European journal of intensive care medicine

, Volume 1, Issue 3, pp 105–113 | Cite as

Suitability of non-glucose-carbohydrates for parenteral nutrition

  • F. W. Ahnefeld
  • K. H. Bässler
  • B. L. Bauer
  • G. Berg
  • H. Bergmann
  • I. Bessert
  • W. Dick
  • G. Dietze
  • R. Dölp
  • R. Dudziak
  • H. Förster
  • C. A. Geser
  • J. Grunst
  • M. Halmagyi
  • A. Heidland
  • L. Heller
  • K. Horatz
  • H. Kuhlmann
  • J. Kult
  • H. Lutz
  • F. Matzkies
  • H. Mehnert
  • P. Milewski
  • K. Paulini
  • H. J. Pesch
  • K. Peter
  • P. Rittmeyer
Article

Summary

Postoperative parenteral nutrition can only be optimally effective if the characteristics of post-traumatic metabolism are taken into account. Two main possibilities are discussed for the carbohydrate component of parenteral nutrition during this phase: glucose with high doses of insulin or non-glucose carbohydrates (sugar substitutes) possibly in a suitable combination with glucose. The risks as well as the technical and organisational problems involved in the use of them are discussed and the authors prefer the second of the two alternatives. Possible side effects of nonglucose carbohydrates are pointed out and it is shown how these can be avoided by observing dose guidelines. So far a combination of fructose : glucose : xylitol in a ratio of 2 : 1 : 1 with a total dose of 0.50 g/kg/hour has been studied most thoroughly. This combination normalises the fat metabolism and improves glucose tolerance without requiring exogenous insulin. Experiences with this combination as well as individual non-glucose carbohydrates in the postoperative phase are mentioned. Controlled infusions of non glucose carbohydrates on operated patients have been given continuously for up to 7 days and in some cases even for several weeks. No side effects, no deviations from a steady state and no abnormal changes of the laboratory values occurred. The authors are of the opinion that non glucose carbohydrates are necessary if the facilities for frequent blood sugar controls are not available.

Keywords

Carbohydrate Fructose Glucose Tolerance Parenteral Nutrition Xylitol 

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Literatur

  1. 1.
    Ackermann, R. H., Bässler, K. H., Wagner, K.: Glyzerin: Ausnutzung, Umsatzkapazität und biokinetische Daten unter intravenöser Zufuhr bei der Ratte. Infusionstherapie 2, 9–15 (1975)Google Scholar
  2. 2.
    Bässler, K. H.: Die Rolle der Kohlenhydrate in der parenteralen Ernährung; in Lang, Frey und Halmagyi Parenterale Erndhrung, pp. 20–27. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1966Google Scholar
  3. 3.
    Bässler, K. H., Bickel, H.: The use of carbohydrates alone and in combination in parenteral nutrition; in Wilkinson: Parenteral Nutrition, pp. 99–104. London: Churchill 1972Google Scholar
  4. 4.
    Bässler, K. H., Brinkrolf, H.: Die Rolle von Oxalacetat bei der gesteigerten Ketogenese und beim antiketogenen Effekt. Z. ges. exp. Med. 156, 52–60 (1971)Google Scholar
  5. 5.
    Beneke, G., Paulini, K.: Morphologie und mögliche Ursachen von Kristallablagerungen im Gewebe nach Infusions-Therapie; in Beisbarth, Horatz und Rittmeyer: Die Bausteine der parenteralen Ernährung, pp. 59–71. Stuttgart: Enke 1973Google Scholar
  6. 6.
    Berg, G., Bickel, H., Matzkies, F.: Bilanz- und Stoffwechselverhalten von Fructose, Xylit und Glucose sowie deren Mischungen bei Gesunden während sechsstündiger parenteraler Ernährung. Dt. med. Wschr. 98, 602–610 (1973)Google Scholar
  7. 7.
    Berg, G., Matzkies, F., Bickel, H.: Dosierungsgrenzen bei der Infusion von Glucose, Sorbit, Fructose und Xylit und deren Mischungen. Dt. med. Wschr. 99, 633–638 (1974)Google Scholar
  8. 8.
    Berg, G., Matzkies, F., Bickel, H., Zeilhofer, R.: Säure-BasenHaushalt bei Dauerinfusionen von Xylit, Fructose, Glucose und Kohlenhydratmischungeri. Z. Ernähr-Wiss., Suppl. 15, 47–54 (1973)Google Scholar
  9. 9.
    Berg, G., Matzkies, F., Heid, H., Fekl, W., Conolly, M.: Wirkungen einer Kohlenhydratkombinationslösung auf den Stoffwechsel bei Langzeitinfusion. Z. Ernähr-Wiss. 14, 64–71 (1975)Google Scholar
  10. 10.
    Bessert, I.: Langzeiternährung bei einem Kind mit ausgedehnter Dünndarmresektion nach Trauma (in Vorbereitung)Google Scholar
  11. 11.
    Bessert, I., Rittmeyer, P.: Klinische Erfahrungen mit hochdosierter Infusion von 40%iger Xylitlösung. Z. Ernähr-Wiss., Suppl. 11, 29–31 (1971)Google Scholar
  12. 12.
    Bickel, H., Bünte, H., Coats, D. A., Misch, P., von Rauffer, L., Seranowitz, P.: Die Verwertung parenteral verabreichter Kohlenhydrate in der postoperativen Phase. Dt. med. Wschr. 98, 809–813 (1973)Google Scholar
  13. 13.
    Bickel, H., Matzkies, F., Fekl, W., Berg, G.: Verwertung und Stoffwechselverhalten von Sorbit während parenteraler Langzeitinfusion. Dt. med. Wschr. 98, 2079–2083 (1973)Google Scholar
  14. 14.
    Bickel, H., Schwemmle, K., Seranowitz, P., Wopfner, F.: Vergleichende Untersuchungen über Bilanz und Stoffwechselverhalten von Glucose, Fructose und Xylit sowie deren Mischung während sechsstündiger parenteraler Zufuhr in der postoperativen Phase. Dt. med. Wschr. 100, 527–533 (1975)Google Scholar
  15. 15.
    Bode, Ch., Schumacher, H., Goebell, H., Zelder, O., Pelzel, H.: Fructose induced depletion of liver adenine nucleotides in man. Horm. Metab. Res. 3, 289–290 (1971).Google Scholar
  16. 16.
    Bode, J. Ch., Zelder, O., Rumpelt, H. J., Wittkamp, U.: Depletion of liver adenosine phosphates and metabolic effects of intravenous infusions of fructose or sorbitol in man and in the rat. Europ. J. clin. Invest. 3, 436–441 (1973)Google Scholar
  17. 17.
    Brinkrolf, H., Bässler, K. H.: The adenine nucleotide content of rat liver during infusions of carbohydrates and polyols. Z. Ernähr-Wiss. 11, 167–172 (1972)Google Scholar
  18. 18.
    Büngener, W.: Beobachtungen über Kristallablagerungen in Niere und Gehirn nach Infusionstherapie; in Beisbarth, Horatz und Rittmeyer: Die Bausteine der parenteralen Ernährung, p. 72. Stuttgart: Enke 1973Google Scholar
  19. 19.
    Cahill, C. F., jr.: Physiology of insulin in man. Diabetes 20, 785–799 (1971)Google Scholar
  20. 20.
    Daly, J. M., Steiger, E., Vars, H. M., Dudrick, S. J.: Postoperative oral and intravenous nutrition. Ann. Surg. 180, 709–715 (1974)Google Scholar
  21. 21.
    Dietze, G., Wicklmayr, M., Grunst, J., Hepp, K. D., Braun, S., Mehnert, H.: Glykogenolyse und Gluconeogenese der menschlichen Leber unter dem Einflu\ von Äthanol. Verb. dt. Ges. inn. Med. 79, 914–917 (1973)Google Scholar
  22. 22.
    Dölp, R., Grab, E., Knoche, E., Ahnefeld, F. W.: Stoffwechselverhalten und Verwertung parenteral zugeführter Kohlenhydrate in der postoperativen Phase. Infusionstherapie 2, 103–110 (1975)Google Scholar
  23. 23.
    Doromal, N. M., Cater, J. W.: Hyperosmolar hyperglycemic nonketotic coma complicating intravenous hyperalimentation. Surgery Gynec. Obstet. 136, 729–732 (1973)Google Scholar
  24. 24.
    Dudrick, S. J., Macfadyen, B. V., jr., Van Buren, C. T., Ruberg, R. L., Maynard, A. T.: Parenteral hyperalimentation. Metabolic problems and solutions. Ann. Surg. 176, 259–264 (1972)Google Scholar
  25. 25.
    Evans, G. W., Phillip, G., Mukherjee, T. M., Snow, M. R., Lawrence, J. R.: Identification of crystals deposited in brain and kidney after xylitol administration by biochemical, histochemical and electron diffraction methods. J. clin. Path. 26, 32–36 (1973)Google Scholar
  26. 26.
    Förster, H.: Sind bei Infusion von Zuckeraustauschstoffen echte Nebenwirkungen zu erwarten? Dt. med. Wschr. 98, 839–844 (1973)Google Scholar
  27. 27.
    Förster, H.: Zuckeraustauschstoffe in der parenteralen Ernäh-rung. Ernährungs-Umschau 21, 306–310 (1974)Google Scholar
  28. 28.
    Förster, H., Boecker, S., Ziege, M.: Anstieg der Konzentration der Serumharnsäure nach akuter und chronischer Zufuhr von Saccharose, Fructose, Sorbit und Xylit. Med. Ernähr. 13, 193–196 (1972)Google Scholar
  29. 29.
    Förster, H., Haslbeck, M., Mehnert, H.: Zur Bedeutung der Kohlenhydrate in der parenteralen Ernährung. Infusionstherapie 1, 199–213 (1973/74)Google Scholar
  30. 30.
    Förster, H., Heller, L., Hellmund, V.: Stoffwechseluntersuchungen bei kontinuierlicher Dauerinfusion von Glucose, Fructose und Xylit über 48 Stunden. Dt. med. Wschr. 99, 1723–1729 (1974)Google Scholar
  31. 31.
    Förster, H., Hoffmann, H., Hoos, L: Stoffwechselwirkungen verschiedener Kohlenhydrate und deren Bedeutung für die Infusionstherapie. Z. Ernähr-Wiss. Suppl. 15, 28–46 (1973)Google Scholar
  32. 32.
    Förster, H., Meyer, E., Ziege, M.: Erhöhung von Serumharnsäure und Serumbilirubin nach hochdosierten Infusionen von Sorbit, Xylit und Fructose. Klin. Wschr. 48, 878–879 (1970)Google Scholar
  33. 33.
    Förster, H., Zagel, D.: Stoffwechseluntersuchungen während und im Anschluß an Dauerinfusionen von Glucose und von Zuckeraustauschstoffen. Dt. med. Wschr. 99, 1300–1304 (1974)Google Scholar
  34. 34.
    Froesch, E. R., Zapf, J., Keller, U., Oelz, 0.: Comparative study of U-14C-fructose, U-14C-sorbitol and U-14C-xylitol in the normal and in the streptozotocindiabetic rat. Europ. J. clin. Invest. 2, 8–14 (1971)Google Scholar
  35. 35.
    Geser, C. A., Förster, H., Pröls, H., Mehnert, H.: Zur Frage der Wirkung von Xylit auf die Insulinsekretion des Menschen. Klin. Wschr. 45, 851–852 (1967)Google Scholar
  36. 36.
    Goldblatt, P. J., Witschi, H., Friedman, M. A., Sullivan, P. J., Shull, K. H.: Some structural and functional consequences of hepatic adenosine triphosphate deficiency induced by intraperitoneal d-fructose administration. Lab. Invest. 23, 378 bis 385 (1970)Google Scholar
  37. 37.
    Grunst, J., Dietze, G., Wicklmayr, M., Mehnert, H., Hepp, K. D., Eisenburg, J.: Einfluß von Äthanol auf den Purinkatabolismus der menschlichen Leber. Verh. dt. Ges. inn. Med. 79, 914–917 (1973)Google Scholar
  38. 38.
    Grunst, J., Dietze, G., Wicklmayr, M., Molz, S., Eisenburg, J., Mehnert, H., Hepp, K. D.: Die Harnsäureproduktion der menschlichen Leber während parenteraler Fructosezufuhr. Verhl. dt. Ges. inn. Med. 80, 487–491 (1974)Google Scholar
  39. 39.
    Halmàgyi, M.: Untersuchungen zum Xylitumsatz. Z. Ernähr-Wiss. Suppl. 11, 17–19 (1971)Google Scholar
  40. 40.
    Halmàgyi, M.: Bilanzierte Substitutionstherapie durch Infusion (Elektrolyte, Aminosäuren und Energieträger) bei schwerkranken, traumatisierten Patienten. Infusionstherapie l, 473 bis 476 (1973/74)Google Scholar
  41. 41.
    Halmàgyi, M., Israng, H. H.: Auswahl der Kohlenhydrate zur intravenösen Anwendung in der intra- und postoperativen Phase; in Lang, Frey und Halmagyi Kohlenhydrate in der dringlichen Infusionstherapie, pp. 25–29. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1968Google Scholar
  42. 42.
    Horecker, B. L., Lang, K., Takagi, Y.: International symposium on metabolism, physiology, and clinical use of pentoses and pentitols. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1969Google Scholar
  43. 43.
    Kekomäki, M. P., Collan, R., Lindfors, O., Raivio, K. O.: Postoperative alimentation with fructose and glucose. Similar effects on urinary excretion of uric acid. Acta chir. scand. 138, 245–249 (1972)Google Scholar
  44. 44.
    Keller, U., Froesch, E. R.: Vergleichende Untersuchungen über den Stoffwechsel von Xylit, Sorbit und Fructose beim Menschen. Schweiz. med. Wschr. 102, 1017–1022 (1972)Google Scholar
  45. 45.
    Kuhfahl, E.: Der Einfluß von Monosacchariden und Polyalkoholen auf den Stoffwechsel unveresterter Fettsäuren des epididymalen Fettgewebes normaler und diabetischer Ratten. Acta biol. Med. germ. 21, 711–722 (1968)Google Scholar
  46. 46.
    Kuhfahl, E., Müller, F., Dettmer, D.: Resorption und Umsatz von Xylit und seine Wirkung auf den Glucose- und Fettsäurestoffwechsel des normalen und alloxandiabetischen Tieres. Ernährungsforschung 13, 187–193 (1968)Google Scholar
  47. 47.
    Kult, J., Treutlein, E., Dragoun, G.-P., Heidland, A.: Wertigkeit der postoperativen parenteralen Ernährung, gemessen an verschiedenen Plasmaproteinen. Dt. med. Wschr. 100, 695–697 (1975)Google Scholar
  48. 48.
    Lang, K.: Xylit, Stoffwechsel und klinische Verwertung. Klin. Wschr. 49, 233–245 (1971)Google Scholar
  49. 49.
    Mäenpää, P. H., Raivio, K. O., Kekomäki, M. P.: Liver adenine nucleotides: Fructose-induced depletion and its effect on protein metabolism. Science 161, 1253–1254 (1968)Google Scholar
  50. 50.
    Matzkies, F., Heid, H., Fekl, W., Berg, G.: Wirkungen einer Kohlenhydratkombinationslösung auf den Stoffwechsel bei hochdosierter Kurzzeitinfusion. Z. Ernähr-Wiss. 14, 53–63 (1975)Google Scholar
  51. 51.
    Milewski, P., Dick, W., Dölp, R., Weeber, P., Enz, A., Knoche, E., Traub, E,: Die Infusionstherapie im Kreißsaal — Untersuchungen zur Metabolisierung verschiedener Kohlenhydrate unter der Geburt. 3. Europäischer Kongreß für Perinatale Medizin, Prag 1974Google Scholar
  52. 52.
    Opitz, K.: Über den Einfluß von Zuckern, Zuckeralkoholen und verwandten Substanzen auf die Fettmobilisierung. Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmak. u. exp. Path. 255, 192 bis 199 (1966)Google Scholar
  53. 53.
    Pesch, H. J., Krampf, F. D., Weiland, H., Baudisch, H.: Zur Calciumoxalatbildung nach Infusion verschiedener Kohlenhydrate; in Verdauung und Stoffwechsel. Aktionen und Interaktionen. Verh. dt. Ges. Verdau. Stoffwechselkrankh., Baden-Baden 1974Google Scholar
  54. 53a.
    Peter, K., Dutz, R., Greiner, E., Kersting, K.-H., Martin, E., Mast, E., Schmidt, R., Schmidt, E. R.: Stoffwechselverhalten bei Magenpatienten während viertägiger postoperativer vollständiger parenteraler Ernährung mit Aminosäuren und einer Glucose-Laevulose-Xylit-Kombinationslösung. (in Vorbereitung)Google Scholar
  55. 54.
    Popper, H., Schaffer, F.: Die Leber, p. 574. Stuttgart: Thieme 1961Google Scholar
  56. 55.
    Quadflieg, K.-H., Brand, K,: (in Vorbereitung)Google Scholar
  57. 56.
    Raivio, K. D., Kekomäki, M. P., Mäenpää, P. H.: Depletion of liver adenine nucleotides induced by d-fructose. Dose-dependence and specificity of the fructose effect. Biochem. Pharmacol. 18, 2615–2624 (1969)Google Scholar
  58. 57.
    Rittmeyer, P.: Xylit als energielieferndes Substrat in der parenteralen Ernährung; in Heller, Schultis und Weinheimer: Grundlagen und Praxis der parenteralen Ernährung, pp. 131 bis 137. Stuttgart: Thieme 1974Google Scholar
  59. 58.
    Sall, S., Brofman, B., Stone, M. L.: Nutritional support of patients with intravenous hyperalimentation. Amer. J. Obstet. Gynec. 114, 500–606 (1972)Google Scholar
  60. 59.
    Schröder, R., Feaux de Lacrois, W., Franzen, U., Klein, P. J., Müller, W.: Therapie-bedingte Form einer reno-cerebralen Oxalose? Acta neuropath. 27, 181–184 (1974)Google Scholar
  61. 60.
    Schultis, K., Geser, C. A.: Klinische Untersuchungen über die Anwendung von Kohlenhydraten bei Streßzuständen; in Lang, Frey und Halmagyi: Kohlenhydrate in der dringlichen Infusionstherapie, pp. 30–37. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1968Google Scholar
  62. 61.
    Schumer, W.: High caloric solutions in traumatized patients: in Fox and Nahas Body fluid replacement in the surgical patient, p. 326. New York, London: Grune & Stratton 1970Google Scholar
  63. 62.
    Schumer, W.: Adverse effects of xylitol in parenteral nutrition. Metabolism 20, 345 (1971)Google Scholar
  64. 63.
    Thomas, D. W., Edwards, J. B., Gilligan, J. E., Lawrence, J. R., Edwards, R. G.: Complications following intravenous administration of solutions containing xylitol. Med. J. Aust. 1, 1238–1246 (1972)Google Scholar
  65. 64.
    Woods, H. F., Eggleston, L. V., Krebs, H. A.: The cause of hepatic accumulation of fructose-1-phosphate on fructose loading. Biochem. J. 119, 501–510 (1970)Google Scholar
  66. 65.
    Woods, H. F., Krebs, H. A.: Xylitol metabolism in the isolated perfused rat liver. Biochem. J. 134, 245–249 (1972)Google Scholar
  67. 66.
    Zöllner, N., Heuckenkamp, P. U., Nechwatal, W.: Über die Verwertung und renale Ausscheidung von Fructose während ihrer langdauernden intravenösen Zufuhr. Klin. Wschr. 46, 1300–1308 (1968)Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1975

Authors and Affiliations

  • F. W. Ahnefeld
  • K. H. Bässler
    • 1
  • B. L. Bauer
  • G. Berg
  • H. Bergmann
  • I. Bessert
  • W. Dick
  • G. Dietze
  • R. Dölp
  • R. Dudziak
  • H. Förster
  • C. A. Geser
  • J. Grunst
  • M. Halmagyi
  • A. Heidland
  • L. Heller
  • K. Horatz
  • H. Kuhlmann
  • J. Kult
  • H. Lutz
  • F. Matzkies
  • H. Mehnert
  • P. Milewski
  • K. Paulini
  • H. J. Pesch
  • K. Peter
  • P. Rittmeyer
  1. 1.Physiologisch-chemisches InstitutUniversität MainzMainzFRG

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