Klidový energetický výdej u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí II

Transkript

1 UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FARMACEUTICKÁ FAKULTA V HRADCI KRÁLOVÉ KATEDRA BIOLOGICKÝCH A LÉKAŘSKÝCH VĚD DIPLOMOVÁ PRÁCE Klidový energetický výdej u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí II Vedoucí diplomové práce: PharmDr. Miroslav Kovařík, Ph.D. Hradec Králové 2014 Veronika Krčmářová

2 Prohlašuji, že tato práce je mým původním autorských dílem. Veškerá literatura a další zdroje, z nichž jsem při zpracování čerpala, jsou uvedeny v seznamu použité literatury a v práci jsou řádně citovány. Práce nebyla použita k získání jiného nebo stejného titulu. V Hradci Králové, dne: Veronika Krčmářová

3 Poděkování Ráda bych touto cestou poděkovala vedoucímu diplomové práce PharmDr. Miroslavu Kovaříkovi Ph.D. za rady a konzultace, vstřícnost a ochotu, kterou mi po celou dobu výzkumu poskytoval.

4 1. ÚVOD ZADÁNÍ CÍL PRÁCE TEORETICKÁ ČÁST CHRONICKÁ OBSTRUKČNÍ PLICNÍ NEMOC Definice nemoci Projevy onemocnění Příčiny CHOPN Diagnostika CHOPN Spirometrie Bronchodilatační test (BDT) Bronchokonstrikční test (BKT) Ostatní metody funkčního vyšetření plic Mortalita CHOPN Prediktor mortality BODE index Pohlaví Exacerbace CHOPN Ostatní prediktory mortality ANTROPOMETRICKÉ METODY Tělesná výška Tělesná hmotnost BMI body mass index FFMI fat free mass index DEXA duální rentgenová absorpce BIA bioimpendační analýza Kaliperace Měření tělesných obvodů Střední obvod svalstva paže ENERGETICKÁ BILANCE KLIDOVÝ ENERGETICKÝ VÝDEJ Harris Bennedictova rovnice: Přímá kalorimetrie Nepřímá kalorimetrie Utilizace nutričních substrátů ZMĚNY METABOLISMU U PACIENTŮ S CHOPN EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST STUDIE A CHARAKTERISTIKA PACIENTŮ METODIKA

5 4.2.1 Metoda stanovení podkožního tuku Výpočet respiračního koeficientu Výpočet energetického výdeje Výpočet utilizace nutričních substrátů STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ DAT VÝSLEDKY ZÁKLADNÍ PARAMETRY PACIENTŮ HODNOTY SLOŽENÍ TĚLA BIOCHEMICKÉ VÝSLEDKY Z ODEBRANÉ MOČI VÝSLEDKY KLIDOVÉHO ENERGETICKÉHO VÝDEJE STANOVENÍ UTILIZACE NUTRIČNÍCH SUBSTRÁTŮ KORELACE Korelace mezi základními parametry a parametry plicních objemů, respiračních koeficientů a klidového energetického výdeje u CHOPN a kontrolní skupiny Korelace mezi základními parametry a utilizacemi nutričních substrátů u CHOPN a kontrolní skupiny Korelace mezi parametry složení těla a parametry plicních objemů, respiračních koeficientů a klidového energetického výdeje u CHOPN a kontrolní skupiny Korelace mezi parametry složení těla a utilizacemi nutričních substrátů u CHOPN a kontrolní skupiny Korelace mezi klidovým energetickým výdejem a utilizacemi nutričních substrátů u CHOPN a kontrolní skupiny DISKUZE ZÁVĚR ABSTRAKT ABSTRACT POUŽITÉ ZKRATKY SEZNAM TABULEK SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM GRAFŮ POUŽITÁ LITERATURA

6 1. Úvod Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) je v současné době druhou nejrozšířenější neinfekční nemocí na světě, kterou trpí 4 10 % všech obyvatel Země, a která má ročně na svědomí až 4,7 milionů úmrtí. Je pravděpodobné, že tato globální mortalita bude zvýšena do roku 2030 až o dvojnásobek (Kašák, 2006). Dříve byla CHOPN chápána pouze jako plicní onemocnění a její diagnostika i úspěšnost léčby vycházela především z hodnocení funkce plic. Přístup k tomuto onemocnění se ale v poslední době začal měnit. Změna spočívala v zavedení nových léčebných postupů a rovněž i v novém přístupu k podstatě celého onemocnění. V současné době je CHOPN chápána zejména jako onemocnění systémové, hodnoceny a léčeny jsou i mimoplicní projevy onemocnění (Turčáni, 2008). Nejčastějším systémovým projevem bývá kachexie, která může být spojena se zvýšeným klidovým energetickým výdejem. Potvrzením této hypotézy se zabývalo i několik studií jako Sergiho a kol. (2006), Kao a kol. (2011), Vasconcelos a kol.(2002), Creutzberga a kol. (1998) a studie Schols a kol. (1991), které prokázaly zvýšení energetického výdeje v závislosti na onemocnění CHOPN i výrazný úbytek netukové hmoty. Proto je potřeba se touto problematikou stále zabývat, aby se zlepšila kvalita života nemocných a v případě zvýšení energetického výdeje stanovit dietní opatření. 6

7 2. Zadání cíl práce Cílem této diplomové práce bylo stanovení klidového energetického výdeje a utilizace nutričních substrátů pomocí nepřímé kalorimetrie u pacientů s CHOPN v porovnání s kontrolní (zdravou) skupinou a tyto výsledky porovnat se studiemi zabývajícími se touto problematikou. 7

8 3. Teoretická část 3.1 Chronická obstrukční plicní nemoc Definice nemoci Dle současné definice Evropské respirační společnosti a Americké hrudní společnosti je chronická obstrukční plicní nemoc (dále jen CHOPN) charakterizována jako omezený průtok vzduchu dýchacími cestami, který není plně reverzibilní. Je to chorobný stav, kterému lze předcházet a dá se léčit. Plicní obstrukce se postupně zhoršuje a je spojena s abnormální zánětlivou odpovědí plic na škodlivé částice a plyny, zejména způsobené kouřením cigaret (Zindr, 2006). Bronchiální obstrukce vzniká společným poškozením drobných dýchacích cest (obstrukční bronchiolitidou) a destrukcí plicního parenchymu (emfyzémem). Stupeň poškození mezi těmito dvěma složkami je individuální (Musil, 2009) Projevy onemocnění Onemocnění CHOPN postihují nejen plicní projevy, ale i systémové. Plicní příznaky jsou doprovázeny dušností, pískotem a především chronickým kašlem s hlenovou expektorací, ke kterému dochází obvykle v dopoledních hodinách. Tyto příznaky snižují kvalitu života a omezují pacienta při běžných činnostech (Roche a kol. 2013). Systémové (mimoplicní) projevy jako je plicní hypertenze a cor pulmonale vyplývají z nedostatečného zásobení krve a tkání kyslíkem, a z přestupu chronického nezánětlivého procesu do ostatních orgánů. CHOPN je provázena řadou komorbidit jako je kachexie, svalová slabost, úbytek kosterního svalstva a redukce netukové tělesné hmoty. Systémové projevy se navíc potencují a překrývají s onemocněním jako je ischemická choroba srdeční, anémie, osteoporóza, deprese nebo vředová choroba. Mimo jiné onemocnění CHOPN může zvýšit riziko vzniku bronchogenního karcinomu (Koblížek a kol., 2010). 8

9 3.1.3 Příčiny CHOPN Mezi nejčastější příčinu CHOPN bezprostředně patří kouření cigaret. Díky cigaretovému kouři dochází nejen k poškození dýchacích cest, ale také k poškození mediátory zánětlivých buněk, a to především díky oxidačnímu stresu. U kuřáků je oxidační stres propojen se vznikem dalších látek, které mají negativní vliv nejen na respirační a kardiovaskulární systém, ale i na organismus jako celek. Volné radikály obsažené v cigaretovém kouři reagují s biologickými látkami a poškozují tím plicní struktury mnoha způsoby. Zvyšují produkci hlenu, zvětšují množství fibroblastů a myoblastů, které nadměrně produkují pojivovou tkáň a tím dochází k fibróze dýchacích cest. Navozují tvorbu mnoha protizánětlivých látek, cytokinů a to především IL 8 (marker intenzity zánětu), který dokazuje přestup zánětu z plic do periferní krve. Další funkcí oxidancií je inaktivace proteáz. Tímto mechanismem dochází k deficitu α1 proteázy (Pauk, 2009). I pasivní kouření je rizikovým faktorem pro vznik CHOPN. Pokud dochází k expozici cigaretovým kouřem okolo 40 hodin týdně, zvyšuje to riziko onemocnění CHOPN až o 48 % (Musil a kol., 2010). K dalším příčinám vzniku onemocnění CHOPN patří znečištění vzduchu (SO 2, polétavý prach, výpary z rozpouštědel, dýmy, prachové částice uhlí), infekce dýchacích cest (v dětství, nebo v průběhu života), které mohou akutně nebo postupně zhoršovat plicní funkce a jsou hlavní příčinou akutních exacerbací. Kromě uvedených rizikových faktorů se mohou podílet na rozvoji CHOPN také nízká životní úroveň, dědičnost a dietní faktory (Vondra, 2001) Diagnostika CHOPN Funkční vyšetření plic slouží k odhalení a určení míry poruchy respiračního onemocnění. Výsledky měření slouží k přesnému stanovení diagnózy a způsobu léčby daného onemocnění. Průběh vyšetření musí probíhat za standardizovaných podmínek, jinak by mohlo docházet ke zkreslení výsledků. 9

10 Spirometrie Spirometrie je metoda určující objem vzduchu, který pacient vdechuje a vydechuje. Před samotným vyšetřením se musí přístroj správně nakalibrovat, měření se musí provádět vsedě, po zklidnění pacienta (alespoň 15 minut). Dechové manévry se musí provádět alespoň 3x, aby byly výsledky přesné. Spirometrie se vyhodnocuje na základě získaných parametrů (Chlumský a kol., 2006). Viz. tabulka č.1. Tabulka č. 1: Základní parametry spirometrie (upravená tabulka, Chlumský a kol., 2006) VC IC EVC IVC FVC FEV 1 PEF TLC FRV RV Vitální kapacita Inspirační kapacita Klidová expirační (vydechovaná) vitální kapacita plic Klidová inspirační (vdechovaná) vitální kapacita plic Usilovná vitální kapacita Usilovně vydechnutý objem vzduchu za 1.sekundu Vrcholový výdechový průtok Totální plicní kapacita Funkční reziduální kapacita Reziduální objem Hodnocení spirometrie se dokazuje poměrem FEV 1 / VC. Normální hodnota poměru FEV 1 / VC je více než 75 %. S věkem však tato hodnota klesá a tak se u lidí nad 70 let bere jako normální hodnota 70 % a vyšší. Je-li poměr FEV 1 / VC v normě, hodnotíme jednotlivé plicní objemy (FEV 1, VC). Jestliže jsou v normě i jednotlivé plicní objemy, obstrukční porucha není přítomna. Pokud ovšem dochází k rovnoměrnému poklesu FEV 1 a VC, dochází tak k poklesu vitální kapacity plic a doporučuje se další měřením nepřímo měřitelných statických parametrů (TLC, FRV, RV). Pokud je FEV 1 menší než 80 % a nebo je poměr FEV 1 / VC pod 75% (70% u osob nad 70 let), jedná se o obstrukční poruchu. Podle naměřených hodnot se dá CHOPN rozdělit do čtyř stádií (Chlumský a kol., 2006). Viz. tabulka č

11 Tabulka č. 2: Stadia CHOPN podle vyšetření plicních funkcí (upravená tabulka, Kašák, 2005) STADIA CHOPN Stadium FEV 1 /FVC [%] FEV 1 [% NH] I lehké < II střední < III těžké < IV velmi těžké < 70 < 30 nebo přítomnost PH či RI FVC usilovná vitální kapacita, FEV 1 usilovný exspirační objem za 1 sekundu, hodnota je udávána po bronchodilatačním testu, NH náležitá hodnota, PH plicní hypertenze, RI respirační insuficience Bronchodilatační test (BDT) Test je indikován při příznacích jako je dušnost, kašel, tlak na hrudi, u monitoringu nemocných s bronchiální obstrukcí či edukace léčby. Vyšetření se provádí i u pacientů, kteří mají v předchozích vyšetřeních hodnoty v normě, ale udávají klinické obtíže. Bronchodilatační test se provádí pomocí salbutamolu (β 2 sympatomimetikum s rychlým nástupem účinku) nebo ipratropia, a to v podání inhalačním nebo pomocí nebulizéru. Měření ventilačních parametrů se hodnotí po 30 minutách (u salbutamolu je možno po 15 minutách). Test je pozitivní pokud je změna FEV 1 12 % a nebo 200 ml v absolutní hodnotě (Chlumský a kol., 2006) Bronchokonstrikční test (BKT) Tento test diagnostikuje příznaky jako je dušnost, kašel, monitoruje bronchiální hyperreaktivitu (BHR aktivita nemoci, protektivní vliv léčby), dále se používá pro posudkové, výzkumné nebo studijní účely. Nejvhodnější, bezpečnou a celosvětově používanou látkou je metacholin. Aplikuje se inhalací a dozimetrickou metodou. Test hodnotíme jako pozitivní, 11

12 dojde-li k poklesu FEV 1 o 20 % a více při použití koncentrace metacholinu menší než 16 mg/ml (Chlumský a kol., 2006) Ostatní metody funkčního vyšetření plic Dle doporučených postupů mezi další metody vyšetření plic patří skiagram hrudníku, pulzní oxymetrie (saturace hemoglobinu kyslíkem, optimální hodnota je nad 90 %), vyšetření krevních plynů v arteriální krvi, mikroskopické vyšetření sputa, laboratorní vyšetření krve (C reaktivní protein, sérologie, biochemické metody) (Musil a kol., 2013) Mortalita CHOPN Mortalita na CHOPN výrazně stoupá s věkem, s rostoucí epidemií kouření, při přítomnosti více komorbidit, je zásadně vyšší u exacerbované formy onemocnění než u stabilizované formy pacientů, a je největší u pacientů s těžkým stádiem onemocnění s chronickým respiračním selháváním (Vondra, 2007). Podle studie WHO Global Burden of Disease byla CHOPN v roce 2004 čtvrtou nejčastější příčinou úmrtí v celosvětovém měřítku, dle budoucích odhadů se může stát do roku 2020 třetí nejčastější příčinou. Hodnoty mortality v jednotlivých zemích se liší, dle údajů Eurostatu z roku 2007 a pohybují se v rozmezí 7,2 úmrtí/ obyvatel ve Francii až 36,1/ v Maďarsku. Mortalita je častější u mužů než u žen (pohybuje se v rozmezí 1,3x vyšší ve Švédsku až 13x vyšší na Maltě). Mortalita vzrůstá se zvyšujícím se počtem exacerbací (Atsou a kol., 2011) Prediktor mortality BODE index BODE index je nejčastějším markerem pro predikci mortality u CHOPN. Je to multifaktoriální prediktor zahrnující funkci plic (FEV 1 ), šestiminutový test chůzí (6 MWT), modifikovanou tj. čtyřstupňovou škálu dušnosti (MMCR), a index tělesné hmotnosti (BMI body mass index). Hodnocení je uvedeno v tabulce č. 3. Čím větší je hodnota BODE indexu, tím vyšší je riziko úmrtí (Musil a kol., 2007). 12

13 Tabulka č. 3: BODE index multifaktoriální (vícerozměrný) prediktor mortality na CHOPN (Musil a kol., 2007) Proměnná Bodová hodnota BODE indexu FEV 1 [%NH] MWT [m] Dyspnoe [MMCR] BMI [kg.m -2 ] > 21 < 21 FEV 1 usilovně vydechovaný objem za 1 sekundu, NH náležitá hodnota, 6 MWT šestiminutový test chůzí, MMCR modifikovaná tj. čtyřstupňová škála dušnosti 4 indikuje dušnost nemocného při běžných denních činnostech, jako je oblékání či mytí, která mu neumožňuje opustit domov, BMI body mass index Pohlaví Podle studií byl prokázán rozdíl mortality v závislosti na pohlaví. V letech převažovala úmrtnost u mužů nad ženami více než dvakrát, v letech již pouze 1,6 1,9krát. Může to být způsobeno zvýšenou závislostí žen na tabáku (Vondra, Malý, 2010). Přehled úmrtnosti od roku 1994 do roku 2009 uveden v tabulce č. 4. Celková mortalita byla významně nižší u žen než u mužů u všech stupňů onemocnění, respirační mortalita byla u žen nižší pouze u nejtěžšího stupně onemocnění. Významně vyšší přežívání žen oproti mužům (se stejným stupněm onemocnění) potvrdila také Kaplan Meierova analýza (de Torres a kol., 2009). 13

14 Tabulka č. 4: Vývoj úmrtnosti na CHOPN v České republice (Vondra, Malý, 2010) Absolutní počet úmrtí Relativní počet na obyvatel Roky Muži Ženy Celkem Muži Ženy Celkem ,9 11,1 16, ,8 7,6 12, ,7 7,1 10, ,6 7,8 11, ,1 8,6 13, ,4 10,6 14, ,8 11,7 16, ,4 11,6 16, ,1 11,1 15, ,7 13,2 17, ,4 16, , , ,3 12,7 17, ,2 19, ,9 15,4 20, ,6 16,3 21, Exacerbace CHOPN Studie Conorse a kol. (1996) prokázala, že u pacientů hospitalizovaných s exacerbací CHOPN, se do 2 let po propuštění, zvýšila mortalita až o 49 % oproti pacientům bez exacerbací. Zahrnutí exacerbací do BODE indexu navíc může zlepšit prediktivní hodnotu tohoto parametru (Celli, 2010) Ostatní prediktory mortality Mezi další prediktory mortality se řadí funkční kapacita plic, která je jedním z nejdůležitějších prognostických ukazatelů, který odráží jak respirační, tak nerespirační projevy CHOPN. Pacienti s CHOPN obvykle ztrácí aerobní kapacitu (VO 2max ), což ovlivňuje celkovou fyzickou funkci. Ve studii Oga a kol. (2003) se parametr VO 2max ukázal jako nejlepší indikátor mortality pacientů s CHOPN nezávisle na FEV 1 nebo věku. Studie Pinto Platy a kol. (2004) se domnívá, že 6 minutový test chůzí (6 MWT), stanovený u vážných stádiích CHOPN, je lepším indikátorem než FEV 1 nebo BMI. 14

15 U pacientů, kteří neušli při tomto testu ani 100 metrů, se blížila roční mortalita 90 % (Celli, 2010). Inspirační frakce, tedy poměr inspirační kapacity (IC) a celkové kapacity plic (TLC), se ukázala jako důležitý nezávislý indikátor mortality u CHOPN, navíc predikuje také hodnoty funkční kapacity a ovlivňuje srdeční funkci během cvičení (Celli, 2010). Dle studie Marquise a kol. (2002) ze sledovaných parametrů u pacientů s CHOPN nejlépe predikoval mortalitu průřez středu stehna zjištěný pomocí CT (MTSA CT = Mid thigh Muscle Cross Sectional Area). Jediným dalším faktorem byl FEV 1 [%]. Pokles MTSA CT pod 70 cm 2 a FEV 1 pod 50 % zvýšil mortalitu 2x až 3x, kombinace poklesu MTSA CT a FEV 1 vyvolala dokonce zvýšení mortality 13x. Pokles MTSA CT významně ovlivňoval mortalitu i podskupiny pacientů s nízkým FEV 1. Měření MAMA (mid arm muscle area) bylo také prokázáno jako dobrý ukazatel mortality. U skupiny pacientů s hodnotou MAMA nižší než 25% percentil bylo zjištěno nižší přežívání ve srovnání se skupinou s normálními hodnotami MAMA (Soler Cataluna, 2005). 3.2 Antropometrické metody Antropometrické metody se používají k měření dlouhodobého nutričního stavu, především u nutriční podpory a v dlouhodobém sledování nemocných. Vyhodnocují hmotnostní a svalový úbytek u pacientů s CHOPN. Vyžadují profesionální zvládnutí měřených technik, aby byly výsledky přesné a objektivní. Mezi antropometrické ukazatele stavu výživy patří tělesná výška, hmotnost, měření tělesných obvodů a tloušťky kožních řas (Sanchez a kol., 2011) Tělesná výška Měří se ve stoje, na rovné ploše, pomocí výškoměru. Temeno hlavy je nulového bodu, nohy jsou nataženy v kolenou a obě paty se dotýkají podložky. Měření probíhá především ráno, bez obuvi (Provazník a kol., 2004). 15

16 3.2.2 Tělesná hmotnost K měření dochází ráno, pacient je v klidu, ve spodním prádle, bez obuvi, stojí na prostředku váhy, většinou po vyprázdnění močového měchýře a po defekaci (Kunešová, 2004) BMI body mass index BMI je základní, ale ne zcela přesný ukazatel složení těla. Nevýhodou je, že neodráží podíl mezi tukovou tkání a svalovou hmotou. Velice zavádějící je proto u sportovců s vyšší stavbou svalové hmoty (Bužga a kol., 2012). BMI je součástí BODE indexu, faktoru pro predikci mortality. Podle studie Lainscaka a kol. (2011) u BMI pod 21, byla mortalita nejvyšší, nejnižší byla u BMI 25 26,5. Vzorec pro výpočet: BMI = váha [kg] / výška 2 [m 2 ] V dospělosti tento index stoupá přibližně o 1 jednotku za dekádu, což by mohlo ovlivnit hodnocení u starších pacientů. Pokles tělesné hmotnosti o 2 % za týden, o 5 % za měsíc a pokles až o 10 % za 6 měsíců, zvyšuje riziko vzniku podvýživy (Provazník a kol., 2004). Klasifikace nadváhy a obezity dle BMI viz. tabulka č. 5. Tabulka č. 5: Klasifikace nadváhy a obezity podle BMI v souvislosti s rizikem vzniku některých onemocnění (Provazník a kol., 2004) Kategorie BMI Riziko vzniku nemocí podváha < 18,5 nízké norma 18,5 24,9 průměrné nadváha 25 29,9 lehce zvýšené obezita 1.stupně 30,0 34,9 zvýšené obezita 2.stupně 35 39,9 vysoké obezita 3.stupně > 40 velmi vysoké BMI body mass index 16

17 3.2.4 FFMI fat free mass index Základní dělení tělesné hmoty je na hmotu tukovou (FM) a netukovou (FFM). Podobně jako se vypočítává z tělesné hmotnosti BMI, můžeme stanovovat i indexy FM a FFM (Ischaki a kol., 2007). FFMI je definován jako FFM / výška 2. Úbytek netukové tkáně se vyjadřuje jako FFMI 16 kg/m 2 u mužů a FFMI 15 kg/m 2 u žen (Schols a Wouters, 2002). Hodnocení stavu za použití FFMI a BMI ukazuje tabulka č. 6. Podle Ischaki a kol. (2007) je FFMI dokonce lepším prediktorem nutričního stavu pacienta než BMI. Metody sloužící ke stanovení netukové tělesné hmotnosti jsou duální rentgenová absorpce a bioimpendační analýza. Tabulka č. 6: Hodnocení stavu podle FFMI a BMI (Schols, 2009) FFMI Muži < 16 Ženy < 15 Muži > 16 Ženy > 15 BMI < > 30 kachexie sarkopenie sarkopenie nemožné podvýživa norma nadváha obezita FFMI index netukové hmoty, BMI body mass index DEXA duální rentgenová absorpce Princip metody spočívá v odlišné absorpci rentgenového záření, dvou různých vlnových délek o velmi nízké intenzitě, tukovou tkání, svalovou tkání a kostmi. Nevýhodou této metody je finanční náročnost na přístrojovou techniku a nemožnost jejího využití v terénních studiích (Bužga a kol., 2012). Miller a kol. (2009) se snažili porovnat různé metody stanovení složení těla (zejména FFM) u pacientů s CHOPN. Všechny metody stanovení FFMI korelovaly s DEXA, ovšem všechny hodnotu FFMI významně nadhodnocovaly. Zjištěná průměrná hodnota hydratace FFM, a to stanovená jak pomocí BIA, tak metodou diference, se významně lišila od fixního hydratačního koeficientu 17

18 (0,73). Z výsledků vyplývá, že přímé stanovení FFM pomocí DEXA by mělo být preferovanou metodou stanovení složení těla u pacientů s CHOPN BIA bioimpendační analýza Tato metoda je založena na rozdílném odporu tukové tkáně a svalstva při průchodu elektrického proudu. Pro měření je využíván střídavý proud o nízké intenzitě 400 až 800 µa a frekvenci 1 až 1000 khz. Metoda BIA je pro vyšetřovaného i vyšetřujícího nenáročná. Avšak přesnost měření závisí zejména na adekvátní hydrataci organismu a uspořádání elektrod (Bužga a kol., 2012). Ve studii Doré a kol. (2000) byly dvě metody stanovení složení těla u pacientů s CHOPN antropometrické stanovení tloušťky 4 kožních řas a bioelektrická impedanční analýza (BIA), jejíž validita u těchto pacientů dříve nebyla zjišťována. Stanovení FFM pomocí obou metod dobře korelovalo. Vzhledem k tomu, že antropometrické měření u starších osob není spolehlivé, je vhodné použít BIA pro stanovování FFM u pacientů s CHOPN Kaliperace Správným tahem kožní řasy na stanovených místech těla a stisknutím kaliperu, který bývá nejčastěji v rozměrech 0-80 mm, se změří síla podkožní řasy. Měření na více místech těla snižuje chybu stanovení množství podkožního tuku, neboť u některých jedinců dochází k nerovnoměrnému rozdělení tuku v podkoží. Metoda odhaluje hodnotu podkožního tuku, kterého je v subkutánní tkáni až 50 % (Provazník a kol., 2004) Měření tělesných obvodů Měření tělesných obvodů se provádí na různých částech těla jako jsou paže, pas, boky, stehna a lýtka. Nejčastěji pomocí běžného krejčovského metru. Obvod pasu je nejjednodušší metodou pro posouzení například kardiovaskulárního rizika (Kunešová, 2004). 18

19 Střední obvod svalstva paže MAMC (Mid Arm Muscle Circumference) se používá pro hodnocení stavu svalových rezerv organismu. Měření obvodu se provádí na levé horní končetině, která je flektovaná do úhlu 90 v místě středu paže. Do konečné rovnice je dosazena ještě tloušťka kožní řasy nad tricepsem (Hronek a kol., 2013). MAMC = AMC (0,314 TSF) MAMC střední obvod svalstva paže, AMC obvod středu paže [cm], TSF tloušťka kožní řasy nad tricepsem [mm] Pro vyhodnocení úbytku svaloviny u mužů a žen pomocí MAMC se používá tabulka č. 7. Tabulka č. 7: Hodnocení úbytku svaloviny pomocí MAMC (DeYoung a kol., 2004) MAMC STAV Fyziologický Úbytek svaloviny Výrazný úbytek svaloviny % standardu Muži 25,5 23,0 20,0 18,0 15,0 12,5 10,0 Ženy 23,0 21,0 18,5 16,0 14,0 11,5 9,0 MAMC střední obvod svalstva paže 3.3 Energetická bilance Náš organismus nepotřebuje energii jen na pohybovou aktivitu, ale energie je vydávána i v klidu. Všechny děje probíhající v našem těle potřebují energii. Pro výživová doporučení je dobré vědět, kolik energie vydáváme v klidových podmínkách a pak i při jednotlivých denních činnostech. Pro energii se používá několik různých jednotek. Nejčastěji se setkáváme s jouly [J], resp. kj. V Americe se častěji používají kalorie [cal], resp. kcal. Při měření energetického výdeje se používá jednotky MET neboli tzv. metabolického ekvivalentu. 19

20 1 MET = 3,5 VO 2 [ml/min/kg] Bazální energetický výdej (BEE basal energy expenditure) je minimální energetická potřeba pro udržení základních fyziologických funkcí (asi kcal/24 hod, což odpovídá asi kj/24hod). Záleží na pohlaví, věku, povrchu těla a fyzické kondici. U sportovců obvykle zjistíme zvýšené hodnoty BEE než u nesportující populace (Bernaciková, 2012). Tomuto stavu za neutrální okolní teploty po dvanáctihodinovém lačnění nejlépe odpovídá situace po probuzení. Z důvodu velmi přísných podmínek při měření BEE došlo k zavedení další veličiny klidového energetického výdeje (REE resting energy expenditure). REE je oproti BEE o několik procent vyšší (Kaňková, 2005). Klidový energetický výdej je přibližně o 10 % vyšší než základní metabolismus. Jedná se o energii, kterou vydáváme v klidových podmínkách (spánek, leh, sed). Pracovní metabolismus pojednává o energii, kterou vydáváme při různých činnostech. Minimální energetický výdej během normální denní aktivity je okolo kcal/24 hod, což odpovídá asi kj/24 hod (Bernaciková, 2012). 3.4 Klidový energetický výdej REE je ovlivňován příjmem potravy. Při nedostatečném příjmu potravy (energie) se snižuje klidový energetický výdej snížením tonu sympatiku, snížením sekrece inzulinu a současně klesá i respirační koeficient (RQ). Pro nadměrný přísun potravy platí opačné vztahy (Hainer a kol., 2011). REE se měří po 30 minutách v klidu, během dne, v termoneutrálním prostředí. V roce 1900 vytvořili Harris a Bennedict rovnici pro výpočet bazálního energetického výdeje za fyziologických podmínek, ve které jsou pro výpočet zakomponovány výška (H), váha (W) a věk (A). Propočtená hodnota odpovídá bazálnímu metabolismu u dospělých bez výskytu jakékoliv patologie. Tento výpočet nelze použít u lidí s nadváhou, obézních, dětí, gravidních a kojících 20

21 žen, u různých patologií, kdy se propočet zpravidla velmi liší od reálné hodnoty získané měřením BEE metodou indirektní kalorimetrie (Hainer a kol., 2011) Harris Bennedictova rovnice: Muži (v kcal/24 hod) BEE = 66, ,7516 W + 5,0033 H 6,755 A Ženy (v kcal/24 hod) BEE = 655, ,5634 W + 1,8496 H 4,6756 A BEE bazální energetický výdej [kcal/24h], W tělesná váha [kg], H výška [cm], A věk Výpočty REE mají význam u klinicky stabilizovaných nemocných, kde vypočtená hodnota koreluje s měřením nepřímou kalorimetrií. U kriticky nemocných dosahuje rozdíl hodnoty vypočtené REE a změřené REE až 40 %. Denní variabilita REE je pro zdravého jedince %, ale denní variabilita REE u nemocných dosahuje až 50 %, z toho vyplývá význam přesného měření REE. Rovnice klidové energetické potřeby obecně podhodnocují aktuální stav a při použití stresových faktorů naopak nadhodnocují energetickou potřebu (Zazula a kol., 2009). REE ovlivňuje rovněž i tonus svalstva, stav po namáhavé fyzické aktivitě, který způsobí zvýšení energetického výdeje po dobu několika hodin, a horečka, která zvyšuje energetický výdej o 13 % na každý stupeň nad 37 C (Hainer a kol., 2011) Přímá kalorimetrie Jde o nákladné vyšetření, kdy je pacient umístěn do uzavřené izolované komory. Počítá se množství tepla, které se z organismu uvolní a ohřeje vodní lázeň (Zadák, 2008). Vytvořené teplo se měří na základě rozdílů teploty vody a vlhkosti vzduchu před vstupem a při výstupu z tepelně izolovaného prostoru (kalorimetru), 21

22 v kterém je osoba měřena. měř Množství mechanické práce lze ze měřit m například pomocí bicyklového ergometru. Touto metodou nelze měřit ěřit vliv příjmu p potravy a nelze určit utilizaci nutričních nutri substrátů (Holeček, 2006) Nepřímá ímá kalorimetrie Nepřímá ímá kalorimetrie je metoda, která umožňuje umož uje objektivně objektivn a aktuálně změřitit energetickou potřebu pot ebu pacienta. Jejím principem je výpočet výpo spotřeby nutričních substrátů ů (tuků, (tuk cukrů, bílkovin) ze spotřebovaného řebovaného kyslíku a vydaného oxidu uhličitého. uhlič Měření ení probíhá pomocí přístroje p kalorimetru.. Liší se podle toho, zda měření ení probíhá pod kanopou nebo u pacientů pacient s umělou lou plicní ventilací pomocí mísící komory (Zadák a Hronek, 2011). Viz. obrázky č. 1 a č. 2. Obrázek č. 1: Přístroj řístroj s mísící komorou (Zadák, 2008) 22

23 Obrázek č. 2: Přístroj s kanopou (Zadák, 2008) K měření je třeba znát množství katabolizovaných proteinů, které je měřeno pomocí odpadu dusíku močoviny. Přístroj vypočítává respirační koeficient (poměr mezi vydaným oxidem uhličitým a spotřebovaným kyslíkem) a na jeho základě kalkuluje metabolickou potřebu nemocného a poměr utilizovaných živin. Po zadání odpadu dusíku v moči a základních antropometrických ukazatelů, přístroj vypočítá tělesný povrch a bazální metabolickou potřebu v kcal. Měření by mělo probíhat alespoň 30 minut, kdy jsou pacienti v ustáleném stavu (steady state). Skutečný sběr dat se může pohybovat mezi 5 15 minutami. Bez ohledu na způsob metody jsou shromážděná data uložena v počítači a připravenaa k analýze (Forrette, 2005). Přístroj vystaví protokol, který obsahuje údaj o produkci CO 2 v ml/min, spotřebu O 2 v ml/min, aktuální metabolickou potřebu v kcal a respirační koeficient. Spočítá v procentech rozdíl mezi bazální a aktuální metabolickou potřebou, neproteinový RQ a utilizaci energetických substrátůů jak v g/24 hodin, tak v procentech celkové potřeby. Metodu lze užít při spontánním dýchání i při umělé plicní ventilaci (Zadák, 2008). 23

24 3.4.4 Utilizace nutričních substrátů Kromě klidového energetického výdeje lze stanovit i utilizaci jednotlivých nutričních substrátů. Utilizace jednotlivých substrátů (%) norma 50 % cukry 35 % tuky 15 % bílkoviny Závažným úskalím této metody však může být situace, kdy v organismu probíhají nekompletní metabolické pochody typu ketogeneze z volných mastných kyselin, glukoneogeneze z bílkovin nebo tvorba laktátu z glukózy. Tehdy metoda nepřímé kalorimetrie pozbývá přesnosti. Jako příklad lze uvést situaci, kdy dochází k syntéze tuku ve formě triacylglycerolů z glukózy. V tomto případě se jedná o energeticky náročnější proces, který přesahuje 25 % energie, která bude následně uvolněna utilizací tohoto substrátu. Při klasickém ukládání přijatého tuku tato energie činí pouze 2 % z celkové energie následně utilizací uvolněné (Svačina a kol., 2008). 3.5 Změny metabolismu u pacientů s CHOPN Onemocnění CHOPN výrazně ovlivňuje celkový stav organismu. U pacientů se středně těžkým až těžkým stádiem onemocnění CHOPN je nejčastějším problémem především snížení hmotnosti a úbytek svalové hmoty, které pacientům zhoršují kvalitu života a vedou k vyššímu riziku úmrtí (Kao, 2011). Tang a kol. (2002) uvádí, že % pacientů s onemocněním CHOPN trpí kachexií. Podvýživa je považována jako nefyziologická ztráta váhy, která může být způsobena mnoha faktory, ať už jde o svalovou dysfunkci, omezení cvičení, faktory podmiňující nerovnováhu mezi kalorickým příjmem a spotřebou, záněty, kouření, špatné pohybové aktivity, hypoxémie, některé léky, stárnutí a řada dalších komorbidit (Gea, 2013). 24

25 Podvýživa může být způsobena také zvýšením energetického výdeje a hypermetabolismu v důsledku zvýšeného úsilí na dýchací svaly a zvýšením spotřeby kyslíku (Vasconcelos a kol., 2002). Mechanismy vedoucí ke ztrátě hmotnosti u pacientů s CHOPN mohou být způsobeny i změnou metabolismu bílkovin nebo systémovým zánětem. To může přispět ke zvýšení klidového energetického výdeje (REE), které může vést až k energetické nerovnováze a ztrátě tukové a netukové hmoty (Kao, 2011). Dříve byla kachexie měřena jen podle ztráty tělesné hmotnosti a na základě toho byla vypočítána hodnota BMI. Ta však neodpovídala přesnému složení těla u měřených pacientů. Dva pacienti o podobném BMI mohou mít odlišné složení těla. Proto se pro úbytek netukové tkáně používá parametr FFMI, který se měří pomocí BIA či DEXA a vyjadřuje podvýživu jako FFMI 16 kg/m 2 u mužů a FFMI 15 kg/m 2 u žen (Schols, 2005). Nutriční stav, REE a fyzický výkon zkoumala studie Sergiho a kol. (2006). Vyšetřovali se pacienti starší 65 let s CHOPN s normální váhou (BMI 18,5 30). Studií byla zjištěna nižší hodnota FFM a také pokles plazmatické koncentrace albuminu. Hodnoty REE vzhledem k FFM nebo tělesné hmotnosti byly vyšší u pacientů s CHOPN. Ve studii bylo hypermetabolických pacientů s CHOPN 60 % (REE > 110 % predikované hodnoty), a v kontrolní skupině jich bylo pouze 13,7 %. Zvýšení REE u pacientů s CHOPN, a to jak samotné REE, tak upravené podle FFM pozorovala i studie Schols a kol. (1991). V ní byly také pozorovány významně nižší hodnoty REE u pacientů se stabilní tělesnou hmotností ve srovnání s pacienty ztrácejícími tělesnou hmotnost. Ve skupině s CHOPN bylo také sledováno vyšší zastoupení hypermetabolických osob (62 % vs. 15 %) ve srovnání s kontrolní skupinou. I studie Creutzberga a kol. (1998) pozorovala zvýšení REE u pacientů s CHOPN. Při korekci REE pomocí FFM bylo hypermetabolických (REE > 110 %) celkem 26 % pacientů s CHOPN. Hypermetaboličtí pacienti byli charakterizováni nižším věkem a celkovou kapacitou plic ve srovnání s normometabolickými, prevalence deplece FFM 25

26 však byla u obou skupin v rozmezí %. Pacienti s deplecí FFM byli charakterizováni vyšším poměrem reziduální objem/celková kapacita plic a nižším maximálním inspiračním tlakem v ústech. Při korekci REE pomocí rovnice HB bylo hypermetabolických pacientů 54 %. Zvýšené energetické nároky mohou být způsobeny zvýšením celkového energetického výdeje (TEE Total daily energy expenditure) nebo snížením energetického příjmu. Je zde možnost, že zvýšená tělesná aktivita (např. při rehabilitaci u pacientů s onemocněním CHOPN), by mohla mít nepříznivé účinky v případě nedostatečného příjmu energie z potravy. TEE je složen z bazálního metabolismu (BEE), termogeneze a fyzické aktivity. Zvýšením BEE se zabývala studie Slinde a kol. (2003), která zkoumala TEE u pacientů s CHOPN a BMI 20 a také studie Goris a kol. (2003). Studie Hugli a kol. (1996) poukazuje na to, že u pacientů se stabilní CHOPN je normální denní energetický výdej i přes zvýšení bazálního metabolismu. Během dne byla fyzická aktivita nižší u pacientů s CHOPN. Domnívá se, že pacienti s CHOPN šetří energii tím, že sníží svoji spontánní úroveň fyzické aktivity. To potvrzuje i studie Tang a kol. (2002), kde nebyly prokázány významné rozdíly TEE mezi CHOPN a zdravými pacienty, i studie Baarens a kol. (1997), která se zabývala REE jak u hypermetabolických, tak i u normometabolických pacientů. Výsledky studie prokázaly zvýšení REE u pacientů s CHOPN, ale změny TEE se u obou skupin významně nelišily. Studie Ramirese a kol. (2012) se zabývala nejen zvýšeným klidovým energetickým výdejem, ale i utilizací nutričních substrátů. Ta považuje stanovení utilizace za dobrý ukazatel toho, který ze substrátů se nejvíce oxiduje a podle něhož mohou být provedeny úpravy dietního plánu. Ve studii došli k závěru, že pacienti s onemocněním CHOPN oproti kontrole více utilizují sacharidy. To připisují faktu, že se zvýšenou oxidací sacharidů se zvyšuje i anaerobní metabolismus. Pokud se sacharidy oxidují bez přítomnosti kyslíku, jsou generovány pouze 2 molekuly ATP/mmol sacharidů (v přítomnosti kyslíku se vytvoří až 36 molekul ATP). Z tohoto důvodu CHOPN oxidují více sacharidů, aby se jejich hodnoty blížily normálním hodnotám ATP. 26

27 4. Experimentální část 4.1 Studie a charakteristika pacientů Studie se zabývala klidovým energetickým výdejem a utilizací nutričních substrátů u pacientů s onemocněním chronické obstrukční nemoci. Vyšetření pacientů probíhalo ve Fakultní nemocnici v Hradci Králové na Oddělení klinické fyziologie výživy a metabolismu (Centrum pro výzkum a vývoj FN HK) pod odborným dohledem vedoucího této práce PharmDr. Miroslavem Kovaříkem, Ph.D. a PharmDr. Miloslavem Hronkem, Ph.D. Na výzkumu dále spolupracovali MUDr. Vladimír Koblížek, Ph.D. z plicní kliniky, který se podílel na přísunu pacientů do této studie a MUDr. Ladislava Pavlíková z Ústavu klinické biochemie a diagnostiky z osteocentra. Výzkum probíhal v období od prosince 2011 do prosince 2012 jako pokračovaní a rozšíření předchozí diplomové práce Mgr. Martina Jenšíka Klidový energetický výdej u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí I.", která se zabývala porovnáváním klidového energetického výdeje především u mužů a žen. Tato diplomová práce se zabývá nejen porovnáváním klidového energetického výdeje mezi muži a ženami, ale je navíc rozšířena i o kontrolní skupinu (tvořenou zdravými jedinci), která je porovnávána se skupinou s onemocněním CHOPN. Pacienti docházeli na měření ambulantně, většinou po vyšetření na plicní klinice u MUDr. Koblížka. Vyšetření probíhalo zhruba hodinu v čase od 7. do 10. hodiny ranní. Pacienti byli vyšetřeni pouze jednou. Celkové vyšetření obsahovalo nepřímou kalorimetrii, antropometrická vyšetření, bioimpedanci, měření krevního tlaku, dynamometrii a spirometrii. Celkem se dostavilo 20 pacientů. Z tohoto počtu bylo 8 žen a 12 mužů. S onemocněním CHOPN bylo 11 pacientů a kontrolní skupina obsahovala 9 pacientů. 27

28 4.2 Metodika Měření pacientů probíhalo na přístroji Vmax Serie, V6200 Autobox, SensorMedics Corporation, California, USA, jenž vypočítává klidový energetický výdej z Weirovy formule. Viz. kapitola Před začátkem vyšetření pacientů bylo zapotřebí zapnout přístroj a správně ho nakalibrovat. Kalibrování bylo nejdříve prováděno ručně a poté automaticky. Pacienti docházeli po 12 hodinovém lačnění. Samotné měření trvalo přibližně 15 minut pod kanopou (viz. obrázek č. 2), probíhalo vleže, po 30 minutách v klidu, v bdělém stavu, během měření bylo nutné dosáhnout ustáleného stavu (steady state). V místnosti se muselo řádně vyvětrat na teplotu mezi C. Během měření by se nemělo mluvit, chodit kolem vyšetřované osoby, otevírat dveře. Reakce pacienta na různé rušivé elementy by měnila respiraci a tím i výsledky měření. Po naměření hodnot klidového energetického výdeje se pokračovalo měřením hmotnosti a výšky pacienta a měření podkožního tuku kaliperací Metoda stanovení podkožního tuku Využívá stanovení podkožního tuku pomocí měření tloušťky kožních řas (Provazník a kol., 2004). Jedná se o řasy: subskapulární (pod lopatkou) řasa na zádech pod dolním úhlem lopatky ve směru od páteře šikmo dolů v úhlu 45, ramena uvolněná, paže visí volně podél těla nad tricepsem (nad trojhlavým svalem pažním) svislá řasa v polovině vzdálenosti mezi nadpažkem a hrotem lokte, paže visí volně podél těla suprailiakální (nad hřebenem kosti kyčelní) nad okrajem hřebenu kosti kyčelní v přední axilární čáře nad bicepsem (nad dvojhlavým svalem pažním) nad vrcholem bříška bicepsu, paže visí volně s dlaní orientovanou dopředu 28

29 Dle rovnic Siriho a Durina Womersleyho se dá vypočítat množství FM a FFM s využitím jednotlivých parametrů. Viz. tabulka č. 8 a tabulka č. 9. Tabulka č. 8: Výpočet hustoty těla pomocí rovnice Durina Womersleyho (upravená tabulka dle Durin a Womersley, 1974) Výpočet hustoty těla pomocí rovnice Durina Womersleyho Věk (roky) Muži Ženy > 50 D = 1,1715 (0,0779 L) D = 1,339 (0,0645 L) D hustota těla [g/ml], L logaritmus sumy 4 kožních řas [mm] Tabulka č. 9: Výpočet množství FM a FFM dle Siriho rovnice (Siri, 1961) Výpočet množství FM a FFM dle Siriho rovnice Výpočet procenta tukové tkáně FM [%] = 495/D [g/ml] 450 Výpočet množství tukové tkáně FM [kg] = W [kg] (495/D [g/ml] 450) Výpočet množství netukové tkáně FFM [kg] = W [kg] FM [kg] Výpočet indexu tukové tkáně FMI = FM [kg] / H [m] 2 Výpočet indexu netukové tkáně FFMI = FFM [kg] / H [m] 2 D hustota těla [g/ml], W tělesná hmotnost [kg], H výška [m], FM tuková hmota, FFM netuková hmota, FMI index tukové hmoty, FFMI index netukové hmoty 29

30 4.2.2 Výpočet respiračního koeficientu Respirační koeficient RQ, vyjadřuje podíl objemu vydechovaného oxidu uhličitého ku vdechovanému kyslíku a je pro jednotlivé živiny odlišný. VCO RQ = VO 2 2 RQ respirační koeficient, VCO 2 vydechovaný oxid uhličitý [l/den], VO 2 vdechovaný kyslík [l/den] RQ sacharidů 1,00; RQ tuků - 0,70; RQ proteinů - 0,82 Hodnota RQ však závisí i na jiných vlivech než jsou poměry utilizovaných živin. RQ ne vždy informuje přesně o tom, co je v těle metabolizováno za živiny a jeho hodnota může stoupnout nad 1,0 nebo klesat pod 0,7. Tyto výkyvy mohou být způsobeny řadou faktorů jako je hyperventilace/hypoventilace, metabolická acidóza/alkalóza, hladovění (Holeček, 2006). RQ jednotlivých živin: a) Oxidace sacharidů : Probíhá podle následující rovnice: C 6 H 12 O C H 2 O Z rovnice lze vypočítat, že na oxidaci 1 g glukózy je potřeba 0,747 l kyslíku za vzniku 0,747 l oxidu uhličitého. 6CO RQcukrů = 6O 2 2 = 1 b) Oxidace tuků Tuky v porovnání se sacharidy obsahují v 1 molu méně uhlíků. Oxidace probíhá následovně: 2 C 57 H 110 O C H 2 O 30

31 114CO RQlipidů = 163O 2 2 = 0,7 Na oxidaci 1 g tuku je potřebné 2,029 l kyslíku a vznikne 1,43 l oxidu uhličitého. Nižší hodnota u tuků je dána tím, že molekula mastných kyselin obsahuje málo kyslíku vůči celkovému uhlíku a proto se také spotřebuje mnohem více kyslíku přijatého dýcháním na jejich oxidaci. c) Oxidace bílkovin V případě bílkovin je situace složitější, protože nelze zcela přesně stanovit jejich chemickou strukturu. Protože v případě bílkovin probíhá neúplný metabolismus, koriguje se RQ na množství metabolizovaných bílkovin a pak se pracuje s tzv. nebílkovinným RQ (nebílkovinná část celkového RQ). Přesnou hodnotu zoxidovaných bílkovin můžeme vypočítat stanovením množství odpadního dusíku ve formě urey v moči (UN), když víme, že 1 g dusíku z moči představuje oxidaci 6,25 g proteinů za spotřeby 5,92 l O 2 a uvolnění 4,75 l CO 2 (Zadák a Hronek, 2011). Oxidace bílkovin (v g/24 hod) = 6,25 UN Výpočet nebílkovinného RQ: VCO NRQ = VO 2 4,8 UN 5,9UN 2 nrq nebílkovinný respirační koeficient, VCO 2 vydechovaný oxid uhličitý [l/den], VO 2 vdechovaný kyslík [l/den], UN odpad dusíku v moči [g/den] Výpočet energetického výdeje Tak jako lze na základě stanovení spotřeby kyslíku, RQ a dusíku vyloučeného ve formě močoviny vypočítat množství kyslíku spotřebovaného při oxidaci jednotlivých živin, lze dále i s použitím energetických ekvivalentů kyslíku pro oxidaci jednotlivých živin spočítat energetický výdej (Holeček, 2006). 31

32 Výpočet energetického výdeje lze vypočítat pomocí Weirovy rovnice (1949): REE = VO 2 (3,94) + VCO 2 (1,11) UN (2,17) VO 2 vdechovaný kyslík [l/den], VCO 2 vydechovaný oxid uhličitý [l/den], UN odpad urey (g/den) stanoveno z moči Nejmodernější indirektní kalorimetry mají software pro výpočet energetického výdeje a utilizace substrátů naprogramovaný na rovnice, které uvedené parametry vyhodnocují v závislosti na hodnotách nebílkovinného RQ (nrq) a podstatnou měrou zpřesňují výsledky měření. Hodnota klidového energetického výdeje (REE) se vypočítá na základě následujících vztahů. Viz. tabulka č. 10. Tabulka č. 10: Hodnota klidového energetického výdeje (REE) (Zadák a Hronek, 2011) Hodnota klidového energetického výdeje Je-li nrq < 0,706 Je-li nrq < 1,0 Je-li nrq > 1,0 REE = {(4360 VO 2 ) + (450 VCO 2 )} 1,44 1,57 UN REE = {(3940 VO 2 ) + (1106 VCO 2 )} 1,44 2,17 UN REE = {(3818 VO 2 ) + (1223 VCO 2 )} 1,44 1,994 UN nrq nebílkovinný respirační koeficient, REE klidový energetický výdej, VCO 2 vydechovaný oxid uhličitý [l/den], VO 2 vdechovaný kyslík [l/den], UN odpadní dusík v moči [g/den] Není-li možné stanovit hodnotu odpadního dusíku, použijí se rovnice uvedené v tabulce č

33 Tabulka č. 11: Hodnocení klidového energetického výdeje (REE), není-li možno stanovit hodnotu odpadního dusíku (Zadák a Hronek, 2011) Hodnota klidového energetického výdeje, není-li možné stanovit hodnotu odpadního dusíku: Je-li nrq < 0,706 REE = {(4200 VO 2 ) + (494 VCO 2 )} 1,44 Je-li nrq < 1,0 REE = {(3940 VO 2 ) + (1106 VCO 2 )} 1,44 Je-li nrq > 1,0 REE = {(3677 VO 2 ) + (1342 VCO 2 )} 1,44 nrq nebílkovinný respirační koeficient, REE klidový energetický výdej, VCO 2 vydechovaný oxid uhličitý [l/den], VO 2 vdechovaný kyslík [l/den], UN odpadní dusík v moči [g/den] Výpočet utilizace nutričních substrátů Pro vyhodnocení utilizace substrátů bylo nutné stanovit množství odpadu dusíku vyloučeného ve formě močoviny v moči za 24 hodin. Pro dosazování hodnot do Harris Bennedictovy rovnice (viz. kapitola č ) bylo potřeba ještě dosadit hodnoty hmotnosti a výšky. Existuje několik výpočtů ke stanovení utilizace nutričních substrátů, jejich základem je hodnota nebílkovinného respiračního koeficientu nrq (Zadák, 2008). Viz. tabulky č. 12 č. 17. a) Podíl ze sacharidů (CHO) Tabulka č. 12: Výpočet utilizace sacharidů v g/den (Zadák a Hronek, 2011) Výpočet utilizace sacharidů v g/den Je-li nrq < 0,706 Je-li nrq < 1,0 Je-li nrq > 1,0 CHO = - 3,590 VCO ,540 VO ,050 UN CHO = 4,115 VCO ,909 VO ,539 UN CHO = - 0,187 VCO ,393 VO ,892 UN nrq nebílkovinný respirační koeficient, CHO utilizace sacharidů [g/den], VCO 2 vydechovaný oxid uhličitý [l/den], VO 2 vdechovaný kyslík [l/den], UN odpadní dusík v moči [g/den] 33

34 Tabulka č. 13: Výpočet utilizace sacharidů kcal/den (Zadák a Hronek, 2011) Výpočet utilizace sacharidů v kcal/den Je-li nrq < 0,706 CHO_K = CHO 1,72 Je-li nrq < 1,0 CHO_K = CHO 4,18 Je-li nrq > 1,0 CHO_K = CHO 4,18 nrq nebílkovinný respirační koeficient, CHO_K utilizace sacharidů [kcal/den], CHO utilizace sacharidů [g/den] b) Podíl z tuků (FAT) Tabulka č. 14: Výpočet utilizace lipidů g/den (Zadák a Hronek, 2011) Výpočet utilizace lipidů v g/den Je-li nrq < 0,706 Je-li nrq < 1,0 Je-li nrq > 1,0 FAT = 0,70 VCO ,39 UN FAT = 1,689 VO ,689 VCO ,943 UN FAT = 1,689 VO ,689 VCO ,943 UN nrq nebílkovinný respirační koeficient, FAT utilizace lipidů [g/den], VCO2 vydechovaný oxid uhličitý [l/den], VO2 vdechovaný kyslík [l/den], UN odpadní dusík v moči [g/den] Tabulka č. 15: Výpočet utilizace lipidů kcal/den (Zadák a Hronek, 2011) Výpočet utilizace lipidů v kcal/den Je-li nrq < 0,706 FAT_K = FAT 9,46 Je-li nrq < 1,0 FAT_K = FAT 9,46 Je-li nrq > 1,0 FAT_K = FAT 1,089 nrq nebílkovinný respirační koeficient, FAT utilizace lipidů [g/den], FAT_K utilizace lipidů [kcal/den] 34

35 c) Podíl z bílkovin (PRO) Tabulka č. 16: Výpočet utilizace bílkovin v g/den (Zadák a Hronek, 2011) Výpočet utilizace bílkovin v g/den 0,65 < nrq < 1,25 PRO = 6,25 UN nrq nebílkovinný respirační koeficient, PRO utilizace proteinů [g/den], UN odpadní dusík v moči [g/den] Tabulka č. 17: Výpočet utilizace bílkovin v kcal/den (Zadák a Hronek, 2011) Výpočet utilizace bílkovin v kcal/den 0,65 < nrq < 1,25 PRO_K = 4,32 PRO nrq nebílkovinný respirační koeficient, PRO utilizace proteinů [g/den], PRO_K utilizace proteinů [kcal/den] d) Celkový klidový energetický výdej TOT_KCAL = CHO_K + FAT_K + PRO_K TOT_KCAL utilizace sacharidů; celkový energetický výdej získaný vycházející z utilizace nutričních; [kcal/den], CHO_K utilizace sacharidů; [kcal/den], FAT_K utilizace tuků; [kcal/den], PRO_K utilizace proteinů; [kcal/den] 4.3 Statistické zpracování dat Statistické vyhodnocení bylo provedeno pomocí Microsoft Excel 2007 a GraphPad Prism 6.0. Výsledky jsou uváděny jako průměr ± směrodatná odchylka nebo medián (25% percentil; 75% percentil) v případě vyloučení normality dat. U všech parametrů bylo provedeno testování normality dat D'Agostinovým a Pearsonovým testem. Pro porovnání mezi skupinou s onemocněním CHOPN a kontrolní skupinou bylo provedeno testování shody rozptylu (F test), t test se provedl u dat s normálním rozdělením 35

36 a Mann Whitneyův test v případě vyloučení normality dat. Korelace byly provedeny pomocí Pearsonových nebo Spearmanových (v případě vyloučení normality dat) korelačních koeficientů. Pro testování statistických hypotéz byla zvolena hladina významnosti P 0,05. 36

37 5. Výsledky 5.1 Základní parametry pacientů Studie se celkem zúčastnilo 20 pacientů. S onemocněním CHOPN bylo 11 pacientů a 9 pacientů bylo bez onemocnění CHOPN, tedy kontrolní skupina. Z celkového počtu pacientů s CHOPN byly pouze 3 ženy a 8 mužů. Průměrný věk byl 66 ± 7 let, z toho ženy 64 ± 4 let a muži 69 ± 13 let. Hmotnost pacientů byla v průměru 85,8 ± 24,2 kg, u mužů byla vyšší hmotnost oproti ženám a i výška se v porovnání mezi muži a ženami prokázala jako statisticky významně rozdílný parametr. Hodnoty jsou uvedené v tabulce č. 18. Kontrolní skupina obsahovala celkem 9 pacientů. Z toho 5 žen a 4 muže. Průměrný věk byl 62 ± 4 let, u žen se pohyboval 61 ± 4 let a u mužů 64 ± 3 let. Hmotnost pacientů kontrolní skupiny se pohybovala v rozmezí 81,5 ± 15,0 kg, u žen 74,9 ± 12,0 kg, u mužů 89,7 ± 15,7 kg. Výška mužů byla významně větší než žen. V porovnání skupiny CHOPN s kontrolními pacienty, nebyly výrazné rozdíly v těchto parametrech. Přesné hodnoty jsou uvedeny taktéž v tabulce č. 18. Tabulka č. 18: Základní parametry pacientů s CHOPN a kontrolní skupinou Věk [roky] Výška [cm] Hmotnost [kg] CHOPN celkem (n=11) 66 ± 7 173,8 ± 9,7 85,8 ± 24,2 CHOPN muži (n=8) 64 ± 4 178,9 ± 3,1 96,9 ± 16,7 CHOPN ženy (n=3) 69 ± ,2 ± 7,7 56,0 ± 11,7 Kontrola celkem (n=9) 62 ± 4 171,1 ± 6,2 81,5 ± 15,0 Kontrola muži (n=4) 64 ± 3 176,3 ± 5,5 89,7 ± 15,7 Kontrola ženy (n=5) 61 ± 4 166,9 ± 2,5 74,9 ± 12,0 - nepárový t test muži vs. ženy P 0,05 Krevní tlak u pacientů s CHOPN byl v normálu a ani u kontrolní skupiny nedocházelo k jeho zvýšení či snížení. Nebyly zde patrné rozdíly v porovnání mezi skupinami. Přesné hodnoty jsou uvedeny v tabulce č

38 Tabulka č. 19: Krevní tlak u CHOPN a kontrolní skupiny TK systolický TK diastolický [mm Hg] [mm Hg] Pulz CHOPN celkem (n=11) 134 ± (77; 91) 68 ± 10 CHOPN muži (n=8) 137 ± (79; 89) 67 ± 11 CHOPN ženy (n=3) 128 ± (76; 122) 72 ± 4 Kontrola celkem (n=9) 139 ± (81; 91) 67 ± 9 Kontrola muži (n=4) 138 ± 7 86 (79; 91) 64 ± 11 Kontrola ženy (n=5) 140 ± (81; 97) 69 ± 8 TK tlak krve 5.2 Hodnoty složení těla Stanovení hodnot složení těla je důležité především v závislosti na prokazatelný úbytek svalové hmoty v důsledku onemocnění CHOPN. Dle našich výsledků se množství FM celkově nesnížilo, ovšem v porovnání byl patrný trend vyšších hodnot u mužů než u žen s CHOPN. U kontrolní skupiny bylo naopak množství FM zvýšené u žen oproti mužům, tyto hodnoty však nedosáhly statistické významnosti. U CHOPN byl pozorován trend zvýšení hodnot FFM. Rozdíly hodnot FFM v porovnání mezi muži a ženami byly statisticky významné a došlo ke zvýšení FFM u mužů oproti ženám. Statisticky významný rozdíl byl prokázán i u hodnot BSA, v porovnání CHOPN s kontrolou u podskupiny žen, tak i v porovnání mezi muži a ženami v jednotlivých skupinách. Kompletní hodnoty jsou uvedené v tabulce č