Η απόκριση στον ιστικό τραυματισμό έχει μεγάλο αντίκτυπο στην διατροφική θεραπεία και στον μεταβολισμό των υποστρωμάτων. Από τότε που ο Sir David Cuthbertson περιέγραψε την μεταβολική απόκριση στην τραυματική καταπληξία περισσότερο από 70 χρόνια πριν, οι λεπτομέρειες των νευρικών και ενδοκρινικών μεταβολών οι οποίες, σε συνδυασμό με την έκκριση κυτταροκινών, μεσολαβούν σε αυτή την απόκριση έχουν ερευνηθεί. Οι οδοί και οι λεπτομέρειες της μεταβολικής απόκρισης είναι γνωστές, αλλά ο αντίκτυπος αυτής της απόκρισης και το πώς αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί σε κλινικές καταστάσεις είναι ακόμα θέματα αντιπαραθέσεων. Στην ουσία, μετά από τυχαίο τραυματισμό, χειρουργικές επεμβάσεις ή άλλη οξεία νόσο, τα υποστρώματα εκτρέπονται από επουσιώδη καθήκοντα, π.χ. μυϊκή δραστηριότητα, προς την επουλωτική διαδικασία, την στήριξη μεταβολικών αναγκών του ανοσοποιητικού συστήματος και των σπλαχνικών οργάνων, και προς άλλα μεταβολικά καθήκοντα που εμπλέκονται στην επιβίωση από την νόσο.
Αυτές οι μεταβολικές αλλαγές, οι οποίες έχουν ένα σημαντικό φυσιολογικό ρόλο στην προσαρμογή, την άμυνα, και την επούλωση κατά το τραυματικό στρες, μεσολαβούνται τόσο από το νευροενδοκρινικό σύστημα όσο και από τις κυτταροκίνες που απελευθερώνονται σε απόκριση στην φλεγμονή. Το παράδοξο της μεταβολικής απόκρισης στην τραυματική βλάβη, όπως έγινε αντιληπτό από τον John Hunter τον 18ο αιώνα, είναι ότι αυτή είναι απαραίτητη για την επιβίωση, ωστόσο, όταν φτάνει σε ακραία επίπεδα, μπορεί να απειλήσει την επιβίωση εάν ο σοβαρός καταβολισμός προκαλεί μεγάλου βαθμού απώλεια άλιπου μάζας και διατροφικά ελλείμματα.
Η κατανόηση της μεταβολικής απόκρισης και των διαμεσολαβητικών μηχανισμών είναι βασικής σημασίας ώστε να επινοηθούν στρατηγικές ελαχιστοποίησης των αρνητικών επιδράσεων της. Μία πολύπλευρη προσέγγιση μπορεί να βελτιώσει τις αποκρίσεις της νευροενδοκρανιακής οδού και των κυτταροκινών που μεσολαβούν στον καταβολισμό. Στην προσέγγιση αυτή περιλαμβάνονται: η μείωση των καταβολικών ερεθισμάτων μέσω θεραπείας της λοίμωξης, η βελτιστοποίηση της διαχείρισης υγρών για να αποφευχθεί έλλειμμα ή περίσσεια αυτών, ο έλεγχος του πόνου και της νευρικότητας, η νοσηλεία σε ζεστό περιβάλλον και η κατάλληλη χειρουργική παρέμβαση, σε συνδυασμό με τη βέλτιστη διατροφή, μπορεί να βελτιώσει τις αποκρίσεις της νευροενδοκρινικής οδού και των κυτταροκινών που μεσολαβούν στον καταβολισμό. Αυτές οι ιδέες έχουν ενσωματωθεί στα προγράμματα ΕRAS (enhanced recovery after surgery) τα οποία έχουν πλέον υιοθετηθεί σε πολλές χειρουργικές διαδικασίες.
Νευρικά ερεθίσματα και το συμπαθητικό νευρικό σύστημα
Το κέντρο του αυτόνομου νευρικού συστήματος, πού βρίσκεται στον υποθάλαμο, λαμβάνει έναν αριθμό ερεθισμάτων μετά από την τραυματική βλάβη. Πρώτα, το σοκ και η υποάρδευση έχουν μία άμεση επίδραση μέσω των υποδοχέων πίεσης και όγκου. Δεύτερον, οι κυτταροκίνες που κυκλοφορούν έχουν άμεσες επιδράσεις στην υποθαλαμική δραστηριότητα και τρίτον τα προσαγωγά νευρικά ερεθίσματα, προερχόμενα από τα περιφερικά νεύρα στο σημείο της βλάβης φτάνουν στον υποθάλαμο μέσω του νωτιαίου μυελού και του εγκεφαλικού στελέχους. Η σημασία των προσαγωγών ερεθισμάτων αποτυπώνεται σε έρευνες που δείχνουν ότι:
– ο περιφερικός νευρικός αποκλεισμός σε ελάσσονα τραύματα των άκρων μπορεί να αναστείλει αυτή την απόκριση
– η ραχιαία αναισθησία στην θωρακική περιοχή κατά τη διάρκεια χειρουργικής παρέμβασης στην κάτω κοιλία μπορεί να αναστείλει την νευροενδοκρινική και μεταβολική απόκριση σε τέτοιες επεμβάσεις.
– υψηλή βλάβη του νωτιαίου μυελού ή καταστολή του υποθαλάμου μπορούν επίσης να μειώσουν την απόκριση.
Αυτά τα ερεθίσματα προκαλούν αντανακλαστική α- και β-αδρενεργική δραστηριότητα και μία αύξηση στην έκκριση κατεχολαμινών από τον μυελό των επινεφριδίων. Σε ελάσσονα τραυματισμό, αυτές οι αλλαγές μπορεί να είναι παροδικές ενώ σε σοβαρούς τραυματισμούς, όπως εγκαύματα, αυξημένα επίπεδα κατεχολαμινών μπορεί να ανευρεθούν για πολλές ημέρες ή εβδομάδες μετά την αρχική βλάβη. Αυτά τα ποικίλα προσαγωγά ερεθίσματα όχι μόνο διεγείρουν μία απόκριση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος αλλά προκαλούν επίσης την έκκριση παραγόντων από τον υποθάλαμο οι οποίοι διεγείρουν την υπόφυση. Επιπλέον, νευροδιαβιβαστές που απελευθερώνονται από το συμπαθητικό νευρικό σύστημα επηρεάζουν την λειτουργία του ανοσοποιητικού.
Υποθάλαμος και υπόφυση
Εκλυτικοί παράγοντες, η εκλυτική ορμόνη της κορτικοτροπίνης (CRH), και η εκλυτική ορμόνη της αυξητικής ορμόνης (GRH) εκκρίνονται, διεγείροντας την υπόφυση να παράγει περισσότερη αδρενοκορτικοτρόπο ορμόνη (ACTH) και αυξητική ορμόνη (GH). Τα επίπεδα της προλακτίνης επίσης αυξάνονται. Η γοναδοτροπίνη και, συνεπώς, τα επίπεδα των ορμονών του φύλου συνήθως μειώνονται.
Φλοιός επινεφριδίων
Η έκκριση κορτιζόλης, ως απόκριση στην ACTH, αυξάνεται μετά την ιστική βλάβη για 24-48 ώρες μετά από χειρουργείο χωρίς επιπλοκές, ενώ μετά από σοβαρό τραυματισμό αυξάνεται για πολύ μεγαλύτερες περιόδους. Το σύστημα ρενίνης-αγγειοτενσίνης-αλδοστερόνης (RAAS) επίσης διεγείρεται από μεταβολές στην κυκλοφορία μετά τον τραυματισμό, συνεισφέροντας κατά αυτό τον τρόπο στην κατακράτηση νατρίου και νερού το οποίο είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό στην φάση ροής του τραυματισμού. Θεραπευτικές παρεμβάσεις με την απόκριση του RAAS έχουν δοκιμαστεί στην σήψη.
Θυροειδής
Τα επίπεδα της θυροξίνης ίσως μειώνονται, κυρίως λόγω της μείωσης των επιπέδων των δεσμευτικών πρωτεϊνών, αλλά οι μεταβολές στα επίπεδα τριιωδοθυρονίνης (Τ3) είναι πιο σημαντικές. Τα επίπεδα της ανενεργούς αντίστροφης Τ3 (Τ3R) αυξάνουν εις βάρος της ενεργούς μορφής της Τ3, λόγω τροποποιημένης ενζυμικής δραστηριότητας στο ήπαρ. Αυτές οι μεταβολές στα επίπεδα των ορμονών του θυρεοειδούς παρατηρούνται επίσης κατά τη διάρκεια σοβαρού υποσιτισμού και απώλειας βάρους.
Ινσουλίνη και γλυκαγόνη
Κατά την φάση καταπληξίας (σοκ) της τραυματικής βλάβης υπάρχει μία α-αδρενεργική καταστολή της έκκρισης ινσουλίνης, η οποία δίνει τη θέση της, κατά τη διάρκεια της φάσης ροής, σε υψηλά επίπεδα ινσουλίνης, που συνοδεύονται από ινσουλινοαντίσταση10. Η έκκριση γλυκαγόνης είναι επίσης αυξημένη.
Ενδοκρινικές επιδράσεις στο μεταβολισμό
Οι μεταβολικές αλλαγές μετά από τραυματισμό είναι κατανοητές όταν ληφθούν υπόψη οι παραπάνω ενδοκρινικές αλλαγές. Υπάρχει μία αύξηση στην έκκριση των καταβολικών ορμονών όπως η κορτιζόλη, οι κατεχολαμίνες, και η γλυκαγόνη σε συνδυασμό με ινσουλινοαντίσταση. Αυτή η απόκριση έχει προσομοιωθεί, εν μέρει, με την έγχυση αυτών των τριών ορμονών του στρες σε φυσιολογικά άτομα. Σε αυτές τις μελέτες χορηγήθηκε κορτιζόλη, αδρεναλίνη και γλυκαγόνη προκαλώντας καταβολισμό μυϊκής πρωτεΐνης, μείωση της ελεύθερης γλουταμίνης, και αύξηση στα επίπεδα των αμινοξέων διακλαδισμένης αλύσου και των αρωματικών αμινοξέων, με αντίστοιχες μεταβολές στην λιπόλυση και στο μεταβολισμό της γλυκόζης. Αυτές οι αλλαγές, όμως, δεν ήταν το ίδιο εντυπωσιακές με αυτές που παρατηρούνται μετά από τραυματισμό, πιθανώς λόγω απουσίας της δράσης των κυτταροκινών και της πλήρους επίδρασης της ινσουλινοαντίστασης. Λαμβάνοντας υπόψη την τροποποιημένη ισορροπία μεταξύ των αυξημένων καταβολικών ορμονών και της μειωμένης επίδρασης της ινσουλίνης, δηλαδή της κύριας αναβολικής ορμόνης σχετικά με τον μεταβολισμό των υδατανθράκων, του λίπους, και των πρωτεϊνών, ο μηχανισμός της μεταβολικής απόκρισης μπορεί να κατανοηθεί.
Η γλυκογονόλυση και η αυξημένη γλυκονεογένεση από το ήπαρ λόγω της μειωμένης ηπατικής ευαισθησίας στην ινσουλίνη εξασφαλίζουν την παροχή γλυκόζης για τα τραύματα (που εξαρτώνται από την αναερόβια οξείδωση της γλυκόζης) και άλλους ιστούς που απαιτούν γλυκόζη, π.χ. τον εγκέφαλο. Ταυτόχρονα, η περιφερική ινσουλινοαντίσταση εξασφαλίζει συνεχή παραγωγή γλυκόζης, μειωμένη οξείδωση της από τους μυς, και μειωμένη αποθήκευση της ως γλυκογόνο. Η λιπόλυση αυξάνεται για να παρέχει ελεύθερα λιπαρά οξέα ώστε να παραχθεί ενέργεια και γλυκερόλη, που θα χρησιμοποιηθούν στην γλυκονεογενεση. Η σύνθεση πρωτεϊνών αυξάνει σε σπλαχνικά όργανα και στα ανοσοκύτταρα. Η αποδόμηση των μυϊκών πρωτεϊνών αυξάνει για να παρέχει υποστρώματα για γλυκονεογένεση και τα απαραίτητα αμινοξέα για την επούλωση, την αντίδραση οξείας φάσης και το ανοσοποιητικό σύστημα. Με άλλα λόγια η νευροενδοκρινής απόκριση εξασφαλίζει την εκτροπή των υποστρωμάτων από δευτερεύουσες εργασίες, όπως η κινητικότητα, σε αυτές που χρειάζονται για την επιβίωση.
Αυξητικοί παράγοντες
Η απόκριση στο τραύμα οδηγεί επίσης σε μία αυξημένη απελευθέρωση αυξητικής ορμόνης (GH), η οποία έχει τόσο αναβολικές όσο και καταβολικές ιδιότητες σε διαφορετικούς ιστούς. Οι οξείες επιδράσεις περιλαμβάνουν την αύξηση των επιπέδων γλυκόζης του αίματος, της λιπόλυσης και της κατανάλωσης λιπαρών οξέων. Η ευαισθησία στην GH διαφέρει μεταξύ ιστών και ίσως παίζει ρόλο στην ρύθμιση του πρωτεϊνικού μεταβολισμού σε επίπεδο οργάνου, καθώς και σε ολόκληρο το σώμα. Η αυξητική ορμόνη δρα μερικώς μέσω ενός μεσολαβητή, του IGF-1 (ινσουλινόμορφος αυξητικος παραγοντας), που απελευθερώνεται από το ήπαρ αλλά επίσης παράγεται τοπικά στους ιστούς. Ο IGF-1 έχει ινσουλινομιμητικές δράσεις καθώς επίσης και ιδιότητες προαγωγής του πρωτεϊνικού αναβολισμού. Όμως, σε σοβαρό τραύμα ή σήψη, η παραγωγή IGF-1 στο ήπαρ μειώνεται και έτσι οι πρωτεϊνοσυνθετικές επιδράσεις της αυξητικής ορμόνης μειώνονται.
Θεραπευτικές επιπτώσεις
Ο συνδυασμός νευροενδοκρινικών μεταβολών και της επίδρασης των κυτταροκινών κατά τη διάρκεια της φάσης ροής της τραυματικής βλάβης εξηγεί γιατί η σίτιση από μόνη της, ενώ αμβλύνει το αρνητικό ενεργειακό και πρωτεϊνικό ισοζύγιο, δεν μπορεί να το αντιστρέψει. Το στοιχείο του υποσιτισμού μπορεί να αρθεί αλλά όχι και η ίδια η καταβολική απόκριση. Κάποια απώλεια βάρους και απώλεια μυϊκής μάζας μετά από σοβαρό τραυματισμό είναι επομένως αναπόφευκτη αλλά, χωρίς την διατροφή, είναι πολύ μεγαλύτερη, με αρνητικές επιπτώσεις στην έκβαση και στην παράταση της ανάρρωσης. Είναι επομένως σημαντική η στόχευση για ιδανική διατροφή στην αρχική φάση αποφεύγοντας τον υπερσιτισμό. Καθώς η νευροενδοκρινικη απόκριση υποχωρεί και η φάση ροής του τραυματισμού δίνει την θέση της στην φάση ανάρρωσης, επιστρέφει η ικανότητα της αποκατάστασης του χαμένου ιστού μέσω της σίτισης και της απέκκρισης του φορτίου νατρίου και ύδατος. Οποιεσδήποτε επιπλέον αναβολικές – ή μάλλον αντικαταβολικές – επιδράσεις της θεραπείας κατά τη διάρκεια της φάσης ροής πρέπει, επομένως, να βασίζονται σε φαρμακολογικά μέτρα.
Η χρήση αυξητικής ορμόνης έχει προηγουμένως δειχθεί ότι έχει θετικές κλινικές επιδράσεις σε εγκαύματα, βελτιώνοντας την επούλωση σε συνδυασμό με το χειρουργείο. Όταν χρησιμοποιείται σε ασθενείς της ΜΕΘ με διαφορετικούς βαθμούς φλεγμονής και διαφορετικές κλινικές καταστάσεις, έχει αναφερθεί αυξημένη θνησιμότητα. Αντίθετα, η χρήση ινσουλίνης, η οποία φάνηκε για πρώτη φορά την δεκαετία του 1960 να μειώνει τον καταβολισμό καθαρής πρωτεΐνης, έχει επίσης φανεί ότι βελτιώνει την έκβαση όταν χρησιμοποιείται για να διατηρηθεί ο «αυστηρός έλεγχος της γλυκόζης αίματος». Η πρώτη αναφορά, κυρίως σε μετεγχειρητικούς και χειρουργημένους ασθενείς ΜΕΘ, δεν αναπαράχθηκε σε μετέπειτα έρευνες. Η βάση αυτών των διαφορών δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητή. Άλλες φαρμακολογικές παρεμβάσεις έχουν συμπεριλάβει τους β-αποκλειστές σε εγκαύματα και την χρήση αναβολικών στεροειδών (ιδιαίτερα στη φάση ανάρρωσης). Περαιτέρω έρευνες χρειάζονται σε αυτό τον τομέα της κλινικής διατροφής και της φαρμακολογίας, έχοντας υπόψη ότι ακόμα και οι πιο στοχευμένες παρεμβάσεις μπορεί να έχουν δυνητικά επιβλαβή ή ωφέλιμη επίδραση.
Συμπέρασμα
Η νευροενδοκρινική απόκριση στον τραυματισμό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της έκκρισης των καταβολικών ορμονών όπως η κορτιζόλη, η γλυκαγόνη και οι κατεχολαμίνες, ενώ ταυτόχρονα υπάρχει και αντίσταση στην ινσουλίνη, η οποία οδηγεί σε εκτροπή των υποστρωμάτων από άσκοπες χρήσεις σε αυτές που είναι απαραίτητες για την επούλωση. Επιπρόσθετες μεταβολές είναι τα αυξημένα επίπεδα αυξητικής ορμόνης, η μειωμένη Τ3, η μειωμένη έκκριση ορμονών του φύλου, η αυξημένη προλακτίνη, και η ενεργοποίηση του συστήματος ρενίνης-αγγειοτενσίνης-αλδοστερόνης. Η σίτιση από μόνη της δεν μπορεί να αντιστρέψει την καταβολική απόκριση, παρόλο που η βέλτιστη διατροφή μπορεί να μειώσει την καθαρή απώλεια ιστού και να διατηρήσει την λειτουργικότητα. Η γνώση σχετικά με τις δράσεις του νευροενδοκρινικού συστήματος στο τραύμα, είτε του ατυχηματικού είτε του χειρουργικού, είναι σημαντική όταν σχεδιάζονται κατευθυντήριες οδηγίες, που στοχεύουν στην βελτιστοποίηση της διατροφής και της γενικότερης έκβασης κατά την διάρκεια της νόσου, σε περίπτωση τραυματισμού ή χειρουργικής παρέμβασης (ERAS).
