Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật đo nhiệt lượng gián tiếp để xác định nhu cầu năng lượng ở bệnh nhân thở máy xâm nhập
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (833.18 KB, 111 trang )
B GIO DC V O TO
B Y T
TRNG I HC Y H NI
=======
V SN TNG
NGHIÊN CứU áP DụNG
Kỹ THUậT ĐO NHIệT Lợng gián tiếp để xác
định
NHU CầU năng lợng ở bệnh nhân thở máy xâm
NHậP
LUN VN THC S Y HC
H NI 2016
B GIO DC V O TO
B Y T
TRNG I HC Y H NI
=======
V SN TNG
NGHIÊN CứU áP DụNG Kỹ THUậT ĐO NHIệT Lợng
gián tiếp để xác định NHU CầU năng lợng ở
bệnh nhân thở máy xâm NHậP
Chuyờn ngnh
Mó s
: Hi sc cp cu
: 60.72.01.22
LUN VN THC S Y HC
Ngi hng dn khoa hc:
1. TS. NGC SN
2. TS. Lấ TH DIM TUYT
HÀ NỘI – 2016
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành bằng sự cố gắng, nỗ lực của bản thân cùng
với sự giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể. Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt
nghiệp, với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn tới:
-
Đảng ủy, Ban Giám hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, Bộ môn Hồi sức Cấp
cứu và các Bộ môn của Trường Đại học Y Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
-
Đảng ủy, Ban Giám đốc, Khoa Cấp cứu, Khoa Hóa sinh, Khoa Huyết học
Bệnh viện Bạch Mai đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập,
nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
-
Đảng ủy, Ban Giám đốc, Khoa Cấp cứu bệnh viện đa khoa tỉnh Thái Bình đã
luôn động viên, khuyến khích, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên
cứu khoa học.
-
Tôi xin được thể hiện lòng biết ơn tới TS. Đỗ Ngọc Sơn, TS. Lê Thị Diễm
Tuyết là những người thầy đã luôn tận tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức và
kinh nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình học tập, đồng thời trực tiếp
hướng dẫn để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
-
Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Đạt Anh, Trưởng Bộ môn Hồi
sức Cấp cứu Trường Đại học Y Hà Nội, Trưởng khoa Cấp cứu Bệnh viện
Bạch Mai đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học.
-
Tôi cũng xin được cảm ơn toàn thể Cán bộ nhân viên Khoa Cấp cứu, Khoa
Điều trị tích cực, Trung tâm chống độc bệnh viện Bạch Mai, đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu.
-
Xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cô trong Hội đồng chấm luận văn đã cho tôi
những ý kiến đóng góp quý báu để hoàn thành luận văn này. Các ý kiến góp ý
của các Thầy, Cô sẽ là bài học bổ ích cho tôi trên con đường nghiên cứu khoa
học sau này.
Xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
-
Các bệnh nhân điều trị tại Khoa Cấp cứu Bệnh viện Bạch Mai đã cho tôi có
điều kiện học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
-
Các bạn bè đồng nghiệp và người thân trong gia đình, những người đã luôn
động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2016
Vũ Sơn Tùng
LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Vú Sơn Tùng, học viên cao học khóa 23 Trường Đại Học Y Hà Nội,
chuyên ngành Hồi Sức Cấp Cứu, xin cam đoan:
1.
Đây là luận văn do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới hướng dẫn của
Thầy TS. Đỗ Ngọc Sơn và TS. Lê Thị Diễm Tuyết
2.
Công trình này không trùng lặp với bất kỳ nghiên cứu nào khác đã được
công bố tại Việt Nam.
3.
Các số liệu và thông tin trong nghiên cứu là hoàn toàn chính xác,
trung thực và khách quan, đã được xác nhận và chấp nhận của Bệnh
viện Bạch Mai.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những cam kết này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2016
Người viết cam đoan
Vũ Sơn Tùng
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AEE
APACHE II
BEE
BMI
BMR
COPD
CVCO2
CVO2
DEE
DIT
FiO2
HBE
HBE x SF
IC
ICU
PEEP
PS2003
REE
REEm
RQ
Tiêu hao năng lượng do hoạt động
(Activity Energy Expenditure )
Bảng điểm đánh giá tình trạng sức khoẻ và các thông số
sinh lý trong giai đoạn cấp phiên bản II
(Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II).
Tiêu hao năng lượng ở điều kiện cơ sở
(Basal Energy Expenditure)
Chỉ số khối cơ thể (Body Mass Index)
Mức độ chuyển hóa cơ sở (Basic Metabolic Rate)
Đợt tiến triển cấp bệnh phổi mạn tính tắc nghẽn
(Chronic Obtructive Pulmonary Disease)
Hệ số biến thiên thể tích CO2 tiêu thụ
Hệ số biến thiên thể tích oxy tiêu thụ
Tiêu hao năng lượng do thức ăn
(Diet Energy Expenditure)
Hiệu ứng nhiệt của thức ăn (Diet Induced Thermogenesis)
Nồng độ Oxy trong khí thở vào
Phương trình Harris – Benedict
(Harris Benedic Equation)
Phương trình Harris – Benedict thêm hệ số
(yếu tố stress)
Nhiệt lượng gián tiếp ( Indirect Calorimetry)
Đơn vị hồi sức tích cực (Intensive Care Unit)
Áp lực dương cuối thì thở ra
(Positive End Expiratory Pressure)
Phương trình Penn State 2003
Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ
(Resting Energy Expenditure)
Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ đo
Thương số hô hấp (Respiratory quotient)
SIRS
SpO2
TEE
VCO2
VO2
WHO
Hội chứng đáp ứng viêm hệ thống
(Systemic Inflammatory Response Syndrome)
Độ bão hòa oxy máu ngoại vi
(Saturation of peripheral oxygen)
Tiêu hao năng lượng tổng (Total Energy Expenditure)
Thể tích CO2 sản xuất
Thể tích Oxy tiêu thụ
Tổ chức y tế thế giới (World Health Organization)
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
DANH MỤC HÌNH
12
ĐẶT VẤN ĐỀ
Dinh dưỡng có vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới kết quả
điều trị, tuy nhiên hiện nay tại nhiều đơn vị chăm sóc tích cực vấn đề này vẫn
chưa được quan tâm một cách đúng mức. Theo một số tác giả trên thế giới, tỷ
lệ bệnh nhân nuôi ăn quá mức và dưới mức trong các đơn vị chăm sóc tích
cực lên tới 60% đến 75% [1], [2]. Nuôi ăn quá mức hay dưới mức nhu cầu
năng lượng cần thiết đều gây ra các tác động tiêu cực như: tăng nguy cơ
nhiễm trùng bệnh viện, mệt cơ hô hấp, kéo dài thời gian thở máy, suy giảm
miễn dịch, rối loạn chức năng nội tạng, và tăng tỷ lệ tử vong [3], [4], [5], [6].
Xác định chính xác nhu cầu năng lượng và xây dựng một chế độ dinh dưỡng
tối ưu là chìa khóa cho việc giảm thiểu các hậu quả tiêu cực gây ra bởi nuôi ăn quá
mức và dưới mức. Đo tiêu hao năng lượng là phương pháp chính xác nhất để xác
định nhu cầu năng lượng cho các bệnh nhân nặng. Có hai phương pháp đo: nhiệt
lượng trực tiếp và nhiệt lượng gián tiếp. Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp
hiện được xem như “tiêu chuẩn vàng” trong xác định nhu cầu năng lượng ở các
bệnh nhân nặng và đã được đưa vào hướng dẫn thực hành của các hiệp hội lâm
sàng lớn như: Hiệp hội dinh dưỡng lâm sàng châu Âu, Hiệp hội dinh dưỡng Hoa
Kỳ, Hiệp hội chăm sóc hô hấp Hoa Kỳ,… [7], [8], [9], [10], [11].
Các thiết bị đo nhiệt lượng gián tiếp có thể do giá cả cao, một số thiết bị
còn khó sử dụng nên hiện vẫn chưa phổ biến trong các cơ sở điều trị. Vì vậy,
trong thực hành lâm sàng, các thầy thuốc vẫn phải xác định nhu cầu năng
lượng cho bệnh nhân bằng cách sử dụng một số phương trình và công thức
ước tính. Độ chính xác của các phương trình này dao động từ 40% – 75% khi
so sánh với đo nhiệt lượng gián tiếp, và không có phương trình nào thực sự
nổi bật khi áp dụng cho các đối tượng bệnh nhân hồi sức nặng cần thở máy
[12], [13], [10].
13
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu áp dụng kỹ thuật đo
nhiệt lượng gián tiếp ở các đối tượng bệnh nhân hồi sức. Một số nghiên cứu
cho thấy có mối liên quan giữa liệu pháp dinh dưỡng tối ưu dựa trên phép đo
nhiệt lượng gián tiếp với việc giảm có ý nghĩa tỷ lệ tử vong trong khoa hồi
sức và tỷ lệ tử vong bệnh viện [14], [15].
Tại Việt Nam cho đến thời điểm này vẫn chưa có nghiên cứu nào áp
dụng kỹ thuật đo nhiệt lượng gián tiếp trên các đối tượng bệnh nhân hồi sức,
đặc biệt là các bệnh nhân nặng thở máy. Do đó chúng tôi thực hiện đề tài
“Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật đo nhiệt lượng gián tiếp để xác định nhu
cầu năng lượng ở bệnh nhân thở máy xâm nhập” với mục tiêu:
1.
Khảo sát mức độ tiêu hao năng lượng lúc nghỉ ở bệnh nhân thở máy
xâm nhập bằng phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp.
2.
So sánh các giá trị năng lượng đo được với các giá trị ước tính qua
một số phương trình tính nhu cầu năng lượng trong thực hành lâm
sàng.
14
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Một số vấn đề trong dinh dưỡng điều trị ở các bệnh nhân nặng
1.1.1. Nuôi ăn quá mức (Overfeeding)
Nuôi ăn quá mức là hiện tượng cung cấp số lượng calo trong chế độ ăn
vượt quá 110% nhu cầu năng lượng thực tế của bệnh nhân. Nuôi ăn quá mức
có thể gây những hậu quả tiêu cực sau [16], [17].
-
Tăng đường máu
-
Tăng Ure máu
-
Tăng Triglyceride máu
-
Rối loạn nước, điện giải
-
Suy giảm miễn dịch
-
Gan nhiễm mỡ, rối loạn chức năng gan
-
Sản xuất CO2 quá mức
-
Suy hô hấp, gây thất bại trong cai thở máy
1.1.2. Nuôi ăn dưới mức (Underfeeding)
Nuôi ăn dưới mức là hiện tượng cung cấp số lượng calo trong chế độ ăn
thấp hơn 90% nhu cầu năng lượng thực tế của bệnh nhân. Nuôi ăn dưới mức
có thể gây những hậu quả tiêu cực sau [16], [17], [18].
-
Giảm sức mạnh của các cơ hô hấp
-
Giảm kiểm soát hô hấp
-
Gây thất bại trong cai thở máy
-
Suy giảm chức năng các cơ quan
-
Suy giảm miễn dịch
-
Chậm phục hồi thương tổn
-
Tăng nguy cơ nhiễm trùng
-
Nuôi ăn dưới mức kéo dài gây suy dinh dưỡng
15
1.1.3. Hội chứng nuôi ăn lại (Refeeding syndrome)
Hội chứng nuôi ăn lại là một hội chứng gồm các bất thường chuyển hóa
xảy ra do kết quả của việc dinh dưỡng quá nhiều ở những người đói kéo dài,
suy dinh dưỡng hoặc giảm cân đáng kể. Tỷ lệ xuất hiện hội chứng này trong
các đơn vị chăm sóc tích cực thường cao hơn các đơn vị điều trị khác [19].
Cho ăn lại sau khi bị đói, xảy ra một sự ưu tiên biến đổi nguồn nguyên
liệu trong cơ thể. Trong suốt giai đoạn bị đói, sự tiết insulin giảm do lượng
carbohydrate đưa vào cơ thể giảm, và ưu tiên biến đổi nguồn năng lượng
chuyển từ glucose sang ketone và các acid béo tự do [20]. Trong giai đoạn
này cơ thể có thể cạn kiệt các chất phospho, magie và kali trong tế bào, nhưng
nồng độ trong huyết thanh vẫn bình thường do những điều chỉnh nhịp độ bài
tiết của thận [19]. Khi can thiệp dinh dưỡng được bắt đầu, carbohydrates trở
thành nhiên liệu chủ yếu, làm tăng mức insulin, làm cho phốt pho, magiê, kali
và trở lại trong các tế bào. Hơn nữa, tăng insulin có tác dụng chống bài niệu
và kết quả giữ natri và nước.
Dấu hiệu đặc trưng của hội chứng nuôi ăn lại là tình trạng giảm phospho
máu, thường xảy ra trong vòng 3 ngày kể từ ngày bắt đầu dinh dưỡng [19],
[21]. Dự trữ phốt pho cạn kiệt sẽ làm giảm sản xuất ATP của các tế bào cơ,
đặc biệt là các cơ hô hấp, do đó có thể gây suy hô hấp cấp tính hoặc thất bại
trong cai thở máy. Thời gian nằm viện và sự phụ thuộc máy thở dài hơn đáng
kể ở những người có hạ phốt pho máu [22]. Những trường hợp có nguy cơ bị
hội chứng refeeding bao gồm: chán ăn, nghiện rượu, đói kéo dài, bệnh béo phì
giảm cân đáng kể, và các bệnh lý mãn tính gây tổn hại tình trạng dinh dưỡng
(ví dụ, ung thư, xơ gan) [20].
1.1.4. Vai trò của liệu pháp dinh dưỡng tối ưu
Hiện nay, càng có nhiều các bằng chứng chứng minh, nuôi ăn dưới mức
hay quá mức đều gây ra các hậu quả tiêu cực đối với các bệnh nhân nặng. Vì
16
vậy, việc thiết lập một chế độ dinh dưỡng tối ưu hiện đang là một nhiệm vụ
cấp bách. Tiền đề của việc xây dựng một chế độ dinh dưỡng tối ưu chính là
xác định chính xác nhu cầu năng lượng của bệnh nhân. Xác định chính xác
nhu cầu năng lượng giúp dự phòng các biến chứng của hội chứng nuôi ăn lại
cũng như các tác động tiêu cực do nuôi ăn quá mức hay dưới mức gây ra.
Hiệp hội dinh dưỡng lâm sàng châu âu (ESPEN) đã đưa ra khuyến cáo: trong
giai đoạn cấp tính của bệnh, mục tiêu chính là phải cung cấp một mức năng
lượng càng gần với tiêu hao năng lượng đo được càng tốt nhằm mục đích
giảm cân bằng năng lượng âm. Việc đo tiêu hao năng lượng nên được thực
hiện bởi một thiết bị đo nhiệt lượng gián tiếp để xác định chính xác nhu cầu
năng lượng cho bệnh nhân, trong trường hợp không có thiết bị đo nhiệt lượng
gián tiếp, có thể sử dụng các công thức ước tính phù hợp [7].
Gần đây có một số nghiên cứu thực hiện việc kiểm soát chặt chẽ lượng
calo cung cấp dựa vào phép đo năng lượng gián tiếp để thiết lập một chế độ
dinh dưỡng tối ưu đã cho thấy có sự liên quan đến vấn đề cải thiện kết cục của
bệnh nhân [14], [15].
1.2. Tiêu hao năng lượng ở các bệnh nhân nặng và các yếu tố ảnh hưởng
1.2.1. Các thành phần của tiêu hao năng lượng
TEE (Total Energy Expenditure) được định nghĩa là tổng lượng nhiệt
năng được sử dụng bởi cơ thể con người cho các chức năng hàng ngày gồm 3
thành phần chính:
- BEE (Basal Energy Expenditure) – BMR (Basic Metabolic Rate): Tiêu
hao năng lượng ở điều kiện cơ sở
- DIT (Diet Induced Thermogenesis) – DEE (Diet Energy Expenditure):
Năng lượng sử dụng trong quá trình chuyển hóa cơ chất (chế độ ăn uống gây
sinh nhiệt)
17
- AEE (Activity Energy Expenditure): Năng lượng được sử dụng trong
các hoạt động thể chất (tiêu hao năng lượng cho hoạt động).
- REE (Resting Energy Expenditure): Tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (là
tổng của tiêu hao năng lượng cơ sở và tiêu hao năng lượng do thức ăn), REE
chiếm từ 70% - 100% TEE.
Nói cách khác, REE = BEE + DIT
TEE = BEE + DIT + AEE = REE + AEE
Theo định nghĩa, BEE là năng lượng cần thiết để duy trì hoạt động
chuyển hóa cơ bản của tế bào cơ thể và các chức năng nội tạng, chẳng hạn
như hô hấp và duy trì nhiệt độ cơ thể bình thường nhưng không có sự ảnh
hưởng của thức ăn, hoạt động thể chất và stress tâm lý [23]. Lý tưởng nhất, nó
phải được đo ở "điều kiện nghỉ ngơi", trong đó bao gồm: bệnh nhân nhịn ăn
tối thiểu 5 giờ, không hoạt động thể chất, không sử dụng nicotine, caffeine và
các chất kích thích khác. Bởi vì những điều kiện này rất hiếm gặp trên lâm
sàng nên tiêu hao năng lượng lúc nghỉ (REE: Resting Energy Expenditure)
thường được sử dụng để thay thế cho tiêu hao năng lượng cơ sở ở các bệnh
nhân nhập viện.
Trong các đơn vị chăm sóc tích cực, REE thường được đo ngay cả khi
bệnh nhân đang nhận nuôi dưỡng liên tục vì sự thay đổi mức độ chuyển hóa
khi nuôi dưỡng liên tục (DIT) là khá nhỏ. Tuy nhiên, ở các bệnh nhân ngoại
trú, tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện nghỉ ngơi là cần thiết để có được giá
trị đo chính xác [9], [24].
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao năng lượng
1.2.2.1. Đáp ứng viêm ở bệnh nhân nặng
Đáp ứng viêm là hậu quả của các thương tổn do chấn thương hay phẫu
thuật, nhiễm trùng, ung thư và các bệnh khác [25]. Về mặt chuyển hóa, các
bệnh nhân trải qua một đáp ứng viêm có sự gia tăng mức độ chuyển hóa lúc
18
nghỉ, tăng dị hóa cơ và mất nitơ, tăng quá trình tạo glucose từ các nguồn
nhiên liệu phi carbonhydrat như pyruvate, lactate, glycerol và acid amin
glucogenic (quá trình gluconeogenesis) dẫn đến đề kháng nuôi dưỡng, giảm
sản xuất xeton nếu bệnh nhân đang bị đói (Xeton được tế bào sử dụng thay
glucose trong trường hợp cung cấp carbonhydrat bị hạn chế), tăng sản suất
glutamine ngoại vi và lượng glutamin ngoại vi này được sản suất thậm chí
còn lớn hơn lượng tiêu thụ ở trung tâm.
1.2.2.2. Liên quan giữa bệnh và đáp ứng viêm với mức độ chuyển hóa ở các
bệnh nhân nặng
Hầu hết các nghiên cứu về mức độ chuyển hóa lúc nghỉ ở bệnh nhân
nặng đều phân chia bệnh nhân theo loại bệnh (chấn thương, phẫu thuật, viêm
tụy, v.v...). Long và cộng sự [26] nghiên cứu trên các bệnh nhân phẫu thuật
chọn lọc, chấn thương (xuyên thấu và đụng dập), chấn thương với steroid,
sepsis và các nhóm bệnh nhân bỏng đã thấy rằng, các nhóm bỏng và nhiễm
trùng được tìm thấy có tình trạng tăng chuyển hóa là nhiều nhất, tiếp theo là
chấn thương đụng dập, phẫu thuật, và các bệnh nội khoa. Tuy nhiên, phân chia
theo loại bệnh đơn độc không giải thích tất cả những biến đổi trong nghiên cứu
được công bố về mức độ chuyển hóa lúc nghỉ ở các bệnh nhân nặng.
Theo nghiên cứu của Frankenfild và cộng sự [27] thì ở tất cả các bệnh
nhân nặng nội ngoại khoa tại ICU đều có tăng chuyển hóa, nhưng không thấy
sự khác biệt đáng kể giữa các loại thương tổn (chấn thương, sau phẫu thuật,
nội khoa). Khi phân loại bệnh nhân nặng theo 2 nhóm dựa theo sự hiện diện
của hội chứng đáp ứng viêm hệ thống SIRS cũng không thấy sự khác biệt về
mức độ tăng chuyển hóa giữa 2 nhóm, nhưng khi phân loại theo sự hiện diện
của sốt trong vòng 24h trước khi đo chuyển hóa thì kết quả cho thấy có sự
tăng chuyển hóa đáng kể ở nhóm có sốt, bất kể bệnh nhân nhập ICU với lý do
gì hay liệu bệnh nhân có SIRS hay không. Trong các đối tượng có sốt thì thấy
19
nhóm do chấn thương có tăng chuyển hóa nhiều hơn so với nhóm ngoại khoa
hay nội khoa, nhưng khi nhiệt độ cơ thể đối tượng được kiểm soát bằng phân
tích kiểm soát biến, mức độ chuyển hóa lúc nghỉ giữa các đối tượng có sốt là
tương tự như nhau.
Trong một nghiên cứu tương tự, Raurich và cộng sự [28] kiểm soát nhiệt
độ cơ thể bằng cách loại trừ các bệnh nhân có sốt từ khi khám và thấy không
có sự khác biệt về mức độ chuyển hóa lúc nghỉ giữa các nhóm chấn thương,
phẫu thuật, và bệnh nhân ICU nội khoa. Hơn nữa, sự hiện diện của nhiễm
trùng cũng không thay đổi mức độ chuyển hóa lúc nghỉ ở những bệnh nhân
không bị sốt.
Như vậy, có thể sốt là một nhân tố chính trong việc xác định mức độ tăng
chuyển hóa ở những bệnh nhân nặng. Trong bất kỳ cách phân loại theo bệnh
hay theo sự hiện diện của SIRS thì sốt đều biểu thị sự gia tăng mức độ trao
đổi chất lúc nghỉ. Điều này chỉ ra tầm quan trọng của việc đánh giá tình trạng
viêm và nhiệt độ cơ thể trong thực hành đánh giá dinh dưỡng tại ICU.
1.2.2.3. Vai trò của các Cytokines
Cytokines là sản phẩm trung gian của nhiều bất thường về dinh dưỡng và
chuyển hóa trong các bệnh nặng. Chức năng chính Cytokines là để duy trì cân
bằng nội môi. Tế bào phản ứng để các cytokines bảo vệ chống lại các độc tố
và các chất gây ung thư. Tuy nhiên, các cytokine cũng có thể gây hại, tùy
thuộc vào cường độ và thời gian giải phóng của chúng vào hệ tuần hoàn.
Các nghiên cứu ban đầu đã mô tả đáp ứng thương tổn có 2 pha: pha ebb
và pha flow. Pha ebb thường kéo dài 12-48 h, và pha flow thường kéo dài 710 ngày, nhưng có thể tiếp tục trong nhiều tuần hoặc thậm chí nhiều tháng.
Trong giai đoạn flow, tăng chuyển hóa xảy ra, cơ thể cố gắng tự làm lành
thương tổn trong khi vẫn duy trì chức năng nội tạng [29]. Tăng đường huyết
làm tăng sản xuất các cytokine tiền viêm [30]. Sự dư thừa các cytokin tiền
20
viêm và các chất trung gian, TNF , interleukin-1 đã kích hoạt một chuỗi các
sự kiện, chẳng hạn như sự điều tiết yếu tố tăng trưởng 1 giống insulin, và sản
xuất glucocorticoid. Những thay đổi này có thể dẫn đến suy giảm sức đề
kháng và rối loạn chức năng thần kinh nội tiết được kết hợp với rối loạn
chuyển hóa và tăng tiêu thụ năng lượng [31], [32].
Theo Roubenoff và cộng sự, cytokine làm tăng tiêu hao năng lượng từ 9-10
kcal /ngày cho mỗi ng /mL [31]. Trong một nghiên cứu của Cerra và các đồng
nghiệp, các cytokine làm tăng nhu cầu năng lượng hàng ngày từ 10 - 20% [33].
1.2.2.4. Tác động của hoạt động thể chất và một số loại thuốc đến mức độ
chuyển hóa lúc nghỉ
Các thuốc như thuốc hạ huyết áp, an thần, và thuốc giảm đau đều ảnh
hưởng đến nhu cầu năng lượng [34]. Thuốc phong tỏa adrenergic làm giảm
chuyển hóa khoảng 12 kcal /m2 /h, và epinephrine làm tăng nhu cầu năng
lượng lên đến 2,5 lần mức độ chuyển hóa cơ sở [35]. Thuốc an thần và thuốc
giãn cơ cũng làm giảm mức độ chuyển hóa lúc nghỉ trên các bệnh nhân nặng.
Trong một thử nghiệm ngẫu nhiên về tác dụng của propofol so với
midazolam trên thời gian gây mê và thời gian thức tỉnh, Kress và cộng sự [36]
đã sử dụng các thuốc này trên 33 bệnh nhân ICU và theo dõi để xác định sự thay
đổi trong tiêu thụ oxy khi các đối tượng từ trạng thái tỉnh táo đến trạng thái an
thần. Tiêu thụ oxy giảm từ 4,58 đến 3,89 ml/phút/kg trọng lượng cơ thể (tương
đương với mức độ chuyển hóa giảm 18% từ 32 xuống 27 kcal/kg trọng lượng cơ
thể) không có sự khác biệt được ghi nhận giữa propofol và midazolam.
Các hoạt động chăm sóc, vật lý trị liệu có thể làm tăng mức độ chuyển
hóa khoảng 20% - 45% [37]. Tuy nhiên, vì những hoạt động này thường diễn
ra trong thời gian ngắn nên tác động tổng thể chỉ làm mức độ chuyển hóa
hàng ngày tăng thêm khoảng 5% -10% [37], [38]. Run rẩy nếu không được dự
phòng bằng thuốc có thể làm tăng mức độ chuyển hóa một cách rõ rệt [39].
21
1.2.2.5. Tác động của hiệu ứng nhiệt của thức ăn lên chuyển hóa lúc nghỉ
Ở những người khỏe mạnh, tiêu thụ nhiên liệu một bữa ăn làm tăng mức
độ chuyển hóa trong một thời gian ngắn sau đó. Mức độ tăng thay đổi tùy
theo thời gian của hiệu ứng, số lượng và thành phần của bữa ăn. Vì lý do này,
khi chuyển hóa lúc nghỉ được đo ở những người khỏe mạnh, nó sẽ được thực
hiện trong trạng thái nhịn ăn.
Mức độ chuyển hóa lúc nghỉ đo ở các bệnh nhân nặng thường được tiến
hành trong lúc cho ăn nên ảnh hưởng của hiệu ứng nhiệt là không thể tránh
khỏi. Trong thực tế, có thể tối thiểu hóa hiệu ứng nhiệt của thức ăn ở những
bệnh nhân nặng. Thứ nhất, hầu hết các bệnh nhân nặng đều được cho ăn qua
sonde và không cần phải nuốt. Động tác nuốt dường như là một phần của quá
trình tạo ra các hiệu ứng nhiệt của ăn. Thứ hai, hầu hết thức ăn được cung cấp
liên tục với tốc độ chậm sẽ tốt hơn cung cấp ngắt quãng với số lượng lớn, và
việc này tiếp tục giảm thiểu các tác dụng sinh nhiệt của thức ăn [40], [41]
Trong một nghiên cứu trên các bệnh nhân nặng bị tổn thương não (đột
quỵ và chấn thương sọ não), Frankenfild đã báo cáo 10 bệnh nhân ngẫu nhiên
không nhận được nuôi dưỡng trong 24 giờ trước khi được đo tiêu hao năng
lượng. Những bệnh nhân này có mức độ chuyển hóa lúc nghỉ tương tự như
nhóm bệnh nhân được cho ăn nhỏ giọt liên tục trong quá trình đo. Các mức độ
chuyển hóa này được chuẩn hóa theo kích thước cơ thể và không có sự khác
biệt có ý nghĩa giữa những đối tượng khác nhau, điều này cho thấy rằng hiệu
ứng nhiệt của thức ăn không có vai trò quan trọng trong việc làm tăng mức độ
trao đổi chất lúc nghỉ của các bệnh nhân nặng khi nuôi dưỡng liên tục [42].
1.2.2.6. Ảnh hưởng của kích thước và thành phần cơ thể lên chuyển hóa lúc nghỉ
Tất cả các kích cỡ cơ thể đều có thể gặp trong ICU, từ suy kiệt cho đến
béo phì bệnh lý. Ở các nước phương tây mặc dù béo phì là phổ biến trong
cộng đồng và thiếu cân là một đặc điểm phổ biến của các bệnh mãn tính, song
22
mức độ chuyển hóa của các type cơ thể khác nhau đã không được nghiên cứu
trên những bệnh nhân nặng. Đánh giá chuyển hóa do đó thường được ngoại
suy từ các dữ liệu của các bệnh nhân có cân nặng bình thường hoặc dựa trên
phỏng đoán và giả định.
Có 2 nghiên cứu trên các bệnh nhân chấn thương béo phì đã chứng minh
rằng mức độ chuyển hóa lúc nghỉ cũng tương tự như các bệnh nhân chấn
thương không bị béo phì nếu tính theo chỉ số khối lượng cơ thể không chứa
mỡ hay khối lượng nạc cơ thể [43]. Tuy nhiên, khi béo phì trở nên nghiêm
trọng hơn, các mối quan hệ sẽ thay đổi. Béo phì làm tăng mô mỡ, khối ngoại
bào, và cơ bắp nhưng ít thay đổi khối lượng nội tạng (não, tim, gan, thận)
[44], [45]. Các mô mở rộng khối lượng có mức độ chuyển hóa từ <1 kcal/kg
(khối ngoại bào) đến 15 kcal/kg (cơ bắp), trong khi các mô có khối lượng ổn
định có mức độ chuyển hóa rất cao, dao động từ 202 kcal/kg cho gan, 440
kcal/kg cho tim và thận. Vì vậy, các mô tăng nhưng tỷ lệ mô có mức độ
chuyển hóa cao lại giảm xuống, trong khi tỷ lệ các mô có mức độ chuyển hóa
thấp lại tăng lên, dẫn đến một sự gia tăng phi tuyến của mức độ chuyển hóa
lúc nghỉ giữa các loại béo phì.
Ngược lại ở những bệnh nhân bị thiếu cân, các cơ và chất béo của cơ thể
bị dị hóa để tạo nhiên liệu, trong khi khối lượng của các mô có mức độ
chuyển hóa cao (các cơ quan nội tạng) thường được duy trì rất lâu trong suốt
quá trình bị đói. Ở một người thiếu cân thì cơ và chất béo bị mất dần nhưng
lại vẫn duy trì hoạt động bình thường của não, tim, gan, thận và tỷ lệ các mô
có mức độ chuyển hóa cao trong tổng trọng lượng cơ thể tăng lên, như vậy
mức độ chuyển hóa lúc nghỉ khi chỉ số hóa theo trọng lượng cơ thể là cao hơn
so với người cân nặng bình thường [46].
1.2.2.7. Ảnh hưởng của yếu tố tuổi đến mức độ chuyển hóa lúc nghỉ
Những thay đổi trong chuyển hóa và thành phần cơ thể, tăng nguy cơ mắc
bệnh và tử vong đều có liên quan đến sự lão hóa. Tiêu hao năng lượng lúc
23
nghỉ giảm 1-2% mỗi thập kỷ sau thập niên thứ ba của cuộc sống, và nó giảm
ngay cả khi trọng lượng cơ thể vẫn ổn định. Một số mô hình ước tính năng
lượng dựa trên các chỉ số nhân trắc đã dự đoán rất thành công tiêu hao năng
lượng lúc nghỉ với các đối tượng trẻ, nhưng nó ước tính quá mức ở người cao
tuổi, có thể là do sự suy giảm năng lượng liên quan đến mất khối lượng cơ
nạc, loại nhiên liệu có mức độ chuyển hóa cao hơn [47], [48], [49].
Tuổi là một yếu tố tiêu cực đối với độ chính xác dự đoán bằng các
phương trình ước tính [50], [51]. Hầu hết các nghiên cứu được tiến hành trong
các quần thể với tuổi trung bình là 40 năm, và những kết quả đó không thể
ngoại suy cho quần thể người cao tuổi. Ở người cao tuổi có sự giảm khối
lượng chất béo và khối lượng cơ nạc, mức độ nặng của bệnh làm tăng nhu cầu
năng lượng và protein. Để ước tính nhu cầu năng lượng ở những bệnh nhân
nặng cao tuổi thường rất khó khăn, do đó đo nhiệt lượng gián tiếp chính là
phương pháp tốt nhất để loại trừ tác động tiêu cực của yếu tố tuổi khi dự đoán
tiêu hao năng lượng ở những bệnh nhân hồi sức cao tuổi.
1.2.2.8. Mối liên hệ giữa tăng chuyển hóa và tăng dị hóa
Tăng dị hóa cơ và mất nitơ là các dấu hiệu ở những bệnh nặng. Tăng
chuyến hóa được cho là luôn song hành với tình trạng tăng dị hóa vì cả hai
đều là hậu quả của phản ứng viêm. Trong nghiên cứu của Frankenfield trên
các bệnh nhân bị chấn thương [52], có một sự tương quan tuyến tính thực sự
giữa mức độ chuyển hóa lúc nghỉ với mức độ dị hóa cơ và giữa mức độ
chuyển hóa lúc nghỉ với tổng lượng nitơ niệu trên các bệnh nhân nhận được
hỗ trợ dinh dưỡng. Tỷ lệ trung bình của chi phí năng lượng cho mỗi gram nitơ
mất là khoảng 100÷1, nhưng tương quan giữa hai đại lượng này khá thấp, do
đó phạm vi của tỷ lệ này là khá rộng (49÷1 - 319÷1), do đó nó gần như không
có giá trị trong việc ước tính lượng nitơ bị mất từ mức độ chuyển hóa. Như
vậy, khi mức độ chuyển hóa lúc nghỉ tăng thì sau đó mức độ dị hóa và lượng
24
nitơ mất cũng có xu hướng tăng nhưng không thể xác định được số lượng
tăng này mà không đo lường.
1.3. Đo lường tiêu hao năng lượng
Một trong những thành tựu quan trọng của sinh lý học là chứng minh
được rằng, năng lượng được giải phóng bởi quá trình dị hoá các chất trong cơ
thể, tương đương với năng lượng của các chất đó sản sinh ra khi chúng bị oxy
hoá ngoài cơ thể. Lavoisier là người đầu tiên phát hiện ra quy luật này. Về sau
các nhà sinh lý học dựa trên cơ sở quy luật của Lavoisier, tìm ra các phương
pháp nghiên cứu chuyển hoá năng lượng, chuyển hoá cơ sở trên cơ thể người
và động vật.
Có hai phương pháp đo tiêu hao năng lượng của cơ thể, phương pháp đo
nhiệt lượng trực tiếp và phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp.
1.3.1. Phương pháp đo nhiệt lượng trực tiếp
Đo nhiệt lượng trực tiếp [53] là phép đo trực tiếp lượng nhiệt sản sinh
trong cơ thể. Khái niệm này dựa trên hiện tượng mà tất cả năng lượng của các
cơ chất đều được giải phóng ra dưới dạng nhiệt khi các cơ chất bị oxy hóa.
Người được đo cần phải ở trong căn phòng cách nhiệt để đo nhiệt sản xuất.
Các đối tượng được đo cũng có thể phải duy trì một trạng thái nghỉ ngơi hoàn
toàn trong quá trình đo để tránh thêm nhiệt sản xuất bởi hoạt động thể chất.
Do đó, điều kiện là không thực tế để áp dụng trong lâm sàng.
Phương pháp này chỉ áp dụng giới hạn trong một vài trung tâm nghiên
cứu đặc biệt.
1.3.2. Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp
Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp lần đầu tiên được Antoine
Lavoisier nêu ra vào khoảng năm 1780. Tiêu hao năng lượng được đo trong
những điều kiện cụ thể (thường là nghỉ ngơi) bằng cách đo các loại khí hô hấp
(oxy tiêu thụ và lượng khí carbon dioxide sản xuất). Đo nhiệt lượng gián tiếp
là phương pháp phù hợp, có thể áp dụng một cách rộng rãi trong lâm sàng.
25
1.3.2.1. Nguyên lý của phương pháp
Năng lượng mà con người sử dụng tồn tại dưới dạng hóa năng, được tạo
thành từ các chất dinh dưỡng thông qua các quá trình oxy hóa thức ăn. Chất
dinh dưỡng có nền tảng là carbon (tức là, nhiên liệu) sẽ được chuyển đổi
thành carbon dioxide (CO2), nước (H2O), và nhiệt nhờ sự hiện diện của oxy
(O2). Nhiệt lượng gián tiếp đánh giá lượng nhiệt sinh ra một cách gián tiếp
thông qua thu thập số lượng, loại hình sử dụng các cơ chất và sự sản sinh các
sản phẩm phụ. Cụ thể, tiêu hao năng lượng có thể được tính bằng cách đo
lượng oxy được sử dụng, và lượng carbon dioxide được sản xuất.
Quá trình oxy hóa
Cơ chất + O2
3CO2 + H2O + Nhiệt (1) [9]
Số lượng cụ thể của oxy được sử dụng có thể được đo, và được gọi là thể
tích oxy tiêu thụ (VO2), trong khi lượng khí CO 2 được sản xuất bởi các tế bào
được gọi là carbon dioxide sản xuất (VCO 2). Tiêu hao năng lượng trung bình
hàng ngày theo kcal thường được tính bằng cách sử dụng phương trình Weir
sửa đổi với các giá trị VO2 và VCO2 đo được [54]
REE (kcal/24h) = [(3,941 x VO2) + (VCO2 x 1.11) + (uN2 x
2.17)] x 1440 (2)
Thành phần nitơ niệu (uN 2) thường được loại trừ khi tính toán tiêu hao
năng lượng vì nó chỉ chiếm < 4% của tiêu hao năng lượng thực tế ở các bệnh
nhân nặng và chỉ tạo ra một sai số nhỏ khoảng 1% -2% trong việc tính toán
tiêu hao năng lượng cuối cùng ở cả bệnh nhân nội trú và ngoại trú [55], [56].
Do đó, phương trình rút gọn thường được sử dụng:
REE (kcal /ngày) = [(3,941 x VO2) + (VCO2 x 1.11)] x 1440 (3)
1.3.2.2. Thương số hô hấp (RQ)
