Η αποτελεσματικότητα της οδού χορήγησης της γλουταμίνης σε σήψη: πειραματική μελέτη σε χοίρους

Abstract

INTRODUCTION: Glutamine [GLN] is the most abundant amino acid in the body. It has been traditionally considered as a “conditionally essential amino acid” since, under stress conditions, large amounts of GLN are released from the skeletal muscles, in order to meet the increasing demands of the various organs and systems of the body. However, these demands gradually surpass the ability of the muscle to produce and release GLN, resulting in low GLN levels, both in the plasma and the skeletal muscles. This deficit has been considered an independent risk factor for mortality in critically ill patients. PURPOSE: The aim of this experimental study was the determination of GLN plasma levels, in the systemic and portal circulation, after intravenous, enteral or combined [intravenous plus enteral] administration, in an experimental model of early endotoxemia/sepsis in swine.MATERIALS AND METHODS: Thirty–two swine [age 3 ‒ 4 months, weight 25 ‒ 30 kg] were allocated to early endotoxemia or placebo groups. They were thus subjected to endotoxemia induction with intravenous administration of lipopolysaccharide [LSP] from E. coli O111:B4 at a bolus dosage of 250 μg/kg BW [time 0], followed by LPS infusion for sepsis maintenance at 2 μg/kg ΒW/hr, for 180 min, or 0,9% normal saline administration for the placebo group. After LPS or placebo administration, GLN was given intravenously [0,5 gr/kg ΒW of alanine ‒ glutamine dipeptide], enterally [0,5 gr/kg ΒW] or in combination [0,5 gr/kg ΒW of the dipeptide intravenous plus 0,5 gr/kg ΒΣ enterally] in a 30‒min infusion. Blood samples were taken at 0, 15, 30, 45, 60, 120 and 180 min from the systemic and portal circulation for colorimetric determination of glutamine levels.RESULTS: In healthy swine, glutamine levels remained stable throughout the study. Intravenous infusion, and to a greater extent, combined GLN infusion significantly increased systemic plasma levels [p=0,001], whereas enteral administration had a marginal effect [p=0,026]. Portal glutamine levels were significantly increased after combined and enteral administration [p=0,001] and, to a lesser extent, after intravenous administration [p=0,001]. In the sepsis goup, a marked decrease in GLN levels was evident. Intravenous, and even more, combined administration caused a significant increase in GLN plasma levels, both in the systemic [p=0,001] and portal circulation [p=0,001]. On the contrary, enteral GLN administration resulted in a marginal, yet significant increase in systemic [p=0,001] and portal plasma levels [p=0,001], as opposed to the control group.CONCLUSION: In the present experimental sepsis model in swine, combined intravenous and enteral GLN administration results in higher GLN plasma levels and for a longer period of time. Intravenous GLN administration is adequate for the various systems and organs of the body, whereas enteral administration has minimal effects on GLN plasma levels, since it is almost entirely consumed for the metabolic needs of the gut.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: H γλουταμίνη [GLN] αποτελεί το πιο συχνά απαντώμενο αμινοξύ στον οργανισμό. Θεωρείται ως “κατά περίσταση” απαραίτητο αμινοξύ, διότι σε καταστάσεις stress έχει παρατηρηθεί μια αθρόα διακίνηση GLN από τους μυς στο πλάσμα, με στόχο να καλυφθούν οι αυξημένες ανάγκες των διαφόρων ιστών σε GLN. Σταδιακά όμως οι ανάγκες αυτές υπερβαίνουν τις δυνατότητες του οργανισμού για σύνθεση και απελευθέρωση GLN, με αποτέλεσμα τα επίπεδά της στους μυς και το πλάσμα να ελαττώνονται, κάτι που θεωρείται ανεξάρτητος αρνητικός προγνωστικός παράγοντας.ΣΚΟΠΟΣ: Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο προσδιορισμός των επιπέδων της GLN στο πλάσμα, στη συστηματική και την πυλαία κυκλοφορία, μετά από ενδοφλέβια, ενδογαστρική ή συνδυασμένη [ενδοφλέβια συν ενδογαστρική] χορήγηση, σε ένα πειραματικό μοντέλο πρώιμης ενδοτοξιναιμίας/σήψης σε χοίρους, καθώς και σε υγιείς χοίρους [ομάδα ελέγχου].ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ: Χρησιμοποιήθηκαν 32 χοίροι ηλικίας 3 ‒ 4 μηνών και βάρους 25 ‒ 30 kg. Σε 16 χοίρους προκλήθηκε ενδοτοξιναιμία με ενδοφλέβια χορήγηση λιποπολυσακχαρίτη [LPS] από στέλεχος E. coli O111:B4 σε δόση 250 μg/kg ΒΣ εφάπαξ [χρόνος 0 ]και στη συνέχεια σε στάγδην έγχυση 2 μg/kg ΒΣ/hr, για 180 min. Οι υπόλοιποι 16 χοίροι αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Μετά την ολοκλήρωση της χορήγησης του LPS ή του placebo, χορηγήθηκε GLN ενδοφλεβίως [0,5gr/kg ΒΣ διπεπτιδίου αλανίνης ‒ γλουταμίνης], ενδογαστρικά [0,5gr/kg ΒΣ] ή σε συνδυασμό [0,5gr/kg ΒΣ διπεπτιδίου ενδοφλεβίως συν 0,5gr/kg ΒΣ εντερικά] σε έγχυση διάρκειας 30 min. Ακολούθησαν αιμοληψίες από τη συστηματική και την πυλαίακυκλοφορία στα 0, 15, 30, 45, 60, 120 και 180 min, για προσδιορισμό των επιπέδων της GLN με τη μέθοδο της χρωματομετρίας.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Στους υγιείς χοίρους τα επίπεδα GLN παρέμειναν σταθερά καθ’ όλη τη διάρκεια της μελέτης. Η ενδοφλέβια, και πολύ περισσότερο, η συνδυασμένη χορήγηση GLN αύξησαν σημαντικά τα επίπεδά της στη συστηματική κυκλοφορία [p=0.001], ενώ η ενδογαστρική προκάλεσε μια οριακή αύξηση [p=0.026]. Τα επίπεδα της GLN στην πυλαία κυκλοφορία παρουσίασαν σημαντική αύξηση μετά από συνδυασμένη και μετά από ενδογαστρική χορήγηση [p=0.001] και σε μικρότερο βαθμό μετά από ενδοφλέβια χορήγηση [p=0.001]. Στην ομάδα των σηπτικών χοίρων παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των επιπέδων της GLN. Η ενδοφλέβια χορήγηση, και σε ακόμα μεγαλύτερο βαθμό η συνδυασμένη χορήγηση προκάλεσαν σημαντική αύξηση των επιπέδων της GLN, τόσο στη συστηματική [p=0,001] όσο και στην πυλαία κυκλοφορία [p=0,001]. Αντίθετα, η ενδογαστρική χορήγηση GLN είχε ως αποτέλεσμα μια οριακή, αλλά παρόλα αυτά στατιστικά σημαντική αύξηση των επιπέδων της στη συστηματική [p=0.001] και την πυλαία κυκλοφορία [p=0.001], σε αντίθεση με την ομάδα ελέγχου. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Στο παρόν πειραματικό μοντέλο σήψης σε χοίρους, η συνδυασμένη ενδοφλέβια και ενδογαστρική χορήγηση GLN φαίνεται ότι αποκαθιστά καλύτερα και για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα τα επίπεδα GLN στο πλάσμα. Η ενδοφλέβια χορήγηση εξασφαλίζει επαρκή διαθεσιμότητα για τους διάφορους ιστούς, ενώ η ενδογαστρική χορήγηση έχει αμελητέα επίδραση στα επίπεδα της στο πλάσμα, εφόσον προφανώς αξιοποιείται για την κάλυψη των μεταβολικών αναγκών του εντέρου.