营养及代谢监测

三、营养及代谢监测

(一)营养监测

营养不良导致机体组织细胞的活化受损、免疫活性细胞功能及数量下降、细胞代谢所需的酶和一些特殊物质(如精氨酸、谷氨酸、磷酸盐)等严重不足，最终使组织细胞的功能降低、机体修复能力和免疫功能降低，器官功能衰竭甚至死亡。特别是对于危重病人，由于摄入量的不足、胃肠功能的衰竭、应激状态下分解代谢的增加等都可以导致机体处于营养不良状态。所以，加强营养监测，及时进行营养评定和监控，并给予适时、个体化营养支持均具有极其重要意义。营养监测的方法有多种，但任何一种都有一定的局限性，临床使用时应进行综合评估。

1．人体体重测量

(1)理想体重百分比(percent ideal bodyweight，PIBW)　PIBW表示病人实际体重偏离总体标准的程度。计算公式如下:%IBW=实测体重/理想体重×100%。%IBW大于90，表示无营养不良;80～90，轻度营养不良;60～79，中度营养不良;小于60，重度营养不良。此项指标受水潴留或机体脱水影响较大，在评估机体蛋白质状态时不够理想。

(2)体重指数(body mass index，BMI)　是用体重公斤数除以身高米数平方得出的数值。营养状况可以通过BMI来进行分级，BMI＜16通常与严重营养不良有关。

2．主观估测(subjective global assessment，SGA)　SGA是一种临床上用于评价营养状态的可反复使用的有效方法。SGA估测基于体重改变、进食状况、胃肠道症状、活动能力变化、有无应激反应以及体检时的改变，对病人的营养状况做总的、全面的评估，从而可预计并发症的可能性与预后。SGA的特点是无创性和简便易行，不需要任何生化检查数据，便于临床医护人员掌握。对中度以上蛋白质营养不良的检出率较高，常在生化试验前用作判断病人有无营养不良，还能用于帮助确定患者需要接受何种营养治疗。由于提供的信息并不完整，同时易受主观影响，其特异性强于敏感性，评估时还需参考其他指标。

3．机体细胞总体(body cell mass，BCM)　通过同位素稀释法测定机体总的可交换钾(Ke)。BCM=Ke×8．33。研究证明Ke与细胞内液相关，反映细胞总量变化，而机体总的可交换钠(Nae)与细胞外液相关，Nae与Ke的比值反映BCM在机体组成中所占比重。正常情况下Nae/Ke男性为0．85，女性为1．0。如＞1．22为营养不良。

4．机体脂肪储存的测定　通常测定上臂三头肌处皮折厚度(Triceps skin－fold thickness，TSF)。TSF作为机体储存脂肪的一个间接指标，可以反映机体的营养状态。测定时患者取坐位，上肢自然放松下垂，或平卧位，双上肢交叉于胸前。测量部位为肩胛骨喙突与尺骨鹰突连线中点处。检查者用拇指和示指捏起皮肤和皮下组织，并使皮肤皱折方向与上肢长轴平行，用卡尺进行测量。使用皮折仪测量时，需用皮折仪夹捏该处皮肤，测定其厚度。所施加的夹力为每10g/mm²。正常值是男性11．3～13．7mm，女性14．9～18．1mm。

5．机体蛋白质状态　维持机体蛋白质的完整性至关重要。蛋白质是所有细胞的必需成分，几乎参与所有的机体功能。机体蛋白大致分为躯体(主要是肌肉蛋白质)和内脏蛋白质两大部分。

(1)躯体蛋白质

1)上臂中部周径(MAC)、上臂中部肌肉周径(AMC)MAC是上臂肌肉、肱骨、皮下脂肪的周径总和。测定姿势及部位同TSF，用卷尺围绕一周，测周长。可按下列公式求出，AMC=MAC－(TSF×0．314)。正常值:男性25．3cm，女性23．2cm。AMC是肌肉组织人体测量的主要形式，用AMC判断总体肌肉组织较其他肌组织测量方法更为有效。

2)肌酐身高指数(creatinine hight index，CHI)　肌酐是磷酸肌酸的最终分解代谢产物，后者由肝脏合成，作为高能磷酸化合物储存于肌肉中。在肾功能正常的情况下，机体24h尿肌酐排泄量是恒定的，与机体总钾含量明显相关，而机体总钾量又与机体无脂细胞群密切相关。故尿肌酐排泄量与机体无脂细胞群有关，与消耗的肌肉量成比例。CHI计算公式如下:CHI=24h实际排除的尿肌酐量/标准的24h尿排出量，CHI正常均值是1．09，营养不良时CHI降低，高代谢时升高。标准24h尿肌酐排出量，男性23mg/kg(标准体重)或10．3mg/cm(身高);女性17mg/kg(标准体重)或5．8mg/cm(身高)。CHI是测定体内蛋白质储存比较灵敏的参数，但测定准确的前提是肾小球滤过率必须正常和24h尿液收集必须准确。

(2)内脏蛋白质

1)血清白蛋白　血清中白蛋白浓度降低，即低白蛋白血症，是营养不良最明显的生化特征。因此持续低蛋白血症是判断营养不良较为可靠的指标。机体总白蛋白约250～300g，正常成人每天肝内合成白蛋白约16g，半衰期为16～20d。短期内蛋白质摄入不足时，机体通过肌肉分解释放氨基酸，提供合成白蛋白的基质。同时伴有循环外白蛋白向循环内转移，使血浆内白蛋白维持在一定的水平。故短期内变化不明显，作为营养监测动态观察指标不够敏感，不能通过白蛋白检测发现边缘性营养不良。正常值35～45g/L，低于30g/L即为营养不良。

2)转铁蛋白　在肝脏内合成，其半衰期为8～10．4d，为血浆中的β球蛋白，主要功能为运送铁。作为营养不良的指标，比白蛋白灵敏。但当体内缺乏铁时，运铁蛋白可代偿性增加。正常值为2．0～4．0g/L。

3)视黄醇蛋白　白蛋白和转铁蛋白的半衰期较长，不能迅速反映营养治疗的效果。此种蛋白的生物活性半衰期仅12h，在蛋白质和能量摄入的短期内即有明显变化，故可作为临床营养不良的早期诊断和营养治疗的监测指标。正常含量仅为26～76mg/L。

6．机体免疫状态测定　营养不良时常伴有免疫功能低下。表现为淋巴细胞计数减少，功能抑制及白细胞酶系统损害。临床上可以通过对免疫系统的测定来反映免疫状态。

(1)全淋巴细胞计数(TLC)　正常外周淋巴细胞总数为2×10⁹/L，营养不良时减少。总淋巴计数=［淋巴细胞(%)×WBC计数］/100。TLC800～1200是中度营养不良，TLC＜800时可能存在重度营养不良。

(2)皮肤迟发超敏试验　能较好的反映出细胞免疫功能。将抗原接种于手臂前侧，皮内注射抗原0．1mL，24～48h后若红肿区＞5mm为阳性，表示患者有免疫反应。中度以上营养不良时，皮肤试验大多呈阴性。常用的抗原有二硝基氯苯(DNCB)，链激酶－链道酶(SK－SD)和植物血凝素等。

(3)T淋巴细胞功能检测试验　总长环形成试验(Et－RFC)，反映外周血总T细胞数;活性花环形成试验(Ea－RFC)，反映外周血活性T细胞数;CD3或OKT3，单抗测外周血总T细胞数;CD4或OKT4，单抗测辅助T细胞或T4细胞数;CD8或OKT8，单抗测抑制性T细胞或T8细胞数;淋巴细胞转换试验，测定T细胞功能;混合淋巴细胞转化试验，转化率高表示组织相容性抗原不相符程度高。

(4)B淋巴细胞功能检测试验　小鼠红细胞花环试验，降低表示体液免疫功能降低;表面膜免疫球蛋白检测，体液免疫缺陷时可有B细胞及各亚群改变。

7．身体成分分析　对人体成分的测定有助于评估机体的营养状态，但对机体的急性改变敏感性较低。目前测量人体成分的主要方法有总体水法(total body water，TBW)、总体钾法(total body potassium，TBK)、生物电阻抗分析(bioelectrical impedance analysis，BIA)、双能X射线吸收法(dual－energyX－ray absorptionmetry，DEXA)、中子活化分析(NAA)技术等。其中BIA具有便携、廉价、易操作和非侵入性的特点，是测量人体成分的较为理想的方法。其原理是非脂肪和脂肪的导电性不同，应用四面紧密接触的电极测量技术，测量人体的电阻，进而计算出人体成分。但当患者存在胸腔积液、全身水肿时将影响测定值。通过BIA可以测量机体非脂肪体重和体液状况的变化。DEXA具有无创性、放射性少以及测量精确的特点，能分析机体内脂肪、蛋白质和骨矿物质含量等，但测定结果受体液潴留影响。NAA技术是通过向患者发射一束快中子，使靶原子俘获中子后形成不稳定的同位素49Ca和15N，放射出可检测的特征性γ射线。依据15N测量的蛋白质含量和49Ca测量的矿物质含量，可计算(体脂)BF含量。但NAA技术设备昂贵、具有辐射性，需熟练的操作人员使用，因此妨碍了此技术的常规使用。

8．氮平衡测定　氮平衡是评价蛋白质在体内合成与分解代谢的重要指标。因疾病、创伤或手术的影响造成大量含氮成分流失而又未得到足够的补充，这是负氮平衡的重要原因。临床通过氮平衡测定还可间接地了解在营养支持治疗中个体对外来含氮物质的吸收利用率，评估营养支持是否能促进合成代谢和防止净分解代谢。氮平衡是通过摄入氮与排泄氮之差而计算得出。24h氮排出量=24h尿尿素氮+4g。其中24h尿尿素氮约等于24h尿氮排泄量，4g表示每日通过皮肤、毛发及胃肠道丢失的氮。因每克蛋白质分解含氮量为6．25g。所以计算氮平衡的公式如下:

氮平衡=蛋白质摄入量(克)/6．25－尿尿素氮(克/日)－4g

氮平衡值为零时，肌肉蛋白和内脏蛋白的消耗和合成处于动态平衡。正值提示机体处于生长状态或合成状态，负值为机体处于分解状态。－5～10g/d:属于轻度分解代谢。－10～15g/d:属于中度分解代谢。＞－15g/d:属于重度分解代谢。

(二)代谢监测

生物体内物质代谢过程中所伴随着的能量释放、转移和利用过程称为能量代谢。通过对机体在各种状态下的能量消耗测定称为代谢监测，包括基础能量消耗(BEE)和静息能量消耗(REE)。代谢监测在指导营养支持、指导临床治疗、评估疾病的严重程度和转归等方面具有重要意义。

BEE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的影响状态下的能量消耗，测量通常是在清晨进餐以前(即前次餐后12～24h)，以排除食物的特殊动力效应;室温保持在18～25℃之间，以排除环境温度的影响。BEE可由Harris－Benedict公式计算:

基础能量消耗(男性):66．47+(13．75×W)+(5．0×H)－(6．76×A)

基础能量消耗(女性):65．51+(9．56×W)+(1．85×H)－(4．68×A)

式中W为实际体重(kg)，H为身高(cm)，A为年龄(岁)。在不同的应激状态下能量消耗差别很大，在计算出能量消耗后应予以修正。轻度应激及外科小手术，1．3×基础能量消耗;中等应激及外科大手术，1．5×基础能量消耗;癌症，1．6×基础能量消耗;严重应激，2．0×基础能量消耗。

静息能量消耗量(REE)是指机体禁食2h以上，在合适温度下，平卧休息30min后的能量消耗，占总能量的65%～70%。REE与BEE相比，多了部分食物的特殊动力作用和完全清醒状态时的能量代谢，REE一般较BEE高出10%左右。

1．危重病人炎症反应下的代谢改变　多种原因可以触发机体产生炎症反应，常见的包括外伤、手术创伤、感染及其他疾病的存在。在炎症反应过程中，机体多个系统和一些因子参与其中，包括神经系统、内分泌系统、激素、细胞因子以及分解代谢因子等。炎症反应的临床表现常是高动力型，包括发热、心动过速、呼吸频率增快和白细胞增多。炎症反应下的代谢变化表现为机体静息代谢率升高、肌肉分解代谢及氮丢失增加、糖异生增强等改变。体温对机体静态代谢率的影响非常大，体温每升高1℃，代谢率平均增加10%，手术后代谢率增加10%～15%，烧伤患者代谢率可增加125%，在以上这些状态下要维持能量平衡需要大量的热能补充。

2．代谢监测的方法　代谢监测的常用方法包括直接测热法和间接测热法。临床上间接测热法最为常用，通过它能确定个体的能量需求，并作为充足摄入量和目标能量的基准。

(1)直接测热法　是指通过收集机体在一定时间内散发出的总热量求得能量代谢率的方法。直接测热法的原理是通过测量机体在一定时间内所处介质的温度变化来算出机体产生的热量。常用的介质是水，而水的比热是已知的。但此类装置结构复杂，体积庞大，目前已较少使用。

(2)间接测热法　为了临床应用方便，出现了各种间接测热法。根据测量原理的不同分为闭合式测热法、开放式测热法和热稀释测热法(Fick法)。临床上常用开放式测热法和热稀释法。

1)开放式测热法的原理　是根据一定时间内吸入气和呼出气中氧和二氧化碳的浓度差和总气体量来计算出该时间内的耗氧量和二氧化碳的排出量。因为机体在消耗一定量的蛋白质、脂肪和碳水化合物，产生一定量的热量时会相应地消耗一定量的氧，产生一定量的二氧化碳。所以可以通过氧和二氧化碳的变化来推算机体能量代谢的状况。测定方法是收集患者呼出气于密封的袋子中，记录单位时间的呼出气量，并测定集气袋中气体的氧和CO₂浓度，按下式得出VO₂和VCO₂。

VO₂=20．9×集气袋中气体的氧浓度×单位时间呼出气容量

VCO₂=集气袋中气体的CO₂浓度×单位时间呼出气容量

据公式EE=3．9(VO₂)+1．1(VCO₂)推算24h静息能量损耗:REE=［3．9(VO₂)+1．1(VCO₂)］×1440，偏差率小于2%。由于当前微型计算机的出现，模数转换技术的应用使得临床即刻动态连续精确测量能量消耗成为可能，并且简便易行，利用间接测热法测量REE已在临床迅速推广。

2)热稀释测热法(Fick法)　通过测定心输出量/动脉血和混合静脉血的氧含量，然后将动脉血和混合静脉血的氧含量差乘以心输出量即得出氧耗量，以氧耗量计算出能量消耗。具体方法是:①采用热稀释技术精确测量心排血量。②从肺动脉末端抽取混合静脉血，从股动脉抽取动脉血，测量动脉血氧饱和度(SaO₂)和混合静脉血氧饱和度(SvO₂)。③测量血红蛋白的值，算出动脉血氧含量和混合静脉血的氧含量，将动脉血与混合静脉血氧含量的差乘以心排血量即得出氧耗量(CVO₂)。由于CO₂在血液中以多种形式存在，Fick法无法测量CO₂的产生量，而仅由VO₂生成量计算REE等指标。Fick法属侵入性检查，只能测量某一点时间上的氧耗量，不能连续测量能量消耗，无法评价营养底物的氧化率，因而使其在临床上的应用受到限制。

(何国军　浦其斌)