營養學/創傷後內分泌變化及其代謝影響

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臨床營養學

外科創傷與營養
- 創傷後內分泌變化及其代謝影響
- 飢餓對代謝的影響
- 麻醉對應激反應和代謝的影響
- 癒合與營養
- 外科營養的重要性
- 外科創傷與營養章節參考文獻

早在1930，Cuthbertson即在外科代謝領域內作出貢獻，他觀察到長骨骨折的病人，尿氮、鉀、磷及硫排出增加，並認為是由於全身反應及局部損傷組織的破壞代謝所致。1942年「可可林」（Coconut Grove）地區大火，引起Moore對外科病人代謝問題的深入研究。1952年發表了《外科病人代謝反應》一書，它是外科史上的一個里程碑，激起了許多臨床醫生及基礎醫學工作者對創傷後機體生理與生化變化的重視和廣泛的研究。觀察到創傷雖有多種多樣，如外科手術、骨折、軟組織損傷、燒傷及意外損傷等，但引起的全身反應是相似的。首先是神經活動的緊急動員，繼而發生內分泌變化，以致代謝改變。其反應的強弱隨創傷的程度而異。

Moore將創傷後的變化過程分為四個階段：①急性損傷階段；②轉折點階段；③代謝合成階段；④脂肪積累階段。

現將四個階段的變化結合新近的認識分別討論如下：

（1）急性損傷階段即垂體-腎上腺功能增進期。約在創傷後1～3天。創傷時，一方面來自損傷部位的疼痛刺激和精神因素，使交感-腎上腺髓質系統興奮，神經末梢及腎上腺髓質分別分泌大量的去甲腎上腺素及腎上腺素，通過下丘腦或腺垂體分泌促腎上腺皮質激素。另一方面局部刺激通過傳入神經，脊髓、腦幹的網狀結構上傳至下丘腦，在大腦皮層的控制下，下丘腦一方面分泌肽類激素，創傷時，肞類激素中的某些成分增多，如促腎上腺皮質激素釋放激素、是甲狀腺釋放激素及生長激素釋放激素，再作用於腺垂體，使促腎上腺皮質激素、促甲狀腺素及生長激素分泌增多。作用於靶組織後，血中腎上腺皮質激素（包括糖皮質激素及鹽皮質激素）、甲狀腺素及生長激素的濃度升高；另一方面使神經垂體釋放出抗利尿激素。

抗利尿激素及鹽皮質激素使機體保鈉排鉀，水份儲留。

對機體物質代謝具深刻影響的是腎上腺素，去甲腎上腺素及糖皮質激素。現分述於下：

腎上腺素及去甲腎上腺素通過與肝細胞膜及肌肉細胞膜上的受體結合，使細胞內作為第二信使的環腺苷酸（cAMP）含量增高，激活蛋白激酶進而使糖原磷酶化酶發揮作用，使肝糖原及肌糖原（體內約75%糖原儲於骨胳肌，25%儲於肝臟）分解為葡萄糖進入血液，抑制脂肪組織、皮膚、結締組織、淋巴組織和骨胳肌攝取和利用葡萄糖，使血糖保持於高濃度。有人觀察到，手術後8～16h體內可利用的糖原幾乎全部耗竭。

為了保證機體的不斷需要，糖皮質激素方面對去甲腎上腺素及腎上腺素的作用起「允許作用」（或隨同作用，即去甲腎上腺素及腎上腺素要在糖皮質激素的參與下，才有效地發揮作用）外，還促進肝外蛋白質（肝臟以外的器官及骨胳肌，由於骨胳肌在全身肌肉中佔45～50%，故肝外蛋白質主要指骨胳肌的蛋白質）分解為胺基酸，經血循至肝臟，經糖原異生作用生成肝糖原，以保證血糖的供應。由肌肉蛋白降解來的丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸及甘氨酸是糖原異生速率最快的原料，特別是丙氨酸，故易於生成丙氨酸的支鏈胺基酸——亮氨酸，異亮氨酸及纈氨酸也是重要原料。糖皮質激素也能促進由糖原分解而產生乳酸，以及脂肪分解而產生甘油，在肝中進行糖原異生作用，但按μmol.h^-1.100g^-1肝汁,糖原異生的速率比為:胺基酸:乳酸:甘油:丙酮酸=91:51:18:12。

去甲腎上腺素、腎上腺素有抑制胰島β-細胞分泌胰島素和拮抗胰島素的作用。創傷後，大量的去甲腎上腺素及腎上腺素強烈地抑制胰島素的分泌和作用的發揮（胰島素的作用是：促進血糖進入肝臟和骨胳肌的利用或合成糖原，或進入脂肪組織轉變為存脂；促進胺基酸進入肝臟和骨胳肌等組織細胞合成蛋白質；以及抑製糖元異生作用）。

糖皮質激素、腎上腺素以及生長激素可促使胰島α-細胞分泌胰高血糖素。胰高血糖素有強烈的促使肝糖原分解為葡萄糖的作用（經動物實驗，按每公斤體重給以0.7μg胰高血糖素，數分鐘內血糖升高50%，此時需25倍的胰島素方能使血糖濃度恢復正常），以致血糖進一步升高。

去甲腎上腺素、腎上腺素、糖皮質激素及胰高血糖素的協同可加強脂肪動員，於是血中脂肪酸及甘油濃度升高，甘油可作糖原異生的原料，脂肪酸可氧化供能。

從上述可見，創傷後第一階段內分泌變化對機體物質代謝首先的影響是使肝糖原及肌糖原分解，血糖升高，以保證主要以葡萄糖為能源的腦組織和外周神經、紅細胞、白細胞、某些吞噬細胞以及腎髓質等組織和細胞在機體應激時的需要。接著蛋白質分解和存脂分解，以保證機體有源源不斷的物質利用。

於是，由於肌肉蛋白的動物，出現負氮平衡，創傷愈重，負氮平衡愈大。由於每克氮代表6.25g蛋白質或相當27～30g濕瘦肌肉組織。所以，每日丟失5～15g氮，相當消耗肌肉組織約150～500g。燒傷、複合骨折以及廣範圍手術，負氮平衡可達30g.d^-1，約相當1kg肌肉。腹膜炎、膿胸、蜂窩織炎所引起的敗血症，或持久飢餓，氮丟失總量可達100g或更多。按70kg成人計，相當全身肌肉重量減輕15%。

由於肌肉蛋白和體脂的動用（大手術後1～2天，體脂消耗每天可達200g以上）表現出明顯的消瘦。

創傷後，生長激素增加，其作用為：①在胰島素存在的情況下，促使胺基酸進入細胞以及DNA與RNA的合成，進而促進胺基酸合成蛋白質。此作用與胰島素的作用相同；②抑制肌肉組織和脂肪組織利用葡萄糖，促進糖原異生，血糖濃度升高，此作用與胰島素的作用相反。

現已查明，創傷後，雖然一方面肌肉蛋白分解明顯加強，以提供糖原異生的原料和熱量，出現負氮平衡，但體內蛋白質的合成並未減弱，包括合成機體代謝所需的各種酶類、抗體、免疫球蛋白、補體、肽類激素、胺基酸衍生物的神經介制裁和其他蛋白質等。

糖皮質激素有促進肝內RNA及蛋白質合成的作用。

創傷後，甲狀腺素的分泌有所增加，其作用是加強去甲腎上腺素及胰島素對糖代謝的作用，促進脂肪組織對去甲腎上腺素、腎上腺素和胰高血糖素的敏感性。因此，總的結果是糖原分解、糖原異生和脂肪動員加強。另外，生長激素髮揮作用時，需有適量的甲狀腺素。

總之，創傷後第一階段，機體內分泌發生變化後，在多種激素的互相協同下，促進或拮抗之中，代謝產生變化。這些變化總的來說有利於機體對創傷刺激的應答，使機體能耐受創傷的刺激。這從以下幾方面情況可以說明：①若用藥物過分抑制機體在創傷後促腎上腺皮摶的激素或腎上腺皮質激素或去甲腎上腺素、腎上腺素的分泌，對機體耐受創傷的刺激都不利，而給以胰島素，葡萄糖及氯化鉀則對機體有利；②體弱的老年人（內分泌應答能力低）或營養狀況極度不良的病人（體內糖原蛋白質及脂肪等營養素儲備不足），再經受創傷，則耐受性差，死亡率高；③嚴重創傷後死亡者的血中糖皮質激素含量很低；④嚴重膿毒症病人，若生長激素分泌抑制以及胰島素的分泌衰竭時，幾乎必定死亡。

當然，機體最好不經受創傷，於不得不經受創傷時（如擇期手術），創傷本身及創傷引起的刺激愈輕愈好，則機體需要作出的應答輕，機體耗損小。因此，外科醫生給病人手術時，術中應控制出血，輸液以保持血容量，操作輕柔熟練，盡量減輕組織的損傷和在漿液腔中留下血塊，消除壞死組織，減輕酸中毒，預防和治療肺功能不全，引流膿液和止痛都能避免創傷反應的加重。而術前與術後適當的營養支持則能增強相體對手術的耐受，安全渡過創傷後第一階段的反應，促使第二與第三階段早日來臨，整個過程早日結束，迅速恢復健康。

創傷接第一階段反應的強弱可分為三組：①輕度損傷——輕微的組織損傷，伴隨暫時性的飢餓而體液丟失很少。如輕度骨折、扭傷、燙傷、裂傷或涉及少量組織的損傷；②中度損傷——較大量的組織損傷，雖有體液的丟失，卻是暫時性的，飢餓時間約3～5天。如大多數涉及軟組織無感染的手術，以及無組織壞死，無大出血的軟組織貫通傷等；③重度損傷：大量組織損傷、組織壞死、敗血症、肺功能不足、長時間缺氧、長時間低血容量。如大面積燒傷、嚴重失血、主動脈瘤破裂、腹膜炎、雙側股骨骨折伴骨盆骨折、戰傷及車禍所致損傷等。

創傷後第一階段機體內分泌的反應，以第①組較輕微，隨著創傷程度加重而加劇；第③組的反應最為強烈。

在創傷後反應演變過程，每個階段的持續時間，也隨創傷的輕重而有增減。

住院的外科病人，大多數屬於第②組，以及部分屬於第③組。

（2）轉折點階段即垂體-腎上腺功能減退期。約在創傷後第4～8天。在第一階段機體的內分泌和代謝經歷強烈的變化後，若無感染或併發症，約從第四天或第五天開始，持續3～4天，內分泌的變化逐漸緩和，去甲腎上腺素及腎上腺素分泌減少，胰島素抑制的情況減輕，胰高血糖素下降，糖皮質激素逐漸恢復正常。此時，組織蛋白質分解和負氮平衡降低，體脂動用減少，出現為代謝的轉折期。此時，機體雖處於負氮平衡,但傷口處的組織能優先獲得修復所需物質,以滿足癒合的需要。此時，若進食或靜脈給以營養，則能很好吸收。病人渴望食物和營養，象未受創傷的飢餓病人一樣，並且情緒好轉，願與人交往和回到生活中來。若營養供給順利，則迅速進入合成代謝階段，肌肉蛋白重新合成迅速出現。

（3）合成代謝階段約在創傷後8～14天。內分泌的變化基本上恢復到傷前水平。並且生長激素及胰島素等促進合成代謝的激素佔優勢。病人食慾良好，每日可攝入8400～12600kJ（2000～3000kcal）熱量，出現3～5g.d^-1的正氮平衡，相當100～150g濕瘦肌肉。由於每日增加不多，故體重增加在短時內尚不明顯，但尿氮排出明顯下降。由於合成代謝的速率（每日～5g正氮平衡）遠較第一階段每日～15g負氮平衡為慢，故體重要恢復到創傷前水平，所需時間遠較第一階段為長。若每周增重1kg，這種速率已令人滿意。病人開始恢復肌力和精力。雖然傷口一期癒合時，不一定為正氮平衡。但正氮平衡對病人肌力和精力的恢復卻是必要的。大部分病人此時出院回家。若此時未能得到營養支持，或不能進食，使機體處於飢餓狀態，雖然內分泌的變化已為進入合成代謝階段作好準備，卻因客觀條件所限而延遲。

飢餓本身對機體也是一種刺激（詳見下節）也能使代謝產生變化，不利於康復。

（4）脂肪積累階段，約創傷後10～14天開始。當體蛋白恢復至正常水平後，在營養支持充裕的情況下，轉變為脂肪積累起來。此時，鈉、鉀、氮都處於平衡，尿量也正常。

從以上所敘可見，病人於創傷後內分泌及代謝反應的每一階段，是否得到適當的治療和營養支持，對其預後及康復都有極大的影響。