischen Klinik mit Poliklinik
der Universität Erlangen-Nürnberg Krankenhausstraße 12
8520 Erlangen
