что такое положительный азотистый баланс
Азотистый баланс
Содержание
Азотистый баланс [ править | править код ]
Между количеством азота, введённого с белками пищи, и количеством азота, выводимым из организма, существует определённая связь. Увеличение поступления белка в организм приводит к увеличению выделения азота из организма. У взрослого человека при адекватном питании, как правило, количество введённого в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Это состояние получило название азотистого равновесия.
Организм всегда стремится к постоянству (гомеостазу). Именно поэтому такое состояние равновесия характерно для абсолютного большинства людей. Если в этих условиях повысить количество белка в пище, то азотистый баланс вскоре восстановится, но уже на новом, более высоком уровне. Таким образом, азотистый баланс всегда стремится к равновесию. Это такое состояние, когда ничего не происходит. Ваш рост стоит на месте. Но и похудения нет.
В случаях, когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе. При этом синтез белка преобладает над его распадом. Устойчивый положительный азотистый баланс наблюдается всегда при росте мышц и мышечной массы. Часто при этом говорят, что анаболизм (процесс роста) преобладает над катаболизмом (процессом распада).
Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего азота, говорят об отрицательном азотистом балансе. Отрицательный азотистый баланс отмечается при белковом голодании, а также в случаях, когда в организм не поступают отдельные необходимые для синтеза белков аминокислоты.
Распад белка в организме протекает непрерывно. Степень распада белка обусловлена характером питания. Минимальные затраты белка в условиях белкового голодания наблюдаются при питании углеводами. В этих условиях выделение азота может быть в 3 раза меньше, чем при полном голодании. Углеводы при этом выполняют сберегающую белки роль.
Отрицательный азотистый баланс развивается при полном отсутствии или недостаточном количестве белка в пище, а также при потреблении пищи, содержащей неполноценные белки. Не исключена возможность дефицита белка при нормальном поступлении, но при значительном увеличении потребности в нём организма. Во всех этих случаях имеет место белковое голодание.
При белковом голодании даже в случаях достаточного поступления в организм жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов происходит постепенно нарастающая потеря массы тела, зависящая от того, что затраты мышечных белков не компенсируются поступлением белков с пищей. Особенно тяжело переносит белковое голодание растущий организм, у которого в этом случае происходит не только потеря массы тела, но и начинается катаболизм обусловленный недостатком пластического материала, необходимого для построения мышечных клеток.
Исследования [ править | править код ]
Определение азотистого баланса является методикой выбора при определении потребности в протеине у здоровых людей, в отсутствие приемлемых альтернатив и в отсутствие надёжных биологических маркеров протеинового статуса.
Среднее значение дневной потребности азота, рассчитанное на основании вышеуказанных исследований, равняется 105 мг/кг массы тела, что соответствует потреблению примерно 0,66 г/кг высококачественного протеина, независимо от пола и возраста. Рассчитанное значение следует рассматривать как возможно достоверное.
Анализ азотистого баланса как метода определения адекватного уровня потребления протеинов имеет определённые недостатки:
В целом, на данный момент ощущается нехватка долгосрочных хорошо контролируемых исследований по вопросу азотистого баланса.
Данная методика положила начало механистическому подходу к оценке эффективности приёма протеинов. Основным ограничением на сегодняшний день является отсутствие долгосрочных исследований, проведённых по данной методике. Большинство изысканий, проведённых с 2000 года по сей день и задействующих методику отслеживания стабильных изотопов, носило краткосрочный характер и проводилось в контексте изучения мышечного метаболизма.
Тем не менее, ПСО ООН [4] на основании краткосрочных исследований по методике отслеживания стабильных изотопов провело корректировку рекомендаций по приёму незаменимых аминокислот в сторону увеличения. При этом за основу было взято наблюдение, что при превышении определённого количества принимаемых аминокислот начинает расти уровень их окисления в организме. Это пороговое значение и является рекомендуемым. Тем не менее, на данный момент не существует подобных заключений касаемо общего белкового цикла в организме.
Заключение [ править | править код ]
Исследования белкового мышечного цикла на сегодняшний день не дают чёткого понимания функции мышечной ткани в данном контексте, так как не существует данных, демонстрирующих взаимодействие между показателями силы и выносливости и динамикой мышечного белкового метаболизма.
Азотистый баланс
Между количеством азота, введенного с белками пищи, и количеством азота, выводимым из организма, существует определенная связь. Увеличение поступления белка в организм приводит к увеличению выделения азота из организма. У взрослого человека при адекватном питании, как правило, количество введенного в организм азота равно количеству азота, выведенного из организма. Это состояние получило название азотистого равновесия.
Организм всегда стремится к постоянству (гомеостазу). Именно поэтому такое состояние равновесия характерно для абсолютного большинства людей. Если в этих условиях повысить количество белка в пище, то азотистый баланс вскоре восстановится, но уже на новом, более высоком уровне. Таким образом, азотистый баланс всегда стремится к равновесию. Это такое состояние, когда ничего не происходит. Ваш рост стоит на месте. Но и похудения нет.
В случаях, когда поступление азота превышает его выделение, говорят о положительном азотистом балансе. При этом синтез белка преобладает над его распадом. Устойчивый положительный азотистый баланс наблюдается всегда при росте мышц и мышечной массы. Часто при этом говорят, что анаболизм (процесс роста) преобладает над катаболизмом (процессом распада).
Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего азота, говорят об отрицательном азотистом балансе. Отрицательный азотистый баланс отмечается при белковом голодании, а также в случаях, когда в организм не поступают отдельные необходимые для синтеза белков аминокислоты.
Распад белка в организме протекает непрерывно. Степень распада белка обусловлена характером питания. Минимальные затраты белка в условиях белкового голодания наблюдаются при питании углеводами. В этих условиях выделение азота может быть в 3 раза меньше, чем при полном голодании. Углеводы при этом выполняют сберегающую белки роль.
Отрицательный азотистый баланс развивается при полном отсутствии или недостаточном количестве белка в пище, а также при потреблении пищи, содержащей неполноценные белки. Не исключена возможность дефицита белка при нормальном поступлении, но при значительном увеличении потребности в нем организма. Во всех этих случаях имеет место белковое голодание.
При белковом голодании даже в случаях достаточного поступления в организм жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов происходит постепенно нарастающая потеря массы тела, зависящая от того, что затраты мышечных белков не компенсируются поступлением белков с пищей. Особенно тяжело переносит белковое голодание растущий организм, у которого в этом случае происходит не только потеря массы тела, но и начинается катаболизм обусловленный недостатком пластического материала, необходимого для построения мышечных клеток.
Что такое положительный азотистый баланс
Для упрощения понимания процесса все тканевые и циркулирующие белки рассматривают вместе: более того, все свободные аминокислоты упрощают до единого однородного пула, а не рассматривают в сложных взаимодействиях в крови, тканях и внутриклеточных компартментах.
Это упрощение оказалось полезным при разработке концепции и совершенствовании методов измерения обмена аминокислот в свободном и связанном состояниях. Обмен свободных аминокислот с белками организма происходит в ходе процессов синтеза белка и его распада, а также на протяжении всего существования аминокислот от поступления их с пищей до исчезновения при окислении.
Незаменимые свободные аминокислоты поступают в пул организма после переваривания и всасывания белков пищи, а также в результате распада белков организма. Удаление свободных аминокислот из пула происходит либо при синтезе белка, либо посредством их экскреции путем окисления до СО2 и выделения сопутствующих метаболитов азота, преимущественно аммиака и мочевины.
Если количество свободных аминокислот в пуле постоянно, то сумма процессов, удаляющих аминокислоты (синтез белка плюс окисление) равна сумме процессов, посредством которых аминокислоты поступают в свободный пул (деградация белков плюс поступление аминокислот с пищей). Это можно выразить с помощью следующей формулы: S+E=D+I.
При азотистом равновесии потребление азота (I) эквивалентно экскреции азота (Е) и синтез белка (S) равен распаду белка (D). Чтобы происходил рост клеток, необходимо добиться положительного баланса азота, а следовательно, преобладания синтеза белков или их аккреции (S > D). Верно и обратное: для достижения отрицательного баланса азота должны иметь место преимущественный распад белка или его потеря (S 
Из описанных соотношений становится ясно, что белок удерживается в организме, когда синтез преобладает над распадом, и организм утрачивает белок, когда распад преобладает над синтезом. В отличие от метода оценки баланса азота, который измеряет только «результирующие» изменения в содержании белков организма, оценка синтеза белка и его распада показывает, что изменение баланса происходит различными путями. Например, потеря белка в организме возможна:
(1) из-за снижения интенсивности синтеза белка без изменения темпов его распада;
(2) из-за увеличения темпов распада без снижения интенсивности синтеза белка;
(3) вследствие изменений, происходящих в обоих процессах, в силу чего один из них доминирует над другим.
При некоторых патологических или стрессовых состояниях распад белка преобладает над синтезом, причем скорость как синтеза белка, так и его распада выше, чем у здоровых лиц. Положительный баланс белка может быть достигнут за счет интенсификации синтеза белка, уменьшения распада или изменений и в синтезе белка, и в его распаде, при которых синтез доминировал бы над распадом.
Например, у выздоравливающих от гипотрофии детей скорость синтеза и распада белка увеличивается, но интенсификация синтеза в большей степени, чем усиление распада, дает положительный баланс белка. Таким образом, измерения синтеза и распада белка обеспечивают информацией о том, какого рода изменения происходят в белковом балансе.
Стоит отметить, что, хотя упомянутое объяснение базируется на содержании белка во всем организме, концепция равновесия между процессами синтеза и распада также строится на уровне отдельных тканей или органов и для отдельных белков.
Определение потребностей пациента в энергии и питательных веществах
Определение индивидуальной потребности пациента в энергии, макро- и микронутриентах с учетом антропометрических данных, характера и тяжести заболевания с полным основанием можно считать краеугольным камнем нутритивной поддержки. Именно на основании определения необходимого для пациента калоража и состава питания по белкам, жирвм, углеводам, макро- и микроэлементам проводится планирование нутритивной поддержки, причем не только в количественном, но и в качественном ее аспектах.
Энергопотребность (ккал/сут) = 1, 44 х (3, 796 х VO2 + 1, 214 х VCO2),
где VO2 и VCO2 – поглощение кислорода и выделение углекислого газа (мл/мин) соответственно.
С помощью непрямой калориметрии можно установить метаболизм каких соединений преобладает у пациента в данный момент времени.
Трактовка значений дыхательного коэффициента (RQ).
Утилизация углеводов и жиров
Несмотря на точность определения энергопотребности, метод непрямой калориметрии не нашел широкого применения в клинической практике вследствие необходимости наличия специальной и весьма дорогостоящей аппаратуры и строгого соблюдения целого ряда условий для получения достоверных результатов.
Оценка энергопотребности по параметрам центральной гемодинамики возможна у пациентов с установленным в легочной артерии катетером типа Сван-Ганса. Математический расчет в данном случае производится на основании уравнения Фика:
Энергопотребность (ккал/сут) = (SaO2 – SvO2) х СВ х Hb х 95, 18,
где SaO2 — насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови в %; SvO2 — насыщение гемоглобина кислородом в смешанной венозной крови в %; СВ — сердечный выброс в л/мин; Hb — гемоглобин в %.
Второй вариант определения энергопотребностей пациента основан на математических расчетах в уравнениях Харрисона-Бенедикта (Harris-Benedict), Оуэна (Owen), Клейбера (Claber), Ли (Lee), Айртона-Джонса (Ayrton-Jones), Маффина-Джеора (Muffin-Jeor). Наиболее популярным и потому постоянно цитируемым расчетным способом определения величины основного обмена является уравнение Харрисона-Бенедикта. Формально само уравнение Харрисона-Бенедикта отражает лишь величину основного обмена:
Основной обмен (мужчины) = 66, 47 + (13, 75 х m) + (5 х Р) – (6, 76 х В)
где m – масса тела в килограммах, Р – рост в сантиметрах, В – возраст в годах.
Очевидно, что энергозатраты хирургического пациента выше величины основного обмена. На величину энергопотребности пациента влияют такие факторы как физическая активность (постельный или палатный режим), травма (операция большого объема, политравма, ожоги), инфекционный процесс, температура тела, исходная нутритивная недостаточность. С целью получения максимально достоверной информации об истинных энергопотребностях пациента в клинической практике используют исправленное (корректированное) уравнение Харрисона-Бенедикта:
Энергопотребность пациента = Основной обмен х Фактор активности х Температурный фактор х Фактор повреждения х Дефицит массы тела.
Значение вышеуказанных факторов в зависимости от той или иной клинической ситуации представлено в таблице.
Коэффициенты для коррекции уравнения Харрисона-Бенедикта.
Температурный фактор
Фактор повреждения
Дефицит массы тела
Фактор активности
Операции малого объема – 1, 1
Операции большого объема – 1, 3
Политравма, черепно-мозговая травма – 1, 6
Ожоги до 30–50% – 1, 8
Ожоги до 50–70% – 2, 0
Ожоги до 70–90% – 2, 2
Постельный режим – 1, 1
Палатный режим – 1, 2
Уравнение Айртона-Джонса, несмотря на возможность определения энергопотребностей и палатных пациентов, используется, как правило, для определения энергопотребностей больных, находящихся на искусственной вентиляции легких:
где В – возраст пациента, m – фактическая масса тела, П – пол пациента (0 – женский, 1 – мужской), Т – травма (0 – нет, 1 – есть), Ож – ожоги (0 – нет, 1 – есть).
Ряд авторов в качестве моделей определения энергопотребностей пациентов отдают предпочтение уравнениям Ли и Маффина-Джеора. По формуле Маффина-Джеора (2005 год) для расчета энергопотребностей используются следующие параметры:
где где m – масса тела в килограммах, Р – рост в сантиметрах, В – возраст в годах. По аналогии с уравнением Харрисона-Бенедикта уравнение Маффина-Джеора корригируется введением дополнительных коэффициентов:
Энергопотребности х К,
По формуле Ли энергопотребности определяются следующим образом:
где m – фактическая масса тела (кг), Р – рост пациента (см), П – пол пациента (0 – женский, 1 – мужской).
Энергопотребности пациентов в послеоперационном периоде (по А. В. Пугаеву и Е. Е. Ачкасову, 2007).
Характер патологии и оперативного вмешательства
Необходимое энергообеспечение, ккал/кг/сут
Нормальное состояние питания, отсутствие метаболических нарушений
Малые хирургические операции (аппендэктомия, холецистэктомия, грыжесечение и пр. ), ОНМК, кишечная непроходимость, диарея, легкие травмы, печеночная недостаточность, острая почечная недостаточность
Переломы костей, перитонит, острый панкреатит, кишечный свищ, энтероколит
Операции большого объема (резекция легких, желудка, ободочной и прямой кишки, печени и пр. ), сепсис, тяжелые травмы, ЧМТ
Ожоги:
Голодание с потерей более 20% массы тела
Поскольку белок является основной пластической субстанцией нашего организма, его использование при нутритивной поддержке преследует две основные цели: минимизация потерь собственного белка и обеспечение возможности пролиферации клеток в ходе репаративных процессов. При этом следует учитывать тот факт, что изолированно вводимый белок (в виде поли-, олигопептидов или аминокислот) без соответствующей энергетической поддержки сам будет использоваться организмом не более как еще один источник энергии. Принято считать, что для усвоения организмом 1 грамма белка требуется дополнительно 150 ккал энергии в виде углеводов или (и) жиров. Поскольку белок является основным азотсодержащим соединением в организме (в белке в среднем содержится 16% азота), расчеты потерь и потребности в белке основаны на исследовании динамики концентрации азота в биологических жидкостях. Известно, что 1 грамм азота содержится в 6, 25 белка, формирующего в свою очередь 25 г мышечной массы. Азотистый баланс, представляющий разницу между полученным и выделенным организмом азотом, является важнейшим маркером катаболической (отрицательный азотистый баланс) или анаболической фаз (положительный азотистый баланс) послеоперационного периода. По исправленной Е. Е. Ачкасовым (2013) формуле, с учетом всех ранее не принимавшихся во внимание потерь, величина азотистого баланса расчитывается следующим образом:
Азотистый баланс (г/сут) = Введенный белок (г/сут) / 6, 25 – Азот мочевины мочи (г/сут) х 1, 25 – 4 – ДПА (г/сут),
где ДПА – дополнительные потери азота с дренажным или раневым отделяемым, содержимым назогастрального зонда.
При определении потребности пациента в белке обычно используют расчеты по методу определения суточных потерь азота, по степени катаболизма и по энергопотребности пациента.
Расчёт потребности в белке по суточным потерям азота проводится с использованием следующих формул:
Потребность в белке = [Азот мочевины (г/л) х Объем мочи (л) + 4] х 6, 25
Потребность в белке, г/сут = [Мочевина (ммоль/л) х Объем мочи (л) х 28/1000 +4] х 6, 25
Расчет потребности в белке по степени катаболизма представлен в таблице.
Определение потребности пациента в белке по степени катаболизма.
Потеря массы тела в последние три месяца
Недостаточность питания
Потери азота г/сут
Степень катаболизма
Потребность в белке в сутки
Мочевина (суточная)
Описание исследования
Мочевина – азотосодержащее соединение, являющееся конечным продуктом белкового обмена в организме человека.
В составе любого белка присутствует азот. При распаде белков азот высвобождается. В результате из него образуется чрезвычайно токсичное для организма вещество – аммиак. В печени в результате последовательной цепочки биохимических реакций с участием ферментов (т. н. цикла мочевины) он преобразуется в менее ядовитое вещество – мочевину.
Мочевина, присутствующая в крови, фильтруется в почечных клубочках, а затем выделяется из организма вместе с мочой. Чуть больше третей части ее пассивно всасывается обратно, чему особенно способствует замедление тока мочи.
Количество выведенной из организма мочевины зависит от количества белка, потребляемого с продуктами питания. Так у взрослого человека с ненарушенным азотистым равновесием при поступлении в сутки 100 г белка выделяется 14 г азота мочевины (или 500 ммоль мочевины). Мочевина, содержащаяся в моче, содержит 90% всех азотистых продуктов распада белка.
Отрицательный азотистый баланс (состояние, при котором количество выведенного из организма азота превышает количество поступившего) характеризуется избыточным выделением мочевины из организма. Причины нарушения могут быть следующие:
Уменьшение содержания мочевины в моче является признаком положительного азотистого баланса (состояния, при котором поступление азота превышает его выделение). Причиной этому могут быть:
1. заболевания почек;
2. ряд заболеваний печени, развивающиеся на фоне нарушения выработки мочевины;
3. прием гормональных препаратов (например, таких как инсулин, гормон роста, тестостерон);
4. врожденные заболевания, характеризуемые недостатком или полным отсутствием ферментов, необходимых для продукции мочевины;
5. усиление пассивного обратного всасывания (реабсорбции) мочевины в почечных канальцах вследствие:
a) болезней, сопровождаемых обезвоживанием организма;
b) гиповолемии (состояния, характеризующегося значительным уменьшением объема крови);
c) нарушения почечного кровообращения, спровоцированного:
Мочевина является значимым показателем нормального выведения конечного продукта обмена белков. Концентрация мочевины в моче и крови является индикатором качества обмена белков. В частности, данное исследование применяется для определения азотистого баланса у реанимационных и тяжелых больных, получающих энтеральное (через зонд) и парентеральное (минуя желудочно-кишечный тракт) питание. Полученные данные позволяют рассчитать индивидуально количество необходимых пациенту белковых препаратов.
С помощью данного исследования проводится дифференциальная диагностика болезней печени и почек, а также оценка выделительной функции почек при повышенной концентрации мочевины в крови. При отсутствии патологий в сутки вместе с мочой выводится примерно 20 г азота мочевины. Исследование его уровня позволяет определить скорость очищения крови, по которой делается вывод о функциональности почек. В норме, показатель скорости очищения крови варьируется в пределах от 40 до 60 мл/мин. Высокий уровень азота мочевины в крови и низкий в моче (меньше 10 г/л) являются показателями почечной недостаточности.
Подготовка к исследованию
В рамках теста исследуется проба суточной мочи. До начала сбора мочи необходимо в пункте забора биоматериала лаборатории «Наука» получить стабилизирующий порошок и одноразовый пластиковый контейнер (его также можно приобрести самостоятельно в аптеке).
Подготовка к тестированию включает следующие требования:
Для сбора суточной мочи заранее приготовляется сухая чистая емкость объемом 2-3 литра, в которую нужно всыпать полученный в лаборатории белый порошок (стабилизатор).
Моча собирается в следующей последовательности:
Контейнер с мочой доставляется в лабораторию для анализа. Если нет возможности отправить материал немедленно, его необходимо хранить в холодильнике при температуре +2-+8°С.
Важно! Мочу на анализ необходимо доставить в день окончания сбора.
Обратите внимание! Для анализа достаточно отлитого в контейнер количества – всю мочу предоставлять не нужно.
Не рекомендуется проводить сбор мочи во время менструации.
Показания к исследованию
Исследование содержания мочевины в моче проводят:
Интерпретация исследования
В лаборатории «Наука» уровень мочевины в исследуемой пробе суточной мочи измеряется в миллимолях на литр (ммоль/л).
Референсные значения варьируются в пределах 110-390 ммоль/л.
Повышенный уровень мочевины может наблюдаться:
Пониженный уровень мочевины в суточной моче характерен:
Также пониженный уровень мочевины можно обнаружить у здоровых растущих детей, и в период выздоровления у взрослых.
Результат теста выдается на бланке лаборатории медицинской компании «Наука». Пример по данному анализу представлен ниже:
Ф.И.О.: Иванов Сидор Петрович Пол: м Дата рождения: хх.хх.хххх
Дата исследования: хх.хх.хххх