5
allin ® Fachbeiträge Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel Aspekte der Mangelernährung Bei Mangelernährung liegt eine akute oder langfristige Unterernährung vor, die entweder durch eine verminderte Zufuhr oder durch einen erhöhten Bedarf an Nährstoffen verursacht wird. Insofern wird in den DGEM-Leitlinien „Enterale Ernährung“ unter dem Begriff „Unterernährung“ [undernutrition] eine Verringerung der Energiespeicher sowie eine reduzierte Fettmasse (BMI < 18 kg/m2) verstanden. (Quelle: nach Pirlich et al., 2003) Die Ursachen einer Unterernährung sind komplex und können u.a. sein: Kalorienmangel: Hier ist die Energiezufuhr insgesamt niedriger als der Energiebedarf (negative Energiebilanz bzw. Energiedefizit; kataboler Zustand). Neben dem Verlust an Körpergewicht kommt es zu einem Abbau der Energiereserven. Protein-Energie-Mangel: Bei fortschreitender Fehlernährung führt eine chronisch bestehende Protein-Energie-Mangelernährung (PEM) zu folgenden Faktoren: - reduzierter Muskel- und Fettmasse (somit Gewichtsverlust) - zur Verringerung der Albumin-Konzentration im Blutplasma und des restlichen viszeralen Proteins (z.B. Präalbumin, Transferrin und Cholinesterase) - zum Entstehen von Ganzkörper-Ödemen sowie zur Abnahme der Leistungsfähigkeit - im Extremfall zum Versagen sämtlicher Körperfunktionen Aspekte des Hungerstoffwechsels Ein Energie- und Nährstoffmangel führt zu einer katabolen Stoffwechsel-Lage und in Folge zu einer Verschlechterung des physiologischen Zustandes: nach ca. 8–10 Tagen sinkt der Grundumsatz der gesamte Metabolismus verlangsamt sich der Körper beginnt die notwendige Energie aus seinen Energiereserven zu extrahieren Gleichzeitig erfolgt eine „Hungeradaption“ in Form einer Anpassung des Organismus an den Nährstoffmangel. In dieser Phase kann sich der Metabolismus bis zu 50 % reduzieren. Beispiele: - Der Proteinumsatz sinkt um Eiweiß einzusparen, die Stickstoffausscheidung vermindert sich um 75 %. - Herzfrequenz, Blutdruck und Körpertemperatur fallen ab. - Stresshormone wie Adrenalin werden freigesetzt und führen zum Absinken des Insulinspiegels. Hormone zur Lipolyse-Steigerung werden in Leber und Muskeln gebildet. Die Folgen eines langen Energie- und Nährstoffmangels sind Auszehrung und Abmagerung (Initiation) mit völligem Kräfteverlust und Kachexie. Im Klinik-Alltag ist der kombinierte Protein- und Energiemangel die häufigste Form der Mangelernährung. Änderungen der Körperzusammensetzung sowie der Verlust an Körpermasse – bei dem es zumeist auch zu einer Reduzierung an Organmasse kommt – führen zu Störungen physiologischer Funktionen und zur Reduktion der allgemeinen physischen und psychischen Verfassung. Früh genug erkannt, können gezielte Maßnahmen zur Verbesserung des Ernährungszustandes und damit auch des Allgemeinzustandes führen.

Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im ... · allin ® Fachbeiträge Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel Aspekte der Mangelernährung

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im ... · allin ® Fachbeiträge Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel Aspekte der Mangelernährung

allin® Fachbeiträge

Aspekte der Mangelernährung:

Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel

Aspekte der Mangelernährung

Bei Mangelernährung liegt eine akute oder langfristige Unterernährung vor, die entweder durch

eine verminderte Zufuhr oder durch einen erhöhten Bedarf an Nährstoffen verursacht wird.

Insofern wird in den DGEM-Leitlinien „Enterale Ernährung“ unter dem Begriff „Unterernährung“

[undernutrition] eine Verringerung der Energiespeicher sowie eine reduzierte Fettmasse (BMI < 18

kg/m2) verstanden. (Quelle: nach Pirlich et al., 2003)

Die Ursachen einer Unterernährung sind komplex und können u.a. sein:

� Kalorienmangel: Hier ist die Energiezufuhr insgesamt niedriger als der Energiebedarf (negative

Energiebilanz bzw. Energiedefizit; kataboler Zustand). Neben dem Verlust an Körpergewicht kommt es zu einem Abbau der Energiereserven.

� Protein-Energie-Mangel: Bei fortschreitender Fehlernährung führt eine chronisch bestehende

Protein-Energie-Mangelernährung (PEM) zu folgenden Faktoren:

- reduzierter Muskel- und Fettmasse (somit Gewichtsverlust)

- zur Verringerung der Albumin-Konzentration im Blutplasma und des restlichen viszeralen

Proteins (z.B. Präalbumin, Transferrin und Cholinesterase)

- zum Entstehen von Ganzkörper-Ödemen sowie zur Abnahme der Leistungsfähigkeit

- im Extremfall zum Versagen sämtlicher Körperfunktionen

Aspekte des Hungerstoffwechsels

Ein Energie- und Nährstoffmangel führt zu einer katabolen Stoffwechsel-Lage und in Folge zu einer

Verschlechterung des physiologischen Zustandes:

� nach ca. 8–10 Tagen sinkt der Grundumsatz

� der gesamte Metabolismus verlangsamt sich

� der Körper beginnt die notwendige Energie aus seinen Energiereserven zu extrahieren

� Gleichzeitig erfolgt eine „Hungeradaption“ in Form einer Anpassung des Organismus an den

Nährstoffmangel. In dieser Phase kann sich der Metabolismus bis zu 50 % reduzieren. Beispiele:

- Der Proteinumsatz sinkt um Eiweiß einzusparen, die Stickstoffausscheidung vermindert sich

um 75 %.

- Herzfrequenz, Blutdruck und Körpertemperatur fallen ab. - Stresshormone wie Adrenalin werden freigesetzt und führen zum Absinken des

Insulinspiegels. Hormone zur Lipolyse-Steigerung werden in Leber und Muskeln gebildet.

Die Folgen eines langen Energie- und Nährstoffmangels sind Auszehrung und Abmagerung (Initiation)

mit völligem Kräfteverlust und Kachexie.

Im Klinik-Alltag ist der kombinierte Protein- und Energiemangel die häufigste Form der

Mangelernährung. Änderungen der Körperzusammensetzung sowie der Verlust an Körpermasse – bei

dem es zumeist auch zu einer Reduzierung an Organmasse kommt – führen zu Störungen

physiologischer Funktionen und zur Reduktion der allgemeinen physischen und psychischen

Verfassung. Früh genug erkannt, können gezielte Maßnahmen zur Verbesserung des

Ernährungszustandes und damit auch des Allgemeinzustandes führen.

Page 2: Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im ... · allin ® Fachbeiträge Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel Aspekte der Mangelernährung

allin® Fachbeiträge

Mechanismen des Hungerstoffwechsels

Abbau von… durch Menge Dauer

… Kohlenhydraten

(Glykolyse)

Glykogenabbau aus

� Leber (ca. 75 g)

� Muskeln (ca. 150 g)

� Nieren

� weiteren Körperzellen1

ca. 1600 kcal innerhalb eines Tages verbraucht

direkte Folgen

� Senkung des pH-Wertes und dadurch Entwicklung einer metabolischen Azidose

� Wasser-, Kalium- und Magnesiumverlust beim Muskelglykogenabbau (anschließende Ausscheidung

über die Nieren und somit für diverse Körperfunktionen nicht mehr verfügbar)

� anfangs starke Abnahme des Körpergewichts von ca. 1 kg/Tag, danach Absinken auf ca. 500 g/Tag

Abbau von… durch Menge Dauer

… Eiweiß

(Proteolyse)

Proteine aus

� Muskelprotein (Skelett-

und Herzmuskel

� Bauchwandmuskulatur

� Bauchorganen: Leber,

Darm, Nieren � weiteren Körperzellen

= ca. 25 % des gesamten

Gewichtsverlustes!

ca. 50 - 70 g /

Tag (=ca. 250 –

280 kcal)

� nach ca. zwei Wochen

Umstellung des

Metabolismus auf Protein-

Sparmechanismus

� Plasmaeiweiß Halbwertszeit =

ca. zwei Wochen � Gerüst- und

Bindegewebseiweiß = ca. 160

Tage

direkte Folgen:

� Verwendung der Proteine zur direkten Verstoffwechselung im Zuge des Katabolismus oder zum

Gluconeogenese-Prozess aus Aminosäuren

� Gluconeogenese (Aufbauweg für Glucose): Aufbau von Energie für das Gehirn aus Muskeleiweiß.

Anmerkung: Das Gehirn kann nur Glucose und Ketonkörper zur Energiegewinnung verwenden, wobei

im Hungerstoffwechsel das Cerebrum den Glucose-Verbrauch auf 30 % des Ausgangswertes reduziert

(von ca. 140 g auf ca. 40 g pro Tag). Die Alkalireserven des Körpers fallen dabei ab.

� Harnstoffausscheidung über den Urin

� Hypoproteinämie im Blut mit dadurch entstehenden Hungerödemen durch Flüssigkeits-Verschiebungen und Wasseransammlungen im Gewebe

� negative Auswirkungen auf das Immunsystem (erhöhte Infektanfälligkeit und –ausprägung)

Abbau von… durch Menge Dauer

… Fett

(Lipolyse)

Triglyceride aus

� Unterhautfettgewebe � viszeralem Fett

� Baufett

ca. 70.000 kcal

als Langzeit-Energie-

Speicher des

Körpers

� Abbau erfolgt zumeist

parallel zum Glykogen- und Eiweißabbau

� signifikanter Fortschritt nach

ca. einer Woche im

Hungerstoffwechsel

direkte Folgen

� Bildung von Ketonkörpern (Acetoacetat, Acetat und Betahydroxybuttersäure) zur Energiegewinnung

� Verlust an der Isolierschicht mit anschließender Hypothermie und erhöhtem Kohlenhydratbedarf zur

Wärmeproduktion des Körpers

1 Mengenmäßig besitzt die Muskulatur die größte Glykogenmenge. Allerdings fehlt in der Muskulatur das

Enzym Glucose-6-Phosphatase, welches den Phosphatrest am C-Atom 6 der Glucose abspalten kann. Dieses

kommt nur in den Leberzellen, Nierenzellen und Enterozyten vor. Somit kann die Leber ihren Glykogen-

Speicher effektiv dazu benutzen einen geringen Blutzuckerspiegel (z.B. nachts) abzupuffern.

Page 3: Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im ... · allin ® Fachbeiträge Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel Aspekte der Mangelernährung

allin® Fachbeiträge

� Reduktion an Baufett (Ersichtlich z.B. dadurch eingesunkene Augen)

� Reduktion des Körperwassers durch das im Fettgewebe gespeicherte Flüssigkeitsdepot mit erhöhtem Risiko einer Exsikkose

Zu beachten

� Die Gewichtsabnahme ist bei kompletter Nahrungskarenz vom Ausgangsgewicht abhängig und

beträgt in etwa 200 bis 500 Gramm pro Tag. In den ersten zwei Tagen ist vorwiegend der

Wasserverlust ausgeprägt, der zu einer Abnahme von durchschnittlich zwei Kilogramm führt.

Nach einer Woche reduziert sich das Körpergewicht um durchschnittlich 13%, nach einem Monat

um bis zu 21 %.

� Jeder beabsichtigte oder unbeabsichtigte Gewichtsverlust, unabhängig vom Ausgangsgewicht,

führt anfangs zu einem Verlust an Muskelmasse und geht bei einem starken Muskelabbau mit einer eingeschränkten Funktionalität einher.

Abb. 1: Anteil der unterschiedlichen Energiespeicher an der Energiegewinnung während des ersten Monats im

Hungerstoffwechsel (Quelle: nach Kaiser, 2011)

� Anfallende Substrate im Katabolismus stimulieren wiederum Abbauprozesse und wirken durch

Aktivierung von Enzymen und Peroxisomen-Proliferator-aktivierten Rezeptoren2 (PPAR). Es

kommt neben den augenscheinlichen körperlichen Auffälligkeiten zu Organveränderungen, vor

allem im Bereich der Leber und des Myokards.

� Besteht gleichzeitig ein schwerer Proteinmangel oder eine Protein-Synthesestörung und die

Enzyme des Fettsäureabbaus und der Fettsäuretransportproteine stehen nicht zur Verfügung,

kommt der Abbau von Fettsäuren zum Erliegen. Dadurch sammeln sich im Zytoplasma

Lipidvakuolen an, deren Inhalt nicht für Stoffwechselprozesse verwendet werden können.

2 PPAR (Peroxisom-Proliferator-aktivierte Rezeptoren) = Kernrezeptoren; weisen eine DNA-bindende Domäne

auf, wodurch sie definierte DNA-Sequenzen erkennen können

Page 4: Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im ... · allin ® Fachbeiträge Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel Aspekte der Mangelernährung

allin® Fachbeiträge

Nachzuweisen wäre dies im histopathologischen Schnitt vom Muskelgewebe des Myokards und

der Leber. Die klinische Folge am Herzen ist dabei eine latente oder manifeste

Myokardinsuffizienz und an der Leber eine Steatosis hepatis mit Einschränkungen der

Stoffwechselfunktionen.

� Bei unzureichender Eiweißversorgung spielt die Reduktion des Glutathion-Status ebenso eine

bedeutende Rolle, da dieser für die Aufrechterhaltung der antioxidativen Kapazität der Leber,

des Myokards und anderer Gewebe zuständig ist. Des Weiteren wird er für die Zytokin-

regulierten Immunreaktionen des Körpers benötigt. Insofern kommt es zu einer weiteren

vielfältigen Wirkung des Nährstoffmangels auf das Immunsystem:

- erhöhtes Risiko für Infektionen sowie Verschlimmerung des Verlaufs - Beeinträchtigung der zytokinvermittelten Immunantwort

- Begünstigung des oxidativen Stresses im Gewebe, der eine pathogenetische Rolle spielt

Die Auswirkungen einer Malnutrition sind

weitreichend und individuell.

So führt zum Beispiel die Abnahme von

Skelettmuskulatur und Knochengewebe zu einer

Steigerung von Schwäche, Mobilitätsproblemen, Gebrechlichkeit, Steigerung des Osteoporose-,

Sturz- bzw. Frakturrisiko etc.

Jede Folge kann zu einer Kaskade von

darauffolgenden Erscheinungen führen und

begünstigt den Teufelskreis der Mangelernährung.

Abb. 2: Kreislauf der Mangelernährung (Quelle: nach Sterzinger, 2013)

Die Ursachen einer Mangelernährung sind sehr

umfangreich und komplex.

Bei Betroffenen sollten daher die möglichen

verknüpften Komponenten immer

mitberücksichtigt werden.

Die frühzeitige Erkennung von Ursachen und die präventiven Maßnahmen (z.B. durch Einsatz von

Screening- und Assessmentbögen) können dabei

helfen die Komplexität zu vermindern oder zu

vermeiden.

Abb. 3: Durchbrechen des Kreislaufs der Mangelernährung (Quelle: nach Sterzinger, 2013)

Page 5: Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im ... · allin ® Fachbeiträge Aspekte der Mangelernährung: Physiologische Prozesse im Hungerstoffwechsel Aspekte der Mangelernährung

allin® Fachbeiträge

Fazit

� Bei der interdisziplinären Bekämpfung einer Unterernährung muss somit auch stets auf die oben

genannten physiologischen Veränderungen eingegangen werden.

� Supportive Ernährungsinterventionen sind hierbei essenzielle Maßnahmen, damit eine

zufriedenstellende Rehabilitation des Ernährungs- und Allgemeinzustandes stattfinden kann.

Das allin® Team empfiehlt bei Mangelernährung:

Quellen Bauer, J.M. et al. (2008): Malnutrition, Sarkopenie und Kachexie im Alter – von der Pathophysiologie zur Therapie:

Ergebnisse eines internationalen Expertenmeetings der BANSS-Stiftung. Dtsch Med Wochenschr 2008; 133: 305–310.

Kaiser, M.J./Bauer, J.M. (2011): Pathophysiologische Grundlagen – Energie- und Hungerstoffwechsel. In: Löser, C. (Hg.):

Unter- und Mangelernährung. Stuttgart: Thieme, S. 17–24.

Kaiser, M. J./Bauer, J.M. (2011): Pathophysiologische Grundlagen – Energie- und Hungerstoffwechsel. In: Löser, C. (Hg.):

Unter- und Mangelernährung. Stuttgart: Thieme, S. 23.

Kalde, S./Heise, J. (2015): Mangelernährung im Krankenhaus. Ernährungs Umschau international 2015; 7: 405–414.

Krawinkel, M. (2010): Untergewicht und Hungerstoffwechsel. In: Biesalski, H.K. et al. (Hg.): Ernährungsmedizin. Stuttgart:

Thieme, S. 438–442.

Kreuter, M./Sterzinger, M. (2013): Mangelhafter Ernährungszustand im Alter. In: VFEDaktuell 2013; 136: 6-13.

Pirlich, M. et al. (2003): DGEM-Leitlinien Enterale Ernährung: Ernährungsstatus. Aktuel

Ernährungsmed 2003; 28 (Suppl. 1): 10–25.

Schutz, Y./Stanga, Z. (2010): Mangelernährung und Bestimmung des Ernährungszustandes. In: Biesalski, H.K. et al. (Hg.):

Ernährungsmedizin. Stuttgart: Thieme, S. 450–479.

Willig, H. P. (2017): Hungerstoffwechsel, http://www.chemie-schule.de/KnowHow/Hungerstoffwechsel (14.05.2017).

Zürcher, G. (2006): Mangelernährung. In: Koula-Jenik, H. et al. (Hg.): Leitfaden Ernährungsmedizin. München: Urban &

Fischer, S. 614–622.