Самир Г. Суккар
1 отделение за клинично хранене, IRCCS Ospedale Policlinico San Martino di Genova, Genova, Италия
Норберт Маги
2 Катедра по информатика, биоинженерство, роботика и системно инженерство, Университет в Генова, Генова, Италия
Беатриче Травалка Купильо
3 Фониатрична единица, IRCCS Ospedale Policlinico San Martino di Genova, Genova, Италия
Кармелина Руджиеро
2 Катедра по информатика, биоинженерство, роботика и системно инженерство, Университет в Генова, Генова, Италия
Резюме
Дисфагията е нарушение на преглъщането, характеризиращо се с трудността при пренасяне на твърда храна и/или течности от устната кухина в стомаха, което води до автономно и безопасно хранене през устата. Основните проблеми, произтичащи от дисфагия, са трахео-бронхиална аспирация, аспирационна пневмония, недохранване и дехидратация. За да се преодолеят предизвиканите от дисфагия проблеми, през годините се използва удебеляване на вода и храна, като се фокусира специално върху повишаването на вискозитета, но са получени ограничени резултати. На първо място трябва да се вземат предвид еластичните компоненти и техните ефекти върху сплотеността върху болуса. Предоставяме анализ на дисфагия и предлагаме възможни корекции на протоколите, които се използват в момента, като се вземат предвид реологичните свойства на храната и ефекта на слюнката върху болуса. Предполагаме, че разглеждането на такива аспекти на пазара за управление на дисфагия и в сферата на здравословното хранене би довело до значително намаляване на клиничния риск.
Въведение
Орофарингеалната дисфагия (ОР) е дисфункция на храносмилателната система, състояща се от затруднено преглъщане, което засяга правилния транзит на болуса в горната част на храносмилателния тракт. Основните усложнения на дисфагията са трахео-бронхиална аспирация (транзит на храна в дихателните пътища с задавяне), аспирационна пневмония (пневмония, причинена от храна в белите дробове), недохранване и дехидратация. Дисфагията може да бъде резултат от неврологични разстройства (като инсулт, болест на Паркинсон, множествена склероза) или мускулни разстройства (като метаболитна миопатия, мускулна дистрофия, миастения гравис). Може да се отнася само до твърди храни, до полутечни или течни храни, както и до различни различни консистенции. Пациентите с дисфагия не успяват да контролират притока на храна, който е бърз и бурен (1, 2), през орофаринкса, с риск от неправилно насочване през дихателните пътища.
Националната дисфагична диета (NDD), публикувана през 2002 г. от Американската диетична асоциация (12), предоставя насоки за удебелени хранителни добавки. Неговите препоръки бяха оспорени в много отношения. След една година от публикуването му, Мак Калъм посочи, че четирите категории насоки за NDD са неясни и непрактични в клиничните приложения (13). Според Quinchia et al. няма да има научни доказателства или обосновка, дадени от NDD за температурата и скоростта на срязване, избрани за везните. Освен това, тези скали, считани само за вискозни свойства, а еластичността дори не се споменава (14). Някои изследователи смятат, че дефинициите на NDD са „неясни дефиниции“ и смятат, че насоката не може да се използва лесно в реални приложения (15). Оптималните реологични свойства на храната и напитките за специфичен вид дисфагия са само незадоволително известни и не са ефективно потвърдени (16). Въпреки това NDD се описва като най-достоверната насока в литературата. Най-важната липса на това ръководство е разглеждането само на един реологичен параметър (т.е. едноточков вискозитет) като критерий за класификация. В днешно време съвременните реологични инструменти и техники трябва да позволят да се преразгледа тази насока (17).
От клинична гледна точка модификацията на вискозитета е намалила риска от аспирация, докато приготвянето на смлени и пасирани храни е без значение за този риск. Специално внимание трябва да се обърне на промяната в сплотеността на тези храни след хомогенизация и други методи, които водят до множество физически промени. Настоящата работа се фокусира върху сплотеността на болуса в това отношение.
Реологични свойства на храната
Целта на реологията е измерването на свойствата на материалите, които влияят върху тяхното поведение (деформация и поток), когато са подложени на външни сили. През последните години е извършена много работа по отношение на реологията на храните (27, 28) и може да предостави възможности за проучване и прилагане в много отношения.
Храната се произвежда предимно от биополимери и водни съставки, съдържащи разбити захари и макромолекули, като например протеини, полизахариди и липиди от голямо разнообразие от растителни и животински източници. Освен това водата е основна част от храните и играе забележителна роля в образуването на ядливи структури и в тяхната устойчивост на натрупване.
Характеризирането на удебелената храна е много важно, за да се идентифицират ключови параметри за подобряване на формулировката на дисфагичните храни, като се оцени приносът, който различните хидроколоиди могат да дадат за годни за консумация смеси. Като цяло използваните реологични техники за измерване могат да бъдат разделени на три групи: фундаментални, имитативни и емпирични. Преглед на тези техники е показан в Таблица Таблица1 1 .
маса 1
Техники за реологично измерване.
| Фундаментално | Измервайте реологични свойства като вискозитет и еластичност | Диномичен осцилаторен реометър Тест за пълзене Тест за релаксация на стреса | Параметрите са физически добре дефинирани Измерванията са възпроизводими Полезно за връзката структура-собственост | Скъпо оборудване Лоша корелация със сензорни Бавно изпълнение |
| Имитация | Имитира състоянието, на което е подложена храната по време на хранене/обработка | Анализ на профила на текстурата Фаринограф Visco-Amylo-Graph | Почти дублиращи дъвкателни или сензорни методи Добра корелация с реалната ситуация | Измерва параметри, които често са слабо дефинирани, но изглежда са свързани с качеството на текстурата |
| Емпирично | Стимулира условията, на които материалите са подложени на практика | Тест за пробиване и проникване Тест за екструзия Поточна фуния Консистометри на Бостик или Адам | Добра корелация с реалната ситуация Лесно и бързо за изпълнение Евтино оборудване | Измерените параметри са слабо дефинирани Произволна процедура |
Фундаменталните техники могат да измерват добре дефинирани реологични свойства. Тази категория включва динамична осцилаторна реометрия (измерване на модула на съхранение и загуба), тест за пълзене и тест за релаксация на стреса. Динамичната осцилаторна реометрия се използва за измерване на модула за съхранение и загуба и е най-разпространеният динамичен метод за измерване на вискоеластичността; тестът за пълзене може да измери деформация като функция от времето, когато се прилага постоянен стрес; тест за релаксация на стреса наблюдава намаляване на стреса в отговор на същото количество приложено напрежение. Фундаменталните измервания осигуряват точно това, което се измерва, но са бавни и инструментариумът е скъп.
Методите за имитация са по-рядко срещани и имитират условията, на които храната е обект на практика. Инструментариумът, който може да се използва, е текстометърът [Texture Profile Analysis (TPA)], който осигурява множество параметри (като модул, твърдост, чупливост, адхезивност, еластичност/пружиниране и кохезионност). Тези методи дават пълно измерване на текстурата, но не са подходящи за рутинна работа.
Емпиричните тестове измерват свойства, които не са добре дефинирани, но могат да бъдат свързани с опит със свойства, които представляват интерес (напр. Консистометри на Бостуик или Адам). За съжаление тези тестове зависят както от оборудването, така и от геометрията на пробата, така че може да е трудно да се сравнят данните между различните проби. Към тази категория принадлежат тестовете, предложени от IDDSI (29), които имат за цел да осигурят стандартна терминология, като използват някои бързи и лесни за изпълнение тестове. Основните предимства на емпиричните тестове са простотата и бързината на изпълнение, от друга страна недостатъците са, че процедурите са произволни и не е възможно да се преобразуват данни в други системи.
Вискозитет и вискоеластичност
Вискозитетът може да се определи като съпротивление на течността да тече и се дължи на вътремолекулните сили на сближаване, които привличат молекулите заедно и на обмена на моменти между молекулите. По-конкретно, можем да разгледаме флуид между две големи успоредни плочи, едната от които е гранична, а другата се движи със скорост v в посока x. Течността може да се разглежда като направена от безкрайно малки слоеве (Фигура (Фигура 1). 1). Слоят по-близо до движещата се плоча ще се движи в посока x със скорост, почти равна на v, обратно слоят до неподвижната плоча ще се движи много бавно. Като се има предвид флуид с много голям брой слоеве, плъзгането между слоевете генерира градиент на скоростта, който се нарича срязване. Връзката между силата на триене f, приложена върху повърхността на площ A и градиента на скоростта dv/dx е посочена от Нютон и е обобщена от
Представяне на вискозитета като константа, свързваща приложеното напрежение на срязване с получената скорост на срязване.