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1 第 5 回山の手救急の会敗血症勉強会 2017 年 7 月 7 日 Rhodes A, et al. Crit Care Med 2017; 45:486 何故, 重症患者に対する栄養支持療法は停滞局面に突入したのか? ~ 目指せ,Beyond the Guidelines!~ 筑波大学医学医療系消化器外科筑波大学大学院人間総合科学研究科疾患制御医学専攻外科学筑波大学附属病院消化器外科ひたちなか社会連携教育研究センター T. NUTRITION 2. We recommend against the administration of parenteral nutrition alone or in combination with enteral feeds (but rather to initiate IV glucose and advance enteral feeds as tolerated) over the first 7 days in critically ill patients with sepsis or septic shock for whom early enteral feeding is not feasible. (strong recommendation, moderate quality of evidence) 寺島秀夫 University of Tsukuba 4. We suggest either early trophic/hypocaloric or early full enteral feeding in critically ill patients with sepsis or septic shock; if trophic/hypocaloric feeding is the initial strategy, then feeds should be advanced according to patient tolerance. (weak recommendation, moderate quality of evidence) Early full feeding (Target feeding) の有害性 ~ 理論に基づく論証 ~ We defined feeds as trophic/hypocaloric if goal feeds were 70% or less of standard caloric targets for at least a 48-hour period before they were titrated toward goal. Since the present evidence does not suggest harm with early versus delayed institution of enteral feeding, and there is possible benefit from physiologic evidence suggesting reduced gut permeability, inflammation, and infection risk, the committee issued a weak recommendation to start feeding early in patients with sepsis and septic shock. Limiting caloric intake stimulates autophagy, which is considered a defense mechanism against intracellular organisms and therefore raises the possibility that this approach could reduce infection risk. Rhodes A, et al. Crit Care Med 2017; 45:486 University of Tsukuba ストレスホルモンサイトカイン 異化 = 内因性エネルギー供給脂肪脂肪酸グリコーゲン糖新生筋タンパク質 侵襲時のエネルギー供給 外因性エネルギー供給栄養療法 Key point 侵襲下エネルギー投与のパターン分類 内因性エネルギー供給 : 侵襲反応, 外因性エネルギー供給 : 栄養療法 1 < 飢餓に対するエネルギー供給 2 Key point Underfeeding 日外会誌 1993;94: 1-12 エネルギー供給 Energy requirement 3 > Just enough Overfeeding

2 Key Point TGC により制御可能 Glucose Toxicity ( 高血糖 ) ミトコンドリアで発生する過度の酸化ストレス 侵襲下の Overfeeding が惹起する有害事象 炎症反応の増幅 Overfeeding 過剰エネルギー投与 and / or 感染助長 Autophagy 障害 細胞傷害の修復遅延 Nutritional Stress 増加 Tight Glycemic Control: TGC CO2 産生増加 分解亢進 TGC では制御不能 エネルギー基質過剰が要因 骨格筋蛋白代謝障害 条件付き必須アミノ酸供給不足 水分貯留, 浮腫増悪 Autophagy ( 自食作用 ) 通常は, 細胞に garbage disposal ( 廃棄物処理 ) サービスを細胞に提供 = Cellular refreshing 飢餓時は生存のための栄養源を提供 = Catabolism 多様なストレス因子で誘導され, タンパク凝集体 酸化脂質 傷害を受けた細胞小器官 細胞内病原体を分解する. 静脈経腸栄養 2009; 24:1027 改変日集中治会誌 2013:20:359 Joshua D. Rabinowitz, et al: Science 2010;330:1344 Autophagy( 自食作用 ) Autophagy: 制御シグナル 早期 PN 持続投与 大量投与 Key Point 促進抑制 Amino acids / Glucose Autophagy 障害は, 臓器機能障害からの回復遅延, 感染症助長を誘発する. Autophagyの機能改善 維持に 適度な飢餓 の設定が有用である! 水島昇 : 細胞工学 2005; 24:558 Choi AM, et al: N Engl J Med 2013;368: 分岐鎖アミノ酸の異化と関連するアミノ酸代謝マップ : アラニンと条件付き必須アミノ酸 ( グルタミン, アルギニン ) の生成 Insulin 抑制 * BCAA BCAAT BCKA α-kg Glu Ala pyruvate グルコース投与とインスリン投与が惹起する 負のスパイラル 骨格筋からの生理的なアミノ酸供給障害内因性インスリン分泌 外因性インスリン投与の増加 BCAA 減少 条件付き必須アミノ酸 ; グルタミン アルギニン供給減少 BCAAT, branched-chain aminotransferase Holecek M, et al: Nutrition 2010; 26: 482 Wu G: J Nutr 1998; 128:1249 Witte MB, et al: WOUND REP REG 2003; 11:419 * Nygren J, et al: Diabets 2003;52:1377 Eur Surg Res 2015; 54: 34 Gln Cit Arg NH 4 + Skeletal muscle BCAA, branched-chain amino acid BCKA, branched-chain keto acid α-kg, α-ketoglutarate Glu, glutamate Ala, alanine Gln, glutamine Cit, citrulline Arg, arginine 病的な筋タンパク質分解 ( 変性 ) の亢進インスリン療法によってOverfeedingに続発する高血糖を是正しようとすると, 骨格筋に多量のグルコースが取り込ませることになり, 酸化ストレス亢進を来たし, 病的な筋タンパク質分解が惹起される Eur Surg Res 2015; 54: 34

3 Early full feeding (Target feeding) ~ 毒の証明 ~ EPaNIC Study* EPaNIC Study (The Early Parenteral Nutrition Completing Enteral Nutrition in Adult Critical Ill Patients) 早期 PN 群 後期 PN 群 *Casaer MP, et al. :N Engl J Med.2011; 365:506 ICU Day ICU Day 女性 男性 年齢 >60 歳 推定 年齢 60 歳 kcal/kg/day + 強化インスリン療法 IIT ; BS levels mg/dl エネルギー 投与目標 kcal/day 20% グルコース エネルギー投与の実際 早期 PN 開始群 後期 PN 開始群 EPaNIC trial 注目すべき結果 ICU 死亡率 在院死亡率は両群間で有意差なし. ADL も有意差なし. 後期 PN 開始群 (n=2328) 早期 PN 開始群 (n=2312) P 値 平均血糖値 mg/dl 102±14 107±18 < 日間以内に生存でのICU 退室 1750(75.2%) 1658(71.1%) ICU 滞在期間 ( 中央値 ) 3 [2-7] 4 [2-9] 0.02 生存で早期に ICU 退室する傾向 6.3% 増加 (HR 1.06, P=0.004) 新たな感染症発現 531(22.8%) 605(26.2%) 気道感染 381(16.4%) 447(19.3%) BSI 142(6.1%) < 174(7.5%) 0.05 軟部組織感染 64(2.8%) 98(4.2%) ICU 滞在中のCRP 最高値 mg/dl < 日間以上の人工呼吸管理 826(36.3%) 930(40.2%) 透析療法の期間 7 [3-16] 10[2-23] < γ GTP 上昇 >79.5IU/L 583(32.6%) 674(38.4%) < ALP 上昇 >404IU/L 357(19.9%) 397(22.6%) 0.05 (ALT AST 上昇は有意差なし ) Casaer MP, et al. :N Engl J Med.2011; 365:506 Casaer MP, et al. N Engl J Med.2011; 365:506 サブグループ解析 : EPaNIC Study 注目すべき結果 早期経腸栄養が外科的な理由から禁忌になるハイリスク患者 (517 人 ; 難易度の高い呼吸器 食道 腹部 骨盤手術 ) を抽出. 予想通りに,7 日目までのENは0 kcal( 中央値 ). 後期 PN 開始群 早期 PN 開始群 P 値 新たな感染症発現 29.9% < 40.2% 0.01 生存で早期にICU 退室 する傾向が20% 増加 IIT 施行にも (HR, 1.20; P=0.05) かかわらず Casaer MP, et al. :N Engl J Med.2011; 365:506 急性期の重症患者に対して早期 PN により外因性に を充足させようとすることは全くの逆効果であり, 有害である. 好中球アポトーシス 急性高血糖が生体防御機能に及ぼす悪影響 知見 備考 微小血管の反応 局所炎症と組織障害が発現している間は血管 拡張性が低下, 反応性 NO 産生が障害 白血球の接着と移動 白血球と内皮細胞での接着分子発現が増加 in vitro と in vivoで実証 補体系 補体機能低下 ; 産生増加 主としてin vitroの糖尿病研究急 性高血糖での研究はごく少数 サイトカインネットワーク好中球機能障害の閾値炎症性サイトカイン増加 血糖値 200in vitro mg/dl と in vivoで実証 (TNF-α,IL-1β,IL-6) Nielson CP: Diabetes 1989; 38: 1031 ケモカイン産生 ケモカイン転写増加 血漿濃度は評価されていない (MCP-1, HCC-4,MCP-3, IP-10, TARC) 走化性 多核白血球の走化性移動障害 相反する研究あり 貧食能 多核白血球の貧食能障害 in vitro と in vivoでほぼ一致した結果 ROS 産生 ROS 産生の低下,Myeloperoxidase は変化なし相反する研究あり LPS 投与後に増加. in vitro の研究はごく少数 Turina M. et al : Crit Care Med 2005 ; 33: 1624 を改変

4 Role of Disease and Macronutrient Dose in the Randomized Controlled EPaNIC Trial A Post Hoc Analysis Casaer MP, et al: Am J Respir Crit Care Med. 2013; 187: EPaNIC trial が提起する疑問に対する事後解析結果 : 1Early PNは患者の重症度に関係なく悪影響を及ぼしていたのか? 2 栄養投与量とアウトカムに 量依存性 の関係があるのか? 主要栄養素投の投与量が少ないほど, より早期の回復に結び付いた. 経静脈的 / 経腸的にかかわらず, 投与量が多くなるにつれて回復が着実に遅延していた. PN か EN か, 栄養投与経路の問題ではない. 問題の核心は 栄養投与量 にある! 3 タイプが異なる主要栄養素は,Early PN で観察された 逆効果 において異なる影響を及ぼしていた可能性はないのか?; 特に, グルコース vs. タンパク質 / アミノ酸 より早期に ICU から生存状態で退室する尤度 有利 不利 目標投与量 / 日における 10% 増量あたりの 効果量 Protein Glucose 目標投与量 / 日における10% Casaer 増量あたりの MP, et al: Am 効果量 J Respir Crit Care Med. 2013; 187: 247 早期栄養においては, グルコース投与量よりもタンパク質 / アミノ酸投与量の方が回復遅延の原因になっているように見える. Autophagy の抑制 : アミノ酸 > グルコース CALORIES Trial * の功績 : EPaNIC study 事後解析結果をダメ押し Energy targets: 25 kcal/kg/day (reaching within 48 to 72 hours) *Harvey SE, et al. N Engl J Med 2014; 371:1673 N Engl J Med 2014; 371:1673 Our results potentially support the hypothesis that among patients receiving early supplemental parenteral nutrition, the dose is more associated with harm than is the route of delivery. 要は エネルギー投与量 の問題 ICU 入室後 5 日間, エネルギー投与量 ( 20 kcal/kg/day) が同等であると, 早期 PNと早期 ENの効果と副作用に差はない 早期 ENの優位性が消滅する エネルギー投与量は同等

5 Critical Care 2016; 20:117 リスク比 0.55, P= RCTs including CALORIES Trial, a total of 3347 patients Conclusions: In critically ill patients, the use of EN as compared to PN has no effect on overall mortality but decreases infectious complications and ICU LOS. This may be explained by the benefit of reduced macronutrient intake rather than the enteral route itself. n.s. リスク比 0.64, P=0.004 停滞局面突入を如実に体現した研究 Permissive underfeeding vs. Target feeding : First RCT * Permissive underfeeding (40 to 60%*): N=448 vs. Standard enteral feeding (70 to 100%*): N=446 *Arabi YM, et al. Am J Clin Nutr 2011;93:569 Up to 14 days *calculated caloric requirements Arabi YM, et al. N Engl J Med 2015;372:2398 Exogenous nutrition administration 侵襲下, エネルギー投与の指針 : 寺島案 前回と同等 71%, 16.2 kcal/kg/day Protein requirement: g/kg/day 必要最低限度 エネルギー投与の上限 46%, 10.4 kcal/kg/day 急性期の極期 6~9 kcal/kg BW/day 15 kcal/kg BW/day 一般的な急性期 6~9 kcal/kg BW/day 20~25 kcal/kg BW/day 回復期 25~30 kcal/kg/ BW/day Caloric Intake Protein Intake 慢性期に移行 6~9 kcal/kg BW/day 25(~30)kcal/kg BW/day Arabi YM, et al. N Engl J Med 2015;372:2398 静脈経腸栄養 2009;24:1027 日集中治会誌 2013:20:359

6 90-day mortality 27.2% 28.9%, P=0.58 Our finding supports the notion that higher caloric intake may be associated with kidney injury. < Arabi YM, et al. N Engl J Med 2015;372:2398 Arabi YM, et al. N Engl J Med 2015;372:2398 Outcomes: Effects on Protein Metabolism 侵襲下における栄養療法の効果と限界 key point Our study does not support the premise that higher caloric intake attenuates protein catabolism in critically ill patients. N Engl J Med 2015;372:2398 ストレスホルモンサイトカイン 脂肪グルコーゲン 異 筋タンパク質 化 脂肪酸 飢餓 糖新生 栄養療法エネルキ ー 基質供給アウトカム Protein sparing タンパク質節約効果窒素平衡正転 : タンパク質合成促進 ストレスホルモン サイトカイン 感染 損傷 APPs 解糖 糖新生 APPs: acute phase proteins ( 急性期蛋白 ;CRP など ) 乳酸 ピルビン酸アミノ酸 侵襲時の蛋白異化反応 ク ルコース 乳酸 生体防御に関わるタンパク質 組織損傷の修復 解糖 筋タンパク質分解 TNF / IL-1 / IL-6 ク ルココルチコイト 必要経費 筋タンパク質分解 : 白筋 > 赤筋 ユヒ キチン / フ ロテアソーム,Ca/ カルハ インが筋細線維タンパク質を分解 INTENSIVIST 2013; 3:373 改変 Two studies compared normocaloric feeding (77 % of goal) with trophic feeding (20 % of goal) 19.3 kcal/kg/day Four studies compared normocaloric feeding (72 % of goal) with permissive underfeeding (49 % of goal) 18 kcal/kg/day 12.3 < 15 kcal/kg/day Conclusion: No difference in the risk of acquired infections, hospital mortality, ICU length of stay or ventilator-free days between patients receiving intentional hypocaloric as compared to normocaloric nutritional goals.

7 侵襲下エネルギー投与のパターン分類 内因性エネルギー供給 : 侵襲反応, 外因性エネルギー供給 : 栄養療法 Key point 高度侵襲下のエネルギー投与量は, どのように算定したら良いのか? 1 < 飢餓に対するエネルギー供給 Underfeeding Overfeeding の予防策は? 2 3 > Just enough Overfeeding Nutritional Stress University of Tsukuba 高度侵襲下,Overfeeding を回避するエネルギー投与法 Key word は 適度な飢餓 侵襲下, エネルギー投与の指針 : 寺島案 適度な飢餓による内因性エネルギー供給 必要最低限度 エネルギー投与の上限 外因性エネルギー供給 内因性エネルギー供給 侵襲反応栄養療法 急性期の極期 6~9 kcal/kg BW/day 15 kcal/kg BW/day 一般的な急性期 6~9 kcal/kg BW/day 20~25 kcal/kg BW/day 回復期 慢性期に移行 6~9 kcal/kg BW/day 25~30 kcal/kg/ BW/day 25(~30)kcal/kg BW/day ストレスホルモン サイトカイン 静脈経腸栄養 2009;24:1027 日集中治会誌 2013:20:359 高度侵襲早期における栄養療法のポイント Rhodes A, et al. Crit Care Med 2017; 45:486 内因性エネルギー供給を認識することで Overfeeding を回避 ENまたはONS( 経口栄養補給 ) が第一選択 : 回復状態に応じて ( 自然に ) 増量 最も容易な Overfeeding 予防策 Trophic feeding (10~30mk/hr or 500 kcal/day) 有益な戦術 早期 PN 施行時は, エネルギー投与量の上限 15kcal/kg/dayとするべき インスリン持続投与を必要とする場合, エネルギー投与量を減量 Pharmaconutrient (Glutamine, Fish oil) の投与は禁忌 ( 逆効果 ) 9 / 10 / 11. We recommend against the use of IV selenium (strong recommendation, moderate quality of evidence) the use of arginine (weak recommendation, low quality of evidence) the use of glutamine (strong recommendation, moderate quality of evidence) タンパク質投与の強化は禁忌である可能性 University of Tsukuba

8 Pharmaconutrient に対する考察 本質的に, 合目的性に立脚する生体システムへの介入であり そのシステムを攪乱する危険性を内在している 静脈経腸栄養 2009; 24: 1027 重症患者に対する Glutamine, Fish oilの投与が逆効果 有害であり, 死亡率増加の可能性 OMEGA study (JAMA 2011;06:1574) REDOXS Study (N Engl J Med 2013;368:1489) Metaplus Study (JAMA 2014;312:514) 侵襲下の高タンパク食による遊離アミノ酸過剰がもたらす危険性 アミノ酸はほとんど酸化されて尿素になるが, 尿素の多量産生は糸球体の溶質負荷を加える結果としてNaと水の排泄能を低下させる 水分貯留による 全身性浮腫 の増悪 過剰摂取されたアミノ酸が尿素経路での処理能力を超えると, 急性期反応で利用さないアミノ酸はペプタイドまたはタンパクに組み込んで処理しなければならない. この場合, タンパク合成を正常時の経路に戻す必要性が発生することになる. しかし, その代償として, 生存を最大化するために進化により選択された ( 侵襲時の ) 代謝経路を活用することができなくなる. 重症病態時, 最初の24~48 時間はタンパク質投与を目標量の半量以下 :0.4~0.75 g/kg/day Stroud M:Proceedings of the Nutrition Society 2007; 66:378 本日の講演に関連した 厳選 邦文著作物 1. 世界と本邦における脂肪乳剤の開発状況と今後の展望, 外科と代謝 栄養 2017;51:55 2. 侵襲早期の静脈栄養の是非 : その論争の真相, 外科と代謝 栄養 2016; 50: 重症患者に対するグルコース過剰投与が惹起する代謝性有害事象とその対策. 日本外科感染症学会雑誌 2015; 12: Trophic feeding, 外科と代謝 栄養 2015; 49: 第 4 章 -2 ICU 管理が必要な術後管理の実際.Surviving ICU シリーズ : 重症患者の治療の本質は栄養管理にあった!( 真弓俊彦編 ), 羊土社, 頁, グルコースを過剰投与した場合の罪 栄養管理をマスターする代謝の理解はなぜ大事?( 大村健二編 ) 文光堂 頁 侵襲時の糖代謝障害 :ICU CCU 看護の超重要ポイントマスターブック ( 西田修編 ), メディカ出版, 頁, 侵襲急性期におけるエネルギー投与のパラダイムシフト - 内因性エネルギー供給を考慮した理論的エネルギー投与法の提言 -. 日集中治医誌 2013; 20: 集中治療患者の推奨血糖管理. 救急 集中治療 2012; 24: 強化インスリン療法の歴史 : その真相を読み解く. 救急 集中治療 2012; 24: 侵襲下の血糖値と感染防御 ~Tight Glycemic Controlのみで十分なのか~. 外科と代謝 栄養 2011; 45: 侵襲下の内因性エネルギー供給を考慮した理論的エネルギー投与法の提言.INTENSIVIST 2011;.3: 侵襲下の栄養療法は未完である : 栄養療法の本質, 効果と限界.INTENSIVIST 2011;.3: 旧来のドグマを打ち破る思考回路の駆動力.INTENSIVIST 2011;.3: 545

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既定の事実です 急性高血糖が感染防御機能に及ぼす影響を表 1 に総括しました 好中球の貧食能障害に関しては ほぼ一致した結果が得られています しかしながら その他の事項に関しては 未だ相反する研究結果が存在し 完全な統一見解が得られていない部分があります 好中球は生体内に侵入してきた細菌 真菌類を貧 2012 年 8 月 22 放送 感染と栄養 筑波大学大学院外科学教授寺島秀夫はじめに本日のテーマは 感染と栄養 ですが 最近のトピックとして厳密な血糖管理を行っていてもその背景に過剰エネルギー投与 overfeeding が存在すると 感染が助長されるという新たな知見が明らかとなり 高血糖と感染助長の基本概念はパラダイムシフトの時期を迎えています そこで この問題にフォーカスを絞り 解説したいと思います

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