Stress Metabolik dan kebutuhan nutrien

1. Stress Metabolikdankebutuhannutrien Prof drNurIndrawatyLiputo, PhD BagianIlmuGizi

2. StresMetabolik • Sepsis (infeksi) • Trauma (termasuklukabakar) • Tindakanbedah • Once the systemic response is activated, the physiologic and metabolic changes that follow are similar and may lead to septic shock.

3. Neurotransmiterdanhormon yang mempengaruhipusatmakandanpusatkenyangdihipotalamus

4. Infeksi, demam dan anoreksia • Keadaan inflamasi  sitokin  adalah peptida yang bersifat katabolik  anoreksia • Kolesistokinin (CCK): katabolik febrigenesis yang menimbulkan anoreksia, meningkatkan metabolisme dan temperatur • Leptin akan memicu pengeluaran sitokin dan peptida katabolik lain  anoreksia • MSH dan corticotropin releasing factor: memicu mekanisme adaptif katabolik

5. Hypermetabolic Response to Stress—Cause Algorithm content developed by John Anderson, PhD, and Sanford C. Garner, PhD, 2000.

6. Immediate Physiologic and Metabolic Changes after Injury or Burn ADH, Antiduretic hormone; NH3, ammonia.

7. Keadaan hiperkatabolik • Keadaan hiperkatabolik: dipicu oleh karena diproduksinya berbagai mediator akibat adanya trauma, sepsis, dan sakit lanjut • Munculan: kehilangan protein yang progresif, gangguan metabolisme karbohidrat, peningkatan oksidasi lemak, peningkatan volume ekstraseluler •  organ failure •  tapi juga berperan dalam proses perbaikan dan menurunkan infalamasi

8. Respon metabolik pada Trauma dan keadaan sakit • Moore dkk menemukan terjadi peningkatan ekskresi nitrogen, kalium dan fosfor di urin setelah terjadi trauma • Zat gizi yang sama yang ada di otot • Moore dkk berkesimpulan terdapat dua fase setelah terjadi trauma: fase ebb dan fase flow

9. Hypermetabolic Response to Stress—Pathophysiology Algorithm content developed by John Anderson, PhD, and Sanford C. Garner, PhD, 2000.

10. Trauma • Setelah trauma terdapat 2 fase • Ebb Phase : respon seketika setelah trauma • Flow Phase: Fase setelah ebb phase berakhir

11. Ebb Phase: • Instabilitas hemodinamik, ekstremitas dingin, hipometabolik • Waktu: bervariasi, 12-24 jam, paling lama 3 hari • Tergantung cukupnya resusitasi cairan • Cardiac output menurun • Konsumsi oksigen berkurang • Penggunaan substrat menurun • Penurunan fungsi sel

12. Ebb Phase • Immediate—hypovolemia, shock, tissue hypoxia • Decreased cardiac output • Decreased oxygen consumption • Lowered body temperature • Insulin levels drop because glucagon is elevated.

13. Flow Phase • Follows fluid resuscitation and O2 transport • Increased cardiac output begins • Increased body temperature • Increased energy expenditure • Total body protein catabolism begins • Marked increase in glucose production, FFAs, circulating insulin/glucagon/cortisol

14. Flow Phase: • Peningkatan cardiac put • Peningkatan expenditure, • Peningkatan ekskresi nitrogen • Peningkatan hormon katekolamin, kortisol dan glukagon • Peningkatan mobilisasi asam amino dan asam lemak dari perifer •  Bertujuan mempercepat perbaikan

15. Fase Flow • Respon metabolik yang dapat mengubah penggunaan energi dan protein • Untuk menjaga fungsi organ • Dan memperbaiki kerusakan jaringan • Peningkatan konsumsi oksigen, tingkat metabolisme

16. Hormonal and Cell-Mediated Response • Terjadipeningkatansignifikanproduksiglukosadan uptake sekunderglukoneogenesis, dan — Peningkatan level hormon — Peningkatan uptake asam amino hepatik — Sintesa Protein — Percepatanpemecahan protein otot

17. Skeletal Muscle Proteolysis From Simmons RL, Steed DL: Basic science review for surgeons, Philadelphia, 1992, WB Saunders.

18. Metabolic Response to Trauma Fatty Acids Glucose Amino Acids Fatty Deposits Liver & Muscle (glycogen) Muscle (amino acids) Endocrine Response

19. Metabolic Response to Trauma 28 24 20 16 12 8 4 0 Nitrogen Excretion (g/day) 10 20 30 40 Days Long CL, et al. JPEN 1979;3:452-456

20. Major Surgery Cirugía mayor Moderate to Severe Burn Quemadura moderada a grave Nitrogen Loss in Urine Severe Sepsis Sepsis grave Infecci Infection ó n Cirug Elective Surgery í a electiva Basal Metabolic Rate Severity of Trauma: Effects on Nitrogen Losses and Metabolic Rate Adapted from Long CL, et al. JPEN 1979;3:452-456

21. Metabolic Changes in Starvation From Simmons RL, Steed DL: Basic science review for surgeons, Philadelphia, 1992, WB Saunders.

22. Starvation vs. Stress • Respon Metabolik thd stress berbeda dg respon terhadap kelaparan. • Starvation = penurunan energi expenditure, menggunakan energi alternatif, penurunan protein wasting, penggunaan cadangan glikogen pada 24 jam pertama • Late starvation = fatty acids, ketones, and glycerol provide energy for all tissues except brain, nervous system, and RBCs

23. 12 Normal Range 8 Nitrogen Excretion (g/day) Partial Starvation 4 Total Starvation 10 20 30 40 0 Days Energy Expenditure in Starvation Long CL et al. JPEN 1979;3:452-456

24. Ebb Phase Flow Phase Energy Expenditure Time Metabolic Response to Trauma Cutherbertson DP, et al. Adv Clin Chem 1969;12:1-55

25. Hormonal Stress Response • Aldosterone—corticosteroid menyebabkanretensi sodium • Antidiuretic hormone (ADH)—merangsangabsorpsi air di tubular renal • Mempertahankan air dangaranuntukmenunjangsirkulasi volume darah

26. Hormonal Stress Response—cont’d • ACTH—acts on adrenal cortex to release cortisol (mobilizes amino acids from skeletal muscles) • Catecholamines—epinephrine and norepinephrine from renal medulla to stimulate hepatic glycogenolysis, fat mobilization, gluconeogenesis

27. Cytokines • Interleukin-1, interleukin-6, and tumor necrosis factor (TNF) • Released by phagocytes in response to tissue damage, infection, inflammation, and some drugs and chemicals

28. Pemakaian energi • Pada fase flow, pemakaian energi meningkat, seiring peningkatan tingkat metabolisme • Konsumsi oksigen bertambah, seiring bertambahnya oksidasi zat gizi mayor (karbohidrat, lemak dan asam amino) • Peningkatan sesuai dengan besarnya trauma: minimal hingga dua kali lipat pada luka bakar 40%

29. Dasar penatalaksanaan: menjaga hemodinamik, optimalisasi strategi ventilasi, pemberian cairan, mengontrol fungsi organ, dan pemberian nutrisi

30. Peningkatan tingkat metabolisme  mobilisasi simpanan energi • Glikogen (cadangan karbohidrat): menurun dalam 24 jam setelah trauma • simpanan lemak dan protein menjadi sumber energi utama •  glukoneogenesis

31. Peningkatan ekskresi nitrogen dalam bentuk urea, sesuai besarnya trauma • Juga dalam bentuk kreatinin, ammonia, asam urat, dan asam amino •  kehilangan massa otot signifikan setelah trauma

32. Cadangan lemak juga termobilisasi dan teroksidasi pada keadaan hipermetabol • Peningkatan hormon glukokortikoid, katekolamin, dan glukagon

33. Metabolisme Protein • Protein adalah salah satu cadangan energi • Pada trauma, cadangan ini termobilisasi • Terjadi pengeluaran asam amino dari dari perifer dan peningkatan ekskresi nitrogen • Peningkatan sesuai luas dan beratnya trauma • Terjadi keseimbangan nitrogen negatif • Sesuai juga dengan peningkatan konsumsi oksigen

34. Kehilangan protein jika tidak cepat dikoreksi akan menyebabkan hilangnya massa otot dan berikutnya  disfungsi atau kegagalan organ • Terjadi peningkatan pemecahan protein terutama myofibrilar protein, berkurangnya sintesis protein dan pencegahan pengambilan protein • Melibatkan: glukortikoid, sitokin, Tumor Necrosis Factor (TNF), interleukin-1 (IL-1)

35. Metabolisme glukosa • Pada sepsis dan trauma terjadi hiperglikemia • Oleh karena adanya glukoneogenesis di hepar dan penurunan uptake glukosa oleh karena penurunan insulin • Pada fase ebb, insulin berkurang tapi meningkat setelah fase flow namun tetap relatif rendah dibanding normal

36. Gangguan metabolisme glukosa mengurangi uptake glukosa oleh otot rangka dan perubahan glukosa menjadi asam lemak di jaringan adiposa • Terjadi keadaan resistensi insulin perifer • Adanya kortisol dan katekolamin gagal menghambat lajunya glukoneogenesis dan glikogenolisis • Hal ini perlu untuk menjaga ketersediaan glukosa untuk organ seperti: SSP, ginjal, jaringan luka dan sel darah yang penting untuk kelangsungan hidup

37. Selama respon stress, sumber glukosa lain adalah glikolisis anaerob pada otot dan jaringan hipoksis (luka) yang memproduksi laktat • Laktat dapat diubah menjadi glukosa dengan Cory Cycle yang meningkat pada luka bakar dan trauma • Pada luka bakar: laktat adalah substrat glukoneogenik terpenting

38. Metabolisme lemak • Lemakadalahsumberenergiutama • Pada stress dan trauma, mobilisasidanpenggunaanlemakdapatmenjaga agar cadangan protein tidakcepatberkurang • Leptin, hormon yang men-stimulasioksidasiasamlemak, berhubungandengansitokinadalah stress-related hormone

39. Leptindansitokin peningkatanasamlemakbebasdantrigliseridapadadarah • Pada stress dan trauma, lebihbanyakterjadioksidasilemaksebagaisumberenergi • Yang ditandaipenurunan Respiratory Quotient  oksidasilemak. RQ Normal; 0,85 • Peningkatanjumlahasamlemakdapatmenjadisumberenergiuntukberbagaijaringan, kecualidarahdanotak

40. Hypermetabolic Response to Stress—Medical and Nutritional Management Algorithm content developed by John Anderson, PhD, and Sanford C. Garner, PhD, 2000. Updated by Maion F. Winkler and Ainsley Malone, 2002.

41. SelamatUjian…