Багатоатомні спирти

Від редакції. Ми продовжуємо публікацію серії матеріалів, об’єднаних тематикою «Академія інфузійної терапії». Як і в попередніх випусках «Академії…», перший матеріал присвячений розгляду теоретичних проблем інфузійної терапії, а другий – практичним можливостям застосування цього методу лікування при окремих патологічних станах. У цьому випуску ми продовжуємо розмову про можливості використання багатоатомних спиртів, зокрема препаратів на основі ксилітолу, а в «практичному» розділі розглянемо питання інтенсивної терапії при кишкових інфекціях.

Ксилітол (ксиліт, С₅Н₁₂О₅) – п’ятиатомний спирт, належить до групи багатоатомних спиртів і має низку унікальних властивостей. Він є проміжним метаболітом взаємоперетворення L-ксилулози і D-ксилулози в організмі людини і тварин. У 1957 році McCormick при введенні тварині 1-С¹⁴-ксиліту підтвердив його послідовне перетворення в D-ксилулозо-5-фосфат, потім – в інші проміжні субстанції пентозофосфатного циклу і через глюкозу – в глікоген печінки. Кінцевим продуктом окислення ксиліту є СО₂, який виділяється з організму переважно при диханні, і лише 2% – у вигляді карбонату з сечею. Встановлено, що 50-68% ксиліту, що надійшов в організм, окислюється до СО₂, решта частини речовини відкладається у вигляді глікогену в печінці і м’язах, причому глікогеноутворення в печінці у 10 разів перевищує таке у м’язах (Черній В.І. та співавт., 2006). Ксиліт входить до циклу «глюкуронова кислота – ксилулоза» і таким чином пов’язує пентозофосфатний цикл з обміном уронової кислоти. Доведено, що пентозофосфатний цикл постачає рибозофосфат або ДНК для синтезу нуклеїнових кислот. Цикл уронової кислоти необхідний для синтезу мукополісахаридів і складових компонентів цитомембран.

Ксиліт завдяки своїм енергетичним, діуретичним, жовчогінним властивостям і відсутності токсичності широко застосовується в медицині. У практичній діяльності лікарі внутрішньої медицини найчастіше використовують два препарати ксилітолу – ксилат і глюксил (таблиця).

Ксилат

вверх

Ксилат – це комплексний поліфункціональний інфузійний препарат. Він належить до багатокомпонентних гіперосмолярних розчинів – отже, має гемодинамічні та протишокові властивості. Після внутрішньовенного введення компоненти розчину тривалий час перебувають в судинному руслі, притягуючи в нього рідину з міжклітинного простору. Завдяки гіперосмолярності (610 мосм/л), ксилат підвищує осмотичний тиск, що дає змогу використовувати препарат як «bloodespander» для швидкого наповнення судинного русла та сприяння регідратації організму.

Основними діючими речовинами препарату є ксиліт і натрію ацетат. Вважається, що ксилітолу властива більша антикетогенна дія, ніж глюкозі. За сучасними уявленнями, механізм антикетогенної дії ксилітолу пов’язаний з такими процесами:

• ксилітол шляхом метаболізму через пентозофосфатний цикл може бути джерелом гліцерофосфату, зменшуючи в такий спосіб кількість вільних жирних кислот, здатних окислюватися в ацетил-коензим А;
• підвищуючи інтенсивність гліколізу, ксилітол посилює утворення піровиноградної кислоти, яка сприяє окисленню ацетил-коензиму А в циклі Кребса;
• проміжний метаболіт ксилітолу в пентозофосфатному циклі сприяє трансформації ацетил-коензиму А в жирні кислоти;
• ксилітол посилює глікогеноутворення в печінці, що зменшує мобілізацію жиру на периферії;
• ксилітол стимулює секрецію інсуліну (Шлапак І.П., Галушко О.А., 2006).

Натрію ацетат належить до залужнюючих засобів. Він викликає накопичення основ за рахунок свого метаболізму. Залужнюючий ефект проявляється досить швидко: концентрація НСО^3– збільшується вже через 15 хвилин після початку інфузії. Але, на відміну від розчину натрію гідрокарбонату, корекція метаболічного ацидозу не викликає різких коливань рН. Варто нагадати, що корекція ацидозу бікарбонатом натрію пов’язана з високим ризиком ускладнень. Введення лугів порушує дисоціацію оксигемоглобіну, посилює внутрішньоклітинний ацидоз та ацидоз спинномозкової рідини, що може спровокувати розвиток набряку мозку. Ось чому не рекомендується рутинне застосування натрію гідрокарбонату для корекції ацидозу будь-якої етіології. Подібних небажаних ефектів при використані натрію ацетату не спостерігається.

Ксилат є комплексним полііонним препаратом. Він містить основні катіони (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) та аніон Cl^–. Концентрація іонів у розчині близька до фізіологічної. Переливання ксилату в одному терапевтичному комплексі з багатокомпонентними розчинами електролітів (Рінгера, Трисоль, Ацесоль тощо) сприяє корекції електролітних порушень у хворих та відновленню електролітного балансу.

Незважаючи на унікальні терапевтичні властивості, препарати на основі ксиліту мають певні протипоказання та застереження при їхньому використанні.

Відомо, що ксилат належить до групи гіперосмолярних розчинів і тому протипоказаний при гіперосмолярних станах (наприклад, при гіперглікемічній гіперосмолярній комі). Його не застосовують у разі значної серцево-судинної декомпенсації, крововиливу в мозок, тромбоемболії.

За деякими повідомленнями, при застосуванні препаратів, що містять ксиліт, можливий розвиток цереброренального оксалозу. Так, описано три випадки розвитку коматозного стану з судомами. Смерть наставала внаслідок розладів мозкового кровообігу. У всіх трьох випадках аутопсія встановила велике субендотеліальне депонування кристалів оксалату кальцію на церебральних судинах (зокрема у стовбурі мозку) та в ниркових канальцях. Ці випадки були розцінені як рідкісне ускладнення інтенсивної терапії у зв’язку з парентеральним призначенням ксиліту (Bergmann M. еt al., 1991). Слід зазначити, що подібні випадки траплялися при використанні надвеликих доз ксиліту – 100 г на добу та більше. Така доза (100 г ксиліту) є рівнозначною двом літрам (2000 мл 5% розчину) препарату ксилат. Отже, щоб уникати розвитку цереброренального оксалозу, потрібно не перевищувати цю максимальну добову дозу. А, як показує досвід, у повсякденній практиці для досягнення позитивних результатів використовуються значно менші дози препарату – 5-7 мл/кг (350-600 мл) на добу (Шлапак І.П., Галушко О.А., 2006).

Спосіб застосування і дози. Препарат призначають для зменшення iнтоксикацiї, покращення мiкроциркуляцiї, корекцiї кислотно-основного стану, поліпшення гемодинамiки при травматичному, операційному, гемолітичному та опіковому шоку (з урахуванням осмолярності крові та сечі), при гострiй крововтратi, а також при опiковiй хворобi, при затяжних гнiйних процесах, при рiзних iнфекцiйних хворобах, при хронiчних активних гепатитах, для передоперацiйної пiдготовки i ведення пiсляоперацiйного перiоду, а також для часткового покриття потреби у вуглеводах, що виникає при цукровому діабеті та інших порушеннях утилізації глюкози. Вводять внутрiшньовенно крапельно, зі швидкістю 50-70 крапель на хвилину, в середній дозі 5-6 мл/кг на добу. Максимальна доза – 1,5 г ксиліту/кг маси тіла на добу (але не більше 2000 мл розчину ксилату на добу!). Максимальна швидкість утилізації ксилітолу, а отже й максимальний темп інфузії, становить 0,25 г ксиліту на 1 кг маси тіла за годину.

Глюксил

вверх

Позитивні властивості глюкози та ксиліту було об’єднано у вітчизняному препараті глюксил. Його основними діючими речовинами є глюкоза (7,5 г на 100 мл), ксиліт (5 г на 100 мл) та натрію ацетат. Препарат містить також іони Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^–, CH₃COO^– у збалансованих співвідношеннях. Енергетична цінність препарату – 500 ккал/л, тобто така кількість калорій, якої достатньо для запобігання розпаду білків при голодуванні. Відповідно, і першим напрямком застосування глюксилу стало використання його для покриття потреб в енергії у пацієнтів, які не можуть отримувати поживні речовини природним шляхом (peros), тобто для парентерального харчування.

Відомо, що основну частину енергії організм отримує за рахунок вуглеводів і жирів. Вуглеводи представлені у вигляді моносахаридів – глюкозою, фруктозою та у вигляді багатоатомних спиртів – сорбітом і ксилітом. Їхня частка в енергопостачанні становить 45-50% від загальної енергії.

Глюкоза є не тільки головним джерелом енергії, але й необхідним компонентом для синтезу низки речовин в організмі. При цьому найбільш важливим є білковий метаболізм. Азотозберігаючий ефект глюкози зумовлений виділенням інсуліну, який підтримує транспорт глюкози та амінокислот у клітини. Важливо, що глюкоза утилізується навіть в анаеробних умовах (Хлябич Г.Н., 1992).

Другий компонент препарату – ксилітол – є пентитолом і безпосередньо включається в пентозофосфатний цикл метаболізму. Зважаючи, що ксилітол є добрим джерелом енергії з незалежним від інсуліну метаболізмом, діє антикетогенно і ліпотропно, він рекомендується для застосування як засіб парентерального харчування хворих, особливо тих, що перенесли операції на шлунково-кишковому тракті. Максимальна швидкість утилізації ксиліту становить 0,25 г/кг маси тіла за годину (Новак В.Л. та співавт., 2008).

Для покращення корекції метаболічних розладів в останні роки рекомендується комбіноване застосування глюкози з ксилітом. Вважається, що одночасне використання цих вуглеводів не викликає збільшення концентрації метаболітів, які виникають при ізольованому застосуванні глюкози і ксилітолу (Костюченко А.Л., Канючевский А.В., 1998). Існують препарати, що містять комбінацію глюкози та ксилітолу у пропорції 1:1 та 2:1.

Як видно з наведенного вище складу, глюкоза в препараті міститься в концентрації 7,5%, ксиліт – у 5% (співвідношення глюкоза/ксиліт – 1,5:1). Наявність у складі препарату збалансованої (ізотонічної) суміші основних йонів крові (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^–) у відповідних для неї концентраціях, а також залужнюючого компоненту натрію ацетату, робить препарат більш фізіологічним. Слід враховувати, що завдяки своєму складу глюксил належить до групи багатокомпонентних гіперосмолярних розчинів і, таким чином, крім основної енергетичної дії, має ще гемодинамічну та осмодіуретичну дію.

Глюксил рекомендовано застосовувати як засіб для покриття потреб організму в калоріях у рамках парціального та повноцінного парентерального харчування, для зменшення iнтоксикацiї, корекцiї кислотно-лужного балансу при шокових станах (з урахуванням осмолярності крові та сечі), при опiковiй хворобi, затяжних гнiйних процесах, при захворюваннях печінки, рiзних iнфекцiйних захворюваннях та токсикоінфекціях, у пiсляоперацiйному періоді.

Рисунок. Механізми виникнення кетоацидозу (пояснення в тексті)

 

Рисунок. Механізми виникнення кетоацидозу (пояснення в тексті)

Слід зазначити, що останнім часом патогенетично обґрунтована можливість використання глюксилу у хворих на цукровий діабет (ЦД) у разі розвитку в них кетоацидозу (Шлапак І.П., Галушко О.А., 2015). Річ у тому, що біохімічною основою зростання вмісту кетонових тіл в умовах патології є зменшення ступеня утилізації ацетил-КоА в циклі трикарбонових кислот (ЦТК) внаслідок порушень вуглеводного обміну (рисунок).

У нормальних умовах входження ацетил-КоА в ЦТК залежить від наявності в клітині достатньої кількості оксалоацетату, необхідного для утворення цитрату. Своєю чергою, утворення оксалоацетату, необхідного для нормального функціо­нування ЦТК, залежить від кількості пірувату, основним постачальником якого є гліколітичне розщеплення глюкози.

В умовах зменшеного надходження в клітину глюкози (при ЦД) оксалоацетат спрямовується на шлях глюконеогенезу (на рисунку відображено пунктирною стрілкою) і стає недосяжним для взаємодії з ацетил-КоА в цитратсинтетазній реакції. У зазначених метаболічних умовах ацетил-КоА значною мірою використовується для синтезу кетонових тіл (пунктирна стрілка). Сприяє накопиченню в клітинах ацетил-КоА також його підвищене утворення при β-окисленні жирних кислот за рахунок стимуляції в умовах глюкозного голодування ліполізу в жировій тканині.

Подібні механізми спостерігаються і при абсолютному дефіциті глюкози (голодуванні, порушеннях всмоктування глюкози в кишечнику тощо). Ось чому виражена кетонемія може спостерігатися і при невисоких рівнях глікемії і навіть при зниженні вмісту глюкози в крові (кетоацидоз голодуючих, алкогольний кетоацидоз).

Отже, для успішного лікування кетоацидозу будь-якої етіології доцільно використовувати поєднання глюкози з ксилітолом, що якраз і реалізовано в препараті глюксил.

Спосіб застосування та дози. Дорослим глюксил вводять внутрiшньовенно крапельно зі швидкістю 40-60 крапель на хвилину, тобто 1,7-2,5 мл/кг за годину або 120-180 мл/год при масі тіла 70 кг. Максимальна доза – 1400 мл на добу при масі тіла 70 кг або 1 г ксиліту/кг маси тіла на добу + 1,5 г глюкози/кг маси тіла на добу.

Максимальна швидкість інфузії глюксилу становить 180 мл/год при масі тіла 70 кг (60 крапель на хвилину) або 0,125 г ксиліту/кг маси тіла на годину + 0,187 г глюкози/кг маси тіла на годину.

Список літератури

1. Костюченко А.Л., Канючевский А.В. Современные возможности парентерального питания // Вест. интенсив. терапии. – 1998. – № 2. – С. 27-31.

2. Новак В.Л., Кондрацький Б.О., Тушницький О.М. та ін. Обґрунтування створення препарату для парентерального харчування – глюксилу // Укр. хіміотерапевт. журн. – 2008. – № 1-2 (22). – С. 73-76.

3. Хлябич Г.Н. (ред.). Инфузионная терапия и клиническое питание / Пер. с нем. – Франкфурт-на-Майне: Фрезениус, 1992. – 795 с.

4. Черний В.И. (ред.). Место современных многоатомных спиртов (реосорбилакт, сорбилакт, ксилат) в медицине критических состояний (неотложная хирургия, педиатрия, нейрохирургия, парентеральное питание): метод. рекомендации / Черний В.И., Шлапак И.П., Хижняк А.А. и др. – К., 2006. – 40 с.

5. Шлапак І.П., Галушко О.А. Використання нового комплексного препарату Ксилат® в лікуванні хворих з ускладненим перебігом цукрового діабету // Зб. наук. праць співробітників НМАПО імені П.Л. Шупика. – 2006. – Вип. 15, кн. 1. – С. 106-112.

6. Шлапак І.П., Галушко О.А. Декомпенсація цукрового діабету: невідкладні стани. Кетоацидоз / кетоацидотична кома. Розділ 8.11 // Анестезіологія та інтенсивна терапія: підручник. – Т. 2. Окремі питання анестезіології та інтенсивної терапії / Під ред. І.П. Шлапака. – К.: Фенікс, 2015. – С. 446-456.

7. Bergmann M., Silling-Engelhardt G., Schnabel R., Gulotta F. Therapy-inducedcerebro-renaloxalosis? // Z. Gesamte Inn Med. – 1991, Mar. – Vol. 46 (4). P. 101-106.