F. Matzkies

Wirkungen einer Kohlenhydratkombinationslösung auf den Stoffwechsel bei Langzeitinfusion

ZusammenfassungBei intravenöser Dauerapplikation einer 20%igen Kohlenhydrat-Kombinationslösung in einer Dosierung von 0,5 g/kg und Stunde über einen Zeitraum von 12 Stunden treten bei gesunden Erwachsenen keine klinischen Nebenwirkungen auf. Einzelne klinisch-chemische Parameter ändern sich als Ausdruck des gesteigerten Kohlenhydratumsatzes. Diese Änderungen bleiben jedoch innerhalb der physiologischen Schwankungsbreite. Unter Zufuhr dieser elektrolytfreien Kombinationslösung kommt es zu einer Volumenverdünnung zwischen 5 und 7% bei einer mittleren Flüssigkeitszufuhr von 165 ml pro Stunde. Die prozentuale Verwertung von Glukose beträgt praktisch 100%, die von Fruktose 98,8% und die von Xylit 87,9%. Aufgrund der gefundenen Elektrolytausscheidungen von 2,36 mval Kalium pro Stunde und 10,15 mval Natrium pro Stunde wird ein Bedarf von 14,3 mval Kalium pro Liter und 61,5 mval Natrium pro Liter als Zusatz zu einer 20%igen Kohlenhydratkombinationslösung errechnet, wenn eine Dosierung von 0,5 g/kg und Stunde gewählt wird.SummaryA carbohydrate solution containing fructose, glucose and xylitol (2∶1∶1) was infused for 12 hours in 6 healthy adults. The total carbohydrate dose was 0.5 g/kg/h BW. No clinical side effects were observed. Some metabolites of carbohydrate metabolism showed a significant rise as signe of augmented turnover. These changes remain, however, in physiological limits. Infusion of 165 ml solution per hour caused a volume dilution of 5–7%.The utilization of glucose was 100%, that of fructose 98.8%, and that of xylitol 87.9%.Electrolyte loss amounted to 2.36 mval potassium per hour and 10.15 sodium per hour. When 0.5 g/kg/h BW carbohydrate mixture are infused a concentration of 14.3 mval/l potassium and 61.5 mval/l sodium is required.

Untersuchungen zur Pharmakokinetik von Kohlenhydraten als Grundlage ihrer Anwendung zur parenteralen Ernährung

ZusammenfassungFür die Kohlenhydrate Glukose und Fruktose sowie die Polyalkohole Sorbit und Xylit und deren Mischungen wurden die totale Clearance, die metabolische Clearence, die totale, metabolische und renale Eliminationskonstante, die biologische Halbwertzeit und die mittlere Umsatzzeit berechnet.Voraussetzung hierzu waren intravenöse Dauerinfusionen mit den jeweiligen Kohlenhydraten über Zeiträume von mindestens sechs Stunden. Während dieser Zeit mußte sich ein Fließgleichgewicht der Substratspiegel im Blut und der Folgemetaboliten sowie eine konstante Kohlenhydratelimination ausgebildet haben.Diese Zufuhrraten betragen über sechs Stunden für Glukose 0,75 g/kg, für Sorbit 0,5 g/kg, für Fruktose 0,25 g/kg und für Xylit ebenfalls 0,25 g/kg.Bei Überschreiten dieser Dosierungsgrenzen kommt es nach Glukosezufuhr zur Hyperglykämie, nach Sorbit zum kontinuierlichen Anstieg des Sorbitspiegels, nach Fruktose zur kontinuierlichen Laktaterhöhung, nach Xylit zu klinischen Nebenwirkungen, welche auf eine Elektrolytverschiebung zurückgeführt werden könnten.Es gelang durch Messung der Substratkonzentration und der totalen Clearance der Nachweis, daß während gleichzeitiger Applikation von Glukose, Fruktose und Xylit die Verwertung der Glukose ansteigt, die von Fruktose und Xylit aber ebenso groß bleibt, als wenn diese Substrate alleine infundiert worden wären.SummaryMetabolic effects of glucose, fructose, sorbitol, xylitol and their combinations during intravenous application in men were investigated.The totale and metabolic clearance, the renal and metabolic elimination, the half-time and the turnover rate were measured.For all sugars intravenous long-term infusions from six to twelve hours were performed. Up to a dosage of 0.75 g/kg/h for glucose 0.5 g/kg/h for sorbitol and 0.25 g/kg/h for fructose and xylitol a steady state of substrates and metabolites has been found.If these dosage-limits are exceeded during glucose application a hyperglucosemia, after sorbitol a continous rise in sorbitol blood level, during fructose a rise in lactate and during xylitol infusion clinical side effects occurred.It could be shown that during simultaneous application of glucose, fructose and xylitol the utilization of glucose rises whereas the utilization of fructose and xylitol remain on such levels as if these sugar were infused alone.

Wirkungen einer Kohlenhydratkombinationslösung auf den Stoffwechsel bei gleichzeitiger Applikation von Aminosäuren

During a period of 12 hours, eight normal subjects were infused with an electrolyte containing combined 24% carbohydrate solution of fructose, glucose, and xylitol at a ratio of 2:1:1 (Triofusin E 1000 Pfrimmer) with a rate of supply of 0.6 gm/kg/h. Lamino acids (Aminofusin L 10% carbohydrate-free Pfrimmer) were simultaneously administered at a rate of 0.1 gm/kg/h. The serum substrate concentrations of fructose, glucose and xylitol and their excretion were measured. The utilization of fructose was 99%, of glucose practically 100% and of xylitol 88%. In accordance with the slight glucose increase, the concentration of insulin also showed an only slight increase. An increased serum concentration of oxalate was not observed. Despite the infusion of a glycine containing amino acid mixture, the excretion of oxalic acid even decreased during the infusion. The dilution effect measured by means of hematocrit, hemoglobin, erythrocyte count, total protein, and albumin was between 2 and 5%. The lactate concentration did not change significantly whereas hydroxy butyrate decreased significantly by the end of the infusion indicating the antiketogenic effect. A disturbance of fat metabolism was not observed as was indicated by the concentrations of neutral fat and cholesterol. The decrease of free glycerol cannot be clearly explained. A highly significant reduction of the serum uric acid concentration resulted from an increased renal elimination. The electrolyte concentrations of potassium, sodium, calcium and phosphate showed only slight modifications. The concentration of potassium initially rose significantly within normal ranges. Sodium and chloride remained constant whereas calcium decreased slightly but not significantly and phosphate decreased significantly until the 12th hour. The serum transaminase and bilirubin concentrations did not show any change. During the permanent infusion, a respiratory alkalosis developed. The average urinary excretion was 134 ml per hour, the excretion of potassium was 6 mEq/h, of sodium 15 mEq/h, and of phosphate 27 mg/h. The utilazation of a combined carbohydrate solution was in the same range with or without the simultaneous application of amino acids. The reduction of the uric acid concentration and the absent increase of lactate, bilirubin and oxalate may be considered as an additional desirable effect of the simultaneous application of amino acids.

Wirkungen einer Kohlenhydratkombinationslösung auf den Stoffwechsel bei hochdosierter Kurzzeitinfusion

ZusammenfassungNach einstündiger Infusion eines Gemisches aus Lävulose, Glukose und Xylit im Verhältnis 2∶1∶1 in einer Dosierung von 1,5 g/kg/Std. als 20%ige elektrolytfreie Lösung kommt es zu einer Erhöhung der Serumglukose von 80 auf 132 mg/100 ml, gleichzeitig steigt die Insulinkonzentration von 17 auf 78μE/ml. an. Die Volumenexpansion wird deutlich an der Konzentrationsänderung von Hämoglobin und Erythrozytenzahl. Als Ausdruck der raschen Metabolisierung der infundierten Kohlenhydrate steigen die Werte für Laktat und Pyruvat signifikant an.Eine Wirkung der Kombinationslösung war in dieser Dosierung nicht nachweisbar. Auffallend war die langanhaltende Senkung der Neutralfettwerte, während Cholesterin nicht beeinflußt wird. Am Infusionsende sind die Werte für Natrium, Kalzium und Phosphat gegenüber den Ausgangswerten signifikant gesenkt. Die Werte für Chlorid und Kalium ändern sich nicht.Auch die Werte für die alkalische Phosphatase, Bilirubin, LDH und SGOT zeigen keine Konzentrationsänderungen. Die blutgasanalytische Untersuchung erbrachte in Einzelfällen am Infusionsende eine metabolische Azidose. Als Ausdruck der pulmonalen Gegenregulation kommt es zwei Stunden nach Infusionsende sehr einheitlich zu einer respiratorischen Alkalose.Während der Infusionszeit ist die Ausscheidung von Urin mit 4,2 ml/kg gegenüber den Ausscheidungen in der ersten und zweiten Stunde nach Infusionsende signifikant erhöht. Wie zu erwarten, kommt es zu einer geringen Ausscheidung von Xylit, Fruktose und Glukose (insgesamt 5 g Gesamtkohlenhydrate).Auffallend war ein Kaliumverlust von 20 mval in drei Stunden und ein Natriumverlust von 48 mval in drei Stunden.SummaryFructose, glucose and xylitol (2∶1∶1) were infused at a rate of 1.5 g · kg−1 · h−1 as a 20% solution free of electrolytes for one hour.This infusion caused an increase of glucose from 80 to 130 mg/100 ml simultanously with an insulin rise from 17 to 78μU/ml. The rapid metabolism of the infused carbohydrates is responsible for the significant increase of lactate and pyruvate. An action could not be seen, but triglycerides showed a long lasting drop. Sodium, calcium and phosphate were significantly decreased at the end of the infusion, whereas chloride and potassium did not change.An occasional metabolic acidosis was counteracted after two hours into a respiratory alkalosis. Urinary output increased up to 4.2 ml · kg−1 · h−1, with a total carbohydrate loss of 5 g.During three hours 20 mEq of potassium and 48 mEq of sodium were excreted.

Cholesterinsenkende Wirkung einer Kombinationsdiät aus Sojaprotein, Apfelpektin und Weizenkleie

ZusammenfassungUnter Verwendung einer Mischung aus Sojaprotein, Pektin und Weizenkleie läßt sich bei gesunden Personen die Cholesterinkonzentration von 190±31 auf 160±28 mg innerhalb von 14 Tagen senken. Die cholesterinsenkende Eigenschaft wird auf das Sojaprotein und das Pektin bezogen. Gleichzeitig kommt es unter dieser Diät zu einem mittleren Stuhlgewicht von 143±62 g/24 Std., das hohe Stuhlgewicht wird auf die wasserbindende Eigenschaft der Weizenkleie zurückgeführt.

Metabolische Wirkungen von Xylit während langdauernder parenteraler Zufuhr bei internistischen Erkrankungen

ZusammenfassungBei 231 Patienten wurden während der Infusionstherapie von sechs Tagen mit den Zuckern Xylit, Fructose und Glucose die Serumwerte fÜr Harnsäure, Bilirubin, anorganisches Phosphat, Harnstoff-Stickstoff und Gesamteiweiß beobachtet. Im einzelnen zeigen sich folgende Ergebnisse:1.Xylit- und fructoseinduzierte Harnsäureanstiege konnten regelmäßig nachgewiesen werden. Die Maxima fanden sich am vierten bzw. am fÜnften und sechsten Tag nach Beginn der Infusionsbehandlung. Bereits während der Behandlung findet sich ein RÜckgang der mittleren Harnsäurekonzentration und nach Absetzen eine völlige Normalisierung.2.Nach Infusion von Xylit und Fructose und deren Kombinationen erhöht sich vorÜbergehend die Bilirubinkonzentration. Die maximalen Anstiege werden nach Applikation von Xylit am zweiten und nach Infusion von Xylit und Fructose am vierten Tag gefunden.3.Während der Infusionsbehandlung fanden sich bei 26% pathologische Werte fÜr das Serumphosphat. 25mal wurde eine Hyperphosphatämie und 26mal eine Hypophosphatämie beobachtet.4.Die Harnstoff-Stickstoff-Konzentration im Serum zeigt eine Tendenz zur Verminderung. In 47 Fällen trat eine Hypoproteinämie auf, wobei der größte Abfall des Gesamteiweißes nach Xylit und Xylitkombinationen auftrat.5.Bei Patienten mit Retention von Harnstoff-Stickstoff und Hyperurikämie fÜhrt die Infusionstherapie zu keinem weiteren Anstieg der Serumharnsäure. Jedoch wurde ein kontinuierlicher Anstieg des Harnstoff-Stickstoffs beobachtet.

Wirkung von Maltose nach intravenöser Dauerinfusion auf den Stoffwechsel

ZusammenfassungMaltose wurde mit einer Zufuhrrate von 0,25 g/kg/Stunde als 20 %ige elektrolythaltige Lösung über einen Zeitraum von 6 Stunden infundiert. Die Maltosekonzentration stieg bis zum Infusionsende auf 109 mg/100 ml an. Die Maltoseausscheidung betrug 3,7 g/7 Stunden. Eine Änderung der Blutkonzentration von Glukose und Insulin wurde nicht gefunden. Überraschenderweise fand sich eine starke Glukosurie von 20,2 g/7 Stunden. Die Glukosurie führte zu einer deutlichen Steigerung der Diurese auf 137±27 ml/Stunde. Gleichzeitig wurden 49,8±13,2 mval Kalium und 135,4±35 mval Natrium/7 Stunden ausgeschieden. Durch die intravenöse Applikation von Maltose wird eine osmotische Diurese über eine Glukosurie ohne Hyperglykämien induziert.Summary6 healthy subjects received a 20 % electrolyte containing maltose solution over a period of 6 hours. The concentration of maltose rose up to 109 (76–215 mg/ 100 ml). During the infusion period 3,7 (1,9–7,7) g maltose were excreted. The concentration of glucose and insulin was not altered, although the renal glucose loss was 20,2 (7,5–38,7) g. In the same period 49,8±13,2 mval potassium and 135,4±35 mval sodium were eliminated. Maltose induced an osmotic diuresis which was not caused by hyperglycemia. Such a type of osmotic substance has not been described before.

Elektrolyte nach Kohlenhydratinfusion bei Gesunden

ZusammenfassungEs wird über das Verhalten der Elektrolyte, Natrium, Kalium, Kalzium und Phosphat im Serum während intravenöser Infusion und über die Ausscheidung derselben Elektrolyte unter verschiedenen Behandlungsbedingungen sowie über die Elektrolytbilanzen nach Infusion einer Kohlenhydratkombinationslösung zusammen mit Elektrolyten und Aminosäuren berichtet. Nach hochdosierten Infusionen kommt es zu einem signifikanten Abfall von Natrium, Kalzium und Phosphat, während die Kaliumkonzentration ansteigt. Nach intravenösen Dauerinfusionen sind diese Änderungen nicht mehr so stark ausgeprägt.Die Elektrolytausscheidung ist abhängig von den jeweils infundierten Kohlenhydraten und deren Dosierung. Im allgemeinen kommt es nach Infusion von Kohlenhydratlösungen zu höheren Ausscheidungen der Elektrolyte als nach normaler Ernährung.Die Bilanzen für Natrium, Kalium und Phosphat sind nicht einheitlich. Neben positiven Bilanzen wurden auch negative Bilanzen gefunden.

Untersuchungen zur Dosierung von Kalzium und Phosphat bei parenteraler Ernährung

Unter Verwendung einer Kohlenhydratkombinationslosung, welche 12,5 mval/Liter Kalzium und 12 mmol/Liter Phosphat enthielt, gelang es, die Konzentrationen fur Kalzium und Phosphat wahrend der parenteralen Infusionstherapie mit Kohlenhydraten mit einer Zufuhrrate von 0,5 g/kg/h und Aminosauren mit einer Zufuhrrate von 0,1 g/kg/h konstant zu halten. Die Bilanzen fur Kalzium und Phosphat waren positiv. Die Kalziumausscheidung lag geringfugig uber der Norm, wie sie bei oraler Ernahrung ermittelt wurde. Eine geringfugige Verminderung der Kalziumzufuhr durch eine Konzentrationsanderung der Losung auf 10 mval/Liter wird vorgeschlagen.

Kaliumsubstition beim Fasten

ZusammenfassungJe 2mal 10 Patienten wurden einer 14tägigen Fastenperiode unterzogen, wobei einer Gruppe zusätzlich 80 mval Kalium verabreicht wurden. Bei identischer Gewichtsabnahme in beiden Gruppen kommt es unter Kaliumzulage zu einer Zunahme der Natriumausscheidung auf das Dreifache und einer Verminderung der Kaliumausscheidung um 1/3.SummaryTwenty patients, divided in two groups to ten were undergoing a fasting period for 14 days. One group received 80 mEq potassium per day.Despite of identical loss of body-weight, the application of potassium showed the following advantages:1)The body is able to keep acid-base-balance.2)The important loss of potassium, induced by starvation can be reduced to a minimum.