一、能量代謝的測定

 

　　機體總能量消耗量(total energy expenditure，TEE)主要包括基礎(chǔ)能量消耗量(basic energy expenditure，BEE)、體力活動能量消耗量、食物特殊動力作用（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)代謝過程進行的，機體可利用能源物質(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、環(huán)境溫度、食物及精神緊張等影響時的能量消耗。通常是在清晨進餐以前即餐后 12～24 小時，以排除食物的特殊動力效應(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，實際操作中不易達到，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力作用和完全清醒狀態(tài)時的能量代謝，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)。

 

　　由于實際工作中，能量測定不易實行，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)測或估計能量消耗的公式。1919 年，Harris 和 Benedict 使用間接測熱法測量了 239 例健康人的基礎(chǔ)能量消耗，同時收集測試者的一般指標(biāo)如性別、體重、身高和年齡等指標(biāo)，應(yīng)用多元回歸的方法得出了根據(jù)性別、體重、身高和年齡推算基礎(chǔ)能量消耗的公式，并稱之為 Harris-Benedict 公式（簡稱 H-B 公式），用以預(yù)測 BEE，此公式后來成為預(yù)測 BEE 的經(jīng)典公式。使用公式預(yù)測病人的能量消耗，雖然可通過應(yīng)激系數(shù) (中度以上手術(shù)后 1.1，骨折 1.2，敗血癥 1.3，腹膜炎 1.4，燒傷 1.7～2.0 等)校正，但仍有很大主觀性，不能精確預(yù)測慢重肝患者的能量消耗情況。國內(nèi)大多研究顯示中國健康人的 BEE 比 H-B 公式預(yù)測值低 10%～15%。REE/REE H-B（%）是實測 REE 與 H-B 公式預(yù)計值的比值，此比值消除了患者年齡，性別，體重，身高等個體差異，使研究對象之間更具有可比性。當(dāng)實測 REE 小于 H-B 公式預(yù)計值的 90%稱之為低代謝（Hypometabolism），當(dāng)實測 REE 介于 H-B 公式預(yù)計值的 90～110%之間稱之為正常代謝（Normal metabolism），當(dāng)實測 REE 大于 H-B 公式預(yù)計值的 110%稱之為高代謝（Hypermetabolism）。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)護和營養(yǎng)支持進一步發(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)計的間接能量測定儀（簡稱代謝車）是目前測定機體能量消耗的“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 小時內(nèi)測量，因此在臨床上較為實用。間接能量測定儀不僅能測量出機體實際 REE 及呼吸商（respiratory quotient，RQ），還能根據(jù)尿總氮計算出三大營養(yǎng)物質(zhì)的氧化比例。RQ 是指一定時間內(nèi)各種供能物質(zhì)氧化時 CO2產(chǎn)生量與 O2消耗量的比值，一般認(rèn)為 RQ 能比較準(zhǔn)確地反映機體中三大營養(yǎng)底物的氧化率。營養(yǎng)底物分別氧化時所對應(yīng)的 RQ 是不同的，葡萄糖完全氧化時的 RQ 為 1.0，脂肪完全氧化時的 RQ 為 0.7，蛋白質(zhì)氧化時的 RQ 則處于兩者之間，為 0.8。去除蛋白質(zhì)氧化時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)外對各類病人的代謝改變有了較多的了解，明確了機體的分解代謝與合成代謝的同時存在，僅是不平衡程度上的差異而已。當(dāng)機體處于應(yīng)激狀態(tài)時，分解代謝大于合成代謝，應(yīng)激原因、程度與個體的反應(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，實測值與按 H-B 公式計算所得預(yù)測值比較， 平均增加 1 045 kJ/ d，與具有相似營養(yǎng)狀況的非肝癌性肝硬化病人進行比較，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。STAAL-VAN DEN BROKEL 等分析 100 例新診斷肺癌病人的 REE， 結(jié)果顯示有 74%的病人 REE 升高。Dickerson 等發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者的 REE 明顯高于宮頸癌患者， 與 Harris - Benedict 公式比較， 卵巢癌患者的 REE 實測值為預(yù)測值的 53%～57%。Staalzvan den B rekel]對 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∶7485 kJ /d) ， 說明腫瘤的種類和部位同樣影響機體的 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 104 例新診斷的胃結(jié)腸癌病人進行了 REE 測定， 并與健康對照組、非惡性胃腸疾病組分別進行比較， 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。

 

　　陳宏等通過應(yīng)用能量代謝測定系統(tǒng)動態(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公式計算值進行對照。在術(shù)前靜息能量消耗方面，公式法低于實測法約11%，兩者之間差異有統(tǒng)計學(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， 確定患者實際能量消耗有重要意義。實際能量消耗取決于患者對疾病和手術(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。

 

　　蘇新明等通過選擇19例結(jié)締組織病患者和21例正常對照者， 對其分別進行靜息能量代謝和靜息肺功能測定， 并進行血氣分析。結(jié)果表明結(jié)締組織病患者REE顯著高于正常對照者，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 等通過對12 例急性肝衰竭進行代謝測定發(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 16 例對乙酰氨基酚所致急性肝衰竭的能量消耗進行研究發(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)范春蕾等研究發(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，只能通過加強脂肪動員供能，隨著肝功能恢復(fù)，患者體內(nèi)對糖類利用增加，RQ 值上升可作為病情恢復(fù)的標(biāo)志。馮巖梅等研究亦發(fā)現(xiàn)慢重肝患者夜間禁食晨起空腹時RQ 值為全天最低，晨起空腹時以脂肪、蛋白質(zhì)為主要供能物質(zhì)，靜脈應(yīng)用葡萄糖后 RQ 值可迅速升高。李娟等研究表明終末期肝病患者處于低代謝狀態(tài)，對糖類利用存在障礙，只能通過加強脂肪動員供能，隨著新肝植入及肝功能恢復(fù)，患者體內(nèi)對糖類利用增加，脂肪的氧化率降低，RQ 值升高。

 

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