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重症儿童的代谢营养支持

作者:祝益民
发布日期:2012-05-10

祝益民. 重症儿童的代谢营养支持[J]. 中华急诊医学杂志, 2012,21 (5):459-461.

在危重病患者中,全身炎症反应导致新陈代谢紊乱,使肌肉蛋白质水
解(超代谢)、细胞因子和趋化因子释放,由此产生负氮平衡,与疾病严重程度成正相关。虽然营养不良增加了发病率
、病死率、住院天数和医疗费用,但是评估营养不良对危重患儿的影响是很困难的。营养状况与呼吸功能下降、伤口愈
合、免疫和胃肠紊乱具有相关性。营养不良虽然普遍存在,但住院患者中很少有被儿科医生识别的。营养治疗的未规范
化,从而使问题越来越复杂。因此,营养状况的评估对指导早期营养干预治疗是非常重要的。
1重症儿童的营养不良
不论儿童还是成人,危重病对营养状况有重要的影响。1077例患者的营养状况通过Z评分(体质量/年龄)评价,53%为
中度或重度营养不良。儿童营养不良在很大程度上仍然未被医护人员识别而收入院,营养不良的发生率非常高,需要在
重症监护病房(ICU)进行专门的营养支持治疗。在欧洲和北美,40%~50%住院患者存在营养不良的风险。巴西等国进
行的几项研究表明,虽然传统的恶性营养不良已经罕见,但营养不良会影响住院期间50%的儿童和青少年,而很少有人
了解危重患儿住院期间的营养状况。研究表明,15%~20%入住儿科重症监护病房的儿童有急性或慢性营养不良,其中84
%的患儿在入院前即已患病和/或有潜在性疾病。营养不良的诊断是基于对营养状况的客观测量,包括日常摄入量、体
质量下降、人体测量数据、细胞免疫功能测定、生化指标和身体组成分析。
2重症儿童的代谢变化
危重患儿以高代谢状态、分解代谢反应、高能量需求和底物利用率降低为特征,表现为代谢亢进和负氮平衡,脂肪被优
先氧化,碳水化合物使用很少,营养供应和代谢支持已经成为重症患者的主要部分。有研究表明不能提供充足的营养将
增加机体生理功能的不稳定性,加重对危重患者的护理负担。大量研究表明,这些患者不仅需要更高的营养支持,还使
不同底物的最大利用程度降低。在危重患者病程的急性期,充分的能量摄入是为代谢反应提供充足底物所必需的,另外
还要为生长提供能量,这对儿科患者来说也是最重要的一个因素。危重症与代谢激素和细胞因子的反应相关,包括增加
血液调节激素水平(如皮质醇、儿茶酚胺、胰高血糖素)、增加血液和组织中炎性细胞因子[如白细胞介素(IL)-1、
IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子(TNF)-α]水平、内源性蛋白同化激素(如胰岛素、胰岛素样生长因子-1)。激素使糖原
分解和糖异生增加、脂肪分解,提供内源性葡萄糖、氨基酸和不饱合脂肪酸,以满足细胞和器官功能和伤口愈合需要。
血脂异常以及肝脏产生过多的极低密度脂蛋白(VLDL)是脓毒症反应的特点,其基本机制尚不明确。血清非酯化脂肪酸
(NEFA)和血糖对于内毒素的反应是双相的,高甘油三酯血症、VLDL明显增高,载脂蛋白B的基因转录增加。重症患者
入住ICU时血糖水平和胰岛素抵抗被认为是影响病死率的因素,血清抵抗素水平可能与炎症、器官功能障碍、代谢及非
脓毒症患者的预后有关。抵抗素是一种产生于人类巨噬细胞和啮齿类动物脂肪组织的激素,它可以调节糖代谢和胰岛素
的敏感度。在非危重患者,抵抗素与糖耐量减低、胰岛素抵抗(IR)、代谢综合征、肥胖以及Ⅱ型糖尿病有关;脓毒症
与危重患者血清抵抗素水平明显升高,血清抵抗素水平与胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、炎症指标存在相关性,如C反应
蛋白(CRP)、白细胞、降钙素原(PCT)、细胞因子(IL-6,TNF-α),还与肾衰竭以及肝脏合成能力密切相关。此外
,抵抗素还可以作为预测非脓毒症危重症患者预后的生物学指标。过量的能量尤其是葡萄糖,对患者来说是有害的,会
导致脂肪形成,增加二氧化碳生成量、肝脏脂肪变和肝功能障碍。
3营养状态与感染
营养不良和感染之间的协同关系,代表获得性免疫缺陷的原因及后果,强调营养不良与患儿住院时间长短、肺炎发生率
和体质量减轻的相关性。许多医护人员仍未意识到营养不良的早期识别和及时治疗的重要性。这也可能是由于营养不良
的患儿早期表现不典型,未被发现。营养不良的发生率非常高,中度或重度营养不良患儿预后差,病死率高。不过,很
难建立一个长期的入住重症监护病房或营养不良对病死率影响的早期指标。疾病的严重程度、早期需要,以及持续依赖
机械通气、镇静不足、昏迷和特殊类型的感染,也可能影响病死率和住院时间。
在严重营养不良的儿童,急性反应为分解代谢减少或联合蛋白质合成增加。据报道,单靠白蛋白来评估营养状况,可能
低估其风险,故建议IL- 6和C-反应蛋白结合,以评估产后感染的婴儿。IL- 8和PCT已被用来诊断粒细胞减少患儿的感
染。CRP亦为被观察指标。在全身炎症反应时,其IL-6浓度均升高。营养不良的患儿仍然保留着释放炎症标志物(如CRP
和IL- 6)的能力,这可以被认为其抗感染能力的有利的一面,这种能力也可能对住院期间的营养状况产生重大影响。
血清IL- 6水平似乎是一种具有敏感性和特异性较高的早期反映新生儿感染的理想指标。
一些研究显示,营养不良患者炎症标志物是减少的,而另一些认为其炎症反应强度与营养良好的儿童相似。细胞因子之
间复杂的相互作用产生细胞因子级联效应,释放前炎症介质和抗炎症介质。在ICU中,脓毒症的发病率和病死率仍然很
高,因此及早诊断和治疗是改善预后的关键。营养不良患儿保存了增加CRP的合成的能力。这种蛋白质的主要作用是:
调理作用的能力,趋化和吞噬功能,淋巴细胞增殖和细胞毒性刺激和推动。增加急性相蛋白有重要的临床意义,因为它
们可能起到联合抗感染的作用。在全身炎症反应综合征(SIRS)和脓毒症出现时,CRP/IL-6/IL-10、前炎性因子、营养
指数和甘油三酯显著增加,但葡萄糖、VO2或VCO2没有显著增加,高IL-10和低REE与病死率独立相关,在高代谢状态时
更高。
4危重患儿的能量消耗
在婴儿和儿童中,总的能量需求被分成排泄物丢失的能量、基本能量消耗、活动消耗能量、调节温度消耗能量及用于组
织合成和新组织储存能量。控制疼痛、保温都可避免消耗过多热量。能量代谢可能只有在脓毒症最严重的阶段才会变得
紊乱,如休克或已发生多器官功能衰竭。全身各器官能量消耗重新分布,婴儿和儿童可能将能量转化到组织合成和生长
修复,因此生长对婴儿来说就是能量消耗的主要原因。间接测热法是一个简单、经济的测量静息时能量消耗的方法,是
根据一定时间内机体耗氧量、二氧化碳和尿氮排泄量来推算所耗用的代谢物质的成分和数量,再计算出总产热量的方法
。基本原理是测定机体在一定时间内的O2耗量和CO2的产生量来推算呼吸商[呼吸商=产生的CO2 (ml/min)/消耗的O2
(ml/min)],碳水化合物、蛋白质、脂肪氧化时,它们的CO2产量和耗O2量各不相同,三者的呼吸商也不一样,分别为
1.0、0.8、0.7。根据相应的氧热价(将某种营养物质氧化时,消耗1 L O2所产生的能量)间接计算出这段时间内机体
的能量消耗,确实能评估个体能量需求,提供适当的营养支持。
SIRS和脓毒症患儿的能量需要并没有增加,静息时的代谢主要依赖碳水化合物和脂肪利用,通过把生长所需的能量转换
到了疾病的恢复过程中来,允许营养在充足条件下用来修复组织、控制感染甚至促进存活。目前研究不支持SIRS或脓毒
症的婴儿提高额外的热量,过度喂养将对肝脏代谢产生有害作用,并使CO2的产生增加,从而对呼吸动力学产生有害结
果。通过间接测热法测量能量消耗对管理危重患儿很有帮助,可避免其过度喂养或喂养不足。危重患儿的能量消耗高于
预定的能量,分解代谢反应加快,与代谢损伤程度成比例。机械通气并接受静脉营养治疗的危重患者均处于高代谢状态
,其平均代谢指数为1.2(>1.1的患者主要氧化脂肪),处于负氮平衡[88 mg/(kg·d)]。过高碳水化合物的摄入
促进脂肪形成以及减低脂肪的氧化作用。负氮平衡与高蛋白质氧化有关,高蛋白质的摄入[平均2.8 g/(kg·d)]与
保持正氮平衡有关。儿科重症监护室中间接热量测量法是必需品还是奢侈品,按照美国肠外和肠内营养学会(ASPEN)
的标准,3/4的患者需要进行间接热量测量。需要将<2岁的患者、营养不良或PICU住院>5 d的患者优先进行间接热量测
量。
5营养评估
脓毒症及全身炎症过程中,肝脏的氨基酸分解功能增强,血浆中氨基酸浓度的下降,静脉注射的氨基酸总体清除率大大
提高。谷氨酰胺(Gln)对于某些危重病患者是必不可少的,肠道谷氨酰胺提供会使得血浆中维生素E含量保持较高水平
。血清前白蛋白、转铁蛋白和视黄醇结合蛋白测定,可敏感地反映危重患者应用肠外营养支持的效果。尿中的氮物质主
要是蛋白质的分解产物,可以通过尿氮来估算体内被氧化的蛋白质的数量。蛋白质的平均重量组成是:C 50%,O2 23%
,N 16%,S 1%。蛋白质中16%的N是完全随尿排出,1 g 尿氮相当于氧分解6.25 g蛋白质,测得的尿氮质量(g)×6.25
,便相当于体内氧分解的蛋白质量。非蛋白呼吸商是估算非蛋白代谢中糖和脂肪氧化的相对数量的依据。
研究发现,供给过多的热量,特别是以高渗性葡萄糖形式,在糖原贮备完成后,将导致脂肪生成,进而可损害肝功能。
用脂肪和碳水化合物共同提供非蛋白质热量,可以减少单独输注过多的葡萄糖热量产生的并发症。许多器官利用脂肪和
碳水化合物作为能量,中枢神经系统、红细胞、肾脏髓质主要利用葡萄糖。用葡萄糖供给所需要的热量,可减少转换,
并且能有效地被所有组织利用,还节省了糖异生所需的氨基酸。高渗性葡萄糖可使血糖水平升高,葡萄糖自尿中丢失,
导致渗透性利尿,并伴随有电解质丢失和组织脱水,如同时输注胰岛素可改善葡萄糖摄取和利用。每间隔1 min测定O2
消耗量和CO2生成量,每30 min计算1次平均量。通过肠内或肠外途径予以丙氨酰-谷氨酰胺二肽并不会影响抗氧化剂的
能力或者氧化性应激标志物、T-淋巴细胞亚群数量(CD-3、CD-4、CD-8),及肠道屏障功能和整个机体蛋白质的新陈代
谢。
6儿科重症监护室的营养目标
营养与ICU成为重要话题,需要ICU医师学习有关知识,大多数医生所怀疑的80%的ICU患者有胰腺受损,调理ICU中严重
损伤和感染患者的胰腺功能,控制血糖和临床预后是一个潜在的治疗目标;益生菌、n-3脂肪酸、谷氨酰胺以及一些纤
维素的使用可能是有效的。营养不良在危重患者是很常见,20%~40%有蛋白质能量营养不良,与病情加重及病死率相关
,与骨骼肌肉无力、伤口愈合延迟、住院时间相关延长及医院获得性感染的发生率增加。足够的营养摄入是细胞和器官
功能恢复及伤口愈合的关键。营养不良可能导致的并发症使营养状况进一步恶化,越是不能进食的患者病情更危重,死
亡和出现并发症的风险更高。因此,营养不良在危重患者需要最佳营养疗法。营养治疗应该在重症疾病的早期阶段开始
,包括充足的蛋白质供给。为了防止营养不足的加剧,如果肠道营养不能满足能量需要,早期阶段还应增加胃肠外营养
。最近有研究报道超过25%的PICU患者在入院时存在急性或慢性的营养不良,且这些患者营养不良状态在住院期间还加
剧了。危重症患儿代谢亢进、应激反应,与危重症的严重性、类型和过程相冲突,使用机械通气、血管活性药物及镇静
剂也会产生广泛的代谢作用而与疾病相关因素所产生的代谢相重叠。
脂肪通常以脂肪乳剂形式供给,主要由长链脂肪酸组成,提供热量37.68 kJ(9 kcal/g)。大量长链脂肪酸可损害中性
粒细胞和网状内皮系统巨噬细胞功能,减弱细菌清除能力。因而,长链脂肪酸应限制在最大量每日1.5 g/kg。中链甘油
三酯不损害巨噬细胞功能,但其不含必需脂肪酸,因此,多用长链和中链的混合物。热量和氨基酸注入氨基酸循环池,
供给肝脏蛋白合成基质,减少为产生能量的蛋白分解。营养不良时丙酮酸在骨骼肌内接受来自支链氨基酸(亮氨酸、异
亮氨酸、缬氨酸)之一的一个氨基,转化为丙氨酸。在肝脏,丙氨酸脱氨基生成丙酮酸,进而转化为葡萄糖。输注支链
氨基酸对高分解代谢患者有改善氮平衡作用。葡萄糖通常以右旋糖形式输注,产生14.2 kJ/g(3.4 kcal),可用其5%
~70%的溶液,但用得最多的是50%的溶液。营养和代谢支持包括电解质、维生素和微量元素,这些物质必须每天供给,
但输液量必须根据已存在的缺乏和异常丢失,反复测定决定。除了蛋白质和热量的需要,矿物质、微量元素和维生素必
须同时供给,患者的临床过程应该严密监测,总结每天患者的体温、体质量、葡萄糖排出量,液体电解质平衡和体检发
现,每周测2~3次血清尿素氮、钙、磷、电解质浓度,肝功能和血糖,以判断营养支持的效果,作为开始评估的一部分
,可测定血清微量元素,以纠正特异性缺乏。
(收稿日期:2012-03-31)
(本文编辑:郑辛甜)


DOI号:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2012.05.004



  • 引证文献(引用了本文的文献)
  • 1) 张哲哲. 儿童加强监护病房患儿营养状况的调查[J]. 中华急诊医学杂志,2015,24,6:597-601
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