Historische und evolutionäre Perspektive
Die menschliche Evolution über rund 200 000 Jahre fand zum weitaus größten Teil ohne Intensivtherapie und ohne enterale oder parenterale Ernährung statt. Schwer Kranke oder Verwundete mussten Überlebensstrategien entwickeln, weil sie keine Nahrung zu sich nehmen konnten. Der Körper war auf sich selbst gestellt: Energie bereitstellen, „Müll abführen“ (Autophagie) und sich regenerieren. Einen Speicher für Protein gibt es nicht. Die Menschheit hat gelernt, selbst schwere Verletzungen ohne Ernährung zu überleben, indem der Körper endogene Substrate produziert. Diese evolutionäre Errungenschaft hat das Überleben vieler Menschen ermöglicht.
Als Sinnbild dient „Lucy“, ein früher Hominide (Australopithecus afarensis), die vor etwa 3,2 Millionen Jahren in Afrika von einem hohen Baum stürzte; die Analyse ihrer perimortalen Frakturen wurde 2016 in Nature veröffentlicht (Kappelman et al.). Ein solches Trauma ohne jede medizinische Hilfe verlangte Strategien für Energieversorgung, Autophagie und Regeneration.
Stoffwechsel bei kritischer Erkrankung
Bei kritischer Krankheit durchläuft der Körper verschiedene Phasen: eine Ebb-Phase, gefolgt von einer katabolen Flow-Phase und schließlich einer anabolen Flow-Phase; das Konzept geht auf eine Publikation im Lancet von 1942 zurück. Die endogene Substratproduktion wird durch ein komplexes Zusammenspiel von Hormonen und Zytokinen gesteuert.
Beim Gesunden drosselt eine verminderte Nahrungszufuhr den Energieumsatz und den Proteinumsatz. Beim Kranken steigern Zytokine diese Prozesse trotz verminderter Zufuhr. Die Zytokine entkoppeln den Stoffwechsel von der Nahrungszufuhr. Das erklärt, warum sich die Katabolie durch exogene Nahrung nicht oder nur wenig vermindern lässt.
| Gesund (Hunger) | Kritisch krank (Inflammation) | |
|---|---|---|
| Energieumsatz | sinkt | steigt |
| Proteinumsatz | sinkt | steigt |
| Steuerung | Nahrungszufuhr, Hormone | Zytokine und Hormone, entkoppelt von der Zufuhr |
| Wirkung exogener Nahrung auf die Katabolie | hebt sie auf | vermindert sie nicht oder kaum |
Katabolie und endogene Substratproduktion
Die Katabolie kritisch Kranker dient vor allem dazu, endogen Aminosäuren bereitzustellen: für die Proteinsynthese (Akute-Phase-Proteine, Infektabwehr, Wundheilung) und für die Glukoneogenese, insbesondere wenn die Nahrungsaufnahme sistiert. Protein ist keine primäre oder gute Kalorienquelle. Der Stickstoffverlust nach Verletzungen erklärt sich eher durch veränderte Stoffwechselwege als durch Energiebereitstellung zur Oxidation. Die endogene Glukoseproduktion (EGP) ist ein Beispiel für endogene Substratproduktion und kann einen erheblichen Anteil des Energieumsatzes ausmachen, in einer Studie etwa 74 %.
Protein ist eng mit energieverbrauchenden Prozessen verknüpft, die für das Überleben der Zellen essenziell sind; die Zelle hat für ihren Energieträger ATP nur einen sehr kleinen Speicher. Entzündung löst eine interne Umverteilung von Protein und Nährstoffen aus. Nach einer initial reduzierten Aminosäurenoxidation kehrt diese nach etwa 7 Tagen auf das Normalniveau zurück.
Phasenadaptierte Ernährung
Das Konzept der phasenadaptierten Ernährung (Oshima et al. 2017; van Zanten et al. 2019) unterscheidet eine frühe akute, eine späte akute und eine postakute Phase. In der frühen Akutphase deckt die endogene Energieproduktion einen großen Teil des Umsatzes; exogene Energie kommt hinzu. Deshalb sind die Ziele hier niedriger und werden über mehrere Tage aufgebaut. In der späten Akut- und der postakuten Phase geht der Stoffwechsel allmählich in die Anabolie über, und die exogene Ernährung gewinnt für Erholung und Gewebeaufbau an Bedeutung.