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烧伤儿童康复期的营养代谢与营养支持

2020-01-12李梅蕊李殷

中国康复理论与实践 2020年2期
关键词:骨骼肌骨密度蛋白质

李梅蕊,李殷

昆明医科大学附属儿童医院,云南昆明市 650228

在儿童烧伤的康复阶段,患儿从危重状态过渡到包括营养补充、躯体功能恢复和社会心理支持在内的恢复性治疗阶段。通常情况下,当患儿度过危重情况,创口开始愈合,更换敷料的护理减少,康复期治疗阶段就此开始。大部分患儿不再完全依赖肠外、肠内营养来满足营养需求,但仍有许多患儿面临营养风险。对一些烧伤患儿来说,仍存在高代谢状态,体质量持续性下降[1]。这些患儿仍需要一定程度的营养补充,包括部分肠内营养与口服营养补充(oral nutritional supplementation,ONS)。其他患儿虽然不再高代谢,但进入康复期后,前期能量、蛋白质的累积丢失,食欲低下,以及康复期的体力损耗,也存在明显的瘦体组织(lean body mass,LBM)消耗[2]。在烧伤儿童的康复期,营养治疗重点应转向补充合理的营养素,同时支持康复工作以及能量消耗。有必要对烧伤患儿进行持续的营养监测和定期的营养状况评估,并根据身体状况调整营养支持方案,满足烧伤患儿康复期独特而多样的需求,支持患儿整体康复治疗目标的实现。

1 代谢紊乱

严重烧伤会导致明显的高分解代谢状态,与多器官功能障碍综合征、脓毒症、休克等并发症发生和烧伤后死亡有关。在1998年至2007年完成的一项242例严重烧伤儿童的大型前瞻性临床试验中[3],烧伤患儿平均年龄(8.0±0.2)岁,平均烧伤面积(56%±1%)总体表面积(total body surface area,TBSA)。该试验结果表明,血清蛋白组在烧伤后立即发生变化,血清结合珠蛋白、α1‐酸性糖蛋白和C‐反应蛋白(C‐reactive protein,CRP)几乎在烧伤后立即升高4~10 倍,并在住院期间显著升高;血清前白蛋白、转铁蛋白和视黄醇结合蛋白在烧伤后几乎立即降低到1/8~1/4,烧伤后60 d 仍保持较低水平;血清补体C3和α2‐巨球蛋白约在烧伤后10 d开始升高,但随时间延长而增加,烧伤后60 d 保持较高水平;血清载脂蛋白A1 在烧伤后显著降低,而载脂蛋白B 在初始下降后呈上升趋势。这些蛋白是反映烧伤后失衡严重程度和强度的一般体内平衡的标志物。患儿心功能在烧伤后立即受损,烧伤面积超过40%TBSA 时,心输出量和心脏指数增加,伴有严重的心动过速,预测心率升高至160%~170%,出院时心率和预测心率保持增高,烧伤后2年心率仍高于同龄儿童。炎症因子白细胞介素(interleukin,IL)‐6、IL‐8、单核细胞趋化蛋白‐1 (monocyte chemoattractant protein‐1,MCP‐1)明显变化,高代谢状况持续。烧伤后1 周左右胰岛素抵抗明显增加,糖利用不良。

利用稳定同位素标记苯丙氨酸定量分析腿部骨骼肌蛋白合成和分解的水平,对59例严重烧伤患儿和5例未烧伤青少年的蛋白质净平衡进行测量,第1 周和第3 周时,与正常对照组相比,患儿肌肉蛋白质合成没有改变,蛋白质分解增加3~4 倍,导致蛋白质净平衡为负平衡;在整个急性住院期间,所有患儿均明显代谢过度,肌肉蛋白负氮平衡;体质量减轻约2%,其中LBM下降5%,骨质含量减少3%,骨密度减少2%[3]。

Cambiaso‐Daniel等[4]使用X‐双能射线吸收法测量不同的解剖部位,上肢LBM 减少17%,下肢LBM 减少7%。动员计划应包括早期动员上肢以恢复上肢功能。在进入稳定期后或出院时,这些代谢异常仍持续存在。Gauglitz等[5]的研究表明,烧伤后的高代谢反应在伤口愈合后仍然存在,例如胰岛素敏感性的变化在最初烧伤后持续了3年。

在Gauglitz 等[5]持续5 年的前瞻性研究中,共有194 例严重烧伤的患儿与95 例未烧伤、未受伤的儿童进行比较,烧伤后36 个月尿皮质醇、儿茶酚胺,血清IL‐7、IL‐10、IL‐12、巨噬细胞炎性蛋白‐1β(macrophage inflammatory protein‐1 beta,MIP‐1β)、MCP‐1 和静息能量需求显著增加;烧伤后6 个月和36 个月进行的糖耐量试验中,与未烧伤儿童相比,血糖、血清C 肽和胰岛素水平显著升高。整个研究期间,胰岛素敏感性指数、定量胰岛素敏感性检查指数和体内平衡模型评估均异常,提示外周和全身胰岛素抵抗。该研究表明,烧伤后的病理生理反应是即时发生的代谢异常,范围广泛且持久,贯穿急性期与康复期。Jeschke 等[6]对20 例严重烧伤患儿与36 例非烧伤患儿在入院时和烧伤后466 d 利用蛋白质和基因芯片对外周血白细胞、脂肪和肌肉中内质网应激、未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)和胰岛素抵抗相关信号级联的转录变化进行比较,结果显示,烧伤诱导的胰岛素抵抗与持续的内质网应激、UPR和烧伤后长时间的胰岛素受体信号抑制有关。

2 营养代谢的改变

2.1 能量消耗持续增加

严重烧伤的儿童存在急性和慢性营养不良的危险。急性营养不良是由于摄入减少和严重烧伤所致炎症反应引起的能量需求增加所致。虽然静息能量消耗(resting energy expenditure,REE)可能会随着伤口愈合的进程而正常化,但高于正常值130%~145%的升高可持续到出院时[3,7]。儿茶酚胺和应激激素(如皮质醇)在烧伤后长达36个月的时间内升高,伴随着REE的显著增加,表明有高代谢状态持续存在[8]。除了持续性炎症状态外,其他因素也会影响患者的能量平衡。

Prelack 等[9]的研究测量10 例康复康复患儿的总能量消耗(total energy expenditure,TEE)及人体主要成分、REE 和体力活动水平(physical activity level,PAL),当相对于LBM 查看REE时,整个烧伤儿童组的REE略高于同年龄儿童标准;当根据体质量的增加或减少对患儿进行分层时,体质量减轻患儿的平均REE/LBM 比大于正常同龄儿童(53.4∶39.1)。REE/LBM 比是患儿体质量下降的一个重要预测因子。与体力活动相关的能量消耗是TEE 的第二个主要因素。在7 d 的测量期间,6 例存在负能量平衡。因此,由于REE的增加和体力活动的增加,体质量减轻随时都可能发生。建议在此阶段测量REE,以确定患者是否仍处于高代谢状态或因物理治疗而增加需求。部分患者REE至少升高120%,仍处于分解代谢状态,如果没有足够的营养,体质量会持续下降。保持积极的能量平衡是必要的,以尽量减少体质量减少和支持增加的体力活动。建议使用活动监视器来帮助计算适当的体力活动系数,以确保满足其总需求。如果没有这些,Prelack 等[9]的研究建议TEE 平均值为每天65 kCal/kg。对于大多数进入康复护理阶段的患儿(超过3 岁),这可以作为最低能量目标水平。

2.2 蛋白质需求持续增加

严重烧伤后身体蛋白质消耗增加已得到证实。在康复期,骨骼肌蛋白质合成率增加,但往往不足以弥补骨骼肌蛋白质分解率的大幅升高。骨骼肌是体内氨基酸的主要贮存体,它是蛋白质丢失的主要部位。Diaz 等[10]在烧伤后约1 周和2 周,重症监护病房(intensive care unit,ICU)出院时(烧伤后约4 周,伤口95%闭合),烧伤后6、12 和24 个月,进行稳定同位素标记骨骼肌蛋白代谢研究,结果显示骨骼肌蛋白合成在受伤后至少1年内升高,这表明持续的肌肉蛋白转换是烧伤创伤长期病理生理反应的一个组成部分。男孩、3 岁以上的儿童和烧伤超过80%TBSA时,肌肉蛋白部分合成率较低[9]。

Chao 等[11]对42 例烧伤面积大于30% TBSA 的烧伤儿童在烧伤后12 个月测定其骨骼肌蛋白合成率与蛋白分解率,与健康男性对照相比,蛋白合成率增高2~3倍,蛋白分解率增高4~6倍,表明烧伤后至少12个月,患者的净蛋白平衡低于健康对照组。这些发现表明,烧伤后骨骼肌的转换率至少1 年内保持升高,这是由于骨骼肌蛋白合成率与蛋白分解率同时升高所致,但蛋白分解率超过蛋白合成率,会产生持续的负氮平衡,导致患儿长期的骨骼肌萎缩。蛋白质分解的程度和持续时间,包括对身体组成的影响,将决定康复期间的营养治疗目标。恢复期需要蛋白质由分解代谢向合成代谢转变,才能达到物理治疗目标。有研究表明[1‐2],烧伤后6 个月,儿童LBM 和肌力仍存在明显降低。这可能由于分解代谢状态的持续与缺乏适当的治疗干预来满足蛋白质的需求。

Prelack等[12]对烧伤儿童伤口愈合前后和出院后的蛋白质代谢研究表明,在所有治疗阶段蛋白质代谢率增加,但各阶段的动力学变化以及骨骼肌对蛋白质分解代谢不尽相同。伤口闭合时,蛋白质合成和蛋白质分解没有显著差异;但伤口愈合后,尽管蛋白质分解代谢仍然升高,但肌肉分解从1.1 g/kg降至0.6 g/kg;这表明骨骼肌蛋白质分解逐渐恢复正常。对出院后患儿再次进行的测量也表现出蛋白质合成率增加,以积极的合成代谢状态为主。对膳食蛋白质摄入量及其对蛋白质动力学的影响的分析表明,在急性期和康复期,身体对蛋白质利用存在差异。在急性期,大于2.5 g/(kg·d)的蛋白质摄入通过改善蛋白质合成维持蛋白质平衡;在康复过程中,高蛋白饮食实际上减少蛋白质分解,这通常在分解代谢状态下无法实现。高蛋白饮食〔2.5 g/(kg·d)或更高〕有促进合成代谢的潜力[11]。

2.3 脂肪和糖代谢异常

儿童严重烧伤后引起的代谢和炎症变化在损伤后可持续长达3 年[7]。炎性细胞因子如肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、IL‐6 和MCP‐1 也被证明通过改变胰岛素受体底物的信号传导来抑制胰岛素的作用,从而导致肝脏和骨骼肌胰岛素抵抗。烧伤患儿进入康复期后,胰岛素抵抗也可持续长达3 年[7]。烧伤后脂肪分解增加,烧伤后6 个月时,全身脂肪减少6%,皮下周围脂肪减少2%,6个月时外周脂肪含量下降与烧伤程度呈负相关[13]。但有研究使用X‐双能射线吸收法测量结果显示,在烧伤的急性期,相对于LBM 减少3%,脂肪组织的成分增加13%,特别在躯干和下肢脂肪质量明显增加,加剧炎性反应与胰岛素抵抗[4]。烧伤后9 个月,血清甘油三酯显著增加,血清载脂蛋白A1 显著降低,并在3 年内显著减少,这有助于解释烧伤患者肝脏和其他器官普遍观察到的脂肪浸润。最近证实的肝脏肿大与脂肪浸润、脓毒症发病率和死亡率增加之间的关系支持了这一观察的重要性[14]。热损伤后,肝脏损伤程度不同,通常与热损伤的严重程度有关。脂肪变化是一个很常见的发现,其本身是可逆的,其重要性取决于甘油三酯积累的原因和严重程度[15]。这些糖与脂肪连续的变化,伴随着持续的全身性炎症,可能会导致胰岛素抵抗的持续性,使烧伤患儿在康复期及之后易于发生糖尿病和心血管疾病[16]。

2.4 骨密度降低

严重烧伤后持续的炎症反应,会导致身体组成的许多方面产生实质性变化,包括骨密度、LBM、体细胞质量和水合作用。烧伤后LBM 和骨密度的持续损失和骨折风险已被确定[17]。早期发现的生长障碍和骨折发生率的增加促使大多数研究努力以改善烧伤儿童的骨密度和维生素D 代谢为目标。烧伤儿童的骨密度在损伤后8 周内即可降低,持续时间可达5 年。在烧伤损伤中可能改变骨动力学的病因包括细胞因子产生、内源性糖皮质激素合成增加和缺乏体力活动[18]。在烧伤的急性损伤期,25‐羟基维生素D 和1,25‐二羟基维生素D 水平较低,随着时间的推移缓慢向正常迁移,这与炎症标志物的下降和随后的恢复有关。有研究对50例烧伤面积大于50%TBSA的烧伤儿童在住院期间采用随机双盲研究设计,每天服用维生素D2、维生素D3或安慰剂100 IU/kg,1年后仍然有10%患儿血清维生素D 水平低下[19]。维生素D 的异常低下很难纠正,血清维生素D 水平对补充剂只有轻微的反应,因此可以发生显著的骨质疏松。需要更多的研究来确定维生素D 治疗的适当剂量和时间[20]。对39例烧伤儿童烧伤后1 年的随访中,6 例发生骨折,其中安慰剂组4 例,补充维生素D2组2 例,维生素D3组未发生骨折;维生素D3有助于降低出院后骨折的风险[21]。因此,在康复期间,确定可能具有骨折高风险的患儿需要更多的干预措施。有研究发现[22],65例在康复期间进行骨密度评估的患儿(年龄为4.7~10.2岁,烧伤面积为21.2%~46%TBSA)中,52%患儿骨密度z 值低于-1.0,需要额外的随访或干预;15.4%患者(10 例)的z 值低于-2.0,存在骨密度低下状态。而且营养不良的患儿并发骨密度低下的风险是其他z 值低于-1.0 患儿的3.5 倍。研究结果强调重新评估营养状况并过渡到康复期的重要性,以及监测小儿烧伤后骨健康的重要性[21‐22]。

3 营养状况评估与营养建议

临床经验和证据都表明,儿童烧伤康复期间的营养状况和需求与急性期不同。因此,建议所有患者在进入康复治疗阶段时,都要重新进行全面的营养评估,包括体质量、身高,绘制在标准化生长曲线表上,以便监测生长情况[23]。在康复期营养素的代谢是变化的。人们普遍认为,大面积开放伤口的患者能量和蛋白质需求增加,以补偿热量和能量损失,并促进伤口愈合,因此高度重视急性期的营养支持;但进入康复期后,一旦伤口愈合,考虑到急性期炎症反应物的下调,代谢率、体温和心率逐渐恢复正常,代谢负担就会降低,营养摄入的目标也会向下调整。然而,并非所有患儿在康复早期都能达到正常的代谢状态。对许多康复期患儿来说,由于体力活动的增加,能量需求也增加,同样需要较高蛋白质来支持蛋白质合成代谢,这种高合成代谢将持续到恢复的后期,并将必需的蛋白质损失降到最低。如果可能的话,建议使用间接量热法测定REE和24 h尿素氮来评估氮平衡,这将有助于区分哪些患者仍处于高代谢状态(REE 增加和尿中尿素氮增高)。CRP 和前白蛋白测量也有助于确定炎症状态和营养补充的充足性。由于骨密度的恢复是康复阶段的一个重要方面,建议定期测量骨密度[24]。许多患者在急性期生命体征不稳定,无法测量骨密度。因此,一旦患者进入康复阶段,就应获得基线测量值,以确定其骨质疏松的风险。

能量和蛋白质目标应基于这些措施进行调整,以适应增加的体力活动和促进合成代谢。Prelack等[9]用双标水法测定10例平均烧伤面积为(53.7%±20%)TBSA 的康复期儿童,每天TEE平均66 kCal/kg。2013 年欧洲临床营养与代谢学会(European Society for Clinical Nutrition and Metabolism,ESPEN)指南推荐烧伤患儿蛋白质的供给量为1.5~3.0 g/(kg·d),认为高于3.0 g/(kg·d)并没有更大的益处[25]。2.0 g/(kg·d)的蛋白质供给可实现蛋白质的正平衡,超过2.5 g/(kg·d)虽不能增加蛋白质的合成代谢,却可抑制其分解代谢,能更好地维持蛋白质正平衡[12]。建议>3 岁的烧伤儿童恢复期达到65 kCal/(kg·d)或REE 的150%的能量目标,并且蛋白质供应量为2.5 g/(kg·d)[9]。密切监测体质量和每周氮平衡有助于确保患者呈正氮平衡。对于骨密度下降的患者,补充钙和维生素D[26],实现骨密度z 值大于-1.0 的既定目标。可以鼓励进食口服营养补充剂和营养密集的食物,必要时可提供肠内支持,持续达到热量需求和适当的体质量状态[25]。

儿童烧伤的康复阶段在治疗和代谢上都是独一无二的,在此阶段烧伤患者的营养支持需要对营养状况和目标进行全面的重新评估。这一阶段提供合理的营养干预,不仅促进合成代谢,而且从物理治疗和情感角度加强康复方面的努力,是儿童烧伤康复成功的重要措施。

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