Энтеральное питание в интенсивной терапии у детей с ожоговой травмой

Необходимость проведения нутритивной поддержки у детей с ожоговой травмой ни у кого не вызывает сомнений, хотя стройной системы взглядов на данную проблему, которая включала бы общепринятую терминологию, показания и противопоказания, методики проведения, а также практические рекомендации по лечебной тактике, не существует. Понимание основных патофизиологических механизмов, происходящих в организме ребенка при критических состояниях, является основным звеном правильного применения нутритивной поддержки. Цель обзора – изучение наиболее значимых литературных данных по этому вопросу, а также попытка их систематизировать.

Метаболические функции у находящихся в критическом состоянии больных характеризуются выраженной активацией и глубокими расстройствами клеточных и внеклеточных взаимоотношений компонентов этих функций. Совокупность и направленность нарушений сложны и многообразны. Речь идет о метаболических расстройствах, которые ставят клетку, ткань и весь организм на грань жизни и смерти.

Можно выделить несколько основных тенденций нарушений метаболизма в критических состояниях. Это прежде всего повышение интенсивности энергетического обмена, лизис протоплазмы и клеточных белков с образованием аминокислот и последующим выходом их во внеклеточное пространство, нарушение электролитного баланса с потерей клеткой К⁺ и заменой его Na⁺ и Н⁺, задержка Na⁺, воды, Сl^- и НСО3^-, а также усиленное образование жирных кислот из нейтральных триглицеридов и, наконец, активация практически всех эндокринных функций [4, 7, 8, 17, 22].

Принятый в нормальной физиологии термин «основной обмен» применительно к крайне тяжелым и экстремальным состояниям следует считать условным. Этим понятием обозначают оптимальную активность (как правило, оцениваемую методом непрямой калориметрии, т. е. по потреблению О₂) метаболических процессов, происходящих при полном здоровье и полном покое. Очевидно, что в критических или экстремальных состояниях обмен организма не является строго основным обменом, но традиционно используется этот термин [1, 8, 20].

Различные критические состояния, вызванные травмой и тяжелыми заболеваниями, обычно сопровождаются выраженным увеличением метаболизма. Степень повышения метаболизма зависит от тяжести заболевания и колеблется в широких пределах. Так, после плановых операций это повышение составляет 10%, у больных с ожогами достигает 100%. При этом часть энергии появляется в организме путем окисления глюкозы, образующейся в результате белкового глюконеогенеза, а часть — при окислении свободных жирных кислот из жировых депо [4, 7, 13].

В нормальных условиях средние энергетические затраты (ккал/кг/сут) организма здорового ребенка, по данным В. А. Михельсона и соавт. [8], составляют: новорожденные и дети 1-3 месяцев – 90-120; 4-6 месяцев – 85-115; 7-9 месяцев – 80-110; 10-12 месяцев – 80-105; 1-3 лет – 80-100; 4-6 лет – 80-90; 7-9 лет – 70-85; 10-12 лет – 70-80; 13-15 лет – 60-70. При высокой температуре тела, после крупных операций, тяжелых травм и ожогов, а также при сепсисе энергетическая потребность существенно увеличивается (табл. 1).

У лихорадящих больных при повышении температуры тела на 1 °С калорические потребности увеличиваются на 10—20% [5, 28]. При критических состояниях энергетические затраты увеличиваются под влиянием множества различных факторов, главные из которых – повышенная работа дыхательного аппарата, высокая температура тела, усиление сердечной деятельности и функций других висцеральных органов. В основе указанных метаболических сдвигов лежит эндокринная активация [13].

Эндокринная регуляция метаболизма

Обширность и характер повреждений являются определяющими моментами метаболических и эндокринных сдвигов, которые наступают после травмы и хирургических вмешательств. В настоящее время нет возможности количественно оценить эти процессы, однако исходя из характера повреждения можно приблизительно прогнозировать выраженность и направленность этих изменений. Различают четыре фазы развития метаболического ответа на вмешательство [13].

Первая фаза – фаза повреждения, или адренокортикоидная. После травмы или больших вмешательств длительность ее составляет 2-4 дня. Эндокринные и метаболические изменения связаны в основном с адренергическим влиянием и действием адренокортикоидных гормонов и характеризуются выраженным катаболизмом. Наиболее важный метаболический признак – отрицательный азотистый баланс даже при достаточном покрытии энергетических и белковых потребностей.

Вторая фаза – фаза гормонального разрешения — выявляется между 3-м и 7-м днем заболевания и продолжается 2-3 дня. Проявляется очевидным улучшением состояния больного и исчезновением гормональных сдвигов, однако азотистый баланс может оставаться отрицательным.

Третья фаза – фаза восстановления мышечной массы — характеризуется преобладанием анаболизма и положительным азотистым балансом в сочетании с клиническими признаками восстановления объема и силы мышц, длится 2-5 недель после травмы или крупной операции.

Четвертая фаза – фаза накопления жира — продолжается несколько месяцев, характеризуется восстановлением запасов жира в организме до исходного уровня.

Многочисленные исследования показали, что метаболическая реакция на травму опосредуется прежде всего гуморальными механизмами [13, 17, 18, 28, 36, 39]. Эндокринная гиперактивность особенно выражена в первой фазе, фазе повреждения, когда происходит активация мозгового слоя надпочечников и симпатической нервной системы, что приводит к повышению уровня катехоламинов в крови и моче.

Во время стресса любого происхождения и немедленно после него повышается уровень всех гормонов надпочечников — глюкокортикоидов и минералокортикоидов, существенно возрастает концентрация свободного кортизола в плазме. Эта реакция совпадает с уменьшением экскреции Na⁺ и воды. В этом же периоде отмечается исключительно высокое содержание альдостерона в крови (иногда оно увеличивается в 10 раз).

Вопрос о первичной роли альдостерона в регуляции натрийуреза, в частности задержке Na⁺ в послеоперационном периоде, окончательно не решен. У детей с нарушением продукции альдостерона имеется тенденция к реабсорбции почти всего Na⁺, фильтруемого в клубочковом аппарате. У больных, перенесших адреналэктомию и поддерживаемых только введением расчетных доз глюкокортикоидов, задержка Na⁺ в послеоперационном периоде невелика [13, 18, 22, 37]. В настоящее время известно, что альдостерон является одним из главных факторов задержки Na⁺ после стрессовых ситуаций, в том числе после ожоговой травмы [13, 40, 47].

Установлено, что в регуляции экскреции Na⁺ после солевой нагрузки принимают участие малоизвестные факторы, которые называют натрийурическими гормонами и третьим фактором. Срок их существования очень короток, высказывается предположение, что они образуются в мозге [41]. Выяснено, что местом их продукции являются также почки, поскольку внутриартериальное введение экстракта кортикального слоя почек дает натрийурический эффект [47, 48].

Выраженность натрийуреза зависит от интенсивности почечного кровотока. Периодические окклюзии почечных вен могут усилить экскрецию Na⁺. Механизм, регулирующий натрийурез, зависит также от характера распределения кровотока между поверхностными и глубокими кортикальными нефронами.

Под влиянием травмы активируется функция щитовидной железы [13, 16, 25]. Усиление катаболизма белков в стрессовых ситуациях обусловлено главным образом высоким уровнем тиреоидных гормонов (свободный тироксин и трийодтиронин), однако документировать это повышение в клинических условиях обычно не представляется возможным.

Почки под влиянием стресса, травмы и операции способны выделять ряд других вазоактивных веществ, которые можно отнести к гормональным. Наряду с этим одним из важнейших факторов регуляции концентрационной и экскреторной функций почек является АДГ, выделяемый задней долей гипофиза. Концентрация АДГ, равная в норме 0,05-6 мкг/мл, под влиянием травмы повышается в 10-100 раз [13, 16, 19, 24]. Основной механизм действия АДГ заключается в задержке выведения водной фракции мочи, называемой свободной водой. В норме концентрация поваренной соли в моче составляет 0,18%, т. е. тоничность мочи в 5 раз ниже тоничности плазмы [18]. Тормозящее влияние АДГ распространяется главным образом на выделение именно водной фракции мочи. Таким образом, метаболическая реакция на травму или любое вмешательство выражается прежде всего в снижении способности организма выводить свободную воду в связи с повышением уровня АДГ в крови. Пусковым моментом повышения секреции АДГ является раздражение гипоталамических осморецепторов при повышении осмолярности плазмы, обычно возникающей при ожоговой травме. После травмы повышенный уровень АДГ сохраняется в течение нескольких дней и начинает постепенно снижаться на 3-4-й день. Действие АДГ в ряде случаев проявляется длительно, несмотря на то, что развивается гипотоничность плазмы в связи с увеличением объема внеклеточного пространства и перераспределением Na⁺ (из-за повреждения натриевого насоса) [13, 18, 19, 34].

В фазе восстановления возобновляется осморецепторный контроль секреции АДГ и вновь налаживается адекватный диурез.

В первой фазе критического состояния повышается секреция глюкокортикоидов как результат освобождения АКТГ. Это легко документируется заметным повышением уровня глюкокортикоидов в плазме в течение 24-48 часов, а также увеличением экскреции 17-оксикортикоидов с мочой в течение нескольких дней и внезапным снижением количества эозинофилов в крови в течение 2-4 суток после операции [13, 17, 22]. Не менее важна гиперпродукция АКТГ, сопровождающая любое обширное повреждение. Нервные импульсы из области повреждения (независимо от его характера) поступают в гипоталамус, где вызывают образование кортикотропиносвобождающего фактора, который стимулирует секрецию АКТГ. Уровень АКТГ повышается немедленно после травмы и сохраняется его гиперсекреция в течении 2-4 суток, даже если травмирующий фактор устранен и послеоперационный период протекает без осложнений. Секреция АКТГ усиливается при выраженном шоке, сепсисе, обширном некрозе тканей [13, 25, 35].

Еще в 1914 году W. Cannon обратил внимание на то, что в стрессовых ситуациях активируется деятельность сердечно-сосудистой системы. Он связывал этот эффект с высоким уровнем адреналовых гормонов. Действительно, как было установлено позже, уровень адреналина в крови возрастает в десятки раз, еще более выражено повышение концентрации норадреналина. При этом в моче определяется большое количество метаболитов этих гормонов. Адреналин стимулирует метаболизм пуриновых соединений и в значительной степени обусловливает отрицательный азотистый баланс. Поскольку адреналин обеспечивает увеличение печеночного кровотока, он не только повышает уровень глюкозы в крови, но и стимулирует метаболизм пирувата и лактата в печени.

Организм может находиться в стационарном состоянии при соблюдении четырех основных метаболических условий [13, 19, 30]:

1. Энергетическое обеспечение должно быть достаточным, чтобы восполнить потребность организма и каждой ткани.
2. Обеспечение углеводами должно быть количественно и качественно достаточным для покрытия потребностей углеводозависимых тканей, а именно мозга, эритроцитов и лейкоцитов.
3. Обеспечение азотом должно быть количественно достаточным, чтобы беспрепятственно осуществлялся облигатный синтез белков.
4. Обеспечение водой и солями должно быть количественно и качественно достаточным, чтобы компенсировать ежедневные облигатные их потери.

Очевидно, что соблюдение этих условий возможно лишь при беспрепятственных нормальных биохимических взаимодействиях между субстратами (например, при возможности взаимной конверсии глюкозы в жиры, жиров в глюкозу, белков в глюкозу) и нормальной нейроэндокринной регуляции этих процессов.

Все метаболические процессы в клетках либо производят энергию (экзергонные реакции) либо потребляют ее (эндергонные реакции). Энергия, необходимая для осуществления всех биологических процессов в нефотосинтезирующих клетках, образуется в результате изменения структуры некоторых органических молекул. В основном это энергия, высвобождаемая при трансформации фосфатных связей пуриновых нуклеотидов и других молекул с фосфатными связями, таких как фосфагены. Максимум энергии может быть получено клеткой при гидролизе фосфатных связей аденозин-6-трифосфата (АТФ) или его предшественников в аденозиндифосфат (АДФ) либо аденозинмонофосфат (АМФ). При этом в клетке из 1 моля образуется от 36 800 до 40 600 Дж энергии, которая может быть использована для других биологических процессов [13, 17, 18, 22]. Образование этих соединений с высокоэнергетическими фосфатными группами – переносчиками энергии – обычно результат переноса восстанавливающих эквивалентов из субстрата с восстановлением НАД, флавопротеинов и других коферментов. Вслед за этим происходит сопряженное окислительное фосфорилирование аденозин-6-дифосфата в митохондриях.

Хотя АТФ является источником химической энергии во всех нормально функционирующих клетках, он не должен рассматриваться как резервуар энергии. Внутриклеточная концентрация АТФ весьма мала, изменчива и быстро истощаема. Действительные резервуары энергии (фосфагены), такие как фосфокреатин, существуют в самой клетке. Эти резервуары аккумулируют высокоэнергетические фосфатные связи, когда концентрация АТФ высока, и отдают их, когда концентрация АТФ снижается [4, 13, 16, 22].

Находящиеся в клетке адениннуклеотиды обеспечивают клетку высокочувствительным механизмом, регулирующим энергопотребляющие и энергопроизводящие процессы.

Большинство энергопродуцирующих процессов происходят с участием углеводов, жиров и белков, каждый из названных субстратов (последние — после цикла превращения в углеводы, называемого глюконеогенезом) включается в процесс энергообразования после изменения их структуры в цепи катаболических реакций, именуемых гликолизом. На конечных стадиях гликолиза карбоновые фрагменты включаются в митохондриальный цикл трикарбоновых кислот, где происходит их последовательное окисление. Финал процесса в цикле трикарбоновых кислот (независимо от того, каков был исходный материал — углеводы, жиры или белки) связан с образованием ацетилкофермента А (СоА). Из каждой молекулы СоА в цикле Кребса образуются две молекулы СО₂, три молекулы NAD его восстановленной формы — NADH, одна молекула флавинадениннуклеотида (FAD) и одна молекула гуанозин-6-трифосфата [13, 18, 22, 30, 33].

В отличие от углеводов и липидов, аминокислоты могут включаться в цикл Кребса на любом из этапов.

Метаболизм углеводов

У населения развитых страна 40-50% калорического обеспечения составляют углеводы, треть из них фруктоза, которая образуется при гидролизе сахарозы (вместе с глюкозой) и содержится в фруктах. Основным потребляемым углеводным субстратом является крахмал, который расщепляется на две молекулы глюкозы, а главным углеводным субстратом, поступающим в организм после ферментативных превращений и всасывания в кишечнике, – глюкоза.

Существуют три пути превращения поступающей в организм глюкозы: немедленное включение в энергетический метаболизм, превращение в гликоген для долгосрочного хранения, превращение в жир.

Поскольку первый путь представляет собой хорошо известный гликолитический путь Эмбдена—Мейергофа с переходом в цикл Кребса, остановимся на втором и третьем путях.

Точная схема распределения глюкозы в тканях, средах и органах после приема пищи неизвестна. Если поступление глюкозы невелико, то большая часть ее окисляется, при достаточном поступлении часть ее немедленно превращается в гликоген и жир.

Гликоген откладывается главным образом в печени и в мышцах при участии фермента гликогенсинтетазы, которая приобретает активность только в присутствии инсулина. Общий гликогеновый пул организма не превышает 400-450 г у взрослого человека [13, 23].

Превращение глюкозы в жир практически не ограничено. Емкости для жира – печень и жировая ткань. Емкость печени невелика, тогда как жировая ткань может принимать жир безгранично. Глюкоза, поступающая в организм в избытке, превращается в триглицериды, часть которых затем высвобождается в кровь в виде липопротеинов для окисления их в скелетных мышцах. Другая часть липопротеинов гидролизуется с участием липопротеинлипазы в свободные жирные кислоты, накапливающиеся в периферических тканях. Процесс гидролиза липопротеинов и откладывания жира в виде триглицеридов в жировой ткани возможен лишь в анаболической фазе метаболизма, т. е. тогда, когда поступление углеводов преобладает над их расходованием, которое также происходит с участием инсулина.

Жировая ткань, в отличие от печени, не может освобождать триглицериды для использования их в метаболизме. Для этого существуют механизм медленного гидролиза триглицеридов в глицерол и свободные жирные кислоты, которые и становятся источником энергии в периоды голодания. Таким образом, метаболизм глюкозы теснейшим образом связан с метаболизмом жиров.

В норме углеводы после гидролиза в желудочно-кишечном тракте всасываются в кровь, где поддерживается довольно постоянный уровень глюкозы — 0,8-1,2 г/л (3,3-5,5 ммоль/л). Часть гидролизованных углеводов расходуются при синтезе аминокислот с использованием эндогенного азота. Полное окисление молекулы глюкозы до СО3 и воды дает энергетический выход, эквивалентный энергии 38 молекул высокоэнергетических фосфатов. В условиях агрессии одновременно мобилизуется только 36% гликогена печени [13, 22], что покрывает энергетические нужды организма лишь в течение нескольких часов, запасов едва хватает на сутки.

В стрессовых ситуациях и при критических состояниях метаболизм углеводов связан с действием медиаторов и гормонов, уровень которых в крови в этот период повышается. Под влиянием катехоламинов в печени и мышцах происходит интенсивный лизис гликогена с образованием глюкозы, концентрация которой в крови увеличивается. Мобилизации запасов гликогена способствует также повышение в крови уровня глюкагона – гормона поджелудочной железы. Эти факторы являются главными в механизме гипергликемии, возникающей во время агрессии и в постагрессивном периоде. Одновременно снижаются синтез и секреция инсулина, угнетение функции инсулярного аппарата непосредственно связано с действием адреналина.

Запасы углеводов в стрессовых ситуациях истощаются очень быстро (в пределах 10—14 часов), затем включается механизм поддержания уровня глюкозы в крови и, следовательно, самой возможности энергетического обмена – глюконеогенез, представляющий собой образование глюкозы из белков организма (после их дезаминирования в печени), мобилизованных жиров (после превращения их в глицерол) и частично из молочной и пировиноградной кислот.

Все это поддерживает высокий уровень глюкозы в крови, симулирующей диабетический синдром, приспособительный механизм которого при критических состояниях направлен на покрытие высоких энергетических потребностей. Острые критические состояния, вызванные комбинированной травмой, тяжелым ожогом или инфекционным процессом, сопровождаются гипергликемией (до 4-7 г/л, т. е. приблизительно до 22-39 ммоль/л) и нередко кратковременной (7-10 ч) глюкозурией [13, 22, 28].

Одна из важнейших функций углеводов в организме – подавление кетоза. В определенном смысле можно считать, что углеводы конкурируют с наличными (складированными) липидами в организме за участие в метаболических реакциях. Однако с биологических позиций полное подавление кетоза не является необходимым. Было показано, что больные, которые в ответ на недостаточное питание реагировали повышением продукции кетоновых тел и увеличением их уровня в крови и моче, имели более благоприятный прогноз течения заболевания, чем те, у которых подобная реакция не проявлялась [29]. Это объясняется тем, что у кетоадаптированных больных лучше и быстрее включается механизм мобилизации жиров из их депо, чем у больных, организм которых вынужден использовать механизм белкового катаболического глюконеогенеза.

Окисление глюкозы происходит преимущественно в мышцах, а хранение (после трансформации ее в жир) – в жировых клетках. Следовательно, клеточные мембраны этих двух тканей находятся в постоянном контакте с глюкозой. Очевидно, что метаболизм глюкозы в этих тканях может регулироваться свойствами как глюкозы, так и самих клеток. Клеточные мембраны этих тканей в принципе непроницаемы для свободной глюкозы. Известно, что преимущественный путь транспорта глюкозы через клеточную мембрану связан с присутствием инсулина и зависит от наличия рецепторов клеточных мембран к инсулину [13, 20, 21, 29].

В мышцах существует и другой механизм мембранного транспорта глюкозы. Он действует в периоде интенсивной мышечной работы и без участия инсулина, однако это касается весьма малой части глюкозы. Проникшая в мышечную ткань глюкоза в период интенсивной мышечной деятельности практически вся превращается в лактат или окисляется до СО₂ [13, 20, 21, 29].

Метаболические процессы в мозге, эритроцитах, а также лейкоцитах целиком зависят от глюкозы. Эти клетки не имеют рецепторов к инсулину, их мембраны свободно проницаемы для глюкозы. Концентрация глюкозы в нейронах и эритроцитах находится в соответствии с концентрацией ее в плазме. Следовательно, сам механизм проникновения глюкозы в нейроны, эритроциты и лейкоциты через их мембрану – простейшее передвижение субстрата по градиентам концентраций. Утилизация глюкозы в них также осуществляется без участия инсулина [13, 20, 21, 29].

С точки зрения образования энергии, метаболизм углеводов наиболее полноценно происходит при достаточной оксигенации тканей. Относительная гипоксия, практически постоянно встречающаяся в раннем постагрессивном периоде, служит плохим фоном для обмена углеводов и подлежит обязательной коррекции.

Нормализация метаболизма углеводов в крови происходит только на 3-4-е сутки.

Метаболизм белков и аминокислот

Организм здорового ребенка на 14% состоит из белка, приблизительно две трети его находятся в клеточной массе, треть – вне клеток (внеклеточный водный сектор, соединительная ткань, кости) и в строгом смысле не является обменным белком [7, 13, 22, 23]. Белки плазмы крови в обменных процессах участвуют лишь постольку, поскольку происходит их естественный лизис и последующий синтез нового белка взамен разрушенного. Одно из важных назначений плазменных белков – поддержание коллоидно-осмотических взаимоотношений между сосудистым и интерстициальным пространствами.

Катаболическая фаза обмена проявляется главным образом преобладанием распада белков над их синтезом и нарастанием отрицательного азотистого баланса. Если выраженный отрицательный азотистый баланс продолжается более 2-3 недель, то это может привести к необратимым изменениям и даже смерти [7, 13, 22, 23].

После операции или травмы выделение азота с мочой обычно увеличивается в большей или меньшей степени (табл. 1). Важно, что отрицательный азотистый баланс возникает на фоне недостаточного поступления азота извне.

Расчет азотистого баланса (АБ): АБ = введенный белок (г) : 6,25 – азот мочевины мочи (г) – 4.

При истощении запасов углеводов в организме и включении в метаболизм жиров в значительной степени изменяется характер белкового метаболизма: начинает существенно преобладать расход белков над их поступлением. В таких случаях основным источником белков становятся мышцы. Происходит интенсивный распад мышечных белков до аминокислот, которые затем используются печенью для глюконеогенеза, достигающего в данном периоде наибольшей интенсивности. Процесс этот обычно находится в прямой зависимости от тяжести состояния больного и длительности заболевания. В печени белки дезаминируются, их аминная группа утилизируется в интенсивном синтезе мочевины, а карбоновые фрагменты становятся основой синтеза углеводов (глюконеогенез). Таким образом, распад клеточных белков сопровождается образованием большого количества азота, экскреция которого значительно увеличивается.

Большая часть азота выделяется в виде мочевины, меньшая — в виде аминного азота. Если учесть, что поступление белка в организм, находящийся в критическом состоянии, ничтожно или отсутствует, то становится ясно, что больной «поедает самого себя»: 20 г азота появляется в моче при распаде 125 г белка, которые составляют основу почти 500 г мышечной ткани. Одновременно в моче можно обнаружить большее или меньшее количество аминного азота, что свидетельствует о появлении в организме, в частности в крови, свободных аминокислот, которые начинают экскретироваться с мочой. Повышается также выведение креатинина. Учитывая, что в организме отсутствуют белковые депо или белки со свободной функцией, а уровень белка плазмы длительно остается стабильным, можно предположить, что в процесс распада вовлекается главным образом мышечный белок, и у больных очень быстро наступает мышечная атрофия. Однако следует подчеркнуть, что такие органы, как сердце, печень, легкие, железы и кишечник, не становятся донорами белка даже при выраженной степени белкового голодания и способны долго сохранять хотя бы минимум своих функций [7, 8, 13, 17, 34].

Метаболизм белка обеспечивает организму определенный энергетический субстрат, однако он оказывается слишком «дорогим», поскольку белок в этих случаях используется не по прямому (пластическому) назначению. Пожалуй, выражение «печка топится ассигнациями» максимально характеризует такое критическое положение. Калорическая отдача белков хотя и близка к углеводной (около 4 ккал/г), в энергетическом метаболизме не столь эффективна. Это связано с тем, что атомы углерода, экскретируемые с мочевиной, не окисляются до конца. На выведение каждого грамма азота (в составе мочевины) организм расходует около 20 калорий (около 84 Дж) [2, 7, 13, 19].

Обычно у больных, находящихся в критическом состоянии, содержание аминного азота в моче составляет 175-190% от исходного, концентрация общего азота в моче обычно достигает 125-130% от исходной величины [2, 5, 7, 13, 19, 34].

Отрицательный азотистый баланс в постагрессивном периоде еще более усугубляется в связи с потерями белка внепочечным путем, в частности при ожогах через раневую поверхность.

Таким образом, при критических состояниях метаболизм, оцениваемый методом непрямой калориметрии, а также по балансу азота приобретает выраженный катаболический характер, в основе которого преимущественная потеря азота и извращенный характер метаболизма.

В цитоплазме большинства клеток содержится 20 аминокислот, из которых организм синтезирует специфические белки. Все аминокислоты человека имеют общую формулу RCH(NH₂)COOH. 8 аминокислот не могут быть синтезированы в организме и должны поступать в кровь в готовом виде через кишечник (после гидролиза белка) или парентеральным путем. Они называются незаменимыми (эссенциальными), к ним относятся: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Суточная потребность человека в каждой из незаменимых аминокислот около 1 г, остальные 12 аминокислот (аланин, аргинин, аспарагин, цистин, цистеин, глутамин, глицин, орнитин, гистидин, серии, тирозин, таурин) могут превращаться из одной в другую и называются заменимыми (неэссенциальными).  Однако деление это условно, поскольку существуют переходные формы, например цистин и тирозин, которые в нормальных условиях являются заменимыми, но при определенных обстоятельствах, когда невозможны нормальные метаболические процессы, становятся незаменимыми, например при крайне тяжелых состояниях и у новорожденных [13, 19, 22, 28].

В цитоплазме большинства клеток содержится 20 аминокислот, из которых организм синтезирует специфические белки. Все аминокислоты человека имеют общую формулу RCH(NH₂)COOH. 8 аминокислот не могут быть синтезированы в организме и должны поступать в кровь в готовом виде через кишечник (после гидролиза белка) или парентеральным путем. Они называются незаменимыми (эссенциальными), к ним относятся: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Суточная потребность человека в каждой из незаменимых аминокислот около 1 г, остальные 12 аминокислот (аланин, аргинин, аспарагин, цистин, цистеин, глутамин, глицин, орнитин, гистидин, серии, тирозин, таурин) могут превращаться из одной в другую и называются заменимыми (неэссенциальными).  Однако деление это условно, поскольку существуют переходные формы, например цистин и тирозин, которые в нормальных условиях являются заменимыми, но при определенных обстоятельствах, когда невозможны нормальные метаболические процессы, становятся незаменимыми, например при крайне тяжелых состояниях и у новорожденных [13, 19, 22, 28].

По оптическим свойствам аминокислоты человека относятся к первому ряду. Некоторые аминокислоты, в избытке получаемые организмом в нормальных условиях, например глицин, не утилизируются полностью и в больших количествах выделяются почками. Это – существенный момент, поскольку глицин часто поступает в организм в высоких концентрациях в составе растворов аминокислот как источник азота и, следовательно, может включаться в неспецифический путь метаболизма других необходимых заменимых аминокислот. Вышесказанное свидетельствует о том, что наиболее эффективный путь метаболизма, который обеспечивает оптимальный набор аминокислот в клетке,— введение в организм комплекса, содержащего полный сбалансированный набор незаменимых аминокислот. Количество последних, получаемых организмом в норме, составляет лишь 20% от общего количества всех аминокислот, в критических состояниях 45-50% [13, 19, 22, 28].

Метаболизм поступивших аминокислот происходит главным образом в печени, при этом «судьба» их различна: 57% аминокислот окисляется до мочевины, 23% поступает в общее кровообращение, 6% используется для синтеза белков плазмы и 14% временно задерживается печенью [13, 28].

Метаболизм жиров

Запасы жиров покрывают до 80-90% энергетических потребностей больного, находящегося в критическом состоянии, если он не получает энергетических субстрат извне. В результате распада жиров в крови появляется большое количество триглицеридов, определяемых в плазме как свободные жирные кислоты, и глицерол, который после превращения в глюкозу (глюконеогенез) окисляется в клетках.

В плазме жиры могут находиться в виде эмульсии – частиц жира размером 0,4-3 мкм, так называемых хиломикронов, которые представляют собой экзогенные жиры, поскольку образуются непосредственно при всасывании их в кишечнике;  макромолекулярных комплексов, так называемых липопротеинов (это – комплексы белков с холестеролом, фосфолипидами и триглицеридами, липопротеины образуются в печени и рассматриваются как эндогенные липиды); свободных жирных кислот, которые образуются при гидролизе триглицеридов в жировой ткани (эта фракция жиров также является эндогенным жиром) [13, 28].

Окисление жиров может в значительной степени покрыть калорические потребности организма. Энергетическая ценность их довольно высока и составляет 9,3 ккал/г (39 кДж/г) [28]. В организме имеются большие депо этого высокоэнергетического субстрата, однако полный цикл включения жиров в метаболизм весьма сложен и требует длительного времени. Продолжается изучение механизмов, которые обеспечивают появление свободных жирных кислот из триглицеридов, транспорт их в кровь, гидролиз до двукарбоновых фрагментов и последующее включение в энергетический метаболизм. Вместе с тем процесс окисления жирных кислот выгоден тем, что идет до конца, т. е. до образования СO₂ и Н₂О. Высвобождающаяся при этом химическая энергия частично накапливается в ангидридных фосфатных связях, частично переходит в теплоту [13, 28, 36].

Гидролиз жиров в организме и его интенсивность обусловлены целым рядом факторов. Основными липолитическими агентами являются адреналин, норадреналин и гормон роста, под влиянием которых повышается уровень свободных жирных кислот и глицерола в крови. Образующийся при этом глицерол попадает непосредственно в плазму. Свободные жирные (неэстерифицированные) кислоты, образовавшись и проникнув в плазму, могут быть использованы как дополнение к глицеролу в энергетическом метаболизме (путем окисления) или реэстерифицироваться и отложиться в тканях в виде триглицеридов [13, 28, 36]. Глицерол метаболизируется тем же путем, что и углеводы, и, следовательно, является этапом глюконеогенеза. Катаболизм в жировых депо начинается уже в 1-е сутки после агрессии.

Потери жиров при травмах средней тяжести могут составлять 1,5—2 кг в течение 5 дней, при этом накапливается значительное количество эндогенной воды, лишенной электролитов, и снижается уровень натрия во внеклеточном пространстве. Поскольку метаболизм жиров тесно связан с метаболизмом углеводов, запасы которых в постагрессивных условиях истощаются всего за несколько часов, катаболизм липидов в безуглеводных условиях быстро приводит к образованию кетоновых тел и кетоацидозу. Таким образом, рациональное использование запасов липидов в организме возможно лишь в первые часы после агрессии, дальнейший их метаболизм требует обязательного и массивного добавления углеводов.

Эффективное питание тяжелобольного имеет исключительно важное значение. Цель его — обеспечить организм энергетическими субстратами, снизить интенсивность потери белков организмом и по возможности восполнить эти потери. Существует довольно тесная связь между продукцией энергии в организме и аминокислотным обеспечением. В целом, положительный азотистый баланс может быть только тогда, когда энергетическое обеспечение равно основному обмену или превышает его уровень. При постоянном уровне энергетического обеспечения азотистый баланс улучшается при повышении снабжения организма аминокислотами. Увеличение снабжения организма какими-либо энергетическими субстратами или аминокислотами обычно ведет к уравновешиванию азотистого баланса с достижением плато, свидетельствующего о равенстве между количеством поступающего и выводимого азота.

Достижение положительного азотистого баланса зависит от выраженности катаболизма и от того, как адаптирован организм к неадекватному поступлению азота. В организме, индивидуально адаптированном к условиям голодания, положительный азотистый баланс достигается в том случае, когда энергетическое обеспечение покрывает уровень его основного обмена плюс 10 г азота в сутки. Больным, находящимся в фазе катаболизма (травма и сепсис), требуется не только более высокое энергетическое обеспечение (существенно превышающее уровень основного обмена), но и введение значительно большего количества азота, чтобы получить положительный азотистый баланс.

Для обеспечения оптимальной утилизации азота здоровый организм должен получать 200 ккал на 1 г вводимого азота (азотно-калорический коэффициент). У больных, находящихся в катаболической фазе метаболизма, это отношение снижается до 125 ккал. Это означает, что в катаболической фазе организм нуждается не только в существенном усилении доставки азота, но и в увеличении энергетического покрытия метаболизма для приближения азотно-калорического коэффициента к нормальному.

Метаболизм в условиях голодания

Тяжесть критических состояний зависит от двух взаимодействующих факторов: неизбежного голодания и реакции метаболизма на травму. Клиническое значение этих факторов подчеркивается тем, что нормальный организм не в состоянии перенести потерю более 40% массы. Если больной находится в критическом состоянии, то трагический исход может наступить при потере менее 25% массы [7, 12, 13, 18, 21