Effects of lipid emulsions on parenteral nutrition associated liver dysfunction (PNALD)

Abstract

Parenteral nutrition-associated liver dysfunction (PNALD) is one of the most severe long-term parenteral nutrition complications, which was attributed to the phytosterols, found in vegetable oil based lipid emulsions (LE). On the other hand, among various options for its prevention, addition of antioxidant α-tocopherol, has been investigated. The main objective of this thesis is to determine the content of phytosterols present in LE for parenteral nutrition and assess their clinical effect on patients receiving this therapy. Firstly, a simple analytical method for simultaneous determination of phytosterols, cholesterol, squalene and tocopherols was developed and validated for analyses of LE available on the Spanish pharmaceutical market. The obtained results demonstrated a significant variation of all analysed fractions between various providers and different batches. The use of LEs was investigated in a survey, performed among various hospitals in Catalonia. The results showed the extended use of third generation of LE, based on the combination of vegetable oils and fish oil, in doses recommended by manufacturers. Lastly, a clinical trial was conducted on hospitalised adult patients at the Bellvitge University Hospital in order to evaluate changes of biochemical parameters after administration of LEs. The obtained results showed that the use of LE, based on vegetable oils, is associated to alterations of the hepatic function as from seven days of its administration. The study concludes that monitoring the concentrations of phytosterol fractions and hepatic function is essential and that the use of fish oil based LE is more effective in the PNALD preventive than reducing the dose of vegetable oil LE. The addition of α-tocopherol as excipient would also be adequate due to its hepatoprotective effect.

La disfunción hepática asociada a la nutrición parenteral (DHANP) es una de las complicaciones más graves de la nutrición parenteral de larga duración, atribuida a los fitoesteroles, que se encuentran en las emulsiones lipídicas (EL) de origen vegetal. Por otro lado, entre las diversas opciones para su prevención, se ha investigado la adición de α-tocoferol como antioxidante. El objetivo principal de esta tesis es determinar el contenido de fitoesteroles presentes en las EL utilizadas en nutrición parenteral y evaluar su efecto clínico en pacientes que reciben esta terapia. Primero, se desarrolló y validó un método analítico simple para la determinación simultánea de fitoesteroles, colesterol, escualeno y tocoferoles para el análisis de las EL disponibles en el mercado farmacéutico español. Los resultados obtenidos en las EL demostraron una variación significativa de todas las fracciones analizadas entre las diferentes marcas comerciales y diferentes lotes. El uso de las EL se investigó en un estudio de utilización en varios hospitales de Cataluña. Los resultados mostraron el uso extendido de EL de tercera generación, basadas en la combinación de aceites de patrón vegetal y de pescado, en dosis recomendadas por los fabricantes. Finalmente, se realizó un ensayo clínico en pacientes adultos hospitalizados en el Hospital Universitario de Bellvitge para evaluar los cambios de los parámetros bioquímicos después de la administración de EL. Los resultados obtenidos mostraron que el uso de EL, de patrón vegetal, se asocia a alteraciones de la función hepática a partir de los siete días de su administración. El estudio concluye que la monitorización de las concentraciones de las fracciones de fitoesteroles y los parámetros de la función hepática es esencial y que el uso de EL de patrón de aceite de pescado es más eficaz en la prevención de DHANP que el reducir la dosis de las EL de patrón vegetal. La adición de α-tocoferol como excipiente también seria adecuada por su efecto hepatoprotector.