Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión
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Prof. Dr. Abelardo García de Lorenzo y Mateos
Cátedra de Medicina Crítica y Metabolismo
Estrés Metabólico [Metabolismo en la Agresión]
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Post agresión, y sin una estricta relación con su etiología, se produce una respuesta inflamatoriarespuesta inflamatoria
Esta respuesta inflamatoria está mediadamediada por
las citocinas la activación de los monocitos la expresión del factor tisular las células endoteliales (NO) las hormonas las moléculas de adhesión
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TEORÍA DE LA EXPRESIÓN DE LOS SISTEMAS FUNCIONALES
Aller MA et al. Exp Biol Med 2004
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Sistemas FuncionalesSistemas Funcionales
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Durante la evolución de las fases Nerviosas e Inmunes de la respuesta inflamatoria el organismo sufre una progresiva deconstruccción con deplección de los depósitos de HdC, lipidos y proteinas, así como una disfunción progresiva y múltiple (con ulterior fracaso) del epitelio especializado.
El individuo se destruye a si mismo
Se acelera la diferenciación epitelial
El catabolismo proporciona substratos
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Estrés Estrés
CaracterísticasCaracterísticasPuntos de referenciaPuntos de referencia
Simpato-adrenalSimpato-adrenal
Hipotalamo-pituitario-Hipotalamo-pituitario-adrenaladrenal
Adrenalina, noradrenalina
ACTH, cortisol
InflamatorioInflamatorio
InfecciosoInfeccioso
Citocinas, ubiquitina-proteasoma, receptores antagonistas de las citocinas, receptores solubles de las citocinas, proteinas de fase aguda, proteina C-reactiva, función de las células inmunes, activación de los marcadores de la células inmunes, tests funcionales de inmunidadBacterias, virus y hongos, endotoxinas, sepsis
OxidativoOxidativo Especies reactivas de oxígeno, NO, enzimas ex: superoxido dismutasa, nutrientes antioxidantes
NutricionalNutricional Marcadores nutricionales: antropométricos, bioquímicos, metabólicos, proteinas de corta vida media plasmática
1111
2222
3333
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La activación del eje hipotalámico-pituitario-adrenal y del sistema
nervioso simpático se asocia con una alta secreción de hormonas adrenales, particularmente la adrenalina y los glucocorticoides
1111
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Post agresión Inflamación y activación del sistema inmune con énfasis en la
tormenta citocínica
Citocinas Pro-inflamatorias
– TNF-– IL-6, IL-1, IL-2, IL-12– IFN-
Citocinas Anti-inflamatorias – IL-4, IL-10, IL-13– Inhibición de los receptores
citocínicos pro-inflamatorios
IL-6IL-6
IL-10IL-10TNFαTNFαIL-1IL-1
2222
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AGRESIONAGRESIONAGRESIONAGRESION
Estrés MetabólicoEstrés Metabólico
H2O2
H2O
OH•
ROS ROS
Peroxidación lipídica
Inactivación enzimática
Alteración Redox
Alteración genética
Cadena respiratoria mitocondrial
Actividad Na+/K+/ATP-asa de membrana
Canales de Na
El estrés oxidativo, incluyendo las especies reactivas de oxígeno y los antioxidantes
3333
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Cambios FisiológicosCambios Fisiológicos METABOLICOSMETABOLICOS Asociados a la Respuesta al EstrésAsociados a la Respuesta al Estrés
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Respuesta Beneficio Fisiológico
Catabolismo Proteico Asegura la disponibilidad de substratos para la respuesta de fase aguda, neoglucogénesis, cicatrización y función inmune
Hiperglucemia Asegura la disponibilidad de substratos
Lipolisis Asegura la disponibilidad de substratos
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Respuesta Riesgo Fisiológico Potencial
Catabolismo Proteico Pérdida tisular funcionalHipoalbuminemia
Hiperglucemia HiperglucemiaDisfunción inmuneDiuresis osmóticaHiperosmolaridadGlicosilación proteica
Lipolisis HipertrigliceridemiaHipocolesterolemia
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AGRESIÓN
RESPUESTA PARACRINA / AUTOCRINA
ALTERACIÓN EN LA HOMEOSTASIS
SIRS
MOD/MOF
Fase I
Fase II
Fase III
Higado GI Metabolico
Endocrino Corazón Pulmon Renal
Cerebro
RESPUESTA LOCALCitocinas
Macrofagos Cels. Endoteliales
Hematologico
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Sistema MetabólicoSistema Metabólico
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Conjunto de órganos y estructuras Conjunto de órganos y estructuras que pueden proporcionar que pueden proporcionar substratos y energía al organismosubstratos y energía al organismo
Hígado Músculo Depósitos de grasa Riñón & tracto GI otros
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DMO/FMO MetabólicoDMO/FMO Metabólico
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Incapacidad de proporcionar substratos y energía para la función celular y orgánica
Incapacidad progresiva para la utilización de glucosa, grasa, aminoácidos y micro-nutrientes como substratos energéticos
Muerte
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Alteraciones en Alteraciones en Metabolismo de los Metabolismo de los
NutrientesNutrientes
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Elevación en el Gasto EnergéticoGasto Energético
CatabolismoCatabolismo & alteración en el patrón plasma-músculo de aminoácidos
HiperglucemiaHiperglucemia con RI LipolisisLipolisis, hiper-trigliceridemia, hipo-
colesterolemia y alteración en el patrón plasmático de AGs
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Gasto Energético en la Agresión
% sobre necesidades habituales
-20 0 20 40 60 80
Ayuno
Cirugía
Sepsis
TCE
PoliTrauma
Quemado
Trauma oseo
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Mantenimiento de la respuesta de las proteínas de fase aguda con Síntesis Proteica Hepática Acelerada
Pérdida de peso corporal (pérdida del 10-20 % de las proteinas corporales) por autocanibalismo
La mayor parte de esa pérdida se debe a deplección de músculo esquéletico
Respuesta al EstresRespuesta al Estres - - ProteinasProteinas
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Síndrome resistencia anabólica
+Regulación inversa
Citocinas, hormonas, edad, inmovilidad ….
Desproporcionada degradación muscular con consumo de ATP
+
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En los pacientes traumatizados críticos la pérdida de N es de 150 g a 250 (TCE) en los 10 primeros días.
En quemados (cubiertos) se estima en 170 g
En sépticos, 70-90 g
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Desequilibrio en el patrón de AAs:
o Bajo nivel plasmático y muscular de Isoleucina, Valina, Triptófano, Treonina, Glutamina, Aspártico & Taurina
o Hiperaminoaciduria
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HipercatabolismoHipercatabolismo
DíasDías
g Ng N
Tercer díaTercer día
marcada proteolisis (muscular) que excede a la síntesis proteica (hígado, herida y sistema inmune)
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Pérdida de Masa Magra (LBM) y Evolución ?
Cambios metabólicos secuenciales post inducción de SIRS en pacientes con Sepsis Severa o Trauma Cerrado Grave
•Aumento en el REE: pico a los 4-5 días
•Continúa durante 9-12 días (puede llegar a los 21 días)
•Pérdida del 16 % de la proteínas corporales totales en los primeros 21 días (67 % procede del músculo)
•¿Mecanismo?: no son exactamente las citocinas pro-inflamatoras
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CatabolismoCatabolismoConsequenciasConsequencias
Morbilidad & Mortalidad
Tiempo en ventilación mecánica
Duración del ingreso en UCI
Duración de la estancia hospitalaria
Calidad de vida al alta
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AGRESION
DEPRIVACIÓN PROTEICA
INFECCIÓN LOCAL
SEPSIS NEUMONÍA
ATELECTASIA
DEPRIVACIÓN PROTEICA
DEBILITAMIENTO MUSCULATURA RESPIRATORIA
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Respuesta al EstrésRespuesta al Estrés – – Hidratos de Hidratos de CarbonoCarbono
Aumentada producción hepática de glucosa: AAs + glicerol + lactato (Cori)
Resistencia a la insulina (periférica)
• Glucagon
• Catecolaminas + glucocorticoides
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Resistancia a la InsulinaResistancia a la InsulinaHiperglucemia con Hiperinsulinemia
Reducción transitoria en la sensibilidad a la insulina con afectación del sistema de transporte
Grado de reducción = Magnitud de la agresión
No relación directa con el glucagon, cortisol …
Localización: Músculo + [hígado]
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Inicio de la señal de transducción:
I + IR
autofosforilacion
activación
P13K: phosphoinositol 3-kinasePK: proteinkinase
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Resistencia a la InsulinaResistencia a la InsulinaConsecuencias
Hiperglucemia, glucosuria, situación hiperosmolar
VCO2 , aumento del trabajo respiratorio
Catabolismo, empleo de los AAs neoglucogénicos, bajo nivel de Igs (glicosilación de las proteinas)
Neuropatías periféricas
Aumento de la lesión neural post-isquémica
Esteatosis hepática
Inmunosupresión
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• Adherencia
• Quimiotaxis
• Fagocitosis
• Estrés oxidativo
• Actividad microbicida
• Glicosilación inmunoglobulinas y complemento
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Hyperglycemia: an independent marker
of in-hospital mortality in patients
with undiagnosed diabetes
Umpierrez GE, Isaacs SD, Bazargan N, You X, Thaler
LM, Kitabchi AE
J Clin Endocrinol Metab 2002; 87: 978–8
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García de Lorenzo A et al. Br J Nut 2005García de Lorenzo A et al. Br J Nut 2005
Quemados CríticosQuemados Críticos
![Page 38: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/38.jpg)
Hormonas catabólicas (estimulación 2-
adrenérgica inducida por la epinefina) + TNF bloqueo del efecto de la insulina inhibición de la LPL + ACoA carboxilasa +
sintetasas
LipolisisAumento en la hidrólisis de TGs y liberación de glicerol
y AGs
Respuesta al EstresRespuesta al Estres – – LípidosLípidos
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Esteve E, et al. Dyslipemia and inflammation: an evolutionary conserved mechanism. Clin Nutr 2005; 24:16-31
![Page 40: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/42.jpg)
CHARACTERISTICS OF PATIENTS AT PARTICULAR RISK OF POOR LIPID CLEARANCE
Critically ill including, multi-organ failure Sepsis Burn Overweight or obese Renal impairment Diabetes mellitus or insulin resintant Hepatic disease Hyperlipidemia
Maximum lipid elimination capacity is about 3.8 g lipid/kg per 24 h
[at low lipid emulsion concentrations the elimination rate is dependent upon the lipoprotein lipase concentration]
Crook MA. Lipid clearance and total parenteral nutrition: The importance of monitoring plasma lipids. Nutrition 2000; 16:774-5
![Page 43: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/43.jpg)
Agresión [grado] Fracaso Renal Agudo Lípidos exógenos: NP, NE, velocidad de
infusión y/o sedación Pancreatitis Alteraciones en la coagulación Hiperlipidemia I & V Otras …
Hiper-Trigliceridemia PlasmáticaHiper-Trigliceridemia Plasmática
![Page 44: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/44.jpg)
Clinical implications (DELAWARE score)
ALAT C-reactive protein
Cholesterol Creatinine kinase MB Leukocytes Potassium Thrombocytes
Triglycerides Age
Stachon A, Becker A, Holland-Letz T, et al. Estimation of the mortality risk of surgical intensive care patients based on routine laboratory parameters Eur Surg Res 2008; 40:263-72
![Page 45: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/45.jpg)
Reducción en el HDL-colesterol y en el colesterol total
El HDL tiene propiedades anti-inflamatorias y se consume en algunos procesos inmunes
(disminuye la degranulación de los leucocitos e inhibe la actividad citolítica del complejo C5b-9)
ColesterolColesterol
![Page 46: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/46.jpg)
Ácidos GrasosÁcidos Grasos Aumento en la oxidación de los AGs
Especifico patrón plasmático
Perfil de ácidos grasos esenciales que mimetiza el de la deplección
18:2n-618:2n-6
LinoleicoLinoleico 19.5 0.8 24.2 3.0
20:4n-620:4n-6
AraquidonicoAraquidonico 7.9 0.5 14.5 1.8
18:1n-918:1n-9
OleicoOleico 12.5 0.9 9.6 0.96
agresiónagresión vnvn
![Page 47: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/47.jpg)
Alteración en el Metabolismo Alteración en el Metabolismo LipídicoLipídico
Consecuencias
Hiperlipidemia
Alteración de la función inmune
Se debe monitorizar a los pacientes hipermetabólicos en parámetros de tolerancia al aporte de lípidos, especialmente se estos se aportan en exceso
![Page 48: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/48.jpg)
Contribuir con aminoácidos (hígado y lesiones locales)
Aumento en los precursores de la neoglucogénesis hepática
Aporte de ácidos grasos como fuente energética
Movilización de energía y substratos, desde la masa magra y los depósitos de grasa, para hacer frente:
inflamación, función inmune y cicatrizacióninflamación, función inmune y cicatrización
Fin de la respuesta metabólica post-Fin de la respuesta metabólica post-agresiónagresión
![Page 49: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/49.jpg)
Estrés metabólico. Categorías
Grado de EstrésGrado de Estrés 11 22 33N orina g/dN orina g/d 5-105-10 10-1510-15 > 15> 15
Glucemia mg/dlGlucemia mg/dl 125 125 25 25 150 150 50 50 200 200 50 50
Indice de VOIndice de VO22
ml/mn/mml/mn/m22
130 130 10 10 140 140 10 10 160 160 10 10
Resistencia a InsulinaResistencia a Insulina NoNo Si/NoSi/No SiSi
¿RQ?¿RQ? 0,850,85 0,850,85 0,85-10,85-1
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Resumen
![Page 51: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/51.jpg)
Aumento en el gasto energético Elevada excreta urinaria de nitrógeno Alterado patrón -plasmático y muscular- de
AAs Movilización de AGs y TGs Bajo HDL-colesterol Alterado patrón plasmático de ácidos grasos Moderada cetosis Hiperglucemia con hiperinsulinemia Acidosis láctica Hipervolemia (Na - H2O) Pérdidas urinarias de P, K, Mg y Zn
![Page 52: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/52.jpg)
¡¡¡ ¡¡¡ REEVALUARREEVALUAR !!! !!!
![Page 53: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/53.jpg)
¿ Siempre Igual ?
Fase ebb Fase
Flow
![Page 54: Estress Metabolico Metabolismo en La Agresión](https://reader036.fdocuments.es/reader036/viewer/2022062304/563dba16550346aa9aa29789/html5/thumbnails/54.jpg)
¿ Siempre Igual ?
Incidencias Clínicas
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Mensajes clave
El estrés se define sensu lato como una disrupción de la homeostasis
La respuesta al estrés es un fenómeno útil. Sin embargo, si se descontrola, conduce al auto-canibalismo, disfunción orgánica, fracaso orgánico y muerte
La respuesta a la agresión conlleva hipermetabolismo y catabolismo
La respuesta inflamatoria condiciona resistencia a la insulina, hiperglucemia y alteraciones en el metabolismo lipídico