危重患者的个体化营养支持

原创:浙大杭州市一重症 浙大杭州市一重症

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编译:李沂玮

要点:

Ø 疾病早期,尤其是发生炎症反应的第3-4天,内源性能量生成可不受外源性能量供应所调节;

Ø 在入ICU的前几天,增加营养支持可促进代谢适应,但应避免进行全肠内营养和肠外营养(如早期营养过剩、肠道不耐受);

Ø 简介热测法可重复评估由于代谢状态的变化、体重减少和活动锻炼而引起的能量消耗的变化;

Ø 目前,由于缺乏可靠的标志物,无法取得最佳蛋白质摄入量;

Ø 在临床工作中,缺乏标志早期内源性能量生成和蛋白质需求的指标。


摘要

【目的】在重症监护室里,尽管许多治疗方案具有标准化流程,但因个体间存在差异,治疗策略应尽量满足个体化。其中,营养支持的优劣直接影响治疗的结果及预后,个体化营养支持是实现重症监护室中最优治疗的关键步骤之一。

【当前研究】营养不足或营养过剩都会出现相应的并发症,医护人员应当引起重视并提前预防。内源能量供应通常在第3~4天达到最高浓度,为了避免早期营养过剩,制定营养支持方案时应将内源性能量生成考虑在内。最近,研究人员研发了一项支持可重复进行间接热测法的设备,该技术不仅方便、经济,并且可靠而又精确。但何时开始进行能量消耗的测定作为制定营养治疗方案的最佳时机仍有待确定,并且在临床中,由于缺乏有效评估指标以确定蛋白质的实际需要,故蛋白质最佳摄取目标值的界定仍是一大难点。

【总结】虽然目前为止,我们可预算能量需求值,但早期内源性能量供给和蛋白质需求仍无法进行预估。


介绍

倘若重症监护室里的所有患者都采用基于体重的方程来计算目标能量需求值,即接受了相同的营养支持,那意味着所有患者的能量需求均保持一致且恒定,如一位青少年和一位百岁老人可能接受了同样的能量供给。显然,实际情况并非如此。希波克拉底曾提出,不同生命阶段对能量、宏观营养及微量元素的需求都是不同的。早在20世纪,国际组织就加入了详细的年龄和性别要求。

ICU患者年龄在16~100岁不等,差异较大,导致个体代谢差异较大,健康个体和患者的间接测热法研究已证实了这一点。此外,入住ICU的患者诊断各不相同,其代谢率亦有所差异。比如,中风患者活动量最小,与创伤的年轻患者、大面积烧伤患者(图1)或寒战发热患者的代谢率并不相同。机械通气的类型和镇静的深度使能量消耗下降10%,但也具有个体差异。许多研究表明,由于营养不足或营养过剩加剧了能量额外的分解代谢或引起了免疫和代谢损伤,都造成了不良的临床后果。

这些观察研究结果得出,为了改善ICU患者的临床结果,依据能量需求的精确评估来制定营养支持策略是必不可少的。

本综述的目的是总结现有的营养支持策略相关研究。第一部分着重讨论基于间接测热法针对个体的能量消耗指导制定营养支持策略,第二部分着眼于如何制定患者的具体需求,即蛋白质、碳水化合物和脂类物质的营养支持。


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能量需求

静息能量消耗的决定性因素

2003年,Peter Rich计算了ATP的生成成本:根据体力活动的强度和对应O2消耗率,得出最低耗能量。标准状态下,一位成年男性的O2消耗为380 l/天,故每日的ATP生成速率最低应为9*1020mol/s,才能保证线粒体质子跨膜质子通量(3*1021质子/s)。

肌肉耗氧量,即肌肉的能量消耗占全身耗氧量的30%(如1)。与脑组织相比,每克骨骼肌的VO2较低,但由于肌肉质量较大,为全身最大的耗氧组织。如我们所知,身体运动和肌肉活动会增加氧耗,而肌张力减退/麻痹或肌肉萎缩则会减少能量消耗。通过DEXA测量一例来自新西兰的创伤患者的结果表明,超过21天后,随着肌肉质量的下降,静息能量消耗(REE)也随之下降。在入住ICU10天内,通过超声可发现下肢肌围发生骤升与骤降,已被多项研究证实,即强调了重新间接测热法的重要性,singer等人的TICACOS研究表明了此方法的变异性,随后EAT-ICU研究也证实了以上观点。

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活动锻炼对危重病人的影响也是显而易见的。一项纳入了49例血流动力学稳定的危重患者和15例健康志愿者中的研究中,采用瓦特(W)为量化指标评估活动锻炼对REE的影响,发现危重患者与健康患者不同,尽管运动强度未被量化,他们也可能可以耐受适量运动。ICU患者与健康志愿者的VO2增量是不同的,随着患者在ICU病房里运动强度的改变,亟需进一步的研究来评估耗能变化的幅度。Sommers等研究表明,对住院2周的危重患者进行运动试验时,均可耐受:一项研究队37例患者(其中一半机械通气)接受增量运动试验,仅有1例发生短暂性心动过缓;而另一项对52例心衰失代偿期患者(左心室射血分数31%)在出院后4天(1~10),进行了运动试验的可行性检验,结果显示有氧运动能力明显下降,峰值耗氧量仅为14.111.2-16.3ml/kg/min。

值得注意的是,发热或低体温患者会使能量消耗增加或减少约10%/8C。Kreymann等人发现,脓毒症发展到严重脓毒症的过程中,能量消耗逐渐下降;休克状态的能量消耗最低,休克恢复期逐渐上升。此规律同样可应用在烧伤患者中。单纯的炎症反应也影响耗能量:Hickman等观察到应用Harris-Benedict预测方程(反映基础代谢率)及间接测热法与脓毒症患者的CRP值呈正相关(P=0.003)。

目前在临床中常用的是Harris-Benedict预测方程,而间接测热法应用并不广泛,营养协会调查研究显示,这些方程并不能反映患者病情的动态变化,大多数情况下不能对因多种因素影响后的实际能量消耗进行评估,所以通常是不够准确的。

用于商业的间接测热法结果显示,不同设备测定的VO2和VCO2存在显著差异。为了解决这个问题,国际间接测热法研究小组(ICALIA)定义了理想设备的特性。其分析性能已通过质谱仪进行评估,测量范围包括模拟成年健康人群、能自主呼吸或机械通气患者接受的实际气体体积和压力。一种新装置(Q-NRG,Cosmed,Italy)有望精确的测量VO2并推导出实际能量消耗,此装置既使用简便、经济,又具有高灵敏性(结果在几分钟内获得)。如果未来得到临床证实,通过重复计算能量消耗以进行动态的个体化指导营养支持方案将成为可能。

测量的能量消耗是否可反映实际需求?

通过热力学的多项研究表明给出的答案为“是”。但是,对于急性疾病,便未必能获得此答案。间接测热法主要通过计算二氧化碳和氧气消耗比值,根据患者食物热效应、基础能量消耗、疾病及治疗等计算每日实际能量消耗,但间接测热法无法区分外源性(食物)和内源性物质占总能量摄取的相对比。此外,随着时间推移,患者对营养的需求发生变化,身体对营养支持的代谢压力也会发生变化。

一项追踪饥饿3天的年轻创伤危重患者的研究显示,在第一天,内源性能量供应了一半以上的总能量需求:预计能量消耗为1824kcal/d,肝脏每天利用310g葡萄糖,相当于生成了1230kcal的内源性能量,并满足氮平衡:117g/d。因此,在最初几天,完全通过外界能量供应(即摄食)来供能是没有必要的,反而会导致早期营养过剩,即代谢压力。但随着疾病的发展,患者的代谢状况随之改变,如炎症反应的减轻、体重的下降、机体利用外界能量的能力增加。最近一项针对63岁危重患者的跟踪研究显示,从第4天至第9天,内源性葡萄糖利用从180g/d下降至111g/d;而自第1天至第4天的高峰过后,无论如何进行营养支持,内源性能量的产生都是下降的,意味着为了维持患者新陈代谢,我们给予的外源性营养支持需随之增加。

在间接测热法得到广泛应用前,临床医生和营养师应该如何处理能量消耗发生变化的患者?考虑到现有测量方式的不准确性,ESPEN建议使用下列较为简单的计算公式:第一周期为20kcal/kg,随后到第3~4天时逐渐增加能量供应,肠内或肠外均可(推荐使用肠外);虽然未考虑个体化,但此公式能避免大多数患者的营养过剩。对于后续阶段,ESPEN建议在第1周时增加营养支持,以适应因肌肉活动量的增加而导致的能量消耗增加。


个体化能量需求相关研究

目前为止,只有极少数研究通过测量危重患者能量消耗,或是追踪能量消耗的动态变化来制定营养支持策略。最近一些试验表明,计算的能量消耗、营养支持剂量与死亡率有很强的关联。总结如表2

 

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营养物质的需求

危重患者与健康人群的营养物质摄入剂量及占比是否应相同仍无定论。严格控制宏观营养素比例的研究很少。

水化合物:研究发现,在消耗脂肪前,葡萄糖可达到的最大氧化水平为5mg/kg/min,葡萄糖的最低摄取水平可参照糖尿病饮食。过量的摄入碳水化合物会导致合成并消耗新生脂肪,以及产生过量的二氧化碳。高血糖、胰岛素需求增加,或需增加胰岛素量使血糖降至8mmol/L以下时通常说明碳水化合物已过量。当然,炎症反应可产生胰岛素抵抗,所以应鉴别胰岛素需求是否确实发生了变化。

脂质:1981年,John Kinney研究小组提倡对呼吸衰竭患者使用高脂肪比例的营养液(“非蛋白质”摄入量占55%),以促进脱机拔管。该研究纳入了5例严重营养不良患者和6例重度败血症患者,并通过对REE进行严格测量,得出需给予1.5倍的能量供应:两组患者摄入510kcal的氨基酸。当进行碳水化合物计算阶段时发现,患者每日摄入了1550-1995g的葡萄糖,导致了CO2生成过量,且有一半的过剩能量以脂肪的形式实现,使得VO2的合理水平降低。随着高营养概念的淡化,后续并没有研究重复他们的实验。另一些研究表明,当脂肪占能量摄入的50%以上时,就会重新生成脂肪(DNL)。

然而,也没有必要为了提前预防脂肪的缺乏而补充脂肪酸:肠外营养研究表明,仅需给予最低剂量的脂肪酸用于预防,即0.3g/kg/d。在补充后2-3天可进行血脂和肝脏检查以避免摄入过量。

蛋白质与氨基酸:由于影响尿素水平的混杂因素众多,故不能真实的反应蛋白质实际需求,且目前没有指标能反映机体对蛋白质的需求量。事实上,尿素氮与氮平衡并不平行(尿量,氨类和肌酐等含氮类物质的排泄/丢失,尿PH值、肾功能衰竭的排泄功能异常、粪便或其它形式的排泄/丢失均存在差异)。但目前,通过估算尿素氮来估算蛋白质需求仍是临床上较为简便的方法。

一项随机、对照SPN2实验对入住ICU的危重患者进行研究,从第4天起,采用间接测热法估算能量需求,通过将仅给予肠内营养与给予肠内、肠外营养进行对比,并分别对同位素D4、D9进行蛋白质和葡萄糖代谢进行跟踪,结果得出,每周至少增加0.02g的蛋白质供给量有利于减轻炎症反应、降低肌肉萎缩程度。

近日,来自Weijs等和Bendavid等的大型回顾性队列研究显示,早期给予蛋白质补充是安全的,1g/kg/d的供给量能明显降低死亡率。尽管该研究入组例数多,说服力较强,但对于个别患者可能并不适用。关于热卡/蛋白质比已有文献讨论,但在临床工作中仍缺乏有效的评估手段。最近发现,利用超声技术可反复测量一个或多个肌肉质量(如四头肌):肌肉质量可直接反应氮平衡,如超声成像可评估肌肉质量的下降。


结论

采用精确、可靠且易于操作的间接热测法测定营养需求和消耗,可用来个体化指导营养支持策略,目前支持此功能的新技术设备已投入市场,我们期待其带来的临床获益。但是目前,仍缺乏可靠的标志物反映蛋白质的需求,我们迫切需要寻找这一参照物,来客观的估算疾病早期和晚期的蛋白质需求。


原文链接:

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