Nutritional status and nutritional support of patients with chronic disorders of consciousness at the stage of medical rehabilitation

• Mikhail V. Nikiforov
• Sergei S. Aleksanin
• Andrey A Korolev

Abstract

Chronic disturbances of consciousness (CDC) are a consequence of severe brain damage and are conditions that arise after emerging from a coma with the preservation of the sleep-wake cycle in the absence of signs of conscious behavior. When conducting inpatient medical rehabilitation of this group of patients, the state of nutritional status is not always taken into account and, as a rule, there is no nutritional support with an assessment of metabolic needs, including the introduction of various modes of physical activity during physical therapy and an increase in physical load on the patient’s body.

The purpose of the study was to assess the nutritional status and optimize the nutritional support system in patients with CDC at the inpatient stage of medical rehabilitation (MR).

Material and methods. The study analyzed the results of examination and treatment of 152 patients with CDC of traumatic origin who received medical rehabilitation from 2016 to 2022 in the Department of Physical and Rehabilitation Medicine of the Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters.

Results. In patients with CDC of traumatic genesis, signs of malnutrition (objective, anthropometric, laboratory) were diagnosed at the inpatient stage of MR, and there were also risks of malnutrition progression with the introduction of additional physical activity.

Conclusion. To create an effective and adequate nutritional support system during inpatient MR, metabolic monitoring (indirect calorimetry) is of fundamental importance, taking into account the influence of additional physical activity. The use of a calculation method for estimating energy requirements can lead to hyperalimentation.

Keywords:nutritional status; nutritional support; indirect calorimetry; chronic impairment of consciousness; energy expenditure

References

1. Belkin A.A., Aleksandrova E.V., Akhutina T.V. Belkin V.A., Berdnikovich E.S., Bykova V.I., et al. Chronic Disorders of Consciousness: guidelines of the All-Russian public organization «Federation of Anesthesiologists and Reanimatologists». Vestnik intensivnoy terapii imeni A.I. Saltanova [Bulletin of Intensive Care named after A.I. Saltanov]. 2023; (3): 7–42. DOI: https://doi.org/10.21320/1818-474X-2023-3-7-42 (in Russian)

2. Giacino J.T., Katz D.I., Schiff N.D., Whyte J., Ashman E.J., Ashwal S., et al. Practice guideline update recommendations summary: disorders of consciousness. Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology; the American Congress of Rehabilitation Medicine; and the National Institute on Disability, Independent Living, and Rehabilitation Research. Neurology. 2018; 91 (10): 450–60. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000005926 PMID: 30089618; PMCID: PMC6139814.

3. Kondziella D., Stevens R.D. Classifying disorders of consciousness: past, present, and future. Semin Neurol. 2022; 42 (3): 239–48. DOI: https://doi.org/10.1055/a-1883-1021

4. Ivanova G.E., Bulatova M.A., Polyaev B.B., Trofimova A.K. Application of the International classification of functioning, disabilities and health in the rehabilitation process. Vestnik vosstanovitel’noy meditsiny [Bulletin of Restorative Medicine]. 2021; 20 (6): 4–33. DOI: https://doi.org/10.38025/2078-1962-2021-20-6-4-33 (in Russian)

5. Belkin A.A., Alasheev A.M., Belkin V.A., Belkina Yu.B., Belova A.N., Belsky D.V., et al. Rehabilitation in the intensive care unit (RehabICU). Clinical practice recommendations of the national Union of Physical and Rehabilitation Medicine Specialists of Russia and of the national Federation of Anesthesiologists and Reanimatologists. Russian Federation of anesthesiologists and reanimatologists guidelines. Vestnik intensivnoy terapii imeni A.I. Saltanova [Bulletin of Intensive Care named after A.I. Saltanov]. 2022; (2): 7–40. DOI: https://doi.org/10.21320/1818-474X-2022-2-7-40 (in Russian)

6. Luft V.M., Afonchikov V.S, Dmitriev A.V., et al. Clinical Nutrition Guide. Monograph. Saint Petersburg: Art-Ekspress, 2016: 492 p. (in Russian)

7. Nikiforov M.V., Korolev A.A. Evaluation of the effectiveness and technology of nutritional support of victims in emergency situations with a long-term impairment of consciousness due to traumatic brain injury. Mediko-biologicheskie i sotsial’no-psikhologicheskie problemy bezopasvosti v chrezvychaynykh situatsiyakh [Medico-Biological and Socio-Psychological Problems of Safety in Emergency Situations]. 2021; (4): 28–39. DOI: https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-4-28-39 (in Russian)

8. Leyderman I.N., Belkin A.A., Rakhimov R.T., Belkin V.A., Zhiguzhevsky R.A. The influence of verticalization on the dynamics of the energy demand at rest in patients with unresponsive wakefulness syndrome. Neotlozhnaya meditsinskaya pomoshch’. Zhurnal imeni N.V. Sklifosovskogo [Emergency Health Care. The journal named after N.V. Sklifosovsky]. 2020; 9 (3): 356–62. DOI: https://doi.org/10.23934/2223-9022-2020-9-3-356-362 (in Russian)

9. Ippoliti C., Fadeur M., Malherbe C., De Flines J., Verbrugge A.M., Gosseries O., et al. What is the nutritional status of patients with prolonged disorders of consciousness? A retrospective cross-sectional study. Brain Inj. 2023; 37 (1): 54–62. DOI: https://doi.org/10.1080/02699052.2022.2145361

10. Laureys S., Schiff N.D. Coma and consciousness: paradigms (re)framed by neuroimaging. Neuroimage. 2012; 61 (2): 478–91. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2011.12.041

11. Colantonio A., Gerber G., Bayley M., Deber R., Yin J., Kim H. Differential profiles for patients with traumatic and nontraumatic brain injury. J Rehabil Med. 2011; 43 (4): 311–5. DOI: https://doi.org/10.2340/16501977-0783

12. Nikiforov M.V., Korolev A.A., Leyderman I.N. Metabolic monitoring in victims in emergency situations with prolonged impairment of consciousness. Meditsina katastrof [Disaster Medicine]. 2023; (1): 36–41. DOI: https://doi.org/10.33266/2070-1004-2023-1-36-41 (in Russian)

13. Nikiforov M.V., Korolev A.A. Peculiarities of trophological status in victims of emergencies with long consciousness impairment due to craniocerebral injury. Meditsina katastrof [Disaster Medicine]. 2021; (2): 50–4. DOI: https://doi.org/10.33266/2070-1004-2021-2-50-54 (in Russian)

В соответствии с поставленной целью был разработан дизайн проспективного исследования, согласно которому из 152 пациентов с ХНС травматического генеза после оценки пищевого статуса были сформированы 3 группы, сопоставимые по возрастным, гендерным параметрам и клиническим признакам нарушения сознания (рис. 1).

Пациентам 1-й группы проводили метаболический мониторинг с использованием прикроватного монитора МПР 6-03 ("Тритон Электроникс", РФ) с функцией метаболографа (рис. 2) при различных режимах ЛФК и сравнительный анализ непрямой калориметрии и расчетных методик определения энергопотребностей. Во 2-й и 3-й группах проведена сравнительная оценка эффективности НП смесями для энтерального питания (ЭП) и высокобелковой диеты (в протертом виде). Учитывая наличие у пациентов ХНС, питание осуществляли зондовым методом (через гастростомическую трубку).

Статистический анализ проводили с использованием программы StatTech v. 3.0.6 (ООО "Статтех", РФ) и ресурсов электронных таблиц Microsoft Excel. Количественные показатели оценивали на предмет соответствия нормальному распределению с помощью критерия Шапиро-Уилка (при числе исследуемых менее 50) или критерия Колмогорова-Смирнова (при числе исследуемых более 50). Количественные показатели, имеющие нормальное распределение, описывали с помощью средней арифметической (M) и стандартного отклонения (σ), границ 95% доверительного интервала (95% ДИ). В случае отсутствия нормального распределения количественные данные описывали с помощью медианы (Me) и нижнего и верхнего квартилей (Q1-Q3). Сравнение 2 групп по количественному показателю, имеющему нормальное распределение, при условии равенства дисперсий выполняли с помощью t-критерия Стьюдента. Сравнение групп по количественному показателю, распределение которого отличалось от нормального, выполняли с помощью критерия Краскела-Уоллиса. Сравнение процентных долей при анализе многопольных таблиц сопряженности выполняли с помощью точного критерия Фишера (при значениях ожидаемого явления менее 10). Вероятность ошибки (р) считалась статистически значимой при р=0,05.

Результаты и обсуждение

Наблюдаемые нами пациенты с ХНС травматического генеза при первичном объективном осмотре имели множественные внешние проявления нарушения пищевого статуса, наиболее часто проявляющиеся в виде выраженного дефицита массы тела (диффузная мышечная гипотрофия и отсутствие подкожно-жировой клетчатки с выступающими костями скелета, в тяжелых случаях кахексия), нарушений кожных покровов (трофические повреждения в виде пролежней), слизистых оболочек, ногтей (рис. 3).

Анализ соматометрических и клинико-биохимических показателей нутритивного статуса в группе обследованных в зависимости от гендерной принадлежности представлен в табл. 1.

На основании объективного осмотра и данных, приведенных в табл. 1, у пациентов с ХНС травматического генеза, находящихся на стационарном этапе МР, имеются признаки нарушения пищевого статуса с развитием БЭН различной степени тяжести, что является основанием для проведения НП. При этом пониженное питание (ИМТ<19 кг/м²) среди пациентов с ХНС выявлялось практически у каждого 2-го - в 95 (62,5%) случаях.

Учитывая полученные данные о пищевом статусе пациентов с ХНС, были проанализированы потери азота с мочой в течение суток, позволяющие судить о степени катаболизма (табл. 2).

Эффективность НП с применением смесей для ЭП в сравнении с высокобелковой диетой в протертом виде нами была показана ранее при изучении параметров пациентов с ХНС из 2-й и 3-й групп [7]. Проведенный анализ динамики антропометрических и клинико-биохимических показателей на фоне различных вариантов диетотерапии свидетельствует о преимуществе и эффективности НП с использованием ЭП, что также отражается в виде изменения степени тяжести БЭН (табл. 3). Если во 2-й группе количество лиц с легкой степенью БЭН к 28-му дню статистически значимо увеличилось, то в 3-й, наоборот, уменьшилось.

В 1-й группе проведен метаболический мониторинг с использованием метаболографа за 30 мин до и после занятий ЛФК, а также в течение проводимой физической терапии (рис. 4).

Согласно опубликованным данным И.Н. Лейдермана и соавт., оценка влияния вертикализации на динамику показателя энергопотребности покоя у пациентов с ХНС свидетельствовала о ее увеличении при вертикализации в среднем на 300 ккал (20%) от исходных значений у пациентов в ясном сознании, в то время как в группе пациентов с ХНС процедура вертикализации практически не увеличивала расход энергии [8]. Это обусловлено снижением функциональной активности мозга и специфическим нарушением иерархии компонентов центральной нервной системы в регуляции системного кислородного и энергетического обмена при потере или грубом угнетении функций высшей нервной деятельности.

В исследовании С. Ippoliti и соавт. оценена взаимосвязь между пищевым статусом, уровнем сознания и спастическим мышечным тонусом у пациентов с ХНС. Полученные результаты свидетельствовали об отсутствии различий в пищевом статусе между пациентами с картиной вегетативного состояния и состоянием минимального сознания, при этом в отсутствие гипертонуса мышц ИМТ был более высоким [9].

Пациенты с ХНС, в том числе травматического генеза, метаболические особенности которых мы изучали в нашем исследовании, имеют особый метаболический статус, предположительно, обусловленный снижением функциональной активности мозга. По-видимому, данный феномен можно объяснить специфическим нарушением иерархии компонентов центральной нервной системы в регуляции системного кислородного и энергетического обмена при потере или грубом угнетении функций высшей нервной деятельности [10, 11]. У пациентов с ХНС травматического генеза скорость и структура метаболизма вариабельна и с учетом факторов интенсивной терапии и реабилитационных мероприятий требует регулярного мониторинга методом непрямой калориметрии.

В проведенном нами исследовании [12] вертикализация на аппарате роботизированной механотерапии Erigo (30°, 60°, 90°) с функцией имитации ходьбы приводила к увеличению потребности в энергии в среднем на 13% от уровня основного энергообмена. При этом пассивная суставная ЛФК, вертикализация на высоком изголовье кровати (80°), высаживание в кровати со спущенными ногами и поддержкой корпуса не приводили к существенному изменению энергопотребности (рис. 5).

Полученные результаты свидетельствовали о необходимости применения метода непрямой калориметрии у пациентов с ХНС на стационарном этапе МР, учитывая влияние физической нагрузки на организм пациента во время занятий ЛФК [12]. В случае отсутствия возможности использования метаболографа в качестве оценки энергопотребности рекомендовано использовать расчетный метод с применением уравнения Харриса-Бенедикта без использования дополнительных коэффициентов метаболической поправки в связи с рисками гипералиментации и связанных с ней осложнений [12].

Совокупность данных, полученных в ходе исследования пациентов с ХНС травматического генеза на основании оценки пищевого статуса, анализа эффективности смесей для ЭП, использования метода непрямой калориметрии при различных режимах ЛФК [7, 12, 13], позволила нам оптимизировать клинические подходы и разработать систему проведения НП у пациентов с ХНС на стационарном этапе МР (рис. 6).

Заключение

У пациентов с ХНС травматического генеза на стационарном этапе МР диагностированы признаки нарушения пищевого статуса (объективные, антропометрические, клинико-биохимические), а также имеются риски прогрессирования недостаточности питания при введении дополнительной физической активности (ЛФК). Использование расчетного метода оценки энергопотребности связано с рисками гипералиментации. Для построения эффективной и адекватной системы НП на стационарном этапе МР принципиальное значение имеет проведение метаболического мониторинга (непрямой калориметрии) с учетом влияния дополнительной физической нагрузки. Разработанные клинические подходы и система НП у пациентов с ХНС травматического генеза на этапе МР позволяют своевременно выявлять признаки нарушения пищевого статуса, адекватно и индивидуально оценивать потребности в энергии и белке, реализовывать оптимальную НП с учетом проводимой физической нагрузки (ЛФК), что, в свою очередь, позволит улучшить пищевой статус и прогноз восстановления пациента.

¹ Приказ Минздрава РФ от 31 июля 2020 г. № 788Н "Об утверждении порядка организации медицинской реабилитации взрослых".

² Приказ Минздрава России от 5 августа 2003 г. № 330 "О мерах по совершенствованию лечебного питания в лечебно-профилактических учреждениях Российской Федерации" (с изменениями и дополнениями).

Литература

1. Белкин А.А., Александрова Е.В., Ахутина Т.В., Белкин В.А., Бердникович Е.С., Быкова В.И. и др. Хронические нарушения сознания: клинические рекомендации Общероссийской общественной организации "Федерация анестезиологов и реаниматологов" // Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2023. № 3. С. 7-42. DOI: https://doi.org/10.21320/1818-474X-2023-3-7-42

2. Giacino J.T., Katz D.I., Schiff N.D., Whyte J., Ashman E.J., Ashwal S. et al. Practice guideline update recommendations summary: disorders of consciousness. Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology; the American Congress of Rehabilitation Medicine; and the National Institute on Disability, Independent Living, and Rehabilitation Research // Neurology. 2018. Vol. 91, N 10. P. 450-460. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000005926 PMID: 30089618; PMCID: PMC6139814.

3. Kondziella D., Stevens R.D. Classifying disorders of consciousness: past, present, and future // Semin. Neurol. 2022. Vol. 42, N 3. P. 239-248. DOI: https://doi.org/10.1055/a-1883-1021

4. Иванова Г.Е., Булатова М.А., Поляев Б.Б., Трофимова А.К. Применение международной классификации функционирования, ограничений жизнедеятельности и здоровья в реабилитационном процессе // Вестник восстановительной медицины. 2021. Т. 20, № 6. С. 4-33. DOI: https://doi.org/10.38025/2078-1962-2021-20-6-4-33

5. Белкин А.А., Алашеев А.М., Белкин В.А., Белкина Ю.Б., Белова А.Н., Бельский Д.В. и др. Реабилитация в отделении реанимации и интенсивной терапии (РеабИТ). Методические рекомендации Союза реабилитологов России и Федерации анестезиологов и реаниматологов // Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2022. № 2. С. 7-40. DOI: https://doi.org/10.21320/1818-474X-2022-2-7-40

6. Руководство по клиническому питанию / под ред. В.М. Луфта. 3-е изд. Санкт-Петербург : Арт-Экспресс, 2016. 492 с. ISBN 978-5-4391-0199-3.

7. Никифоров М.В., Королев А.А. Оценка эффективности и технологии нутриционной поддержки у пострадавших в чрезвычайных ситуациях с длительными нарушениями сознания вследствие черепно-мозговой травмы // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2021. № 4. С. 28-39. DOI: https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-4-28-39

8. Лейдерман И.Н., Белкин А.А., Рахимов Р.Т., Белкин В.А., Жигужевский Р.А. Влияние вертикализации на динамику показателя энергопотребности покоя у пациентов с синдромом безответного бодрствования // Неотложная медицинская помощь. Журнал имени Н.В. Склифосовского. 2020; 9 (3): 356-362. DOI: https://doi.org/10.23934/2223-9022-2020-9-3-356-362

9. Ippoliti C., Fadeur M., Malherbe C., De Flines J., Verbrugge A.M., Gosseries O. et al. What is the nutritional status of patients with prolonged disorders of consciousness? A retrospective cross-sectional study // Brain Inj. 2023. Vol. 37, N 1. P. 54-62. DOI: https://doi.org/10.1080/02699052.2022.2145361

10. Laureys S., Schiff N.D. Coma and consciousness: paradigms (re)framed by neuroimaging // Neuroimage. 2012. Vol. 61, N 2. P. 478-491. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2011.12.041

11. Colantonio A., Gerber G., Bayley M., Deber R., Yin J., Kim H. Differential profiles for patients with traumatic and nontraumatic brain injury // J. Rehabil. Med. 2011. Vol. 43, N 4. P. 311-315. DOI: https://doi.org/10.2340/16501977-0783

12. Никифоров М.В., Королев А.А., Лейдерман И.Н. Метаболический мониторинг у пострадавших в чрезвычайных ситуациях с длительными нарушениями сознания // Медицина катастроф. 2023. № 1. С. 36-41. DOI: https://doi.org/10.33266/2070-1004-2023-1-36-41

13. Никифоров М.В., Королев А.А. Особенности трофологического статуса у пострадавших в чрезвычайных ситуациях с длительными нарушениями сознания вследствие черепно-мозговой травмы // Медицина катастроф. 2021. № 2. С. 50-54. DOI: https://doi.org/10.33266/2070-1004-2021-2-50-54

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.