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烧伤患者的营养与代谢

http://zhuanti.qm120.com 2007-11-9 15:26:05 来源:
关键字:烧伤代谢与营养

严重烧伤患者可能发生多种营养物质损失而导致各种能量耗竭并存的情况并可能持续数周。尤其在重度烧伤的患者比其它创伤出现的高代谢状态更加显著并且持续时间更久。

在所有的创伤发生过程中首先表现为应激反应。由于创伤导致机体神经内分泌活性增强而导致高代谢状态,并且动员营养物质的储备以提供机体对能量的额外需求1。身体储备的碳水化合物是最基本的能量形式但很容易被快速消耗殆尽。然后就以蛋白质和脂肪作为供能物质以满足机体的能量需要,其中脂肪能够直接被氧化而蛋白质为生产葡萄糖提供必要的中间产物。然而如果蛋白质作为产能物质就很可能导致机体瘦体组织尤其是肌肉的大量分解2。经过创伤的急性期阶段,在烧伤患者尽管肾上腺素反应已经逐渐减弱,高代谢状态却持续存在1。长期的蛋白质高分解状态以及瘦体组织丢失均可能导致机体功能障碍甚至死亡。在烧伤后期高分解代谢的情况比较复杂,但是烧伤创口对营养物的耗竭却成为持久存在高分解代谢状态的重要因素。

烧伤的伤口主要通过以下几条途径而引起的高能量需求:在烧伤患者中一种最显著性增加代谢的原因就是高蒸汽水份丢失,这是热灼伤独特的一种结局3。在烧伤时的皮肤溃破导致皮肤防蒸发屏障功能减退。在烧伤的患者中,蒸发性水分丢失可能比正常人的丢失率高10-12倍4。水份蒸发是一种耗能的生理过程,一般需要0.6千卡/克水。总的蒸汽水丢失与烧伤的面积成等比例。在大面积烧伤的患者水份丢失通常每天为2.5-4.0L,这需要每日耗能1440-2300千卡5,蒸汽水份丢失通常在烧伤后第一周最多。

在烧伤的体表,失去皮肤的保护作用也会增加营养物质的丢失。经常会在渗出液中可以检测出大量的氮、矿物质和微量元素。

皮肤同样也可以作为抗菌的保护屏障。在热灼伤后这种保护屏障消失,伤口中聚集着细菌并随后的感染也直接增加了营养物质的丢失。随着宿主防御机制的增强也会增加能量的消耗。巨噬细胞是身体炎症反应的一部分,能够吞入并杀灭细菌。网状内皮巨噬细胞活性在灼伤后会增加氧消耗和能量消耗。

细菌侵入的毒性作用更增加了能量的消耗。在炎症反应中释放的毒素可能升高体温,而发热也会带来热能的消耗。如果细菌的毒性超过了机体防御能力,烧伤患者就容易发展为败血症。在烧伤患者,败血症大大增加了能量的需求6。

在烧伤的头几天,虽然分解代谢和营养物的丢失仍然非常显著,但烧伤伤口的愈合过程已经开始了。增加由蛋白质组成的血液和其它组织的合成常发生于烧伤后的早期阶段。然而这些生理过程都可能加重因应激反应带来的能量摄入受限以及蛋白质组成的组织合成转换。烧伤后能量消耗的显著程度和持久性都直接与烧伤的深度和面积相关。

Cope发现当烧伤面积覆盖整个体表面积的20%以上时,代谢率将比正常状态增加大约130-140%,当烧伤面积覆盖65%以上时,代谢率将增至160%。他也发现烧伤覆盖的体表面积值越高,高代谢率持续的时间就越长。

Davies和Liljedahl发现在烧伤后最初的2周内,烧伤面积在25%时代谢率将比正常状态增加150%。如果达到50%,代谢率将增至200%以上,并且超过正常代谢率170%可持续至少7天。

烧伤深度同样也会影响代谢的过程。部分烧伤的患者快速上皮再生能够迅速恢复皮肤的蒸汽屏障,从而减少败血症发生的危险,以及消除因伤口肉芽生长而增加的代谢需求。而在深度的全层烧伤患者,要想完全的伤口覆盖只能等到足够的伤口肉芽组织移植后进行。由于丢失了更多的水份,增加了感染的危险,并且对肉芽组织有额外的需求而需要摄入更多的能量、更长的过程才能使全层烧伤的患者得到完全的皮肤覆盖。

关于烧伤患者持久的高代谢状态的根本原因以及增加能量消耗的各种因素间的作用关系尚未完全清楚。总之,烧伤患者只有烧伤表面完全封闭以及在伤口接近完全愈合之后,机体的能量消耗才可能回复到正常。

营养消耗

在烧伤后的前30天中,中度和重度烧伤的患者,总的能量消耗估计超过正常人的1.5-2倍。如此长时间的营养物丢失可能对机体组织产生极坏的影响,因此需要摄入比正常膳食更多的营养物质和能量。

葡萄糖

在大多数关于重度烧伤患者高代谢结果的研究均认为会增加总的氧耗速率以及葡萄糖代谢的改变。由于外周组织胰岛素抵抗增加预计肝脏产生过多的葡萄糖而发生的“类糖尿病样创伤”。在烧伤后前几天中胰岛素介导的外周组织葡萄糖利用在烧伤后高代谢中占据重要的作用。而在烧伤伤口的葡萄糖摄取是非胰岛素依赖的,并有加快的速率。肝脏过度产生的葡萄糖在治疗热灼伤中是非常重要的一部分。这种重要性表现在持续分泌过量的糖原和皮质醇。在烧伤后前几周内机体趋于保持高血糖症状态的最重要原因8就是它限制了葡萄糖的输注率。即使在过量情况下,注射葡萄糖也不会完全抑制增加的葡萄糖异生。由此输注了葡萄糖最高速率在5-7mg/min逐渐也没有发生显著的高血糖症。过多的葡萄糖(例如比作为能量底物利用更多的葡萄糖)可能导致在不同程度发生脂肪肝。由此,葡萄糖输注的数量和速率应严格控制与管理。

蛋白质

蛋白质的耗竭对于烧伤的影响是致命性的。在烧伤后容易发生瘦体组织的快速减少,其程度与烧伤的严重程度相关13。此时内源性蛋白质分解代谢率是正常状态的3倍并且在相当长的时间内持续存在。蛋白质的分解代谢一般发生于骨骼肌细胞,这些细胞中释放出丙氨酸以及其它氨基酸至肝脏中作为原料转化为葡萄糖应满足日益增加的能量需要14。在烧伤应激的急性状态中,可以通过提供膳食碳水化合物和其它能量来源物质以节约部分机体内蛋白质15。

在中度和重度烧伤患者,烧伤后的前一个月中通常为负氮平衡。氮的丢失在第一周尤为显著。在此期的研究表明每天尿氮排出为20-45克。在大样本的病例中随着恢复时间的延长,负氮平衡逐渐减少16。这表现在伤口愈合与机体恢复阶段有较好的一致性。

烧伤后蛋白质分解的数量能够很好地反映烧伤的严重程度。Davies发现中度烧伤的患者(烧伤面积在体表面积的30%左右),每日分解机体蛋白质150克(大约合600千卡。)。

此外在烧伤创口表面也会丢失血浆蛋白质,每100毫升渗出液中大约含有2.5-5克蛋白质,由此渗出蛋白质每日可高达300-400克。在伤口的修复过程中,分解蛋白质导致的丢失量仍然很高,此时合成蛋白质的生理过程开始加速。

脂肪

在烧伤后早期的碳水化合物的代谢不耐受,脂肪动员提供主要来源17。在烧伤后整个分解和合成代谢过程中,中度烧伤患者内源性脂肪分解加速使大量脂肪丢失。此时在体重的成分上内源性脂肪丢失要低于蛋白质的丢失,但脂肪的产热量要远远高于蛋白质的产热量。蛋白质只占每日热能消耗的12-22%,而脂肪则供能达75-90%。

在烧伤后前20-30天,机体存储的脂肪酸(棕榈酸和油)开始动员,血中的水平升高,甚至达到直接产生的细胞毒性水平18,这表明其动员率超过其利用率。近来的研究表明这种异常是由于运转蛋白(脂蛋白)限制了甘油三酯和胆固醇的利用19。这些研究提示输注长链脂肪酸形式的外源性脂肪作为能量来源会受到限制。在伤口愈合中由于快速利用而导致必需脂肪酸缺乏以及减少了必需脂肪酸快速过氧化生成前列腺素的水平。近期的研究表明在严重烧伤后20-30天会经常因过氧化异常而产生毒性物质以及使细胞成分和酶的功能都发生改变20。

由于脂肪动员的增强(超过脂肪利用)和其它毒性产物使必需脂肪酸能够限制外源性脂肪乳的输入量,而无法达到满足热能需要的目的。

非-热能营养物短缺

作为常见营养物的一部分,虽然比能量代谢的需求略低些,烧伤患者的维生素和矿物质仍然存在相对缺失的情况。在烧伤后早期由于一般的应激反应即可发生一些矿物质和电解质显著的负平衡。这些丢失是在严重烧伤患者表现得更为显著。

激素性变化导致细胞中钾丢失的增加。此外,在烧伤患者的伤口表面能够发现大量的钾,这可能进一步导致体内钾储备的丢失。在烧伤后大量的尿钙丢失也有报道。大面积的严重烧伤常表现溶血性贫血,可能导致血红蛋白的大量丢失。

在烧伤后早期,尿液增多导致矿物质和其它瘦体组织成分的排出。Reiss和他的同事们发现在中度和重度烧伤后的前9天中尿镁和尿磷的含量均增加。而磷和镁的平衡均与氮平衡相关。

这些营养物丢失的程度与烧伤的严重程度有关。Davies和Fell发现当烧伤患者的烧伤面积超过体表面积的33%时锌的排出超过正常人的2倍,而在烧伤面积在34%-77%时,排出率将达到正常人的5倍左右。同样烧伤面积越广丢失的氮和钾就越多。在骨骼肌中储备着占全身60%以上的锌和95%以上的肌酸酐。

尽管对于烧伤者维生素丢失的了解仍不尽清楚,但是高代谢状态会增加维生素的转化以及增加组织利用维生素。Costello等报道在手术后的外科应激中低拘掾酸状态可持续7-14天。与此同时也在伤口附近发现与蛋白质代谢密切相关的维生素C明显积聚。也有报道烧伤后维生素B12的转化增强。我们也已经了解到B族维生素在细胞的能量代谢中发挥重要作用,如果膳食中无法提供充足的维生素B,体内将会迅速缺乏。

营养缺乏的危害

严重烧伤可能因严重的代谢性休克而导致死亡,然而这经常发生在烧伤后几天或几周。尽管这种类型的烧伤性死亡的明确机制尚不清楚,但是这样的患者大多以持久的营养物负平衡和进展性体重下降为特征,表现为日渐衰竭的过程。这种烧伤最显著的特征就是持续的瘦体组织丢失。Cuthbertson发现在渐近性创伤后瘦体重的丢失高于总体重30%的患者可达到100%死亡率。即使在中度烧伤的患者,在烧伤后第一周也可发生显著的体重下降。Artz等报道在烧伤后的前33天中,烧伤面积平均在40%的患者平均体重下降29.5Ibs。Boswick发现在烧伤患者的前4周内体重丢失可达40Ibs以上。这些丢失体重中大部分为瘦体组织。Davies发现烧伤面积超过1/3者,体重的丢失绝大部分来自肌肉组织的丢失。

在烧伤患者持续丢失着蛋白质和其它营养物,如果没有充足的膳食补充不但会限制补充能量而且会损害机体的防御微生物感染或其它毒性物质的能力。在烧伤患者败血症仍是最常见的死亡原因。由于营养不良可能影响机体组织的完整和细胞免疫功能,因此也是导致感染发生的重要因素。

正常的免疫反应依靠体内足够量的抗体。与其它的血浆和组织蛋白相同,抗体球蛋白的数量完全取决于膳食蛋白质的数量是否充足。在人类和几类动物种中由于蛋白质和氨基酸摄入缺乏可能导致抗体的产生障碍。此外,维生素在产生血循环中抗体时也是发挥着重要作用。

蛋白质和其它营养物缺乏还会限制组织修复的质量。在严重烧伤患者要达到完全康复,烧伤伤口的早期和完全愈合是非常必要的。伤口愈合不但可减少高代谢状态和直接减少营养物的丢失,而且能够降低败血症并发症的威胁。营养物的缺乏能够延缓伤口的愈合。例如,维生素C和蛋白质的缺乏可能抑制骨胶原的形成。胶原是覆盖深度烧伤创面组织的最基本成分。对于一些微量元素尤其是锌的缺乏也会延缓伤口的愈合。在大面积烧伤的患者组织修复过程增加了这些营养物质的需求量。

对于全层皮肤丢失的患者,需要皮肤移植以覆盖上皮组织。完全康复的患者都需要经过早期和成功的皮肤移植。移植失败以及供体部位皮肤的难以愈合均可能与营养不良有关。

营养治疗的目标

对于烧伤患者理想的营养治疗方案尚未完全确定,然而经验性的实践指南在减少发病率和死亡率上已经取得成效。这些指南正随着新信息的不断积累而不断改进。在其中最重要与基本的恶原则仍是降低代谢率,包括保持适当的环境温度(28-31oC),缓解疼痛感以及快速清除坏死组织,促进伤口愈合。

开具营养处方的第一步就是计算热能的消耗量。Curreri公式目前在估计患者的热能需要量时被广泛应用。此公式以患者的体重与烧伤比例为基础,为25′体重(Kg)+40′%(烧伤面积)。然而我们的经验应用此公式计算热能与应用间接侧热法测定的实际热能相比有较大差别。热能的需要量的计算应遵循个体化原则,在烧伤患者不同的人之间有较大的变异,并且即使在同一个人烧伤的不同阶段也会有较大的变化。(例如一些患者在烧伤后前2周能量代谢的需要量急剧增加。)烧伤后每两周测定氧耗及呼吸商(RQ)有助于准确计算热能消耗和呼吸商的构成,并且纯碳水化合物的呼吸商在1.0而脂肪的呼吸商为0.8。以我们的科学数据表明计算每日热能需要量时更精确的公式是基础代谢率的1.37倍22。在烧伤患者中,随着体重的变化,负氮平衡和血糖浓度的水平也进行相应调节而使过度喂养的可能性降至最低,同时也能够灵活调整喂养的配方。科学研究结果表明给予由葡萄糖提供的过高的热能可能使代谢率升高,这就需要增加呼吸运动以排出增加产生的二氧化碳,更重要的是可以发生肝脏的脂肪浸润并最终导致不同水平的肝脏功能障碍。当碳水化合物产生的呼吸商等于1.0时,进行连续的RQ检测将有助于防止过度喂养及其可能继发并发症的发生。

通过蛋白质至少20%的产热比能够很容易地计算出其需要量。整蛋白(肠内营养)的效果比结晶氨基酸更佳。当需要应用肠外营养时应给予标准配方结晶氨基酸溶剂,而高浓度的支链氨基酸溶剂并没有表现出显著的益处。通过衡量氮平衡就能够衡量补充蛋白质数量是否充足,例如,如果负氮平衡超过每日5克就应当增加蛋白质的摄入量力求达到总热能的25%16。如果蛋白质摄入量超过25%也可能产生氮潴留和中间代谢中发生多种并发症的危险。

经肠外或肠内途径给予脂肪乳剂能够补充必需脂肪酸的丢失而不只是补充热能。每周两次的脂肪乳剂(500ml)能够维持正常血浆花生四烯酸的浓度。亚油酸胶囊也能起到防止必需脂肪酸耗竭的作用。

经口服或者肠外营养都能够使水溶性维生素补充充足。由于需要量难以准确估计,目前烧伤患者整个B族维生素和维生素C的推荐量是正常人每日推荐摄入量(RDA)的3倍。维生素B12的补充应为每周肌注1次或者由肠外营养途径给予。微量元素(锌4mg,镁0.04mg,铜1.2mg,和铬12mg)均可以通过各种途径集中获得。磷(20mmol)和钠、钾等均应每日供给充足。脂溶性维生素(A和D)每日供给量应为RDA2倍。每周2次补充维生素 K5mg。

对于钠和钾的摄入需要根据烧伤患者的个人情况即时变化,因此很难有明确固定的基础推荐量。具体量的摄入需根据血中的浓度,尿中排出量以及由伤口的渗出量进行综合考虑。在烧伤患者应用持续应用利尿剂后可能产生相对的水潴留并由此可能出现低钠血症而需要补充一定量的钠离子。

过量的营养物质供给需要选择由肠内还是肠外营养来提供。这些方法各有利弊,对于高分解代谢状态的应激患者应采用个体化设计。

除非胃肠道无法发挥正常功能应首先考虑选用肠内营养。与肠外营养相比,肠内营养并发症发生更少而且表现更轻。对于大多数营养物质的吸收和利用,肠内营养比肠外营养更利用。在烧伤患者小肠的蠕动几乎都有障碍,但是烧伤者首先发生胃蠕动缓慢。肠内营养的主要并发症是胃扩张,以及由此导致的吸入性肺炎。通过放置细径的十二指肠喂养管以及应用24小时输注泵调整速率就能够有效克服这些并发症。在胃肠内营养时实行胃吸引术能够避免因胃扩张导致的并发症。

在大面积严重烧伤的患者,可以应用肠外营养以满足各种营养需要,但是通常肠外营养只是作为辅助治疗进行。一般说来胃肠道能够提供大约一半的营养物质而剩余的一半则可以由外周或中心静脉营养提供。静脉内导管可能伴发严重的并发症,最严重的就是败血症。通过每72小时置换导管能够有效预防导管败血症的发生。但是其它感染并发症如静脉血管炎和心内膜炎的发生会比普通肠外营养时更加频繁。腔静脉或外周静脉置管都可能引起感染,脓毒血症型静脉炎和非脓毒血症型静脉炎在上腔静脉插管时发生更加频繁。

结论

与外科手术相比,在烧伤后的高代谢和蛋白质损耗综合征表现更加严重持续时间也更长。这需要营养治疗以减少营养不良的多种并发症的发生。当今营养支持的目标在于每日供给热能在基础代谢率的1.37-1.7倍,或者蛋白质的比例更高。每周补充2次脂肪乳剂以补充必需脂肪酸。维生素,矿物质和微量元素应常规补充。现在的推荐量是建立在10年前的研究基础上,随着烧伤患者代谢异常的知识的迅速扩充,也需要进行调整。

(本文来源: 编辑:)