Proteinbedarf und Proteinqualität

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1 Proteinbedarf und Proteinqualität für Patienten im Akutspital und für geriatrische Patienten Symposium Nestlé Health Science 2018 Dr. C. Römer-Lüthi 1

2 Generell gültige Grundlagen Dr.C.Römer-Lüthi 2

3 Wozu braucht der Mensch Proteine? Strukturproteine (Kollagene, Proteoglykane, Muskelproteine) Enzyme (intrazellulär) Sekretierte Verdauungsenzyme z.b. im GI-Trakt Membranständige Kanalproteine für den Stoffaustausch Transportproteine intra- / extrazellulär Signalsubstanzen (Peptidhormone, Neurotransmitter u.a.) Schutzproteine (Immunglobuline, Gerinnungsfaktoren u.a.) Unterliegen alle einem ständigen Turnover d.h. sie werden regelmässig abgebaut und ersetzt durch neu aufgebaute Moleküle Dr. C. Römer-Lüthi 3

4 Einflussfaktoren auf den Proteinhaushalt Clinical Nutrition 2018;37: Dr. C. Römer-Lüthi 4

5 Gesamtumsatz Körperprotein / Einbau in Muskulatur Am J Physiol Endocrinol Metab 2012; 302: E992 E999 Dr. C. Römer-Lüthi 5

6 Intrazelluläre Verfügbarkeit von Aminosäuren bestimmt die Proteinbilanz In press: Wolfe RR. Clin Nutr Dr. C. Römer-Lüthi 6

7 Einzig die zugeführte Proteinmenge ist entscheidend für die Gesamtkörperproteinbilanz (bei Jung und bei Alt) Jährige: Morgenessen Mittagessen Abendessen Jährige Clinical Nutrition 2018;37: Dr. C. Römer-Lüthi 7

8 Gemischte Mahlzeiten Erhöhte Insulinspiegel Erleichtern die Aufnahme von Aminosäuren z.b. in die Muskelzellen Bremsen intrazellulär den Proteinabbau Fördern vielleicht sogar die Proteinsynthese Verbessern die Proteinbilanz Dr. C. Römer-Lüthi 8

9 Hohe Proteinqualität heisst: alle essentiellen AA im benötigten Verhältnis Dr. C. Römer-Lüthi 9

10 Dr. C. Römer-Lüthi 10

11 Bildung von nicht-essentiellen Aminosäuren Alanin (Ala) Histidin (His) Serin (Ser) Glycin (Gly) Cystein (Cys) Tyrosin (Tyr) Glutaminsäure (Glu) Asparaginsäure (Asp) Glutamin (Gln) Asparagin (Asn) Prolin (Pro) Arginin (Arg) Seleno-Cystein (Se-Cys) aus Pyruvat aus Phosphoribosyl-PP (8 Schritte) aus 3-Phosphoglycerat aus Ser oder Thr aus Ser und Met aus Phe (nicht möglich bei PKU) aus -Ketoglutarat aus Oxalacetat aus Glu aus Asp und Gln aus Glu aus Glu resp. Ornithin aus Cys und Selen oder Se-Met *bedingt essentielle Aminosäuren Dr. C. Römer-Lüthi 11

12 Leucin spielt eine besondere Rolle, aber nicht allein In press: Wolfe RR. Clin Nutr Dr. C. Römer-Lüthi 12

13 Krankheit verändert den Proteinstoffwechsel Dr. C. Römer-Lüthi 13

14 Krankheit verändert das Proteingleichgewicht In press: Wolfe RR. Clin Nutr Dr. C. Römer-Lüthi 14

15 Proteinbedarf im Krankheitsfall Krankheitsstress mit hohen Spiegeln an zirkulierenden Stresshormonen bremst die anabole Wirkung von Insulin Die Aufnahme von Aminosäuren in die Gewebe ist in solchen Situationen reduziert Wenn nicht genügend Glukose zur Verfügung steht, werden zudem Aminosäuren für die Glukoneogenese genutzt Der Protein- / Aminosäurenbedarf erhöht sich massiv Gleichzeitig sollte nur ein Minimum an Energie, vorwiegend in der Form von Glukose (130 g/d), verabreicht werden, um Stoffwechselkomplikationen vorzubeugen Taylor et al. Clin Nutr ESPEN 2016;11:e55 Dr. C. Römer-Lüthi 15

16 Empfehlungen für die Proteinzufuhr bei Kranken Taylor et al. ClinNutr ESPEN 2016;11:e55-e62 International: ASPEN: g/kg/d and 2.0 or 2.5 g/kg Hamwi IBW/d (if BMI >30 or <40, respectively ESPEN: g/kg/d Weijs et al., 2012: 1.2 g/kg or adjusted kg/d (where 'Adjkg is normalised to BMI 20 and 27.5 kg/m2 when <20 or > 30) Differenzierung nach katabolem Schweregrad Mild: 1.25 g/kg/d (major surgery, no infection) Moderate: g/kg/d (major trauma or systemic infection but not septic) Severe: 2.0 g/kg/d (sepsis) Very severe 2.5 g/kg/d (severe sepsis on CRRT) ICU obese 1.9 g with 20 Kcal/kg Hamwi ideal body weight (IBW)/d Dr. C. Römer-Lüthi 16

17 Geriatrische Patienten Dr. C. Römer-Lüthi 17

18 Einflussfaktoren auf den Proteinbedarf im Alter Clinical Nutrition 2014; 33: Dr. C. Römer-Lüthi 18

19 ESPEN Empfehlungen für den Muskelerhalt bei >65-Jährigen Gesunde: 1.0 bis 1.2 g Protein /kg KG/d Akut oder chronisch Kranke: g Protein /kg KG/d Schwer Kranke benötigen sogar noch höhere Proteinmengen Bei stark eingeschränkter Nierenfunktion muss je nach Situation individuell entschieden werden Krafttraining sensibilisiert den Muskel und steigert den Proteinaufbau Bisher keine konkreten Empfehlungen zu Trainingseinheiten Clinical Nutrition 2014; 33: Dr. C. Römer-Lüthi 19

20 Verbreiteter Glutathionmangel im Alter Glutathion = γ-l-glutamyl-l-cysteinyl-glycin Supplementation mit Cystein oder Glycin Am J Clin Nutr 2011;94: Dr. C. Römer-Lüthi 20

21 Re-Evaluation der Proteinempfehlungen Nutrients 2016;8:492 Dr. C. Römer-Lüthi 21

22 Konsequenzen für die Praxis Dr. C. Römer-Lüthi 22

23 Neue Beurteilung der Nutzbarkeit von Nahrungsprotein (FAO-Workshop 2011): Digestible indispensable amino acid score (DIAAS) Milchprotein-Konzentrat Molkenprotein-Isolat Sojaprotein-Isolat Erbsenprotein-Konzentrat Reisprotein-Konzentrat Front. Nutr. 2017;4:13 Dr. C. Römer-Lüthi 23

24 Bedarfsabdeckung an nutzbaren essentiellen Aminosäuren aus 0.66 g/kg KG/d des jeweiligen Proteins Clin Nutr 2018;37: high quality Dr. C. Römer-Lüthi 24

25 Lysin und Methioningehalt von pflanzlichen Proteinquellen Alle Getreidearten liefern (zu) wenig Lysin Hülsenfrüchte (zu) wenig Methionin für den menschlichen Bedarf Die Kombination von je 50% Eiweiss aus beiden Quellen deckt den Bedarf für Lys und Met ab ProcNutrSoc 2018;77:20-31 Dr. C. Römer-Lüthi 25

26 Notwendige Energiezufuhr, um den Mindestbedarf an essentiellen Aminosäuren mit dem jeweiligen Nahrungsmittel abzudecken Clin Nutr 2018;37: Dr. C. Römer-Lüthi 26

27 Ungeklärte Faktoren sind mit im Spiel Nutrition & Metabolism 2012;9:57 Dr. C. Römer-Lüthi 27

28 Mikronährstoffe beachten Für einen optimal funktionierenden Proteinstoffwechsel werden auch genügend Spurenelemente und Vitamine benötigt Insbesondere wichtig sind Vitamin B 6 für den Aminosäurenauf- und -umbau Weitere B-Vitamine Zink für den Proteinaufbau Für alle heute angesprochenen Patientengruppen ist eine Supplementierung daher dringend empfohlen Dr. C. Römer-Lüthi 28

29 Take home messages (1) Sowohl hohes Alter wie auch akute oder chronische Erkrankungen erhöhen den Proteinbedarf Eine erhöhte Proteinzufuhr kann dem Verlust von Muskelmasse und Kraft entgegenwirken und das Komplikationsrisiko senken Die Gesamtproteinzufuhr ist wichtiger als die Zufuhr von isolierten Aminosäuren Dr. C. Römer-Lüthi 29

30 Take home messages (2) Für kranke und alte Menschen sollten die Nahrungsproteine Leicht verdaubar und rasch resorbierbar sein Alle essentiellen Aminosäuren in ausreichenden Mengen und im richtigen Verhältnis enthalten Möglichst reich an Leucin sein Diese Bedingungen werden durch Proteine tierischen Ursprungs besonders gut erfüllt (Ausnahme: Kollagen) Eine Supplementierung mit Mikronährstoffen optimiert das Stoffwechselgeschehen Dr. C. Römer-Lüthi 30

31 Ihre Fragen? Dr. C. Römer-Lüthi 31