ГОЛОДАНИЕ. Голодание – патологический процесс, обусловленный адаптацией к дефициту калорий, пищевых субстратов и незаменимых компонентов пищи

Голодание – патологический процесс, обусловленный адаптацией к дефициту калорий, пищевых субстратов и незаменимых компонентов пищи. Голодание (субстратно-энергетическая недостаточность) может быть результатом неадекватного питания, либо тех психических, онкологических, гастроэнтерологических, эндокринных нарушений, которые делают прием и усвоение пищи невозможным.

Наиболее частыми причинами субстратно-энергетической недостаточности являются следующие заболевания и патологические состояния:

· Нарушения переваривания и/или всасывания пищевых субстратов (синдромы мальабсорбции и мальдигестии);

· Катаболическая направленность обмена веществ, вызванная действием цитокинов при хронических процессах, включая инфекции, лихорадку, онкологические заболевания, некоторые аутоиммунные болезни. Иначе, патологические процессы, стимулирующие ООФ;

· Потеря белка и других нутриентов при ряде патологических процессов (нефротический синдром, хронические обструктивные болезни легких, кишечные свищи, плазморрея при ожоговой болезни, обширные раневые поверхности, десквамативные дерматиты и др.);

· Эндокринные болезни с повышенным катаболизмом (тиреотоксикоз, сахарный диабет);

· Состояния, требующие повышенной потребности в нутриентах (беременность, лактация, детский и подростковый возраст, период восстановления от травм и инфекционных болезней, послеоперационный период);

· Психоэндокринные расстройства с извращением пищевого поведения (нейрогенная анорексия, психозы);

· Алкоголизм;

· Отравления лекарствами и антагонистами витаминов;

· Длительное парентеральное несбалансированное питание.

В громадном большинстве случаев голодание имеет экзогенные причины: социально-экономические, экстремальные ситуации как форма протеста. Так, по данным статистики, в России за период с 1987-1998 г. снизилось потребление рыбы на 2/3, мяса, птицы, сахара на 50%, при этом душевое потребление мяса в России в 1997 г. не превысило и половины от соответствующих показателей, характерных для питания населения США, Германии и Франции.

Традиционно деление голодания производится по виду на полное, неполное, частичное (качественное) и по форме – с водой и абсолютное (без воды). При полном голодании поставка энергии и нутриентов идет из внутренних источников, поэтому его называют «эндогенным питанием». Оно возникает при экстремальных ситуациях, социальных бедствиях, «простых» голодовках, при ряде заболеваний, делающих прием пищи невозможным. При неполном голодании (недоедании) наблюдается калорическая и пластическая недостаточность (ограничение поступления пищи в организм). Пластическая недостаточность реально проявляется белково-витаминным дефицитом. Неполное голодание – самая распространенная медико-социальная проблема.

Для белково-калорической недостаточности (недоедании) характерна длительная фаза компенсации, когда в качестве энергетических субстратов мобилизуются жиры и белки соматического сектора (кожа, жировая ткань, скелетные мышцы). Это проявляется в виде безотечной, или марантической, форме голодания (алиментарный маразм). При быстром развитии дефицита белка в пище калорический баланс частично компенсируется углеводами, и клиническая картина приближается к отечной форме голодания. При отечной форме голодания декомпенсация наступает раньше и выживаемость намного меньше. Вынужденные случаи неполного голодания занимают промежуточное положение – первоначально напоминая марантическую форму, а в дальнейшем при декомпенсации преформируется в квашиоркорную. Течение голодания также зависит от нейроэндокринных факторов индивидов с различной реактивностью.

Полное и неполное голодание рассматриваются как количественное голодание. Качественное или частичное голодание рассматривается как несбалансированное питание с дефицитом какого-либо ингредиента, в целом, без калорического дефицита. Формально сюда относятся авитаминозы и гиповитаминозы, а также дефицит микроэлементов и воды. Выделяют также голодание физиологическое, патологическое, лечебное, ускоренное. Физиологическое встречается при зимней спячке у животных, при нересте у рыб и т.п.; патологическое связано с болезнями или экзогенными причинами; лечебное применяется с терапевтическими целями. Ускоренное голодание наступает при повышенном потреблении энергии с недостаточным поступлением калорий, например, при тяжелой физической нагрузке, стрессах.

Продолжительность жизни при полном голодании зависит от наличия сопутствующей патологии, упитанности индивида, возраста. Смерть наступает при дефиците массы тела не менее 40-50 % от нормальной. Предельный срок голодания у здорового человека средней упитанности не превышает 80 дней при среднесуточной потере в весе 0,5 %, по другим данным – 50 дней. В то же время описано полное лечебное голодание у пациента с тяжелым ожирением, продолжавшееся более 200 дней. В блокадном Ленинграде установлено, что самая высокая летальность от голода наблюдалась среди детей и молодежи до 20 лет.

Голодание без воды приводит к смерти от гиперосмолярной дегидратации за 4-7 дней. При этом суточная потеря воды парадоксально велика. Создается порочный круг: для мобилизации эндогенной воды усиливается катаболизм жиров, а продукты катаболизма липидов требуют для своего выделения дополнительного объема воды.

В последние дни смертельного голодания наблюдается резкое усиление выделения с мочой азота и даже протеинов, именуемое «предсмертным распадом белка». Это состояние отражает распад нуклеиновых кислот клеточных ядер по мере развития некроза и апоптоза и сопровождается продукцией мочевой кислоты и свободных кислородных радикалов. Перераспределение ресурсов при голодании происходит за счет инсулинозависимых тканей соматического отсека (скелетные мышцы и жировая ткань). На фоне сниженной продукции инсулина преобладает действие контринсулярных гормонов, которое выражается в усилении глюконеогенеза и кетонообразования с целью экономии белка висцеральных органов и обеспечения энергетических потребностей мозга.

По весовым потерям преобладают органы, которые представляют депо углеводов и жира. Сальник и брыжейка превращаются в соединительнотканные пленки, скелетные мышцы уменьшаются в массе на 70 %, печень – на 50-60 %, селезенка, лимфоузлы – на 72 %, слюнные железы, пищеварительные органы – на 70 %, почки – на 25 %, легкие – на 18-20 %, кровь, кожа – в соответствии с общей потерей массы тела. Мало выражена атрофия инсулиннезависимых органов – мозг, надпочечники. Нет единого мнения о выраженности весовых потерь сердца и гонад. Голод не оказывает необратимого стерилизующего эффекта. У беременных женщин при голодании весовые потери матери намного более значительны, чем у плода, но дети у таких матерей рождаются с внутриутробной гипотрофией.

Периоды голодания. В зависимости от особенностей обмена веществ и механизмов эндокринно-метаболической адаптации выделяют несколько периодов голодания, которые перекликаются с тремя степенями тяжести по клинической классификации. Классическое учение в патофизиологии определят три периода: начальный, стабилизации, терминальный.

Клиническая классификация голодания подразумевает наличие легкой, средней и тяжелой стадий голодания:

· - легкая, амбулаторная стадия, соответствующая эндогенному питанию за счет жира и углеводов. Дефицит массы достигает 20 %, выраженных симптомов гиповитаминоза нет. Сохраняется чувство голода.

· - среднетяжелая, или стационарная стадия. Организм начинает использовать белки крови и мышц. Дефицит массы достигает 20-40 %, характерны онкотические отеки по квашиоркорному типу. Эпизодически могут наблюдаться поносы, голодные запоры, симптомы гиповитаминозов, адинамия, апатия, чувство голода притуплено. При откармливании усвояемость пищи понижена.

· - тяжелая, необратимая стадия. Для нее характерны дефицит массы более 40 %, угрожающие жизни авитаминозы, вторичный иммунодефицит, анасарка, диарея, дегенеративно-дистрофические изменения внутренних органов, полная неусвояемость пищи при попытке откармливания.

При патофизиологическом анализе с позиций эндокринно-метаболической адаптации периоды голодания характеризуются следующей этапностью: полный период экстренной адаптации, период стабильной долговременной адаптации, терминальный период декомпенсации.

Экстренная адаптация – первый (начальный) период голодания. Вследствие наступившей алиментарной гипогликемии возникает гипоинсулинизм с преобладанием продукции глюкагона. При ускоренном голодании и выраженном при нем стрессе секреция инсулина может оставаться высокой, однако действия контринсулярных гормонов становится преобладающим. Глюкагон стимулирует фосфорилазу в печени и активирует гликогенолиз. Запасы гликогена заканчиваются в основном через 12-24 часа. Дальнейшее энергообеспечение организма осуществляется вследствие глюконеогенеза, который стимулируется за счет «голодного» стресса.

Патогенез «голодного» стресса. Длительное возбуждение центра голода формирует пищевую доминанту, которая становится источником отрицательных эмоций и ведет к активации амигдало-лимбических образований, запускающих стресс. Мучительное чувство голода поддерживается различными механизмами. Гипогликемия и, в меньшей степени, гипоаминоацидемия приводят к возбуждению центра аппетита в вентролатеральном отделе гипоталамуса. Тормозится центр насыщения за счет отсутствия нервной импульсации от незаполненных органов ЖКТ, а также вследствие пониженной секреции инсулина и холецистокинина, в норме стимулирующих его. Кроме того, при голодании энтериновая система усиливает выработку нейропептида Y, галанина, мотилина, стимулирующих центр голода. Мотилин активирует перистальтику и может провоцировать поносы. В дальнейшем низкую активность центра насыщения поддерживает низкая продукция липоцитами голодающего организма гормона анорексина, или кахексина, и стимулятора чувства насыщения – лептина. С течением времени в компенсированном периоде голодания мучительная интенсивность чувства голода притупляется вследствие утомления нервного центра.

Итак, глюконеогенез при голодании активируется гормонами стресса – АКТГ, катехоламинами, глюкокортикоидами, вазопрессином. Помимо того, остается преобладающее выделение глюкагона над инсулином. Результатом эффекта контринсулярных гормонов во 2-7 день голодания (первый период) доминирует стимуляция липолиза и глюконеогенеза. Контринсулярные гормоны – глюкагон, АКТГ, СТГ, а так же вазопрессин активируют липазу и стимулируют липолиз, глюкокортикоиды стимулируют превращение глюкогенных аминокислот в глюкозу, вместе с глюкагоном тормозят синтез белка. Вазопрессин тормозит образование кетоновых тел и предупреждает развитие ацидоза в первые дни голодания. В последующий период его продукция падает (о чем можно судить по нарастающему ацидозу), следствием чего является отсроченный кетоацидоз.

В первый период голодания мозг для удовлетворения энергетических нужд по прежнему использует глюкозу или глюкогенные аминокислоты, а органы, способные использовать жирные кислоты и кетоновые тела (сердце, скелетные мышцы, кора почек), переключаются на продукты липолиза. Остальные ткани переключаются на гликолиз, продукты которого (пируват и лактат) за счет энергии утилизации жиров превращаются в реакциях цикла Кребса в глюкозу, питающую мозг.

Таким образом, начальный период при голодании состоит в активации гликогенолиза, стимуляции глюконеогенеза в соматическом отсеке (жировая, соединительная ткань, скелетные мышцы) и транспорта аминокислот из крови в пользу висцерального отсека. В этот период временно повышается основной обмен, снижается синтез мочевины, растет доля немочевинного азота в моче, снижается продукция мочевой кислоты в тканях, однако кетоз еще не формируется. Ежесуточные весовые потери в первый период максимальны.

Стабильная долговременная адаптация – второй период голодания. Он начинается со второй недели и определяет всю возможную продолжительность голодания. Он знаменуется уменьшением использования аминокислот в глюконеогенезе и снижением выделения азота с мочой. Стабильная долговременная адаптация характеризуется усилением кетогенеза с использованием мозгом в качестве источника энергии кетоновых тел (покрывается около 70 % потребностей в энергии) на фоне интенсивного липолиза. Гормональные изменения данного периода включают снижение продукции стероидных гормонов при сохранении глюкагонового преобладания над инсулином. Важным при голодании является замедление образования из тироксина его высокоактивной формы трийодтиронина или синтез метаболически неактивного реверсивного трийодтиронина. Образование трийодтиронина из тироксина тормозится гормонами стресса и лимитируется дефицитом НАДФН, которого не образуется в ходе пентозофосфатного пути превращения глюкозы.

Снижение образования активного трийодтиронина ограничивают работу калий-натриевой АТФ-азы всех клеток организма и напоминает изменения при гипотиреозе, но на фоне исхудания. Данное нарушение обусловливает снижение проводимости в миокарде и тенденцию к брадикардии, тормозит перистальтику ЖКТ и формирует голодные запоры. В почках снижается натриевый градиент и падает концентрационная способность, что ведет к полиурии и гипостенурии. Общее поведение голодающего характеризуется экономией ресурсов – наблюдается сонливость, зябкость, гипотермия, брадипноэ.

Во втором периоде формируется выраженный кетоацидоз. Его механизм связан с образованием кетоновых тел из-за избыточной продукции ацетил-коэнзима А вследствие глюконеогенеза и распада жирных кислот, поскольку утилизация ацетил-коэнзима А в цикле Кребса резко ограничивается в условиях гипоинсулинизма и глюконеогенеза. В конечном счете, мозг и сердце приспосабливаются к использованию в качестве основного источника энергии кетоновых тел. Часть ацетил-коэнзима А у голодающих переключается на образование и накопление холестерина. Гиперхолестеринемия считается важным патогенетическим фактором голодной гипертензии во втором периоде до развития глубокой алиментарной дистрофии. Гиперхолестеринемия может зависеть также от повышенной экскреции печенью в кровь ЛПОНП, которая именно таким способом избавляет печень от развития стеатоза из-за усиленного липолиза.

Одновременно с низким синтезом мочевины увеличивается выделение аммиака для нейтрализации продуктов кетоацидоза, и щелочные резервы организма истощаются. Атрофия органов приводит к внутриклеточной потере калия, кальция, фосфора и нарастанию их количества в моче. Содержание хлоридов в моче падает. По сравнению с первым периодом, нарастает выведение и продукция с мочой мочевой кислоты,

Итак, глубокая эндокринно-метаболическая перестройка, связанная с режимом экономии, меняет работу всех органов и систем, обусловливая клинический симптомокомплекс второго периода голодания.

Терминальный период декомпенсации при голодании развивается при потере 40-50 % массы тела с утратой 100 % запасного жира и почти 97 % жира внутренних органов. Характеризуется распадом белка висцеральных органов. Увеличивается выделение с мочой азота за счет мочевинных и немочевинных фракций. С мочой теряются аминокислоты, пептиды, калий, фосфор, при активном распаде нуклеопротеидов выводятся соли мочевой кислоты. Немного повышается основной обмен и дыхательный коэффициент. Нарушается координирующая деятельность нервной системы, развиваются парезы и параличи.

Изменения функций отдельных органов и систем при голодании. Сердечно-сосудистая система. Снижается сократительная способность миокарда, наблюдается тенденция к брадикардии и гипотензии. Растет риск возникновения синкопальных и коллаптоидных состояний и внезапной смерти вследствие аритмий. В период, предшествующий глубокой дистрофии, у части голодающих формируется «голодная» гипертензия.

Система дыхания. Падают статические и динамические дыхательные объемы, угнетается работа мукоциллиарного аппарата. Формируется рестриктивный вариант дыхательной недостаточности.

Желудочно-кишечный тракт. В первый и в начале второго периода голодания, как уже отмечалось, активируется энтериновая система и секреция гастроинтестинальных пептидов. Под действием мотилина усиливается моторика ЖКТ, возможны поносы, которые сменяются во втором периоде голодными запорами. Кроме того, активируется секреция пищеварительных и слизистых желез ЖКТ. Белки пищеварительных соков при этом перевариваются. Кроме того, возможно внутриполостное выделение липидов и углеводов с последующим использованием их для «самокормления» жизненно-важных органов. Однако этот процесс ускоряет атрофию органов ЖКТ, характерную для второго периода голодания. Отмечается атрофия слизистой желудка, ворсин тонкого кишечника, и переваривающая способность пищеварительных соков снижается. Страдает мембранное пищеварение и всасывание. При далеко зашедшей алиментарной дистрофии развиваются дистрофическая диарея, дисбактериоз, создающие большие сложности при откармливании голодающих.

Печень. При белковой форме голодания тормозится синтез альбуминов, апопротеинов и других печеночных белков. В то же время, усиленный липолиз приводит к повышенному поступлению в печень жирных кислот. Выделение из нее липидов в кровь в форме ЛПОНП ингибируется из-за дефицита метильных донаторов, а экскреция липидов с желчью ограничивается вследствие сниженной продукции желчи. Все это приводит к формированию стеатоза печени как «мягкой» подострой формы некробиоза гепатоцитов.

Почки. Снижение активности калий-натриевой АТФ-азы и продукции вазопрессина приводят к полиурии, поллакиурии и никтурии. Голодающие зачастую пьют много воды, что также может способствовать полиурии. В конце второго периода диурез значительно уменьшается.

Опорно-двигательная система. Мобилизация энергетических ресурсов из соматического отсека в пользу пищеварительного сопровождается мучительными мышечными и костно-суставными болями. Развивается дистрофическая остеопатия с остеопорозом и субпериостальными переломами.

Система крови. Наблюдается полидефицитная анемия, как правило, гипорегенераторного характера, чаще гипохромная. Возможно даже появление гиперхромной анемии без значительного количества мегалоцитов при истощении депо витамина В₁₂. Формируется лейкопения.

Иммунная система. Развивается вторичный иммунодефицит, особенно по мере расходования белков висцерального отсека при квашиоркорной форме голодания. Количество лимфоцитов ниже 1200 в мкл считается характерным для голодания и используется как показатель степени истощения висцерального пула белка. При марантической форме голодания в конце второго периода также страдает функция иммунитета. Нарушаются клеточные и гуморальные звенья иммунного ответа. Наблюдаются гипо- и анергии при кожных пробах гиперчувствительности замедленного типа, снижаются продукция антител, большинства компонентов комплемента, лизоцима, интерферонов. У голодающих детей атрофируется вилочковая железа. Голодание сопровождается нейтропенией, снижением подвижности фагоцитов, однако фагоцитоз сохраняется. Гиперергические ответы иммунной системы становятся невозможными. Полиинфекционный синдром при голодании включает бактериальные и вирусные бронхиты, пневмонии, энтероколиты без типичной температурной реакции. Активируется латентная туберкулезная инфекция. В то же время, в блокадном Ленинграде практически не наблюдалось обострения бронхиальной астмы и резко уменьшились проявления атопических заболеваний.

Квашиоркор и алиментарный маразм. Белковый дефицит существует в двух крайних формах – квашиоркор и алиментарный маразм. Квашиоркор является несбалансированной формой алиментарной дистрофии, когда питание лишается полноценного белка, становится преимущественно углеводистым и почти достаточным в калорическом отношении. Алиментарный маразм является сбалансированной формой белково-калорического дефицита.

Оба вида алиментарной дистрофии не являются «чистыми» формами белкового и энергетического дефицита, в реальности их симптоматика может смешиваться на разных стадиях голодания. Гормональные изменения обладают особенностями в указанных видах. Высокий уровень глюкокортикоидов и глюкагона отмечается при маразме; гиперальдостеронизм, избыток кахектирующих цитокинов – при квашиоркоре. Квашиоркор в чистом виде встречается в тропической Африке, переводится как «болезнь первенца при рождении младшего». После отнятия от груди первенец лишается полноценного белка, и его питание становится углеводистым.

Клиническое различие обеих форм диктуется нарушением водно-электролитного обмена. Квашиоркор – это отечная форма алиментарной дистрофии, сопровождаемая отеками, асцитом, гипернатриемией и гипокалиемией. При этой форме рано теряются белки висцеральных органов. Алиментарный маразм иначе называется сухой формой алиментарной дистрофии, отличается устойчивым компенсаторным периодом с длительным сохранением нутриентов висцеральных органов.

В заключении приведем некоторые клинико-лабораторные критерии для оценки степени белково-энергетической недостаточности. Дефицит жира определяется толщиной жировой складки над трехглавой мышцей плеча. У мужчин – менее 5 мм, у женщин – менее 11 мм. Дефицит белка в соматическом отсеке проявляется снижением площади поперечного сечения мышц середины плеча в мм². Дефицит белка висцерального пула оценивается по степени диспротеинемии.

Лечебное голодание. Его история начинается еще в античных странах – Греции и Индии. В XIX веке лечебный механизм голодания объясняли как переход на более экономичный режим обмена и стимулятор «активной и пассивной защиты». Существуют мнения, что эффективность этого метода связана с обновлением тканей, с индукцией метаболического ацидоза и адаптацией к нему. Саногенный результат лечебного голодания может быть достигнут при первичном ожирении, аллергических атопических болезнях, шизофрении, астеноневротическом синдроме, гиперинсулинемическом сахарном диабете, эссенциальной гипертензии, подагре, ревматоидном полиартрите, некоторых болезнях пищеварения. Лечебное голодание не должно превращаться в стрессорное голодание, поэтому его ограничивают 15 днями, исключают гиповитаминоз и режим самолечения.