營養學/要素膳的生理
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要素膳與正常膳的組成（糖類、脂肪與蛋白質）及能量供應均相近，僅前者含單體的物質而後者則為多聚體的物質，二者對胃、胰分泌及小腸吸收等生理作用是否相同？此外，不同組成的要素膳的生理作用又是否相同？回答這些問題目前還缺乏更多的資料，有的見解還未取得一致。現僅就部分實驗結果列述如下：
（1）對胃分泌的影響到目前為止，幾乎沒有一個實驗能確切地比較要素膳與正常膳對胃分泌的影響。早年，Rivilis等（1973）用正常膳及與正常膳相近的要素膳喂飼具有巴氏小胃的狗。在食後3小時內，正常膳的胃液分泌量約為要素膳的5倍。酸分泌量約為9倍。造成這種差異是由於正常膳較要素膳適口，因心理刺激而引起的。Bury等（1974）為排除心理因素的干擾，將搗碎膳與熱量分配相近的要素膳經鼻胃管飼注入正常人胃中，以pH計測定游離氫離子的濃度，而不以滴定法測定總酸量。結果發現搗碎膳能引起更多的酸分泌，而要素膳並不增加（表39-14）。不過，這種結果也有不妥之處，因並未考慮到要素膳的胺基酸較搗碎膳的蛋白質有較大的酸結合力。以後，Malagelada等（1979）比較經口攝食多聚體膳與胃內管飼勻漿化的多聚體膳，結果發現前者較後者在開始的70min內，可滴定酸度及胃蛋白酶分泌均高。70min後，二者的胃內pH及酸分泌量均相同。作者認為心理因素及食團對粘膜的機械刺激與胃分泌很有關係。要素膳於胃內管飼時，既無心理因素又無機械刺激，對胃分泌的影響推知應該很低。
（2）對胃排空的影響小腸有調節食糜在胃內排空的機制。這種機制是由對高滲性、氫離子、長鏈脂肪酸及胺基酸有反應的各種受體所組成，使每分鐘有一定量產熱的物質進入小腸，並不因膳食的性質（多聚體的或單體的）而改變，如等熱量的葡萄糖或澱粉溶液均以相同的時間排空。Gupta等（1958）以含玉米油、蔗糖及可溶性蛋白質組成的膳食喂飼大鼠，其排空時間與以等熱量的胺基酸代替蛋白質的膳食一樣。不過，Bury等（1974）以等體積（300及600ml）的水、搗碎膳（多聚體的）及二種要素膳（Vivonex與Flexical）經管飼入正常人胃內。結果發現水的排空時間最短，其次為搗碎膳。由於要素膳的高滲性（表39-13），其排空時間最長。鑒於要素膳可以延緩胃內排空時間，所以胃內投給時宜少量多次攝入或連續滴注。
表39-14 不同膳食對胃排空與胃酸分泌的影響
| 排空時間（min） | 酸分泌量（mEq/0.5h） | |
| 水 | ||
| 300ml | 48 | 0 |
| 600ml | 35 | 0 |
| 搗碎膳 | ||
| 300ml | 118 | 6.86 |
| 600ml | 205 | 10.44 |
| Vivonex | ||
| 300ml | 168 | 4.56 |
| 600ml | 288 | 8.84 |
| Flexical | ||
| 300ml | 139 | 5.55 |
| 600ml | 260 | 2.32 |
(3)對胰外分泌的影響要素膳對胰外分泌的影響，由於不同作者的研究方法（投給途徑與時間長短、收集十二指腸液或純胰液）的不同，結果並不一致。如Neviackas等（1976）稱要素膳與正常膳或多聚體液體膳比較，僅有較小的胰分泌刺激作用。Ragins等（1973）稱要素膳注入十二指腸時，不增加胰液的分泌。而Wolfe等（1976）則稱於十二指腸內注入要素膳可以引起胰液量及酶的增加。各作者的結果總結如表39-15。
從表可見，口服或胃內灌入要素膳都較十二指腸或空腸灌入可引起更高的胰分泌。如Kelly等（1976）於90min內以1ml.min-1的速率注入要素膳於具有慢性胰瘺的犬十二指腸中，與注入等滲鹽水及與口服90ml要素膳比較。發現在口服後的30min內，胰液的分泌量及碳酸氫鹽的輸出，較十二指腸注入時的為高。此外，口服或十二指腸注入要素膳引起的胰蛋白分泌較鹽水為高。此外，口服或十二指腸注入要素膳引起的胰蛋白分泌較鹽水為高。他們認為口服與十二指腸注入的差別，在口服時混有胃酸，能引起十二指腸分泌腸促胰液肽（secretin）而刺激胰液的分泌。所以，胰液的分泌量及碳酸氫鹽的輸出隨流入十二指腸的胃酸有關。胰酶的輸出則不問十二指腸是否酸化，或胰臟是否分泌碳酸氫鹽，食後始終保持高水平。以後Vidon等（1978）證實胰酶的輸出隨腸腔內含氮物質的減少（示已吸收）而立即有比例地降低，即無蛋白質需要水解時，酶的分泌亦無必要。由於要素膳易於在近端小腸吸收，如迂加胃的作用而注入十二指腸或空腸，對減低胰液的分泌當為有利。胰臟疾病的患者採用要素膳時，應在小腸投給。
表39-15 要素膳對胰外分泌影響
| 作者 | 途徑 | 時間 | 胰液 | 動物（人） | ||
| 體積 | 酶 | HCO31 | ||||
| Ragins等（1973） | 胃 | ↑ | ↑ | ↑ | 犬 | |
| 十二指腸 | - | - | - | |||
| McArdle等（1974） | 經口 | 3d | ↓ | - | 犬 | |
| Cassim等（1974） | 空腸 | 1h | ↓ | 犬 | ||
| Wolfe等（1976） | 十二指腸 | ↑ | ↑ | - | 犬 | |
| Kelly等（1976） | 經口 | ↑↑* | ↑↑* | 犬 | ||
| 十二指腸 | ↑ | ↑ | ||||
| Vidon等（1978） | 空腸 | 3h | ↓ | ↓** | 人 | |
| Traverso等（1981） | 經口 | 3d | - | 犬 | ||
| 胃 | 3d | - | 犬 | |||
| 空腸 | 3d | - | 犬 | |||
近年，Traverso等（1981）鑒於過去要素膳對胰液分泌的影響意見不一，並觀察TPN與要素膳對胰分泌的差異。特將犬分為12組（每組4犬），其中有4組觀察經口、胃造口與空腸造口攝入要素膳（Vivonex HN）與經口攝入正常膳對胰蛋白酶活力及胰超微結構的差別。結果發現三種途徑攝入要素膳與經口攝入正常膳對胰勻漿可溶部分與亞細胞部位的胰蛋白質酶活力以及胰的超微結構均無顯著差異。此外，與TPN組比較亦無差異（表39-16）。
表39-16 不同膳食對胰蛋白酶活力的影響
| 組別（編號） | 實驗時間（d） | 蛋白酶活力（μmolBAEE.mg-1蛋白質）** |
| 正常膳（Ⅰ） | 3 | 53.2±5.1* |
| TPN（Ⅱ） | 1 | 46.4±5.0 |
| （Ⅲ） | 2 | 53.1±2.8 |
| （Ⅳ） | 3 | 41.0±7.8 |
| 要素膳（Ⅷ）經口 | 3 | 45.2±2.1 |
| （Ⅸ）胃內 | 3 | 42.6±5.1 |
| （Ⅹ）空腸 | 3 | 41.9±2.1 |
*平均值±SEM（标准平均误）
**BAEE（benzoyl arginine ethyl ester,苯甲酰[[精氨酸]]乙酯）
早年，Brown等（1970）證實口飼要素膳3日後，胰勻漿的糜蛋白酶活力僅為對照值的30%。Kerstein等（1976）證實犬經口飼以Vivonex STD6個月，未發現胰超微結構的改變。其他作者證實臨床應用TPN與要素膳後，可降低胰液分泌量及使胰瘺得到閉合。結合上述Traverso等（1981）的結果，短期接受TPN與要素膳可以維持胰外分泌細胞內蛋白酶的正常含量，說明TPN或要素膳實際上可降低蛋白酶的合成與釋放。所以，採用TPN或要素膳於胰腺炎或胰瘺，由於可降低胰液分泌與胰蛋白酶的合成，將有利於治療。
（4）對小腸的影響 要素膳對小腸形態與功能的影響，Nelson等（1978）證實正常大鼠飼以Vivonex後，較正常膳組可以增加空腸的絨毛高（villus height，VH）、降低腸腺高（crypt height,CH）與VH的比值（CH/VH）以及增加鹼性磷酸酶的活力，說明vivonex對成熟腸細胞的存活有改善。但對小腸水吸收功能無影響。作者等稱造成上述結果的原因主要在Vivonex的無渣性，以致直接減低對絨毛的物理刺激，或者間接由於腸內菌叢的改變（見後），也可能由於腸腔營養改為要素膳後，產生不同的體注或神經血管介質而能調節小腸功能與結構。
以後，Nelson等（1981）觀察組成不同的二種要素膳（Vivonex與Flexical）對小腸功能與結構的影響。Vivonex為低脂肪要素膳，氮源為純胺基酸混合物。Flexical為高脂肪要素膳，氮源為蛋白質水解物。經過一個月餵養後，二者均與正常膳組一樣能增加大鼠的體重，都能增加空腸與迴腸的VH及降低CH/VH值。不過，對小腸的水吸收功能則有差別。Vivonex與正常膳一樣，不改變空腸與迴腸的水吸收。而Flexical則降低水吸收。產生這種差別與VH及CH/VH值無關。根據Hegarty等（1979）的意見：不同組成的胺基酸混合物及含胺基酸與低聚肽的水解物能影響水的吸收。二種要素膳的氮源不同，所以對吸收功能的影響也有差異。
腸腔內營養素的存在對小腸上皮細胞的更新與粘膜生長都有刺激作用，而要素膳對維持小腸重量、蛋白質與DNA的含量亦較腸外營養時為佳，但不及含纖維素的正常膳。如Young等（1980）觀察大鼠接受等熱量胃內灌注組成不同的要素膳（Vivonex與Flexical）及經口攝食含纖維素的正常酪蛋白膳對小腸粘膜生長的影響，結果二種要素膳與正常膳比較均可降低小腸粘膜重量、蛋白質與DNA的含量。以後，Young等（1981）又觀察組成不同的要素膳（Vivonex、Vivonex HN、Flexical與Vital）與正常不含纖維素的液體膳對小腸粘膜的影響，以等熱量經口餵養大鼠二周。每組小腸分為8等段，觀測每段的重量、粘膜重量、粘膜蛋白質及DNA的含量。結果發現除Flexical外，其他三種要素膳的近端小腸的上述三項指標均低於正常膳組，而遠端小腸則與正常膳相近。各種要素膳的差異表現在很多方面：如氮源、糖類、脂肪及其熱量分配、NPC/N、維生素、礦物質及滲透濃度。此外，食物纖維素的種類亦多。總之，不同組成的要素膳對胃腸道的影響是有差異的，其原因尚不清楚。至於長期應用某種要素膳對小腸結構與功能的改變尚待繼續研究。要素膳的療效亦可因種類不同而異。
（5）對腸道菌叢的影響要素膳無渣，不適於細菌在腸道內繁殖，估計可減少細菌的種類與數量。然而，過去的報導並不一致，目前又缺乏新的資料加以證實，所以難下定論。早年，Winitz等（1970）採用以葡萄糖為基礎的要素膳（CDD-5）給正常人攝食，二周後腸道菌叢在種屬與數量方面都有改變，尤以擬桿菌、大腸桿菌與腸球菌在開始的一周即顯著減少。不過，Bounous等（1974）經過12日觀察要素膳對糞菌叢的影響，並未發現新鮮糞便的總厭氧菌、需氧菌與大腸桿菌有所改變，僅球菌有明顯的降低。Bury（1974）為避免取糞樣的污染，特於手術中採樣，亦未證實要素膳與液體膳對細菌總體有顯著差異。Bornside等（1975）以一種名為W-T的低渣膳給正常人攝食一周，並未發現菌叢的改變。造成這種矛盾的原因，可能由於要素膳的組成不同。如Winitz等的要素膳以葡萄糖為能源，而Bornside等的則用糊精。雖然如此，由於要素膳的無渣性，必然可使大便次數大為減少（一周一次）。所以，採用要素膳作結腸手術準備，當可減低術後的感染。
（6）對肝臟的影響Young等（1981）以等熱量的4種要素膳及正常膳經口飼養大鼠二周，發現攝食Vivonex的鼠肝脂類總含量顯著高於正常膳的，其次為Vivonex HN，而Flexical與Vital的與正常膳相近（表39-17）。
表39-17不同要素膳經口餵養大鼠對肝脂的影響（數值為脂類占肝重%）
| Vivonex | Vivonex HN | Flexical | Vital | 正常膳 | |
| 肝脂 | 11.7±1.23 | 6.94±1.05 | 4.63±0.23 | 4.36±0.19 | 4.66±0.41 |
造成肝脂沉積的原因可能為一種或多種。其中之一可能如Buzby等（1979）提到的：膳食中糖類/脂肪的熱量分配（%）偏離75/25太遠，則易導致肝脂肪變性。由於Vivonex及Vivonex HN的糖類/脂肪的熱量分配分別為90/1.3及81/0.78，而Flexical為61/30，與75/25甚為相近。其他因素可能由於血漿蛋白、白蛋白與載脂蛋白（apolipoprotein）的合成降低所表現的蛋白質營養不良，以致形成脂肪肝。
 要素膳的性質 | 要素膳的適應證  |
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