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外科重症病人代謝變化及營養支持管理

王新穎

中國實用外科雜誌 2014 Vol.34(1) : 63-66

外科重症病人處於高分解代謝狀態，常伴發全身炎性反應，營養物質需求顯著增加。營養支持治療是外科重症病人的重要措施之一。施行合理的營養支持應綜合考慮病人的器官功能及耐受能力，選取合適的餵養途徑及時機，提供適當的營養底物，監測營養支持的過程，預防併發症的發生。應用特殊營養素有助於改善機體重要臟器和免疫功能，降低併發症發生率和病死率，縮短住院時間。

關鍵詞

重症病人；代謝；營養支持

中圖分類號：R6 文獻標誌碼：A

外科重症病人處於嚴重應激狀態下，體內物質代謝發生明顯變化，表現為分解代謝加快，且明顯高於合成代謝。這種高代謝反應常伴隨無脂細胞群迅速減少，導致病人營養不良發生率明顯增加，引起機體免疫失衡甚至器官功能障礙。此時，不恰當的營養支持不僅無益，反而會加重機體的代謝負擔，不利於病人恢復。近年來，隨著對外科重症病人代謝改變及病理生理變化認識的進一步提高，臨床「營養支持」向「營養支持治療」觀念的轉變表明了現代營養支持更關注重症病人應激後代謝改變的調理與治療［1］。

1 外科重症病人的代謝變化

1.1 外科重症病人神經-內分泌反應

嚴重創傷病人的代謝改變分為低潮期和起潮期。低潮期伴隨機體氧耗減少、體溫降低，以低分解和低合成代謝為特徵，持續時間約為8~24 h，是機體對減少應激後能量消耗的一種保護機制。起潮期以高分解代謝與高合成代謝並存，分解代謝高於合成代謝為特點。持續的代謝亢進伴隨氧耗及能量消耗急劇增加，易出現高血糖、低蛋白血症及免疫抑制等嚴重併發症［2］。

嚴重應激引起體內顯著的神經內分泌反應，其特點是腦垂體激素分泌增多及交感神經激活，表現為腎上腺素、皮質醇、胰高血糖素、生長激素、醛固酮和抗利尿激素等多種應激激素釋放增加。這種激素反應的程度和持續時間與應激程度有關。從代謝角度來看，皮質醇可能是其中最重要的激素，因為其對三大類營養物質應激後的代謝改變均產生廣泛影響。同時，組織損傷、炎症及嚴重感染還可以刺激免疫細胞釋放體液性介質，多種細胞因子（IL-1、IL-6、TNF-α、IFN-γ）在局部或全身參與引起多種生理反應，尤其是出現介導急性相反應［3-4］。目前，有證據表明激素和細胞因子能在多種水平上相互協調，共同參與應激後的代謝調控［3］。

1.2 外科重症病人主要營養底物的代謝變化

1.2.1 糖類

應激性高血糖是外科重症病人顯著的臨床表現，這是由於一系列應激介質，包括應激激素、細胞因子及中樞神經系統對肝臟和肌肉等器官碳水化合物正常代謝過程的干擾所致［5］。

應激後的低潮期，血糖水平升高主要依賴於兒茶酚胺和交感神經直接刺激下的肝糖原分解、葡萄糖釋放增多。此時，胰高血糖素仍維持在正常水平。由於胰腺α-腎上腺素能受體的激活和β細胞功能受損，血胰島素水平則低於正常。過渡到起潮期，糖異生和胰島素抵抗的出現成為應激性高血糖持續存在的重要原因。肝糖異生主要受明顯升高的胰高血糖素所激動。該階段，皮質醇釋放增加，發揮激素的「允許作用」，增強胰高血糖素和腎上腺素對肝糖異生的刺激效應。乳酸和丙氨酸是肝糖異生主要的底物來源。中性粒細胞和巨噬細胞是應激時乳酸產生的主要場所。循環中的丙氨酸則主要依賴支鏈氨基酸的氧化脫氨基作用而重新合成，僅＜30%的丙氨酸直接來自於骨骼肌蛋白質的分解［6］。胰島素抵抗的含義包括外周組織（骨骼肌）的胰島素介導性葡萄糖攝取過程受損和胰島素對肝糖異生抑制作用的減弱。嚴重創傷或感染後，應激激素和細胞因子（IL-1、IL-6 和TNF-α）釋放增多，影響了胰島素受體（IR）表達、葡萄糖轉運體活性及胞內胰島素信號通路（IR/IRS-1/PI3K/Akt）的活化［6］。獲得性胰島素介導的葡萄糖激酶合成和轉運障礙亦是發生胰島素抵抗的潛在機制。

1.2.2 脂肪

嚴重應激下，脂肪是重症病人的主要能源來源。受多種脂解激素的刺激，甘油三酯脂肪酶（HSL）被激活，機體內脂解作用加強，血清遊離脂肪酸（FFA）水平升高。FFA 的轉化迅速，形成脂肪酸-肉毒鹼複合體轉運至線粒體，經β氧化為外周組織提供能量，同時也可代謝生成酮體。酮體的產生抑制了重症病人的肌肉分解，節省了蛋白質。在感染及嚴重創傷病人中，肉毒鹼排除增加致血肉毒鹼水平不同程度下降，對長鏈脂肪酸的氧化代謝過程產生明顯影響［8］。

細胞因子也參與脂肪代謝過程。TNF-α、IL-1β和IL-2 通過抑制脂蛋白酯酶，減少了外周組織攝取脂質。IL-2通過抑制脂肪細胞腎上腺素能α受體，間接興奮β2受體，促進脂肪分解［7］。

1.2.3 蛋白質與氨基酸

外科重症病人的蛋白質合成和分解率均增加，但分解代謝超過合成代謝，表現為凈蛋白丟失，肌肉消耗和明顯的負氮平衡。文獻報道高分解代謝下（如嚴重創傷），尿氮丟失達到20 g/d，相當600~700 g 骨骼肌的丟失量。通過測定循環池中氨基酸譜發現，骨骼肌蛋白分解產生的遊離氨基酸中，約70%是丙氨酸和谷氨醯胺，兩者構成肌肉蛋白質的主要氮來源。谷氨醯胺是腸上皮細胞和快分化細胞（免疫細胞）的能量底物，也是核苷酸、氨基糖和谷胱甘肽的合成前體。嚴重應激下，機體大量消耗谷氨醯胺，造成谷氨醯胺貯備耗竭，會導致腸黏膜屏障功能障礙、細菌易位和全身炎性反應，導致機體出現免疫反應失衡。

外科重症病人持續的負氮平衡與病情嚴重程度、器官功能和預後緊密相關，單純的營養支持往往難以有效逆轉高分解代謝下的肌肉消耗。近年來研究認為，胞內蛋白合成與分解信號平衡被打破，蛋白分解效應分子（半胱天冬酶、鈣聯蛋白酶、溶酶體蛋白酶和E3 連接酶等）的異常活化，以及系統性介質（促炎細胞因子、神經內分泌激素和蛋白水解因子）的表達失常均參與肌肉消耗這一過程。因此，揭示其中的分子機制，將為臨床有效干預重症病人的肌肉消耗提供新的治療靶點。

2 外科重症病人的營養支持管理

2.1 營養風險評估與配方制定

恰當的營養風險評估和合理的營養支持方案決定了外科重症病人能夠從營養支持治療中受益多少。營養風險篩查的方法有很多種。基於循證醫學的證據，目前歐洲腸外腸內營養學會（ESPEN）推薦使用營養風險篩查2002（NRS2002）作為住院病人營養風險評估的首選工具。

以往的經驗是可使用預測性公式推算病人的日能量消耗，從而擬定熱量供給。然而，最近的研究認為單純依據公式預測病人的能量需求是不精確的，甚至會導致錯誤的營養支持實施，需要引起臨床醫師的警惕［8］。由於受傷時間及嚴重度、診斷及性別不同，導致外科重症病人能量消耗的個體差異較大。在病態肥胖人群中，隨著體質指數（BMI）的增加，準確預測病人的能量消耗非常困難［9］。某些特定人群，如脊髓損傷、肌萎縮側索硬化症及腦中風的病人，能量消耗並非想像中的升高而是偏低［10］。重症患兒的低代謝反應亦較常見［11］。因此，針對這些人群，使用公式預測能量供給往往會導致補給過剩，加重機體的代謝負擔。間接能量測定法是準確獲取外科重症病人能量消耗的常見方式，可精確實施營養支持治療，體現了外科重症病人營養支持的個體化要求［12-13］。

碳水化合物是腸外營養主要的供能物質。由於外科危重病人普遍存在應激性高血糖，應注意避免葡萄糖攝入過量。一般經葡萄糖供給非蛋白總熱量的60%~75%較為合適。脂肪乳劑具有等滲、能量密度大和富含必需脂肪酸等優點，可提供20%~40%的非蛋白熱量。傳統大豆油來源的長鏈脂肪乳劑，長期輸注後不利於外科重症病人的脂肪代謝，而且會進一步擴大機體的過度炎性反應。近年來，新型脂肪乳劑在臨床應用，發現其具有節氮、下調炎性反應和維護臟器功能等作用，是外科危重病人更理想的能源物質。

關於重症病人蛋白質供給的推薦量各指南觀點不一。ESPEN 推薦對外科重症病人提供每日1.3~1.5 g/kg 的蛋白供給。美國腸外與腸內營養學會（ASPEN）及危重病學會（SCCM）的意見則將每日蛋白供給量提高至2.0 g/kg 理想體重。美國燒傷協會則指出對嚴重燒傷的病人每日蛋白補充量1.5~3.0 g/kg。歐洲危重病學會則認為重症病人的每日蛋白供給不應高於1.8g/kg。差異的來源可能是各指南作為依據的隨機對比研究和臨床驗證中所選病人的均一性不同。最近的一項薈萃分析比較了不同蛋白攝入量對重症病人臨床預後及代謝調控的影響，絕大多數重症病人每日最多補充2.0~2.5 g/kg 蛋白質是安全的［14］。當然，這尚需臨床研究進一步驗證和探討。

2.2 營養支持的途徑及時機選擇

腸內營養有助於保護腸黏膜細胞結構和功能的完整性，維持腸黏膜屏障，明顯減少細菌易位及腸源性感染。「如果腸道有功能，就應使用腸道」的原則已被臨床醫師廣泛接受。努力創造條件恢復外科重症病人腸內營養是首選的營養支持途徑。在沒有禁忌證的情況下，入住ICU 早期（24~48 h 內）即可對病人開始腸內營養支持。大量的臨床研究證據證實，早期腸內營養能夠降低重症病人的感染率和病死率，縮短住院時間。即使對於胃腸改道或切除術後的病人，早期腸內營養支持亦是安全有益的［15-16］。

另一個重要問題在於，外科重症病人因胃腸動力障礙或血流動力學不穩定而難以進行腸內營養時，是否給予腸外營養以及何時開始實施腸外營養支持。2009 年ESPEN重症病人營養支持指南指出，當腸內營養存在禁忌且預計2~3 d 內無法開展時，入院後的所有病人應在24~48 h 內開始腸外營養支持。最近的一項臨床研究也提示入住ICU 後44 min 即對早期腸內營養存在相對禁忌的重症病人開始腸外營養支持（146.6 kJ/d），較對照組（2.8 d 開始營養支持）能明顯減少機械通氣時間，降低骨骼肌或脂肪消耗，但兩組間60 d 病死率差異無統計學意義［17］。但有觀點認為，病人入院前的營養狀態對臨床預後會產生影響。入院前營養狀況良好的重症病人，早期開始腸外營養支持反而增加感染等併發症發生率。2009 年ASPEN 重症病人營養支持指南指出對於入院前無營養風險的ICU 病人，即使入院後1周內仍無法開展腸內營養才開始考慮輔助腸外營養支持。這種相悖的指南推薦觀點常使得臨床醫師無所適從，需要更多的大型臨床研究進一步證實。

因胃腸道耐受性差等原因，早期腸內營養往往無法滿足病人的日熱量需求。近年來，提出聯合早期腸內腸外營養支持的治療方式。但其能否改善重症病人的預後，各中心的研究結果爭議不斷。聯合29 個國家、226 個ICU 中心，共納入2920例病人的研究發現，單純早期腸內營養支持組60 d 病死率明顯低於輔以腸外營養支持組，且後者住院時間更長［18］。另一項臨床研究試圖比較早期（入院後48 h 內）與晚期（入院8 d 後）聯合腸外營養支持對重症病人臨床結局的影響，結果認為較晚時間開始聯合腸外營養支持，病人院內感染率、膽汁淤積發生率、機械通氣和腎替代治療時間以及住院費用均有所降低［19］。但由於該研究的試驗設計和病人選擇方面存在偏倚，其結果飽受質疑。一項最近的臨床隨機對照研究發現，較單純腸內營養支持，選擇入住ICU 後的第4~8 天開始聯合腸外營養支持以補足病人的熱量需求，能降低病人的院內感染率，從而改善臨床預後。

2.3 營養支持的效果監測及併發症預防

接受營養支持的病人需要得到密切監測，尤其是在治療初期。人體能量代謝監測儀和體成分分析儀可以直觀反映病人當前的營養狀況，為調整營養支持用量提供依據。注意觀察病人生命體征的變化，並密切監測血尿電解質、肝功能、內臟蛋白及凝血功能等指標，精確記錄24 h 出入量。定期對接受腸外營養病人的靜脈置管處消毒換藥以防感染。

嚴重應激狀態下，高血糖會增加外科重症病人感染的發生率和病死率。目前，指南推薦將血糖控制在7.8~10.0mmol/L，不僅能改善重症病人預後，也能減少由於嚴格控制血糖可能造成的低血糖風險［20-21］。

胃腸道不耐受是限制外科重症病人早期腸內營養開展的主要問題，常表現為出現胃瀦留、腹脹腹瀉、嘔吐、吸入性肺炎等。酌情使用促胃腸動力藥物、試行幽門後或經空腸餵養、採取半卧位（上半身抬高30?）、定期檢查胃殘留量等可以作為優化腸內營養支持的策略。

2.4 特殊營養素在外科重症病人營養支持中的作用

藥理營養學的發展改變了臨床醫師對傳統營養支持的認識。針對谷氨醯胺、ω-3多不飽和脂肪酸（ω-3 PUFA）、精氨酸、核苷酸和維生素E 等特殊營養素的研究發現，給予免疫增強營養支持能改善外科病人的免疫反應失衡，縮短住院時間［22］。其中，最為關注的是谷氨醯胺和ω-3 PUFA。有臨床研究提示，給予谷氨醯胺強化的腸外營養支持能明顯降低重度創傷病人感染和肺炎的發生率［23］，以及消化道出血的發生率及病死率［30］。谷氨醯胺還能改善外科重症病人的胰島素敏感性，有利於控制應激性高血糖。因此，補充谷氨醯胺應當成為外科重症病人營養治療的常規措施。最近的研究揭示，谷氨醯胺的免疫調節作用不僅由於其作為免疫細胞分化生長的能源底物，還可能參與應激時的細胞信號傳導，參與調節多種代謝相關基因的表達和細胞防禦及修復過程。

ω-6 PUFA 在體內代謝生成二烯酸環氧化物和四烯酸脂氧化物，具有加劇炎性反應和抑制免疫功能的作用。ω-3 PUFA 的代謝產物為三烯酸環氧化物和五烯酸脂氧化物，結構雖與ω-6PUFA 代謝產物類似，但生物活性很弱。以魚油代替大豆油可明顯減輕ω-6PUFA 過度輸注給機體帶來的不利影響。外科重症病人使用富含魚油的脂肪乳劑能明顯改善病人肝功能及免疫狀態［24］。聯合應用ω-3PUFA、γ-亞麻酸和抗氧化劑腸內營養製劑能顯著降低急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）或嚴重肺損傷（ALI）病人ICU 住院時間、機械通氣時間、器官衰竭發生率和病死率。

近年來，還提出微生態免疫營養的概念。危重症病人常並發一個或多個器官功能障礙。由於各種原因引起的腸黏膜缺血、糜爛或壞死致腸黏膜通透性增加，引起細菌易位，發生全身炎性反應綜合征（SIRS）和多器官功能障礙綜合征（MODS）。使用益生菌和益生元等腸道菌群調節製劑能改善外科重症病人嚴重的菌群失調，對外科危重病的治療具有重要意義。

總之，外科重症病人因存在營養底物代謝紊亂和病理生理的改變，使得開展營養支持治療比較困難。臨床上，要綜合考慮病人的器官功能及耐受能力，選擇合適的途徑、適當的營養物質來進行合理、有效的營養支持。

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（2013-11-06收稿）

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