EFEITO DA IMUNOMODULAÇÃO DA NUTRIÇÃO ENTERAL EXPERIMENTAL ASSOCIADA A SEPSE Dr. SÉRGIO SLIVA Introdução Além de nutrir, dietas enterais especializadas podem ter efeitos farmacológicos, modulando as respostas inflamatória e imunológica, e melhorando a morbidade e mortalidade de pacientes críticos e imunosuprimidos. Introdução Nutrientes Imunomoduladores MACRONUTRIENTES Aminoácidos Glutamina* Arginina Lipídios Omega-3* MICRONUTRIENTES Vitaminas Vitamina A Vitamina C Vitamina E Minerais Zinco Selênio Zaloga et al al. Nutr Clin Pract, 19, 2004 Glutamina • Constitui >50% dos aminoácidos do músculo esquelético • Transporta nitrogênio do músculo para outros órgãos • Aminoácido não-essencial, mas condicionalmente essencial no hipercatabolismo Zaloga et al al. Nutr Clin Pract, 19, 2004 Glutamina – Principais Funções INTEGRIDADE DA MUCOSA INTESTINAL PROLIFERAÇÃO DE CÉLULAS IMUNES SÍNTESE DE GLUTATIONA Biossíntese nucleotídeos Síntese hexosaminas Coleção de amônia Sinalização de moléculas Equilíbrio ácido-básico Combustível metabólico Biossíntese glicose/glicogênio Síntese protéica GLUTAMINA Biossíntese da glutationa Modulação da resposta inflamatória Pool de aa Síntese uréia Montgomery et al. Biochemistry. A Case-oriented Approach, 1996 Glutamina e Stress • Redução das Concentrações Sanguíneas: Trauma Choque Grandes cirurgias Sepse • Conseqüências: Alterações na dinâmica protéica Atrofia da mucossa intestinal Depressão da função imune Pior prognóstico do paciente Montgomery et al. Biochemistry. A Case-oriented Approach, 1996 Glutamina – Estudos Clínicos Selecionados ESTUDO N MÉTODO RESULTADOS Ziegler et al. Ann Intern Med, 1992 45 TMO (controle=24) 26d – 0,57g/kg/d Gln BN, infecções, re-colonização do TGI, permanência hospitalar Schloerb et al. JPEN, 1993 29 TMO (controle=16) 30d – 2,83 g/100mL/d Gln Cultura microbiana positiva O’Riordain et al. Ann Surg. 1994 22 cirúrgicos (controle=10) 6d – 0,18g/kg/d GlyGln Síntese DNA células T Van der Hulst et al. JPEN, 1997 20 dça inflamat, câncer (contr=10) 12d – 0,23g/kg/d Gln Tempo de vida das células intestinais Powell-Tuck et al. Gut, 1999 168 c/ indicação (controle=85) 8d – 20g/d Gln Permanência hospitalar em cirúrgicos Jiang et al. JPEN, 1999 120 cirúrgicos (controle=60) 6d – 0,5g/kg/d AlaGln BN, preservação da permeabilidade intestinal, permanência hospitalar Van Acker et al. Am J Clin Nutr, 2000 23 cirúrgicos (controle=10) 8-10d – 0,21g/kg/d Ala-Gln Suplementação não inibiu síntese endógena de Gln Glutamina e Peritonite/Sepse Estudos Experimentais Selecionados ESTUDO MÉTODO RESULTADOS Ling et al. JPEN, 2001 NPT + Desafio bacteriano intraperitoneal Resposta imune local, sistêmica e de órgaos remotos Ikeda et al. JPEN, 2002 NPT + Injúria intestinal: isquemia/reperfusão Sobrevida Yeh et al. World J Gastroenterol, 2005 NPT + peritonite séptica Expressão do RNAm das citocinas inflamatórias e TNFα Yeh et al. Cytokine, 2005 VO (dieta semi-sólida) + sepse derivada do intestino Resposta imune Singleton et al. Crit Care Med, 2005 Gln IV c/ SF + sepse derivada do intestino Preveniu injúria pulmonar, disfunção metabólica do tecido pulmonar e mortalidade Singleton et al. Shock, 2005 Gln IV c SF + sepse e ARDS Sobrevida, atenuação da ARDS Arginina - Conflitos • Tem efeito imunomodulador • Controvérsia: suplementação na sepse? Não: Ochoa et al, Nutr Clin Pract, 19, 2004 Heyland et al, Nutr Clin Pract, 19, 2004 Sim: Zaloga et al, Nutr Clin Pract, 19, 2004 • Seu benefício ou risco parece depender da quantidade administrada Metabolismo da Arginina metilargininas Glutamina PROTEÍNA DIETA Glutamina Glutamato Prolina DIETA Arginina PROLINA GLUTAMATO Citrulina-N o l ic CITRULINA NOS O C NH3 lo da Uré ia c i C ARGININA Creatina fosfato ORNITINA URÉIA ON NO CREATINA Arginase AGMATINA Zaloga et al al. Nutr Clin Pract, 19, 2004 putresceno POLIAMINAS Óxido Nítrico • • • • • Mediador da resposta imune Neurotransmissor Radical livre citotóxico Vasodilatador Fator antiaterogênico, antiproliferativo e antitrombolítico • Forma peroxinitrito potente oxidante Injúria e morte celular (macrófagos e fagócitos) Zaloga et al al. Nutr Clin Pract, 19, 2004 Lipídios • Triglicerídeos de Cadeia Longa (TCL) n-3: óleo de peixe n-6: óleo de soja n-9: óleo de oliva • Triglicerídeos de Cadeia Média (TCM) Óleo de coco Montgomery et al. Biochemistry. A Case-oriented Approach, 1996 Ômega-6 e Ômega-3 Ácido Docosaexaenóico (DHA) Ácido Araquidônico (AA) Ciclooxigenase 5-lipooxigenase Ácido Eicosapentaenóico (EPA) 5-lipooxigenase Ciclooxigenase PGH2 TXA2 LTB4 PGI2 LTC4 PGD2 LTD4 PGE2 LTE4 PGF2 Levuglandinas PGH3 TXA3 PGI3 PGD3 PGE3 PGF3 LTB5 LTC5 LTD5 LTE5 Linder, MC. Nutritional Biochemistry and Metabolism with Clinical Applications , 1991 Problemas dos Ômega-6 • Alteração da contagem total de linfócitos, sua proliferação e citotoxicidade • Alteração da produção de citocinas e células NK • Efeitos imunomoduladores na geração de mediadores lipídicos durante hipercatabolismo, sepse, choque e trauma • Pacientes críticos: adm. recomendada < 0,12g/kg/hora Montgomery et al. Biochemistry. A Case-oriented Approach, 1996 Lipídios na Resposta Inflamatória e Imune • Depende da proporção de n-3:n-6 • A competição do n-3 com o n-6 resulta em: Supressão da formação de mediadores próinflamatórios (LT4 e TX2) Favorecimento da formação de mediadores com potencial inflamatório (séries 5 e 3) Montgomery et al. Biochemistry. A Case-oriented Approach, 1996 Ômega-3 e Ômega-6 – Conclusão A melhor proporção de n-3:n-6 é de 1:2 • relação LTB5/LTB4 • Modulação mais favorável da síntese de mediadores lipídicos Duarte, 2003. Ômega-3 e Peritonite/Sepse Estudos Experimentais Selecionados ESTUDO MÉTODO RESULTADOS Chyi et al. Clin Nutr, 2000 Dieta VO - Oleo peixe x Açafrão – sepse intestinal Sem diferença na sobrevida. Chao et al. Nutrition, 2000 NPT – Óleo de peixe x Açafrão – sepse intestinal Sem diferença nos níveis de citocinas e LTB4. OP: acúmulo de gordura hepática Lanza-Jacoby et al. Nutrition, 2001 NPT x 4 dias – Óleo de peixe x Soja – sepse intestinal Sobrevida; evitou a supressão induzida pela sepse da proliferação de linfócitos e a liberação da IL-2 Sepse Causa principal de morte e complicações em pacientes cirúrgicos e vítimas de trauma => disfunção de múltiplos órgãos. Pouca melhora do índices de mortalidade desde 1970. Prováveis razões: Falha no desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas dificuldades: interpretação errônea de dados pré-clínicos e de estudos experimentais (não mimetizam adequadamente a sepse humana)Duarte, 2003. Sepse Experimental - Modelos 1) Infusão Endovenosa de Endotoxinas Ratos: necessidade de infusão de grande quantidade (tóxica). Humanos: sensíveis à pequenas quantidades. Modelo de choque endotóxico, mas não de sepse Riedemannn et al. J Clin Invest, 112, 2003 2) Infusão Endovenosa de Bactérias Vivas Bom para grandes animais – induz alterações graves no débito cardíaco e na perfusão tecidual Silverstein et al. Infect Immun, 68, 2000 3) Ligadura e Perfusão do Ceco Representa situação mais próxima daDuarte, peritonite 2003. em humanos Wicherman et al, J Surg Res, 29, 1980 Sepse Experimental - Modelos 4) Inoculação Intraperitoneal de Bactérias Fecais Animais parecem tolerar suas próprias fezes 5) Inoculação Intraperitoneal de Escherichia coli Desenvolvimento de sepse em ratos com alta mortalidade – simula foco séptico, com liberação contínua e lenta de bactérias ou suas toxinas na circulação Ahrenholz e Simmons. Surgery, 88, 1980 Sebben et al. Acta Cir Bras, 21(3), 2006 Objetivo Geral • Avaliar peso e tempo de sobrevida de ratos, antes e após insulto inflamatório, com o uso de fórmula enteral imunomoduladora (grupo de estudo) ou fórmula padrão-normal (grupo-controle). Objetivos Específicos • Comparar a evolução de peso dos ratos do GI e do GP, antes, após a indução da inflamação e no momento da morte; • Comparar, após a morte, os níveis de neutrófilos pulmonares entre os grupos de dieta imunomoduladora (GI) e dieta padrão-normal (GP); • Comparar o tempo de sobrevida entre os dois grupos. Método 1. Tipo de Estudo Randomizado, prospectivo e experimental 2. População 30 ratos adultos, 15 recebendo dieta padrão (GP) e 15 recebendo dieta imunomoduladora (GI) Formulação das Dietas PADRÃO NORMAL IMUNOMODULADORA Calorias/mL 2,0 2,0 Distribuição calórica Proteína: 25% Carboidratos: 55% Lipídios: 20% Proteína: 25% Carboidratos: 55% Lipídios: 20% Fonte de Proteínas Caseinato de cálcio Caseinato de cálcio + glutamina suplementar (160 mg/dia: 35 g/dia para homem de 70 kg: rato de 275 g ou 0,275 kg = ~0,14 g/dia) Fonte de Carboidratos Oligossacarídeos (polímeros de Oligossacarídeos glicose) (polímeros de glicose) Fonte de Lipídios Triglicerídeos de cadeia longa Triglicerídeos de cadeia longa ômega-6 e ômega-6 (óleo de soja) (100%) ômega 3 (2:1) (óleo de soja + óleo de peixe) Proteínas (g/dia) 5 4,85 + 0,15 de glutamina Carboidratos (g/dia) 11 11 Lipídeos (g/dia) 1,8 de óleo de soja 1,2 de óleo de soja e 0,6 de óleo de peixe Volume total 40 mL 40 mL Método Dia 0 Dia 1 Dia 7 Dia 8 Término Jejum Peso Início inicial dos ratos das da dieta às dietas às 17:00 h 8:00 h Peso dos ratos Dia 9 Indução da sepse pela manhã Oferecidas ração e água na gaiola Dias subseqüentes Oferecidas ração e água na gaiola Peso na morte Análise de neutrófilos pulmonares Método • • • Ratos pesados em balança única e padronizada. Seleção de peso aproximado de 275-300 g. Indução da sepse: • • • • Peritonite por meio da inoculação de suspensão padrão de Escherichia coli 0,5 x 108 UFC/ml (Laboratório de Microbiologia da PUCPR). Via peritoneal, 0,8 ml da solução => punção da região do quadrante inferior direito;uso de agulha 13 x 4,5 G. Bactéria Escherichia coli, ATCC 25922, LOTE 1184. Após óbito: laparotomia e coleta de secreção peritoneal para cultura, sendo semeada em meio seletivo para bactérias gramnegativas, ágar Mac Conkey (Laboratório de Microbiologia da PUCPR). Resultados Peso e Mediadores Inflamatórios entre os Grupos Dieta Padrão Período Início (todos) Final da Dieta Morte N 30 15 15 Peso (g) 287,46,6 270,316,9 267,96,6 Neutrófilos pulmonares (cel/campo) - - 12,53,4 Dieta Imunomoduladora p - Final da Dieta 15 0,001* 285,113,6 0,6** - - MédiaDP; *p entre início e final da dieta; **p entre final da dieta e morte Morte 15 p - 268,95,8 0,5* 0,0002** 10,23,1 NS Resultados Neutrófilos Pulmonares Após a Morte 18 NEUTROFILOS (cel/campo) p=0,1287 16 14 12 10 8 ±Desvio 6 Grupo de Estudo Grupo Controle padrão ±Erro padrão Média Resultados Evolução de peso nos três momentos 290 287,4±6,6 287,4±6,6 285,1±13,6 285 Inicial Término da Dieta Óbito Peso (g) 280 275 270,3±16,9 268,9±5,8 267,9±6,5 270 265 260 255 Controle Estudo p<0,001 para o grupo controle do início ao término da dieta; p=0,01 nos pesos no final da dieta, entre os dois grupos; p=0,0002 para o grupo de estudo, do término da dieta até o óbito. Conclusão A dieta imunomoduladora com manipulação da glutamina e dos ácidos graxos ômega-6 e ômega-3: 1) Preservou o peso dos ratos • 2) 3) Melhora do anabolismo? Otimização das calorias e nutrientes ingeridos? Não apresentou diferença no tempo de vida Não apresentou diferença na resposta inflamatória • Tamanho da amostra?
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