Протидія метаболічним ефектам навантаження глюкозою у хворих на перитонеальний діаліз; підхід на основі вправ

Відділ нефрології

протидія

Box 800133, Система охорони здоров’я Університету Вірджинії

Шарлоттсвілль, VA 22908 (США)

Статті, пов’язані з "

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Електронна пошта

Анотація

Розчини для перитонеального діалізу на основі глюкози є переважно діалізатом у хворих на БД. Встановлено, що всмоктування глюкози пов'язане з кількома несприятливими метаболічними ускладненнями. Кілька досліджень показали позитивні ефекти фізичних вправ у пацієнтів із термінальною стадією захворювання нирок. У цій роботі подано огляд метаболічних ускладнень, пов’язаних з глюкозою, та запропоновані схеми фізичних вправ для протидії калорійному навантаженню, пов’язаному з поглинанням глюкози.

Вступ

З моменту впровадження безперервного амбулаторного перитонеального діалізу (CAPD) у 1970-х роках протягом останніх 4 десятиліть спостерігалося поступове збільшення кількості пацієнтів із термінальною стадією захворювання нирок (ESRD), які перенесли перитонеальний діаліз (PD). Сучасні дані свідчать про те, що 348 000 пацієнтів отримують ПД у всьому світі, що становить приблизно 9% загальної популяції ШОЗ [1, 2]. Ранній досвід роботи з ПД виявив занепокоєння щодо безпеки та ефективності способу лікування, а також більш високих показників смертності порівняно з центральним гемодіалізом (ХД) [3-5]. З часом відбулися суттєві покращення в клінічному застосуванні БП, і з середини 90-х років спостерігалося значно більше зниження ризику смерті у пацієнтів, які перенесли БД, порівняно з тими, хто отримував ГД [6, 7]. Зовсім недавно кілька досліджень вказують на те, що PD та HD мають подібне короткочасне (1-2 роки) або довгострокове (до 5 років) виживання [6-10]. Незважаючи на покращення виживаності при діалізі з роками, скоригована виживаність для пацієнтів із ПД все ще є поганою та неоптимальною, оскільки 67% пацієнтів виживають через 3 роки після початку ШОЕ [11].

У ряді досліджень спробували визначити специфічні для РД фактори ризику, що збільшують ризик смерті у цій популяції пацієнтів. Сферою дослідження була глюкоза (декстроза), яка використовується як кристалоїдний осмотичний агент у стандартних розчинах PD. Клінічні проблеми, пов’язані із застосуванням розчину PD на основі глюкози, включають системні метаболічні ефекти та місцеві ефекти біосумісності на очеревину, які з часом можуть призвести до фіброзу очеревини. У кількох дослідженнях вивчалось використання альтернативних осмотичних засобів (сорбітол, маніт, ксиліт, ікодекстрин); однак жоден із них не має вищого профілю безпеки та ефективності порівняно з глюкозою [12]. У цій роботі представлено огляд всмоктування глюкози з розчинів БД, пов'язаних з цим метаболічних ускладнень, а також стратегію, засновану на фізичних вправах, яка, як ми припускаємо, може боротися зі шкідливими наслідками всмоктування глюкози.

Поглинання глюкози під час ПД

Ультрафільтрація при ПД є результатом осмотичної або онкотичної сили через перитонеальну мембрану. Сучасні комерційні розчини PD містять 1 з 3 осмотичних агентів; глюкоза, ікодекстрин або амінокислоти, причому лише перші 2 схвалені Адміністрацією з харчових продуктів та медикаментів для використання в США. І розчини, що містять амінокислоти та ікодекстрин, дозволені лише для одного обміну протягом 24 годин. Отже, розчини на основі глюкози залишаються переважно розчинами PD.

На сьогодні доступні розчини PD містять 1360, 2250 або 3860 мг/дл глюкози, що відповідає 1,5, 2,5 або 4,25% розчинів моногідрату декстрози відповідно. Цільові обсяги ультрафільтрації досягаються шляхом варіювання введеної концентрації глюкози. На жаль, глюкоза поглинається з діалізату в потік крові за його градієнтом концентрації, оскільки концентрація в рідині PD, як правило, вища, ніж концентрація глюкози в крові пацієнта [13]. Окрім тонічності діалізату, кількість поглиненої глюкози залежить від транспортних характеристик перитонеальної мембрани, часу перебування, обсягу діалізату та рівня глюкози в крові пацієнта [14].

Кілька дослідників вивчали поглинання глюкози з PD-діалізату. Одне дослідження (n = 7) спостерігається поглинання 78,5% перитонеального навантаження глюкозою, в середньому 117 ± 13,5 г/добу [15]. Інше дослідження (41 2 л, 6-годинне проживання) показало поглинання 75% початкової внутрішньочеревної концентрації глюкози наприкінці 6 год. Із загальної кількості поглиненої глюкози 50% відбулося протягом перших 90 хв перебування. Інші дослідження показують, що 60–80% прищепленої глюкози поглинається під час типового 6-годинного перебування. Відсоток поглиненої глюкози з часом був майже однаковим для 3 різних розчинів концентрації декстрози [16]. Нормальний рівень поглинання глюкози у пацієнта при постійній ХАПД становить від 100 до 300 г/добу [17].

Виходячи з відомого поглинання глюкози, споживання калорій за схемою CAPD можна оцінити, помноживши кількість загальної поглиненої глюкози (60–80%) на 3,7 (коефіцієнт перерахунку граму в ккал). Подібним чином, споживання калорій від коротших автоматизованих житлових приміщень, за оцінками, буде нижчим на 40-50% [16]. Концентрація глюкози та калорійність на 3 мірки стандартного розміру для 3 різних розчинів наведені в таблиці 1.

Таблиця 1.

Концентрація декстрози (г) та калорійність (ккал) на стандартні розміри мішків

Деякі дослідження оцінювали поглинання глюкози з точки зору засвоєних калорій. В різних дослідженнях споживання енергії перитонеального глюкози коливалося від 4 до 13 ккал/кг/день [18] та 5–29 ккал/кг/день [19]. Програми кінетичного моделювання також можуть бути використані для прогнозування поглинання глюкози та споживання калорій [20].

Метаболічні ускладнення, зазвичай пов’язані з абсорбцією глюкози

Хоча обов’язкове поглинання вуглеводів сприяє загальному споживанню енергії пацієнтами, які перенесли БД, показано, що це призводить до погіршення рівня глікемічного контролю у хворих на цукровий діабет. Це обов’язкове поглинання глюкози вище у пацієнтів із швидшими характеристиками переносу розчиненої речовини в очеревину. Не дивно, що середні 24-годинні концентрації глюкози в крові суттєво пов’язані з концентрацією глюкози в діалізаті [21]. Хоча діалізат на основі глюкози може погіршити глікемічний контроль, є дані про покращення глікемічного контролю за допомогою глюкозозберігаючих розчинів. В одному дослідженні заміна розчину на основі глюкози розчином на основі ікодекстрину призвела до значного зменшення всмоктування глюкози, а також потреби в інсуліні [22]. Крім того, інше дослідження показало, що заміщення 2-х щоденних обмінів на основі глюкози одним обміном ікодекстрину та амінокислот пов'язано із значно нижчим середнім рівнем глюкози в крові при вимірюванні за допомогою системи постійного контролю глюкози [23]. Більше рандомізоване дослідження з однаковими замінами ікодекстрину та амінокислот призвело до поліпшення HbA1c осіб у групі втручання [28].

Існує обмежена кількість даних про роль терапії ПД у виникненні діабету, що почався. Однак одне дослідження показало, що 8% пацієнтів, які не страждають на цукровий діабет, стали діабетиками після початку ПД [24].

Збільшення ваги, частково, пояснюється всмоктуванням глюкози при терапії ПД, і це було відзначено в ряді досліджень [29-31]. Однак не відзначалося, що збільшення ваги при ініціації БП відрізняється від приросту при ініціації ЛД і може бути більш пов'язаним із підвищенням апетиту, пов'язаним з лікуванням уремії. Одне дослідження виявило схожі траєкторії набору ваги як у пацієнтів із ПД, так і у ГД, причому більше жиру набирали жінки на ПД та у хворих на цукровий діабет [30]. В іншому дослідженні було зроблено висновок, що ймовірність значного набору ваги була більш імовірною у пацієнтів, які починали ХД, а не ПД [32]. Незважаючи на подібну величину збільшення ваги, у пацієнтів, які починають БП, спостерігається більший приріст вісцерального жиру порівняно з тими, хто ініціював ХД. Ці лонгітюдні дослідження мають невелику кількість пацієнтів і потребують валідації у більших когортах [33-35].

Недавні дослідження показали, що гормони, що секретуються адипоцитами, відіграють певну роль у розвитку ускладнень, що спостерігаються у пацієнтів із ПД. Прозапальна дія жирової тканини була пов'язана з розвитком метаболічного синдрому у хворих на ПД [36]. Роль впливу перитонеального глюкози на адипоцити вимагає подальшого вивчення.

Поточні дані про метаболічні ускладнення, спричинені системним всмоктуванням глюкози, суперечливі. Незважаючи на безрезультатні дослідження, цілком ймовірно, що обов’язкове поглинання глюкози при ПД сприяє несприятливим серцево-судинним ризикам, як зазначено вище. Таким чином, було б доцільним обмежити вплив гіпертонічних розчинів глюкози, враховуючи позитивні ефекти, що спостерігались у випробуваннях із використанням глюкозозберігаючого діалізату на різні метаболічні параметри. У таблиці 2 наведено короткий огляд метаболічних ефектів, пов’язаних із всмоктуванням глюкози.

Таблиця 2.

Метаболічні ефекти, пов’язані з абсорбцією глюкози в очеревині

Протидія калорійності навантаження від поглинання глюкози: режим на основі фізичних вправ

На сьогоднішній день не проводилось жодного дослідження, що оцінювало б ефективність режиму, заснованого на фізичних вправах, спрямованого на протидію калорійному навантаженню від поглинання глюкози і спеціально розробленого для збалансування надлишку калорій, пов’язаного з всмоктуванням глюкози з перитонеального діалізату. Ми пропонуємо режим фізичних вправ, щоб зменшити щоденне навантаження глюкозою за індивідуальними рецептами пацієнтів. Як вже згадувалося вище, 60–80% та 40–50% навантаження глюкозою поглинаються відповідно режимами CAPD та CCPD відповідно. Використовуючи дані, наведені в таблиці 1, мінімальне щоденне калорійне навантаження можна розрахувати за рівняннями 1 та 2 та пояснити на наступних прикладах

Рівняння 1 (CAPD) - Загальна кількість декстрози × 60% × 3,7 (коефіцієнт перерахунку ккал/г)

Рівняння 2 (CCPD) - Загальний грам декстрози × 40% × 3,7 (коефіцієнт перерахунку ккал/г)

Приклад 1 - режим CAPD, об'єм приміщення 2 л, 4 обміни (2 × 2,5%, 2 × 1,5%)

- загальне навантаження декстрози; (30 × 2) + (50 × 2) = 160 мг декстрози

- Загальна калорійність навантаження; 160 × 0,6 × 3,7 = 355,2 ккал

Коли щоденне калорійне навантаження визначається на основі приписів окремих пацієнтів, пацієнти можуть дотримуватися обраного режиму вправ. Критичним фактором було б, щоб пацієнт відповідав витраті калорій вправи і калорійному навантаженню, обумовленому діалізатом глюкози. Ми рекомендуємо вправи, які пацієнти можуть робити самі, прості, безпечні та мають незначний вплив. Приклади споживання калорій середньостатистичною особою з 2 конкретних режимів пояснюються нижче. Фізичні навантаження, докладно описані в Прикладі 2, а також у Таблиці 3, мають відповідні METS (метаболічний еквівалент; показник інтенсивності фізичних вправ на основі споживання кисню), який можна використовувати для розрахунку споживання калорій.

Таблиця 3.

Споживання калорій на основі ваги (ккал), пов’язане з 60 хв вибраних фізичних навантажень

Двома вправами та пов’язаними з ними METS є (1) стаціонарний велосипед потужністю 51–89 Вт (4,8 METS) та (2) ходьба для вправ із швидкістю 3,5 милі/год (4,3 METS). Як це можна використовувати для оцінки споживання калорій, пояснюється нижче [46].

1 MET дорівнює споживанню кисню 3,5 мл/кг/хв. Отже, індивідуальна вага пацієнта може бути використана для оцінки загального споживання кисню для певної діяльності, з якого можна розрахувати калорії, даючи приблизно 5 ккал/л O2. Ця концепція додатково пояснюється на прикладі 2, роз'ясненому нижче.

Приклад 2– 72 кг чоловічої статі, із збільшенням калорійності з Прикладу 1 (355,2 ккал)

(1) Стаціонарний велосипед потужністю 51–89 Вт (4,8 METS)

1 MET = 3,5 мл/кг/хв

Витрата кисню в мл/хв = METS × маса тіла = 4,8 × 72 × 3,5 = 1209,6 мл

Враховуючи прибл. 5 ккал/л O2, споживання енергії = 1,2 × 5 = 6 ккал/хв

Час, необхідний для вправ з такою інтенсивністю протягом 355 ккал = 59 хв

(2) Ходьба для фізичних вправ зі швидкістю 3,5 милі/год (4,3 METS)

Витрата кисню в мл/хв = 4,3 × 72 × 3,5 = 1083,6 мл

Витрата енергії = 1,08 × 5 = 5,4 ккал/хв

Час, необхідний для вправ з такою інтенсивністю протягом 355 ккал = 65 хв

Як пояснювалося вище, для цієї особи середнього розміру приблизно 1 год фізичних вправ має бути достатнім для компенсації калорій, набраних всмоктуванням глюкози. Тривалість фізичних вправ для кожного пацієнта може варіюватися, враховуючи приріст калорій, а також масу тіла. Споживання калорій, пов’язане з кількома видами діяльності за різними вагами пацієнта, докладно описано в таблиці 3. Крім того, таблиця розрахунків, що оцінює загальне калорійне навантаження протягом 24-годинного періоду, продемонстрована в таблиці 4.

Таблиця 4.

Калорійне навантаження (ккал) за індивідуальним призначенням PD (L)

Тривалість фізичного навантаження до того, як виявиться його вплив на метаболізм глюкози, залишається невизначеною. Попередні дослідження фізичних вправ у хворих на БП становили від 2 тижнів до 1 року. Низька фізична активність та фізична бездіяльність були визначені як прогностично важливі для серцево-судинних захворювань та смертності від усіх причин у пацієнтів із спектром ХХН. Крім того, нещодавно було показано, що результати тесту на 6-хвилинну ходьбу корелюють зі смертністю та відмовою техніки у невеликої групи пацієнтів з амбулаторною БД. Незважаючи на невизначеність щодо тривалості програми фізичних вправ, представляється логічним розпочинати втручання для боротьби з фізичною дисфункцією та бездіяльністю у всіх пацієнтів із БП.

Майбутні дослідження

Незважаючи на те, що реалізація програми помірних фізичних вправ, призначеної для вирішення надмірного впливу пацієнтом перитонеального діалізату глюкози, має інтуїтивний сенс, цей підхід вимагає подальших досліджень, щоб з’ясувати, чи сприяють серцево-судинні та смертні наслідки фізичним навантаженням. Однак цю просту, недорогу та малоефективну програму можна легко адаптувати до будь-якого домашнього діалізного відділення, і як така вона має великі перспективи для поліпшення результатів з дуже незначними мінусами.

Заява про розкриття інформації

Автори заявляють, що у них немає конфлікту інтересів для розголошення.