能量代謝的測定及應(yīng)用

趙娟

營養(yǎng)支持的目的應(yīng)是維持與改善機(jī)體器官、細(xì)胞的功能與代謝，促進(jìn)病人的康復(fù)。營養(yǎng)不足和過度供給都不利于患者的康復(fù)，營養(yǎng)不足不能使細(xì)胞獲得所需的各種營養(yǎng)底物，過度營養(yǎng)會(huì)加重肝臟負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致高糖血癥、高滲性病變和脂肪肝等一系列嚴(yán)重后果。實(shí)際測量患者的能量代謝，分析決定營養(yǎng)物質(zhì)需要量與比例，以提供合理有效的營養(yǎng)支持成為目前營養(yǎng)干預(yù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。

一、能量代謝的測定

機(jī)體總能量消耗量（total energy expenditure，TEE）主要包括基礎(chǔ)能量消耗量（basic energy expenditure，BEE）、體力活動(dòng)能量消耗量、食物特殊動(dòng)力作用（specific dynamic action，SDA）三部分及兒童青少年所特有的生長發(fā)育所需能量。能量代謝是伴隨著物質(zhì)代謝過程進(jìn)行的，機(jī)體可利用能源物質(zhì)包括碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等三大營養(yǎng)物質(zhì)。碳水化合物和脂肪是機(jī)體所需能量的主要來源，占總熱量消耗的80%～85%，稱為非蛋白質(zhì)能源，其余由蛋白質(zhì)提供。在體內(nèi)1g脂肪完全氧化釋放9kcal的熱量，1g碳水化合物完全氧化釋放4kcal熱量，1g蛋白質(zhì)氧化釋放4kal熱量。

BEE是指人體在清醒而又極端安靜的狀態(tài)，不受肌肉活動(dòng)、環(huán)境溫度、食物及精神緊張等影響時(shí)的能量消耗。通常是在清晨進(jìn)餐以前即餐后12～24小時(shí)，以排除食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)。室溫保持在18℃～25℃之間，以排除環(huán)境溫度的影響。由于BEE測定的條件苛刻，實(shí)際操作中不易達(dá)到，故臨床上多用靜息能量消耗（resting energy expenditure，REE）替代BEE。REE是指禁食2h以上，在合適溫度下，安靜平臥或安坐30min以上所測得的人體能量消耗。REE與BEE相比，多了部分食物的特殊動(dòng)力作用和完全清醒狀態(tài)時(shí)的能量代謝，REE一般較BEE高出10%左右，是TEE的最大部分，約占65%～70%。由于REE測量人體安靜而不是完全基礎(chǔ)狀態(tài)的能量代謝，只要條件滿足，可在全天24h內(nèi)測量。因此較為實(shí)用，目前越來越多的臨床研究選用REE作為研究人體能量代謝的檢測指標(biāo)。

由于實(shí)際工作中能量測定不易實(shí)行，許多學(xué)者提出根據(jù)一系列指標(biāo)如身高、體重、年齡和性別預(yù)測或估計(jì)能量消耗的公式。危重病人的有效的代謝治療與營養(yǎng)支持依賴于成功的代謝監(jiān)側(cè)。代謝監(jiān)測概念的提出和代謝監(jiān)測系統(tǒng)的不斷更新?lián)Q代是重癥監(jiān)護(hù)和營養(yǎng)支持進(jìn)一步發(fā)展的必然結(jié)果，并使之日益成熟。根據(jù)間接測熱法設(shè)計(jì)的間接能量測定儀（簡稱代謝車）是目前測定機(jī)體能量消耗的“金標(biāo)準(zhǔn)”，由于測量人體安靜而非完全基礎(chǔ)狀態(tài)的能量代謝，只要條件滿足，可在全天24小時(shí)內(nèi)測量，因此在臨床上較為實(shí)用。間接能量測定儀不僅能測量出機(jī)體實(shí)際REE及呼吸商（respiratory quotient，RQ），還能根據(jù)尿總氮計(jì)算出三大營養(yǎng)物質(zhì)的氧化比例。RQ是指一定時(shí)間內(nèi)各種供能物質(zhì)氧化時(shí)CO2產(chǎn)生量與O消耗量的比值，一般認(rèn)為RQ能比較準(zhǔn)確地反映機(jī)體中三大營養(yǎng)底物的氧化率。營養(yǎng)底物分別氧化時(shí)所對(duì)應(yīng)的RQ是不同的，葡萄糖完全氧化時(shí)的RQ為1.0，脂肪完全氧化時(shí)的RQ為0.7，蛋白質(zhì)氧化時(shí)的RQ則處于兩者之間，為0.8。去除蛋白質(zhì)氧化時(shí)所消耗的氧氣和二氧化碳所得的RQ稱為非蛋白呼吸商（non protein respiratory quotient，NPRQ）。健康人的能量主要來自混合食物，RQ一般在0.85左右。在長期饑餓或營養(yǎng)不良的情況下，人體的能量主要來自自身脂肪或蛋白質(zhì)的分解，RQ偏低，波動(dòng)于0.7～0.8。

二、能量代謝在多種疾病中的應(yīng)用

國內(nèi)外對(duì)各類病人的代謝改變有了較多的了解，明確了機(jī)體的分解代謝與合成代謝的同時(shí)存在，僅是不平衡程度上的差異而已。當(dāng)機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，分解代謝大于合成代謝，應(yīng)激原因、程度與個(gè)體的反應(yīng)不同可導(dǎo)致輕重不一的代謝改變。MERLI等測定肝硬化肝癌病人的REE，實(shí)測值與按H-B公式計(jì)算所得預(yù)測值比較，平均增加1045kJ/d，與具有相似營養(yǎng)狀況的非肝癌性肝硬化病人進(jìn)行比較，肝癌病人的REE值明顯升高，其中近期體質(zhì)量明顯下降者REE升高更為明顯。Staalzvan den Brekel對(duì)66例肺癌患者的研究顯示，小細(xì)胞性與非小細(xì)胞性肺癌患者相比，REE明顯較高（8054∶7485kJ/d），說明腫瘤的種類和部位同樣影響機(jī)體的REE值。但也有研究顯示相反的結(jié)論。RICHARDS等研究認(rèn)為，與正常對(duì)照組比較，32例新診斷晚期肺癌病人的REE無明顯增高。REDRIX等對(duì)104例新診斷的胃結(jié)腸癌病人進(jìn)行了REE測定，并與健康對(duì)照組、非惡性胃腸疾病組分別進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，癌癥組的REE與其他兩組比較差異均無顯著意義。有無肝轉(zhuǎn)移并不影響REE值，胃癌與結(jié)腸癌病人之間REE差異亦無顯著性。

通過應(yīng)用能量代謝測定系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測定20例外科消化道腫瘤患者圍手術(shù)期（術(shù)前1天和術(shù)后1、2、3、4、5天）靜息代謝率REE變化，并將其與H-B公式計(jì)算值進(jìn)行對(duì)照。在術(shù)前靜息能量消耗方面，公式法低于實(shí)測法約11%，兩者之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。入選患者術(shù)前及術(shù)后五天連續(xù)測定靜息能量消耗值，結(jié)果顯示術(shù)后第1、2天靜息能量消耗值較術(shù)前分別提高約5%和6%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而術(shù)后第3、4和5天靜息能量消耗值與術(shù)前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。為制定比較合理的營養(yǎng)配方，保證患者能量平衡，確定患者實(shí)際能量消耗有重要意義。實(shí)際能量消耗取決于患者對(duì)疾病和手術(shù)的反應(yīng)程度、并發(fā)癥存在與否及治療過程，而由臨床醫(yī)師估測的應(yīng)激系數(shù)不能準(zhǔn)確地估算每日實(shí)際能量消耗水平。應(yīng)用代謝車測定靜息能量消耗比公式法估測更客觀準(zhǔn)確。

通過選擇19例結(jié)締組織病患者和21例正常對(duì)照者，對(duì)其分別進(jìn)行靜息能量代謝和靜息肺功能測定，并進(jìn)行血?dú)夥治?。結(jié)果表明結(jié)締組織病患者REE顯著高于正常對(duì)照者，除與PaO2和SaO2有關(guān)外，REE還與肺功能如用力肺活量、一氧化碳彌散量等有關(guān)。結(jié)締組織病屬非器官特異性自身免疫病，自身免疫性是結(jié)締組織病的發(fā)病基礎(chǔ)，病變累及多個(gè)器官系統(tǒng)，其中呼吸系統(tǒng)損害常見，包括胸膜、肺間質(zhì)、支氣管、呼吸肌及肺血管等病變，最多見的是間質(zhì)性肺疾病。結(jié)締組織病患者肺活量下降，彌散功能障礙，導(dǎo)致?lián)Q氣障礙，使氧供不足，PaO2、SaO2越低，為了獲得同樣的氧供，呼吸肌做功增加，代償性心率增快，呼吸頻率增快，攝氧量增加，REE隨之增加。但兩組受試者RQ間無顯著差異。

國外對(duì)慢性肝病患者的代謝研究主要集中慢性肝炎和肝硬化患者，多數(shù)學(xué)者研究表明肝硬化患者的REE值偏高，處于高代謝狀態(tài)，氧化底物以脂肪為主，RQ值亦偏低。Schneeweiss B等通過12例急性肝衰竭進(jìn)行代謝測定發(fā)現(xiàn)，其能量代謝較健康人顯著增高約30%，且底物碳水化合物和脂肪的代謝異?？赏ㄟ^靜脈輸注葡萄糖來糾正。Walsh TS等對(duì)16例對(duì)乙酰氨基酚所致急性肝衰竭的能量消耗進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，盡管出現(xiàn)大量肝細(xì)胞壞死，急性肝衰竭的能量消耗仍顯著增加約18%，這種高代謝狀態(tài)可能與肝衰竭伴隨的全身炎癥反應(yīng)相關(guān)，此時(shí)基礎(chǔ)代謝預(yù)測公式（Harris-Benedict公式）不適合來預(yù)測此類患者的代謝情況。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)慢重肝患者REE偏低，處于低能量代謝狀態(tài)，存在糖類代謝障礙，只能通過加強(qiáng)脂肪動(dòng)員供能，隨著肝功能恢復(fù)，患者體內(nèi)對(duì)糖類利用增加，RQ值上升可作為病情恢復(fù)的標(biāo)志。研究亦發(fā)現(xiàn)慢重肝患者夜間禁食晨起空腹時(shí)RQ值為全天最低，晨起空腹時(shí)以脂肪、蛋白質(zhì)為主要供能物質(zhì)，靜脈應(yīng)用葡萄糖后R值可迅速升高。研究表明終末期肝病患者處于低代謝狀態(tài)，對(duì)糖類利用存在障礙，只能通過加強(qiáng)脂肪動(dòng)員供能，隨著新肝植入及肝功能恢復(fù)，患者體內(nèi)對(duì)糖類利用增加，脂肪的氧化率降低，RQ值升高。

因此，通過對(duì)患者能量代謝指標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，可了解不同疾病以及疾病不同程度下患者機(jī)體的能量和物質(zhì)代謝狀態(tài)，評(píng)價(jià)其營養(yǎng)狀況，結(jié)合測定結(jié)果，有助于個(gè)體化營養(yǎng)支持方案的制定，合理調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)及數(shù)量。