n-3- versus n-6-Fettsäure-reiche Lipidemulsionen in der parenteralen Ernährung : Einfluss von SMOFlipid® und Lipovenös® 20% auf die akute respiratorische Insuffizienz im Mausmodell

Abstract

ARDS ist eine akut auftretende, diffus entzündliche Lungenerkrankung, die durch eine alveolo-epitheliale und endotheliale Schädigung charakterisiert ist. Diese führt zu einer gesteigerten pulmonalen Gefäßpermeabilität mit Entwicklung eines proteinreichen alveolären Ödems sowie zu einem Anstieg des pulmonal-arteriellen Druckes. Resultat ist letztlich die Ausbildung eines Lungenversagens. Lipidemulsionen (LE) sind wichtiger Bestandteil der parenteralen Ernährung kritisch kranker Patienten. Neben ihrer Funktion als Kalorienlieferant und Quelle essentieller Fettsäuren (FS) besitzen sie zudem immunmodulatorische Eigenschaften. Sie haben pro- oder antiinflammatorische Wirkungen, indem sie unter anderem Einfluss auf die Synthese von Zytokinen und Lipidmediatoren sowie auf die Funktion von Leukozyten ausüben. Lange Zeit wurden standardmäßig Sojabohnenöl-basierte LE zur parenteralen Ernährung kritisch Kranker eingesetzt. Sie enthalten insbesondere langkettige Triglyceride (LCT) und sind somit reich an n-6-FS. Aufgrund ungünstiger immunologischer und pathophysiologischer Effekte dieser herkömmlichen Infusionen, werden heutzutage Mischemulsionen aus LCT und mittelkettigen Triglyceriden (MCT) eingesetzt, die teils mit Olivenöl (OO; reich an n-9-FS) oder Fischöl (FO; reich an n-3-FS) angereichert sind. Die Wirkung von parenteral applizierten LE bei Patienten mit ARDS ist nur unzureichend erforscht. Die vorliegende Arbeit liefert die ersten Daten einer kontinuierlichen Infusion mit der alternativ eingesetzten SMOF-LE (Kombination aus LCT, MCT, OO und FO) im Mausmodell des LPS-induzierten ARDS, verglichen mit einer standardmäßig verwendeten LCT-Infusion. Die Ergebnisse zeigen, dass die parenterale Gabe der n-3-FS-haltigen SMOF-Infusion zu einer reduzierten pulmonalen Leukozyteninvasion, Zytokinsynthese und Proteinextravasation als Zeichen einer verminderten Gefäßpermeabilität führt. Unter LCT-Infusion finden sich gegensätzliche Effekte. Die vorliegende Arbeit bestätigt somit den positiven immunmodulatorischen Einfluss der n-3-FS-angereicherten LE im murinen ARDS-Modell. Neben den antiinflammatorischen n-3-Eigenschaften sind auch MCT und OO als SMOF-Bestandteile wahrscheinlich vorteilhaft, da sie zusammen mit FO den LCT-Anteil und somit die nachteiligen Effekte der n-6-FS zumindest partiell reduzieren. Daher leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag zum Einsatz parenteral applizierter, n-3-FS-haltiger LE als Kombination aus parenteraler Ernährung und immunmodulatorischer Therapie bei Patienten mit ARDS. ARDS is an acute diffuse inflammatory pulmonary disease characterized by alveolar epithelial and endothelial damage leading to an increased pulmonary permeability with development of protein-rich alveolar edema and elevation of pulmonary artery pressure, finally resulting in respiratory failure. Lipid emulsions are considered as important components of parenteral nutrition regimes applied to critically ill patients. They are source of calories and essential fatty acids and also have immunological properties. Lipid emulsions influence cytokine and lipid mediator generation and function of leukocytes, so they exert pro-inflammatory or anti-inflammatory effects. For a long time, soybean oil-based lipid emulsions were used standardly for parenteral nutrition of critically ill patients. Such emulsions contain a large amount of long-chain triglycerides (LCT), rich in n-6 fatty acids. Because of adverse immunological and pathophysiological effects of these conventional emulsions, today mixed emulsions containing LCT and medium-chain triglycerides (MCT) are used, partly supplemented with olive oil (OO; rich in n-9 fatty acids) or fish oil (FO; rich in n-3 fatty acids). The effect of parenteral administered lipid emulsions in patients with ARDS is investigated insufficiently. The underlying study represents the first published data of continuous infusion of the alternatively used SMOF-lipid emulsion (combination of LCT, MCT, OO and FO) in the murine model of LPS-induced ARDS, in contrast to the standard use of LCT-infusion. Data show that the parenteral administration of n-3 fatty acids containing SMOF-infusion leads to reduced pulmonary invasion of leukocytes, generation of cytokines and protein leakage as a sign of decreased permeability. In contrast, there are contrary effects under infusion of LCT. This study confirms the positive immune modulating effects of lipid emulsions containing n-3 fatty acids in the murine model of ARDS. In addition to the anti-inflammatory properties of n-3 fatty acids, MCT and OO are beneficial too probably. In combination with FO, they reduce the amount of LCT and so they reduce at least partially the adverse effects of the n-6 fatty acids. The underlying data contribute to the application of parenteral administered n-3 fatty acids containing lipid emulsions as combination of parenteral nutrition regime and immune modulating therapy in patients with ARDS.