Modelling of protein breakdown during critical illness

Student thesis: Master thesis (including HD thesis)

  • Kasper Aarup Houlberg
  • Mette Evald
Tab af muskelmasse er et problem for kritisk syge patienter indlagt på intensivafdelinger, da dette kan have alvorlige konsekvenser for kritisk syge patienters helbred på længere sigt. Muskeltabet efterlader patienterne i en svækket tilstand, som medvirker til forlænget sygdomsophold og forøget mortalitet efter udskrivelse fra intensivafdelingen. Dette tab af muskelmasse skyldes særligt en hypermetabolsk respons på den kritiske sygdom. Protein ernæring har vist sig at være et vigtigt element til at mindske tabet af skeletal muskelmasse, dog uden at kunne forhindre protein tab fuldstændigt. Estimation af nitrogen balance er over en lang periode blevet anvendt til at estimere protein tab for patienter. Denne metode er dog blot et estimat og kan ikke tage højde for al nedbrydelse af proteiner i kroppen under kritisk sygdom. Da der ikke findes metoder til at estimere det enkelte individs muskelmassetab over en indlæggelsesperiode på en intensiv afdeling, har målet med dette projekt været:
1) At forstå fysiologien, der ligger til grund for det metabolske stress, som kritisk syge patienter oplever og dennes effekt på protein nedbrydelse.
2) At indsamle klinisk data, der kan repræsentere den fysiologiske stress respons og heriblandt muskel proteolyse, som er at finde ved kritisk sygdom.
3) At anvende den tilegnede viden og data til at definere en model, til repræsentation af metabolsk stress over indlæggelsen for den kritisk syge patient.

Stress responsen ved kritisk sygdom kan typisk indeles i en hypometabolsk 'ebb', hypermetabolsk 'flow' fase, og endelig en rekonvalescens fase. I flow fasen, defineret ved et forøget energiforbrug, vil tab af muskelmasse forekomme, for at bidrage til energiforbruget. Protein fra muskler anvendes i en gluconeogenetisk process, hvor protein, lactat og glycerol omdannes til glucose, der vil frigives til blodcirculationen og optages i kroppens celler for at danne energi.

Data for intensivpatienter blev indhentet den kliniske database MIMIC II. Fra denne blev 123 patienter, med i alt 134 indlæggelsesforløb, ekstraheret. Visse stress parametre kunne ekstraheres fra MIMIC II, men data om stress parametre som eksempelvis cortisol kunne ikke indhentes. Patienternes energiforbrug (REE) blev estimeret med prediktionsligninger på baggrund af ekstraherede patientspecifikke parametre. Grundet det begrænsede antal parametre der kunne ekstraheres fra databasen, blev målet med den opstillede model justeret.
En fysiologisk kompartment model blev opstillet med formålet at beskrive anvendelsen af amino syrer fra proteinnedbrydelse til gluconeogenese i den kritisk syge patient.

Fremadrettet arbejde bør ligge i indsamling af data til temporal analyse af metabolsk stress og muskelnedbrydelse for kritisk syge patienter. Målinger af stress hormoner, særligt cortisol, i kombination med mål for protein nedbrydelse, ville være af stor værdi for videre arbejde med modellering af metabolsk stress.
LanguageEnglish
Publication date3 Jun 2015
Number of pages76
ID: 213570770