烧伤后三大营养物质代谢的变化

二、烧伤后三大营养物质代谢的变化

糖、脂肪、蛋白质是机体赖以生存的三大营养物质,正常代谢状态下以糖为主要供能物质,脂肪次之。非蛋白呼吸商(NPRQ)反映了体内糖、脂肪的氧化率,NPRQ为0.7表明机体主要是脂肪氧化,NPRQ为1.0表明主要是糖氧化,NPRQ为0.85提示脂肪、糖氧化各占50%。烧伤后营养物氧化率由于机体代谢的变化而发生相应改变,这一变化与烧伤严重程度有关。

(一)烧伤后糖代谢变化

烧伤后糖异生增强,葡萄糖生成增加,由于胰岛素抵抗,其利用率相对减低,出现高糖血症。有时因营养不良、感染等,还可能出现低糖血症。

高糖血症是烧伤早期的共同特征,与烧伤严重程度有关,尤易见于小儿烧伤早期。烧伤后血糖增高是葡萄糖生成增多而组织对葡萄糖利用率相对减低所致。烧伤后血糖水平即急骤上升,并很快达到峰值,升高的血糖起初来自肝糖原分解,肌糖原不能直接分解为葡萄糖,必先经无氧酵解为乳酸,再由肝脏转化为葡萄糖,因此,在早期尚有高乳酸血症。烧伤早期葡萄糖耐量试验常是“糖尿病性”。这种糖尿病性曲线和高糖血症常称为创伤性糖尿病,其原因是胰岛素的分泌量相对不足和胰岛素抵抗。

正常成年男性的糖原储备约500g,其中约75%储存于骨骼肌中,25%储存于肝,少数存于心肌和脂肪等组织中,而可供利用的糖仅150g,肝糖原储备仅75g左右,不到12小时即全部耗尽,即使150g葡萄糖全部利用,也只能供应不到1天的消耗。为了保证主要依赖葡萄糖组织的能量供应,有赖于非糖物质如生糖氨基酸、乳酸、丙酮酸、甘油等转化为葡萄糖的糖异生作用,其中最重要的前体物质是生糖氨基酸。肝脏和肌肉的葡萄糖代谢之间有一个重要的代谢循环,通常称作葡萄糖-丙氨酸循环,即肌肉摄取肝脏所释放的葡萄糖,并把它转化为丙酮酸,再经转氨基作用以丙氨酸的形式释放到血液中,肝脏摄取丙氨酸,将其碳架部分重新转化为葡萄糖,氨基则形成尿素。烧伤后这种代谢循环增强,通过这种机制,肌肉释放大量的丙氨酸(以及谷氨酰胺等其他糖氨基酸)作为肝脏糖原异生的前体物,并将肌肉氨基酸分解所产生的氨基运送到肝脏合成尿素,以避免血氨升高。

葡萄糖代谢受多种激素调节,胰岛素可帮助葡萄糖透过细胞膜进入细胞内,在调节细胞内葡萄糖代谢中具有十分重要的作用,烧伤后胰岛素在血中绝对浓度通常并不低于正常,甚至还较正常为高,但与增高血糖比较,存在胰岛素相对不足。在高代谢期,高血糖和高胰岛素水平并不能满足组织对能量的要求,这是因为外周组织,尤其是肌肉组织产生了胰岛素抵抗现象。自1953年Howard等提出胰岛素抵抗这一概念以来,许多研究者在严重烧(创)伤和脓毒症的患者中证实了这一代谢缺陷,并认为儿茶酚胺、皮质醇、高血糖素和生长激素水平的升高,是组织发生胰岛素抵抗的重要原因。胰岛素抵抗是严重烧伤患者发生能量缺乏的重要原因之一,它使人体处于细胞外高代谢和细胞内饥饿状态,目前尚无有效的方法来纠正这种代谢缺陷。烧伤后血浆胰岛素水平持续升高,但由于存在着高糖血症,胰岛素的相对浓度仍是低的,烧伤后早期单纯补充葡萄糖,大部分葡萄糖不能被机体利用,若同时给予胰岛素,则可增加葡萄糖的利用率。

(二)烧伤后脂肪代谢变化

脂肪是人体的主要能源,正常人体全部脂肪储备分解产生的热量,可为一个健康的成人供能2~3个月。脂肪总量减少1/2或更多一些,对机体不产生明显危害,因此,由脂肪分解供能以减少糖原异生,并保存蛋白质对处于高代谢期的烧伤患者是有利的。(https://www.daowen.com)

烧伤后血浆甘油三酯浓度明显升高,甘油三酯尤以极低密度脂蛋白(VLDL)的形式升高为主,烧伤早期其升高水平与烧伤严重程度有关,并受多种激素调节,其中胰岛素促进脂肪合成,皮质激素刺激脂肪分解。有证据表明,与脂蛋白代谢有关的脂蛋白酶活性受抑是烧伤后血中甘油三酯、胆固醇、磷脂以及必需脂肪酸变化的重要原因之一,循环中甘油三酯从血液中消除的主要机制是脂蛋白酯酶的水解作用,这种酶在毛细血管内皮细胞管腔面,催化乳糜微粒和VLDL水解,骨骼肌和脂肪组织中脂蛋白酯酶活性相对较高,因此,这一过程主要发生于骨骼肌和脂肪组织。脓毒症患者脂蛋白酯酶活性明显降低,脂肪消除能力下降,从而表现为高甘油三酯血症。烧伤后血浆高密度脂蛋白(HDL)明显下降,HDL可调节脂蛋白酯酶活性,并且VLDL转化为低密度脂蛋白(LDL)必须有HDL参与,HDL水平下降,VLDL转化为LDL受限,从而造成血浆甘油三酯升高,而胆固醇、磷脂及必需脂肪酸下降,此外,血浆HDL水平下降将刺激肝脏生成VLDL,从而加重高甘油三酯血症。

脂肪组织中的甘油三酯分解产生甘油和脂肪酸,甘油经血流运送到肝脏后转化为葡萄糖,脂肪酸是重要的能量燃料,能被骨骼肌和肝脏等大多数组织所利用。长链脂肪酸需要肉毒碱作为载体从胞质进入线粒体进行氧化,因此,保持充分的肉毒碱供应是脂肪酸氧化的必备条件。

酮体包括乙酰乙酸、β羟丁酸及丙酮,是脂肪酸氧化的产物,当脂肪酸氧化速率增加,肝脏可产生大量酮体,但肝细胞自身缺乏利用酮体的酶,所以不能氧化酮体,脑、心肌、肾、骨骼肌等组织中均存在活性很强的利用酮体的酶,所以酮体是这些组织良好的能量燃料。肝外组织氧化酮体的速度很快,所以烧伤患者虽有高血糖、高乳酸血症,但尿中却无酮体。

(三)烧伤后蛋白质代谢变化

烧伤后机体蛋白质分解加速,创面丢失蛋白质,出现负氮平衡。分解的蛋白质除用于糖异生供热能消耗外,还由肝脏等合成新的蛋白质供组织修复及机体应急所用。

早在1926年Daidson就对烧伤后负氮平衡进行了描述,此后发现负氮平衡主要是由于机体糖皮质激素升高所致,伤后儿茶酚胺、皮质醇增加,而胰岛素相对不足,这一激素环境促使肌蛋白的分解,烧伤后蛋白质的分解和合成速度均增加,而分解的速度超过了合成,这是烧伤后负氮平衡的主要原因,负氮平衡持续时间与伤情有关,轻、中度烧伤持续数天、数周,重、特重者可达1~2个月。

蛋白质分解所提供的能量占人体总能量消耗的14%~20%,其分解代谢的主要部位是骨骼肌,此外,皮肤、血管及肺、肠道等内脏平滑肌组织也是一个不可忽视的部位,这些部位蛋白质数量少但更新率快。蛋白质分解代谢所产生的氨主要以尿素形式排出体外。一般认为,尿素氮占总尿氮的80%~90%,因此,尿素氮(UUN)排量反映着人体丢失的氮量;烧伤后UUN排出量增加,与烧伤面积成正比。此外,烧伤患者通过创面丢失的氮量也相当可观,烧伤后早期创面丢失氮占总氮丢失量的30%~40%。与其形式的创伤相比,烧伤后氮丢失增加,持续时间更长。

蛋白质分解所释放的氨基酸,除用作氧化供能以及作为糖异生原料合成葡萄糖外,还供肝脏等合成蛋白质,用以修复创面,保存、恢复器官的结构及功能,以及增强机体免疫力。烧伤后机体动用骨骼肌等蛋白质储存库,用以合成蛋白质、氨基酸、葡萄糖、免疫物质等以供修复创伤之急需,这是一种生物学的优先原则,即机体牺牲不太重要的蛋白质库而保证创伤的修复。