饥饿时的代谢变化

由于术前准备的需要或手术创伤的原因，手术患者在围手术期的较长一段时间内往往无法正常进食，使得机体处于饥饿状态。饥饿的本质是外源性能量底物和必需营养物质缺乏。此时，为了维持最基本的生命活动和器官功能，在无外源性营养物质供应的情况下，机体的生存有赖于自身的组织供能，代谢活动的范围和途径随之发生变化，有些正常的活动和途径可能部分或全部停止，而另一些代谢途径被激活或占重要地位，甚至可出现一些新的代谢途径。饥饿时机体各种代谢改变的目的是尽可能地保存机体瘦组织群（leanbody mass，LBM），以维持机体生存。由此可见，饥饿引起的代谢改变的唯一目的是尽可能减少机体的蛋白质消耗以维持生存。

饥饿早期，机体首先利用机体储存的糖原，由于体内的糖原储备十分有限，饥饿24 h肝糖原即耗尽，而且肌糖原不能分解成葡萄糖，因此不能作为饥饿时的能量供给来源。此时，机体主要依赖肝将氨基酸、乳酸及脂肪酸等物质通过糖异生作用转变成葡萄糖。在糖原耗尽后，机体每日的葡萄糖需求则依赖于糖异生作用，这主要是通过体脂、肌肉蛋白分解释放游离脂肪酸及氨基酸来提供糖异生原料。早期饥饿时最主要的糖异生的原料为氨基酸和甘油，肌肉的蛋白质分解成氨基酸后以丙氨酸和谷氨酰胺形式运至肝，每日生成90～120 g葡萄糖，而这意味着每日需分解200 g左右蛋白质。但是，如果长期饥饿患者每日消耗这么多蛋白质，机体蛋白质将很快被耗竭，这将导致机体各种功能的丧失并最终导致死亡。

因此，随着饥饿的持续，机体重要的适应性改变之一是脂肪动员增加，成为主要的能源物质，从而减少蛋白质的消耗。在早期饥饿之后，当糖异生作用占主导地位时，脂肪酸逐渐取代蛋白质作为主要能源，从而减少对葡萄糖及糖异生作用的需求。此时，肌肉增加对游离脂肪酸的利用，约90%的热量由脂肪酸氧化供能。此外，肝也增加对脂肪酸的利用。肝氧化脂肪酸的主要产物是酮酸、乙酰乙酸和β-羟丁酸。因此，饥饿时肝酮体生成是酮体生成酶活性增加及血中游离脂肪酸负荷增加的结果。一旦早期饥饿阶段过去后，肝酮体产生将超过葡萄糖的产生，在此阶段，肝葡萄糖的输出量少于30%机体总能耗量。这些变化的结果是机体更多依赖脂肪而较少依赖蛋白质分解供能，从而使机体能较长时间生存。

在饥饿过程中，随着机体储备能量的不断消耗、内环境的不断改变，机体可发生明显的代谢及生理变化，如内分泌系统紊乱、免疫功能降低、消化能力下降等，而这一切变化的目的是调动身体的一切潜能使机体处于一种高度的应激状态，有利于机体能够更好地抵御饥饿。饥饿时几乎所有激素均参与代谢反应，主要有胰岛素、胰高血糖素、生长激素、儿茶酚胺、甲状腺素、糖皮质激素及抗利尿激素等。这些激素的变化直接影响机体的糖类、蛋白质及脂肪等的代谢。饥饿早期，血糖下降，胰岛素分泌减少，低血清胰岛素水平减少了骨骼肌及脂肪组织对葡萄糖的摄取，增加了肌肉的氨基酸动员及肝的糖异生作用，从而增加葡萄糖的产生，以提供脑及其他葡萄糖依赖组织的葡萄糖需要。胰高血糖素在糖异生阶段，可通过促进骨骼肌释放氨基酸及肝摄取氨基酸而增高血糖水平。另一方面，胰高血糖素可增加脂肪分解，促使循环中游离脂肪酸进行旁路氧化，形成酮体及CO2，在饥饿时酮体形成的代谢中起特殊作用。饥饿时血浆糖皮质激素浓度、半衰期、糖皮质激素的分泌量及持续时间均增加，饥饿时糖皮质激素可通过cAMP作用控制丙酮酸及磷酸丙酮酸之间的转换，增强肝葡萄糖的产生率。此外，糖皮质激素通过糖异生作用增加肝摄取和利用氨基酸，降低骨骼肌蛋白的合成。

另一方面，饥饿可导致机体组成的显著变化，包括水分丢失，大量脂肪分解。蛋白质不可避免地被分解，使组织、器官重量减轻，功能下降。这种变化涉及所有器官，如肾浓缩能力消失、肝蛋白丢失、胃肠排空运动延迟、消化酶分泌减少、肠上皮细胞萎缩等。长期饥饿可使肺的通气及换气能力减弱，心脏萎缩、功能减退，最终可导致死亡。

由此可见，从代谢角度来看，临床上我们应该尽可能避免患者长时间处于禁食状态，术后尽早恢复进食，减少由于长时间饥饿引起的代谢改变及由此可能对患者造成的损害。