Metabolickou bilancí se rozumí rovnováha mezi příjmem a výdejem látky (veličiny), která souvisí s metabolismem organismu. Výpočty metabolických bilancí se uplatňují u řady chorob, které narušují různými způsoby vnitřní prostředí a energetický metabolismus nemocného, přičemž odpověď organismu na tyto změny je obdobná (uniformní). U takových chorob, jako je např. rozvrat vnitřního prostředí (minerálního a vodního hospodářství) např. u pacientů s jaterní cirhózou v terminálním stadiu, s dekompenzovaným diabetes mellitus, renálním selháním nebo u pacientů s nutností užití arteficiální výživy. Nejčastěji jsou prováděny tyto bilanční výpočty:

bilanční sledování vody,
bilance základních minerálů (Na⁺, K⁺, ostatní minerály méně často),
bilanční sledování dusíku,
energetická bilance - bilance přijaté a vydané energie.

Metabolické bilance umožní klinickému lékaři získat řadu informací o vývoji energetické a metabolické situaci v organismu a posuzovat vývoj katabolického stavu v čase. Metabolické bilance u kriticky nemocných pacientů umožní optimální vedení arteficiální výživy, optimalizaci dodávky dusíku a minerálů. Žádné jednotlivé biochemické vyšetření ani klinické vyšetření samo o sobě nedokáže metabolické bilance nahradit.

Bilance vody

Nejpoužívanější je bilanční sledování celkové vody. Můžeme-li sledovat perorální a parenterální přívod tekutin u nemocného a současně měřit diurézu a případně měřit nebo alespoň odhadovat extrarenální ztráty tekutin, lze bez problémů hodnotit vodní bilanci. Není-li sledování výše zmíněných parametrů příjmu a výdeje tekutin z technických nebo praktických důvodů možné, spokojíme se s monitorováním hmotnosti pacienta. Současné technické vybavení metabolicky zaměřených jednotek intenzivní péče umožňuje sledování hmotnosti v pravidelných intervalech i u pacientů ve velmi těžkém stavu. Spolu se sledováním klinických známek hypo- nebo hyperhydratace pacienta nám mohou výše zmíněné způsoby sledování vodní bilance pomoci zabránit dehydrataci nebo převodnění pacienta.

Bilance dusíku

Potřeba dusíku a jeho bilance je základním faktorem, který je potřeba zjišťovat a monitorovat zejména u pacientů, kteří jsou odkázáni na některý typ arteficiální výživy. U středního a těžšího stressu se doporučuje podávat asi 240 mg dusíku (N) na kg a den, což odpovídá 16,8 g N pro pacienta o hmotnosti 70 kg. V poslední době dochází k příklonu k podávání nižších dávek dusíku – u nemocného o hmotnosti kolem 70 kg se doporučuje příjem dusíku ne vyšší než 10 g/24 hodin. Na tomto místě je nutné konstatovat, že názory na množství podávaného dusíku se v poslední době velmi různí. U každého konkrétního stavu (např. při těžkém hyperkatabolismu) je několik názorů na množství podávaného dusíku a současně poměru dusíku a nebílkovinné energie. Ztráty dusíku močí jsou ukazatelem míry zátěže organismu a míry katabolismu. Odpad dusíku do moči je zpravidla přímo úměrný množství přívodu dusíku. Přívod dusíku má být v poměru 1 g N : 630 kJ nebílkovinného původu, není-li současně insuficience jater nebo ledvin.

Ztráty dusíku za 24 hodin můžeme v moči měřit přímo – např kjeldalizací. Tato metoda je sice nejsprávnější, ale pro značnou pracnost se v praxi neužívá

Výpočet dusíkové bilance

Příjem N v g/den – urea v moči (mmol/den) x 0,0336 + neměřitelné ztráty + rozdíl v koncentraci močoviny v séru na začátku a konci bilancovaného dne (mmol/l) x 0,028 x hmotnost (kg) x faktor tělesné vody.

Poznámky:

číslo 0,0336 je součinem hodnot 0,028 (tj. přepočet močoviny na g dusíku) a 1,2 (tj. výpočet ztráty celkového N močí za předpokladu, že N močoviny tvoří 82 – 84 % z celkového dusíku v moči).

Neměřitelné ztráty kůží a stolicí se zpravidla upravují podle tělesné teploty.

Faktor tělesné vody je pro muže 0,60, pro ženy 0,55.

Jsme-li schopni sledovat odpad dusíku, je možné u pacienta též odhadnout míru katabolismu a včas léčebně reagovat na zátěž. Odpady dusíku do moči vyšší než 10 g za 24 hodin je již nutno považovat za zvýšené. Za určitých, hyperkatabolizmem doprovázených, stavů však může docházet ke ztrátám 40 - 60 gramů dusíku za 24 hodin. V těchto případech je nutné zajistit dostatečný obrat tekutin (dostatečnou diurézu) tak, aby mohly být z těla zvýšeně vylučovány produkty katabolismu.

V souvislosti s výpočty dusíkové bilance se často při podávání definované (parenterální, enterální nebo sondové výživy) vypočítává ještě čistá utilizace bílkovin a stressový index.

Čistá utilizace bílkovin (NPU – vyjádřená v %) – je to index, který určuje podíl přijatých bílkovin, který byl využit pro tvorbu tělesných bílkovin:

N přijatý – (N vyloučený – N oblig*)

NPU (%) = _____________________________ x 100

N přijatý

*N obligátně ztrácený při bezdusíkové dietě, kalkuluje se s 0,1 g/kg tělesné hmotnosti.

Stressový index (SI)

Při zátěžových situacích koreluje pozitivně odpad dusíku močí s rozvojem (proteinového) katabolismu. Za některých situací je výhodné využít dusíkovou bilanci ke sledování míry zátěže organismu (míry stressu).

SI = urea v moči (mmol/l) x diuréza (l/24 hodin) x 0,028 + rozdíl v koncentraci močoviny v séru (mmol/24 hodin) x 0,028 x hmotnost (kg) x f (faktor tělesné vody) – 0,5 x (příjem N [g/24 hodin] + 3.

Hodnocení: SI menší než 1 – stres není přítomen, SI 1-5 – mírný stres, SI větší než 5 – závažný stress.

Bilance energie

Zjišťování energetické bilance je za určitých stavů nezbytné. Je žádoucí získat přehled o průměrném přívodu energie (parenterální výživou, enterální výživou, dietou) a zároveň zjistit energetický výdej nejčastěji metodou nepřímé kalorimetrie. Výpočet energetické a sledování dusíkové bilance značně napomáhá v optimalizaci výživové strategie nemocného a pomáhá též posoudit míru katabolického insultu u individuálního nemocného.

Zjišťování energetického výdeje (ZEV) je v praxi možné dvěma způsoby.

Vzhledem k mnohým technickým problémům a časové náročnosti přímého nebo nepřímého měření energetického výdeje se často uplatňují výpočty, které dávají do vzájemných závislostí základní antropometrické parametry.

Nejznámější a nejužívanější jsou výpočty dle Harrise a Benedikta:

Muži: ZEV (kJ/den) = (66,47 + 13,75 x hmotnost [kg] + 5 x výška [cm] – 6,75 x věk [roky]) x 4,18

Ženy: ZEV (kJ/den) = (655,09 + 9,6 x hmotnost [kg] + 1,85 x výška [cm] – 4,68 x věk [roky]) x 4,18

Tento výpočet již zahrnuje i energii, spotřebovanou na pokrytí chemické práce spojené s příjmem potravy a jejím trávením – tzv. termický efekt potravy. Vypočtenou hodnotu je zapotřebí zvýšit o 10 % při vzestupu tělesné teploty o 1 ⁰C. V klinické praxi je ovšem zapotřebí počítat ještě s tzv. faktorem aktivitním a faktorem postižení (v tomto místě odkazujeme čtenáře na specializované monografie).

Nepřímá kalorimetrie

Benedikt a Atwater zjistili již počátkem 20. století, že u člověka lze měřit produkci tepla nepřímo měřením produkce CO₂ a spotřeby O₂ analýzou vydechovaného vzduchu.

Metoda nepřímé kalorimetrie je tedy založena na skutečnosti, že spotřeba kyslíku je přímo úměrná energetickému výdeji organismu. Z výsledků měření je možné spočítat i respirační kvocient (RQ) a dalšími výpočty lze stanovit takovou dávku sacharidů, která nevede k nežádoucí syntéze tuku ani k nebezpečné nadprodukci CO₂.

Vzorec pro výpočet energetického výdeje (EE) při užití indirektní kalorimetrie je následující:

ZEV (kcal/24 hodin) = (3,94 x spotřeba O₂ [l/24 hodin]) + (1,106 x produkce CO₂ [l/24 hodin]) – 2,17 x odpad dusíku do moči v gramech.

Nepřímá kalorimetrie umožňuje také stanovit i podíl jednotlivých základních živin – cukrů, tuků a bílkovin -na tvorbě energie. Princip těchto výpočtů vychází z toho, že RQ se liší při oxidaci jednotlivých živin. Respirační kvocient při oxidaci tuků má hodnotu přibližně 0,7, při oxidaci cukrů je 1,0, oxidují-li se bílkoviny, má RQ hodnotu přibližně 0,8.

Kalkulace podílu jednotlivých živin na tvorbě energie se provede následovně:

množství katabolizovaných bílkovin lze odhadnout podle odpadu dusíku močí. Současně zjistíme spotřebu O₂ a výdej CO₂ za dané časové období. Je známo, že jednomu gramu vyloučeného dusíku odpovídá spotřeba 5,92 litrů O₂ a vznik 4,75 litrů CO₂. Odečteme-li tato množství vynásobená počtem gramů vyloučeného dusíku od původně změřených objemů, získáme tzv. Nebílkovinný respirační kvocient. Jeho hodnota se nachází v rozmezí od 0,7 až 1,0 a z jeho polohy mezi těmito krajními hodnotami lze spočítat podíl cukrů a tuků na produkci energie. Tento výpočet je však správný pouze za předpokladu, že pacient je v relativně stabilizovaném stavu a nedochází ke vzájemné přeměně jednotlivých živin mezi sebou.

Bilance základních minerálů

Patří sem hlavně bilanční sledování iontů Na⁺ a K⁺.^.Je-li u pacienta sledována diuréza za 24 hodin, je možné sledovat i denní ztráty Na⁺ a K⁺ do moči. Za fyziologických okolností je odpad Na⁺ kolem 150 mmol za 24 hodin a je vždy vyšší než odpad K⁺. Je-li přívod Na⁺ nedostatečný, jeho vylučování močí může poklesnout až na hodnotu 10 mmol za den i nižší. Stejná situace však vzniká i za těžkých hyperkatabolických stavů, kdy je porušena funkce Na⁺/K⁺ dependentní ATPázy. Za těchto okolností dochází k retenci Na⁺ v organismu a ke zvýšeným ztrátám K⁺ do moči. Ztráty draslíku jsou ve stavu katabolismu velmi vysoké a s tímto faktem je zapotřebí počítat i při plánování arteficiální výživy a jejího iontového složení.

Další informace

Klinická biochemie v intenzivní péči

Pavel Živný

Bilance metabolická