Ernährung und ehrnährungsmedizinische Intervention vor Transplantation PD Dr. med. Olaf Sommerburg Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin Heidelberg

LuTx bei CF und Ernährungsstatus Es besteht ein Zusammenhang zwischen einem schlechten Ernährungsstatus und einem schlechten Outcome nach LuTx! Nomori & Kobayashi, J Jpn Assoc Thorac Surg, 1994 Weitere Faktoren: DIOS Höheres Risiko für M. Crohn Toxisches Megacolon durch Clostridium difficile Fibrosierende Colonopathie Verringerte Knochendichte, höheres Frakturrisiko Suboptimale Vit.D-Spiegel Inaktivität Kortikosteroide Pro-inflammatorische Zytokine Faktoren der Malnutrition: Pankreasinsuffizienz Diabetes mellitus Anorexia Energieaufnahme Mangel an lipidlöslichen Vitaminen nach: Dosanjh, Pediatr Transplantation, 2002.

Was sind die Folgen? Entzündung & Mangel an Antioxidatien: Störung der Muskelfunktion Supinski et al. J Appl Physiol 2007 Dufresne et al. Am J Respir Crit Care Med 2009 Vit.D-Mangel & Malnutrition: Störung der Muskel-Knochen-Einheit bei CF-Patienten Stahl, Sommerburg, Toenshoff et al. - in preparation Inaktivität & Malnutrition: Schwäche der Muskulatur und Atemhilfsmuskulatur Troosters et al. Eur Respir J 2009 Ziegler et al. Respir. Care 2008 Reduktion der 6-min-Gehstrecke bei LuTx-Kandidaten: Prädiktor für schlechteres Überleben nach LuTx Langer et al. Respir. Med. 2012 Martinu et al. Am J Transplant. 2008

Was sind die Folgen? Entzündung & Mangel an Antioxidatien: Störung der Muskelfunktion Supinski et al. J Appl Physiol 2007 Dufresne et al. Am J Respir Crit Care Med 2009 Vit.D-Mangel & Malnutrition: Störung der Muskel-Knochen-Einheit bei CF-Patienten Stahl, Sommerburg, Toenshoff et al. - in preparation Inaktivität & Malnutrition: Schwäche der Muskulatur und Atemhilfsmuskulatur Troosters et al. Eur Respir J 2009 Ziegler et al. Respir. Care 2008 Reduktion der 6-min-Gehstrecke bei LuTx-Kandidaten: Prädiktor für schlechteres Überleben nach LuTx Langer et al. Respir. Med. 2012 Martinu et al. Am J Transplant. 2008

Was sind die Folgen? Entzündung & Mangel an Antioxidatien: Störung der Muskelfunktion Supinski et al. J Appl Physiol 2007 Dufresne et al. Am J Respir Crit Care Med 2009 Vit.D-Mangel & Malnutrition: Störung der Muskel-Knochen-Einheit bei CF-Patienten Stahl, Sommerburg, Toenshoff et al. - in preparation Inaktivität & Malnutrition: Schwäche der Muskulatur und Atemhilfsmuskulatur Troosters et al. Eur Respir J 2009 Ziegler et al. Respir. Care 2008 Reduktion der 6-min-Gehstrecke bei LuTx-Kandidaten: Prädiktor für schlechteres Überleben nach LuTx Langer et al. Respir. Med. 2012 Martinu et al. Am J Transplant. 2008

Respir. Care 2008

Was sind die Folgen? Entzündung & Mangel an Antioxidatien: Störung der Muskelfunktion Supinski et al. J Appl Physiol 2007 Dufresne et al. Am J Respir Crit Care Med 2009 Vit.D-Mangel & Malnutrition: Störung der Muskel-Knochen-Einheit bei CF-Patienten Stahl, Sommerburg, Toenshoff et al. - in preparation Inaktivität & Malnutrition: Schwäche der Muskulatur und Atemhilfsmuskulatur Troosters et al. Eur Respir J 2009 Ziegler et al. Respir. Care 2008 Reduktion der 6-min-Gehstrecke bei LuTx-Kandidaten: Prädiktor für schlechteres Überleben nach LuTx Langer et al. Respir. Med. 2012 Martinu et al. Am J Transplant. 2008

Baseline 6-Min Walk distance predicts Survival in Lung Transplant Candidates Martinu et al., Am J Transplant., 2008

Wie intervenieren? Ernährungstatus normalisieren und Energiezufuhr maximieren! Maximierung der Energiezufuhr, BMI > 17 kg/m2 heben!!! Forli et al. Respiration 2001 Madill et al. Heart Lung Transplant 2001 Costache et al. Transplant Proc 2009 Naso-gastrale / naso-jejunale Sonde, PEG (in general vs. case-to-case decision) Shapiro BJ et al. Curr Opin Pulm Med. 1999 Aber: Ausschließliche intensivierte Ernährungsberatung zeigte keinen Erfolg! Forli et al. Ann Nutr Metab 2001 Einsatz von Wachstumshormon Case report (Pichard C et al. Crit Care Med 1999)

Wie intervenieren? Einstellung des Diabetes mellitus! Ein schlecht eingestellter Diabetes mellitus ist eine relative Kontraindikation! Ein schlecht eingestellter Diabetes mellitus kann die Resorption von Immunsuppressiva verschlechtern! Deierhoi & Haug Clin Transplant 2000 Ein schlecht eingestellter Diabetes mellitus birgt die Gefahr einer diabetischen Mikroangiopathie (v.a. renal, retinal) Brennan AL et al. J Cyst Fibr. 2004

Wie intervenieren? Korrektur der Versorgung mit lipidlöslichen Vitamine ! Carotinoide Auge b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

Empfehlungen für lipidlösliche Vitamine Consensus Report USA 2002 Consensus Report Europa 2002 Für alle Altersgruppen 4000 - 10000 400 - 800 100 - 400 1 mg/d – 10 mg/Wo b-Carotin 0,5 – 1,0 mg/kg

Osteoporose bei LuTx Die Osteoporose ist eine relative Kontraindikation! Ca, Phosphat, Mg ? Steroide?, Diabetes? Inflammation? Inaktivität ? Muskel-Knochen-Einheit Ggf. Behandlung mit Bisphosphonaten in Vorbereitung auf LuTx Carotinoide Auge b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

Osteoporose und Vitamin K Bei Mangel Einfluss auf: Gerinnung Prothrombin (F II) F VII, IX, X Proteine C, S, Z Knochen Osteokalzin ? Abbildung: http://lpi.oregonstate.edu/infocenter/vitamins/vitaminK/kcycle.jpg

Osteoporose und Vitamin-K-Supplementation > 1.0 mg/d n = 19 n = 6 < 0.25 mg/d Abb. aus: van Hoorn et al. Arch Dis Child 2003 PIVKA-II t-OC total Osteocalcin U-OC undercarboxylated Osteocalcin C-OC carboxylated Osteocalcin

Wie intervenieren? Korrektur der Versorgung mit lipidlöslichenVitamine ! Carotinoide Auge b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

Theoretische Überlegungen zu antioxidativ wirkenden Vitaminen Carotinoide Auge b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

Vitamin A Carotinoide Bekannte Mangelsymptome: Auge b-car Knochen Schlechtere Adaptation an die Dunkelheit Xerose (selten) Schlechterer klinischer Status Schlechtere Lungefunktion Schlechtere Immunabwehr Auge b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

Vitamin A Carotinoide Bekannte Mangelsymptome: Auge b-car Knochen Schlechtere Adaptation an die Dunkelheit Xerose (selten) Schlechterer klinischer Status Schlechtere Lungefunktion Schlechtere Immunabwehr Auge b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

Vitamin A Carotinoide Empfehlung: 4000 – 10000 IU Gründe für den Mangel: Malabsorption Mangel an Retinol bindenden Protein Zinkmangel Lebererkrankung (?) Auge b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

Lipidlösliche Vitamine Carotinoide Auge b-car Vit. A Vit. E Vit. D Vit. K Gerinnung Knochen Carotinoide b-car 15 Retinol OH O b -apo-15-Carotenal (Retinal) b-Carotin (Carotinoid) 15’,15’- Dioxygenase Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. E Vit. K Antioxidans Gerinnung

CF-Patients under -carotene Mean (SD) plasma concentrations of b-carotene in 12 CF patients supplemented with b-carotene () and 12 given placebo () during 12 weeks of high dose treatment and 12 weeks of low dose treatment; p<0.001. Antibiotic treatment days in the CF supplementation group (, n=12) and placebo group (, =12) during 12 weeks of high dose treatment and 12 weeks of low dose treatment. Results are mean (SD). Results & Figures: Renner et al., Thorax 2001. Empfehlung: b-Carotin 0,5 – 1,0 mg/kg

Lipidlösliche Vitamine Carotinoide Auge b-car Knochen ? Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. K ? Antioxidans Gerinnung

F. Hakim et al. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition; 2007; 45:347–353. Pankreas-Insuffiziente Pankreas-Suffiziente Anzahl der Exazerbationen Vitamin E Serum-Spiegel Untere Norm Vitamin A Serum-Spiegel

F. Hakim et al. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition; 2007; 45:347–353. Pankreas-Insuffiziente Pankreas-Suffiziente Während einer Exacerbation Nach einer Exacerbation

Increased Serum Vitamin A and E Levels After Lung Transplantation Ho et al. Transplantation 2011

Wasserlösliche Vitamine ? Vitamin C Keine Erwähnung in US Consensus Report Borowitz et al. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2002 Keine Erwähnung im letzten Antioxidant Review Cantin et al. Free Rad Biol Med 2003 Keine Substitutionsempfehlung in EC Consensus Report Sinaasappel et al. J Cyst Fibros 2002

Vitamin C Winklhofer-Roob et al. Am J Clin Nutrion 1997

Vitamin C Back et al. Am J Clin Nutr 2004

? Vitamine vor LuTx Carotinoide Auge Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem b-car Knochen Vit. A Vit. D Immunsystem Vit. E Vit. K Antioxidans Vitamin C, CoQ(10), SH-Gruppendonatoren ??, Se-, Cu-, Zn-abhängige enzymatische Antioxidanten Gerinnung

Zusammenfassung Der Ernährungsstatus von CF-Patienten hat erheblichen Einfluss auf die Atemmuskulatur und ist ein Prädiktor für die Überlebensrate nach Lungentransplantation. Die Korrektur des Ernährungsstatus vor Lungentransplantation beinhaltet sowohl die Zufuhr von Energie zur Gewichtszunahme als auch die Korrektur von Mangelzuständen wichtiger Vitamine und Mikronährstoffe. Darüber hinaus ist die Einstellung eines Diabetes mellitus und eine bestmögliche Therapie der Osteoporose essentiell.

Vielen Dank ! PD Dr. med. Olaf Sommerburg Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin, Klinik III Schwerpunkt Pneumologie, Allergologie, Mukoviszidose und spezielle Infektiologie Universitätsklinikum Heidelberg INF 430 69120 Heidelberg Tel. 06221 56 38790; - 56 2311 olaf.sommerburg@med.uni-heidelberg.de