Професор доктор. М. Кемен. Място на работа: Евангелска болница Херне. Хирургична клиника

Рурски университет Бохум проф. Д-р M. Kemen Място на работа: Хирургична клиника Evangelisches Krankenhaus Herne Влияние върху имунния статус чрез пред- и следоперативно ентерално снабдяване с диета, допълнена с аргинин, РНК нуклеотиди и омега-3 мастни киселини при пациенти с тежка епигастрална хирургия Инаугурационна дисертация за получаване на докторска степен на Медицина на висш медицински факултет на Рурския университет в Бохум, представена от Хайнц фон Герсум от Бохум 2006

Декан: проф. Д-р мед. G. Muhr Лектор: проф. Д-р мед. M. Kemen Събеседник: PD Dr. мед. Ден на устния изпит на Mark Wick: 05/08/2007

Съдържание i Списък на съкращенията. iv 1 Въведение. 1 1.1 Диета и имунитет. 2 1.1.1 Диетата на хирургичния пациент. 3 1.1.1.1 Форми на ентералната диета. 4 1.1.2 Имунохранване. 5 1.1.2.1 Аргинин. 5 1.1.2.2 Омега-3 мастни киселини. 6 1.1.2.3 Пиримидинови и пуринови нуклеотиди. 10 1.2 Имунната система. 11 1.2.1 Естествена устойчивост. 11 1.2.2 Хуморалната защита. 11 1.2.2.1 Имуноглобулини. 11 1.2.2.2 Система на комплемента. 12 1.2.3 Клетъчна защита. 13 1.2.3.1 Фагоцитоза. 13 1.2.3.2 Т-лимфоцити. 14 1.2.3.3 В клетки/плазмени клетки. 15 1.2.3.4 Мононуклеарни фагоцити. 15 1.2.3.5 NK клетки. 16 1.3 Системата на медиатори. 16 1.3.1 Ейкозаноидни липидни медиатори. 16 1.3.1.1 Метаболизъм на арахидоновата киселина. 17 1.3.1.2 Метаболизъм на n-3 мастни киселини. 19 1.3.2 Цитокини. 22 1.3.2.1 Интерлевкин 1. 22 1.3.2.2 Туморен фактор некроза алфа. 23 1.3.2.3 Интерферон гама. 23 2 Въпрос. 25 3 Клинично проучване. 26-ти

Съдържание ii 3.1 Пациенти и методи. 26 3.1.1 Дизайн на проучването. 26 3.1.2 Операции. 27 3.1.3 Анестетична процедура. 28 3.1.4 Интензивна терапия. 28 3.1.5 Хранителна терапия. 28 3.1.5.1 Проучване на диети. 30 3.1.6 Клинично ориентирани параметри на измерване. 33 3.1.7 Определяне на лимфоцитните субпопулации. 34 3.1.8 Изследване на цитокините. 35 3.1.9 Статистически методи. 36 4 резултата. 38 4.1 Сравнение между плацебо и верум групи. 38 4.1.1 Характеристики на пациента. 38 4.1.2 Съвместимост на ентералното хранене. 38 4.1.3 Диагностика и операции. 38 4.1.4 Следоперативен клиничен курс. 40 4.1.5 Клинични усложнения. 40 4.1.6 Липоцитни субпопулации. 4.1.7 Цитокини. 45 4.1.8 Имуноглобулини. 48 4.1.9 Крайни клинични параметри. 49 5 Дискусия. 50 5.1 Имунна модулация чрез хранене. 50 5.2 Клинично значение. 52 5.3 Концепция за периоперативно имунохранене. 54 6 Резюме. 56 7 Библиография. 58 8 Благодарности. 83

Съдържание iii 9 Автобиография. 84

Списък на съкращенията iv Списък на съкращенията CD CDD CRP DHA ДНК ELISA EPA FITC FNKJ FS GMCSF HETE HPETE HLA ICU IFN Ig IL KDa MHC MOV NDD NK PE PEG PG PHA PMN POD РНК Клъстер на диференциация Химически дефинирана ензима ендоксин ензим ензим ензим ензим ензим ензим ензим ензим ейкозапентаенова киселина флуоресцеин изотиоцианат Feinnadelkatheterjejunostomie мастни гранулоцит-макрофаг колония-стимулиращ фактор хидроксиейкосатетраеноик Hydroxyperoxytetraensäure човешки левкоцити антиген интензивно отделение интерферон имуноглобулин интерлевкин килодалтона основен дефинирани недостатъчност хистосъвместим комплекс мултиорганна хранителна диета природен убиец фикоеритрин перкутанна ендоскопска гастростомия простагландин фитохемаглутинин полиморфонуклеарни неутрофили пероксидаза рибонуклеинова киселина

Списък на съкращенията v SIRS TEN TNF TPN TX Синдром на системен възпалителен отговор Общо ентерално хранене Тумор некротизиращ фактор Общо парентерално хранене Тромбоксан

Въведение 6 имуногенен лимфобластом, но с по-малко имуногенен лимфобластом дори доведе до по-бърз растеж [11,165]. Saito et al. успяха да намалят смъртността след изгаряния при опити с животни чрез обогатена с аргинин храна [170]. Като цяло ролята на аргинина като имуномодулиращо вещество е широко призната [60,130]. 1.1.2.2 Омега-3 мастни киселини Омега-3 мастната киселина, подобно на омега-6 мастната киселина, е една от полиненаситените мастни киселини. Тъй като те не могат да бъдат синтезирани от хора или други бозайници, те са от съществено значение и адекватният екзогенен хранителен прием е жизненоважен.

Въведение 7 Таблица 1.1: Формула и поява на основните мастни киселини С-атоми: Поява на мастна киселина двойна връзка Природа Тяло Омега-3 мастна киселина Растителни масла Линоленова киселина 18: 3 (оловно масло, соево масло) Фосфолипиди на клетъчната мембрана и ейкозапентаенова киселина (напр. Waltran) Рибено масло 20: 5 липопротеини, прекурсори на ейкозаноидите докозахексаенова киселина 22: 6 рибено масло в нервната тъкан линолова киселина 18: 2 растителни масла омега-6 мастни киселини арахидонова киселина 20: 4 животински мазнини фосфолипиди на клетъчната мембрана, предшественици на ейкозаноидите Едно от техните свойства е, че е незаменим фосфорид и като структурен компонент на клетъчната мембрана изпълнява много функции на клетката [134,190,194]. Тези функции включват повлияване на експресията на антигени и рецептори, каталитични функции [20,63,133,167, 185], клетъчна адхезия [31,199] и трансмембранен метаболизъм на сигнала [202] с ефекти върху функцията на имунокомпетентните клетки [6,17,128,195] и техните целеви клетки [103,113,137,138,126,203]. Те са единствените в своя клас вещества, които се метаболизират в липидни медиатори. По същия начин линоленовата киселина, която е в

Иницииране 18, стъпка на дехидратация от 5-HPETE, се превръща в LTB 4 [67,88]. Това се случва главно в гранулоцитите поради специфичния ензимен състав. След стимулация на алвеоларните епителни клетки те освобождават арахидонова киселина, която се превръща в LTB 4 от алвеоларни макрофаги [41,83]. Основните ефекти на LTB 4 включват хемотаксис и насърчаване на гранулоцитната адхезия и диапедезата [171]. Мастоцитите произвеждат основно цистеинил еукотриени [205]. Тяхната биологична активност е предимно спазмогенна и по-рано доведе до общия термин бавно реагиращо вещество на анафилаксия [45,57,70,97,168]. Съществува консенсус, че левкотриените играят централна роля в хода на вазорегулативните и възпалителни процеси. Екзогенни омега-6 мастни киселини Ендогенни фосфолипиди Арахидонова киселина 5-HPETE 5-HETE LTA 4 LTB 4 LTC 4 LTD 4 LTE 4 Фигура 1.1.: Метаболизъм на арахидонова киселина по липоксигеназния път

Въведение 19 1.3.1.2 Метаболизъм на n-3 мастни киселини Омега-3 аналогът на арахидоновата киселина е ейкозапентаеновата киселина. Това се метаболизира конкурентно по пътищата на циклооксигеназата и липоксигеназата. В сравнение с арахидоновата киселина, тя дори е предпочитаният субстрат за липоксигеназа [118,157]. а) Циклооксигеназни продукти на ейкозапентаенова киселина Циклооксигеназните продукти на ейкозапентаеновата киселина имат различен профил на активност от циклооксигеназните продукти на арахидоновата киселина [64,149,202]. Тромбоксан А3 е напр. значително по-малко проагрегаторен и вазоконстриктивен от тромбоксан А 2. б) Липоксигеназни продукти на ейкозапентаенова киселина Въпреки допълнителната двойна връзка, ейкозапентаеновата киселина може да се метаболизира до левкотриени от 5-та серия по липоксигеназния път, сравним с арахидоновата киселина. Някои от тях имат антагонистични ефекти върху левкотриените от 4-та серия [66]. Биологичната активност по отношение на възпалителните, индуциращи тромбоза и вазоконстрикторни ефекти е 90% по-малка от тази на продукта на арахидонова киселина [55,119]. LTB 5 обаче се конкурира с LTB 4 за свързване с рецепторите на полиморфонуклеарните гранулоцити [110].

Въведение 20 Екзогенни омега-3 мастни киселини Ендогенни фосфолипиди Ейкозапентаенова киселина 5-HPETE 5-HEPE LTA 5 спонтанно LTB 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 Фигура 1.2.: Метаболизъм на ейкозапентаеновата киселина чрез липоксигеназния път

Въведение 21 Таблица 1.3: Преглед на ефектите на най-важните липидни медиатори Циклооксигеназни продукти от арахидонова киселина Липоксигеназни продукти от арахидонова киселина Липоксигеназни продукти от ейкозапентаенова киселина Липидни медиатори Тромбоксан А 2 Простагландин D 2 Простагландин Е 2 Простагланконикон Вастриконстанция Вастриконконстрикция Вастриконстанция Вастриконстанция Лечение на стомаха. Вазодилатация хипералгезия треска PMN активиране вазодилатация хипералгезия PMN инхибиране на тромбоцитите PMN активиране хемотаксис PMN активиране хемотаксис левкоцити придържане вазоконстрикция гладка мускулна клетка контракция бронхоспазъм PMN активиране хемотаксис вазоконстрикция

Въведение 24 вида-хомоложни гостоприемници блокират синтеза на почти всички видове вируси [85]. Интерферон-гама е гликопротеин с молекулно тегло приблизително 20-25 kda, съставен от 46 аминокиселини и се произвежда почти изключително от активирани Т лимфоцити [70,148]. Той има активиращ ефект върху антиген-неспецифичните ефекторни клетки на имунната система и предизвиква повишената експресия на MHC комплекси от клас 1 и 2 [100,148,174]. Въпреки че интерферонът вече се използва терапевтично, поради неговия неселективен ефект, дългосрочната терапия с високи дози може да доведе до значителни странични ефекти като повишена температура и увреждане на хемопоезата, както и увреждане на бъбреците и черния дроб [85,159,160].

Изследователски въпрос 25 2 Изследователски въпрос За илюстриране на причинената от травма имунна депресия на пациент са налични измервания на цитокини и други предаватели на имунната система, както и измерване на вида и количеството клетки на имунната система. Това дава възможност да се преразгледат методите на лечение в клиничните проучвания и, ако е необходимо, да се въведат в ежедневната клинична практика. Имунохраненето е важна част, особено в областта на тежки операции на горната част на корема, което допринася за подобряване на цялостното медицинско лечение. Целта на това проучване е да покаже как тези параметри могат да бъдат повлияни от периоперативното приложение на имунонутриция в сравнение със стандартната ентерална диета. Въпросите в детайли: 1. Какво влияние има учебната диета върху клетъчната имунна защита след оперативна травма? 2. Как се държат параметрите имуноглобулини, IFN-гама, TNF и IL-1 след голяма епигастрална операция под влияние на имунохраненето? 3. Може ли периоперативното имунохранене да подобри следоперативния ход?