Exogenous growth hormone: Effects on the catabolic response to surgically produced acute stress and on postoperative immune function

Abstract

The first purpose of the present prospective randomized study was to determine if the protein catabolic response after operation could be restrained by administration of hypocaloric parenteral nutrition (HPN) plus human growth hormone (hGH). Our second aim was to determine if the administration of hGH could improve the systemic host defenses, thereby reducing the risk of infection. We performed a placebo-controlled randomized double-blind trial in 180 patients after elective cholecystectomy with or without choledochoduodenostomy (placebo=control group,n=93; hGH-treated group,n=87). The results obtained in this study show that positive nitrogen balance can be achieved during the postoperative period from the first 24 hours onward, with a combination of HPN support (1.0–1.5 g protein/kg/day and 900 kcal/day) together with the administration of small doses (8 IU) of hGH. The potassium balance tended to follow the same positive balance as the nitrogen balance. Our study shows that in the control group, treated only with HPN, a significant decrease in serum levels of some acute-phase proteins (retinol-binding protein, transferrin, prealbumin), albumin, total proteins, and immunoglobulins occurs by the 5th postoperative day. In the GH group the values of all the above-mentioned proteins do not change or tend to rise if compared to preoperative levels. In the GH-treated group liver function appeared to improve at the start of the study. GH and somatomedin C levels were similar in the two groups and had not changed significantly in the control group by the 5th postoperative day. In the GH-treated group a significant increase in serum levels of GH and somatomedin C on postoperative day 5 was observed. Glucose levels in the control group were unaltered, but in the GH-treated group a clear increase in glucose concentration was observed. On the other hand, insulin values on postoperative day 5 in the GH group rose to almost twice those of the control group. After operation the number of normoergic patients in the control group fell from 56 to 40; in the GH-treated group the opposite was the case: the number of normoergic patients increased from 59 to 81. The number of anergic patients remained constant (n=11) in the control group and disappeared in the GH-treated group. Wound infection was found in 16 patients (17.2%) of the control group but in only 3 (3.4%) of the GH-treated group. Hospitalization averaged 12.5 ±7.1 days in the control group versus 9.6 ±3.6 days in the GH-treated group (p < 0.05). With moderate surgical injury (cholecystectomy with or without choledochoduodenostomy) hGH can optimize utilization of adjuvant HPN and overcome the protein catabolic effects of the trauma response. As a result, body cell mass is preserved, wound healing is promoted, and immunologic function is enhanced.

Résumé

Le premier but de cette étude prospective et randomisée a été de déterminer si la réponse catabolique post-opératoire pouvait être influencée par l'alimentation parentérale hypocalorique (APH) combinée à l'administration d'hormone de croissance (HC). Le deuxième but a été de voir si l'administration d'HC pouvait réduire le risque d'infection. Nous avons donc réalisé un essai randomisé en double aveugle, contrôlé (contre un placebo) chez 180 patients ayant eu une cholécystectomie à froid, associée ou non à une anastomose cholédochoduodénale (placébo: n=93; HC: n=87). Les résultats montrent qu'un bilan positif peut être obtenu dans les 24 premières heures postopératoires en combinant une APH (1–1.5 gr/protéines/kg/j et 900 Kcal/j) à 8 UI d'HC. Le bilan potassique allait dans le même sens que le bilan azoté. Notre étude a montré que dans le groupe de contrôle, n'ayant reçu que l'APH, on a constaté, au 5ème jour, une baisse significative des protéines dites de la phase aigüe (RPB, transferrine, préalbumine), de l'albumine, des protéines totales, et des immunoglobulines. Dans le groupe HC, les valeurs des protéines mentionnées ci-dessus n'avaient pas changé ou avaient une tendance à augmenter légèrement par rapport aux valeurs préopératoires. Dans le groupe HC, la fonction hépatique s'améliorait au début de l'étude. Les taux d'HC et de la somatomédine-C étaient similaires dans les deux groupes et n'ont pas changé par rapport au groupe témoin au 5ème jour. Dans le groupe HC, les taux d'HC et de la somatomédine-C étaient augmentés au 5ème jour. Les taux de glucose dans le groupe témoin n'avaient pas changé alors que ce taux était très augmenté dans le groupe HC. Les valeurs d'insuline du groupe HC étaient deux fois celles du groupe témoin au 5ème jour après l'intervention. Le nombre de patients normoergiques dans le groupe contrôle chutait de 56 à 40. Dans le groupe HC, c'était le contraire, augmentait de 59 à 81. Le nombre de patients anergiques restait par contre constant (n=11) dans le groupe contrôle et devenait nul dans le groupe HC. Le taux d'infection de plaie était de 16/93=17.2% dans le groupe contrôle mais seulement de 3/87=3.4% dans le groupe HC. La durée moyenne d'hospitalisation était de 12.5 ±7.1 jours dans le groupe contrôle comparé à 9.6 ±3.6 jours dans le groupe HC (p < 0.05). En conclusion, lorsqu'il s'agit d'un geste chirurgical peu important (cholécystectomie avec ou sans geste sur la voie biliaire principale), l'administration de l'HC peut optimiser l'utilisation de l'APH et diminuer les effets cataboliques de l'agression chirurgicale. Le résultat est une conservation de la masse cellulaire, une amélioration de la cicatrisation et de la fonction immunologique.

Resumen

El presente estudio prospectivo y randomizado tiene dos objetivos: determinar si el catabolismo proteico postoperatorio puede minimizarse mediante la administración conjunta de nutrición parenteral hipocalórica (NPH) y hormona del crecimiento (hGH), y evaluar sí la hGH es capaz de mejorar el estado inmunológico de los pacientes, reduciendo las infecciones postoperatorias.

El ensayo se realizó en 180 pacientes que sufrieron una colecistectomía electiva con o sin coledocoduodenostomía. Grupo Control=placebo (n=93) tratado con NPH (1 –1′5 gr/proteinas/Kg/día y 900 Kcal/día) y Grupo GH, tratado con NPH más — 8 IU de hGH inyectadas subcutaneamente.

Los resultados demuestran que en el grupo GH se positiviza el balance nitrogenado en las primeras 24 horas del postoperatorio. Al 5° día de la intervención las proteinas de fase aguda así como las Inmunoglobulinas no se modifican o tienden a ascender con respecto a los valores preoperatorios, mientras que en el grupo control descienden significativamente.

En el grupo control el número de pacientes normoérgicos se redujo después de la operación, mientras que en el grupo GH aumentó de 59 a 81. En el grupo GH el número de infecciones de la herida postoperatoria fue de 3′4% “versus” un 17′2% observado en el grupo control.