一、烧伤后能量代谢
(一)与能量代谢有关的基本概念
1.能量消耗(energy expenditure,EE) 机体所需能量主要来源于食物中的糖、蛋白质和脂肪。这些物质分子结构中的碳氢键蕴藏着化学能,在氧化过程中碳氢键断裂,生成CO2和H2O,并释放能量。这些能量50%以上迅速转化为热能,用于维持体温,其余不足50%以高能磷酸键形式储存于体内(化学能),供机体利用。体内最主要的高能磷酸键化学物是三磷酸腺苷(ATP)。机体可以利用ATP完成各项生命活动,但总的看来,除骨骼肌运动时化学能转变成机械能之外,其余的化学能最后也都转变为热能。在人体内,热能既不能转化为其他形式的能,也不能用来作功。根据能量守恒定律,能量由一种形式转化成另一种形式的过程中,既不增加,也不减少。通常所说的“能量消耗”实质是指体内的化学能被消耗,转化成热能(或机械能)的过程。一般可以通过测定整个机体单位时间内向外环境发散的热能计算出“能量消耗”。
2.基础能量消耗(basal energy expenditure,BEE) 基础能量消耗又称基础代谢率(basal metabolic rate,BMR),是指人体在清醒而又非常安静,不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张等因素影响时的能量消耗。测量时要在清晨未进餐以前,即食后12~14h,以排除食物的特殊动力效应;室温应保持在18~25℃之间,以排除环境温度的影响;测定之前不应做剧烈的活动,而且必须静卧30min以上,测定时平卧,全身肌肉要松弛,尽量排除肌肉活动的影响;还应要求受试者排除精神紧张的影响,如摒除焦虑、烦恼、恐惧等心理活动。BEE的单位以kJ/d表示,即每天的能量消耗量;BMR的单位以kJ/(m2·h)表示,即每小时每平方米体表面积释放的热能。
3.静息能量消耗(resting energy expenditure,REE) 静息能量消耗是指环境温度18~25℃,餐后2h以上,安静平卧30min以上所测得的机体能量消耗。REE测定过程要求全身处于休息状态,不需要早晨睡醒测量,也不是空腹,而是在进食2h以上,此时机体仍在进行着若干正常的消化活动。REE较BEE一般高出10%左右。由于REE较BEE测定方便,可在任意时间测量,因此较BEE更为实用。
4.总能量消耗(total energy expenditure,TEE) 总能量消耗主要包括三部分,即BEE、食物的特殊动力作用和活动引起的能量消耗。安静状态下,BEE约占总能量消耗的70%,食物的特殊动力作用约占10%,活动引起的能量消耗约占20%。
5.代谢能量消耗(metabolic energy expenditure,MEE) 代谢能量消耗即危重病人静息能量消耗,因为这类病人不可能达到真正的安静状态,故有人又称之为代谢能量消耗,文献中有人往往将REE与MEE混用,应注意区别。
(二)烧伤后能量代谢的变化
严重烧伤引起的高代谢反应远高于其他外科或危重病引起的高代谢反应(图30-1)。当烧伤总面积超过60%时,代谢率甚至可达到正常时的2倍,此时机体的反应能力可能已至最大限度。因此,高代谢在严重烧伤患者的救治中就显得更为突出。
目前将烧伤后代谢变化分为二期,即抑制期(ebb phase)与亢进期(flow phase)。抑制期大致相当于休克期,其持续时间按严重程度可自伤后数小时至数天,抑制期在小面积烧伤多不明显,大面积烧伤平均持续2~3d。国外研究表明,此期主要表现为氧耗量减少、代谢率降低,心排血量下降;而国内有研究发现,不论是大面积或小面积烧伤组,其REE在伤后均没有低于正常,伤后第一天REE最低者为烧伤面积90%~100%组,但其REE也不低于正常值。所以,该期代谢率并没有降低,只是升高幅度不大而已。并且,在烧伤后1~3d,烧伤面积小于60%的REE与烧伤面积呈正比,而烧伤面积超过60%的REE与烧伤面积的增加呈反比。目前国内倾向于将该期称为缓升期,即休克期和休克期后短暂的一段REE缓慢升高的过程。亢进期又称高代谢期,亢进期则随烧伤严重程度可自伤后2~3d持续数周甚至数月,亢进期代谢的高峰一般出现在伤后7~21d。亢进期包含REE急剧升高及持续的过程。国外研究表明,烧伤面积大于40%的患者烧伤创面完全愈合时静息能量消耗是正常的150%,烧伤后6个月静息能量消耗是正常的140%,烧伤后9个月静息能量消耗是正常的120%,烧伤后12个月静息能量消耗是正常的110%。因此,严重烧伤患者代谢的亢进期要持续相当长的时间。
(三)烧伤后高代谢的原因
严重烧伤时机体处于应激状态,应激时的基本反应为一系列的神经内分泌的改变,主要改变为交感-肾上腺髓质轴和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的强烈兴奋。目前认为这二个系统的兴奋及其调控的与代谢有关的激素水平的失衡在烧伤后高代谢的发生中起重要作用。
烧伤时,血浆肾上腺素、去甲肾上腺素(儿茶酚胺)迅速升高。交感神经兴奋主要释放去甲肾上腺素,肾上腺髓质兴奋主要释放肾上腺素。儿茶酚胺使心率加快,心收缩力加强,心排血量增加,血压升高,还可以促进糖原分解,升高血糖,促进脂肪动员,使血浆中游离脂肪酸增加,从而在保证了应激时机体对能量需求增加的同时,也消耗了大量的能量。儿茶酚胺对许多激素的分泌有促进作用,包括ACTH、胰高血糖素、生长激素、甲状腺素、肾素、促红细胞生成素等。
正常成人每日分泌糖皮质激素25~37mg。烧伤时下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴兴奋,分泌糖皮质激素明显增多,且持续时间较长,可达2~3个月。糖皮质激素可促进蛋白质分解,使氨基酸转移至肝,糖异生得以大大加强,同时糖皮质激素在外周组织抑制葡萄糖的利用,从而使血糖升高。糖皮质激素还对儿茶酚胺、生长激素及胰高血糖素的代谢功能起“容许作用”,即这些激素所引起的脂肪动员增加,糖原分解等代谢效应,必须要有足量的糖皮质激素存在。
烧伤时胰高血糖素分泌明显增加。胰高血糖素的正常血浆浓度为15~90pg/ml,烧伤病人可高达300pg/ml,且其升高程度与病情的严重程度有一定的平行关系。引起胰高血糖素分泌增加的主要原因是交感神经系统的兴奋,应激时交感兴奋通过β受体刺激胰岛α细胞,使胰高血糖素分泌增加。
目前认为,儿茶酚胺、糖皮质激素与胰高血糖素等分解代谢激素的增加是烧伤后高代谢发生的重要原因。输注相当于伤后浓度的皮质醇、胰高血糖素及肾上腺素于正常人,可引起代谢率升高、负氮平衡、葡萄糖不耐受、胰岛素抵抗等。
同时,目前还认为细胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6、γ-干扰素)与脂类介质(如血小板活化因子、前列腺素E2、血栓素、白三烯B4)等也参与烧伤后高代谢反应的发生。其机制仍在进一步研究之中。
(四)烧伤后代谢变化的影响因素
1.环境温度对代谢的影响 由于烧伤损害了机体的屏障作用,每日从创面蒸发大量水分,每平方米烧伤创面每天可以丧失4L水分,引起热量的丢失为2418.35kJ/L(578kcal/L)。水分蒸发过程中机体热量大量散失,而机体高代谢反应其中一部分能量也用来补偿水分蒸发引起的热量散失。患者机体也会相应地将深部温度和表层温度提高2℃。Wilmore等研究表明,当环境温度提高至33℃时,水分蒸发所需的能量可以更多地来自外周环境,而不仅是患者自身。Barr等研究发现,干燥温暖的环境下虽增加了蒸发散热,但机体代谢率明显下降,其主要原因是蒸发散热所需热量主要是由环境温度所提供,因此,机体在干燥温暖的环境中热量净丢失减少。适当增加环境温度如从25℃增至33℃能使烧伤面积大于40%的患者REE由正常值的2倍降至正常值的1.4倍。因此,将环境温度适当提高即可明显降低烧伤患者的高代谢状态。目前认为将环境温度控制在30~32℃较为合适。
有临床研究表明,使用不透水的塑料膜阻止蒸发散热并不能显著降低代谢率,究其原因可能是蒸发散热只是机体热量散失的方式之一。机体还能通过传导、对流、辐射的方式向外散失热量。
需要指出的是,许多环境温度对代谢影响的临床研究多是对实施暴露疗法的病人进行的。Caldwell发现,包扎疗法可减少机体产热23%,在小儿可减少52%,包扎疗法所致的能量消耗降低并不仅是热量散失减少,而且也与减轻机体寒战有关。即使在环境温度34℃时,全身暴露疗法的病人仍会出现寒战,而寒战可以明显增加机体的能量消耗。寒战可以增加能量消耗的现象也可以在全身麻醉病人中观察到,全身麻醉后肌肉活动受抑,寒战消失,代谢率可降低10%~20%;全身麻醉复苏过程中常伴有明显寒战,机体氧耗量增加,代谢率升高。
2.烧伤创面对代谢的影响 烧伤后代谢的变化与烧伤创面密切相关。通过前瞻性的研究,解放军总医院第一附属医院柴家科等利用代谢车等代谢监测手段观察到烧伤病人的代谢率随着烧伤面积的增加而升高,50%以上的大面积烧伤患者静息能量消耗明显升高,甚至可达正常时的2倍,以后随着创面的愈合及封闭,代谢率逐步下降。烧伤创面深度越深代谢率也越高。烧伤总面积相同时,Ⅲ度面积越大,代谢率也越高。采用切、削痂植皮封闭创面可明显降低机体的代谢率。不仅如此,不同时机封闭创面对代谢率也有明显影响。解放军总医院第一附属医院21例烧伤面积大于30%的病人根据封闭创面时间不同分为休克期切(削)痂植皮组(15例)和非休克期切(削)痂植皮组(6例),两组病人在年龄结构、烧伤总面积、Ⅲ度面积、首次切痂面积等方面基本一致。休克期切痂组切痂时间平均在1.2d,非休克期切痂组切痂时间平均在5.1d。切痂后的创面均用异体皮加自体微粒皮覆盖,自、异体皮比例为1:8。对这两组病人能量消耗变化的前瞻性研究表明,休克期切痂植皮组病人在补充血容量、防止休克的同时,在伤后48h内切除了深度烧伤创面并植皮,该组病人尽管也存在明显的高代谢状态,但在伤后2周内REE明显较非休克期切痂植皮组低,非休克期切痂病人在手术前已进入高代谢期,此时切痂植皮降低高代谢的效果较差,而休克期切痂病人在机体进入高代谢期前已对深度创面切痂植皮。其结果亦证明手术本身并未使代谢率升高。国外也有研究表明,大面积深度烧伤患者创面坏死组织切除后代谢率明显降低。大面积烧伤患者伤后2~3d内进行切削痂自体和(或)异体皮移植封闭创面者较7d后封闭者代谢率低了约40%。由此可见越早清除坏死组织封闭创面,就能越明显地改善患者的高代谢状态。但Ruttan等的研究却表明,烧伤后早期切痂植皮(伤后72h内)病人在伤后30d的观察期间静息能量消耗与烧伤后期植皮(不断换药形成肉芽创面)病人静息能量消耗相比并无明显差别。这可能是由于选择的两组病人在年龄、烧伤面积等方面差异较大,即早期切痂植皮组病人较后期植皮组病人年龄小而烧伤面积大(P<0.05),造成这两组病人静息能量消耗无差异。
早期烧伤创面切削痂植皮还可以减少小儿及成人患者术中失血、住院时间、脓毒症的发病率及病死率。分别在烧伤后72h(早)、3~10d(中)、10~21d(晚)封闭创面的患者净蛋白丢失分别为0.03μmol苯丙氨酸/(min·100ml血量)、0.05μmol苯丙氨酸/(min·100ml血量)、0.07μmol苯丙氨酸/(min·100ml血量),烧伤创面脓毒症的发病率分别为20%、35%、50%。因此,早期切削痂植皮尽早封闭创面不仅可以降低烧伤引起的高代谢反应,还可以直接影响患者的预后。
早期切(削)痂移植自体皮与异体皮或生物工程皮肤封闭创面的研究结果表明,异体皮与生物工程皮肤覆盖创面在降低高代谢的作用与自体皮相似。
3.脓毒症与创面脓毒症对代谢的影响 解放军总医院第一附属医院柴家科等的研究表明,发生脓毒症患者的烧伤面积、Ⅲ度面积均高于未发生脓毒症的患者,提示烧伤面积越大、烧伤创面越深越容易并发脓毒症(表30-1)。同时,发生脓毒症的病人静息能量消耗在整个住院治疗期间明显高于非脓毒症病人(表30-2)。因此,从整个病程来看,引起脓毒症组病人REE较非脓毒症组病人高的重要原因之一是烧伤面积和深度。当烧伤病人一旦并发脓毒症,在原有高代谢的基础上,REE进一步升高,REE峰值前移,高代谢持续时间也更长,随着脓毒症得到有效控制及创面的及时覆盖、愈合,REE逐渐下降(表30-3)。国外的研究亦表明,烧伤脓毒症患者较未有脓毒症的烧伤患者静息能量消耗明显增高,负氮平衡增高1倍以上,骨骼肌蛋白分解代谢明显增强。
解放军总医院第一附属医院柴家科等曾利用代谢车分别对8例烧伤创面脓毒症病人大面积侵袭感染组织切除前后REE的变化进行监测,结果也证实创面的存在和感染可以导致机体代谢水平显著增高。当出现创面组织侵袭性感染时,REE值明显升高,高于正常成人REE值[(172.4±9.3)J/(h·m2),n=7]。侵袭性感染组织切除后REE水平较切除前显著降低(P<0.01),生命体征平稳时REE值进一步降低(P<0.01)(表30-4)。
综上所述,脓毒症与创面脓毒症均可引起烧伤病人代谢明显增高,预防和治疗脓毒症与创面脓毒症也是降低烧伤病人高代谢行之有效的方法之一。
4.其他 疼痛和焦虑也可明显增加代谢率,因此临床上要重视镇静、止痛及心理治疗,这也是防治烧伤高代谢十分必要的措施。
脓毒症组与非脓毒症组相比,*P<0.05
脓毒症组与非脓毒症组相比,*P<0.05
与术前比,*P<0.01;与术后比,#P<0.01
二、烧伤后蛋白代谢
(一)烧伤后蛋白(特别是骨骼肌蛋白)高分解代谢及其危害
蛋白质是组织、细胞的主要组成成分,同时体内重要的生命活动都是由蛋白质来完成的,例如,参与机体防御功能的抗体,催化代谢反应的酶,调节物质代谢和生理活动的某些激素和神经递质,有的是蛋白质或多肽类物质,有的是氨基酸转变的产物。此外,肌肉收缩、血液凝固、物质的运输、调节渗透压、体内酸碱平衡等生理功能也是由蛋白质来实现的。蛋白质还是重要的能量来源,蛋白质降解成氨基酸后,经脱氨基作用生成的α-酮酸可以直接或间接参加三羧酸循环氧化分解、供能。每克蛋白质在体内氧化分解可产生17.9kJ(4.3kcal)能量。一般来说,成人每日约有18%的能量来自蛋白质,但是供能是蛋白质的次要功能。因此,蛋白质是生命活动的重要物质基础。
机体的蛋白质始终在不断更新之中,生理状态下机体蛋白合成代谢与分解代谢处于动态平衡。70kg的健康成人机体每天分别合成和分解蛋白约280g,大约是1.5kg肌肉中的蛋白量。严重烧伤可引起机体蛋白分解代谢明显增强,正常成人每天尿氮10g左右,而烧伤后尿氮可达30g。研究表明,严重烧伤时蛋白分解代谢主要是为机体提供能量(如为肠上皮细胞、免疫细胞提供能量)和支持重要脏器功能(如肝急性期蛋白合成)。被分解的蛋白主要来源于骨骼肌,这是因为骨骼肌占机体细胞干重的50%以上,是机体最大的氮库,因此也是受蛋白分解代谢影响最大的器官。如果大量的结构蛋白被分解供能,可使机体在短期内陷入负氮平衡和营养不良。长期持续的骨骼肌萎缩和负氮平衡将导致机体免疫力下降,感染率增加,伤口愈合延迟,活动延缓等,这将严重影响患者的生存质量和疾病的预后。特别是如果累及到呼吸肌,将延长患者对机械通气的需要,抑制咳嗽反射,使肺部感染机会增加,甚至增加脓毒症发病率,而脓毒症又是烧伤患者死亡的常见原因。临床上试图通过补充氨基酸来降低严重烧伤、脓毒症引起的骨骼肌蛋白高分解代谢,从而预防和治疗由于高分解代谢引起的一系列并发症。但单纯补充氨基酸并没能有效地降低骨骼肌蛋白的高分解代谢,这说明在严重烧伤状态下骨骼肌蛋白的高分解代谢具有自噬性和强制性的特点,并不会因为提供了机体所需的氨基酸,蛋白高分解代谢就会停止。可见,骨骼肌蛋白分解代谢对烧伤后机体整体代谢可产生深远的影响,有必要对其机制进行深入探讨。
(二)骨骼肌蛋白高分解代谢的发生机制
1.骨骼肌蛋白高分解代谢的主要途径—泛素-蛋白酶体途径 骨骼肌细胞与机体其他细胞一样具有多种蛋白分解代谢途径,根据分解蛋白是否消耗能量分为能量非依赖性途径和能量依赖性途径。能量依赖性途径主要包括泛素-蛋白酶体途径。泛素-蛋白酶体途径是一种高效的蛋白降解途径,其主要特点是能够选择性地分解真核细胞内的蛋白,其生物学作用十分广泛,如参与细胞周期的调控、抗原呈递、信号转导等。
目前研究认为,泛素-蛋白酶体途径是烧伤时骨骼肌蛋白高分解代谢的主要途径。解放军总医院第一附属医院柴家科等的研究结果表明,30% Ⅲ度烧伤大鼠骨骼肌蛋白降解率明显增高。烧伤后2、6、12、24h骨骼肌总蛋白降解率较对照组分别增高14%、35%、47%、50%,而肌纤维蛋白降解率增高更加明显,这说明严重烧伤时骨骼肌中的结构蛋白高分解代谢更加明显。同时,泛素-蛋白酶体途径多种组分的表达也明显增高,烧伤后在上述时间点骨骼肌泛素mRNA表达分别增高51%、110%、310%、230%,E2-14K的表达分别增高25%、47%、89%、78%,蛋白酶体RC2亚基表达分别增高33%、61%、121%、92%。骨骼肌肌纤维蛋白降解率与泛素、E2酶中的E2-14K亚型以及蛋白酶体C2亚基的表达呈明显正相关。在内毒素诱导的脓毒症动物模型中也得到类似结果。说明泛素-蛋白酶体途径可能参与了烧伤及脓毒症状态下骨骼肌蛋白高分解代谢。为进一步证明泛素-蛋白酶体途径在骨骼肌蛋白高分解代谢中的作用,采用2种蛋白酶体抑制剂(MG132与ALLN)抑制泛素-蛋白酶体途径,结果表明,ALLN可以明显降低烫伤脓毒症大鼠伤后2、6、12h骨骼肌肌纤蛋白高分解代谢,明显降低伤后6h与12h骨骼肌总蛋白高分解代谢;MG132可明显抑制TNF-α引起的肌原细胞长寿命蛋白的高分解代谢,而抑制溶酶体蛋白降解途径和Ca2+依赖蛋白降解途径对骨骼肌蛋白高分解代谢并没有明显影响。由此说明烧伤及脓毒症状态下泛素-蛋白酶体途径的活化是骨骼肌蛋白高分解代谢的主要原因,而其他蛋白降解途径在其中可能不起主要作用。
2.糖皮质激素与TNF-α对泛素-蛋白酶体途径的正向调控作用 严重烧伤及脓毒症引起的骨骼肌蛋白的高分解代谢是由于泛素-蛋白酶体途径的活化引起的,那么又是什么因素使泛素-蛋白酶体途径活化呢?解放军总医院第一附属医院柴家科等的研究结果表明,糖皮质激素与TNF-α在泛素-蛋白酶体途径的活化中起主要作用。临床研究发现,烧伤脓毒症患者血中糖皮质激素水平与TNF-α水平均较对照组明显增高。动物实验结果亦表明,烧伤大鼠伤后血浆糖皮质激素于伤后2h即升高,12h达高峰,之后渐下降,且与骨骼肌肌纤维蛋白降解率的变化呈显著正相关;脓毒症大鼠伤后血浆TNF-α于伤后2h即升高,12h达高峰,之后下降,与骨骼肌肌纤维蛋白降解率的变化也呈显著正相关。为了排除烧伤或脓毒症时机体众多炎症介质及细胞因子等因素的干扰,解放军总医院第一附属医院柴家科等将地塞米松注射给未加干预的正常动物,结果表明,注射地塞米松可使大鼠骨骼肌泛素mRNA表达明显上调,且呈量效关系,使用糖皮质激素受体拮抗药可抑制地塞米松引起的泛素mRNA表达的上调;注射TNF-α也可使大鼠骨骼肌泛素mRNA表达上调,使用糖皮质激素受体拮抗药可部分拮抗TNF-α引起的泛素mRNA表达的上调。体外细胞培养研究结果表明,使用地塞米松作用于骨骼肌细胞可使泛素及蛋白酶体C2亚基mRNA表达明显增高,且在一定范围内呈量效关系;TNF-α也可使骨骼肌细胞中泛素及蛋白酶体C2亚基mRNA表达明显上调。以上研究充分说明,烧伤及脓毒症状态下是由于糖皮质激素与TNF-α产生明显增多,通过活化泛素-蛋白酶体途径,引起骨骼肌蛋白降解增强。
3.骨骼肌核凋亡是严重烧伤后骨骼肌蛋白高分解的又一重要原因 近年来,细胞凋亡在骨骼肌消耗中的重要作用已经受到重视。慢性心力衰竭、运动神经元障碍、骨骼肌去神经、脊髓损伤、肌营养不良症、后肢悬吊等多种疾病引起的肌消耗全都伴随着骨骼肌核凋亡的增加,这已经通过末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口标记技术(TUNEL)、DNA梯度分析法及组织学方法等得到证实。最近的研究显示细胞凋亡通路的活化在分解代谢状态下骨骼肌消耗中发挥重要作用,并且其作用发生在蛋白降解之前。解放军总医院第一附属医院段红杰等通过严重烫伤大鼠模型观察到,烧伤后骨骼肌出现肌核凋亡现象,凋亡肌核周围出现大片肌丝结构降解,相关性分析表明骨骼肌凋亡指数与肌重量存在显著负相关。进一步探讨其机制发现死亡受体通路、线粒体通路及其他信号通路中与凋亡相关的信号分子表达和活性增强引起的骨骼肌凋亡增加是烧伤后骨骼肌萎缩的重要原因。
三、烧伤后糖代谢
(一)应激性高血糖及其发生机制与危害
1.应激性高血糖 烧伤与许多其他外科疾病及危重病一样,均可以引起应激性高血糖。既往对应激性高血糖的定义为血糖≥11.1mmol/L。目前,对应激性高血糖的定义为空腹血糖≥7.0mmol/L或随机血糖≥11.1mmol/L。烧伤引起的高血糖与烧伤严重程度密切相关,尤易见于小儿烧伤早期。大面积烧伤病人早期即可出现血糖增高,甚至半数大面积烧伤病人于伤后2h内即可出现高血糖。正常成年男性的糖原储备约500g,其中约75%储存于骨骼肌中,约25%储存于肝,极少数存于心肌和脂肪等组织中,而可供利用的糖150g,肝糖原储备75g左右,不到12h即全部耗尽,即使150g葡萄糖全部利用,也只能供应不到1d的消耗。烧伤后第1天起血糖水平即急骤上升,并很快达到峰值,升高的血糖起初来自肝糖原分解,肌糖原不能直接分解为葡萄糖,必先经无氧酵解为乳酸,再由肝转化为葡萄糖,因此,临床上烧伤患者在早期就有高乳酸血症。
烧伤早期病情波折大或治疗不当而呈现明显营养不良的病例也可以发生低血糖,甚至低血糖昏迷,这多见于小儿与老年人。
2.应激性高血糖的发生机制 血糖水平决定于生成及组织利用葡萄糖的速率,烧伤后血糖升高是葡萄糖生成增多,而组织对葡萄糖的利用率相对减低所致。烧伤后应激性高血糖主要与以下几方面有关。
(1)胰岛素的反向调节激素分泌增加:严重烧伤时机体处于应激状态,应激的基本反应为一系列的神经内分泌的改变,主要改变为下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴和交感-肾上腺髓质轴的强烈兴奋,使胰岛素反向调节激素(胰高血糖素、生长激素、儿茶酚胺、糖皮质激素)分泌显著增加,而胰岛素的分泌却相对减少,虽然胰岛素在血中绝对浓度通常并不低于正常,甚至还较正常为高,但与增高的血糖比较,存在相对不足,胰高血糖素/胰岛素比例增大。以上综合作用导致骨骼肌蛋白分解与脂肪组织脂解作用增强,从而使糖异生的底物如乳酸、丙酮酸和甘油增加,糖异生促使肝葡萄糖的产生增多而引起血糖升高。儿茶酚胺加速肝糖原的分解和直接增强交感神经介导的糖原分解作用也促使了高血糖的产生。
(2)胰岛素抵抗:胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是指胰岛素的外周靶组织(主要为骨骼肌、肝和脂肪组织)对内源性或外源性胰岛素的敏感性和反应性降低,导致生理剂量的胰岛素产生低于正常的生理效应。研究证实严重烧伤病人常发生显著的胰岛素抵抗。正常情况下血胰岛素及血糖水平升高可抑制肝糖生成,烧伤后这一抑制现象明显减弱。血胰岛素浓度超过30mU/L时,在正常情况下可使肌肉、脂肪等周围组织对葡萄糖的清除率显著增加,而烧伤病人即使血胰岛素浓度更高,其周围组织对葡萄糖的清除也明显减弱。葡萄糖输注速度4mg/(kg·min)时,若要维持血糖于正常水平,则烧伤病人输注胰岛素的量为正常人的5倍。此外,烧伤病人胰岛素浓度升至正常的2倍,才能达到正常的葡萄糖清除率。即使不断增加胰岛素的输注量,烧伤病人周围组织摄取葡萄糖的最大速率约为6mg/(kg·min),远较正常人低。胰岛素抵抗是严重烧伤病人发生能量缺乏的重要原因之一,烧伤时机体处于高代谢状态,而此时细胞对于葡萄糖的利用却发生了障碍。胰岛素抵抗与应激反应的严重程度密切相关。但目前胰岛素抵抗的细胞和分子机制仍不十分清楚,一般认为可能与胰岛素受体前、受体功能异常,受体后信号转导、葡萄糖转运、细胞内代谢障碍及细胞因子如TNF-α等因素有关。
(3)细胞因子的大量释放:严重烧伤状态下,免疫细胞和其他组织如肺释放的多种细胞因子,对应激性高血糖的产生具有十分重要的作用。主要参与的细胞因子有TNF-α、IL-1、IL-6等。细胞因子作为全身性炎症介质通过刺激胰岛素反向调节激素的分泌导致胰岛素抵抗,进而产生高血糖效应。研究发现,在正常血糖高胰岛素血症的条件下给大鼠输注TNF-α能增加葡萄糖的产生,导致肝脏和外周胰岛素抵抗和高血糖。TNF-α引起胰岛素抵抗和高血糖的机制可能与间接刺激胰岛素反向调节激素的分泌或直接作用于胰岛素受体信号转导途径和(或)影响葡萄糖运载体的功能有关。研究表明,TNF-α对胰岛素受体的酪氨酸激酶活性以及丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)和MAPK激酶(MEK)的活性具有强大的抑制作用,因此,TNF-α可通过改变胰岛素受体底物的信号特征而导致肝脏和骨骼肌的胰岛素抵抗。
(4)产生应激性高血糖的其他因素:高龄、长期卧床和在治疗过程中糖的过多摄入等也可能在应激性高血糖的产生过程中发挥着重要的作用。
3.应激性高血糖的危害 应激性高血糖对机体的危害极大,严重影响烧伤病人的预后。高血糖可以降低机体免疫能力、增加感染的易感性,影响胶原合成致使伤口愈合延迟;高血糖可使白细胞趋化、吞噬作用减弱,中性粒细胞、巨噬细胞功能受损,免疫球蛋白产生减少、功能降低,补体结合作用减弱,还可直接抑制白细胞氧化暴发;高血糖可通过促使线粒体氧自由基过度产生,增强氧化应激、提高脂肪乳剂过氧化作用,致线粒体等细胞器损伤;高血糖可使体液平衡紊乱,促血栓形成等;高血糖还有显著促炎作用,可致TNF-α、IL-6、IL-8 等细胞因子产生增加或过度激活,可提高细胞内核因子NF-кB(nuclear factor-кB,NF-кB)水平,而NF-кB可激活150多种炎症相关基因。大样本临床研究表明,危重病人(非烧伤患者)血糖轻度(>7.5mmol/L)或中度(>11.1mmol/L)升高,呼吸、泌尿系统感染率显著增加,病死率也明显增加。
(二)骨骼肌“有氧糖酵解”理论
近年来的研究提示,烧伤和脓毒症中组织细胞存在糖酵解增强现象。基于经典的糖代谢理论,有氧氧化的供能效率(38molATP/mol葡萄糖)远高于糖酵解(2molATP/mol葡萄糖),生物组织细胞在氧供充分的条件下总是利用有氧氧化代谢供能,而不利用低效的糖酵解供能方式,因此,通常认为,高乳酸血症的发生机制主要有:①组织缺血缺氧导致糖酵解过程增强;②组织细胞功能紊乱,能量代谢机制障碍。然而,近年来有关脓毒症病理过程的深入研究提示:①脓毒症动物中,组织乳酸生成的增加先于组织缺氧的发生;②充分的复苏治疗,可以维持有效循环和足够的组织氧供,从而防止细胞缺氧,但却无法避免高乳酸血症的发生;③应用同位素示踪代谢底物监测法,磁共振光谱分析法等对烧伤及脓毒症动物细胞代谢过程的监测和分析显示,在烧伤休克及脓毒症状态下,组织细胞的线粒体功能及有氧氧化过程并无障碍。据此提出有氧糖酵解的概念,即组织细胞在氧供充分的条件下依然存在糖酵解过程增强、乳酸产生量增加的病理生理状态。
在某些情况下,糖酵解增强有积极的病理意义。例如,创面组织细胞的糖酵解增强所导致的局部乳酸浓度的升高是局部酸性环境产生和维持的重要因素,这一方面有利于控制细菌的生长和繁殖,另一方面可刺激胶原代谢,对组织修复和重塑有积极的意义。然而,对有氧糖酵解发生发展过程和机制的研究尚处于起步阶段,国内少见相关报道。国外有关领域的研究,已在多种病理过程导致的脓毒症中,观察到有氧糖酵解增强的现象;而目前研究的焦点则集中于对脓毒症状态糖代谢整体动力学的分析,而对糖代谢机制发生变化的细胞生理学基础的研究则很少开展。
解放军总医院第一附属医院柴家科等在这一领域开展了初步的研究。考虑到骨骼肌细胞在机体组织细胞中占有相当大的比重,对机体的整体代谢水平影响巨大,因此本研究主要以骨骼肌为对象。借助大鼠烧伤和脓毒症模型,建立肌肉的充分供氧离体孵育系统,选择含60%红肌纤维和30%中间肌纤维的比目鱼肌和含45%白肌和45%中间肌纤维的趾长伸肌,进行了较为系统的观察和分析。研究表明,两种骨骼肌在正常、烧伤后和脓毒症状态下,其有氧糖酵解的变化幅度有显著的不同。这提示不同的肌纤维具有各自不同的糖酵解特点:以红肌为主的比目鱼肌与以白肌为主的趾长伸肌相比,其有氧糖酵解水平偏低,烧伤后有氧糖酵解增强的幅度亦较低,而在脓毒症状态下,两种肌肉组织的有氧糖酵解则均有显著的增强。利用特异性钠钾ATP酶抑制剂——毒毛花苷G(哇巴因)干预细胞膜钠钾泵的活性,观察细胞膜有关能量代谢状态的改变对正常及脓毒症大鼠的不同类型骨骼肌乳酸产生量的影响。结果发现,白肌纤维较多的趾长伸肌,不仅在正常状态下乳酸的产生量仍较比目鱼肌多,而且对哇巴因的反应性亦较为敏感。这提示与红肌纤维相比,白肌纤维的有氧糖酵解过程在其细胞生理活动中具有更重要的意义。同时,脓毒症肌肉组织的乳酸产生量显著高于正常对照,而脓毒症对肌肉细胞有氧糖酵解的这种刺激作用能明显地被钠钾ATP酶抑制剂所阻断。这表明钠钾ATP酶活性的增加以及与之相关的细胞生理活动的增强是脓毒症刺激肌肉细胞有氧糖酵解增强的重要原因。利用钠离子载体——莫能霉素(monensin)干预细胞内外的钠离子分布状态,分析和观察了细胞内钠离子浓度的变化对正常及脓毒症大鼠的不同类型骨骼肌的乳酸产生量的影响。研究显示,肌肉组织细胞膜钠通透性的改变以及细胞内钠浓度的增加可诱导肌肉组织有氧糖酵解过程的增强。这一机制在脓毒症所导致的肌肉组织有氧糖酵解过程的增强中有重要的意义。同时,含白肌纤维较多的趾长伸肌对莫能霉素的敏感性高于比目鱼肌。而且,在正常孵育状态和高浓度的莫能霉素环境下,趾长伸肌的乳酸产生量均高于比目鱼肌。这提示白肌纤维的有氧糖酵解水平和潜力均高于红肌纤维。
四、烧伤后脂肪代谢
(一)脂肪消耗
脂肪组织占体重的5%~25%,其主要生理功能是储存及氧化供能,是人体的主要能源。正常人体全部脂肪储备可分解产生(418.4~627.6)×106kJ[(100~150)×106kcal]热量,可为一个健康成人供能2~3个月。脂肪总量减少l/2或更多一些,对机体不产生明显危害,因此,由脂肪分解供能以减少糖原异生,并保存蛋白质对处于高代谢期的烧伤病人是有利的。Kinney提出,应激病人产生的热能80%~85%来自脂类的氧化。当机体需要热能时,储存于脂肪组织中的脂肪(三酰甘油)通过水解而被动用,所产生的游离脂肪酸进入血液与血清白蛋白结合,使其成为水溶性,进行代谢过程,供机体利用。当血浆中游离脂肪酸超过机体需要量时,又重新进入肝脏,转变为三酰甘油(再酯化),并以极低密度脂蛋白的形式进入血液,回到脂肪组织中储存备用。脂肪分解为脂肪酸和甘油的过程称为脂解作用。正常时,脂解作用与再酯化在脂肪组织中保持着动态平衡,而烧伤破坏了这种平衡,体内脂肪发生分解。波及皮下组织及体内其他脂肪储备。严重烧伤脂肪丢失量每日可达600g以上。早期切痂也丢失大量可动用脂肪而使储备的脂肪减少。烧伤的水肿液中含有三酰甘油、胆固醇、磷脂及未酯化脂肪酸等。烧伤部位流出的淋巴液中亦含有较多的上述脂类。
脂肪代谢受多种激素及交感神经活动的调节,儿茶酚胺、甲状腺素、胰高血糖素及肾上腺皮质激素均可促进组织内三酰甘油分解为甘油及脂肪酸(脂解作用),胰岛素及前列腺素则可抑制脂解作用。当严重烧伤时,儿茶酚胺、胰高血糖素等分泌增加,作用于脂肪细胞膜表面受体,激活腺苷酸环化酶,促进cAMP合成,激活依赖cAMP的蛋白激酶,使胞液内激素敏感性三酰甘油脂肪酶磷酸化而活化。后者使三酰甘油酯水解成二酰甘油及脂酸。这步反应是脂肪分解的限速步骤,激素敏感脂肪酶是限速酶,它受多种激素的调控,故称为激素敏感性脂肪酶。能促进脂肪动员的激素称为脂解激素,如肾上腺素、胰高血糖素等。胰岛素与前列腺素E2等抑制脂肪的动员,对抗脂解激素的作用。
(二)高脂血症
早在1939年Christophe曾发现烧伤后病人有高脂血症(三酰甘油)。近年,Harvengt研究了大面积烧伤但未经治疗的家兔血脂的变化,发现烧伤6h以后血浆总脂含量(三酰甘油)急剧上升,达正常值的7~8倍。血浆游离脂肪酸与总胆固醇水平也上升,在2d内恢复正常。烧伤后12h内血浆磷脂减少,以后回升并可超过正常水平。Harvengt还发现在上述烧伤家兔中,如输给适量的右旋糖酐-75或血清白蛋白,可推迟脂血症的出现(注射后24h才出现),但输盐水则无此种效果。似乎血浆胶体渗透压下降能促进高脂血症的发生。
血脂不溶于水,以脂蛋白形式运输。按超速离心法及电泳法可将血浆脂蛋白分为乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)及高密度脂蛋白(HDL)四类。CM主要转运外源性三酰甘油及胆固醇,VLDL主要转运内源性三酰甘油,LDL主要将肝合成的内源性胆固醇转运至肝外组织,而HDL则参与胆固醇的逆向转运。有证据表明,与脂蛋白代谢有关的脂蛋白酯酶活性受抑制是烧伤后血中三酰甘油升高的重要原因之一。循环中三酰甘油从血液中清除的主要机制是脂蛋白酯酶的水解作用,这种酶在毛细血管内皮细胞管腔面,催化乳糜微粒和VLDL水解。骨骼肌和脂肪组织中脂蛋白酯酶活性相对较高,因此,这一过程主要发生于骨骼肌和脂肪组织。烧伤后HDL明显减少,HDL可以调节酯蛋白酯酶活性,并且VLDL转化为LDL必须有HDL参与,HDL水平下降,VLDL转化为LDL受限,造成血浆三酰甘油升高,此外,血浆HDL减少也会刺激肝脏生成VLDL,从而加重三酰甘油血症。脓毒症病人脂蛋白酯酶活性也明显降低,脂肪消除能力下降,表现为高三酰甘油血症。
(三)肝脂肪聚积
Dolecek及Birke等观察到烧伤病人血浆内未酯化脂肪酸水平上升。烧伤后未酯化脂肪酸的含量增加,数日后开始下降。烧伤面积愈大,这种变化也愈大。未酯化脂肪酸的增加表明脂肪代谢转换高于正常,约相当于每日8400~12600kJ(2000~3000kcal)。在兔的实验中,Harvengt也发现烧伤后血浆未酯化脂肪酸迅速上升,烧伤后第3日可达正常值的4倍,其中相当大一部分进入肝,认为这是烧伤时储备的脂肪动员到肝内的改变。病理检查可见到肝细胞内有明显的脂类聚积。这与死于烧伤的病人,尸检时经常能见到脂肪肝是相符的。Carlsor认为,肝内出现大量脂肪,可能是由于动员的脂肪酸在数量上超过了代谢的需要,他提出给病人静脉输注脂肪乳剂以补充膳食脂肪的摄入,或使病人处于温暖干燥的环境内以降低氧耗。这些治疗手段,可以减少未酯化脂肪酸增加的程度。
五、烧伤后微量元素代谢
微量元素是指在机体内其含量不及体重万分之一的元素,微量元素在机体含量很低,全部微量元素共占机体0.05%左右。微量元素在人体内含量虽少,但分布广泛,且有重要生理功能。到目前为止,已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种,即铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。每种微量元素都有其特殊的生理功能。尽管它们在人体内含量极小,但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。一旦缺少了这些必需的微量元素,人体就会出现疾病,甚至危及生命。国外曾有报道:机体内含铁、铜、锌总量减少,均可减弱免疫力,降低抗病能力,助长细菌感染,而且感染后的病死率亦较高。目前对于微量元素在烧伤后代谢变化的研究还处于起步阶段,只对几种,如锌、铜、硒等与创面愈合、抗氧化作用、免疫反应有关的微量元素进行了研究。
锌在成人体内含量为1.4~2.3g,其中约20%在皮肤,表皮含量约70.5μg/g干重,而真皮为12.6μg/g干重,器官中的锌为12~102μg/g干重。血液中的锌存在于血浆、红细胞、白细胞和血小板中、血浆中30%~40%的锌紧密地与α巨球蛋白结合,而60%~70%则与白蛋白结合。正常人血液内总锌的75%~88%是在红细胞内,12%~22%在血浆中。锌作为次于铁的需要量较大的微量元素,对人体多种生理功能起着重要作用,是200多种含锌酶的组成成分,也是酶的激活剂,并能加速生长发育,增强创伤组织再生能力,增强抵抗力,促进性功能。锌在创面愈合过程中起重要作用。在创伤愈合处对锌的需要量相对较高,在组织修复和上皮形成时,锌是细胞快速增生和分化所必需的,同样,锌也是胶原基质取得正常抗张力强度所必需的,早期伤口的DNA和胶原含量在缺锌时减少,随着缺锌的纠正而增多。锌对胶原合成的影响是锌对蛋白质合成的一般性影响的一部分,缺锌动物伤口愈合速率受阻,补锌后伤口愈合加快。
铜在成人体内平均含量为110mg,肾脏铜的浓度最高约12μg/g,其次是肝和脑,再次就是心脏和整个骨骼,由于肌肉和骨骼的重量和容积较大,其铜含量大约分别占总量的25%和42%,肝和脑其次(各约9%),而血液占5%(其中60%在血浆中)。铜在人体内含量很少,是组成体内多种金属酶的重要成分,主要功能是促进铁构成血红蛋白,也是许多氧化酶的辅助因素。至少有3种含铜酶具有抗氧化保护作用,它们就是在细胞内外广泛分布的超氧化物歧化酶(SOD)、细胞外的血浆铜蓝蛋白和主要在细胞内的铜硫蛋白。细胞内胞质的SOD常在每个活性位点含有一个锌原子和一个铜原子,所有的SOD都能催化超氧阴离子转变为过氧化物,过氧化物又能通过过氧化氢酶或依赖于硒的谷胱甘肽过氧化物酶转变为H2O。血浆铜蓝蛋白主要处理细胞外氧自由基,与多数细胞质膜上的细胞表面受体相结合,并可能保护那些特别容易受到羟基氧化和破坏的不饱和脂肪酸。铜缺乏时,活性最有可能降低的酶是SOD,此酶活性降低通常会增加细胞膜的脆性,因为细胞周边的不饱和脂质特别容易受氧化作用的损伤,从而缩短红细胞的寿命。
铁在人体内的含量估计为4~5g/70kg或60~70μg/g体重。体内铁大部分以复合物的形式与蛋白质结合。正常成年男女尿中铁的平均排泄量为0.2~0.3mg/d。尿中铁的含量直接受膳食铁水平的影响,但不超过上述排出量,而烧伤病人尿铁排出增加。在具有生物学功能的主要铁化合物中,最主要的为含血红素铁的化合物。血红蛋白用于运输氧,肌红蛋白用于肌肉储氧以及细胞色素用于氧化产生ATP形式的细胞能量,其他含铁酶类如含铁的非血红素酶也参与能量代谢,这些酶是电子转运链首次反应所必需的,在线粒体中这些酶所含的铁比细胞色素多,过氧化氢酶和过氧化物酶都是含血红素的酶以过氧化氢为底物,将其转化为水和氧。对大鼠和人红细胞的研究表明,缺铁将加重脂质过氧化损伤。
硒在血浆中的浓度受饮食中硒水平的影响,一般为0.1~0.4μg/ml;尿硒的量也与从饮食中摄入的硒量有关。硒具有抗氧化,保护红细胞的功能。硒谷胱甘肽过氧化物酶为一种硒蛋白,每摩尔酶中含硒4g,硒和维生素E都能保护生物膜免受氧化降解。Noguchi等提出了一个假说,认为维生素E在膜内作为一个特殊的脂活性抗氧化物而起作用,而硒的功能则是作为细胞液内硒谷胱甘肽过氧化物酶的成分还原过氧化物。换言之,人们认为两者中以硒谷胱甘肽过氧化物酶更重要,它在过氧化物达到细胞膜以前就将其破坏,而维生素E的作用是在膜内部阻断膜脂的自身氧化反应链。
解放军总医院第一附属医院郭振荣等对106例大(63.2%TBSA)小(23.5%TBSA)烧伤面积病人血清、尿、水疱液中锌、铜、铁进行了系统的动态观察。大面积烧伤组烧伤后血浆中锌明显下降,以第2天最明显,仅为0.4μg/ml,3d后回升,7d升至正常水平下限;小面积烧伤组血浆锌水平波动于正常范围之内。大面积烧伤组尿锌伤后明显上升,第14天达高蜂,高至正常值的3~7倍,至伤后42d恢复正常;小面积烧伤组尿锌也呈上升趋势,但其升幅小于大面积烧伤组,伤后28d基本恢复正常。水疱液中含锌量均高于同一时间点血浆中含锌量,以伤后第2天最高。血浆铜的变化与锌相似,大面积烧伤组伤后明显下降,伤后第2天最明显,低于0.5μg/ml(正常0.7~1.4μg/ml),伤后1周恢复至正常值下限;小面积烧伤组血清铜的变化与大面积烧伤组趋势一致,但不如大面积烧伤组明显。大面积烧伤组尿铜也呈上升趋势,14d达高峰,高出正常(0.005~0.05mg/d)3.6~36倍,42d后恢复至正常值上限;小面积烧伤组尿铜上升幅度小于大面积烧伤组,伤后2周恢复至正常水平。水疱液中铜的变化低于烧伤患者同一时间点血清铜含量。大面积烧伤组血清铁伤后第1天即急剧上升,而后大幅度下降,7d后低于小面积组;而小面积烧伤组除第1天略上升外,其后保持在正常水平。大面积烧伤组伤后前2d尿铁明显增加,之后下降,低于小面积烧伤组。烧伤后血浆硒水平呈逐渐下降趋势,持续至伤后10d;尿硒伤后明显增加,第2周达高峰,以后渐下降。
国外多项研究发现,烧伤后血浆铜、锌、白蛋白、血浆铜蓝蛋白水平也明显降低,并认为尿与皮肤是丢失的主要途径。研究还发现,中、重度烧伤患者尿中锌的排出量明显增多,而血浆锌水平明显降低,通过胃肠外营养或口服补锌可导致高锌尿,而血浆中低锌的情况并不能得到改善,而通过肠外营养补铜虽然血浆铜、铜蓝蛋白降低的情况没得到改善,但也并未发现尿中铜的排出增加。因此,目前基本一致的看法是血浆中锌与铜在烧伤后降低,而锌与铜从尿中丢失情况不同,其机制尚待进一步阐明。
国外有研究发现,伤后第1周通过创面渗液丢失的锌明显高于机体排泄掉的锌,与笔者的研究结果基本一致。后来对烧伤患儿的研究中也得到一致的结果,在平均烧伤面积54%的患儿创面渗液锌与铜的浓度均明显高于血浆浓度。目前认为烧伤后血浆锌水平下降一方面可能是由于排泄增多,另一方面可能是体内锌的再分布。有研究给20%烧伤大鼠补锌,发现脾、肾、创面,特别是肝对锌的吸收明显增加,而脑、肌肉,特别是骨含锌明显减少,这提示锌在烧伤时由血浆、骨流向肝。还有人报道烧伤时锌流向肝,但肌肉与脑中锌与铜并没有明显变化,该项研究还发现相关的抗氧化酶,如超氧化物歧化酶,在烧伤后血浆中的活性明显下降。还有研究发现补锌加速锌的排泄,表明机体不能很好地利用补充的锌。烧伤时锌的再分布而不是锌的丢失可能是血浆锌低水平的主要原因。
目前认为,血浆中铜浓度的降低与血浆中铜蓝蛋白水平降低相关。尽管血浆铜蓝蛋白是一种急性期反应物,其血浆浓度受烧伤时产生的细胞因子IL-1所影响,但目前仍有证据表明血浆铜蓝蛋白可以通过创面丢失。有研究表明,烧伤创面面积与循环中血浆铜蓝蛋白水平明显相关。因此,血浆铜蓝蛋白如白蛋白一样携带着铜从血管中渗出可能是血浆铜减少的重要原因。
烧伤后锌与铜的丢失具有重要意义,这是因为它们都作为抗氧化剂,特别是超氧化物歧化酶的重要组成成分。锌对于创面愈合,胶原交联(影响骨的钙化)以及免疫功能都有影响。
另有研究表明,烧伤后血浆与红细胞中硒的浓度下降。关于硒减少的原因,有人推测可能是硒与创面用的银有拮抗作用有关。烧伤后不同器官硒的再分布是血浆中硒水平减少的又一种解释。
铝在烧伤后水平增加。烧伤面积大于40%的严重烧伤患者血浆铝的水平明显增加,甚至烧伤后8d内就能发现烧伤患者骨内有铝的沉积。尽管铝对骨有害,是骨形成的抑制剂,但铝可能并不是烧伤后骨量减少,骨折危险增加的主要原因。尽管如此,减少烧伤引起的铝负荷增加对于烧伤后骨骼的恢复可能会有促进作用。
六、烧伤后维生素代谢
维生素是维持正常组织功能所必需的一种低分子有机化合物,均由外源性供给。已知许多维生素参与机体代谢所需酶和辅助因子的组成,对物质的代谢调节有极其重要的作用。
烧伤后维生素的代谢目前研究较少。有人检测了烧伤患者维生素B1、维生素B2、维生素B6的变化,发现它们在烧伤后均处于正常水平。一项对维生素K血浆水平的研究发现,48名严重烧伤患儿中91%循环维生素K水平低于正常,而维生素K水平低与抗生素治疗、切痂面积、血液制品的使用有关。但是研究发现,血浆维生素K的浓度与凝血酶原时间并无关系,因此,血浆维生素K低水平是否具有临床意义还不清楚。应当指出的是,成骨细胞所产生的蛋白——骨钙素是维生素K依赖的γ羧化蛋白,被用于作为新骨形成的标志。烧伤患儿烧伤后4周骨钙素水平明显降低,因此,循环中维生素K水平下降可能是骨钙素低水平的原因。
有人研究了烧伤后2~3周其他维生素的变化,包括维生素A、维生素E、维生素C、维生素D。其中,有报道发现烧伤后血浆维生素A、维生素E、维生素C均降低,而肠内营养可使各种维生素的水平明显提高。另有研究报道称,烧伤后维生素D与维生素D结合蛋白都处于低水平,血浆骨三醇(1,25(OH)2-维生素D)水平轻度下降,但骨三醇作为维生素D的活性形式是与血浆中白蛋白相结合的。因此,由于烧伤后低蛋白血症就很难评价循环维生素D低水平在短期内的意义了。有研究资料称,烧伤患者出院后由于减少了太阳照射,的确存在维生素D缺乏,但瘢痕与其临近区域即便暴露于紫外线也不能合成正常量的维生素D。因此,维生素D的补充可能是必要的,但对于补充的剂量还有待进一步探讨。
对于烧伤休克期补充维生素C是否可以减少休克期所需的补液量目前还有争议。有研究表明,烧伤面积超过30%的患者烧伤后最初24h即补充维生素C可减少补液量,并能维持心率与血压。还有研究表明,烧伤后给予豚鼠大量维生素C可增加体重,减少代谢率。然而,目前尚未得到临床的证实。
目前关于维生素E在免疫反应中的作用研究也存在矛盾的结论。有研究表明,30%烧伤豚鼠补充维生素E剂量从0~100mg/(kg·d)不等,淋巴细胞对植物血凝素的反应并没有不同,只是补充维生素E可减少贫血的发生。还有研究发现,大于20%烧伤面积的Ⅱ度或Ⅲ度烧伤,补充维生素E 3d可增加循环中T细胞数量。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。