肿瘤病人静息能量代谢特点及意义

【关键词】  静息能量消耗；肿瘤；综述

　　肿瘤是不受机体生理调节的新生物，由于肿瘤生长以及由此产生的机体代谢变化,使得肿瘤病人的能量代谢具有特殊性。利用静息能量测定仪测量肿瘤病人治疗前后的静息能量，对于探讨肿瘤病人代谢特点，指导临床营养具有重要意义。现对肿瘤病人静息能量代谢的研究情况做一综述。

　　1  能量代谢基本概念

    新陈代谢是机体生命活动的基本特征，包括物质代谢和与之相伴的能量代谢。能量代谢是指生物体内营养物质(主要指糖类、脂肪和蛋白质)在代谢过程中所伴随的能量产生、转移和利用过程。每天总能量消耗量(TDEE)主要包括基础能量消耗量(BEE)、体力活动能量消耗量、食物特殊动力作用3部分及儿童青少年所特有的生长发育所需能量。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12～24 h）,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。静息能量消耗量(REE)是指机体禁食2 h以上，在合适温度下，平卧休息30 min后的能量消耗,约占总能量的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。由于REE测量的是人体安静而不是完全基础状态的能量代谢,只要条件满足,可在全天24 h内测量，较为方便、实用,且能够较好地反映机体的TDEE,故为临床上研究人体代谢消耗的常用指标。

　　2  能量消耗的预测

　　2.1  健康人能量消耗的预测公式

　　2.1.1  HARRISBENEDICT公式 

　　1919年，HARRIS和BENEDICT使用间接测热法测量了239例健康人的基础能量消耗，同时收集测试者的一般指标如性别、年龄、身高等参数，并用多元回归方法得出了根据性别、年龄、体质量和身高推算基础能量消耗的公式，称为HARRISBENEDICT公式，简称HB公式，用于测量BEE。具体公式为：BEE(男性)=(66.473 0+13.751 6 W+5.003 3 H-6.755 0 A)×4.184 0；BEE(女性)=(655.095 5+9.563 4 W+1.849 6 H-4.675 6 A)×4.184 0。式中W=体质量(kg),H=身高(cm),A=年龄（岁）。

　　2.1.2  OWEN公式 

　　OWEN认为能量消耗与人体组成直接相关，因此完全可将预测公式简化。他提出仅根据千克体质量预测能量消耗公式,是目前认为预测现代人能量消耗较为精确的公式。公式为：OBEE(男性)=(879+10.2 W)×4.184 0；OBEE(女性)=(795+7.2W) ×4.184 0；式中W=体质量(kg),H=身高(cm),A=年龄（岁）。

　　2.2  疾病状态下能量消耗的预测

    一般来讲,人在疾病状态的能量消耗较正常状态时要高,但具体超过多少则有争议,通常是将应用该病人的应激因子乘上HB公式算出的能量消耗作为该病人疾病状态下的能量消耗。应激因子的值根据疾病严重度分类系统得出,其范围为1.25～2.00。不同疾病情况下BEE的增加率如下:发热(37 ℃以上)体温每增加1 ℃能量消耗增加12%，严重感染为10%～30%，近期大手术为10%～30%，骨折或创伤为30%，烧伤为50%～150%，呼吸窘迫综合征为20%。对于烧伤病人，为了提高预测能量代谢的准确度，有学者提出了估算烧伤病人BEE的SUTHELAND公式和CURRERI公式。

　　2.3  能量消耗预测的局限性

    HB公式被誉为预算BEE金标准，可正确预测80%～90%的正常健康人的能量消耗。但是该公式是HARRIS和BENEDICT根据其对正常非肥胖志愿者的研究提出的,是70多年前的研究成果。近10年来的研究表明,这一公式通常会过高(高于正常10%～14%)估计现代正常人的能量消耗。其差别与仪器的现代化、环境气候的改变、活动水平和饮食的改变有关。对于肥胖但其他方面正常的人群,HB公式只能正确估计40%～64%测试者的能量消耗。在疾病状态下，尤其是危重病人,其病理生理变化完全不同于健康人,能量代谢与正常人也完全不同，应用估算健康人及病理状态下机体能量代谢的公式预测其能量代谢误差较大。因此，临床上需要一种准确无误、能适用于各种健康人和病人且操作方便简单的测量能量代谢的方法。

　　3  能量消耗的测量方法

　　3.1  直接测热法

    测热法是通过测量机体在一定时间发散出来的总热量来测量能量消耗的方法。直接测热装置有很多类型,但基本原理都是一样的，即测量机体在一定时间内所处介质的温度变化,根据介质的比热,计算出机体所产生的热量。一般是将受试者放置于一个与外界完全隔热的房间,通过室内管道中流动的水将受试者身体发散的热量吸收,根据流过管道的水量和温度差及水的比热即可测出水所吸收的热量,即受试者在一定时间内消耗的能量。体外用于测量营养物质完全氧化时产生热量的弹式测热计的原理也是这样。早期有关人类及动物能量代谢的研究成果,部分是应用这些不同类型的直接测热装置所获得的，目前仍是基础科学进行能量代谢实验研究的必需工具。但由于这类装置结构复杂,体积庞大,应用于临床病人尤其是外科病人的研究十分困难。

　　3.2  间接测热法

    为了临床应用的方便,人们发明了各种间接测热法,即目前开始在临床应用的代谢监测系统。因测量原理的不同,又分为循环间接测热法热稀释法(FICK法)和呼吸间接测热法,其中以呼吸间接测热法最为常用。

　　3.2.1  FICK法 

　　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,使其在临床上的应用受到限制。

　　3.2.2  呼吸间接测热法 

　　其基本理论根据是能量守恒定律和化学反应的等比定律。早在16世纪末,LAVOISIER及其同事发现了机体产热与气体交换(消耗氧气,产生二氧化碳)的关系,开创了间接测热法的先河。他们发现,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。在测得机体一定时间内氧气的消耗量和二氧化碳的产生量及尿总氮后,可根据WEIR公式EE=3.941(VO2)+1.106(VCO2)-2.17(UN)即可计算出机体在这一时间内的能量消耗。其中EE为能量损耗(Kal/min)，VO2为氧气消耗量(L/min),VCO2为二氧化碳产生量(L/min),UN为尿总氮(g/min)。临床上若未测尿氮,可据公式EE=3.9(VO2)+1.1(VCO2)推算24 h静息能量损耗：REE=[3.9(VO2)+1.1(VCO2)]×1 440,偏差率小于2%。由于呼吸间接测热法测量氧气和二氧化碳具有准确度差、设备笨重等原因一直未能在临床上广泛应用，直到微型计算机的出现,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才在临床迅速推广。对于这一测热系统的称呼有多种,较常见的有计算机控制的间接测热仪、代谢监测系统,也可简称为代谢车。

　　4  肿瘤病人的能量代谢特点

　　4.1  治疗前肿瘤病人能量代谢特点

    由于肿瘤生长不受机体生理调节，其能量代谢具有特殊性，关于这方面的研究各家报道不一，不同种类甚至是同一种类的肿瘤其能量代谢特点也大相径庭。MERLI等[1]测定肝硬化肝癌病人的REE,实测值与按HB公式计算所得预测值比较,平均增加1 045 kJ/d，与具有相似营养状况的非肝癌性肝硬化病人进行比较, 肝癌病人的REE值明显升高,其中近期体质量明显下降者REE升高更为明显。FALCONER等[2]则测定了21例已无法切除的胰腺癌病人的REE,同时测定TNF、IL6、C反应蛋白(CRP)水平,结果显示,胰腺癌病人的REE与正常对照组相比较显著升高,其中CRP>10 mg/L的病人REE上升更明显。STAALVAN DEN BROKEL等[3]分析100例新诊断肺癌病人的REE,结果显示有74%的病人REE升高。但也有研究显示相反的结论。RICHARDS等[4]研究认为，与正常对照组比较,32例新诊断晚期肺癌病人的REE无明显增高。FREDRIX等[5]对104例新诊断的胃结肠癌病人进行了REE测定,并与健康对照组、非恶性胃肠疾病组分别进行比较,结果显示，癌症组的REE与其他两组比较差异均无显著意义；有无肝转移并不影响REE值，胃癌与结肠癌病人之间REE差异亦无显著性；体质量下降的癌症病人代谢变化与单纯饥饿者不同,无REE的下降。近年研究显示，男性胃癌病人术前静息能量消耗下降，下降程度与病人瘦体密切相关[6]，而胃癌病人人体组分又存在明显的瘦体、脂肪丢失[7]，提示胃癌病人静息能量消耗的下降的根本原因可能在于病人人体组分的变化。

　　4.2  治疗后肿瘤病人能量代谢特点

    影响人体代谢状况的治疗前因素如果仅是肿瘤本身的话,那么治疗后的影响因素则相对更为复杂一些，手术根治程度、化疗与放疗的实施、术后其他的辅助治疗等均对机体的能量代谢产生影响。

　　4.2.1  围手术期的肿瘤病人 

　　对于刚经过手术治疗的肿瘤病人，影响能量代谢的主要因素已不是肿瘤，而是手术及麻醉带来的创伤反应，机体处于严重的应激状态，发生一系列的神经内分泌反应，交感肾上腺髓质轴和下丘脑垂体肾上腺皮质轴激活，儿茶酚胺、胰高血糖素及肾上腺皮质激素分泌增加，机体处于高分解代谢状态。任建安等[8]的研究表明，应激病人的能量消耗明显高于HB公式预测值，但又低于国外危重病人能量消耗传统估算方法所得到的结果。术后随着应激程度的变化，能量代谢也不断变化。SATO等[9]对5例经食管裂孔、14例经胸行食管癌切除术的病人进行术前和术后1、3、5、7 d的REE测定,结果显示经胸手术病人的REE值显著增高，而经腹手术者则较前者明显降低，究其原因,可能与手术创伤程度有关。

　　4.2.2  围手术期后的肿瘤病人

　　FREDRIX等[10]测定了65例胃肠道癌症病人手术前后的REE,结果显示术后REE值较术前明显增高，接受TPN治疗的病人,其REE值可上升10%。JEBB等[11]对小细胞肺癌病人手术前后进行REE、人体组分测定,结果显示那些治疗有效的病人治疗后REE下降,但体质量无变化；治疗无效者REE不发生变化,体质量却下降。这一结论能否说明REE变化是提示预后的指标之一,尚有待进一步的试验证明。LUKETICH等[12]测定68例实体瘤病人的手术前后REE,结果显示获得根治术治疗的病人,其手术前后的REE值无显著变化；姑息手术病人的REE值显著升高。HANSELL等[13]研究显示，24例结肠癌病人术前、术后REE没有显著变化。

　　5  测定静息能量代谢的临床意义

　　5.1  探讨肿瘤病人恶病质原因

    恶病质是肿瘤病人常见的临床症状,多发生于肿瘤病程的晚期,是恶性肿瘤病人主要的死亡原因之一。目前,引起恶病质的原因尚未十分清楚。厌食、恶心、呕吐、肿瘤引起的消化道梗阻、慢性失血以及蛋白尿等,均可导致机体热量蛋白质摄入不足和消耗增加;肿瘤与宿主竞争营养物质,导致机体碳水化合物、蛋白质和脂肪代谢紊乱,也是引起机体恶病质的原因。导致恶病质的另一常见原因是肿瘤病人机体代谢率的改变。早期一些研究显示,恶性肿瘤病人机体的REE明显高于正常人群,从而引起机体各组织群的消耗[14]。但是,近年来有些研究显示，肿瘤病人机体的能量消耗存在不同的变化,其与恶病质之间缺乏必然的联系[15]，不同部位、不同种类肿瘤病人之间机体静息能量消耗无差异。

　　5.2  指导临床营养

    营养支持的质和量是影响病人恢复的重要因素，热量不足可导致机体衰竭，而过度供给又会加重代谢负荷，导致机体碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢异常。医务工作者虽然已经意识到这一点，但如何给危重病人和营养不良病人提供合理的营养支持，什么样的量和什么样的配方最合适却不是简单的问题。间接测热仪测热指导营养支持的作用主要体现在决定营养物质的用量和内容方面，即解决给什么、给多少的问题。间接测热仪测得值是决定个体能量需求的“金标准” [16]，实际测量每个病人的能量消耗，并以此为基础，根据营养支持的不同目的，决定总能量的供给，可指导营养支持使之达到能量平衡，从而使营养支持更为合理，效果更好，并发症更少。

【参考文献】
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作者单位：青岛大学医学院附属医院，山东 青岛 266003 1 眼科；2 普外科