《临床营养学》(全本)

第一篇 营养概论

1 热能

1.1 前言

食物在体内经过消化吸收后,在代谢过程中有各种形式的能量转换,以便对外做功,对内维持各种生理机能及其相互协调。研究人体热能代谢的目的在于研究能量平衡。一旦失衡,即有碍机体的正常生活。食物摄取过多,能量的摄取量大于消耗量,剩余的能量以脂肪的形式储存于体内,人体转为肥胖,带来一系列生理功能改变,甚至发生疾病。反之,食物摄取不足,能量的摄取量小于消耗量,人体逐渐消瘦,也会带来一系列不良后果。能量不仅是维持机体正常生活的基础,也影响其它营养素的正常代谢,因此,热能代谢是营养学中应首先考虑的问题。

1.2 人体热能代谢的测定

在人体热能代谢研究中,传统应用的能量单位为大卡也称千卡(kcal)。把一升水加热,其温度从15℃上升到16℃所需要的能(热)量称为1kcal。根据国务院1984年3月3日公布的法令,热量以千焦耳(kJ)为单位。1kcal=4.184kJ,1kJ=0.239kcal。

食物的能量可用弹式热量计直接测得。这种热量计是一个能承受很大压力的钢壁容器,即所谓的“弹”,其中有一可以通电的金属样品皿,放入一定量样品并且充以氧气。此“弹”放于四周有定量水的圆筒内,水与外界隔热。测定时通以电流,因有氧,遇火花样品完全燃烧,释放热量。读出水的温度变化后即可计算此样品所放出的热量。此为精确的直接测定法,但设备与操作均很繁复,应用不便。通常应用是从食物成份表计算食物内糖类、脂肪与蛋白质的含量,然后再分别按其生理热价值计算能量的含量。

人体释放的能量测定有直接法和间接法,间接法又分为循环式和开放式两种。前者的热量计结构复杂,建造费昂贵,多只用于某些特殊的实验研究,一般很少应用。

间接测热法所根据的原理是人体进行物质代谢释放能量时须消耗一定量的氧;测定人体一定时间内的氧耗量即可计算热能消耗量。循环式间接测热法是一个闭合的气体流通循环装置;这一装置依靠活门控制气体定向流通,其中安装有贮存一定氧气量(或已知成分的混合气体)的贮存器,CO2吸收剂(苏打石灰)贮存器及水分吸收剂(浓硫酸或其它吸水剂)贮存器,使之形成一个循环通路。人体通过此装置进行一定时间的呼吸,即可测出其氧耗量。并计算出热能消耗量。这种循环装置的优点是通过一定时间的呼吸,即可得出消耗的氧量,毋须进行气体分析。因为是固定装置,测定时人体不便活动,所以此法多为医院应用于基础代谢率的测定。

大气空气成分比较恒定,O2为20.94%,C02为0.03%,N2为79.03%,其它一些微量气体可略不计;同时,N2在人体气体代谢过程中,既不能吸收利用,也不能从体内增加而经肺排出。因而有可能采用开放式间接测热法以测定人体的能量消耗。测定时人体吸入外界空气,只收集呼出气进行分析,分析所得的O2与CO2的百分比与空气比较,结合一定时间呼出的气体量,即可计算一定时间内的氧耗量和CO2排出量。开放式间接测热法的经典方法是Douglas-Haldane法。这一方法主要是两部分组成。第一部分是通过装有呼吸活瓣的口鼻罩,把人体一定时间内的呼出气体收集于“多氏袋”(Douglas bag)中,然后经气量计测量袋中气量,最后计算成标准状态下每分钟通气量。标准状态采用STPD,即温度0℃,气压101kpa(760mmHg)时的干燥气体。测量气量时,从多氏袋留取一部分呼出气样品准备分析。第二部分是用Haldane气体分析器分析呼出气样品中的O2、CO2的含量。分析结果与外界空气成分比较,结合通气量即可计算得出氧耗量。目前,开放式间接测热法有很大的改进。主要在采用小型干式气量计,采用电极法分析O2与CO2。这两部分整个组装在一个背囊内,受试者穿戴这一装置,可以进行较长时间的能量消耗测定。

食物在体内分解释放能量时,必须消耗一定量的氧,产生一定量的CO2;CO2的产生量与O2的消耗量之间的比称为呼吸商。呼吸商随着体内消耗的能源物质不同而异。

糖氧化时的呼吸商约为1,以葡萄糖为例:

C6H12O6+6O2→6C02+6H20

呼吸商=6mol CO2/6mol O2=6×22.4/6×22.4=1.0

脂肪氧化时呼吸商约为0.7,以(三)软脂酸甘油酯为例:

2C51H98O6+145O2→102C02+98H20

呼吸商=102mol CO2/145mol O2=102×22.4/145×22.4=0.7

蛋白质的代谢过程比较复杂,它在体内未经彻底氧化,仍有一部分O及C与N结合随尿排出,即是尿素等,这部分物质在体外还可继续氧化放出能量。100g蛋白质在体内氧化大约需要138.18g的O2,产生152.17g的CO2,其呼吸商为:

呼吸商=(152.17/44×22.4)/(138.18/32×22.4)=77.47l CO2/96.73L O2=0.8

进食混合膳食时,可先从尿氮计算蛋白质的消耗量。1g尿氮相当于消耗6.25g蛋白质,同时消耗6.04LO2,产生4.84LCO2和释放110kJ的能量。从总的氧耗量及CO2产量中减去蛋白质氧化所消耗的氧量和CO2产量,则可得非蛋白呼吸商。按照下式,可以计算在不同的非蛋白呼吸商情况下,每消耗1LCO2所能放出的能量。这叫做每升氧的能当量。

每升氧的能当量(kJ)=15.962+5.155r R为非蛋白呼吸商。

因此,测定出尿氮和氧耗量后,即可计算热能消耗量。如果不测定尿氧,用总呼吸商计算所得的热能消耗量与非蛋白呼吸商计算所得者相差只是1.1%,所以现在大多直接用总呼吸商进行计算。

从上述推理来看,在一定时间内,测出之呼吸商可以代表体内代谢物质的种类。但是否确是如此,很多人提出疑义。从理论上讲,不可能出现小于0.7或者大于1.0的呼吸商,可是在实际中大于1.0的呼吸商屡见不鲜,小于0.7的也时有出现。导致出现这种异常呼吸商的因素是很多的。临床上长期摄取能量不足的病人或糖尿病患者,蛋白质及脂肪分解加速,糖原异生增多可能使呼吸商小于0.7;人体在劳动过程中,有时因为劳动强度大,通气量过大造成一时CO2呼出过多,有时因为出现体内乳酸蓄积,血液偏酸也使CO2一时呼出过多,所以呼吸商出现大于1.0。体内物质转换,如由糖转换为脂肪,因为糖分子的含氧量相对地比脂肪较多,转换时剩余的氧可供利用,机体可以从外界吸入较少的氧,所以CO2呼出量相对地多,呼吸商即可能大于1.0。可见呼吸商还受到其它因素的影响,并不能据此判断体内代谢物质的种类。同时因为呼吸商为1.0时,氧的能当量为21.12kJ·L-1,呼吸商为0.7时,氧的能当量为19.57kJ·L-1。两个极值相差变很小,所以有的学者主张用“正常”呼吸商0.9以计算每升氧的能当量。

1.3 人体的能量平衡

人体从食物中摄取能量以供给活动的需要,其中包括有基础代谢、劳动代谢和食物特殊动力作用三个方面。

1.3.1 供给人体能量的营养素

人体依靠糖、脂肪和蛋白质三大营养素供给能量。这三种物质在氧化成水和CO2过程中,释放大量的能量供机体应用。

糖在体外充分燃烧,彻底氧化至H2O及CO2时产生的能量为17.22kJ·g-1,这称为糖的粗热价。糖的消化吸收率为98%,在生理研究中,糖的供热量在进行校正后以16.80kJ·g-1进行计算,此称糖的生理热价。糖是体内的主要供能物质,它供给约70%人体所需的能量。脑组织所需能量的唯一来源是糖。这使糖在能量供给上,更具有其特殊重要性。人体虽然可以依靠其它物质供给能量,但必须定时进食一定量的糖,维持正常血糖水平以保障大脑的功能。另外,糖对脂肪的氧化过程也有很重要的作用。

脂肪也是人体重要的供能物质。它在体外充分燃烧氧化的粗热价为39kJ·g-1,生理热价为37.8kJ·g-1。脂肪水解成脂肪酸进入血液而运送到肝脏和肌肉等组织氧化利用。脂肪酸经β氧化形成乙酰辅酶A后,必须进入三羧酸循环才能彻底氧化成水及CO2并释放能量。乙酰辅酶A还可在肝脏形成酮体。在正常情况下,酮体进入血液,在骨骼肌和心肌中再形成乙酰辅酶A,进入三羧酸循环继续氧化代谢。因此,脂肪的氧化必须依赖糖代谢。脂肪是机体储存能量的重要形式,在进行长时间劳动时,它可被动员经血液源源运送到骨骼肌,供给所需的能量。

蛋白体在体内的功能主要是构成体蛋白,而供给能量不是它的主要生理功能。蛋白质分解成氨基酸,进而再分解成非氮物质与氨基。非氮物质进入三羧酸循环被氧化利用。氨基则形成氨或尿素随尿排出。这部分尿氮在体外仍可进一步氧化释放出能量,其量约相当于5.05kJ·g-1蛋白质。蛋白质的粗热价为23.73kJ·g-1。顾景范根据我国资料统计得出蛋白质生理热价为23.73×80.5%-1.25=13.86kJ·g-1。在西方一般蛋白质的消化吸收率为92%,所以其生理热价约为16.8kJ·g-1。

1.3.2 基础代谢

为了比较个体间的代谢率,医学上采用在不影响代谢的一些情况下,进行代谢率的测定,其结果称为基础代谢率。基础代谢的意义是人体为了维持生命,各器官进行最基本的生理机能消耗的能量,如维持正常体温、基础血流和呼吸运动、骨骼肌的张力及某腺体的活动等。测定基础代谢时,受试者应处于完全安静、清醒而舒适的状态。周围环境气温在20~25℃之间。时间应在餐后12~14h以上。如按正常的生活规律安排,晚餐安排在下午6时左右,基础代谢率的测定正好在次日晨6~8时为宜。晚餐膳食须比较清淡以免食物对代谢的影响。从前一天起,受试者即应避免激烈运动,并且在测定前需要安静休息30min以上。

在正常情况下,人体的基础代谢率比较恒定,根据前人的研究成果,一个成年人在保持健康状态的情况下,其基础代谢率20年内不会偏离正常平均值的±5~10%;在同年龄、同体重、同性别的正常成年人群内,有85%的人其基础代谢率在正常平均值的±10%以内。我国人正常基础代谢率可见表1-1。

表1-1 我国人正常基础代谢率平均值[5](kJ·体表面积(m2)-1·h-1)*

年龄 11~15 16~17 18~19 20~30 31~40 41~50 51以上
195.4
[46.7]
193.3
[46.2]
166.1
[39.7]
158.6
[37.9]
157.7
[37.7]
154.0
[36.8]
149.0
[35.6]
172.4
[41.2]
181.6
[43.4]
154.0
[36.8]
146.8
[35.1]
146.4
[35.0]
142.2
[34.0]
138.5
[33.1]

*方括号内数值为“kcal·体表面积(m2)-1.h-1”

临床上用测定值与正常值比较来衡量基础代谢率的高低,在正常值的±10~15%以内者认为是正常的。计算方法,例如年龄为20岁的某男性,测得其基础代谢氧耗量为15L/h。估计正常呼吸商为0.85,可以采用20.42kJ·L-1为氧的热当量。假设此人的体表面积为1.6m2,此人的基础代谢率为15×20.42÷1.6=191.44kJ·体表面(m2)-1·h-1(表1-1)。因此,此人的基础代谢率高于正常值21%。

影响基础代谢率的因素如下:

(1)体表面积 身材大小不同,人体的基础代谢总量的显然不同,基础代谢与人体的体表面积呈比例关系。Rubner早在1894年发现,基础代谢率如果以单位体表面积表示,则比较恒定。因此基础代谢率·体表面积(m2)-1·h-1”表示。人体的体表面积与体重及身高显著相关。三十年代,Stevensen曾经得出我国人体表面积的计算公式。新中国成立以来。国人身材有很大变化,身高、体重都明显增加。赵松山等人于1983年对我国人体表面与身高、体重的关系进行了研究,得出我国成年人的体表面积可以按下式计算:

A=0.00659H+0.0126W-0.1603

A:体表面积(m2

H:身高(cm)

W:体重(kg)

我国营养学会根据近期的调查,1981年提出我国18~40岁的成年男性平均身高为170cm,体重为69kg,女性平均身高为160cm,体重为53kg。在此平均值±10%的范围内,应视为正常体重。

Kleiber从实际应用出发,曾提出基础代谢率的正常值若以每小时表示,则为3×体重0.75若以第24h表示,则为70×体重0.75。这一标准可以应用于任何身材大小的动物。还有人认为代谢率与代谢活跃的组织关系密切,提出基础代谢率应以“去脂体重”(Lean bodymass)表示。但由于“去脂体重”的测量和计算方法现时尚未广泛普及,所以采用者不多。

(2)年龄性别 女性的基础代谢率略低于男性。婴儿时期,因为身体组织生长旺盛,基础代谢率最高,以后随着年龄的增长而逐渐降低,参看图1-1。

不同性别与不同年龄的正常基础代谢率

图1-1 不同性别与不同年龄的正常基础代谢率

(引自Guyton,AC:Textbook of MedicalPhysiology.p.883.Philadelphia W.B.Saunders Co,Lodon,1981)

(3)环境温度与气候 环境温度对基础代谢有明显影响,在舒适环境(20~25℃)中,代谢最低;在低温和高温环境中,代谢都会升高。环境温度过低可能引起不同程度的颤抖而影响代谢升高;当环境温度较高,因为散热而需要出汗,呼吸及心跳加快。因而影响代谢升高。

(4)甲状腺功能 甲状腺素可以增强所有细胞全部生化反应的速率。因此,甲状腺素的增多即可引起基础代谢率的升高。基础代谢率的测定是临床上甲状腺机能亢进的重要诊断指征之一。甲状腺机能亢进者,基础代谢率可比正常平均值增加40~80%,甲状腺机能低下者,可比正常值低40~50%。

(5)其它因素 影响人体基础代谢率的还有药物及交感神经活动等一些因素。食物对基础代谢的影响,将在食物特殊动力作用一节中详述。

1.3.3 劳动代谢

劳动代谢包括在生产与生活中全部体力活动的热能消耗。体力活动是影响机体能量消耗的主要部分。常见的中等强度劳动,其氧耗量的大约是基础代谢的4~5倍,较强劳动是基础代谢的7~8倍,有的极强劳动可达基础代谢的14~15倍。

糖在体内的分解代谢有两种形式。如果劳动强度适宜,人体的循环和呼吸系统能够供给骨骼以充分的氧,糖的代谢则为有氧氧化。1mol葡萄糖彻底氧化,可以净合成38mol的ATP,释放2881.20kJ能量。人体进行很强的劳动时,一时摄取的氧量不足,骨骼肌所需的能量则从糖的无氧酵解代谢获得,此时糖酵解为乳酸。1mol葡萄糖经酵解净合成2molATP,释放218.40kJ能量。人体进行劳动时,骨骼肌能否得到足够的氧,取决于肺通气量、血流输送的氧量及肌细胞对氧的利用。开始劳动时,机体的氧摄取量不能即时达到骨骼肌需氧量的水平,机体先动用肌细胞内储存的高能磷酸化合物(如ATP和磷酸肌酸)及(或)糖的无氧酵解以供给即时所需之能量。这时人体的氧耗量急剧增加,经一段时间后,氧耗量才达到一个稳态(steady state),这段时间大约为2min。2min内机体的供氧量小于需氧量,不足的氧量称之为氧缺乏(oxygen deficit)。氧缺乏的大小随劳动强度而异。劳动强度适宜时,氧的摄取量可满足需要,体内储存的高能磷酸化合物在劳动中可得到补偿,产生的乳酸也可以部分继续氧化,体内不再进一步蓄积。因此,氧耗量表现为稳态。劳动强度过大时,氧的摄取量始终小于需要量,机体进行这种劳动主要依靠糖的无氧酵解供给能量,乳酸在体内蓄积,氧耗量不能呈现稳态。劳动停止后,需要一段较长的时间,氧耗才能回到安静水平。这部分劳动后超过安静水平的氧耗量即是氧债(oxygen debt)。次极量(submaximum)以下的劳动,稳态的氧耗水平的高低与劳动强度呈比例关系,对这种劳动只须测定劳动时的氧耗量,即可测知该项劳动的热能消耗量。对于过强的劳动。除测定劳动时的氧耗量以外,还必须测定劳动后的氧债。劳动代谢的供能特点见图1-2。

不同强度运动的氧耗量变化过程图解

图1-2 不同强度运动的氧耗量变化过程图解

(a)运动的第一分钟氧耗量逐渐增加;以后,当氧摄取量能满足需要时则趋于平稳。运动停止后,氧摄取量逐渐减少,以偿还“氧债”

(b)自行车功率计上,在5~6分钟之内完成不同负荷的运动量时,氧摄取量变化的图解。

(c)b图实验中氧摄取量与运动功率的关系。250Watts已达到此一受试者的氧摄取能力的最大值,以300watts继续运动,未能引起氧摄取量的进一步增加,所增加的功率依靠无氧代谢完成。此人的最大有氧代谢能力为3.5L/分(可写成VO2max)。各种功率运动时血乳酸浓度也列于图中。

(引自Astand,P.O.et al:,Textbook of WorkPhysiology.MeGraw-Hill Book Company,New,York,1977.p.296)

在前面的讨论中,人体基础代谢率以每平方米体表面积每分钟的能量消耗表示。在劳动代谢中,因为体力活动总是移动身体,所以劳动代谢率以每公斤体重每分钟能量消耗表示为佳。劳动代谢的强度可以用氧耗率表示,如“L·min-1或ml·kg-1·min-1”,也可以用能量的单位表示。有的学者为了使劳动强度与安静代谢之间的关系有一较明了的概念,主张用“梅脱”(met)表示。其含意是安静代谢的倍数。1met相当于安静代谢的氧耗量;所谓2met即指需要2倍于安静代谢的氧耗才能完成的劳动。成年男性的安静代谢率约为250ml·min-1女性约为200ml·min-1。沼尻章吉建议用相对代谢率(relative metabolicrate,RMR)其意义与met近似,计算方法如下,表示净劳动氧耗量是基础代谢的多少倍。

相对代谢率=(劳动代谢-安静代谢)/基础代谢

1.3.4 食物特殊动力作用(specificdynamic action,SDA)

人体的代谢因进食而稍有增加。譬如,某人基础代谢率为168.80kJ·h-1,当摄取相当于168.80kJ的食物,并处于基础代谢条件下,经测定,这时的代谢率不是168.80kJ·h-1而是176.40kJ·h-1。显然,这部分增加的代谢值是因进食引起的。这一现象最早为Rubner发现,他称之为“食物特殊动力作用”。食物特殊动力作用与进食的总热量无关,而与食物的种类有关。进食糖与脂肪对代谢的影响较小,大约只是基础代谢的4%,持续时间亦只1h左右。但进食蛋白质对代谢的影响则较大,可达基础代谢的30%。持续时间也较长,有的可达10~12h。食物特殊动力作用的机理,是食物在消化、吸收和代谢过程中的耗能现象。例如,某些酶的活力增加,代谢过程中某些物质在细胞与间质间的主动转移等,氨基酸的脱氨基作用的耗能现象更加明显。Krebs曾经报道蛋白质的特殊动力作用引起的能量消耗增加与体内尿素的产生有关;Cairnie等人在股骨骨折的动物实验中,也观察到产热量与氮排出量平行地增加,并且认为这是因组织蛋白分解而增加氨基酸代谢所致。但Garrow等人的实验又不能说明进餐后代谢率的升高与尿素的产量有任何关系[11]。对于人体劳动时的食物特殊动力作用,有人在实验中发现几乎是安静时的2倍。由于这样,人体进行劳动或运动时,机体不仅要供氧给运动的骨骼肌,而且要耗氧于食物影响的产热过程,输氧系统负担加重,影响人体的耐力。如何使人体避免这种额外的负担,而又处于供能充分的最佳状态,所以,食物特殊动力作用仍然是需要进一步研究的课题。食物特殊动力作用在热能需要量的计算中,仍然不甚明确,也不统一。首先是食物的种类,食物引起的耗能增加,在热能需要量应占多少比例?其次是在劳动条件下应如何计算?一般认为对高蛋白饮食习惯者,食物特殊动力作用约占总热量的10%。我国营养学者主张一般膳食的食物特殊动力作用约占总热能需要量的6%。计算方法:

设 A为一日热能需要量;

C为生活观察一日热能消耗量;

6A/100为食物特殊动力作用。

计算式为:A=C+6A/100

简化之则得: A=10C/9.4

1.4 人体的热能需要量

在24h内,人体从事各种活动所需要的能量,即是热能需要量。热能需要量是营养素需要量中应该首先考虑的项目。除了它是机体维持生命活动的基本条件外,对于其它营养素的需要量也有很大影响。1981年中国营养学会对我国人的营养素需要量进行了修订,其中热能需要量见表1-2。

1.4.1 热能需要量的研究方法

(1)生活观察法对被观察者24h内的各种活动进行观察,记录其持续时间,归纳同类活动的总时间,然后根据各种活动的热能消耗率计算每种活动的热能消耗量。最后计算出全天热能消耗量。具体方法是用时表按时间先后顺序记录每个动作的起始时间;下一活动的起始时间减去上一活动的起始时间,即是上一活动的持续时间。并记录某一活动时的环境条件、动作的姿势及对象的反应等。此外进行观察期内的膳食调查,计算热能摄取量。根据观察和调查的结果,比较热能消耗和摄取在量方面的平衡情况和质方面的分配情况,最后作出评价。进行生活观察法时应注意两点:①根据研究目的,挑选具有代表性的观察对象;②工作日的代表性,工作日的内容,在具体情况下可能变化很大,应事先规定典型工作日的内容,不能因其它事情干扰观察日的劳动内容。计算热能消耗量和摄取量时,要应用各种活动热能消耗率和食物成分表[17,18]两个资料。在这两方面能够作些实地测定,其准确性就更高。尤其对某些特殊地区、特殊工种更应注意。

表1-2 膳食中热量供给量(kJ·d-1)(kcal·d-1)①

初生~6个月
6~12个月
婴儿(不分性别)②
504(120)
420(100
1岁以上
2岁以上
3岁以上
5岁以上
7岁以上
10岁以上
儿童(不分性别)
4620(1100)
5040(1200)
5880(1400)
6720(1600)
8400(2000)
9240(2200)
13岁③
16岁④
少年
男 女
10080(2400) 9660(2300)
11760(2800) 10080(2400)
极轻体力劳动
轻体力劳动
中等体力劳动
重体力的劳动
极重体力劳动
孕妇
乳母
成年
男(体重60kg) 女(体重53kg)<

■[此处缺少一些内容]■

1.4.2 不同职业的热能需要量

不同职业与劳动强度是影响热能需要量的最主要因素。劳动过程能量消耗取决于两个方面,一是单位时间内的劳动强度,二是劳动持续时间。单项操作的劳动强度,以单位时间内的热能消耗率作为划分强度等级的标准。在日常生活中,各种体力活动的强度相差很大,有的是任何人都可以经久不息地整日进行的极轻活动,有的活动只有强体力的人才能担负,甚至只能坚持数秒钟。中国营养学会于1981年把各种常见的劳动大致分为五个等级[16]。我们根据过去实际测定的热能消耗率的结果,以这五个等级划分了相应的热能消耗率水平,现归纳于表1-3。Christensen[19]于1953年提出了一个适合西方的划分等级的标准;于永中等于1964年也提出了一个我国劳动强度的分级标准。

表1-3 不同强度劳动项目举例及热能消耗率的划分

劳动强度等级 工作内容举例 热能消耗率
kJ·min-1 kJ·kg-1·min-1
极轻 以坐着为主的工作,如办公室工作,组装或修理收音机、钟表等 ~9.62 ~0.16
以站着或少量走动为主的工作,如店员售货,化学实验操作,教员讲课等 9.66~14.43 0.16~0.24
以轻度活动为主的工作,如学生的日常活动,机动车驾驶、电工安装、金工切削等 14.43~20.50 0.24~0.34
以较重的活动为主的工作,如非机械化的农业劳动、炼钢、舞蹈、体育运动等 20.50~26.50 0.34~0.44
极重 以极重的活动为主的工作,如非机械化的装卸、伐木、采矿、砸石等 26.50~ 0.44~

全天生活中,因为业余时间内的活动因人而异,并且一个人在不同的日期也可能相差很大,所以影响8h业余时间内的能量需要变化无常,从而对全天热能需要量的影响也很大。因此,对评定各工种的热能需要量和劳动强度问题,很多学者以8h工作日作为评定标准。对某一工种的热能需要量,除考虑该工种主要劳动项目的热能消耗率之外,还应该考虑时间。一个工种工作日的热能消耗量与主要劳动项目热能消耗率之间的关系,在持续进行的轻劳动工种大致是成比例的,但大多数工种不一定呈比例关系。有的劳动项目强度很大,人体不可能在8h内持续进行,所以一个工作日内的活动情况多有变化,需要观察整个工作日的活动,不能仅以主要劳动项目的单位时间的劳动强度为依据。

Lehmann与Muller曾经在1953年分别建议21kJ·min-1为能坚持8h劳动的最大强度,亦即10080kJ·8h-1,这是工作8h的耐受上限[23]。Lehamann1958年又提出65kg体重的男性劳动代谢允许量为8400kJ·8h-1[24],Bena等人于1963年提出的是6300kJ·8h-1(65kg体重),印度Sen等人建议5040kJ·8h-1(50kg体重)[26]。把这三个标准统一计算成60kg体重,则分别为7770kJ·8h-1,5817kJ·8h-1,6048kJ·8h-1;亦可分别相当于18.40kJ·min-11,13.48kJ·min-11,14.07kJ·min-11。这种水平属于中等强度劳动。如果作为一个工种,必须月复一月,年复一年地进行劳动,这样的强度是比较合宜的。因此,8h工作日的热能消耗以5880~8400kJ·8h-1为合宜。

1.4.3 影响热能需要量的其他因素

除了劳动条件外,还有一些其他因素对热能需要量也有很大的影响。

(1)年龄婴儿、儿童因为处在生长发育旺盛时期,如果以每公斤体重的热能需要表示,婴儿最高,以后逐渐降低。一般3个月内的婴儿为504kJ·kg-1,3~5个月为483kJ·kg-1,6~8个月为462kJ·kg-1,9~11个月为441kJ·kg-1,1~3岁为420kJ·kg-1,至成人则为168kJ·kg-1。如果以个体而言,从婴儿时期起,逐年明显增加(表1-4);在成年20~39岁的时期内,热能需要量比较稳定;然而自40岁以后又逐年递减,至70岁时只有青年人的70%(表1-5)。

表1-4 婴儿、儿童及青少年的热能需要量[13]

年龄 体重(kg) 维持生理活动(kJ·d-1) 生长(kJ·d-1) 活动年需(kJ·d-1) 合计(kJ·d-1)
3个月 4.6 1533 537 239 2310
9~12个月 9.6 3360 252 630 4242
2~3岁 13.6 4284 126 1302 5712
4~5岁 17.4 5040 147 2037 7224
9~10岁 31.3 7350 126 2688 10164
16~17岁 60.3 10500 252 2268 13020

表1-5 成年人热能需要量(kJ·d-1)与年龄的关系[13]

年龄(岁) FAO/WHO(1973)
男 (60kg) 女(55kg) 与20~39岁比
20 ~39 12600 9240 100
40~49 11970 8778 95
50~59 11340 8316 90
60~69 10080 7392 80
70~79 8820 6468 70

(2)地区的气候影响一般认为气温低的地区热能需要量趋向增加,大约在20~30℃之间为一舒适带,气温过高代谢又趋于增强。联合国粮农组织(FAO)1950年规定年平均气温10℃为营养需要量的标准条件,每降低10℃热能需要量增加5%,1957年改为3%。于守洋[27]在总结1949~1957年我国东北,华中和华南一些地区的调查结果后,认为环境气温能影响人体的热能代谢,同时还影响体重,进而又影响热能代谢。他认为由于环境气温和体重两个因素的影响,我国东北地区成年居民的热能需要量比华中地区男子应高8%,女子应高7%;比南方地区男子应高13%,女子应高12%。

1.4.4 热能代谢状况的评价

热能代谢状况的评价大致有质与量两个方面。热能代谢状况的好坏对临床病人不仅影响疾病的痊愈,严重的可以危及生命的维持;对于病后也会影响到康复的进程;对于正常人则将影响健康和劳动能力的保持。

在量方面,热能代谢平衡情况是一个日益重视的问题。人体的热能代谢在消耗与摄取之间应以平衡为佳,不宜形成负平衡,亦不宜形成正平衡。负平衡,即摄取量小于消耗量,其结果是人体逐渐消瘦,并且影响其它营养素的代谢,生理功能紊乱,全身浮肿,抵抗力降低等等。若体重低于正常值的10%,为轻度热能缺乏;低于10~20%者为中度缺乏,可以影响身体功能;若低于30%以上时,则为严重缺乏,低于40%以上将危及生命。如果热能摄取量大于消耗量,呈正平衡,则体内脂肪沉积,逐渐肥胖,体重持续增加,并带来一系列损害、心脏负担过重,尤其是左心室更甚;高血压,血脂过高,进一步损及心血管系统;肾脏、肺脏和胆囊等也易于罹及疾病。称量体重,有两点应加注意,第一是标准化,应在一定时间及相同条件下进行,排除衣服、进食与大小便等对体重的影响;第二是应较长期地称量,以观察变化的趋势。此外,许多学者建议用体脂的百分率来衡量。我国成年男子正常体脂含量为体重的13.2%,西方人为15%。McArdle等人提出,男性体脂超过体重的20%,女性超过30%即属于肥胖[1]。体脂的测量,现时多用比较简便的皮褶厚度测量计算法。刘广青等人于1982年得出一个我国成年男子求体脂百分率的计算公式[28]。以mm为单位,测量三头肌、肩胛骨下和髂部皮褶厚度,然后按下式求出体脂百分率。

F(%)=0.91137S1+0.17871S2+0.15381S3-3.60146

F(%)为体脂百分率,

S1、S2、S3分别为三头肌、肩胛骨下及髂部皮褶厚度(mm)。

虽然热能代谢失衡是体重过重或过轻的主要原因,但不应忽略与内分泌疾病或恶性肿瘤加以鉴别。

热能代谢评价在质的方面主要是供能三大营养素的合理分配百分率的问题。人体除了总的能量需要以外,对蛋白质、脂肪、糖三大营养素都各有一定的需要量,尤其是对于婴儿、少年、孕妇、乳母、卧床病人及病后恢复者更为重要,否则将会有不同的生理功能紊乱,甚至引起疾病。我国营养学者根据经济现状及饮食习惯,提出如下三大营养素分配百分率的建议如下:

糖………………………………占总热量的65%~75%

脂肪……………………………占总热量的15%~20%

蛋白质…………………………占总热量的10%~15%

这是积多年不同地区膳食调查的结果,符合我国国情,同时也能保障人民健康。关于三大营养素各自在营养学中的重要意义,请参阅各有关章节。

1.5 临床病人热能需要量问题

临床上比较严重的病人倾向于分解代谢,并且由于不能或不愿意摄食,常常造成热量摄取不足,体重持续减轻。因为病人的能量代谢的测定很困难,从而也就缺乏比较准确的病人能量平衡计算。在早些年代,肠外营养补充的方法也比较缺乏;同时,临床医生一般认为体内的能量储备足以应付卧床时期暂时的能量供给不足。因此,临床病人的能量补充问题,在那些年代没有得到应有的重视。这样就导致疾病向坏的方面发展,或者延长病后恢复,有的甚至贻误救治。

1.5.1 体重的维持

临床病人体重减轻是最普遍的,但未得到应有的重视。一般总是待体重极度减轻,以至产生症状的时候才加以注意。已经观察到、减轻的体重量占原体重30~40%时即会危及生命。病人一般经过休克期后即进入分解代谢期,此时期内病人的身体一般状态的维持将决定病程的变化;在此时期内对病人体重的观察,犹如在休克期内观察血压的变化一样重要。在排除脂肪和水的变化后,体重的变化实际是一个表示身体细胞质量(body cell mass)变化的指标。体重减轻的程度与快慢与病人的病情或伤势的轻重呈比例。越是严重的病人越是需要在治疗过程中观察体重的变化。因此,有人也把体重称之为“生死倏关的指征”(Vital sign)。体重的变化是身体成份中蛋白质、脂肪和水三者变化综合的结果,其中以水的变化最大,能影响临床医师对体重的观察和分析。不过,对体重的变化加以密切注意,并观察影响体重各因素每天的平衡情况,对于分析身体成分的变化及决定治疗的侧重面等将是很有利的。每一名患者的病历中应记载住院时或住院前的平常体重,以便作为日后观察体重增减的参考。

在严重外伤或感染的病人中,由于不能和不愿时进食,他们体重的减轻似乎总是和饥饿联系在一起。但是kinney比较了Keys与Bendict的研究结果后,认为正常人处于半饥饿状态下,体重减轻的速率只是全饥饿的人或处于分解代谢状态下的病人的六分之一[10]。可见病人体减轻愈快,其预后愈坏。这是否与所减少的身体组织成分不同有关?Kinney[2]观察了手术后的严重外伤病人,得出前者蛋白质的丧失占减轻的体重的6~8%;后者体重在3周持续减轻的情况下,蛋白质的丧失也只占减轻体重的12%。Iampetro观察半饥饿与全饥饿者,蛋白质的丧失很接近,分别为9.7%、11.4%。所以,初步认为蛋白质的丧失与减轻的总重量有关,而体重减轻的原因关系不大[10]。

1.5.2 氮代谢与能量供给的关系

人体能量代谢与氮代谢有很密切的关系。病人在急性分解代谢占优势的状态下,为了达到最佳的氮平衡,确定适宜的热能摄取量,则显得更为重要。前人的实验观察到正常人摄取不含氮的食物时,每4.2kJ(1kcal)基础代谢需要排出1.35mg尿氮。如果以全天安静代谢7560kJ计算,加上粪便和汗液排出的氮,一个平均体重60kg的人需要排出的氮则为3.4g;再考虑到疾病能影响蛋白质利用率降低,氮的全天排出量将会增加到4.8g。临床外科及发烧病人尿氮排出量增加及血液尿素氮增加是蛋白质分解及糖原异生作用加强的结果,严重的外伤或传染病人,氮的丧失可以累计到150g,有并发症的三度烧伤病人,甚至可达300g以上。身体氮丧失过多,表示身体细胞的破坏。病人体氮丢失主要来自肌肉组织,而内脏蛋白质则在以后才被消耗。

Calloway等人在总结一些代谢研究工作的基础上,认为蛋白质摄取量充足时,能量的供给量则是氮平衡的决定因素;反之,能量供给充足时,蛋白质摄取量即成为决定因素。Goodlad与Munro曾在三种蛋白质摄取量和高与低二种能量摄取水平鼠实验中,结果表明分别增加能量与蛋白质摄取量,能都改善氮平衡的状况。Elwyn等人在10名外科病人中观察到病人的氮平衡与能量平衡呈直线相关,而与热能摄取量的关系不显著。大约每增减4.2kJ能量平衡,即可使氮平衡增减1.7mg。此一数字与正常人很接近。当能量处于零平衡时,摄取173mg·kg-1的氮,只有微量的正平衡,可是此量几乎是正常人维持零氮平衡的两倍。

1.5.3 临床病人能量需要的计算

对临床病人的能量供给是一个很重要的问题,也是一个比较复杂的问题。与正常人的热能需要要量不同,在临床上比较多注意的是其供应不足的一面。这是因为:①凡是较重的病人大致都有食欲减退、厌食的症状,以及其它许多原因,使病人不能正常经肠胃进食;②在发烧、外伤病人尤其是烧伤病人的分解代谢严重或者是高代谢(hypermetabolism)时,能量消耗增大,对营养素的需要增加。这样,首先是造成能量供给不足,从而影响体重稳定和氮平衡的维持,最终造成总的营养不足。因为营养不足,疾病的治愈率受到严重影响,而大大增加死亡率。例如,伤口易于崩裂,创面愈合延迟;抗体产生受损,对感染抵抗力降低,如并发肺炎、褥疮等;某些重要器官功能受损,如肝脏解毒能力下降,呼吸肌功能丧失,某些重要酶的活力降低等。因此,近二三十年来,临床医学对病人的营养支持相当重视,特别是对于高分解代谢的患者更为注意。但是,对严重病人的能量补充,并不是越多越好。如果补充过量,反会引起血糖过高,肝功能异常、脂肪肝以及血液尿素氮过高等弊端。能量补充的最基本目的是:分解代谢期在于维持能量平衡,从而维持氮平衡,保证身体各种功能以利于病人与疾病作斗争;合成代谢期则应把消耗量和体内合成代谢需要的能量合计在内,以利于病人尽快恢复。

表1-6 临床病人能量需要量的确定

能量需要量可按下式计算:
正常基础代谢率①×应激因素②×1.25③=维持体重的能量需要量+4200kJ④=增加体重的能量需要量
①正常基础代谢率可按专著标准计算式计算(一般为6300~7560kJ·d-1)不同身材大小成年人的安静代谢率可按下列数据取值:
体重(kg) 50 55 60 65 70 75
kJ/d 5527 5926 6338 6728 7115 7493
②“应激因因素”按不同病程校正为正常基础代谢率
应激因素
轻度饥饿 0.85~1.00
手术后(无并发症) 1.00~1.05
癌症* 1.10~1.45
腹膜炎 1.05~1.25
严重感染或复合创伤* 1.30~1.55
烧伤* 1.50~1.70
*按病程发展范围的比例取值
③为满足人轻微活动及配合治疗的需要,按增加正常基础代谢率的20%~25%进行调节。对于瘫痪、绝对卧床及进行人工呼吸的病人,此步调节可省略。
④以合成代谢为目的能量需要,可在维持体重的能量需要量上再增加4200kJ·d-1+。这样大约可增加体重0.908kg/周。但需要指出对严重病人加以特别护理的主要目的是维持体重而不是增加体重。

住院病人能量代谢的增加,一般男性大于女性,青年人大于老年人,肌肉壮实的人大于瘦弱的人。严重病人起病的开始一段时间的能量消耗是最难确定的,大约可达21000~25200kJ·d-1。有些病人因食欲减退,处于半饥饿状态,能量消耗可比正常低约10~30%。病人的活动量不大,因而受体力活动的影响不大。活动为坐在病床旁边的病人,全天的能量消耗大约比基础代谢增加5~10%;在床下稍事活动的病人,也不至于增加基础代谢的20%。发烧病人因体温过高,可以影响代谢增加,大约体温每升高1℃,代谢增加13%。对于临床病人,能量消耗的实际测定是很困难的。有的作者用长时间气体代谢测定法结合尿氮测定进行过研究,应用很不方便[2]。比较迫切需要对能量消耗作出估计的,又几乎都是危重病人,进行实际的能量消耗测定则更为困难。因此大多数都是按各种病情与安静代谢比较进行估计。Elwyn等人介绍了Harris与Benedict计算安静能量消耗(rest energy expenditure,REE)的计算如下:

REE(男)=(66.4230+13.7516W+5.0033H-6.7750A)·4.2

REE(女)=(655.0955+9.6534W+1.8496H-4.6756A)·4.2

式中A为年龄(岁),H为身高(cm),W为体重(kg),REE为kJ·d-1。Kinney在参考大量研究工作的基础上,总结了各种类型疾病患者能量消耗与安静代谢的关系(图1-3)。参照此图即可按不同类型疾病及病情计算病人的能量需要量。

急性分解代谢安静能量消耗量的增加数与部分饥饿时减少数的比较

图1-3 急性分解代谢安静能量消耗量的增加数与部分饥饿时减少数的比较

(引自Fischer,JE;Surgical Nutrition.p.119Little,Brown and Company,Boston,1983)

Apelgren等人在讨论严重病人的营养补充时提出了一个简化的计算方法(表1-6)。他们认为大多数特护病房内的严重病人的能量需要很少超过基础代谢率的20~30%。烧伤病人的热能需要量是最大的,但他们常常可以经口或管饲喂养。这几位作者认为。对于平常身材的人,一般8400~12500kJ·d-1足以维持体重的稳定。

参考文献

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2 蛋白质

2.1 引言

蛋白质既是构造组织和细胞的基本材料,又与各种形式的生命活动紧密相联。在临床上,疾病的发生和预防、治疗和预后,也都和体内蛋白质的营养状况息息相关。

目前蛋白质的研究在化学结构、空间构象、生物功能及其调节控制等方面都有很大发展,只有在蛋白质的生化基础上理解蛋白质的营养意义,才能更好地在临床上应用。

2.2 蛋白质的生化

2.2.1 蛋白质的化学

蛋白质分子是生物大分子,分子量约从5,000到数百万。其基本单位是氨基酸,通式为:

由于氨基和羧基都在α-C上,故称为α-氨基酸。式中R表示侧链。侧链不同,氨基酸的种类就不同。组成蛋白质的氨基酸一共有20种,各氨基酸按一定的排列顺序由肽键(酰胺键)联结成长链。肽键是由一个氨基酸残基的α-羧基和另一个氨基酸残基的α-氨其组成,如下所示:

一个蛋白质分子由一个或几个肽链组成,每个链大约含有20到几百个氨基酸残基。肽链的氨基端称为N-端、羧基端称为C-端。蛋白质有一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。一级结构只指肽链中氨基酸排列的顺序,二至四级结构表明主、侧链空间排列的关系。分子量超过1,000,000的蛋白质都有四级结构。

按照氨基酸侧链及氨基与羧基的数量,可将20种氨基酸分为三类(表2-1)。

这20种氨基酸在体内能参与蛋白质合成,都是人体所不可缺少的。其中异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸(表2-1)9种,在体内不能自行合成,或合成速率不能满足机体需要,必须由食物供给。这些氨基酸称为必需氨基酸。9种中的组氨酸是婴幼儿必需氨基酸,婴儿缺乏时患湿疹。其余11种在体内能自行合成,称为非必需氨基酸。但是半胱氨酸和酪氨酸在体内能分别由蛋氨酸和苯丙氨酸合成,这两种氨基酸如果在膳食中含量丰富,则有节省蛋氮酸与苯丙氨酸两种必需氨基酸的作用,因此有时称为半需氨基酸。

注:*必需氨基酸 **脯氨酸的全结构,不是R结构

蛋白质合成后,分子中某些氨基酸的衍生物。如两个半胱氨酸可借二硫键结合形成一个胱氨酸;胶原中的赖氨酸可羟基化成为羟赖氨酸;肌肉蛋白中的组氨酸经甲基化合成3-甲基组氨酸等。这些衍生物或者被排泄或继续分解代谢,不能再合成蛋白质。

从氨基酸的结构看,除甘氨酸外,其余氨基酸的α-碳原子都是不对称的,因而都具有旋光性。将α-碳原子的构型和甘油醛比较,可以见到蛋白质中的氨基酸都是L型的。L型和D型氨基酸的代谢反应不同,人体能利用所有的L型氨基酸而对D型的仅限于蛋氨酸和苯丙氨酸。

氨基酸分子上含有氨基和羧基,故称两性电解质,每一种氨基酸都有特定的等电点。氨基酸能与金属离子或酸生成盐、与醇生成酯、与有机酸形成酰胺化合物。氨基酸分子上还含有不少特殊基团,可与种种物质进行化学反应,参与机体代谢作用。在生化检验中,氨基酸能与某些试剂生成有色化合物,构成氨基酸定性、定量测定的基础。如大多数氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物。

蛋白质由氨基酸组成,除具有与氨基酸相似的化学性质外,还有胶体性质和凝固、变性等现象。蛋白质颗粒大,且表面带有许多极性基团,在溶液中有高度的亲水性。因此蛋白质水溶液是一种较稳定的亲水胶体。少量的亲水胶全可以和大量水分结合,形成各种流动性不同的胶体系统,这就形成了各种组织细胞不同的形状、弹性和粘度。

蛋白质的分类方法很多。为了从不同角度了解蛋白质的概况,现将几种分类方法简介如下。

按照蛋白质中必需氨基酸的含量分类:

(1)完全蛋白 蛋白质组成中含有全部的人体必需氨基酸,如酷蛋白、卵蛋白。

(2)不完全蛋白 蛋白质组成中缺乏一种或几种人体必需氨基酸,如白明胶。

按照蛋白质的结构和溶解度分类:

(1)简单蛋白 包括动、植物组织中的白蛋白、球蛋白和植物组中的谷蛋白、麦醇溶蛋白,还有动物组织中含碱性氨基酸比较多的鱼精蛋白、组蛋白。

(2)硬蛋白 包括溶解度最低、不易消化的毛发、指甲、蹄、角中的角蛋白和皮肤、骨胳中的胶原蛋白、弹性蛋白。

(3)结合蛋白 包括在蛋黄中与磷酸组成的磷蛋白、与脂肪或类脂组成的脂蛋白和在骨胳、肌腱、消化液中与糖结合的粘蛋白、糖蛋白,与核酸、血红素、金属结合的核蛋白、血红蛋白、金属蛋白等。

按照蛋白质的功能分类:

(1)活性蛋白 包括在生命活动过程中一切有活性的蛋白质:如酶、激素蛋白、输送和储存蛋白、肌动蛋白、受体蛋白等。

(2)非活性蛋白 包括不具活性的、担任生物保护和支持作用的蛋白质:如胶原、角蛋白、弹性蛋白等。

以上各种分类方法都有一定的局限性,随着科学研究的发展,将不断补充修正。

2.2.2 游离氨基酸代谢库

体内氨基酸有结合型和游离型两种。结合型的浓度平均为2mol,而游离型约0.01mol,为结合型的0.5%。从幼年大鼠组织中氨基酸的分布看出,游离型必需氨基酸在组织和血浆中的浓度都很低,而丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺和甘氨酸四种非必需氨基酸在组织中较高、血浆中则低(表2-2)。说明这几种非必需氨基酸能广泛在细胞内合成和储留。将体内游离必需氨基酸的浓度与大鼠每日氨基酸需要量比较(表2-2),游离氨基酸库每日必须转换数次才能满足大鼠生长的需要量。

表2-2 幼鼠(50g)体内氨基酸浓度和必需氨基酸需要量

蛋白质
g·100g-1食物* KJ·100kJ-1食物**
苹果 0.3 2.8
稻米(上白梗) 6.7 7.8
带鱼 18.1 52.1
小麦粉(富强粉) 9.4 10.7
土豆 2.3 11.9
花生米 26.2 19.2
瘦猪肉 16.7 20.2
鸡蛋 14.7 34.6
黄豆 36.3 35.2
豆腐(北) 7.4 41.1
牛肉 20.1 46.7

血浆游离氨基酸经细胞膜进入组织细胞。在细胞上膜上具有转运中性、碱性、酸性各种类别氨基酸的载体,各类中不同氨基酸之间具有相互竞争的作用。

氨基酸在体内代谢途径可以归纳为三种:①掺入组织蛋白。经过一段时间后,随着组织蛋白的分解,又重入游离氨基酸库;②进行分解代谢。其碳架形成CO2呼出、或转化为糖原和脂肪蓄积,其氨基形成尿素排出;③合成其他含氮化合物,如嘌呤碱、肌酸、肾上腺素。这些物质继续降解不再返回游离氨基酸库。此外,还合成其他非必需氨基酸。

2.2.3 氨基酸转变为生理活性物质

氨基酸在体内主要是用来合成蛋白质,少量用于合成其他一些有生理活性的物质。

合成非必需氨基酸:酪氨酸和半胱氨酸分别由苯丙氨酸和蛋氨酸衍生而来,其他非必需氨基酸可由柠檬酸循环所产生的α-酮戊二酸或其他氨基酸与酮酸形成(图2-1)。

上述合成不普遍存在于各种组织,如苯丙氨酸只在肝脏受羟化酶催化而形成酪氨酸。

非必需氨基酸的合成

图2-1 非必需氨基酸的合成

嘌呤和嘧啶的生物合成:嘌呤和嘧啶碱可从食物供给,也能在体内自行合成。合成的主要原料是门冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸等。

肌酸和肌酸酐的生物合成:肌酸由食物供给,也可以在体内从蛋氨酸、甘氨酸和精氨酸合成。肌酸由血液送至肌肉,被主动吸收,每天转换率为2%。体内大部分肌酸以肌酸和磷酸肌酸的形式储于骨胳肌。在静止的肌肉中则以磷酸肌酸为主,而在疲劳的肌肉中,磷酸肌酸浓度却很低。这是由于磷酸肌酸在磷酸肌酸转移酶的作用下,转变为肌酸和ATP的结果:

这个反应使肌肉在无氧条件下,能从磷酸肌酸获得附加的但数量有限的ATP。不论肌酸或者磷酸肌酸主要通过非酶脱水反应缓慢而不可逆地形成肌酸酐。肌酸酐不被利用,进入血液随尿排出,每日肌酸酐生成的量相当恒定,约为总肌酸库的1.7%。

2.2.4 蛋白质的生物合成和周转

蛋白质有高度的特异性。食物蛋白必须经过消化水解成为氨基酸而吸收,再合成人体所需要的各种蛋白质。蛋白质的合成体系主要由信使核糖核酸(mRNA)、转运核糖核酸(tRNA)、核糖核蛋白体核酸(rRNA)和某些蛋白质因子共同组成。mRNA是蛋白质合成的模板,tRNA是搬运氨基酸(原料)的工具,rRNA相当于装配机,促进氨基酸相互以肽键相结合。各种氨基酸在各自的搬运工具携带下,在装配机上按照模板的要求有次序地相互结合,生成具有一定氨基酸排列顺序的特定多肽链。合成后的多肽链,有的经过一定处理,有的与其他多肽链、糖、脂质等结合后形成具有生物活性的蛋白质。当合成原料(特别是必需氨基酸)供给不足时,可引起细胞内蛋白质合成减缓或停止。

每日蛋白质合成的量取决于生长、合成各种酶和修补组织细胞的需要。各种组织细胞合成与分解的速率差异很大,如小肠粘膜每1~2天更新一次而红细胞的寿命则约为120天;又如用同位素研究表明每天能合成血浆白蛋白10g、纤维蛋白2g,而幼年大鼠骨胳中胶原的生物半寿期却长达300天。用给予人体标记15N氨基酸方法估计不同年龄组成蛋白质合成的速率,得出体重约70kg的成年男子每日蛋白质合成量大于200g(表2-3)。这个数量超过成人每日蛋白质需要量或摄入量若干倍,因而可以理解陈旧蛋白质分解产生的氨基酸仍能用于蛋白质的再合成。

表2-3 不同年龄组总蛋白质合成率

年龄组 人数 体重(kg) 年龄(范围) 总蛋白质合成率(g.kg-1.d-1)
新生儿(早产) 10 1.94 1~46天 17.46
婴儿 4 9.0 10~20月 6.9
青年 4 71 20~23岁 3.0
老年 4 56 69~91岁 1.9

2.2.5 氨基酸的降解

各种氨基酸按照特定的化学反应进行降解。图2-2表明大鼠体内氨基酸降解的主要场所和产物。

氨基酸主要降解场所与产物

图2-2 氨基酸主要降解场所与产物

有7种必需氨基酸主要在肝脏降解,其余异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸3种必需氨基酸(支链氨基酸)主要在肌肉中以及肾、脑中降解。支链氨基酸在肌肉中经转氨基作用变为丙酮酸和谷氨酸,继而分别形成丙氨酸和谷氨酰胺,再经血循环分别送到肝脏和肠。在肠壁转变为丙氨酸和谷氨酸。丙氨酸经门静脉送入肝脏,其氨基形成尿素、碳架经糖原异生作用转为糖(图2-3)。

尿素的形成几乎全部局限在肝脏中,因肝脏是唯一含有精氨酸酶的组织。首先是氨和CO2合成氨甲酰磷酸,然后经过瓜氨酸、精氨(酸代)琥珀酸、精氨酸等一系列合成反应(图2-4),最后精氨酸在精氨酸酶的催化下分解为尿素和鸟氨酸。鸟氨酸重返尿素合成的循环,尿素随尿排出。

葡萄糖-丙氨酸循环

图2-3 葡萄糖-丙氨酸循环

CO2+NH3+ATP

尿素合成的途径

图2-4 尿素合成的途径

尿氨是蛋白质代谢的最终产物之一,在肾脏合成。由血浆送来的谷氨酰胺,在肾脏的近曲小管上皮细胞中,经谷氨酰胺酶催化水解为氨和谷氨酸盐。谷氨酸盐在谷氨酸脱氢酶的催化下,又产生氨和α-酮戊二酸。氨随尿排出;α-酮戊二酸经糖原异生作用形成葡萄糖,送入血循环重新利用。在饥饿或糖尿病等发生酸中毒的情况下,尿氨增多,肾脏既排泄氨又成了供给葡萄糖的场所。氨的形成也使身体保存了钠离子,否则钠离子将用于中和酸而被排出。

2.3 蛋白质的生理功用

蛋白质是构成人体组织的主要成分,是供给氮的唯一来源,其含量约占人体总固体量的45%。。人体的一切细胞组织都由蛋白质组成。许多具有重要生理作用的物质,缺少蛋白质就不存在。如有催化作用的酶;调节各种代谢过程的蛋白激素;输送各种小分子、离子、电子的运输蛋白;肌肉收缩的肌动蛋白;有防御功能的免疫球蛋白;构成机体支架的胶原蛋白等。

在一般情况下供给热能不是蛋白质的主要功用。但是在组织细胞不断更新过程中,蛋白质分解成氨基酸后,有一小部分不再利用而分解产热;也有一部分吸收的氨基酸,由于摄食过多或不符合体蛋白合成的需要,则氧化产热。人体每天所需热能大约有10~15%来自蛋白质。在特殊情况下,当糖和脂肪摄入不足时,蛋白质用于产生热能。

机体储存蛋白质的量很少,在营养充足时,也不过只有体蛋白总量的1%左右。这种蛋白质称为易动蛋白,主要储于肝脏、肠粘膜和胰腺,丢失后对器官功能没有改变。当膳食蛋白缺乏时,组织蛋白分解快、合成慢,导致如下一系列生化、病理改变和临床表现:肠粘膜和消化腺较早累及,临床表现为消化吸收不良、腹泻;肝脏不能维持正常结构与功能,出现脂肪浸润;血浆蛋白合成发生障碍;酶的活性降低,主要是黄嘌呤氧化酶和谷氨酸脱氢酶降低;由于肌肉蛋白合成不足而逐渐出现肌肉萎缩;因抗体合成减少,对传染病的抵抗力下降;由于肾上腺皮质功能减退,很难克服应激状态;胶原合成也会发生障碍,使伤口不易愈合;儿童时期可见骨骼生长缓慢、智力发育障碍。蛋白质长期摄入不足,可逐渐形成营养性水肿,严重时导致死亡。

2.4 膳食蛋白质的利用

2.4.1 蛋白质的消化与吸收

食物蛋白在胃液消化酶的作用下,初步水解,在小肠中完成整个消化吸收过程。胃蛋白酶原从胃底部和幽门部的主细胞分泌,在胃酸和已存在的胃蛋白酶作用下,释出一部分多肽,形成具有活性的胃蛋白酶。胃蛋白酶的作用较弱、专一性较差,除粘液蛋白外,只能促进各种水溶性蛋白质水解成为多肽,主要水解苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸组成的肽键。

胰液中有胰蛋白酶、胰液乳蛋白酶、弹性蛋白酶等内肽酶和羧基肽酶A与B等外肽酶。胰酶催化蛋白质水解的作用和专一性都较强。作过胃切除术的人,食物蛋白未经胃蛋白酶的作用,其消化率并不受到严重的影响。胰蛋白酶作用于有碱性氨基酸残基的羧基组成的肽键;胰凝乳蛋白酶主要作用于有芳香族氨基酸残基的羧基组成的肽键;弹性蛋白酶作用于有脂肪族氨基酸残基的羧基组成的肽键;羧基肽酶A作用于中性氨基酸残基C端的肽键;羧基肽酶B作用于碱基氨基酸残基的C端的肽键(图2-5)。

胃肠道内蛋白质的消化

图2-5 胃肠道内蛋白质的消化(根据Gilter修改)

初分泌的各种胰酶都是无活性酶原,排至十二指肠后才被激活发挥作用。胰蛋白酶原被小肠上皮细胞刷状缘表面的肠激酶激活,失N端六肽变成胰蛋白酶。胰蛋白酶再激活胰凝乳蛋白酶原、弹性蛋白酶原和羧基肽酶原,使变成相应的酶(图2-5)。胰蛋白酶原的分泌受肠内食物蛋白的影响,当胰蛋白酶与食物蛋白结合完毕后,多余的胰蛋白酶能抑制胰腺再分泌。

胰酶水解蛋白的产物,仅1/3为氨基酸,其余为寡肽(10个氨基酸以下的肽链)。肠液中肽酶极少,而在肠粘膜细胞的刷状缘和胞液中,分别含有多种寡肽酶,能从肽链的N端逐步水解肽链,称之为氨基肽酶。刷状缘含有的酶能水解2~6个氨基酸组成的肽;肠液中的酶主要水解二肽、三肽。一般认为正常情况下,四肽以上的肽链遇到刷状缘,先水解为三肽或二肽,吸收入细胞后再进一步分解为氨基酸。

L-氨基酸和二、三肽主要通过耗能需钠主动转运从肠壁吸收。在肠粘膜细胞膜上,具有吸收不同种类氨基酸和二、三肽的高度专一性的转运体系。D-氨基酸可能与相应的的L-氨基酸利用同一转运系统,但它和该系统的亲和力远不及L-氨基酸。在蛋白质代谢产物的吸收中,二、三肽的吸收速率比氨基酸快,中性和较为亲水的氨基酸的吸收速率又比碱性和较为疏水的氨基酸为快。

肠道中的蛋白质并非全部来自膳食,还有来自脱落粘膜的上皮细胞和消化酶等内源性蛋白质。据估计成人每天有内源性蛋白35~130g(蛋白质摄入量低时少些)参与体内蛋白质代谢。内源性蛋白不受烹煮和胃酸的作用,而且表面被肠液粘蛋白保护,故较难消化。大部分内源性蛋白质需进入回肠才能充分消化吸收。在回肠末段和大肠中细菌的酶也能分解蛋白质,但人的结肠不能吸收氨基酸,生成的氨基酸只能随粪便排出。

2.4.2 肝脏的作用

摄食蛋白质后,门静脉血中氨基酸的浓度和模式都有改变,但体循环血中氨基酸的变化不大。这是由于肝脏是必需氨基酸(支链氨基酸除外)进行分解代谢的主要场所,肝脏能控制吸入的氨基酸,并能按照机体的需要调节其代谢速率。

大量进食氨基酸后,多余的氨基酸大部分由肝脏降解为尿素,小部分在肝脏用于合成蛋白质。如Elwyn(1970)给狗大量肉食(140g)后,吸入的氨基酸约57%降解为尿素,14%合成肝脏蛋白,6%合成血浆蛋白,其余23%进入体循环。

氨基酸进入肝脏过多时,可以通过酶的作用加以控制。正常情况下,肝脏中分解氨基酸的酶含量相对较少,大量供给氨基酸时,酶的含量适应性地增加,使超过身体需要量的氨基酸分解破坏。

肝脏中蛋白质的合成量,取决于氨基酸摄入量和氨基酸的模式。这可从核蛋白体的合成反映出来。当氨基酸摄入量很少或不平衡时,多核蛋白体解聚为低核蛋白体和单核蛋白体,核糖核酸分解;氨基酸摄入量充足和比例适宜时则相反。

2.4.3 血液氨基酸浓度的调节

血浆游离氨基酸是氨基酸在各组织间转运的主要形式。肝脏通过维持血浆氨基酸的浓度,调整不同摄入量和组织需要量之间的平衡。正常成人血浆游离氨基酸总浓度为350~650mg·L-1,昼夜周期性相差约30%,个别氨基酸昼夜差一般不大于50%。

血浆氨基酸是受肝脏调节,但当氨基酸摄入量超过代谢限度时,血浆氨基酸的浓度会急剧上升。如分别给断乳大鼠和成年大鼠以含不同量色氨酸的饲料,当色氨酸含量超过生长或维持需要的最大量(断乳鼠色氨酸需要量占饲料0.1%、成年鼠色氨酸需要量占饲料0.03%)时,血浆色氨酸浓度增高。这种方法曾用于测定人体必须氨基酸的需要量,如测得成人色氨酸的需要量为3mg/kg体重。这与用氮平衡法得出的需要量结果一致。然而,对其他氨基酸(如赖氨酸)的测定没有得到理想的结果。

血浆氨基酸浓度也受膳食糖的影响。在进食糖后,胰岛素的分泌增多。在胰岛素的作用下,大多数氨基酸进入肌肉,而使血浆中的浓度下降。其中以支链氨基酸的下降最为明显,在进食一次葡萄糖后可降低40%;而某些氨基酸(如色氨酸)受影响很少。

氨基酸进入脑细胞的量,也决定于血浆中其他竞争性氨基酸的浓度。给大鼠色氨酸后,脑中游离色氨酸的含量增高,5-羟色胺增多;给大鼠进食糖,引起血浆中支链氨基酸大幅度下降,促进色氨酸进入脑组织,同样使脑中5-羧色胺增高。

上述作用不仅与5-羧色胺的代谢有关,而且在病理情况下,对脑功能的影响也有重要意义。肝脏硬化、功能不全时,在肠道细菌作用下产生的胺和氨,不能正常地在肝脏分解与转变,而是由循环通过血脑屏障进入脑细胞。如苯丙氨酸在细菌作用下变成苯乙胺,到脑中转变为β-羧酪胺(樟胺),成为与儿茶酚胺竞争的假神经递质。在正常情况下,能被肝脏调节的氨基酸(如色氨酸、苯丙氨酸),这时也不再受控制,随着血浆进入脑组织。另外,在正常情况下,主要在肝脏降解的胰岛素也不再分解。血浆胰岛素含量增高,促进支链氨基酸进入肌肉;血浆支链氨基酸下降,又增加了色氨基酸进入脑细胞的比例。上述种种因素能使脑组织中5-羟色胺产生过多,引起肝昏迷。根据以上论点,给肝昏迷患者以含高支链氨基酸的膳食或输液,能有效地解除症状。

2.4.4 骨骼肌的作用

骨胳肌是身体最大的组织,约占体重的45%。因此,在蛋白质代谢中,肌肉氨基酸的代谢占相当重要的位置。肌肉是氨基酸代谢的场所,也是支链氨基酸代谢的主要场所,在肌肉氨基酸代谢中,胰岛素起重要的调节作用。它能促进氨基酸,特别是支链氨基酸,进入肌肉组织,促进肌肉蛋白的合成,并减缓其分解。肾上腺皮质激素和胰岛素的作用则相反。

测定肌肉蛋白代谢的方法主要有两种,即比较肌肉动静脉血中氨基酸含量的差别和测定尿中3-甲基组氨酸的排出量。

禁食者肌肉中释放大量丙氨酸和谷氨酰胺,其量相当于70kg体重的男子每日丢失75g肌肉蛋白。丙氨酸是由葡萄糖分解产生的丙酮酸与氨基酸分解释出的氨基合成的,通过血液送入肝脏,在肝脏经糖原异生成形成葡萄糖和尿素。前者返回肌肉,重新利用,形成了葡萄糖-丙氨酸循环,后者随尿排出(图2-3)。是氨基酸分解产生的氨基在血液中运输的形式。谷氨酸胺主要进入肠壁组织和肾脏,在肠壁中再转变为丙氨酸而后进入肝脏;在肾脏中分解释出氨,成为尿氨的主要来源,同时也进行糖原异生作用。

3-甲基组氨酸是肌肉中肌动蛋白、肌球蛋白分解时,3-甲基组氨酸的排出量曾用来研究食物成分对肌肉蛋白分解速率的影响。给幼年大鼠普通的、缺乏蛋白质和缺乏热能与蛋白质的三种饲料。发现蛋白质缺乏组,尿中3-甲组氨酸的排出量很快减至原排出量的1/5,补以蛋白质后排出量增高;热能与蛋白质缺乏组,尿中3-甲基氨基酸开始增多,随后逐渐下降。实验表明,蛋白质缺乏时,肌肉蛋白停止分解,而在热能与蛋白质缺乏时,肌肉蛋白先加速分解,然后减慢。印度营养不良的儿童,3-甲基组氨酸的排出量低,营养补充后则升高。减肥者长期禁食,尿中3-甲基组氨酸排出量亦逐渐下降。

尿中3-甲基组氨酸的排出量也受年龄和激素的影响。新生儿每公斤体重的排出量高于成年人,老年人的排出量又比中、青年为低。

2.4.5 氮平衡

体内氮代谢的最终产物主要随尿排出,汗液和脱落的皮屑中含有少量含氮化合物,还有微量的氮随毛发、鼻涕、月经、精液等丢失。肠道中未被吸收的含氮化合物从粪排出。

尿中主要的含氮化合物有尿素、氨、尿酸和肌酸酐,其量随蛋白质的摄入而异(表2-4)。

表2-4 成人不同膳食每日尿氮排出量(g)

尿氮来源 高蛋白膳 低蛋白膳 禁食
第1天 第2天
总氮 16.80(100) 3.60(100) 10.51(100) 8.71(100)
尿素氮 14.70(87.5) 2.20(61.7) 8.96(85.1) 6.62(75.4)
氨氮 0.49(3.0) 0.42(11.3) 0.40(3.8) 1.05(12.0)
尿酸氮 0.18(1.1) 0.09(2.5) 0.12(1.1) 0.17(1.9)
尿肌酸酐氮 0.58(3.6) 0.60(17.2) 0.44(4.2) 0.39(4.4)
其他氮 0.85(4.9) 0.27(7.3) 0.59(5.6) 0.54(6.1)

注:()内为尿总氮的%

普通膳食时,尿素氮占总氮量80%以上;低蛋白膳时,尿素氮降低;饥饿时,氨氮增高。尿肌酸酐的排出量似乎与膳食蛋白的含量无关。

组织蛋白的分解代谢和合成代谢处于动态平衡,这种平衡可用氮平衡表示:

B=I棧?/FONT>U+F+S)

氮平衡(B)是摄入氮量(I)和排出氮量[尿氮(U)、粪氮(F)、皮肤(S)]的差数。成年人摄入和排出的氮量大致相等,B等于或接近零(摄入氮的±5%以内),称为氮平衡;儿童在生长发育时期,有一部分蛋白质在体内储留,B为正数,称为正氨平衡;衰老、短暂的饥饿或某些消耗性疾病,排出氮量大于摄入氮量,B为负数,称为负平衡。

氮的摄入量和排出量可用实验方法测得。在测定中,由于食物未完全消化,摄入量的计算往往偏高;由于样品丢失或忽略不计,排出量的计算往往偏低。两者误差的总和可使摄入量和排出量相差10~15%。

氮平衡受热能摄入量的影响,热能有节省蛋白质的作用。如1973年FAO/WHO专家委员会报告,给受试者蛋白质0.57g·kg-1体重,当热能供给量充裕时,出现正氮平衡;而当热能供给量在维持水平时,出现负氮平衡。氮平衡还受生长激素、睾酮、皮质类固醇和甲状腺素等激素的影响。这些激素有促进蛋白质合成的作用,或促进蛋白质分解、抑制合成的作用。

2.5 蛋白质和氨基酸的需要量

人类对蛋白质需要量的研究,虽已有100多年的历史,但理论上的发展缓慢。50年代前后,Rose等人对人体各种必需氨基酸需要量进行了一系列的测定,以后国联和联合国曾多次召集专家讨论和修订蛋白质和氨基酸的需要量,有关的研究工作至今仍在进行中。

2.5.1 蛋白质的需要量和供给量

营养素的需要量是维持人体正常生理功能和健康所必需的最低量;供给量是能满足人群中绝大多数人需要的摄取量,是根据需要量制订的。蛋白质需要量的测定方法有要因加算法、氮平衡法两种。

要因加算法(factorial method)是用测定必需丢失氮(obligatory nitrogen loss)来确定蛋白质需要量的方法。人(或动物)在进食无蛋白膳的条件下所丢失的内源氮,包括尿、粪氮和皮肤氮等,称为必需丢失氮。为维持健康,每日丢失的氮必须给予补偿,从补偿量可以得出蛋白质的需要量。人从摄入普通膳改为无氮膳后,氮的排出量会逐日下降。约8~14天后达到稳定的最低值,此值即内源氮。FAO/WHO专家委员会在1965年介绍了要因加算法,1973年作了修改,其测定值和蛋白质供给量的计算见表2-5。

表2-5 用要因加算法计算成年男子蛋白质供给量(FAO/WHO1973)

平均必需丢失氮(mg·kg-1·d-1)
尿氮 37
粪氮 12
皮肤氮 3
其它氮 2
总氮 54
个体差异增加(%) 30
按卵蛋白计算增加(%) 30
氮供给量(mg·kg-1·d-1) 91
蛋白质供给量(g·kg-1·d-1) 0.57
蛋白质供给量(g·70kg-1·d-1) 40

平均必需丢失氮加上两个标准差(个体差异)可以得到满足97.5%人群需要的供给量,也可按照生物学个体差异的规律加上两个15%以计算供给量。此处按后者计算,54mg加上30%得70mg。为补偿丢失氮,用参考蛋白作用标准来换算蛋白质需要量。由于卵蛋白在常规大鼠实验中的利用率为95~98%,1965年用其作为天然参考蛋白,但以后在人体氮平衡实验中证明卵蛋白的利用率仅70%左右。因此,在1973年的计算中,为校正卵蛋白利用率的不足,在70mg氮上增加30%得91mg。以0.091g·kg-1体重氮乘上6.25,得蛋白质供给量0.57g·kg-1体重。有些国家在这种方法的基础上加以修改,提出本国蛋白的供给量。如美国(1980年)为0.8g·kg-1体重,日本(1980年)为1.18g·kg-1体重。

氮平衡法(nitrogen balance method)是在控制膳食中有同量蛋白质的情况下,求出达到维持氮平衡时的蛋白质摄入量,作为机体蛋白质的需要量。这种方法虽然古老,而且测定值又受体内蛋白质储备和热能摄入量的影响,但目前国际上仍作为测定人体蛋白质需要量的一种方法。1963年国际根据Sherman的氮平衡实验,提出成年人蛋白质需要量为1g/kg体重。王成发和陈学存对成年男子进行氮平衡实验,在热能供给充裕的情况下,蛋白质的需要量在0.9~ 1.0g·kg-1体重范围内。我国膳食以植物性食品为主,植物蛋白的生物价值稍低。因此,每日膳食中蛋质的供给量应按1.1g·kg-1体重,成年男子63kg体重为70g(1988年第五届全国营养学术会议修订)。儿童时期需要更多的蛋白质以保证生长发育,1岁以内婴儿蛋白质的需要量:人乳喂养者为2g·kg-1体重;牛乳喂养者3.5g·kg-1体重;混合喂养者4g·kg-1体重。1岁以后逐渐减少,直至成年人的1.1g·kg-1体重。妊娠期为保证母体和胎儿增长需要,在妊娠第4~6个月每日供给量增加15g、第7~9个月每日增加25g。乳母每日也增加25g。

2.5.2 必需氨基酸需要量

人体需要蛋白质,确切地说是需要蛋白中的氨基酸,因此测定氨基酸的需要量比测定蛋白质的需要量更有直接意义。

研究氨基酸需要量的方法是给实验对象先摄食缺乏某一种氨酸的食物,然后补充不同量的该种氨基酸。当达到氮平衡(成人)或促进生长发育(儿童)时,所需的最低量即该种氨基酸的需要量。Rose首先用氮平衡法得出成年男子各种氨基酸的需要量。以后,不少学者研究了不同年龄、性别的人群的必需氨基酸需要量。用氮平衡法得出的需要量一般选范围较大,现将Rose等人测定的需要量平均值列于表2-6。目前我国暂参照FAO/WHO(1973)数据,作为成年男子必需氨基酸需要量标准。

表2-6 人体必需氨基酸平均需要量(mg·kg-1·d-1)

婴儿(Holt) 儿童10~12岁(Nakagawa) 成年男子(Rose) 成年女子(Hegsted) 成人(FAO/WHO 1973)
组氨酸 25 - - - -
异亮氨酸 111(5.8) 28(7.0) 10(3.3) 10(3.3) 10(2.9)
亮氨酸 153(8.1) 49(12.3) 11(3.7) 13(4.3) 14(4.0)
赖氨酸 96(5.1) 59(14.8) 9(3.0) 10(3.3) 12(3.4)
蛋氨酸+胱氨酸 50(2.6) 27(6.8) 14(4.7) 13(4.3) 13(3.7)
苯丙氨酸+酪氨酸 90(4.7) 27(6.8) 14(4.7) 13(4.3) 14(4.0)
苏氨酸 66(3.5) 34(8.5) 6(2.0) 7(2.3) 7(2.0)
色氨酸 19(1.0) 4(1.0) 3(1.0) 3(1.0) 3.5(1.0)
缬氨酸 95(5.0) 33(8.3) 14(4.7) 11(3.7) 10(2.9)
总计(除去组氨酸) 680 261 81 80 83.5

()内数值是根据原表以色氨酸为1的计算值。

摘自White,PL et(1974):"Total ParenteralNutrition",p.65

前已提到胱氨酸和酪氨酸在体内可以分别由蛋氨酸和苯丙酸合成。摄入此两种非必须氨基酸可分别节省蛋氨酸和苯丙氨酸,即胱氨酸可代替30%蛋白酸、酪氨酸可代替50%苯丙氨酸。

人体蛋白质和必需氨基酸的需要量(按kg体重计),都随年龄的增长而下降,但必需氨基酸下降的幅度更大些。成人每公斤体重必需氨基酸的需要量仅约为婴儿需要量的1/8。将各年龄组必需氨基酸的平均需要量加上30%计算成为97.5%人群的需要量,再和相应年龄组的蛋白质需要量比较,分别得出必需氨基酸的需要量占蛋白质需要量的比值:婴儿为43%;儿童为36%;成人为19~20%。婴幼儿的需要量比成人高的理由是:婴幼儿除了满足维持的需要量(补偿内源氧化损失的氨基酸)外,还有生长发育的需要。

各种必需氨基酸除了要求数量足够,还要求互相间的比例(或称模式)恰当。因为人体细胞蛋白质的氨基酸有一定的比例,膳食蛋白所提供的各种必需氨基酸和这种比例相近,才能充分为机体所利用。如果缺乏其中的一种,则tRNA就不可能及时地将所需要的各种氨基酸全部带给rRNA,其他氨基酸得不到充分利用,蛋白质的合成也就不能顺利进行。表2-6括号内的数值列举了各个模式。实验证明不给或给过量的某种氨基酸,造成与适宜模式有较大的偏离时,都可引起受试动物发生代谢障碍或出现毒性症状。如每日饲料中增加2%蛋氨酸,可使动物生长迟缓,肝、脾、胰发生退行性变性,肾脏肥大等;而蛋氨酸供给不足,也可引起物肝脏坏死;赖氨酸不足,大鼠可出现脂肪肝;色氨酸不足,造成烟酸缺乏。

还应指出:热能和非必需氨基酸的供应必须充裕,才能使表2-6中列举的必需氨基酸的量能够满足机体构成组织蛋白的营养效能。

2.5.3 影响蛋白质需要量的因素

膳食热能有节省蛋白质的作用,热能供给不足,蛋白质将氧化产生热能。Callowag(1974)等发现供给氮7~8g,逐步增加热能时,氮的损失就减少;当热能供给达到12600kJ时,就得到正氮平衡。因而在营养支持时和研究蛋白质需要量的实验中,都必须注意在给时,就得到正氮平衡。还要配合足够的热能。热环境对蛋白质需要量的影响,意见不一致。Consolazio分析热适应者在38.7℃下进行中等体力劳动时,手臂汗液氮含量为241mg·L-1,因而认为人在热环境下进行中等体力劳动时,蛋白质的摄取量应在一般摄入量的基础上增加13~14%。但Ashworth测定6名牙买加热适应者的全身汗液,发现汗氮浓度不高;Weinen测定6名坦桑尼亚青年的汗液,发现汗氮每日最大丢失量只有0.5~1g;Thaper还发现当汗氮浓度增高时,尿氮含量会代偿性降低;因此,他们认为即使在热环境多汗的情况下,也不必增加蛋白质的供给量。

重体力劳动时,热能需要量增高。蛋白质摄入量随着膳食摄入量的增加而有所增高。体力劳动是否增加蛋白质的需要量,也有不同的意见。较多的看法倾向于在劳动尚不熟练的阶段或在运动训练时期,提高蛋白质的供给对修补组织和预防运动性贫血是有益的。Buskirk等(1972)认为某些可能发生挫伤的运动,如足球或摔跤,蛋白质需要量增至每日2.5g·kg-1体重。实验研究报道我国体操运动员蛋白质需要量是1.8g·kg-1体重,其中2/3是优质蛋白,蛋白质占总热能的12~14%;儿童或者少年运动员按单位体重计算,蛋白质的需要量比成年人高,9~11岁体操运动员的需要量为3g左右。已知剧烈的肌肉活动可增加红细胞的破坏。Yamaji通过实验证明,在运动实验开始时,红细胞、血红蛋白、血清蛋白都下降。下降持续时间的长短和蛋白质摄取量有关,如每天摄取蛋白质1~1.5g·kg-1体重,血红蛋白和血清蛋白降低后不易恢复。Yoshimura称这种运动期间出现的贫血为运动性贫血。他根据动物实验推测运动性贫血的机理是:剧烈运动时,可能由于肾上腺素的作用,使脾脏收缩释放出溶血因子以破坏红细胞。从红细胞游离出的血红蛋白可用于制造肌红蛋白和新的红细胞,以适应运动的需要。为了预防运动性贫血,Yoshimura提出在体力锻炼期间,蛋白质供给量应为每日2g·kg-1体重。

在失眠、精神紧张、生活节律改变等应激情况下,蛋白质需要量增加6~12%不等,但个体差异较大。

2.6 蛋白质营养状况的评价

评价蛋白质营养状况的指标主要有以下数种。

2.6.1 上臂肌围(arm muscle circumference,AMC)和上臂肌区(arm muscle area,AMA)

上臂肌围和上臂肌区是评价总体蛋白储存的较可靠的指标。假设上臂为圆筒,上臂骨径不计,测量上臂中点处的围长(AC)和三头肌部皮褶厚度(TSF),即可计算上臂肌围和上臂肌区。其计算式:

AMC(mm)=AC(mm)-3.14×TSF(mm)

AMA(mm2)=[AC(mm)-3.14×TSF(mm)]2/(4×3.14)

AMC评价标准:国际标准25.3cm(男)、23.2cm(女),日本24.8cm(男)、21.0cm(女)。测定值>90%标准值为正常。我国某单位根据1532舰艇人员(男)的测量,提出AMC≥237mm为正常,<237mm为缺乏;AMA≥4490mm2为正常,<4490mm2缺乏。

上臂肌围测算简便,评价结果和其他蛋白质营养状况的评价(总体K和肌肉CT)的结果有显著相关。但测量易有误差,由于上臂是纺缍形的,即使同一人操作,上臂围和皮褶厚度两处测量误差的合计可约达10%。此外,“上臂为圆筒形”“骨径不计”的假设是不妥当的。

2.6.2 血清蛋白

低蛋白膳可引起血浆蛋白合成降低。用血浆蛋白除去法(plasmaphresis)使动物丢失50%的血浆蛋白,再饲以高蛋白膳可在一日内迅速恢复其损失的1/3,并在二周内完全恢复到正常水平。如果血清总蛋白和白蛋白长期低于正常值,可以说明体蛋白不足。

血清蛋白中白蛋白(albumin,Alb)、前白蛋白(prealbumin,PreAlb)、运铁蛋白(transferrin,TFN)和视黄醇结合蛋白(retinol binding protein,RBP)主要都在肝脏合成。这几种血清蛋白浓度降低,可以认为是脏器蛋白缺乏、生化合成减低的缘故。

(1)白蛋白白蛋白是群体调查时常用的指标。人群调查发现平均血清白蛋白水平低,往往与膳食蛋白的摄入量不足有关。

Alb评价标准:>35g·L-1正常,28~34g·L-1轻度缺乏,21~27g·L-1中度缺乏,<21g·L-1严重缺乏。当白质蛋白浓度低于28g·L-1时,会出现水肿。

白蛋白测定样品易采集,方法简易。但白蛋白体库大(4~5g·L-1)、生物半寿期(20d)长,早期缺乏时不易测出。

(2)运铁蛋白运铁蛋白是输送铁的蛋白。和白蛋白比较,运铁蛋白体库较小、生物半寿期(8~10日)较短,故能及时地反映脏器蛋白急剧的变化。在高蛋白膳治疗时,血浆中浓度上升快,是判断治疗效果的良好指标。

TFN评价标准:2500~3000mg·L-1正常。1500~2000 mg·L-1轻度缺乏,1000~1500mg·L-1中度缺乏,<1000 mg·L-1严重缺乏(用放射免疫法测定)。

运铁蛋白的浓度又受铁的影响。当蛋白质和铁的摄取量都低时,其血浆浓度出现代偿性增高,在评价时应注意。

(3)前白蛋白前白蛋白的主要功能是运输甲状腺素。它的体库很小,生物半寿期1.9天。

PreAlb评价标准:157~296 mg·L-1为正常,100~150mg·L-1轻度缺乏,50~100 mg·L-中度缺乏,<50 mg·L-1严重缺乏。

在任何急需合成蛋白质的情况下,如创伤、急性感染,血清前白蛋白都迅速下降。因而从测试资料判断是否有蛋白质营养不良必须慎重。

(4)视黄醇结合蛋白视黄醇结合蛋白是运输维生素A醇的特殊蛋白。从肾小球滤过,在肾脏代谢,生物半寿期10h。是评价蛋白质营养不良急性变化的敏感指标。

RBP评价标准:2~76 mg·L-1为正常。此指标高度敏感,甚至在很小的应激情况下,也有变化,因而临床很少应用。肾脏有病变时,血清RBP浓度升高。

此外,血清总蛋白、球蛋白也用作评价指标。我国正常成年人血清总蛋白的正常值是65~80g·L-1、白蛋白/球蛋白的比是1.5~2.5:1。但这两项指标特异性差,尤其是球蛋白,在有感染和寄生虫病时都增高。

应该看到,血清蛋白浓度不仅与蛋白质摄取和合成有关,也受分解、血管内外运行、渗出和细胞外液增加等因素的影响。因此,在评价时必须综合分析,避免过于简单地下结论。

2.6.3 血清氨基酸比值(serum amino acid ratios,SAAR)

在蛋白质营养不良时,可能由于适应性代谢的结果,血清游离氨基酸的模式发生变化。蛋白质营养不良的儿童,空腹血亮氨酸、异亮氨酸等必需氨基酸和酪氨酸、精氨酸等非必需氨基酸减少;而其他非必需氨基酸正常或增高。

SAAR=(甘氨酸+丝氨酸+谷酰胺+牛磺酸)/(异亮氨酸+亮氨酸+缬氨酸+蛋氨酸)

评价标准:SAAR〈2为正常,〉3蛋白质营养不良。

此指标测试仪器复杂,而且受试者必须在热能摄入充足而蛋白质不足的条件下,才有意义,因而不常采用。

2.6.4 尿肌酸酐(urinary creatinine)

尿肌酸酐来自肌酸的磷酸肌酸,而后两者储于骨胳肌(参看2.2.3节)。因此,测定24h尿肌酸可作为瘦体组织营养状况评价的指标。人群调查表明瘦体组织和尿肌酸酐两者有非常显著的相关。但由于肌酸来自食物和体内合成两个部分,用尿肌酸评价廋体重约有0.3~0.5%的误差。在测定技术上,24h尿样很难准确收集,即使收尿时间有15min之差,也能使测定结果产生1%误差。

2.6.5 尿肌酸酐/身高指数(urinaryceratinine/height index,CHI)

尿肌酸酐/身高指数是24h尿肌酸酐(A)和同性别、同身高的成年人24h预期的尿肌酸酐(B)的比值:

CHI=A/B×100

A=受试者24h尿肌酸酐

B=与受试者同身高中等体型理想体重的人预期的24h尿肌酸值[或采用肌酸酐系数23mg·kg-1(男)、18 mg·mg-1(女)体重计算]。

CHI评价标准:60~80%中度缺乏,<60%严重缺乏。

这项指标评价体蛋白营养状况还存在一些问题:①24h尿难于准确收集;②理想体重不适用,有些病人正常时的体重不符合理想体重;③标准没有年龄差别,而实际上尿肌酸酐随年龄增长而降低。因而临床应用价值不大。

2.6.6 发根的生化和形态检查

头发生长时的毛基质细胞有高度合成蛋白质的能力、增殖快。检查头发的生化和形态可以作为早期判断蛋白质营养不良的指标。据Zain等人的调查,335名儿童发根中DNA和可溶性蛋白质随蛋白质营养不良的发展而有进行性的减少。Bradfield(1970)观察8名健康男子蛋白质的摄取和头发生长的关系。在摄食无蛋白膳15天后,见到发根球部明显萎缩,而血清蛋白尚未见到异常。Smelser介绍用拔毛发计测定拔发所需的功,可以反映蛋白质营养状况。拔毛用力度和体重、上臂肌围、血清白蛋白有显著相关。

上述指标,种类虽然很多,但各有不足之处,实际应用还须结合膳食史和临床观察进行综合评价。

2.7 食物蛋白质

2.7.1 食物氮的存在形式

食物来源于动、植物,其中氮的存在形式有很大差别。肉类绝大部分的氮以蛋白质形式存在,仅有少量游离氨基酸或肽以及核酸、磷脂氮、肌酸、鹅肌肽;鱼类则非蛋白氮含量丰富,约占总氮量的10~30%;乳氮约20%属于非蛋白氮。植物性食物含氮化合物的成分差异更大,种子类几乎95%的氮存在于蛋白质,而根茎类如土豆、胡萝卜等,蛋白质少于50%,多数氮以肽和游离氨基酸的形式存在,特别是土豆富含谷氨酰胺和门冬氨酸。此外,植物组织中含有不少非蛋白氨基酸,这些氨基酸有些能在体内代谢,而多数原样不变从尿排出;还有少量是有毒的,如刀豆中的刀豆氨酸、蚕豆中的β氰基丙氨酸。新的蛋白质来源如单细胞蛋白含核蛋白很高,其量可达蛋白质总量的50%。由于核酸在人体内最终代谢产物为尿酸,大量食用可引起血浆尿酸浓度增高,易形成尿结石和痛风症。因此,单细胞蛋白不经去核酸处理,不宜作为人类食物的来源。

食物中蛋白质的含量一般采用凯氏定氮法进行测定,然后换算成蛋白质的量。动、植物性食物蛋白的含氮量约为15.7~19%,平均16%。将测得的氮值乘以6.25(蛋白质换算系数),即得该食物的粗蛋白的含量。需要比较准确地计算时,可采用不同的换算系数(表2-7)。

表2-7 氮换算成蛋白质的换算系数

换算系数
面粉(中或低出粉率) 5.70
全麦 5.83
大米 5.95
花生 5.46
黄豆 5.71
芝麻 5.30
乳类 6.38

这种计算方法是按食物总氮全部以蛋白质的形式存在而计算的,对含非蛋白氮高的食物来说,蛋白质的计算的值无疑过高。因此用定氮法测得的蛋白质,称之为粗蛋白。

2.7.2 常用食物的蛋白质含量

食物成分表上食物的蛋白质含量是以每100g食物中的量表示的。这个量没有表达该食物的蛋白质和热能的关系。因为人体的热量需要决定了食物的摄取量。因此,食物作为蛋白质来源的价值也决定于其本身的热值。如我国成年男子从事轻体力劳动时,每日膳食热能供给量为10920kJ,蛋白质供给量为80g。由食物蛋白提供的热能约占总热能的11%。适宜的食物,其中蛋白质提供的热能占总热能的10~15%。因此,将食物中蛋白质用蛋白质的热能占食物总热能的百分数表示(表2-8),可以大体判断该食物作为蛋白质来源的价值。从表2-8看,花生、黄豆、鱼、瘦猪肉都是很好的食物蛋白的来源;如果选择大米作为膳食唯一的食物来源。其蛋白质显然不能满足人体蛋白质的需要量。

表2-8 几种食物的蛋白含量及其热能与食物总热能的比(%)

蛋白质
g·100g-1食物* kJ·100kJ-1食物**
苹果 0.3 2.8
稻米(上白梗) 6.7 7.8
带鱼 18.1 52.1
小麦粉(富强粉) 9.4 10.7
土豆 2.3 11.9
花生米 26.2 19.2
瘦猪肉 16.7 20.2
鸡蛋 14.7 34.6
黄豆 36.3 35.
豆腐(北) 7.4 41.1
牛肉 20.1 46.

*摘自中国医学科学院卫生研究所:食物成分表

**按食物成分表计算得出

2.7.3 膳食蛋白质的质量评价

膳食的蛋白质的营养价值在很大程度上,取决于为机体合成含氮化合物所能提供必需氨基酸的量和模式。所有评定蛋白质质量的方法都是以此概念作为基础的。评价的方法有许多种,但任何一种方法都以一种现象作为评定指标,因而具有一定的局限性,所表示的营养价值也是相对的,因此,具体评价一种食物或混合食物蛋白时,应该根据不同的方法综合考虑。以下叙述几种常用的评价方法。

(1)蛋白质消化率(digestibility,D)食物的蛋白质消化率是指食物蛋白受消化酶水解后吸收的程度,用吸收氮量和总氮量的比值表示:

D=吸收N/摄入N×100

食物蛋白质真实消化率(ture digestibility,TD)可用进食实验测得:

TD=[摄入N-(粪N-粪代谢N)]/摄入N×100

粪氮不全是未消化的食物氮,其中有一部分来自脱落肠粘膜细胞、消化酶和肠道微生物。这部分氮称为粪代谢氮,可在受试者摄食无蛋白膳时,测得粪氮而知,其量约为0.9~1.2g·24h-1。如果粪代谢氮忽略不计,即为表观消化率(apparent digestibility,AD):

AD=(摄入N-粪N)/摄入N×100

表观消化率比真实消化率低,对蛋白质营养价值的估计偏低,因此有较大的安全系数。此外,由于表观消化率的测定方法较为简便,故一般多采用。

用一般烹调方法加工的食物蛋白的消化率为:奶类97~98%、肉类92~94%、蛋类98%、大米82%、土豆74%。植物性食物蛋白由于有纤维包围,比动物性食物蛋白的消化率要低,但纤维素经加工软化破坏或除去后,植物蛋白的消化率可以提高。如大豆蛋白消化率为60%,加工成豆腐后,可提高到90%。

(2)蛋白质的生物价值(biological value,BV)蛋白质的生物价值是为维持和/或生长而在体内保留氮和吸收氮的比值:

BV=[摄入N-(粪N-粪代谢N)-(尿N-尿内源N)]/[摄入N-(粪N-粪代谢N)]×100

蛋白质生物价值受很多因素的影响。对不同食物蛋白的生物价值进行比较时,实验条件应该一致,否则即使同一种食物也会得出不一致的结果。如鸡蛋蛋白的热能占总热能8%时,生物价值为91;占16%时为62。一般情况下,实验动物多采用初断乳的大鼠,饲料中蛋白质含量占10%。几种食物蛋白的生物价值见表2-9。

表2-9 几种食物蛋白的生物价值

生物价值 生物价值 生物价值
大米 77 土豆 67 全鸡蛋 94
小麦 67 大豆 64 牛肉 76
面粉 52 蚕豆 58 猪肉 74
甘薯 72 花生 59 77
玉米 60 白菜 76 牛奶 85

(3)蛋白质净利用率(net proteinutilization,NPU)蛋白质生物价值没有考虑在消化过程中未吸收而丢失的氮,所以Miller等建议将生物价值乘以消化率,称之为蛋白质净利用率:

NPU=BV×D=保留N/摄入N

动物的蛋白质净利用率也可用体氮法进行测定。用同窝断乳大鼠分别饲以含维持水平蛋白质的实验饲料(A组)和无蛋白的饲料(B组)各10d。记录各组每日摄食量。实验终了时测定各组动物尸体总氮量和饲料含氮量,按下列计算:

NPU=(BF-BK+IK)/IF

式中: IF=A组N摄入量

BF=A组尸体总N量

BK=B组尸体总N量

IK=B组N摄入量

也可测定实验动物尸体的干重和含水量,利用已知的幼鼠尸体N/H2O的平均比值计算尸体含氮量,则操作更为简便。

(4)蛋白质效力比(protein efficiencyratio,PER)蛋白质效力比是摄入单位重量蛋白质的体重增加数:

PER=体重增加(g)/摄入蛋白质(g)

通常用雄性断乳大鼠为实验对象。Osborne等证明PER随饲料中蛋白质的水平而改变,因而建议在适宜的蛋白质的水平上进行实验。习惯上用含10%蛋白质的饲料,AOAC提出的标准步骤则用含9.09%蛋白质的饲料饲养动物。

此测定最大的缺点是没有把维持所需的蛋白质考虑在内,因而所得结果常不成比例。例如PER为2时,其质量不等于PER为1时的两倍。不同实验测得的PER的重复性往往不佳,为了减少实验室间的变异,假设酪蛋白(参考蛋白)的PER值:

校正的PER=PER×(2.5/酪蛋白的实测PER)

(5)相对蛋白质价值(realative proteinvalue,RPV)相对蛋白质价值是动物摄食受试蛋白的剂量-生长曲线斜率(A)和摄食参考蛋白的剂量-生长曲线斜率(B)比:

RPV=A/B×100

以含3~4种不同剂量的受试食物蛋白喂养断乳大鼠,将大鼠体重增长数(Y)对受试蛋白的进食克数(X)绘制回归方程,求其斜率(A)。同时用含不同剂量的乳白蛋白(参考蛋白)喂养动物,同法得剂量-生长回归方程及斜率(B)。假设前一回归方程为Y1=2.35X1-0.36,后一回归方程为Y2=4.12X2-0.28,则此受试蛋白的相对蛋白质价值可计算如下:

RPV=2.35/4.12×100=57

由受试蛋白测得的回归方程,斜率越大蛋白质利用率越高。

(6)氨基酸评分(amino acid score)或化学评分(chemicalscore) 1946年Block等指出在合成蛋白质的场所,构成蛋白质所必需的氨基酸(AA)必须同时存在,缺乏其中任何一种就会影响合成,因此用食物蛋白氨基酸的组成评价蛋白质。查表计算或测定某种受试食物蛋白或混合食物蛋白中每一种必需氨基酸的含量,与参考蛋白进行比较,以每种氨基酸与参考蛋白氨基酸的比值表示。比值最低的那种氨基酸,即为第一限制氨基酸,此最低比值即受试食物蛋白的氨基酸评分或化学评分。氨基酸评分可计算如下:

氨基酸评分=每克受试蛋白的某种AA含量(mg)/每克参考蛋白的该种AA含量(mg)×100

或 氨基酸评分=受试蛋白每克N的某AA含量(mg)/参考蛋白每克N的该种AA含量(mg)×100

食物蛋白中氨基酸的含量可用比较的参考蛋白的关系表示或用每克氮的关系表示。Block等原用卵蛋白作为与受试蛋白比较的参考蛋白,经后人修改现多采用FAO/WHO(1973)根据学龄前儿童最低需要量制定的理想氨基酸需要量模式(表2-10)与受试蛋白进行比较。

根据理想模式测得的氨基酸评分适用于儿童对食物蛋白利用率的评价;但对成年人则低估了该蛋白质的质量,因为成年人对每克蛋白质氨基酸的需要量较低。

表2-10 理想的氨基酸需要量模式

含量(mg·g-1蛋白质)
异亮氨酸 40
亮氨酸 70
赖氨酸 55
蛋氨酸+胱氨酸 35
苯丙氨酸+酪氨酸 60
苏氨酸 40
色氨酸 10
缬氨酸 50

表2-11 几种食物蛋白的氨基酸评分

蛋白质来源 氨基酸含量(mg·g-1蛋白质) 氨基酸评分(限制氨基酸)
赖氨酸 含硫氨酸 苏氨酸 色氨酸
理想模式 55 35 40 10 100
稻谷 24 38 30 11 44(赖氨酸)
72 24 42 14 68(含硫氨酸)
奶粉 80 29 37 13 83(含硫氨酸)
谷、豆、奶粉混合(67:22:11) 51 32 35 12 88(苏氨酸)

*根据Pellett,Pl etal(1978):“Nutritional Evaluation of Protein Foods”计算

2.7.4 蛋白质的互补作用

几种食物混食,由于必需氨基酸的种类和数量互相补充,而能更接近人体需要量的比值,使生物价值得到相应的提高,这种现象称为蛋白质的互补作用。如小麦、小米、牛肉、大豆各个单独食用时,其蛋白质生物价值分别为67、57、69、64,而混食的生物价值可高达89。中美洲和巴拿马营养研究所(INCAP)制成一种植物混合食物,称为“Incaparina”,其中含玉米粉29%、高梁29%、棉籽粉38%、啤酒酵母3%、碳酸钙1%及维生素A。这种混合食物是营养不良地区低蛋白膳食的良好补助食物,其蛋白质的生物价值仅略次于牛乳蛋白。

用限制氨基酸补充到相应的食物中,如用赖氨酸补充谷类蛋白,用蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸补充花生粉,同样可以起到互补作用。如在面粉中添加赖氨酸0.2%,面粉蛋白的生物价值可由47提高到71,学龄儿童食用这种赖氨酸强化食品一年后,身高、体重和抵抗力等均较对照组有显著提高。

因为组成蛋白质氨基酸必须同时存在才能合成蛋白质,而且机体内氨基酸的储存量很少,因此膳食中不同蛋白质必须在同一餐摄入才能起到互补作用。如每3h单独以一种必需氨基酸饲养大鼠,氨酸的利用不佳,大鼠不能生长。

2.7.5 加工对食物蛋白营养价值的影响

食物加工的方法有加热、冷冻、搅拌、高压、盐腌等,其中以加热对蛋白质的影响最大。蛋白质经过加热处理,构型(Configuration)改变,固有的生物活性丧失,这种变化称为变性。如蛋清受热凝固、瘦肉受热收缩变硬都是变性现象。各种蛋白质的耐热性能不一,多数在60~80℃开始变性。变性不同于变质,蛋白质的一级结构未变。

烹调和防止食物腐败往往采用100~200℃的加热法。在上述温度下和没有糖存在时,蛋白质发生变性,维持蛋白质空间构象(Conformation)的次级键发生断裂,破坏了肽键原有的空间排列。原来在分子内部的一些非极性基团暴露到分子表面,使蛋白质的溶解度降低,甚至凝固。同时各种反应基团如-NH2、-COOH、-OH、-SH释放出来,使蛋白质易于酶解,也变得容易消化。食物中氨基酸的损失不大。

某些食物中含有阻碍酶作用的抑制剂。如大豆中的抗胰蛋白酶、血球凝集素,蛋清中的卵粘蛋白等受热后因变性而失去活性。解除了对酶的抑制作用,从而提高了食物的营养价值。

大部分食品除蛋白质外,还含有具还原性的糖类。蛋白质过度加热,尤其在有还原糖存在的条件下,可产生非酶的美拉德(Maillard)反应。食物变成棕褐色,其中氨基酸主要是赖氨酸遭到破坏,减低了蛋白质的生物价值。同时蛋白质的酶解也下降,使食物不易消化。美拉德反应的过程甚为复杂,即使在较低温度下也能进行,只是反应速率相当缓慢。

参考文献

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5.Grant TP etal:Surg Clin N Amer 61(3):437~464,1981

6.SmelserDN:AmJ Clin Nutr35(2):342,1982

3 脂类

3.1 脂类的种类和理化性质

3.1.1 脂类的种类

(1)脂肪酸的种类在天然脂肪中,脂肪酸的种类甚多。各种天然脂肪酸分子是由不同碳链(4~24C)所组成的直链脂肪酸。除个别例外,碳原子均为双数。此类脂肪酸有两种分类法:一种是根据碳原子数将脂肪酸分为短链(4-6C)、中链(8-12C)及长链(12C以上)脂肪酸。另一种是将脂肪酸分为饱和及不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸的一般分子式为CnH2nO2,而不饱和脂肪酸带有1、2、3个以至更多的双键,其一般分子式为CnH2n-2O2、CnH2n-4O2、CnH2n-6O2。其中有两个以上双键的亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸称为多不饱和脂肪酸。

除直接脂肪酸外,还有环状脂肪酸,如治疗麻风病的大枫子油中的大枫子油酸与亚大枫子油酸。

重要的脂肪酸结构如下:

软脂酸CH3(CH2)14·COOH

硬脂酸CH3(CH2)16·COOH

油酸CH3(CH27CH=CH(CH27COOH

亚油酸CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

亚麻酸CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH(CH2)7C00H

花生四烯酸

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH

大枫子油酸

(2)脂肪的种类脂肪有两种分类法,一种是根据其化学结构,另一种是根据其来源。脂肪的化学组成是甘油与三分子高级脂肪酸,故又称为甘油三酯,其结构如下

CH2─O─CO─R1

CH─O─CO─R2

CH2─O─CO─R3

R1、R2及R3分别代表三分子脂肪酸的羟基,根据它们是否相同将脂肪分成单纯甘油酯和混合甘油酯两类。如果其中三分子脂肪酸是相同的,构成的脂肪称为单纯甘油酯,如三油酸甘油酯。如果是不同的,则称为混合甘油酯,如α-软脂酸-β-油酸-α'-硬脂酸甘油酯。人体的脂肪一般为混合甘油酯,所含的脂肪酸主要是软脂酸和油酸。

根据来源将脂肪分成动物性脂肪和植物性脂肪。动物性脂肪又有两大类,一类为水产动物脂肪,如鱼类、虾、海豹等,其中的脂肪酸大部分是不饱和脂肪酸,所以这一类脂肪的熔点低,并且也很易消化。另一类是陆生动物脂肪,其中大部分含饱和脂肪酸和较少量的不饱和脂肪酸。奶类中脂肪除含有一般的饱和与不饱和脂肪酸外,经常还有大量短链(4~8C)脂肪酸,显然这些脂肪酸是适于婴儿发育所需要的。植物性脂肪如棉子油、花生油、菜子油、豆油等,其脂肪中主要含不饱和脂肪酸,而且多不饱和脂肪酸(亚油酸)含量很高,占脂肪总量的40~50%。但椰子油中的脂肪酸主要是饱和的。

(3)磷脂的种类磷脂是包括各种含磷的脂类。它们在自然界的分布很广,种类繁多。按其化学组成大体上可分为两大类。一类是分子中含甘油的称为甘油磷脂,另一类是分子中含神经氨基醇的称为神经磷脂。甘油磷脂又按性质的不同再分为中性甘油磷脂和酸性甘油磷脂两类。前者如磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂、缩醛磷脂)、溶血磷脂酰胆碱等;后者如磷脂酸、磷脂酰丝氨酸、二磷脂酰甘油(心磷脂)等。神经磷脂中的神经氨基醇是一系列碳链长度不同的不饱和氨基醇,其中最常见的是含18个碳原子,在磷脂中常以酰胺即脑酰胺形式存在,如脑酰胺磷酸胆碱(神经磷脂、鞘磷脂)、脑酰胺磷酸甘油等。将其中几种主要的磷脂结构列述于下:

(4)胆固醇的结构胆固醇是人和动物体内重要的固醇类之一,其结构含有一个环戊烷多氢菲环,大部分胆固醇与脂肪酸结合成为胆固醇脂的形式存在。胆固醇在7,8位上脱氢后的化合物是7-脱氢胆固醇,它存在于皮肤和毛发,经阳光或紫外线照射后能转变为维生素D3

(5)血浆脂蛋白的种类脂蛋白存在于血浆、线粒体、微粒体、细胞膜中,是由脂类和蛋白质结合而成。

根据血浆脂蛋白的比重或电泳速度可分为α脂蛋白(亦称高密度脂蛋白,简写HDL)、β-脂蛋白(亦称低密度脂蛋白,简写LDL)、前β-脂蛋白(亦称极低密度脂蛋白,简写VLDL)和乳糜微粒(简写CM)四部分。

这些脂蛋白内的脂类有磷脂、胆固醇、胆固醇酯和甘油三酯。蛋白质有apoA(A-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅳ)、apoB、apoC(C-Ⅰ、C-Ⅱ、C-Ⅲ)、apoD(A-Ⅲ)、apoE(E1、E2、E3、E4)、apoF等。其化学组成如表3-1。

表3-1 血浆脂蛋白的化学组成

脂蛋白种类 化学组成(%)
蛋白质 甘油三酯 胆固醇 胆固醇脂 磷脂
高密度脂蛋白 50 4 2 20 24
低密度脂蛋白 23 10 10 36 21
极低度密度脂蛋白 10 52 5 13 20
乳糜微粒 2 87 2 4 5

脱辅基蛋白(apo)中有一部分的结构已搞清楚,如apoA-Ⅰ是一条由243氨基酸残基组成单多肽链,N-端为门冬氨酸,C-端为谷氨酰胺。apoA-Ⅱ含有两条完全相同的由77个氨基酸残基组成的多肽链,两条肽链在第6位残基上由二硫键联接成二聚体,它类似A-Ⅰ,C-端是谷氨酰胺。

脂蛋白颗粒的结构常呈球状,在颗粒的表面是极性分子,如蛋白质、磷脂,它们的亲水基团暴露在外,而疏水基团则处于颗粒之内。磷脂的极性部分与apo结合,非极性部分和其它脂类结合,将甘油三酯、胆固醇包裹在颗粒内。三种脂蛋白的结构列于图3-1、3-2、3-3。

高密度脂蛋白结构模型 低密度脂蛋白结构模型
图3-1 高密度脂蛋白结构模型 图3-2 低密度脂蛋白结构模型

极低密度脂蛋白结构模型

图3-3 极低密度脂蛋白结构模型

3.1.2 脂类的理化性质

(1)脂肪酸和脂肪的性质

①水溶性:脂肪酸分子是由极性烃基和非极性烃基所组成。因此,它具有亲水性和疏水性两种不同的性质。所以,有的脂肪酸能溶于水,有的不能溶于水。烃链的长度不同对溶解度有影响,低级脂肪酸如丁酸易溶于水。碳链增加则溶解度减小。碳链相同,有无不饱和键对溶解度无影响。

脂肪一般不溶于水,易溶于有机溶剂如乙醚、石油醚、氯仿、二硫化碳、四氯化碳、苯等。由低级脂肪酸构成的脂肪则能在水中溶解。脂肪的比重小于1,故浮于水面上。脂肪虽不溶于水,但经胆酸盐的作用而变成微粒,就可以和水混匀,形成乳状液,此一过程称为乳化作用。

②熔点:饱和脂肪酸的熔点依其分子量而变动,分子量愈大,其熔点就愈高。不饱和脂肪酸的双键愈多,熔点愈低。纯脂肪酸和由单一脂肪酸组成的甘油酯,其凝固点和熔点是一致的。而由混合脂肪酸组成的油酯的凝固点和熔点则不同。

脂肪的熔点各不相同,所有的植物油在室温下是液体,但几种热带植物油例外。例如棕榈果、椰子和可可豆的脂肪在室温下是固体。动物性脂肪在室温下是固体,并且熔点较高。脂肪的溶点决定于脂肪酸链的长短及其双键数的多寡。脂肪酸的碳链愈长,则脂肪的熔点愈高。带双键的脂肪酸存在于脂肪中能显著地降低脂肪的熔点。

③吸收光谱:脂肪酸在紫外和红外区显示出特有的吸收光谱,可用来对脂肪酸的定性、定量或结构研究。饱和酸和非共轭酸在220nm以下的波长区域有吸收峰。共轭酸中的二烯酸在230nm附近、三烯酸在260~270nm附近、四烯酸在290~315nm附近各显示出吸收峰。测定此种吸光度,就能算出其含量。

红外线吸收光谱可有效地应用于决定脂肪酸的结构。它可以区别有无不饱和键、是反式还是顺式、脂肪酸侧链的情况以及检出过氧化物等特殊原子团。

④皂化作用:脂肪内脂肪酸和甘油结合的酯键容易被氢氧化钾或氢氧化钠水解,生成甘油和水溶性的肥皂。这种水解称为皂化作用。通过皂化作用得到的皂化价(皂化1g脂肪所需氢氧化钾mg数),可以求出脂肪的分子量。

脂肪的分子量=3·氢氧化钾分子量·1000/皂化价

⑤加氢作用:脂肪分子中如果含有不饱和脂肪酸,其所含的双键可因加氢而变为饱和脂肪酸。含双键数目愈多,则吸收氢量也愈多。

植物脂肪所含的不饱和脂肪酸比动物脂肪多,在常温下是液体。植物脂肪加氢后变为比较饱和的固体,它的性质也和动物脂肪相似,人造黄油就是一种加氢的植物油。

⑥加碘作用:脂肪分子中的不饱和双键可以加碘,每100g脂肪所吸收碘的克数称为碘化价。脂肪所含的不饱和脂肪酸愈多,或不饱和脂肪酸所含的双键愈多,碘价愈高。根据碘价高低可以知道脂肪中脂肪酸的不饱和程度。

⑦氧化和酸败作用:脂肪分子中的不饱和脂肪酸可受空气中的氧或各种细菌、霉菌所产生的脂肪酶和过氧化物酶所氧化,形成一种过氧化物,最终生成短链酸、醛和酮类化合物,这些物质能使油脂散发刺激性的臭味,这种现象称为酸败作用。

酸败过程能使油脂的营养价值遭到破坏,脂肪的大部分或全部已变成有毒的过氧化物,蛋白质在其影响下发生变性,维生素亦同时遭到破坏。酸败产物在烹调中不会被破坏。长期食用变质的油脂,机体会出现中毒现象,轻则会引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻,重则使机体内几种酶系统受到损害,或罹患肝疾。有的研究报告还指出,油脂的高度氧化产物能引起癌变。因此,酸败过的油脂或含油食品不宜食用。

脂类的多不饱和脂肪酸在体内亦容易氧化而生成过氧化脂质,它不仅能破坏生物膜的生理功能,导致机体的衰老,还会伴随某些溶血现象的发生,促使贫血、血栓形成、动脉硬化、糖尿病、肝肺损害等的发生。也是蛛网膜下出血引起脑血管挛缩,使大脑供血不足而导致死亡的重要原因之一。动物试验还证实,过氧化脂质具有致突变性,诱发癌瘤。

(2)磷脂的性质磷脂中因含有甘油和磷酸,故可溶于水。它还含有脂肪酸,故又可溶于脂肪溶剂。但磷脂不同于其它脂类,在丙酮中不溶解。根据此特点,可将磷脂和其它脂类分开。卵磷脂、脑磷脂及神经鞘磷脂的溶解度在不同的脂肪溶剂中具有显著的差别,可利用来分离此三种磷脂。兹将其溶解性列于表3-2。

神经鞘磷脂很稳定,不溶于醚及冷乙醇,但可溶于苯、氯仿及热乙醇。

卵磷脂为白色蜡状物,在空气中极易氧化,迅速变成暗褐色,可能由于磷脂分子中不饱和脂肪酸氧化所致。神经鞘磷脂对氧较为稳定,这一点与卵磷脂和脑磷脂不同。

表3-2 各种磷脂的溶解性

磷脂 乙醚 乙醇 丙酮
卵磷脂 不溶
脑磷脂 不溶 不溶
神经鞘磷脂 不溶 溶于热乙醇 不溶

卵磷脂有降低表面张力的能力,若与蛋白质或碳水化和物结合则作用更大,是一种极有效的脂肪乳化剂。它与其它脂类结合后,在体内水系统中均匀扩散。因此,能使不溶于水的脂类处于乳化状态。

卵磷脂和脑磷脂均可由酶水解。眼镜蛇与响尾蛇等的毒液中含有卵磷脂酶,它使卵磷脂水解,失去一分子脂肪酸变成溶血卵磷脂,它具有强烈的溶血作用。此种酶对脑磷脂亦有相似作用,但其产物的溶血能力较差。

(3)胆固醇的性质胆固醇为白蜡状结晶片,不溶于水而溶于脂肪溶剂,可与卵磷脂或胆盐在水中形成乳状物。胆固醇与脂肪混和时能吸收大量水分,如羊毛脂中含有大量的胆固醇,能吸收水分,用以制成油膏能混入水溶性药物。

胆固醇不能皂化,能与脂肪酸结合成胆固醇酯,为血液中运输脂肪酸的方式之一。脑中含胆固醇很多,约占湿重的2%,几乎完全以游离的形式存在。

胆固醇溶于氯仿,加醋酸酐与浓硫酸少许即成蓝绿色,胆固醇定性的检验方法即根据此原理。洋地黄皂甙可使游离的胆固醇沉淀,如此可与胆固醇分开,分别进行定量分析。

胆汁中有不少胆固醇,由于胆盐的乳化作用,可形成乳状液。若胆汁中胆固醇过多或胆盐过少,胆固醇即可在胆道内沉淀形成胆石。胆固醇若沉淀于血管壁则易形成动脉粥样硬化。

(4)脂蛋白的性质血浆脂蛋白分为高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)及乳糜微粒(CM)。它们的性质列于表3-3[4]

表3-3 血浆脂蛋白的性质

种类 分子大小 上浮率 密度 电泳位置
(A) (Sf值)* (gcm-3
HDL** 50×300 1.063~1.210 α1
LDL 200~250 0 ~20 1.006 ~1.063 β
VLDL 250~800 20 ~ 400 0.960~1.006 前-β
CM 800~5,000 >400 <0.960 原点

* 1单位Sf(漂浮系数)是指溶质分子在密度为1.063g·ml-1的食盐溶液中(26℃),每秒每达因(dyne)克离心力的力场下上浮10-13cm。

** HDL是长椭球形,故其分子直径以50×300A表示。

3.2 脂类的生理功用

3.2.1 必需脂肪酸的功用

必需脂肪酸是指人体内不能合成的一些多不饱和脂肪酸,如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。

哺乳动物如果缺乏这些必需脂肪酸就会影响机体代谢,表现为上皮细胞功能异常、湿疹样皮炎、皮肤角化不全、创伤愈合不良、对疾病抵抗力减弱、心肌收缩力降低、血小板聚集能力增强、生长停滞等。

必需脂肪酸是组织细胞的组成成分,对线粒体和细胞膜的结构特别重要。在体内参与磷脂合成,并以磷脂形式出现在线粒体和细胞膜中。

花生四烯酸是体内合成前列腺素的前体。前列腺素是一组比较复杂的化合物,广泛存在于各组织中,具有广泛的生理作用。它能刺激子宫平滑肌收缩,帮助催娩和促使流产。它能抑制输卵管的蠕动,溶解黄体,使血黄体酮水平下降,具有抗生育作用。但它又能促使射精,延长精子的生命力和转移,促进精子和卵子的会合,帮助受孕。有的前列腺素使支气管平滑肌松弛,降低空气通路阻力,并能对抗支气管痉挛剂如组织胺和乙酰胆碱的刺激作用。哮喘患者用前列腺素后,有类似异丙肾上腺素的支气管扩张作用。有种前列腺素能够增加心输出量、降低外周阻力、降低血压。近年来,发现前列腺素PGG2和PGH2通过血小板微粒体中的凝血恶烷合成酶的催化而形成凝血恶烷A2(TXA2),它具有强烈的血小板聚集作用。不过在血管内皮微粒体内的前列腺素环衍生物合成酶的催化,从PGH2生成前列环素(PGI2),它不仅有拮抗TXA2的作用,还具有强烈的抑制血小板聚集作用。

目前,前列腺素在临床上用于催产、中期引产、抗早孕和催经等方面。有人甚至认为它可能成为第三代的避孕药。前列腺素有可能用于治疗哮喘、胃肠溃疡、鼻塞、男性不育,尤其在治疗心血管疾病、高血压、肿瘤等方面,已广泛引起人们重视。

胆固醇与必需脂肪酸结合后,才能在体内转运与进行正常代谢。如果缺乏必需脂肪酸,胆固醇就和一些饱和脂肪酸结合,不能在体内进行正常转运与代谢,并可能在血管壁沉积,发展成动脉粥样硬化。亚油酸还能降低血中胆固醇,防止动脉粥样硬化。因此,在临床上用于防止和治疗心血管疾病。

对于X射线引起的一些皮肤损伤,必需脂肪酸有保护作用。其作用机理可能由于新生组织生长和受损组织修复时均需要亚油酸。因此,有充足的必需脂肪酸存在时,受损组织才能迅速修复。

3.2.2 脂肪的功用

脂肪的主要功用是氧化释放能量,供给机体利用。1g脂肪在体内完全氧化所产生的能量约为37.7kJ,比糖和蛋白质产生的能量多1倍以上。因脂肪分子中碳原子数与氢原子数比氧原子数多得多,而糖分子则不然。如以三硬脂酸甘油酯和葡萄糖分子为例计算,前者C:H:O为10:18:1,后者为1:2:1。1分子三硬脂酸甘油酯彻底氧化成H2O和CO2时,总共产生458个ATP,而1分子葡萄糖彻底氧化只产生36个ATP。所以,脂肪氧化产生的能量比糖氧化产生的多。体内储存脂肪作为能源比储存糖为经济。

脂肪乳剂在肠外营养制剂占有一定的重要的地位。因为脂肪在代谢时可产生大量热量,并能满足成人每日热量需要的20~50%。给婴儿输注脂肪乳剂尤为有益。因其所需热量的一半通常由脂肪代谢来满足。它是完全肠外营养时热量的主要来源。此外,长时间以葡萄糖和氨基酸提供营养时,可发生必需脂肪酸的缺乏,如补给脂肪乳剂后,必需脂肪酸的缺乏可得到纠正。

脂肪尚可协助脂溶性维生素和胡萝卜素等的吸收。肠梗阻病人不仅有脂肪的消化与吸收发生障碍,也常伴有脂溶性维生素吸收障碍,造成维生素缺乏病。

脂肪组织较为柔软,存在于器官组织间,使器官与器官间减少磨擦,保护机体免受损伤。臀部皮下脂肪亦很多,可以久坐而不觉局部劳累。足底也有较多的皮下脂肪,使步行、站立而不致伤及筋骨。

脂肪不易传热,故能防止散热,可维持体温恒定,还有抵御寒冷的作用。肥胖的人由于在皮肤下及肠系膜等处储存多量脂肪,体温散发较慢。在冬天不觉得冷,但在夏日因体温不易散发而怕热。

脂肪在胃中停留时间较长,因此,富含脂肪的食物具有较高的饱感。脂肪还增加膳食的美味,促进食欲。

3.2.3 磷脂的功用

磷脂可与蛋白质结合形成脂蛋白,并以这种形式构成细胞的各种膜,如细胞膜、核膜、线粒体膜等,维持细胞和细胞器的正常形态和功能。由于磷脂内的不饱和脂肪酸分子中存有双键,使得生物膜具有良好的流动性与特殊的通透性。这些膜在体内新陈代谢中起着重要作用,如细胞只允许细胞与外界发生有选择性的物质交换,摄取营养素,推出废物。酶类可以有规律地排列在膜上,使物质代谢能有规律而顺利地进行,保证细胞的正常生理功能。

神经组织含有大量磷脂,以中枢神经系统而言,其干重的51~54%为脂类,而其中半数以上是磷脂。磷脂和神经兴奋有关。当神经膜处于静止状态时,在膜上形成三磷酸磷脂酰肌醇-蛋白质-Ca2+复合物,膜电阻加大,不能为离子通过。当加入乙酰胆碱或给予电刺激时,均能促使磷脂酰肌醇磷酸二酯酶活性增强,此酶能水解三磷酸磷脂酰肌醇变成二磷酸磷脂酰肌醇,Ca2+被乙酰胆碱或K+取代,膜的分子构型发生变化而改变膜的通透性,发生去极化。以后在酶的催化下,二磷酸磷脂酰肌醇又变成三磷酸磷脂酰肌醇,后者又与Ca2+结合,使神经膜恢复到静止状态。二磷酸磷脂酰肌醇和三磷酸磷脂酰肌醇如此反复变化,便完成离子的能动输送,使神经兴奋。

一磷酸磷脂酰肌醇与去甲肾上腺素的受体有密切关系。实验证明,两者有很强的结合力,Ca2+、Mg2+等两价金属离子能影响它们的结合,因而认为一磷酸磷脂酰肌醇可能是去甲肾上腺素受体的一种成分。

经去垢剂处理心肌细胞以除去膜磷脂后,胰高血糖素则不能使腺苷酸环化酶活化,只有在添加磷脂酰丝氨酸后,才能恢复其作用。因此,认为磷脂很可能与多肽类激素的信息传递有关,对激素的作用起一定的影响。

膜上许多酶的活性与磷脂关系密切。若以丙酮除去磷脂或用专一性的磷脂酶破坏磷脂,均可使此类酶活性下降或完全丧失。用磷脂酶C处理而失活的葡萄糖-6-磷酸酶,只要补加磷脂就可使酶活性恢复。这种酶称为脂类依赖性酶类,包括有β羟丁酸脱氢酶、脱氧皮质酮-11β-羟化酶、NADH-细胞色素还原酶、琥珀酸-细胞色素C还原酶、Na2+,K+-ATP酶等。此外,凝血酶原激酶的辅助基中含有脑磷脂,故脑磷脂还与血液凝固有关。

磷脂还是血浆脂蛋白的重要组成成分,具有稳定脂蛋白的作用。因此,组织中脂类如脂肪和胆固醇在血液中运输时,需要有足够的磷脂才能顺利进行。在胆汁中磷脂与胆盐、胆固醇一起形成胶粒,以利于胆固醇的溶解和排泄。

3.2.4 胆固醇的功用

胆固醇是细胞膜和细胞器膜的重要结构成分,它不仅关系到膜的通透性,而且是某些酶在细胞内有规律分布的重要条件,保证物质代谢的酶促反应顺利进行。胆固醇还是血浆脂蛋白的组成成分,可携带大量甘油三酯和胆固醇酯,在血液中运输。

胆固醇是体内合成维生素D3胆汁酸的原料。维生素D3缺乏时在成人发生骨质软化症,在小孩就会得佝偻病。胆汁酸的功能主要是乳化脂类,帮助脂类的消化与吸收,缺乏时还会引起脂溶性维生素缺乏病。胆固醇在体内可以转变成各种肾上腺皮质激素,如影响蛋白质、糖和脂类代谢的皮质醇,能促进水和电解质在体内保留醛固酮。胆固醇还是性激素睾酮、雌二醇的前体。

美国、瑞士的科学家认为血液中正常的胆固醇含量有一定的抗癌功能。因为人体血液中有一种“噬异变细胞白细胞”,这种白细胞能辨别异变细胞和癌细胞。当它识别出这些细胞时,就分泌出一种“抗异变素”来杀伤和吞噬异变癌细胞,从而使癌细胞失去活力。因此,通过这种白细胞可以防止癌细胞在血液中转移。血液中的胆固醇是维持“噬异变细胞白细胞”生存必不可少的物质,如果血液中胆固醇含量过低,这种白细胞对癌细胞的辨别力和吞噬力都显著下降。

神经髓鞘中含有大量的胆固醇和磷脂,它们是神经纤维间的重要绝缘体。防止神经冲动从一条神经纤维向其它神经纤维扩散。为神经冲动迅速定向传导创造条件。

3.3 脂类的生化代谢

3.3.1 脂类的消化和吸收

唾液中无消化脂肪的酶,胃液中虽含有少量的脂肪酶,但成人胃液酸度很强,不适于脂肪酶的作用,故脂肪在成人口腔和胃中不能消化。婴儿胃液的PH在5左右,奶中脂肪已经乳化,故脂肪在婴儿胃中可消化一部分。脂肪的消化主要在小肠内进行。食糜通过胃肠粘膜产生的胃肠激素刺激胰液和胆汁的分泌,并进入小肠。胆汁中的胆盐是强有力的乳化剂,脂肪受到胆盐的乳化,分散为细小的脂肪微粒,有利于和胰液中的脂肪酶充分接触。

胰液中的胰脂肪酶能将部分脂肪完全水解为甘油和游离脂肪酸,但有一半的脂肪仅能局部水解为甘油二酯或甘油一酯。因为胰脂肪酶能特异地和连续地作用于甘油三酯的1和3位置,开始解脱一个脂肪酸,形成甘油二酯。然后,再解脱一个脂肪酸,形成甘油一酯。胰脂肪酶对甘油三酯的水解率和其脂肪酸链的长短有关,不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸易于水解。还有小部分的脂肪完全不水解。

脂肪的水解产物游离脂肪酸和甘油一酯、甘油二酯进入肠粘膜细胞内,在滑面内质网上重新合成与体内脂肪组成成分相近的甘油三酯。新合成的甘油三酯的组成和构型适宜于以后的代谢。新合成的甘油三酯在粗内质网上与磷脂、胆固醇、蛋白质形成乳糜微粒,经肠绒毛的中央乳糜管汇合入淋巴管,通过淋巴系统进入血液循环。水解产物甘油因水溶性大,不需胆盐即可通过小肠粘膜经门静脉而吸收入血液。完全未被水解的脂肪亦能以乳胶微粒的形式直接进入肠粘膜细胞,在内质网上合成的乳糜微粒再由淋巴系统进入血液循环。因此,动物和植物脂肪几乎完全吸收。食后2h,可吸收24~41%,4h后吸收53~71%,6h后吸收68~86%,12h后吸收97~99%。

影响脂肪吸收的因素:

(1)脂肪的熔点脂肪的熔点会影响其吸收。例如,羊脂的熔点为44~55℃,其吸收率为85%;而椰子油的熔点为28~33℃,其吸收率为98%。一般说来,植物油的熔点较低,所以较易吸收。这是因为进入十二指肠中的脂肪应该是液态,这样才能乳化。脂肪的熔点比体温越高,就越难于乳化,所以也就越不容易消化吸收。

(2)脂肪摄取量因为脂肪吸收比较慢,小量食入时吸收率高。大量时有不少排泄掉,吸收率低。

(3)年龄1岁内的婴儿脂肪吸收率低,常易发生消化不良。老年人脂肪的吸收和代谢都比年轻人慢。

(4)脂肪酸组成一般来说,含短链脂肪酸的脂肪其吸收比长链的为快。含奇数碳链脂肪酸的脂肪,其吸收比偶数的为慢。棕榈酸在甘油第2位的脂肪(如猪油、人乳),其吸收比棕榈酸在其他位置或在第2位的其他脂肪酸的脂肪(牛油、羊油、牛乳)来得好。

(5)钙脂肪吸收时,虽然需要一定量的钙,但如钙量过高时,则脂肪吸收反而下降。特别是含月桂酸、豆蔻酸、软脂酸和硬脂酸等熔点高的脂肪。而含油酸和亚酸这些不饱和脂肪酸浓度高的脂肪,钙不影响其他吸收。

钙干扰饱和脂肪吸收的机理是由于形成难溶解的饱和脂肪酸钙。

3.3.2 磷脂的消化和吸收

卵磷脂在小肠内由四种酶进行分解,由胰腺分泌的磷脂酶A原,受胰蛋白酶激活成磷脂酶A,在胆盐和Ca2+存在下,作用于卵磷脂,释出一个脂肪酸,产生溶血卵磷脂。它有溶血作用。

磷脂酶B作用于卵磷脂,释出二分子脂肪酸,产生α-甘油磷酸胆碱。溶血卵磷脂亦可受磷脂酶B的作用,释出一分子脂肪酸后,生成α-甘油磷酸胆碱。

最后,甘油磷酸酶和胆碱磷酸酶分别作用于α-甘油磷酸胆碱,完全水解成甘油、磷酸及胆碱。

脑磷脂和磷脂酰丝氨酸的分解过程与卵磷脂相似。

除脂肪酸外,磷脂的消化产物大多数是水溶性的,在肠道内易于吸收。

小部分磷脂在胆盐的协助下,混合在乳胶微粒内,在肠内可以不经消化而能直接吸收。但大部分磷脂仍需水解后才被吸收。吸收的磷脂水解产物,也可以在肠壁重新合成完整的磷脂分子再进入血液中。

3.3.3 胆固醇的消化和吸收

食物中所含的胆固醇,一部分是与脂肪酸结合的胆固醇酯,另一部分是游离状态的。胰液和肠液中均含有胆固醇酯酶,在肠道内催化胆固醇脂水解,产生游离的胆固醇和脂肪酸。

胆固醇为脂溶性物质,故必须借助胆盐的乳化才能在肠内吸收。但是吸收的胆固醇约有三分之二在肠粘膜细胞内经酶的催化重新酯化,形成适合体内需要的胆固醇酯。再与部分未酯化的游离胆固醇、磷脂、甘油三酯及由肠粘膜细胞合成的脱辅基蛋白一起形成乳糜微粒,经淋巴系统进入血液循环。因此,淋巴和血液中的胆固醇大部分以胆醇酯的形式存在。

影响胆固醇吸收的因素:

(1)食物胆固醇在摄食1、3或6g胆固醇后,其吸收率分别为60、40、30%,即吸收率随着摄食量的增加而递减。这是因为增加胆醇吸收的同时,发生两个代偿机制,即胆固醇排泄增加和体内合成减少。

(2)食物脂肪和脂肪酸食物中的脂肪和脂肪酸具有提高胆固醇吸收的作用。这是由于:①乳糜微粒中的胆固醇主要是胆固醇酯,脂肪和脂肪酸可以在肠粘膜中供给胆固醇以再酯化所需要的脂酰基,从而有利于胆固醇吸收;②高脂肪膳食具有促进胆汁分泌的作用。而胆汁中的胆汁盐能促使胆固醇形成微粒,有助于胆固醇的吸收。

(3)植物固醇各种植物固醇,如豆固醇、谷固醇等,不仅其本身吸收很差,而且还能抑制胆固醇的吸收。有人认为这可能是因为:①植物固醇的分子结构与胆固醇极为相似,竞争性抑制肠内胆固醇酯的水解,以及肠壁内游离胆固醇的再酯化,促使其由粪便中排泄;②植物固醇竞争性地占据微粒内胆固醇的位置,影响胆固醇与肠粘膜细胞接触的机会,从而妨碍其吸收。

(4)其它食物中不能被利用的多糖,如纤维素、果胶、琼脂等容易和胆汁盐结合形成复合物,妨碍微粒的形成,故能降低胆固醇的吸收。此外,肠细菌能使胆固醇还原为不易吸收的粪固醇。因此,长期服用广谱抗生素的病人,常能增加胆固醇的吸收。

3.3.4 脂肪的合成

脂肪合成有两条途径:一是利用食物中的脂肪转化而成人体脂肪;另一是将糖转变为脂肪,这是体内脂肪的主要来源。脂肪组织和肝脏是体内脂肪合成的主要场所。合成脂肪的原料是磷酸甘油和脂肪酸。

磷酸甘油是由糖代谢的中间产物磷酸丙糖还原而成,或从食物中消化吸收的甘油在甘油激酶的催化下,与ATP作用而生成磷酸甘油。

脂肪酸用于脂肪合成之前需经活化,即在脂肪酰CoA合成酶的催化下,与辅酶A、ATP作用生成脂酰辅酶A。二分子脂酰辅酶A经过脂酰转移酶的催化。将脂酰基转移到α-磷酸甘油分子上,生成α-磷酸甘油二酯,又称磷脂酸。后者经磷脂酸酶作用,脱去磷酸后再与另一分子脂酰辅A在甘油二酯转脂酰酶的作用下,结果就生成脂肪。

3.3.5 磷脂的合成

体内磷脂一部分是直接由食物中来,另一部分是在各组织细胞内,经过一系列酶的催化而合成。磷脂的种类很多,现仅将甘油磷脂和神经磷脂的合成简述如下:

(1)甘油磷脂的合成甘油磷脂主要是在微粒体内合成,其原料为磷酸、甘油、脂肪酸、胆碱或乙醇胺等。其中必需脂肪酸由食物供应,其他原料可在体内合成。蛋白质分解产生的甘、丝及蛋氨酸即可作原料。甘氨酸在体内经亚甲基四氢叶酸作用变为丝氨酸,再脱羧变乙醇胺,由S-腺苷蛋氨酸供给甲基而变为胆碱。胆碱和ATP在胆碱磷酸激酶催化下生成磷酸胆碱,再和胞苷三磷酸(CTP)在胞苷酸转移酶作用下变为胞苷二磷酸胆碱(CDP-胆碱),他和甘油二酯在磷酸胆碱转移酶催化下脱掉胞苷一磷酸(CMP),就形成α-卵磷脂。

脑磷脂的合成与卵磷脂的合成过程基本相似,不同的的只是以乙醇胺代替胆碱。

磷脂还可以从另一条途径合成,即α-磷酸甘油二酯先与CTP作用生成CDP-甘油二酯,再与丝氨酸反应生成磷脂酰丝氨酸,后者直接脱羧即生成脑磷脂。脑磷脂甲基化即可生成卵磷脂。

(2)神经磷脂的合成人体内的神经磷脂种类很多,现仅将脑酰胺为中间产物的一种合成过程列于图3-4。

3.3.6 胆固醇的代谢

(1)胆固醇的合成人体内的胆固醇一部分(约40%)是由动物性食物中来,称为外源胆固醇;一部分是由体内组织细胞自行合成,称为内源胆固醇。

人体内几乎所有组织都具有合成胆固醇的能力,但合成的速率和总合成量并不一致,肝脏不仅合成快,而且合成量也最多,是人体合成胆固醇最活跃的场所,其次是小肠。

合成的原料可来自乙酰辅酶A。前后经30多步酶促反应,全部过程在细胞质内进行。

脑酰胺磷酸胆碱的合成途径

图3-4 脑酰胺磷酸胆碱的合成途径

为了储存和转运的目的,游离胆固醇和长链脂肪酸结合成胆固醇酯。组织中的胆固醇是在胆固醇酰基转移酶的作用下,接受脂酰CoA的脂酰基形成胆固醇脂。血浆胆固醇的酯化是在血浆中的卵磷脂胆固醇基转移酶(LCAT)催化下进行的。

(2)胆固醇合成的调节在调节胆固醇的合成中,β-羧-β-甲戊二酸(HMG)-CoA还原酶具有决定性意义,任何因素改变还原酶的活性时,则显著影响体内胆固醇的合成。食入高胆固醇后,当胆固醇含量升高时,可反馈抑制肝脏胆固醇的合成。此作用主要是还原酶活性下降之故。这种负反馈机制只发生于大鼠和其它动物的肝脏,而在胃肠道却没有发现。至于人体,外源性胆固醇不能降低肝外组织的胆固醇合成。其对肝脏的影响,仍有不同的意见。因此,大量摄食胆固醇后,血浆胆固醇仍有一定程度升高。

胆固醇合成速率在昼夜之间可相差4~5倍,午夜时合成最快,上午10时左右最慢,这与还原酶活性的变化是一致的。

还有许多激素也对此酶有影响,如肾上腺素和去甲肾上腺素能促进此酶的合成,因此使胆固醇合成增加。甲状腺素能增加组织对儿茶酚胺的敏感性,而后者又增加HMG-CoA还原酶的合成。但甲腺素又能增加胆固醇的分解和排出,而后者的作用却大于前者,结果使血清胆固醇降低。故甲亢病人常见血浆胆固醇降低,而甲状腺机能减退病人则血浆胆固醇增高。cAMP也有抑制胆固醇合成的作用,于是有人推测有些激素的作用是通过cAMP的变化而实现的。

肝脏内胆固醇的合成还受脂肪代谢的影响。当脂肪酸动员加强,不仅血甘油三酯升高,胆固醇合成也明显增强。运动能使血浆游离脂肪酸含量减少,从而使胆固醇合成缓慢。多不饱和脂肪酸可在体内转变成前列腺素,有人认为前列腺素可通过cAMP-蛋白质激酶系统而使HMG-CoA还原酶失活,或通过抑制脂肪动员,降低血浆游离脂肪酸而使肝中胆固醇合成减少。这可能是多不饱和脂肪酸降低血浆胆固醇的一个重要原因。

糖、脂肪和蛋白质分解而产生的乙酰CoA主要经三羧酸循环彻底氧化,但过量的乙酰CoA不仅可以合成脂肪,也可在微粒体酶系的作用下大量生成HMG-CoA。因此,HMG-CoA还原酶的酶促反应随之加快,胆固醇合成增加。

(3)胆固醇的转化胆固醇在体内能转变成一系列有生理活性的重要类固醇化合物:①转变为胆汁酸。胆固醇在肝脏内受7α-羟化酶的催化生成7α-羟胆固醇,后者经一系列反应转变为胆汁酸。这是胆固醇的主要去路,人体内约有80%的胆固醇可以在肝脏中转变为胆汁酸,其中主要是胆酸、脱氧胆酸和鹅脱氧胆酸。胆酸再与甘氨酸或牛磺酸结合成胆汁酸。胆汁酸以钠盐或钾盐的形式存在,称之为胆盐。它们对脂类的消化吸收起重要作用;②转变为维生素D3。在肝脏和肠粘膜细胞内,胆固醇可转变为7-脱氢胆固醇。后者经血液循环运至皮肤,再经紫外光照射,7-脱氢胆固醇可转变为维生素D3。维生素D3能促进钙磷吸收,有利于骨胳生成;③转变成类固醇激素。胆固醇在肾上腺皮质细胞内转变成肾上腺皮质激素,如醛固酮,皮质醇。再卵巢内可转变为孕酮与雌激素。在睾丸内可转变为睾酮。

(4)胆固醇的排泄部分胆固醇可以在组织内(主要是肝脏)还原,生成二氢胆固醇,与胆固醇一起分布于全身各组织。体内胆固醇由肝脏排入胆汁,随胆汁进入肠腔。一部分通过肠肝循环重新吸收入肝脏。一部分在肠道被经细菌作用后转变为粪固醇。未被吸收的二氢胆固醇以及很难吸收的的粪固醇统称为中性粪固醇,随粪便排出体外。

此外,尚有少量胆固醇和二氢胆固醇以皮脂形式由皮肤排出;小部分胆固醇和胆固醇脂随表皮细胞脱落,一起排出体外。

3.3.7 脂蛋白的代谢

血浆脂蛋白包括乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白。它们的代谢简述如下:

(1)乳糜微粒(CM)的代谢CM的90%是甘油三酯,其余为磷脂、蛋白质和胆固醇。食物脂肪的水解产物经小肠吸收,并在小肠粘膜上皮细胞滑面内质网中重新合成甘油三酯。这些甘油三酯和从食物吸收的磷脂、胆固醇结合,同时与糙面内质网合成的脱辅基蛋白(apo)B和A-I形成原始的CM。它经过高尔基体加工后进入淋巴系统,称为淋巴CM。淋巴CM到达血液后,在组成成分和结构方面都发生一些改变。它主要包括接受由HDL转移来的apoC,同时还向血浆中释放磷脂和吸收胆固醇,这种CM遂变为成熟CM。

当血液经过脂肪组织、肝脏、肌肉等的毛细血管时,经管壁脂蛋白脂酶的作用,可使CM中的甘油三酯水解成脂肪酸和甘油。这些水解产物的大部分则进入细胞被利用或重新合成脂肪而储存。由于CM失去中心部分的甘油三酯而逐渐变小,这种CM称为CM残余。此时CM表面上的脱辅基蛋白、磷脂、胆固醇都脱离而移到HDL上。此种作用进行得很快,所以正常人空腹血浆几乎不易检出CM。有人认为CM残余可能在肝中转变为LDL。

(2)极低密度脂蛋白(VLDL)的代谢VLDL主要由肝实质细胞合成,其合成及分泌过程与小肠粘膜上皮细胞合成CM的过程基本相似。VLDL主要成分也是甘油三酯,但磷脂和胆固醇的含量比CM的多。其蛋白质部分除apoB以外,还有apoC,apoE,少量的apoA和apoD。

肝细胞合成VLDL的甘油三酯,其来源是由糖在肝细胞中转变而来,也可由脂库中脂肪动员出来的游离脂肪酸在肝细胞的滑面内质网中重新合成。所以,VLDL是转运内源性脂肪的主要运输形式。此外,糙面内质网合成apoB,再与质膜的磷脂形成复合体,最后在高尔基体内结合成VLDL。它所含的胆固醇酯的来源不十分明了,可能是HDL输送来的。

VLDL和CM一样,经肝外脂蛋白脂酶的作用,使其中的甘油三酯水解成脂肪酸和甘油,被细胞利用或重新合成甘油三酯而储存。由于甘油三酯减少,胆固醇相对地增多,VLDL的结构遭受破坏。ApoC脱离这种已经改变的脂蛋白,使脂蛋白脂酶的作用停止。与此同时,LCAT酶被apoA-Ⅰ和apoC-Ⅰ激活,开始发挥催化作用,将一部分卵磷脂的β-脂酰基转移至胆固醇分子上,前者成为溶血卵磷脂,后者成为胆固醇酯。溶血卵磷脂的极性较大,便释放于血浆中。胆固醇没有极性,于是转移到脂蛋白的核心部分。经过上述变化,脂蛋白的体积比原来缩小,其所含的总胆固醇相对地增多,甘油三酯和apoC相对减少,但仍能维持一定的球形,通常把这种VLDL残骸称为中间低密度脂蛋白(ILDL)。

ILDL的成分是:apo15%,胆固醇29%~33%(其中75%为酯型),磷脂17%,甘油三酯35~39%。与VLDL比较,它的酯型胆固醇含量较高,而甘油三酯含量较低。

(3)低密度脂蛋白(LDL)的代谢VDLD水解产物ILDL到达肝脏,与肝细胞膜上的ILDL受体结合,ILDL遭受分解,释放出“多精肽”与其它脂类,最后变成LDL。人体的VLDL不是全部的话,亦是绝大部分转变为LDL。

与VLDL相比,LDL的胆固醇酯增多,apoB几乎没有减少,甘油三酯显著下降,而除apoB以外的蛋白质、磷脂等成分都除去了。所增加的胆固醇酯,可能是由于HDL的胆固醇经LCAT的作用而酯化,并转移到LDL上来的。

LDL的分解主要在肝外实质细胞中进行。细胞表面上有LDL的特异的受体,LDL通过它的apoB的正电荷精氨酸残基与此受体结合。结合的LDL在细胞表面的凹陷结构内为表面膜包成小泡,被摄入细胞内。含LDL的小泡与细胞内的溶酶体融合,LDL的蛋白质被溶酶体内的蛋白酶水解为氨基酸。酸性脂肪酶将胆固醇酯分解为游离胆固醇和脂肪酸。这种游离胆固醇能抑制能微粒体内HMG-CoA还原酶的活性,因而阻止细胞内胆固醇的合成。同时,又使微粒体内的LCAT酶活化,使胆固醇转变为适于储存的胆固醇酯(图3-5)。当细胞内游离胆固醇水平增高以及胆固醇酯开始堆积时,LDL受体的合成受到抑制,LDL吸收率下降。这样能维持血浆中和细胞内胆固醇浓度的平衡。

人体成纤维细胞内LDL降解步骤

图3-5 人体成纤维细胞内LDL降解步骤

在正常人体内每天降解的LDL为总量的45%,其中约有三分之二是通过LDL受体途径进行的。此外,还有另一个降解途径,就是通过清除细胞(Scavenger cells)的吸入和降解LDL。这种细胞是从事于非特异性的胞饮作用。由这条途径所降解的血浆LDL是个常数(15%)。

(4)高密度脂蛋白(HDL)的代谢在肝脏或小肠内,CM经脂蛋白脂酶的作用,将甘油三酯分解,水解产物及其表层的磷脂、游离胆固醇和apoA离开CM而形成双层脂类组成的颗粒,这就是新生HDL,它呈碟形。这种新生HDL进入血液后,其表面被来自周围组织和其它脂蛋白的大量游离胆固醇所占据。此时,这些颗粒成为LCTA的最适底物,在LCTA催化下,使表面的游离胆固醇转变为胆固醇酯,并由颗粒表面转入颗粒核内。因核内脂类含量剧增,内压升高,使磷脂双层压变为单层。原有的碟形排列消失,形成一种富含胆固醇酯的成熟球形颗粒。这样,富含游离胆固醇的碟形新生HDL就转变为富含胆固醇酯的球形成熟HDL。

HDL代谢特点

FC-游离胆固醇 CE-胆固醇酯 PL-磷脂 TG-甘油三酯

图3-6 HDL代谢特点

由于HDL代谢的特点,它能从周围组织转运胆固醇到肝脏进行降解排泄(图3-6)。这样,能防止胆固醇沉积在血管壁上,甚至已经沉积的胆固醇,亦能由HDL予以转移,可以防止并有可能消除动脉粥样硬化的形成。

肝脏和小肠是HDL的主要降解部位。血液中的成熟HDL,和细胞膜上的受体结合,进入细胞内,由溶酶体予以降解。分解出来的胆固醇一部分不变,一部分转变为胆酸而从胆汁排出。少量的HDL亦可在肾脏、肾上腺、卵巢等器官内降解。

3.4 食物中的脂类及其营养评价

3.4.1 食物中脂类的来源

各种食物,无论是动物性的或是植物性的,都含有脂肪,只不过含量有多有少。

各类食物脂肪含量比较少,约含0.3~3.2%。但玉米和小米可达4%,而且约大部分的脂肪是集中在谷胚中。例如,小麦粒的脂肪含量约为1.5%,而小麦的谷胚中则含14%。在稻谷加工成大米时,可得到占稻谷总重5~6.5%的米糠。玉米提胚制粉时,一般可得到占玉米重量4~8%的玉米胚。米糠含有较多的脂肪,其含量与大豆相当。米糠油是优质食用油,不饱和脂肪酸占80%左右,还含有维生素B1、B2、E及磷脂等。米糠油不仅营养丰富,人体的吸收率也较高,一般可达92~94%。经研究表明,米糠油具有降低人体血清胆固醇的作用。玉米胚的特点是富含脂肪,可作为良好的食用油。玉米胚油是优质食用油,可作凉拌用。它含不饱和脂肪酸85%以上,亚油酸占47.8%。人体吸收率可达97%以上。实验证实食用玉米胚油可降低人体血胆固醇的含量,对冠心病有一定预防效果。玉米胚油中还含有较丰富的维生素E,每100g油中约含10mg。因此,玉米胚油不易氧化,性质稳定,耐储存。维生素E对人体亦有重要的营养意义。这两种油都是近年来开辟的食用油新资源。

常用的蔬菜类脂肪含量则更少,绝大部分都在1%以下。但是一些油料植物种籽、硬果及黄豆中的脂肪量却很丰富(表3-4)。因此,人们常利用其中一些油作为烹调用油,如豆油、花生油、菜籽油、芝麻油等。

表3-4 植物种籽和硬果中的脂肪含量

食物名称 脂肪含量(%) 食物名称 脂肪含量(%)
黄豆 18 花生仁 30~39
芥茉 28~37 香榧子 44
大麻 31~38 落花生 48
亚麻 29~45 榛子 49
芝麻 47 杏仁 47~52
葵花子 44~54 松子 63
可可 55 核桃仁 63~69

动物性食物中含脂肪最多的是肥肉和骨髓,高达90%,其次是肾脏和心脏周围的脂肪组织、肠系膜等。这些动物性脂肪,如猪油、牛油、羊油、禽油等亦常被用作烹调或食物用。动物内脏的脂肪含量并不很高,大部分都在10%以下。在各种乳中,脂肪含量随动物的种类、栖居地的气候以及营养情况而定。鱼类含的脂肪量差别较大,低的像大黄鱼只有0.8%,高的像鲥鱼达17%。近年来,发现有些海产鱼油中含有高量的廿碳五烯酸和廿二碳六烯酸。这两种脂肪酸具有扩张血管、降低血脂、抑制血小板聚集、降血压等作用,可以防止脑血栓、心肌梗塞、高血压等老年病(13)

亚油酸的最好食物来源是植物油类(表3-5),但常吃的植物油中,菜油和茶油中的亚油酸含量比其它植物油少。小麦胚芽油中含量很高,1g油中含亚油酸502mg,同时还含亚麻酸57mg,在国内外已列入健康食品的行列。动物脂肪中亚油酸含量一般比植物油低,但相对说来,猪油的含量比牛、羊油多,而禽类油又比猪油高。鸡蛋内的含量亦不少,达13%。动物内脏含量高于肌肉,而肉类中亦以禽肉比猪、牛、羊肉的含量丰富。瘦猪肉却比肥肉含量高。

植物性食物不含胆固醇,而含植物固醇。胆固醇只存在于动物性食物中。一些常用食物中胆固醇的含量列于表3-6。

表3-5 食物中亚油酸含量(脂肪总量的%)

食物名称 含量 食物名称 含量 食物名称 含量
棉子油 55.6 牛油 3.9 鸡肉 24.2
豆油 52.2 羊油 2.0 鸭肉 22.8
小麦胚芽油 50.2 鸡油 24.7 猪心 24.4
玉米胚油 47.8 鸭油 19.5 猪肝 15.0
芝麻油 43.7 黄油 3.6 猪肾 16.8
花生油 37.6 瘦猪肉 13.6 猪肠 14.9
米糠油 34.0 肥猪肉 8.1 羊心 13.4
菜子油 14.2 牛肉 5.8 鸡蛋粉 13.0
茶油 7.4 羊肉 9.2 鲤鱼 16.4
猪油 6.3 兔肉 20.9 鲫鱼 6.9

从表3-6的数值看来,几种兽肉中胆固醇的含量大致相近,而肥肉则比瘦肉高。内脏则更高,脑中的含量特别多,竟达3100mg%。蛋类的含量亦不低,一个蛋的含量就约有300多mg。鱼类除少数外,一般和瘦肉的含量差不多,不过罐头凤尾鱼的含量不低。小白虾的胆固醇含量虽不高,但虾米、虾皮的含量却高出10倍多。脱脂奶粉比全脂奶粉低4倍。海蜇的含量很少,而海参则根本没有。

所有的动物均含有卵磷脂,但富含于脑、心、肾、骨髓、肝、卵黄、大豆中。脑磷脂和卵磷脂并存于各组织中,而神经组织内含量比较高。脑和神经组织含神经磷脂特别多。

3.4.2 脂类的营养价值

脂类营养价值的评价主要以下列四点为标准:

(1)消化率在正常情况下,一般脂类都是容易消化和吸收的。婴儿膳食中的乳脂。吸收最为迅速。食草动物的体脂,含硬脂酸多,较难消化。植物油的消化率相当高。中碳链脂肪酸容易水解、吸收和运输,所以,临床上常用于某些肠道吸收不良的病入。

(2)必需脂肪酸的含量多烯不饱和脂肪酸的亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸,人体均不能合成,故称为必需脂肪酸。亚油酸在人体内能转变为亚麻酸和花生四烯酸。故不饱和脂肪酸中最为重要的是亚油酸及其含量。亚油酸能明显降低血胆固醇,而饱和脂肪酸却显著增高血胆固醇。

表3-6 常用食物中胆固醇含量(mg/100g-1

食物名称 含量 食物名称 含量 食物名称 含量
猪肉(瘦) 77 脱脂奶粉 28 风尾鱼(罐头) 330
猪肉(肥) 107 全脂奶粉 104 墨斗鱼 275
猪心 158 鸭蛋 634 小白虾 54
猪肚 159 松花蛋 649 对虾 150
猪肝 368 鸡蛋 680 青虾 158
猪肾 405 鲳鱼 68 虾皮 608
猪脑 3100 大黄鱼 79 小虾米 738
牛肉(瘦) 63 草鱼 83 海参
牛肉(肥) 194 鲫鱼 83 海蜇头 5
羊肉(瘦) 65 麻哈鱼 86 海蜇皮 16
羊肉(肥) 173 鲫鱼 93 猪油 85
鸭肉 101 带鱼 97 牛油 89
鸡肉 117 梭鱼 128 奶油 168
牛奶 13 鳗鲡 186 黄油 295

(3)脂溶性维生素的含量脂溶性维生素为A、D、E、K。维生素A和D存在于多数食物的脂肪中,以鲨鱼肝油的含量为最多,奶油次之,猪油内不含维生素A和D,所以营养价值较低。

维生素E广泛分布于动植物组织内,其中以植物油类含量最高。每克麦胚油中高达1194ug,而鸡蛋内仅含11ug。

(4)脂类的稳定性稳定性的大小与不饱和脂肪酸的多少和维生素E含量有关。不饱和脂肪酸是不稳定的,容易氧化酸败。维生素E有抗氧化作用,可防止脂类酸败。

奶油的营养价值很高,就是因为它含有维生素A和D。同时,它所含的脂肪酸种类亦完全,而且多是低级脂肪酸,消化率很高。猪油的消化率虽与奶油相等,但它不含有维生素,且其脂肪酸主要为油酸,故其营养价值与奶油相比,相差很多。牛、羊脂肪则更差。植物油多为液体,其消化率均相当高,所含脂肪酸亦相当完全,而且不含胆固醇,且亚油酸的含量却很多,可以防止高脂血症和冠心病,虽然多不饱和脂肪酸易在体内形成过氧化脂质,但维生素E有保护作用。而植物油中维生素E含量很丰富,例如,每g花生油含维生素E189ug,菜籽油236ug,麦胚油高达1194ug,而猪油中仅有12ug。因此,植物油有其独特的营养价值,宜于中老年人使用。同时,稳定性强,不易酸败。

3.4.3 食用油脂在烹调中的作用

通常所用的食用植物油有豆油、花生油、菜籽油、芝麻油、棉籽油、茶籽油、葵花籽油、米糠油及玉米油等。除椰子油外,其它植物油中饱和脂肪酸含量少,多不饱和脂肪酸含量高,对防止高脂血症和冠心病有一定的益处。

食用动物油脂中猪油的熔点低,易为人体吸收,并有良好的口味和色泽,它是普遍使用的食用油。但猪油含饱和脂肪酸高,故中老年人宜少用。牛油和羊油的熔点高于人体的体温,不易消化吸收,且山羊油有膻味,在烹调中很少使用。

食用油脂在烹调中应用广泛,是烹调菜肴不可缺少的原料。油脂不仅能增加菜肴的色泽、口味、促进食欲,而且由于食用油脂的沸点很高,加热后容易得到高温,所以能加快烹调的速度,缩短食物的成熟时间,使原料保持鲜嫩。食用油脂还用于食品工业,生产糕点等。

高温加热可使油脂中的维生素A、E和胡萝卜素等遭受破坏。油脂中的不饱和脂肪酸经加热能产生各种聚合物,其中的二聚体可被人体吸收一部分,它的毒性较强,可使动物生长停滞、肝脏肿大、生育功能和肝功能障碍,甚至可能有致癌作用。不过在一般烹调过程中,油脂加热的温度不高,时间亦短,对营养价值的影响和聚合物的形成不很明显。但在食品工业中油炸食物时,油脂长期反复使用,加热温度又高,有可能降低营养价值和生成聚合物。因此,应尽量避免温度过高,减少反复使用的次数,或加入较多的新油,防止聚合物的形成。

3.5 脂类的供给量

营养素供给量和需要量不同。需要量指的是维持身体正常生理功能所需要的数量,低于这个量将对身体产生不利的影响。供给量是在满足身体正常生理需要的基础上,按食物生产和饮食习惯的情况而规定的“适宜”数量。一般地说,它比需要量充裕。

膳食中脂肪供给量不像蛋白质那么明确,主要原因是根据目前的资料很规定人体脂肪的最低需要量。因为脂肪的最低需要量可能是非常低的,这是由于Mitra在印度的Bihar省土著部落里进行过调查。他调查了3250个家庭,发现其中200家在烹调中不用任何油,每人每日总的脂肪摄取量为2.4~3.8g,大约占总热量的2%,但却有1g左右的必需脂肪酸,没有看到任何脂肪缺乏的症状。他们的营养状况和体格不比邻近摄取正常植物油的村民差。因此,有人认为能满足人们需要的脂肪量是非常低的。即使为了供给脂溶性维生素、必需脂肪酸以及保证脂溶性维生素的吸收等作用,所需的脂肪亦并不太多,一般认为每日膳食中有50g脂肪即能满足此项需要。

但是脂肪毕竟具有重要的生理功能,同时,脂肪可以提高烹调后菜肴的口味,随着生活水平的不断提高,我国人民膳食中动物性食品的数量亦将不断增多。因此,脂肪摄入量亦将随之而增加。所以,人们应该得到至少有占热量20%的脂肪。但由于脂肪过高易引起肥胖、高脂血症、冠心病及癌症,甚至影响寿命。因此,生活水平较高,活动少的中年者,其脂肪摄取量应限制在提供热量的25~30%。

根据世界各地的流行病学调查结果证实,膳食中的胆固醇和饱和脂肪酸摄入量与冠心病发病率和死亡率呈明显正相关,而多不饱和脂肪酸则有显著降血脂效果,有利于防止冠心病的发生。于是,不仅要控制过量的脂肪,同时,还应注意脂肪的质,即饱和脂肪酸(S)和多不饱和脂肪酸(P)应为1:1.5。现将一些常用食物中多不饱和脂肪酸的含量及其比值列于表3-7。

还要考虑亚油酸的供给量,因为它是最重要的必需脂肪酸,不仅能防止和治疗必需脂肪酸缺乏病,预防高脂血症和动脉粥样硬化。同时,在体内转变为花生四烯酸,进一步合成前列腺素。国外推荐亚油酸的供给量一般为热量的2~3%。

同时,胆固醇的量亦不宜过高,如西方人膳食中的胆固醇含量约为每天500mg,因而高血脂症和冠心病率很高。所以Levy等建议每日胆固醇摄取不宜超过300mg。

表3-7 常用食物中多不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的含量

食物名称 含量(脂肪总量的%) 食物名称 含量(脂肪总量的%)
多不饱和(P) 饱和(S) P/S值 多不饱和(P) 饱和(S) P/S值
菜子油 21.5 4.5 4.78 猪肠 18.0 33.0 0.55
豆油 62.8 14.8 4.24 大黄鱼 20.2 37.3 0.54
芝麻油 46.6 12.5 3.73 带鱼 15.7 37.3 0.42
玉米油 48.3 15.2 3.18 对虾 15.4 37.2 0.41
棉籽油 55.6 27.9 3.11 瘦猪肉 13.8 34.9 0.40
花生油 37.6 19.9 1.89 猪肝 15.6 45.7 0.34
米糠油 35.2 20.8 1.67 羊肉 12.1 42.4 0.29
猪心 44.7 34.3 1.30 松花蛋黄 8.7 31.4 0.28
墨斗鱼 37.5 30.0 1.25 鸭蛋黄 5.7 27.7 0.21
鲤鱼 22.2 18.6 1.19 肥猪肉 8.7 41.7 0.21
鸡肉 29.9 25.6 1.17 猪油 8.5 42.7 0.20
鸡油 26.0 25.9 1.00 牛肉 9.0 46.3 0.19
鸭肉 23.8 25.2 0.94 牛油 6.3 51.6 0.12
鲫鱼 20.4 26.1 0.78 牛乳 6.7 59.6 0.11
鲢鱼 22.8 30.4 0.75 黄油 5.8 58.3 0.10
猪肾 28.2 44.7 0.63 全脂奶粉 4.9 62.1 0.08
兔肉 26.8 44.6 0.60 脱脂奶粉 4.5 63.1 0.07
鸡蛋黄 14.7 25.8 0.57 羊油 3.4 62.6 0.05

在动物实验中观察到脂肪较多的饮料比低脂肪饲料能使动物更好地保持体温,并可使动物对突然暴露低温中的耐受力增强。因此,寒冷地区膳食中脂肪量可略高于一般地区,但亦宜过高,一般认为可占总热量的35%左右。

膳食中脂肪量过多,可以促进铅在小肠中的吸收。动物实验证明,接触铅的动物,饲料中脂肪含量较高时,肝损害较重,动物存活时间也较短。故铅作业人员保健餐中脂肪含量不宜过多。

1979年修订的日本营养供给量中,对婴儿、儿童、孕妇和授乳妇女的脂肪供给量作了规定。未满半岁的婴儿脂肪供给量占热量的45%;6~12月的婴儿占30~40%;1岁以上的儿童及孕妇、授乳妇占25~30%。

关于老年人脂类的供给量,认为膳食中脂肪应占总热量的20~25%,即每日摄取脂肪量约为50g就满足机体的需要。身体肥胖者,还应适当减少。脂肪中的P/S比值约为1,胆固醇的摄取量应低于300mg,同时,还应供给适量的维生素E和磷脂。

参考文献

1.露木英男:营养学杂志,42(2):81~90,1984

2.武汉医学院主编:营养与食品卫生学,16页,第一版,人民卫生出版社,1981年

4 碳水化物

4.1 碳水化物的分类、结构和性质

4.1.1 碳水化物的分类

碳水化物分单糖、双糖、低聚糖、多糖四类。糖的结合物有糖脂、糖蛋白、蛋白多糖三类。

(1)单糖不能水 解成更简单的糖的碳水化物叫单糖。单糖有3到7个碳原子,依碳原子数的多少,依次称为丙、丁、戊、已、庚糖。丙糖和丁糖以中间代谢物的形式存在,自然界存在最多是戊糖和已糖。

单糖具有醛基或酮基。有醛基者称醛糖,有酮基者称酮糖。

(2)双糖每分子能水解成两分子单糖的碳水化称双糖。营养上有意义的双糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖三种。

(3)低聚糖每分子水解成3~8个分子单糖的碳水化物称低聚糖,也有人把水解成3~10个,甚至20个分子单糖的碳水化物归入这一类。可再分两类:水解产生的所有糖分子都是葡萄糖的称麦芽糖低聚糖,由3个葡萄糖分子组成的叫麦芽三糖,四个葡萄糖分子组成的叫麦芽四糖等等。另一类水解时产生不止一种单糖,称杂低聚糖。如大豆中的杂低聚糖水解产生棉子糖和木苏糖等,人不易消化,无法利用。但机体自己合成的杂低聚糖,有很重要的生理功用。

(4)多糖每分子更多分子的单糖的碳水化物是多糖。可再分α葡聚糖、β-葡聚糖、杂多聚糖三类。α-和β-葡萄聚糖都是葡萄糖分子组成的,但联结的方式不同,前者是以α-糖苷键联结的,后者则用β-糖苷键。α-葡聚糖有淀粉、糊精、糖原三类。组成杂多聚糖的不止一种单糖,膳食纤维属这一类,除纤维素外,膳食纤维还包括半纤维素、果胶、藻类、木质素。

(5)糖脂糖和脂质的结合物称糖脂。简单可分两类:脑苷脂和神经节苷脂。

(6)糖蛋白和蛋白多糖广义讲,碳水化物和蛋白质结合后的化合物都是糖蛋白。糖蛋白的种类很多,并有广泛的生理功用。30年代以来,好几个科学家提出了不同的分类方法。

1946年Stacey把蛋白质含量低,以碳水化物的化学反应为主的称粘多糖;蛋白含量高,化学反应以蛋白质为主的称粘蛋白。

1962年Gottschalk根据碳水化合的结构分成两大类。简言之,有重复出现的双糖单位的低聚糖链或多糖链,与蛋白质结合者称多糖蛋白,后人把它叫做Protegolycans,这个名字一直沿用至今,译作蛋白多糖。以没有重复出现双糖单位的低聚糖单位的低聚糖链与蛋白质相结合的称糖蛋白。

80年代以来的分类,从化学结构出发,分得很细,不予介绍了。本章的讨论,以Gottschalk的分类法为主。

粘多糖和粘蛋白的名字,现在营养学书上仍有出现,但含义与Stacey提出的略有不同。粘多糖(Mucopolyscaccharides)指Gottschalk分类的蛋白多糖中的碳水化物部分,或称氨基多糖(Glycosaminoglycans)。粘蛋白指Gotrtschalk分类中的糖蛋白。有时把糖脂、糖蛋白和蛋白多糖一起,统称糖结合物(Glycoconjugates)。

4.1.2 碳水化物的化学组成和结构

(1)单糖单糖中的最重要的是葡萄糖,它的结构式有五种表示方法,见图4-1。

葡萄糖有六个碳原子,以阿拉伯数字计数如图。在图4-1(A)中可看出第2、3、4、5个碳原子所连的四个基都不相同,是不对称碳原子。每个不对称碳原子有两个异构体,羟基在左面或右面代表两个不同的化合物。习惯上把与伯醇基[图4-1(A)中第6个碳原子]相连的碳原子的羟基在右面的称D系的糖。图4-1(A)中用虚线框出的部分是D系糖必备的结构。所以,图4-1(A)代表的是D-葡萄糖。

图4-1(A)所示的开链式结构可以环合起来,即第5个原子上羟基的氢移到第1个碳原子的羟基氧上,然后连成环,见图4-1(B)。这样,第1个碳原子也变成不对称的的。羟基在右面的称α,D-葡萄糖,羟基在左面的称β,D-葡萄糖。

但是六个碳原子是不在一条直线上的,六个碳原子的环是六角形的。为了区别不对称碳原子的构型,可把这个环表示如图4-1(C)。环的平面垂直纸面,粗线表示在环平面前面的链,细线代表的链在环平面的后面。图4-1(B)中右侧的

葡萄糖的结构式

图4-1 葡萄糖的结构式

羟基写在环的平面之下,左侧的羟基写在环的平面之上。这样表示的结构式叫做Haworth投影式。

事实上,环的六个碳原子并不在一个平面上,X线衍射的结果说明它们是以椅形存在的,如图4-1(D)。但这样的表示方法书写困难,所以一般采用Haworth投影式。并且常简化如图4-1(E),这里把碳和氢都省了,仅用一条垂线表示羟基。现在国际上有一种通用的符号来代表糖及其衍生物,葡萄糖的是Glc。

自然界存在的葡萄糖,不论在单糖、双糖、低聚糖或多糖中,都以图4-1(D)的形式存在。只有在水溶液中,才有约1%以开链的形式存在。

糖有旋光性。在旋光计中,有的能使偏振光的平面右旋,有的使之左旋。命名时,右旋用(+)表示,左旋用(-)表示。不是所有的D系的糖都是右旋的。α,D-葡萄糖是右旋的,它的全名是α,D(+)葡萄糖。一般提到的葡萄糖,除特别指出的以外,都是α,D(+)葡萄糖。

果糖是D系的、β异构体、左旋的,全名是β,D(-)果糖。它的环由五个碳原子组成,在同一平面上。

β,D(-)果糖

图4-2 β,D(-)果糖

半乳糖是葡萄糖的异构体,所不同的是第4个碳原子上的羟基在环的上面,而葡萄糖的在环的下面。符号Gal。

(2)双糖在葡萄糖的环状结构中,第一个碳原子上有一个羟基。它可和另一个有羟基的化合物失水而成为糖苷,形成的键叫糖苷键。

葡萄糖苷

葡萄糖  葡萄糖苷

糖苷是自然界存在的一大类化合物,有些可作为药物。

如ROH是一个单糖分子,这样结合的就成为双糖。如两个单糖分子都是葡萄糖,以α-1,4糖甘键(即第一个葡萄糖分子的第1个碳原子上的羟基和第二个葡萄分子的第4个碳原子上的羟基脱水相结合而形成的键,亦写作α1→4)结合后得到的是麦芽糖。

蔗糖是α,D-葡萄糖和β,D-果糖以α-1→2糖苷键结合的。乳糖是β,D-半乳糖以β-1→4糖苷键和α,D-葡萄糖相结合的。

(3)低聚糖麦芽三糖到麦芽八糖,都是α,D-葡萄糖以α-1→4和α-1→6糖苷键结合的。杂低聚糖匠结构比较复杂,将于糖蛋白中加以介绍。

(4)多糖

①淀粉淀粉是由许多葡萄糖分子组成的。与水调成糊状并加热到60~80℃后,可分成直链淀粉和支链淀粉两部分。前者约占15%,后者约占85%。

直链淀粉也由葡萄糖分子,以α-1→4苷键连成一条直链,并蜷曲如图4-3。

支链淀粉也由葡萄糖分子组成,它们不仅以α-1→4糖苷键连成直链,还有分支。分支处是以α-1→6糖苷键结合的。每一支有20~30个葡萄糖分子。图4-4是它的示意图。图4-5是图4-4中框出部分的放大,用以表示葡萄分子间的联结方式。

直链淀粉示意图

图4-3 直链淀粉示意图

支链淀粉示意图

图4-4 支链淀粉示意图

葡萄糖分子在支链淀粉中的结合方式

图4-5 葡萄糖分子在支链淀粉中的结合方式

②糖原糖原由6000~3000个葡萄糖分子组成,结构式和支链淀粉相似,不过分支更多。每一分支约有11~18个葡萄糖分子。分支处是α1→6糖苷键,其余是α1→4糖苷键。

③糊精和麦芽低聚糖二者都是淀粉水解的中间产物。结构中有α1→4和α1→6糖苷键。

④纤维素纤维素是β-葡萄糖以β1→4糖苷键连成直链,每链约有2800个葡萄糖分子。结构如图4-6,图中葡萄糖分子的环,是前、后交替地与纸的平面垂直的。

纤维素的结构式

图4-6 纤维素的结构式

⑤膳食纤维

半纤维素是D-甘露糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-半乳糖以β1→4糖苷糖连起来的,分支上有阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖醛酸。

果胶主链葡萄糖醛酸连成的,侧链上有鼠李糖、阿拉伯糖、岩藻糖、木糖。

藻类多糖主链由甘露糖、木糖、葡萄糖醛酸和葡萄糖组成,侧链有半乳糖。

木质素木质不是碳水化物,是苯丙烷的聚合物。由于和其余膳食纤维同时存在,且有类似的功用,所以把它作为膳食纤维中的一类。

膳食纤维和粗纤维不同。植物性食物中,有胃肠道不能消化的物质,统称膳食纤维;食物用酸碱处理后的不溶物称为粗纤维。经过这一处理,大部分膳食纤维都丢失,测得的数值仅有膳食纤维总量的20~50%。

⑥单糖的衍生物低聚糖和多糖不仅能由单糖组成,还能由单糖的衍生物所组成。表4-1列出了它们的类别,每类举一例表示结构式及其名称和符号。

表4-1 单糖的衍生物

类别 结构式 名称 符号
氨基糖 β-D氨基葡萄糖 ΒDGlen
乙酰氨基糖 N-乙酰氨基-β-D葡萄 ΒDGlcNAc
糖醛酸 α-L-艾杜糖醛酸 Αltdu
硫酸酯 4-硫酸-β-D-半乳糖 ΒDGal-6SO3h

另有一类组成低聚糖和多糖的单糖衍生物,叫做唾液酸,除有乙酰氨基和羟基外,还和甘油连在一起。结构式见图4-7,符号NeuAc。

糖的醛基被氧化后,得糖酸如D-葡萄酸(图4-8)。醛基被还原成羟基后,得糖醇如山梨醇(图4-9)。

⑦糖脂糖脂的基本结构是鞘氨醇(图4-10),它的氨基与脂肪酸(含14~16个碳原子)酰化后得脂酰鞘氨醇,符号为Cer。再与葡萄糖或半乳糖相连成脑苷脂。和低聚糖(由几个或多至30多个单糖或其衍生物组成)相连后成神经节苷脂。已确定结构式的有数十种,区别在于糖链和脂肪酸的不同。

唾液酸 葡萄酸 山梨醇
图4-7 唾液酸 图4-8 D-葡萄酸 图4-9 山梨醇

糖脂的糖链,和蛋白多糖的糖链常有一部分相同。所以它们的生理功用,有不少相似之处。

图4-10糖脂的化学结构

⑧糖蛋白中低聚糖糖蛋白中的单糖或基衍生物有以下种:

戊糖:阿拉伯糖(Ara)、木糖(Xy1);

甲基戊糖:岩藻糖(Fuc);

已糖:葡萄糖、半乳糖、甘露糖(Man);

乙酰氨基已糖:乙酰氨基葡糖(GlcNAc)、乙酰氨基半乳糖(GallNAc);

唾液酸。

不同的糖蛋白,由这些单糖或其衍生物中的一部分,组成不超过15个单体的低聚糖链,再和蛋白质结合而成。糖含量为1~85%。

⑨蛋白多糖中的聚氨基糖这一类糖是多糖。糖链中有交替出现的糖醛酸(葡萄醛酸或艾杜糖醛酸)和氨基已糖(氨基葡萄糖或氨基半乳糖或基乙酰化产物)。习惯上说成有交替出现的双糖单位。共分七类,见表4-2。

在这七类中,透明质酸有羧基,其它六类都有硫酸基,因此聚氨基糖都是多价的阴离子。

究竟有多少单糖分子聚合成聚氨基糖?根据来源而不同,分子量自4000到1000000以上。

表4-2 蛋白多糖中的氨基糖的分类和组成

聚氨基糖 双糖单位 取代基 其它单糖
糖醛酸 氨基已糖
透明质酸 βDGel βDGleNAc Gal;Xyl
4-硫酸软骨素 ΒDGel ΒDGalNAc GalNAc 6位硫酸化 Gal;Xyl
6-硫酸软骨素 ΒDGel βDGalNAc GalNAc 6位硫酸化
硫酸皮肤素 βDGal αLIeU αDGlcN 部分IdU2位硫酸化 部分GalNAc4或6位硫酸化; Gal;Xyl
硫酸类肝素 ΒDGal αLIdU αDGlcN GlcN氨基乙酰化或硫酸化; 部分GlcN6位硫酸化; 部分IdU2位硫酸化
肝素 βDGal `αLIdU αDGlcN GlcN氨基乙酰化或硫酸化; 部分GlcN3或6位硫酸化; 部分IdU2位硫酸化 Gal;Xyl
硫酸角质素 βDGal βDGlcNAc 部分GleNAc6 GalN;Man;Fuc;NeuAc

透明质酸单独存在,一般都是单独的一条多糖链。其它六类中,除硫酸角质素外,都通过半乳糖-木糖和蛋白质的丝氨酸相连结的,一条肽链上可连几条糖链。

4.1.3 碳水化物的物理性质

(1)溶解度单糖、双糖、低聚糖、糊精都溶于水。淀粉不溶,与水加热后可吸水膨胀,变成糊状。淀粉经酸处理生成可溶淀粉。糖原能分散在水中得乳白色胶态“溶液”。纤维素不溶。果胶能溶于水。其余膳食纤维可吸水膨胀,吸水量依来源、周围液体的PH和离子浓度等而不同。如麦麸可吸收5倍生本身重量的水。吸水后膳食纤维呈海绵状,细菌和一些分子能穿插进去。糖脂糖的一端亲水,脂质的一端疏水。糖蛋白和蛋白多糖的糖也都亲水。

(2)甜度如以蔗糖的甜度作100,一些糖及糖醇的甜度见表4-3。其中转化糖是蔗糖的水解产物,含葡萄糖和果糖各50%。

表4-3 糖的甜度

糖或其衍生物 甜度
果糖 173
转化糖 130
蔗糖 100
葡萄糖 74
山梨醇 60
甘露醇 50
半乳糖 32
麦芽糖 32
乳糖 16

4.2 碳水化物的生化代谢

4.2.1 消化吸收

碳水化物要消化或单糖才吸收。消化的过程就是水解的过程。麦芽糖、乳糖、蔗糖、麦芽低聚糖都能消化。人能消化的多糖仅淀粉一种,糖原在制成食品时已不存在了。

消化从口腔开始,口腔里有唾液淀粉酶能水解交替α1→4糖甘键,但不能水解α1→6糖苷键和相邻的α1→6糖苷键。消化产物是糊精、麦芽低聚糖和麦芽糖。

胃里没有消化淀粉的酶。唾液淀粉酶的最适PH是6.6~6.8,在食糜没有被胃酸中和以前,能持续作用一段时间,使淀粉和低聚糖能再消化一部分。

小肠内有胰液的α-淀粉酶,其作用和唾液淀粉酶相同,把直链淀粉消化成麦芽糖和麦芽三糖,支链淀粉消化成麦芽糖、麦芽三糖及由4~9个葡萄糖分子组成的而有α1→6苷键的麦芽低聚糖。

肠粘膜上皮细胞中有吸收细胞,每一细胞约有3000条微绒毛,微绒毛间的空间的有效半径约0.4nm。只有上述消化产物能够通过,与微绒毛膜上的酶反应。膜上的酶有四种:①α1→4糖苷酶,把葡萄糖分子自上述产物一个个地切下来;②异麦芽糖酶,水解麦芽低聚糖的α1→6糖苷键;③蔗糖酶,消化蔗糖;④β-半糖苷酶,消化乳糖。

所以消化分两步进行:①肠腔内的消化,产物是双糖和麦芽低聚糖;②微绒毛膜上的消化,产物是单糖。

微绒毛双脂质层的(详后)。四种酶嵌在双脂质层内,活性位伸在膜外。在其近处,还有全部嵌在膜内的运输单糖的蛋白质,这样,消化的最终产物立刻可以被运输蛋白所结合。

运输蛋白在结合葡萄糖以前,先结合肠腔内的Na+排入肠腔,肠腔中Na+都带入细胞内,释放到胞浆中。Na+排入肠腔,肠腔中的Na+浓度比细胞内高,自低浓度排到高浓度要消耗能量,所需能量由ATP供应。糖进入细胞后,约有15%流回肠腔,25%扩散入血,60%与靠近基膜一端的质膜上的另一载体蛋结合而离开细胞。这一结合不需Na+,而且运输葡萄糖的速度比葡萄糖从肠腔进入吸收细胞的速度快,所以葡萄糖不会在吸收细胞中蓄积,从而提高了吸收效率。当食糜到达空肠下部时,95%的碳水化物都被吸收了。

4.2.2 中间代谢概述

小肠吸收的碳水化物主要是葡萄糖、果糖、半乳糖三种,经门静脉送到肝脏。葡萄糖进入肝细胞后与磷酸反应生成葡萄糖-6-磷酸,这样细胞内的葡萄糖浓度可维持在低水平,使葡萄糖不断进入肝细胞。在吸收的葡萄糖中,60%以上在肝内代谢,其余入大循环。果糖和半乳糖在肝中转变为葡萄糖。

葡萄糖在肝内经分解代谢提供机体所需要的能量,多余的合成糖原保留在肝内,再有多余就转变成脂肪运送到脂肪组织储存起来。

葡萄糖的分解代谢分三个阶段:

(1)酵解葡萄糖分解的第一阶段是生成丙酮酸。这一系列反应和碳水化物在体外经酵母的作用生成丙酮酸相同,所以称为酵解。所不同的是发酵时丙酮酸进一步生成洒精;在体内,有氧时丙酮酸氧化成二氧化碳和水,无氧时还原成乳酸。

酵解分十步进行(图4-11)。为了要把葡萄糖的6个碳原子一分为二,先使它两端磷酸化,才能断列成两个接近相等的部分,然后脱去磷酸成丙酮酸。

上述反应都在细胞浆中进行。每一步都有特定的酶参加。第①、③两步消耗2分子ATP,说明葡萄糖分解代谢开始时要用能量来推动。⑥、⑨两步各产生2分子ATP。从葡萄到丙酮酸,净生2分子ATP,酵解产生的能量不多。

细胞浆中NAD+和NADH的总量基本恒定。如所有的NAD+都变成NADH,酵解就得停止。要使葡萄继续不断氧化成酮酸,必需把NADH的氢转移到另外的受体上去。有氧时氢经呼吸链氧化成水。无氧时氢交给丙酮酸使成乳酸⑩。乳酸过多时离开细胞入血。所以严重缺氧者可发生代谢性酸中毒。

(2)丙酮氧化成乙酰酶a 有氧时,丙酮酸进入线粒体。在丙酮酸脱氢酶系的帮助下,氧化脱羟成乙酰辅酸脱氢酶系的帮助下,氧化脱羟成乙酰辅酶A,同时产生1molATP和1molNADH。维生素B1B2、烟酰胺、泛酸参加。反应是不可逆的。

(3)三羧酸循环乙酰辅酶A上的两个来自葡萄糖的碳原子,经三羟酸循环生成2molCO2,完成葡萄糖的氧化。反应在线粒体中进行。这一过程分9步(图4-12)。

三羧酸循环中产生3molNADH,1molFADH2,1molGTP。

NADH把氢通过FAD和细胞色素交给氧,同时放出能量。每molNADH通过这一系列反应所放出的能量是220kJ(52.6kCal)。这些能量以ATP的形式贮存起来。每molATP能产生30.5Kj(7.3kCal),理论上每molNADHRNUD氧化产生的能量可用来合成7molATP。这是指在标准状况(25℃,1个大气压,作用物和产物浓度都是1M/LPH7)下说的。在模拟体内的条件时,实验证明只能合成3molATP。如用反应式表示:

NADH+H++1/2O2NAD++H2O+能量

3ADP+3H3PO4+能量3ATP+3H2o

前面一个是氧化反应,后面一个是磷酸化,二者偶合在一起,称为氧化磷酸化。

糖的酵解

图4-11 糖的酵解

实验也证明FADH2氧化时产生2个ATP,GTP可生成1molATP。根据这些数值,葡萄糖完全氧化时,机体获得的能量可归纳如下:

①酵解:葡萄糖→2丙酮酸+8ATp

②丙酮酸氧化成乙酰辅酶A:

2丙酮酸→2乙酰辅酶A+2CO2+6ATp

③三羧酸循环:

2乙酰辅酶A→4CO2+24ATp

三羧酸循环

图4-12三羧酸循环

即每mol葡萄糖在体内氧化成6molCO2时可产生38molATP,机体可以利用的能量是38×30或1140kJ[(38×7.3)或277kCal]。每mol葡萄糖氧化成6molCO2和水时,自由能的改变是2870KJ(686kCal)。所以,机械效率=1140/2870×10=40%。

这是利用标准状况的数字计算的,在体内高一些,约60%。

从上面归纳的数字也可看出碳水化物提供的能量,在氧化的三个阶段中,以三羧酸循环最多。脂肪和蛋白质最后也通过三羧酸循环氧化。食物向机体提供的能量,90%来自三羧酸循环。

葡萄糖代谢另外还有一种途径,不通过果糖二磷酸,叫做已糖一磷酸通路。由于产生核榶,又叫做戊糖-磷酸通路。

(4)已糖-磷酸通路这一通路目的是提供合成核酸所需的核糖,以及合成脂肪酸、胆固醇等所需的能量供应者NADPH(还原型辅酶Ⅱ)(图4-13)。肝脏中约有30%的葡萄糖经过这一通过代谢。红细胞中这一通路也很活跃。它的失调可导致溶血性贫血。反应都在细胞浆中进行。

核糖-5-磷酸既可用于核酸的生物合成,又可与5-磷酸木酮糖反应生成甘油醛3-磷酸和果糖-6-磷酸。究竟走哪一条路,要看细胞本身对NADPH和核糖的需要量而定。许多细胞NADPH要得多,过剩的戊糖可经甘油醛-3-磷酸和果糖-6-磷酸酵解,或由果糖-6-磷酸转变成葡萄糖-6-磷酸而重走这一通路。

这一通路需维生素B1参加。要使此路畅通,膳食中需有足量的维生素B1。5-磷酸核酮糖转变为葡萄糖-6-磷酸的反应,可用于评价维生素B1参加。要使此路畅通,膳食中需有足量的维生素B1的营养状况。

(5)糖原葡萄糖到各个细胞发挥作用以后,多余的可储存起来。避免细胞内渗透压的升高,细胞把葡萄糖合成大分子的糖原。需要能量时糖原再分解葡萄糖。如肝糖原产生的葡萄糖,用以维持血糖的恒定。肌糖原产生的葡萄糖,直接用于供给能量。

已糖-磷酸通路

图4-13 已糖-磷酸通路

4.2.3 三大营养代谢的关系

人习惯于三餐,饱腹和空腹交替产生。所以要具备能处理碳水货物增多和缺少时保证能量供应的两套本领。

餐后血糖升沿高,胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌减少。使更多的葡萄糖进入肝脏、肌肉和脂肪组织;增强酶活力,加速葡萄的氧化和肝糖原、肌糖原的合成。超过糖原的储存量后,肝脏可把葡萄糖经磷酸二羟丙酮还原成甘油-3-磷酸,与乙酰辅酶A合成的脂肪酸,利用NADPH提供的能量,生成脂肪。再和蛋白质结合成极低密度脂蛋白入血,运送到脂肪组织储存。过多的碳水化物也能合成某些非必需氨基酸。

餐后约4h,不能利用食物中的葡萄糖。胰高血糖素分泌增加,胰岛素减少,转为利用肝糖原以供给血糖。肝糖原储存量不多,成人能动用的不到70g,不够一个晚上的消耗。所以,从餐后8h开始,还得利用脂肪以提供能量。甘油可变成糖,但在脂肪中所占重量不多。脂肪酸只能供能,不能转变为葡萄糖。因此,血糖的来源不得不转向氨基酸了。一般说来,除亮氨酸和赖氨酸外,其他氨基酸都是能成糖的,但从能量的观点看,只有丙氨酸和谷氨酸可作葡萄糖的来源。此时血糖的90%来自丙氨酸,10%来自谷氨酸。

肝脏能把肌肉中送来的丙氨酸作用成丙酮酸而生成葡萄糖。空腹时,肌肉中进入血液的氨基酸增加,其总量的30~40%是丙氨酸。但肌肉蛋白质的丙氨酸含量不到10%。另外的丙氨酸从哪里来的?葡萄糖经酵解可生丙酮酸,再经转氨作用丙氨酸。但这样葡萄糖的量并没有增加。增加的丙氨酸实际来自其他氨其酸。

肾脏把谷氨酸去氨后得α酮戊二酸,再和运来的成糖氨基酸如丙酸起转氨作用而得丙酮酸,最后得葡萄糖。α-酮戊二酸也能经三羟酸循环形成苹果酸,最后成葡萄糖。

4.3 碳水化物的生理功用

4.3.1 供给能量

(1)产热量每mol葡萄糖氧化供能时,理论上最多得2870Kj(686 kcal)。葡萄糖的分子量是180,每克葡萄糖产热2870/180=15.94kJ(686/180或3.81kcal)。传统上取其整数16Kj(4kcal)。世界卫生组织,把葡萄糖订为16KJ(3.75kcal),淀粉为18Kj(4.1kCal)。我国和美国药典规定配制输液用的葡萄糖含1mol结晶水,每克产热16×180/198或14.5kJ(3,75×180/198或3.41kCal)。静脉输液时葡萄糖提供的能量应以14.5Kj/g(3.41kCal/g)计算。

(2)膳食中碳水化物所占能量的百分比碳水化物没有规定的需要量,因为氨基酸和甘油在体内都能变成糖。但每人每天至少需摄食可以消化的碳水化物为50~100g。否则会引起酮病、组织蛋白分解过多,以及阳离子,特别是钠离子,和水的丢失。

食物中碳水化物太多也不好。根据营养学家的意见,总能量中的55%应由碳水化物来供应,其中单、双糖提供的不多于14%。

摄入多糖(主要是淀粉)的同时,能获得蛋白质、脂类、维生素、矿物质、膳食纤维。摄入单双糖(主要是蔗糖)时,不能取得除糖以外的其他营养素。而且摄入蔗糖过多能引起龋齿、心血管疾病和糖尿病。

(3)蔗糖过多的影响

①冠心病:蔗糖过多,膳食纤维过少,冠心病的死亡率高。如本世纪以来,美国人的死亡率越来越低,而冠心病死亡率却明显升高。自1900年的每10万人中167.3人,增至1965年的237。7人。

从1909年到1965年,美国人的食物中,每人每天摄取的能量下降约10%。蛋白质的变化不大。脂肪在总量中所占的百分数,虽增加9%,但增加的主要不不饱和脂肪酸(以亚油酸为代表)。从食物中计算所得的胆固醇摄入量,1909~1913年每人每天是495mg,1965年是518mg。所以脂肪和胆固醇变化不大。最明显的变化是淀粉摄入减少,而单、双糖吃得多了。1909年~1913年每人每到摄取碳水化物492g,其中蔗糖占31.7%;1965年碳水化物374g,蔗糖占51.2%。

再从膳食纤维的角度看,半个世纪以来,美国人的摄入量也有所减少。他们吃的水果和蔬菜的总量不变,水果的品种从苹果改为多吃柑桔。苹果含量胶多,柑桔的果胶集中在桔皮中,一般不吃。这一改变导致了膳食纤维摄入量的减少。

从横的方面,Yudkin比较了15个国家的能量、总脂肪、动物脂肪、植物脂肪、奶油、人造奶油、总蛋白、动物蛋白、蔗糖的摄取量和冠心病死亡率的关系,发现只和蔗糖成正相关。

纵横两个方面的比较,都说明摄取量和冠心病死亡率高,膳食纤维也有一定影响。不少实验研究也都证明这一点。

②糖尿病:Cohen把新移居以色列和长期定居在以色列的也门人的糖尿病发病率和碳水化物摄入量作了比较(表4-4)。说明蔗糖摄入多者,糖尿病发率高得多,而碳水化物总量和总能量在两组中出入不大。

表4-4 两组犹太人碳水第物摄入量和糖尿病发率的比较

组别 总能量(kCal) 碳水化物总量 蔗糖 糖尿病发病率,%
Kcal
移居10年以内者 2237 343 1372 6.6 26.4 0.06
移居25年以内者 2559 377 1508 63.0 252.0 2.90

蔗糖多吃不好,那么究竟应吃多少?对健康人,每天每公斤体重2g,短期内不会增加血糖、甘油三酯和脂肪酸。心脏病和糖尿病患者,蔗糖所提供的能量占总能量的5%以下无害。

(4)营养补给时碳水化物的选择口服碳水化物补充能量时,不能选单、双糖。如需供能8400Kj(2000kCal),用葡萄糖时需586g。但人对水的耐受量仅3L,因此必然要用近20%的溶液,这样它渗透压是血清的4倍,会引起腹胀、腹痛、腹泻。如选平均分子量是葡萄糖5倍的麦芽低聚糖,则25%时等渗,不会产生上述高渗性副作用。这种低聚糖很容易消化吸收。

周围静脉输液时,渗透压不能高于500mOsm·kg-1水,否则会引起血栓性静脉炎。10%葡萄糖(渗透压500mOsm·kg-1水,)只能短时间使用。糖醇的渗透压较低,但静脉注射的水梨醇,有20~40%都经肾脏排出,而且10%山梨醇对周围静脉血栓形成的可能性,和10%葡萄糖差不多。木糖醇能引起草酸尿和草酸盐在肾脏内的沉积,还有致癌的报道,也不能用麦芽低聚糖,因为不通过肝脏,低聚糖不能水解成葡萄糖供各个组织利用。故在需经周围静脉提供大量能量时,只能应用脂肪乳剂。如商品“Intralipid”,没有多少副作用,已广泛用于临床。

中心静脉所输液体很快能被血液衡释,不必考虑渗透压的问题,可用高达25%或50%葡萄糖浓溶液。

4.3.2 构成细胞和组织

每个细胞都有碳水化物,其含量约为2~10%,主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在。分布在细胞膜、细胞器膜、细胞浆,以及细胞间基质中。

细胞膜有两层。外层糖被膜,主要由内层伸出的糖链所组成。内层质膜,由两层脂质(磷脂和糖脂)排列而成。脂质的脂肪链是非极性的,外层的向内,内层的向外,构成脂质双层(图4-14)。糖、磷酸及其他极性基团都在质膜的两侧。有些蛋白质嵌在脂质双层内,如系糖蛋白或蛋白多糖,糖链酸及其他极性基团都在质膜的两侧。有些蛋白质嵌在脂质双层内,而紧贴在膜上。嵌在膜内的有成纤维细胞、神经胶质细胞内皮细胞上的硫酸类肝素;紧贴在膜上的有肝细胞表面的透明质酸受体和硫酸类肝素。在体温下,脂质双层是液体的。脂质分子和蛋白分子都能在质膜内移动。质膜各组分的含量依细胞而不同,肝细胞质膜含蛋白质65%、脂质30%、碳水化物近5%。

除每个细胞都有碳水化物外,糖结合物还广泛存在于各组织中。脑和神经组织中含大量糖脂,主枯分布在髓鞘上。肾上腺、胃、脾、肝、肺、胸腺、视网膜、红细胞、白细胞等都含糖脂。

消化道、呼吸道分泌的粘液中有糖蛋白。骨和腱中的类粘蛋白,血浆中的前白蛋白、α1-、α2-、β-、γ-球蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、运铁蛋白,激素中的甲状腺素、促甲状腺激素、促卵腺激素、促红细胞生成素,酶中的蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、水解酶等都是糖蛋白。

蛋白多糖则存在于骨、软骨、肌腱、韧带、角膜、皮肤、血管、脐带、关节液、玻璃液中。

结缔组织的细胞间基质,主要是胶原和蛋白多糖所组成。

4.3.3 传递信息

多少年来,一直认为传递信息是蛋白质和核酸的事,碳水化物主要功用是供给热能和构成组织。近30年来,积累了大量实验证据,到1968年已公认碳水化物能携带信息,以后又有很大发展,具体表现在:

质膜构成的示意图

图4-14 质膜构成的示意图

а脂质双层,黑点代表极性基因,曲线代表脂肪链。

b嵌在膜内的糖脂,糖链伸在质膜外。 c嵌在膜内的糖蛋白,糖链伸在质膜外

d紧贴在膜上的蛋白多糖。 e胆固醇 f蛋白质分子

(1)作为糖蛋白和细胞被识别的标记细胞和细胞是能够相互识别的。他们可认出对方是和自己相同的,还属于另一脏器的,或者是属于另一个体的。如把肝脏、肾脏和胚胎的脑细胞放在同一个培养基里,他们会各自集中在一起。因为他们能认出伸出在对方细胞膜上的糖链是和自己相同的。又如将一个人的器官移植到另一个人身上去,会受到接受者白细胞的排斥和破坏。原因之一是他们能认出植入器官细胞膜上的糖链,和自身的不同。

在较简单的事例中,可把糖的识别作用看得更清楚。

机体中有些糖蛋白在完成一定任务后要被清除掉,细胞老化后也要处理。而正在发挥作用的糖蛋白和细胞则仍留在体内。二者的区别在完成任务或老化后他们糖链的结构起了改变。肝细胞质膜上的受体能识别这种改变了结构的糖链而结合他们,使他们进入肝细胞内,由溶酶体来使之降解。正在发挥作用的肝细胞不结合,因而不被销毁。

哺乳动物物肝脏,至少有四种能识别糖蛋白的受体:

①脱唾液酸后的糖蛋白的受体以人的免疫球蛋G为例,其低聚糖链的末端是唾液酸。唾液酸被酶解以后,末端是半乳糖。肝细胞能识别并结合末端是半乳糖的免疫球蛋白G,而不结合末端是唾液酸的免疫球蛋白G。

经这个受体清除的血清糖蛋白已知有21种,包括细胞反应的调节者促红细胞生成素、促卵泡成熟激素、绒毛膜促性腺激素、干扰素,载体蛋白如血浆铜蓝蛋白,血红素结合蛋白、维生素B12传递蛋白、皮质甾结合球蛋白、血型糖蛋白、α酸性糖蛋白、凝血酶原等。

这个受体本身也是糖蛋白,分子量41000,含糖10%。

老化的红细胞膜上的唾酸液含量,较新生的红细胞为少,能被肝细胞识别而被吞噬。新生的红细胞由于糖链末端有唾液酸,肝脏不结合,仍留在体内发挥作用。

②岩藻糖受体在肝细胞膜上,结合人乳运铁蛋白。

③磷酸甘露糖受体在肝细胞膜上,结合人乳运铁蛋白。

④甘露糖或N-乙酰氨基葡萄糖受体在枯否细胞表面。

这些受体还存在于睾丸、脾脏、肺和肾中。寿命终止的红细胞也能被脾脏识别、结合和降解。

碳水化物所担负的这种识别作用,不仅有助于保持内环境的稳定,而且还能应用于临床。如:A靶向给药,把有生物活性的分子,结合在以半乳糖为末端的低聚糖链上,可以有选择性地到达某些细胞,如肝细胞上;B诊断,去掉唾液酸后的血清糖蛋白,能灵敏地被测定,可用来评价肝硬化、肝炎、原发性肝癌中肝细胞的损伤程度。又如完整的和脱唾液酸的运铁蛋白的比值,可用来估计肝肿瘤的大小。

(2)有抗原作用有些低聚糖有抗原作用。如人奶中的游离低聚与作为载体的多肽结合后,注射入体内,能产生抗体。这种抗体能识别作为抗原的低聚糖。糖链结构稍有改变,抗体就不结合他。多糖本身就有抗原作用。

决定血型分类的是红细胞膜上糖蛋白和糖脂的低聚糖链末端的糖分子。这种糖链由14个单糖分子组成,末端4个见图4-15。A型血者最末一个单糖是N-乙酰氨基半乳糖,B型血者是半乳糖,AB型血者这两种抗原链都有,O型血都没有这两个单糖分子,链上只有13个单糖分子。

不同血型抗原的低聚糖链的末端四个单糖

图4-15不同血型抗原的低聚糖链的末端四个单糖

肿瘤细胞上也有能起抗原作用的糖链。如NIL细胞有一种糖链,糖链末端是唾液酸。在体外把这种细胞恶性化以后,糖链末端缺少了这个唾液酸分子。把恶性化的NIL细胞给地鼠注射后,在发生肿瘤的同时,地鼠血清中产生能与缺唾液酸的糖脂产生沉淀和补体结合反应的抗体。随着从质膜上分离糖脂和糖蛋白的手段越来越精细,以及分子生物学和医学的进步,这类抗原抗体的反应,很有可能用于癌症的治疗。

(3)在细胞和细胞的粘着中发挥作用细胞和细胞可粘着在一起。粘着的方式有两种:

①直接粘着细胞表面有糖基转移酶和糖脂或糖蛋白,这个酶可与糖(如半乳糖)结合,同时把糖加于另一细胞的糖脂或糖蛋白上,使这两个细胞粘连在一起,如图4-16。正常细胞上酶和糖脂或糖蛋白的距离远,不能在独自一个细胞上结合,只能与另一个细胞相结合。肿瘤细胞二者较近,可自身结合,所以肿瘤细胞容易转移。鸡胚神经细胞、血小板、正常和恶性化的成纤维细胞已证实在其表面有糖基转移酶。β-半乳糖苷酶可破坏这种粘着作用,说明图4-16中的糖,可能是半乳糖。

②通过细胞间基质中的一种物质,与两个细胞结合已分离得到的有CSP糖蛋白,LETS糖蛋白、半乳糖蛋白α、纤粘连蛋白等。正常细胞能产生CSP和LETS;恶性化后不产生,所以细胞粘着少。如在恶性化的鸡胚成骨细胞或鼠肾细胞培养基中加入CSP或LETS,可增加他们的凝集。

细胞粘着示意较图

图4-16 细胞粘着示意较图

e 代表酶 G 代表糖蛋白或糖脂 S 代表糖

细胞粘着失调可带来疾病。人的血小板表面有一种糖蛋白,低聚糖链末端是唾液酸。血管破裂后,血小板可通过唾液酸粘连在暴露出来的血管内皮上,起止血作用。BernardSoulier综合征患者血小板膜上这种糖蛋白含量很低,不易止血。

(4)细胞的接触抑制细胞培养时,正常细胞增加到一定的密度就不再生长。这种对生长的抑制作用,叫接触抑制。肿瘤细胞失去的接触抑制,在培养基里,密度比正常细胞高得多。这种抑制和细胞表面的糖链有很大的关系。

细胞膜的化学结构,在生长和代谢的不同阶段有所不同。在细胞生长时,一些糖链是暴露的,如肿瘤细胞和早期的胚胎细胞。正常细胞在有丝分裂时,某些糖链也是暴露的,但在有丝分裂后的短时间内,能合成一层蛋白质把这些糖链遮盖起来,使细胞互相接触后,质膜上的腺苷酸环化酶活力增加,细胞内cAMP浓度升高,把信息传到细胞核上,停止DNA的合成。肿瘤细胞能合成这层蛋白质,但边合成边被蛋白酶水解,所以不能有效地接触而推动抑制作用。胰蛋白酶能水解这层遮盖用的蛋白质,使正常的成纤维细胞失去接触抑制而不断生长。人鼻咽癌的上皮细胞和星形细胞瘤的细胞,可受二丁基cAMP(cAMP的一种衍生物,较cAMP更易进入细胞)的抑制,都是这一学说的证据。除此以外,细胞表面糖链结构的改变也是失去接触抑制的一个原因。已知的有肿瘤细胞的糖蛋白的唾液酸含量的增加,和糖脂的含量减少等。

4.3.4 起润滑作用

糖蛋白和蛋白多糖有滑润作用。关节液中有大量透明质酸,是关节活动的润滑剂。消化液中的糖蛋白,使食糜易于移动,且可包裹食糜和粪便,使肠粘膜免受机械和化学的操伤。呼吸道的糖蛋白,有防止支气管和肺泡上皮干燥、保护呼吸道免受气体和微生物侵入的作用。生殖系统的糖蛋白和蛋白多糖,有润滑和利于精子运动,保护胚胎等作用。

4.3.5 保护蛋白质不被蛋白酶消化

有些蛋白质,如酶和消化液中的糖蛋白,平常不被蛋白酶所消化,是由于分子中的糖链在保护他们。糖链结构的改变,如頜下腺分泌的糖蛋白去掉末端的唾液酸后,即被消化道的蛋白酶消化。

4.3.6 控制细胞膜的通透性

伸出在质膜外的糖链和其他极性基团,能控制水分子、无机离子和小分子的有机物的移动和进入细胞内部。如设法使糖链不能合成到蛋白上去,葡萄糖就不能进入鸡胚成纤维细胞中去,糖代谢发生障碍。

4.3.7 起蛋白质节省作用

食物中如碳水化物不足,机体不得不从蛋白质取得能量。因为能量需要量的迫切超过其他营养素。如要最大限度地把氨基酸用于蛋白质合成,在摄取必需氨基酸的同时,一定要有足够的碳水化物供应。

4.3.8 保证脂肪的充分氧化

食物中碳水化物不足,机体要利用储存的脂肪来供给能量。但机体对脂肪酸的氧化能力有一定限度。动用脂肪过多,其分解代谢的中间产物(酮体)不能完全氧化,因而引起酮病。膳食中的碳水化物可保证这种情况不会产生。

4.3.9 起解毒作用

肝中的葡萄糖醛酸能结合一些外来的化合物,以及细菌产生的毒素等,共同排出体外,起到解毒作用。

4.3.1 0作为合成生物大分子的前体

体内许多物质是利用碳水化物来合成的,如嘌呤、嘧啶、某些氨基酸、卟啉、胆固醇等。再由他们合成核酸、蛋白质及胆固醇的一些衍生物。食物中的戊糖人利用得很少。组成核酸的核糖和脱氧核糖是在体内自行合成的。

4.3.1 1膳食纤维的生理功用

人不能消化膳食纤维,但结肠内细菌的酶能使纤维素、半纤维素和果胶分解。所以大便中排出的纤维素只有食物中的20~70%,半纤维素15~45%,果胶约10%,麦麸约70%。分解产物是氢、二氧化碳、甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等。分解时也产生能量,人能利用其中的一部分。但其数量是微不足道的。

人虽不能利用膳食纤维,但他们仍有一定的生理功用。在口腔里,增加咀嚼,刺激唾液的分泌。咀嚼时间延长,也增加胃液的分泌。对小肠的吸收也有影响。如吃相当于1004kJ(24kCal)的苹果或苹果汁,第一小时仍未恢复。因为苹果汁中的糖吸收很快,刺激了胰岛素的分泌;苹果中有果胶,使糖逐渐吸收,避免了过多的胰岛素分泌。膳食纤维还可增加胆汁的分泌,吸附胆汁酸;缩短食物残渣通过大肠的时间,增加粪的重量,减少粪的硬度。

4.4 膳食纤维和一些疾病的关系

由于人不能消化和利用膳食纤维,所以长期以来认为它们除增加肠蠕动,防止便秘外,别无他用。1956年Cleave提出发达国家中的某些疾病由于食物中除去大部分膳食纤维(以精白面粉和蔗糖作碳水化物的来源)而引起。六十年代起,在发展中国家工作的西方医生,发现某些疾病在当地居民中远较发达国家为少。1972年Painter在食物中添加麦麸治疗憩室病得到良好的效果,更引起了对膳食纤维的重视。

4.4.1 与膳食纤维有关的疾病有:

印度城市居民以精白米为主,农村是糙米。巴基斯坦城市人吃精白面,农村是全粉制品。在这两个国家里,糖尿病都是城市高于农村。

小白鼠饲料中粗纤维占5%时出现高血糖,但不见于>75%时。

用粗纤维或果胶治疗糖尿病有不少的报道。例如,13名用药治疗的糖尿病人,原来膳食中碳水化物占总能量的43%,脂肪占34%;改成碳水物占75%,脂肪占9%,并将粗纤维增加3倍。14天后用硫酰脲者全部可以停药。每天用胰岛素15~18单位的5人中4人停用。原用胰岛素40~55单位者3人可以降低剂量。15个月后随访,膳食中碳水化物占总重量的55~60%,停药的10人中7人仍不用药,血糖不高。

为澄清上述治疗效果是来自膳食纤维还是碳水化物,另一组学者将8个胰岛素的糖尿病者分为两组,碳水化物都是42%,膳食纤维分别为每天20和3g,胰岛素用量不变。10天后高纤维血糖平均1210,低纤维组平均1690mg·L-1

高纤维组糖的吸收慢,胰岛素分泌比较平稳。所以膳食纤维对糖尿病患者有一定帮助。

4.4.2 缺血性心脏病

膳食纤维的多少和血清胆固醇浓度有一定关系。Harding和Stare报道素食者是2060,荤食者是2910mg·L-1

膳食纤维少者,能量摄取多。胰岛素分泌增加,动脉容易硬化。胆汁酸在粪便中排出少,因而血浆胆固醇升高。这些都是缺血性心脏病的因素。给柑桔果胶3周,每天15g,血浆胆固醇降低13%;粪内脂肪增加44%,中性固醇类物质增加17%,胆汁酸增加33%。

4.4.3 胆石病

从尸检发现发达国家和发展中国家患胆石的百分率有很大差别。前者高,后者低。

胆石形成的原因是胆固醇合成过多胆汁酸合成过少。胆石病人在膳食中每天加麦麸20~40g,6周后胆汁中胆固醇含量降低。没有胆石的妇女,每天给麦麸30g,两个月后胆固醇在胆汁中的浓度也降低。

4.4.4 便秘和刺激性肠综合征

膳食纤维少后,大便量少、硬、成小块。发达与发展中国家的粪重有很大的区别,如英国平均每天重100~150g,乌干达农民470g。用X线观察小丸通过胃肠道的时间,英国是40~100h,乌干达36h。

刺激性肠综合重的症状有消化不良、食欲减退、胃灼热、恶心、腹胀、饱满感、无痛腹泻、交替的便秘和腹泻、腹痛甚至结肠铰痛等。现在认为是膳食纤维缺乏引起的肠功能改变。增加膳食纤维常有良好的效果。如每天增加麦麸30g,6周后腹痛的次数和程度、心及结肠活动都显著减少。特别是麦麸有调节肠习性的功能,每天吃30g,原来平均3.8天大便一次的可缩短到2.4天,原来1.0天一次的可延到1.72天。

4.4.5 憩室病

过去认为憩室病要用低渣膳食,现在正相反。70个患者改成高纤维膳(包括每天3~45g麦麸)后,62人中有36%症状减轻,52%症状消失。另48个患者以麦麸饼干增加膳食纤维4.5g,为期6个月到3年,73%的患者症状得到控制,33%%疼痛消失。用安慰剂作双盲法试验得到类似结果。

结肠内容物少后,肠腔狭窄,易形成闭合段,从而增加肠内的压力。同时,粪便硬和粘,需要更大的压力来排便,易得憩室病。膳食纤维增加粪的体积,能吸水,可降低硬度和粘度,有一定好处。

4.4.6 大肠癌

大肠癌的致癌物质,一般认为在粪中,可能是细菌的代谢产物如脱羟基的胆汁酸、脱氧的胆酸盐、氨、酚类等。而且肠内还常有亚硝基化合物。

流行病学调查说明大肠癌的发病率与食物中的肉类、脂肪、蛋类和总能量呈正相关,与谷类和豆类呈负相关。

大白鼠可用氧化偶氮甲烷或二甲肼引起结肠癌。在半合成饲料中如以麦麸代替蔗糖,得癌的鼠数从75%降到52%。饲料中加麦麸后,每只鼠的肿瘤数从平均6.4减少到2.7,长瘤的鼠数也从100%降到67%。

膳食纤维少后,大便量少,肠内水分少,致癌物质的浓度相对增高;粪在肠内停留时间长,细菌产生的致癌物质多,与肠粘膜时间长。在膳食纤维多的情况下刚相反。同时,纤维多后能量相对降低,而高能量膳食是容易致癌的。

4.4.7 龋齿和牙周病

龋齿、拔除和填补的牙数,发展中国家平均每人不到2枚。美国是10~25。英国3~4岁小孩平均3枚,15岁的少年8.4枚;2004人中84%有牙周病。

咀嚼增加唾液分泌,并增加其缓冲酸碱的能力,减少附着于牙上的食物,有利于防止牙周病。

4.4.8 痔和其他肛门疾病

高纤维膳食可使90%找高肛压痔疮患者的症状消失,有类似括约肌切开或肛门扩张的效果。高纤维膳食也可缓解肛裂的症状而避免手术。膳食纤维对肛门疾病有益已为许多学者所接受;低纤维膳食能否引起这类疾病则尚无定论。

4.4.9 膳食纤维对无机离子吸收的影响

膳食纤维可结合无机阳离子,减少他们以及磷的吸收。表4-15是用猪作试验的结果,对钙、镁的影响比较大。表4-6是5名男子和4名女子的结果,膳食纤维高者钙的负平衡相当严重。但有能适应这种情况,不过需6周或更长的时间。在这段时间内,维生素D摄入不足者不晒太阳者是有一定的危险的。

表4-5 纤维素对无机离子吸收的影响

低纤维素饲料 高纤维素饲料
摄入量(g) 吸收率(%) 摄入量(g) 吸收率(%)
5.1 99 5.6 98
4.6 97 4.3 86
13.5 74 13.2 63
9.9 81 10.2 74
1.1 73 1.4 59
0.12 60 0.13 76

表4-6 白面包和黑面包对钙吸收的影响

白面包* 黑面包
钙摄入量 钙平衡 钙摄入量 钙平衡
男子 580.2±40.0 -26.6±25.2 589.2±24.6 -111.6±26.9
女子 425.8±15.3 ± 520.3±9.8 -56.8±9.7

单位:mg·d-1

*白面包69粉,黑面包占总量能量的40~50%。

此外,膳食纤维可减少铁的吸收。铁不足者,特别是老年人和月经期的妇女,膳食纤维不宜过多

4.5 膳食中碳水化物的来源

食物中碳水化物的来源有五大类:谷物、蔬菜、水果、奶和糖。谷物中除淀粉和膳食纤维外,还有蛋白质、矿物质和维生素。薯类、豆类和植物的根和块茎都是淀粉的来源。所有蔬菜都有纤维素、蛋白质、矿物质和维生物。豆类还有脂肪。水果中有葡萄糖和蔗糖、膳食纤维、矿物质、维生素。糖是纯碳水化物,不含其他营养素,多吃后能影响食欲,降低其他营养素的摄取量。

动物性食物中只有奶能提供一定数量的碳水化物。乳糖在肠内停留时间较其他双糖长,有利于细菌的生长,某些细菌能产生维生素B12和其他B族维生素。人成年后乳糖酶逐渐消失,所以奶及奶制品会引起某些人的腹泻。

一般食物成分表上只有粗纤维的数字。表4-7列出几种食物膳食纤维含量。

表4-7 几种食物中膳食纤维的含量

(单位:每100克可食部分中的克数)

纤维素 果胶 木质素 膳食纤维总量
麦麸 8.0 3.2 44.0
白面包 0.7 痕量 2.7
全粉面包 1.3 1.2 8.5
苹果 0.5 0.5 1.4
番茄 0.4 0.3 0.3 1.4
马铃薯 1.0 0.2 痕量 3.5
卷心菜 0.7 0.7 0.4 2.8
胡萝卜 1.5 0.9 痕量 3.7

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5 维生素

5.1 前言

维生素是维持人体正常功能的一类低分子有机化合物,他们在体内不能合成或合成量不足,虽需要量很小,但必须由食物供给。

实验动物(大白鼠、豚鼠、犬、猴、鸡、鸽)以及微生物也需要维生素,因此常作为发现新维生素的实验动物,并观察缺乏症及探究其作用机理。

维生素可分为脂溶性及水溶性两大类。前者有A、D、E、K,不溶于水,而溶于脂肪及脂溶剂中,在食物中与脂类共同存在,在肠道吸收时与脂类吸收密切相关。当脂类吸收不良时,如胆道梗阻或长期腹泻,他们的吸收大为减少,甚至会引起缺乏症。水溶性维生素为B族维生素及维生素C。B族维生素是辅酶的组成部分。含B族维生素的辅酶列于表5-1中。B族维生素中的B6、泛酸及生物素在食物中广泛存在,肠道细菌又可合成,人类未发现典型的缺乏症。

表5-1 含有B族维生素的辅酶

维生素 辅酶 转移基团
尼克酰胺 辅酶Ⅰ(NAD+ 氢原子
同上 辅酶Ⅱ(NADP+ 氢原子
核黄素(维生素2 黄素单核苷酸(FMN) 氢原子
核黄素(维生素2 黄素腺嘌呤二核某酸(FAD) 氢原子
硫胺素(维生素B1 焦磷酸硫胺素 (TPP) 醛类
泛酸 酶A(HscOA或cOA) 酰基
钴胺素(维生素B12 钴胺素辅酶 烷基
生物素 生物胞素(ε-N-生物素酰-1-赖氨酸) CO2
维生素B6 磷酸吡哆醛 氨基
叶酸 四氢叶酸辅酶类 一碳化合物

人体要靠食物来供给维生素。食物不足或食物供应单调的国家,人群容易有营养缺乏病。第三世界国家除热量与蛋白质供应不足外,维生素也易有缺乏的现象。亚、非洲有许多儿童由于缺乏维生素A而致盲。解放前,我国内忧外患交迫,人民缺衣少食,维生素缺乏病并非罕见,侯祥川在上海难民营的调查中发现许多典型维生素缺乏的病例。解放后,人民生活改善,维生素缺乏病显著减少。但由于我国以植物性为主,动物性食物较少,所以维生素A及核黄素供应量偏低。因此,仍有散见的夜盲、舌炎、阴囊皮炎等维生素A及B2缺乏的症状。

个别人发生维生素缺乏可能有以下原因:

(1)维生素摄取量不足 膳食调配不合理,或有偏食习惯以致维生素摄取不足。有引起地区食物单调,如以玉米为主,则易患尼克酸缺乏的癞皮病。

(2)吸收不良 多见于消化系统疾病的患者,如长期腹泻,消化道或胆道梗阻者。

(3)肠道细菌生长抑制 使用杀菌药物而使消化道细菌受到抑制,合成维生素的量减少,也可引起某些维生素(K、B6、尼克酸)的缺乏。

(4)需要量增加 生长期儿童、妊娠和哺乳期的妇女,重体力劳动及特殊工种的工人及长期高热和患慢性消耗性疾患的病人等,需要量比一般人要高。

(5)食物储存及烹调方法不当 弃掉烹调用水,则使水溶性维生素损失。煮粥或焞肉时加碱,维生素B1便破坏。维生素C在储存及烹调时最易破坏。我国膳食中蔬菜较多,但以熟食为主,所以实际摄取量比按新鲜样品的计算值要小。

有些维生素的营养评价指标、缺乏症状、防治措施以及毒性等将在有关缺乏病的各章叙述。本章叙述的临床应用着重于防治缺乏病外的使用。食物的维生素含量已收录在食物成分表者,不另列入。未列入者,作了扼要简短的介绍。

5.2 维生素A

(1)维生素A 维生素A亦名视黄醇(Retinol,VA),在自然界中的多是全反式棕榈酸酯。他的衍生物具有特殊的生理功能,如视黄醛(Retinyl Aldehyde,VA醛)对暗适应有效;甘露糖视黄醇磷酸(MannosylRetiny Phosphate,MRP)也具有某些生理功能。VA衍生物的分子式列于图5-1,活性列于表5-2。

维生素A及其衍生物易氧化。氧化剂MnO2可使之成为醛,还原剂双可将维生素A酸还原到要醛或醇。对碱较稳定,但对酸不稳定,使其脱氢或将双键重新排列。在光或碘的作用下,全反式可变为较稳定的11顺式异构体。在强光下形成二聚体或多聚体。

(2)胡萝卜素 植物中胡萝卜素在体内分解为维生素A,并具有维生素A的生理作用。

表5-2 维生素A及基其衍生物的活性

化学变化 产物 生物活性
酯化 自然及人工产品 100
氧化 100
顺式异构 顺式异构体 23~75
苯及甲基醚 10~100
脱氢 维生素A2(3-脱氢视黄醇) 30
失去氧 Axerophene 10
C21-酮 3
去甲基 新维生素A 3
增加-CH2- 高维生素A 1.5
脱水 脱水维生素A 0.4
氧化 环氧物
氢化 二氢维生素A等

维生素A衍生物的分子式

图5-1 维生素A衍生物的分子式

β-胡罗卜素含有两个β-紫罗兰酮环(β-Ionone ring)和四个异戊二烯侧链,加水断裂为两分子维生素A如图5-2。但实际上膳食中β-胡萝卜素只有1/6右变为维生素A。自然界中有环与维生素A相同,他们的维生素A活性低于β-胡萝卜素,有的没有与维生素A相似的环,没有生物活性(表5-3,5-4)。

β-胡萝止素水解为维生素A

图5-2 β-胡萝止素水解为维生素A

5.2.2 维生素A及胡萝卜素的代谢

(1)胡萝卜素的吸收 胡萝卜素的微胶粒溶液在小肠内吸收。油溶液中者吸收最好,磷脂有助于形成微胶粒溶液而利于吸收。胆盐不但促进胡萝卜素运输至肠细胞,助其与细胞表面相结合,并促进胡萝卜素的分解。维生素E及其他抗氧化剂可保护侧链的共轭双键系统免于氧化。胡萝卜素进入到小肠细胞内,在胞浆内胡萝卜素双氧化酶(Carotene Dioxygenase)作用下,将1mol氧加入到中间位置的双键上,将其分解为视黄醛,但也可从一端将其分解生成具有与维生素A相同的环,侧链较长的醛即apo胡萝卜醛。所生成的醛双为脱氢酶作用还原为醇再酯化。小肠及肝都有胡萝卜素双氧化酶,但其活力以小肠中者较高,以器官计,肠为肝的2倍,以重量计为4~7倍。静脉注射β-胡萝卜素,在肝中也可转变为视黄醇,也以视醇酯形式储存,但能力有限。

胡萝卜素吸收是扩散性的,其吸收量与剂量大小有相反关系。类胡萝卜素都可吸收进入血浆内。血浆中的类胡萝卜素可分为β-胡萝卜素、叶黄素,番茄红素及其他类胡萝卜素,视摄入情况而定。可存在于肝、脂肪、肾、皮肤及血管粥样硬化的斑块中。

表5-3胡萝卜素化合称的环结构

类胡萝卜素化合物的生物活性

表5-4 类胡萝卜素化合物的生物活性(以β-胡萝卜生物活性为100%)

类胡萝卜素 活性 类胡萝卜素
β-胡萝卜素 100 β-半胡萝卜素
α-胡萝卜素 50~54 β-apo-8'-胡萝卜醛 72
γ-胡萝卜素 42~50 β-apo-8'-胡萝卜酸
β-新胡萝卜素 20~40 脱水叶黄素 21
3,4去氢-β-胡萝卜素 75 玉米黄素(隐黄质) 57
β-胡萝卜素 21 反-顺异构体比全反式的活性要小
β-胡萝卜素 50

(2)维生素A的吸收及储存维生素A为主动吸收,需要能量,速率比胡萝卜素要快7~30倍。食物中的维生素A为酯式,经肠中胰液或绒毛刷状缘中的视黄酯水解酶分解为游离式进入到小肠壁内,又为肠内细胞微粒体中的酯酶所酯化,合成维生素A棕榈酸酯,摄取维生素A3~5h后,吸收达到高峰。维生素A也需要胆盐。维生素E也可防止维生素A氧化破坏。维生素A与乳糜微粒相结合由淋巴系统输送到肝,酯式水解进入肝,然后又再酯化为棕榈酸酯。肝实质细胞负责摄取及新进入的维生素A代谢,一部分维生素A由实际细胞转入类脂储存细胞(Lipocyte),这种细胞中有许多类脂滴,如维生素A摄取量大,这些类脂滴大而多。85%的维生素A在类脂滴中,还有一些在高尔基体中。

维生素A的吸收与储存量均较大,大鼠每可吸收20,000IU。若维生素A摄入速度很快,VA酯与脂蛋白的结合已达饱合,多余者以酯式流入到血浆中。每日给大鼠50,000IU,4周后给以无维生素A膳食3周,血浆中维生素A酯较正常者多,而维生素A值正常。一方面由于组织的需要,维生素A从肝中释放经血流到靶组织,另一方面过剩的维生素A也从肝到血流中。

高蛋白膳食可以增加维生素A的利用,因而加速维生素A储存的空竭(Depletion)。蛋白质营养不良时,维生素A的吸收及胡萝卜素转变为维生素A的能力都受到影响,因而使维生素A的肝储存量降低。怀孕可使储存量增加,大鼠孕娠17~21天时,肝储存可增加2倍,为制造维生素A丰富的初乳及乳汁作准备。胎儿维生素A储存量甚少,不受母亲营养情况的影响。初生婴儿肝维生素A浓度仅为成人1/10。60岁以后储存量又低于成人。肝储存量可能与性别有关系,雌鼠比雄鼠储存较多。吃维生素A缺乏饲料,雄鼠肝储存空竭比雌鼠要快。男性的血清维生素A水平比女性稍高。夜盲的发生亦以男性较多。肾脏内也能储存维生素A,但其量仅为肝的1%。眼色素上皮组织内的维生素A是以酯式存在的,专为视网膜使用而储备,其空竭速率比肝中者要慢一些。

(3)维生素A的运输当靶组织需要维生素A时,维生素A从肝中释放出来,运输到靶组织。这个过程首先将肝内储存维生素A酯经酯酶水解为醇式,与视黄醇结合蛋白(Retionl BindingProetin,RBP)结合,再与前白蛋白(Prealbumin,PA)结合,形成维生素A-RBP-PA复合体后,才离开肝脏。经血流入靶组织。维生素A在一般情况下必须与蛋白质结合,使之具有水溶性,并较稳定。此外,还可减少维生素A对细胞的毒性,因细胞膜对复合体有识别能力,但对未结合的维生素A无识别力,以致对维生素A的摄取失去控制,过多维生素A进入细胞而产生毒性。

RBP为肝实质细胞合成的多肽,分子量21,000,电泳在α部分。肝每天能合成190mg,一分子RBP与一分子维生素A结合。维生素A-RBP-PA进入血流中,由于分子较大,不能从肾脏滤出。血流中RBP的水平受维生素A的影响,如果无维生素A可资运输时,RBP则积累于肝内。正常血浆RBP水平为40~50μg·m-1,维生素A缺乏的夜盲症状出现时,RBP则降为20μg·m-1。蛋白质缺乏,RBP合成减少,维生素A-RBP不能形成,维生素A结合的RBP-PA,其量为正常值的20%,但已变性,不能再与维生素A结合。PA的血浆浓度受维生素A营养状况的影响较少,其正常值为200~300μg·m-1,他不但与RBP结合,而且也与甲状腺素结合,两者互不影响。

维生素A-RBP-PA复合体随血流到肠粘膜、膀胱、角膜及上皮组织等靶细胞后,细胞膜上有RBP的特殊受全,可与RBP结合,并将维生素A释放出来,进入细胞内。RBP与维生素A分开后已变性,丧失与维生素A,PA或细胞膜上受体的结合能力。此种游离的RBP在肾小球中可滤过,而在肾小管重吸收,为肾皮层细胞所摄取,并在其溶酶体中分解为氨基酸。血浆中还有一种未与PA结合的维生素A-RBP,其量约为1μg·m-1。这部分可从肾小球滤过,在肾小管中重吸收,并浆维生素A释放出来。因此肾中有少量维生素A积累,然后酯化输送至肝。

维生素A进入到靶细胞后,立即与细胞视醇结合蛋白(Cellular retinol Binding Protein,CRBP)相结合。维生素A酸在运输过程中不需要与RBP相结合,但进入细胞内必须视黄酸结合蛋白相结合。

肝病患者的血浆蛋白合成受到影响,RBP及PA水平偏低而影响维生素A的血浆水平。肾病患者RBP分解代谢减弱,使RBP值增高。但囊纤维变性患者,肝内维生素A储存量适当,但血浆中RBP、PA及维生素A的水平均低。RBP也受内泌的调节,雄性动物血浆的RBP水平比雌性高。月经期或口服避孕药的妇女的RBP都有变化。新生儿的RBP只有成人的一半。这种水平一直维持至青春期,以后将增高。

(4)维生素A分解代谢及排出维生素A分解代谢途径可能如图5-3。视黄醇通过氧化转变为维生素A酸,其中一部分异构为β顺式。全反式或β顺式者均为维生素A的代谢产物,有维持上皮组织分化的活性,但体内不能储存,很快消失。注射维生素A酸4h后,肝中只剩下10%,24h后肝中已无。以后5,6位环氧化形成5,6环氧维生素A酸(5,6-epoxyretinoic acid)或环上4位羟基化,再进一步氧化形成4-氧-络维生素A酸(4-oxo-Retinoicaxcid)或形成葡萄视黄苷酸(retinoylglucronide)。大鼠注射标记维生素A酸后,在胆汁中60%为维生素A酸及基葡萄糖苷酸,少于40%的为13顺式葡糖视黄苷酸,还有少量5,6位从环氧维生素A酸及基葡萄糖视黄苷酸为0.2~0.4μg,这些维生素A代谢从胆汁流入小肠,形成肝肠循环。正常大鼠注射标记维生素A酸2h后,在小肠中的放射性约占剂量的7.2%,而胆道插管者仅为2.4%。在肾脏中也有维生素A代谢物。大鼠经胃给以标记的视黄醇或其酯后,在肾脏中除摄入物外,尚有全反式维生素A酸及5,6位环氧维生素A酸,但在血浆中并未发现后者,这种氧化作用可能仅在靶组织(如肾)中发生。他的活性仅为维生素A酸之1%,生物半寿期很短。

维生素A的氧化代谢的可能途径

图5-3 维生素A的氧化代谢的可能途径

维生素A的氧化代谢的可能途径

图5-4 维生素A的氧化代谢的可能途径

大鼠摄入维生素A后,大便及尿中都有其代谢物的排出。2/3排出物的异戊二烯侧链部分无改变。也有15-C氧化为CO2,有的侧链氧化分解成CO2及短链产品。大鼠给以20μg维生素A后,大便中排出以葡糖视苷酸为主,为主要排出途径,大便排出量变化较大,第2,3天达到高峰,约为剂量的9%,然后下降到较小数量。尿中排出24h内为剂量的8.7%,其中一半为水溶性者,一半为脂溶性者,尿排出量逐渐下降至第八天达到稳定,约为0.55%。尿中代谢产物β-紫罗兰酮环部分可氧化,甲基可脱去侧链中的双键可饱合,链也可缩枯木短。水溶性代谢物目前了解很少。

肝内储存的及摄入的维生素A都能被补充到需要维生素A的靶组织中去。因此,肝内维生素A的靶组织中。因此,肝内维生素A的储存量能影响维生素A的代谢率(即维生素A转变为尿及大便中维生素A代谢物之量)。SauberLich测定人的代谢率每天570~1250μg,这种差异由于肝储存量不同所致。注射标记维生素A,在试验中,发现维生素A有三种不同速率从尿中排出,亦即有三种不同代谢库:代谢库1代表新吸收的维生素A;代谢库2代表功能性和非功能性的维生素A;代谢库3代表功能性的代谢。在肝内储存空竭后的代谢率,才代表靶组织的功能性代谢率。新吸收的维生素A与体内储存者不同,二者在24h内不混合,血浆中新吸收者占90%,内源者仅占10%,二者逐渐混合,大鼠至第八天才完全混合。如果肝中维生素A储存量少,新吸收者在血浆中比例大,持续时间较长。如果肝储存量为0.6μg·m-1时,新吸收者由于其他维生素A已经空竭,需要维生素A补充,不能储存于肝内,而进入其他组织如肾等。若维生素A储存量较多时,肝储存量为18μg·m-1,60%存于肝内。从代谢库2来看,非功能性的代谢,即代表肝储存维生素A的分解。所以维生素A空竭的速率随维生素A储存量的指数而变化。大鼠的维生素A肝储存量可为全部生命需要量的数倍,但也可空竭,人体也是如此,储存量高代谢率亦高,摄入量高,代谢率也高。

5.2.3 生理功能

维生素A具有维持正常生长、生殖、视觉及抗感染的功能,但其作用机理迄今尚未完全清楚。

(1)维生素A与视觉的关系视网膜上有两种视细胞,即视杆细胞与视锥细胞,人类前者数量多,与暗视党有关;后者数量少,与明视觉及色觉有关,他们都有视色素,由视蛋白与生色团组成。各种动物的细胞的视蛋白不同,生色团由不同类型的维生素A醛组成。视杆细胞外段含有视色素是感光部分。视杆细胞膜连续不断地内陷,折起形成片层膜结成,每一层膜又由两层脂类分子膜由两层脂类分子膜构成称为双分子膜。视色素镶嵌在这种脂类双分子膜中。视色素视紫红质,由维生素A醛与视蛋白结合而成。维生素A醛由维生素A氧化而来,经异构酶作用使其变为11-顺式维生素A醛。维生素A醛由维生素A氧化而来,经异构酶作用使其变为11-顺式维生素A醛。维生素A醛由视蛋白之间的一级结构是11-顺维生素A醛的醛基与视蛋白中赖氨酸ξ氨基形成希夫碱(Schiff base)键,随之引起视蛋白高级结构改变,产生相互保护的二级结构,在黑暗中非常稳定。当光照时,一个视紫红质接受一个光子后,维生素A醛在11-C上扭成转成全反维生素A醛,视蛋白的立体构形也发生变化,维生素A醛又经视细胞外端的维生素A还原酶使成其变为维生素A,然后由色素上皮细胞微粒体中酯酶将其酯化而储存于色素上细胞内,需要时再异构为11-顺维生素A。暗适应按上述相反方式进行,又形成视紫红质。暗时Na+从视杆细胞内段移到外段,形成暗电流(Dark current flow)。当视紫红质经光异构后变为前光视紫红质(Prelumirhodopsin),所结合的Ca2+在视杆细胞外段释放出来,中止了Na+流动及暗电流,其结果产生电压的波动,这种电位差使神经刺激加强传入脑中发生光感,也可用视网膜电图测定。

维生素A-RBP通过脉络膜微血管分布到视网膜上皮组织,其细胞表面有维生素A-RBP接受点,与维生素A结合力强,与RBP结合弱,维生素A进入到色素上皮细胞内以酯式储存于胞浆的油滴内。暗适应的眼中,有一半的维生素A为11-顺式,在视杆细胞的外段有少量的游离维生素A,其中60%为11-顺式,生理上很重要,视网膜细胞中有CRBP,但视网膜炎患者缺少这种蛋白,因而维生素A不能进入到细胞内。

喂以维生素A缺乏膳食时,首先肝内储存的维生素A释放供给其他组织,肝的储存量下降,血浆维生素A正常。当肝储存量将近空竭时,血浆维生素A水平才下降,但由于视网膜的色素上皮组织有维生素A积累,视紫红质的维生素A醛下降较慢。色素上皮细胞内维生素A缺乏时,才有夜盲症出现。若视杆细胞内视紫红质减少,影响光的吸收,电流也减少。如视紫红质为正常值之74%,光阈上升14倍,若为正常值之16%,光阈上升680倍,维生素A非常缺乏时,光蛋白也减少,视细胞可以溶解。

(2)对糖蛋白质合成的影响 缺乏维生素A的动物的某组织,如小肠、角膜、气管上皮组织及血清等的特殊糖蛋白减少,给以维生素A或维生素A酸可以促进其合成。细胞膜表面的蛋白主要为糖蛋白,细胞膜的功能如接触抑制、分化及识别环境的能力,可能与糖蛋白有关。膜上有糖基视黄醇磷酸,所以,维生素A可能与膜的糖蛋白合成有关。免疫球蛋白也是糖蛋白,维生素A营养状况影响免疫功能,可能与此有关。

糖蛋白的合成步骤,首先为合成多肽链,然后纳入单糖,单糖与多肽链上的丝或苏氨酸的羟基或门冬酰胺相偶联形成糖蛋白。糖蛋白中的糖为甘露糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖及乙酰葡萄胺。糖蛋白的合成需要脂类-糖作为中间体,其中脂类多为异戊二烯醇类的多萜醇或视黄醇。将单糖从GDP-单糖或UDP-章糖转移到维生素A或多萜醇上。如章糖为甘露糖结合到维生素A上,则生成甘露糖视黄醇磷酸酯(Mannosylretinylphosphate,MRP),若结合到多萜醇上生成甘露糖多萜醇磷酸酯(Dilichylphosphomannose,DMP),再将单糖转移至糖蛋白上。

维生素A在糖蛋白合成中变化分为三个步骤:①形成维生素A磷酸酯(Retinylphosphate,RP);②由RP合成MRP,这一步骤在微粒体内合成;③将单糖转移至糖蛋白上(图5-5)。

VA在糖蛋白合成中的作用

图5-5 VA在糖蛋白合成中的作用

MRP与DMP都是蛋白糖基化的中间体,由MRP合成的糖蛋白的分子量比从DMP合成要小一些。维生素A缺乏的仓鼠肝微粒体合成的MRP少而合成的DMP多。有些特殊蛋白,如大鼠血清糖蛋白(α1-巨球蛋白)的合成需要VA,他在肝内合成,含有2~7%甘露糖。维生素A严重缺乏时,降低至正常值的20%。维生素A的靶组织(肝、胆管、肠)的上皮组织中,都有MRP或半乳糖视黄醇磷酸酯。维生素A可使上皮细胞正常,呈柱状分泌粘液。维生素A缺乏时,上皮组织鳞状变形而角化。维生素A在糖蛋白合成中的作用与上皮组织的生理功能的关系,尚须进一步研究。

5.2.4 来源

动物的肝、肾、蛋及奶中的都有维生素A,尤以肝中最丰富,绿色蔬菜及红黄色蔬菜与水果中有胡萝卜素,但各种胡萝卜素的生物效用不一样,以β-胡萝卜素最高。供应量为1500~4000IU时,食物中1μgβ-胡萝卜素相当于0.167μg的维生素A,其他胡萝卜素仅为其一半。植物中有些黄红色素并无维生素A的效用(表5-4)。

胡萝卜素为脂溶性的,在动植物中与脂类相结合,在消化道中可以酶解,烹调中胡萝卜素比较稳定。我国的炒菜方法,胡萝卜素的保存率为76~94%,如烹调时间短,用水量少,温度低都可减少损失。植物老化过程中,胡萝卜素转变为环氧化合物,为氧化破坏的第一步。加工烹调及储存过程也容易异构,减少生物活性,食物加工中使用亚硫酸,产生自由基,对胡萝卜素也有破坏作用。食品制作方法也影响胡萝卜素的利用。胡萝卜片的胡萝卜素76%由大便排出,在匀浆中者只有44%排出。

5.2.5 需要量的研究

VA过去以国际单位IU表示,现在以视黄醇当量RE表示,

1视黄醇当量=1μg维生素A

二次大战时,英国医学研究会给16人以维生素A缺乏膳食作为试验组,为期61/2~25个月。7人为对照组(其中2人每日补充25IU维生素A,5人每日补充5000IU胡萝卜素)。当被试者有缺乏症状后,补充不同剂量的维生素A或胡萝卜素以测定需要量,在此研究中观察指标较多,但仅血浆维生素A及暗适应较为灵敏。结果最低需要量为1300IU维生素A,1500IU胡萝卜素(从大便中排出者不计算在内),正常需要量为2500IU维生素A,胡萝卜素为3000IU,但各种食物的胡萝卜素有效剂量不一样,所以正常需要量以食物中胡萝卜素计应为7500IU。

美军也作了这方面工作,试验对象为8人,先给以维生素A缺乏膳,在血浆维生素A及视力不正常时,补充不同剂量。维生素A缺乏184天,血浆维生素A从57~78μg%降至20~32μg%。视力及血浆维生素A显出缺乏症的最短时间为361天,最长为771天。血浆维生素A浓度与缺乏症的关系列于表5-5。皮肤角化发生较早,视网膜电图不正常发现较晚。补充维生素A37.5~150,血浆维生素A上升不明显,补充300μg,血浆维生素A略有上升,补充600μg者,明显上升,补充胡萝卜素1200μg,血浆维生素A略有上升,补充2400μg上升较快,暗适应恢复的剂量比浆水平上升的剂量要小,视网膜电图恢复正常的剂量要更大一些,若摄入同等的剂量。则恢复时间要延长一些(表5-6)。

我国曾将维生素A血浆水平低的男青年56人(血浆30~65IU),分成7组,每组8人,分别给以400,2000,3100,3500,3800,4500,5500IU等不同剂量维生素A。试验期为11周,观察血浆维生素A、暗适应及生理盲点的变化,每日摄入2000~3000IU者,血浆维生素A水平略有上升,但未达到100~120IU%,3500~5000IU者,在9周时使血浆维生素A达到100IU%,11周时维持在107~130IU%,这次试验未观察到暗适应的变化,但在试验初期,几乎所有试验对象都有生理盲点扩大的现象,摄取量为400IU者,生理盲点继续扩大,一次1,000,000IU大剂量,24h内恢复正常。摄取量2000~3000IU两组,至11周时恢复正常,摄取量3500IU以上的各组,至5~9周时大都恢复正常。因此,维生素A供应量为3500IU时,不仅能使血浆维生素A达到正常,而且生理盲点也正常。上述三次人体试验的地区、人种、工作不同,但其维生素A正常需要量均为1200~1300μg。

表5-5 美军维生素A缺乏症状与相应的血浆浓度

维生素A血浆浓度μg%
被试者 暗适应不正常 视网膜电图不正常 皮肤角化
1 22~24 9~11 29~35
2 25~30 未发现 32~37
3 20~25 未发现 29~38
4 4~5 7~10 20~25
5 4~8 4~8 5~10
65 30~35 未发现 25~30
7 2~5 5~9 13~ 20
8 3 5~10 20 ~ 24

表5-6 美军维生素A需要量

维生素A需要量
维生素A(μg/日) β-胡萝卜素(μg/日)
暗适应正常 150~300 300~600
视网膜电图正常 300~600 600~1200
皮肤正常 600 1200
血浆维生素A水平大于20μg% 600 1200
大于30μg% 1200 2400

①血浆30μg%以上肝储存量为中等水平。维生素A代谢率为570~1250μg。

5.2.6 临床应用

维生素A除用以防治缺乏病外,尚用以治疗皮肤角化,并对某些癌有预防作用。

(1)维生素A与皮肤病维生素A可抑制皮肤角化,维生素A酸也有这种功能,但它不储存于肝内,运输不需要RBP,可进入组织中,迅速代谢,很快从体内消失,毒性较少。所以用维生素A酸及其衍生物治疗毛囊角化、痤疮等。β-顺式维生素A及芳香族维生素A酸衍生物(如Etretinate)疗效分别为全反式维生素A酸的2.5及10倍。β-顺式维生素A酸用以抑制皮脂形成治疗痤疮有效。用Etretinate治疗牛皮癣及其他衍生物可迅速达到上皮真皮。

(2)维生素A癌维生素A可维持正常上皮组织的分化,维生素A缺乏的某些组织的形态变化与某些上皮组织癌症的早期病变(癌前期)相近,都是上皮组织鳞状变形。因此,维生素A可能在这一阶段中,对癌细胞起回转修复作用。维生素A缺乏,可能增加某些靶组织对致癌物质的敏感性。维生素A只在癌前期起作用,到第三期癌出现后已无效。大鼠的试验证实上述说法。

摄取大量的维生素A,储存于肝,血液中含量受到RBP的 限制,到靶组织之量有限。预防癌变也多用维生素A酸。现在正研制无毒或毒性较小而又能作用于靶组织的维生素A酸衍生物:①β-紫罗兰酮环的改变,β变为α,或变为二甲基乙酰戊烯环。如3甲基甲氧基环已烯环酸即Etretinate,可以有效地减低吸烟者的气管组织变形,膀胱癌复发病也减低;②侧链上的改变,9,11,13共轭双键为维生素A活性必要部分,必须保留。顺式异构体有活性,β-顺式维生素A酸最先临床应用于防治膀胱癌呼吸道癌,但他的毒性比维生素A酸酯或维生素A乙基酰胺要大;③末端极性基团的改变,维生素A甲酯或丁酯毒性低,活性高,肝中积累少,而在乳腺中较多,可用以预防乳腺癌的诱导,但尚未用于人体。

维生素A对免疫系统也有影响,他不但对疾病抵抗力有关。而且对一病毒引起的癌也有预防作用。小鼠黑瘤癌细胞移植给小鼠,未补充维生素A者,75%在3~5周内发展成瘤,而补充维生素A(每日5000IU,共补充5日者仅5%有瘤。关于这方面工作也在进行。

维生素A对癌预防作用可能由于它与核作用使基因改变。维生素A靶细胞中有维生素A或维生素A酸结合蛋白(CRBP,CRABP),维生素A或维生素A酸与之结合后,可能被携带运输至细胞核从而改变基因,影响细胞分化。CRBP在肾、肝、小肠、肺、脾、眼及睾丸中较多,而血清、脑、肌肉、脂肪、心脏中较中少。CRABP在胚胎及未分化的组织中多,有些癌组织中,CRABP的量比正常组织中者要多。组织中CRBP及CRABP之量决定维生素A或维生素A酸及其衍生物的生物作用。不同癌组织对维生素A及其衍生敏感性可能取决于细胞中CRABP之不同。

维生素A及胡萝卜素也试用于辅助治疗。癌在切除、放疗及化疗后,可使癌细胞水平降至低水平。维生素A或胡萝卜素对残余的癌细胞的分裂起到抑制作用,从而减少复发率或延长潜伏期。

(3)胡萝卜素与癌 流行病学调查中发现肺癌的发病率与胡萝卜素摄取量有相反关系,对于胃癌及前列腺癌也有相似的结果。美国麻省调查66岁以上的老人在5年内的死亡率,发现胡萝卜素摄取量多者,癌的危险性少些。

口腔粘膜细胞在烟、酒、X照射及咀嚼槟榔等刺激下,易有微核细胞(micronuclei cell),这种细胞是DNA损伤染色体破碎的标记,可能发展为癌前期的病变,如果给以维生素A及胡萝卜与槟榔咀嚼者,可以减低这种细胞的百分率,补充的时间愈长,减少的愈多。

在小鼠试验中,大剂量β-胡萝卜素可抑制2甲基苯蒽诱导的皮肤致癌作用,有些类胡萝卜素无此作用。

一般认为,胡萝卜素在小肠及肝中转变为维生素A,肾中仅有少量的可转变。但最近小鼠的试验给以β-胡萝卜素后,肺及皮肤中可积累维生素A,所以有可能β-胡萝卜至少转变为维生素A后才起作用。有些人认为胡萝卜素能熄灭单线态氧(Singlet O2)或捕捉自由基,这种单线态氧的反应性强,对机体有副作用,动植物代谢中产生,植物中类胡萝卜素有熄灭光合作用下产生的这类有害物质。胡萝卜素的抗癌作用可能由于这些作用。

胡萝卜素大量摄取后,除在皮肤脂肪积累使基呈黄色外,尚未发现有其他毒性。

5.3 维生素D

5.3.1 结构与性质

维生素D(VD)是环戊烷多氢菲类化合物,可由维生素D原(ProvitaminD)经紫外线270~300nm激活形成。动物皮下7-脱氢胆固醇,酵母细胞中的麦角固醇都是维生素D原,经紫外线激活分别转化为维生素D3及维生素D2量少,但人工照射者多为此型(图5-6)。维生素D的最大吸收峰为265nm,比较稳定,溶解于有机溶媒中,光与酸促进异构作用,应储存在氮气、无光与无酸的冷环境中,油溶液加抗氧化剂后稳定,水溶液由于有溶解的氧不稳定。双键系统还原也可损失其生物效用。

麦解固醇及7-脱氢基胆固醇在紫外线作用下转变为维生素D

图5-6 麦解固醇及7-脱氢基胆固醇在紫外线作用下转变为维生素D2及维生素D3

5.3.2 代谢

从食物中得来的维生素D,与脂肪一起吸收,吸收部位主要在空肠与回肠。胆汁帮助其吸收。脂肪吸收受干扰时,如慢性胰腺炎、脂肪痢及胆道阻塞都会影响他的吸收。吸收的维生素D与乳糜微粒相结合,由淋巴系统运输,但也可与维生素D运输蛋白(α-球蛋白部分)相结合在血浆中运输。有些与β-脂蛋白相结合,口服维生素D与乳糜微粒结合,比从皮肤中来的与蛋白结合者易于分解。

当维生素D运到肝脏中,在微粒体中经单氧酶系统作用,将其25位羟基化形成25(OH)D(25-hydroxy vitamin D3)(图5-7),肝外的其他组织也可吸取维生素D及25-(OH)D3,因此组织中维生素D及25(OH)D3及其总量比血浆中多,如果靶组织需要,可将其释放出来,他们在脂肪组织中最多,释放速度最慢,当体重减轻,脂肪减少时,他们也可释放出来。静脉注射维生素D,较快的由血浆进入到组织中。血浆中25(OH)D3在注射后1~3天达到高峰,其浓度可达到20~40ng·ml-1,最高可达80ng·ml-1。浓度与摄入量有一定的关系,小于4 ng·ml-1,临床上可发生佝偻病及骨质软化。25(OH)D3在肾线粒体单氧酶作用下(酶系统包括细胞色素P450、铁硫蛋白及黄素蛋白),经羧基化,转变为1,25(OH)2D3(1,25-dihydroxy vxtamin D),他是维生素D的生物作用形式,现将其作为激素。其作用方式与其他固醇类激素相似。在靶组织中都有其受体,1,25(OH)2D3与受体形成复合物内,与细胞核或染色体相结合,通过DNA转录作用合成信使RNA(mRNA),并转译为蛋白质,1,25(OH)2D3在血浆中由分子量为52,00的蛋白质输送至靶组织(如小肠、骨、肾等),在这些组织中既有1,25(OH)2D3的受体,又有需要VD的钙结合蛋白(Calcium binding Protein,CaBP),说明1,25(OH)2D3的影响。最近,报道胰脏内有1,25(OH)2D3及CaBP,二者均存在于分泌胰岛素的β细胞内,在维生素D空竭情况下,可以阻止胰岛素的分泌,也有人证明1,25(OH)2D3对于干细胞的生长与分化有关。

(OH)D3及1a;25(OH)2D3的结构式

图5-7 25-(OH)D3及1a;25(OH)2D3的结构式

在肾中1位羧基化酶与24位羧基化酶相抑制,为血钙水平所控制。在正常血钙浓度下(9.5mg%)肾中1α羧基化酶与24位羧基化酶都有活力,所以既能合成1,25(OH)2D3也能合成24,25(OH)2D3,血清钙低时,刺激1位羧基化酶,钙多时抑制此酶。由此以调节1,25(OH)2D3合成之量。1,25(OH)2D3合成量多,24,25(OH)2D3合成量少,除血钙外,尚有其他因素影响1,25(OH)2D3如甲状旁腺素(Parthormone,PTH)、降钙素(Calcitonin,CT)、催乳激素都可使其增多。肾为2个羧基化的主要组织,但在体外试验已证明骨、胎盘、肠及蛋黄均有此功能。

1,25(OH)2D3的分解代谢与24,25(OH)2D3的途径相类似。24位羧基化后可进一步氧化成24位氧络物,然后23位羧基化,侧链分裂。26-C,27-C可氧化CO2水溶性代谢物有维生素D3-23羧酸(Calcitroic acid),也可产生内酯及酸酯,维生素D的分解代谢主要场所在肝内,并将其代谢物排入到胆汁中,口服维生素D比从皮肤中得来的易于分解。25(OH)2D3及1,25(OH)2D3也可以葡糖苷酸形式通过胆肝形成肝肠循环或从大便中排出。口服生理剂量48h后,30%的剂量从大便中排出,仅2-~4%从尿中排出。

5.3.3 生理功用

(1)维持血清钙磷浓度的稳定 血钙浓度低时,诱导甲状旁腺素分泌,将其释放至肾及骨细胞。在肾中PTH除刺激1位羧化酶与抑制24位羧基化酶外,还促使磷从尿中排出,钙在肾小管中再吸收。在骨中PTH与1,25(OH)2D3协同作用,将钙从骨中动员出来。在小肠中1,25(OH)2D3促进钙的吸收。从这三条途径使血钙恢复到正常水平,又反馈控制PTH的分泌及1,25(OH)2D3的合成。在血钙高时刺激甲状腺C细胞,产生降钙素,阻止钙从骨中动员出来,并促使钙及磷从尿中排出。小肠吸收磷为主动吸收,需要能量,钠、葡萄糖、1,25(OH)2D3及血清磷低时(8mg%以下),刺激1,25(OH)2D3的合成,促进小肠对钙、磷的吸收。由于PTH不参加反应,所以钙从尿中排出而磷不排出,从而使血钙略有上升,而磷上升较多,使血磷恢复正常值。

(2)促进怀孕及哺乳期输送钙到子体 1位羧基化酶除受血清中钙磷浓度及膳食中钙磷供给量的影响外,还受激 素的影响,停经后的妇女1,25(OH)2D3浓度减低,易有骨质软化等症状。

在怀孕期间1,25(OH)2D3血浆浓度上升,哺乳期继续上升,断乳后母体逐渐恢复到正常水平。24,25(OH)2D3之水平与之相反,怀孕期下降,断乳后恢复到正常。胎盘也有1位羧基化酶,在怀孕期间无肾动物也能合成1,25(OH)2D3。乳腺也是1,25(OH)2D3的靶组织,对乳中钙的水平直接关系,怀孕及哺乳期间母亲可从自身的骨中将钙输出以维持胎儿婴儿正常生长,维生素D供应充足者,在断乳后,又可重新获得钙,维生素D缺乏者,这种恢复能力较差。

(3)1,25(OH)2D3作用机理 1,25(OH)2D3对小肠作用为诱导合成CaBP.1,25(OH)2D3与小肠细胞的受体形成复合体进入细胞核染色体上,促使CaBP的信使RNA(mRNA)的合成,此mRNA在胞浆内转录为CaBP。这种蛋白促使钙离子通过微绒毛刷状缘(microvillus brush border),积累于肠细胞的线粒体或其他部位。通过Na+将Ca2+挤出基底-外侧膜外(basal-lataaral mebrace)。1,25(OH)2D3对肾小管Ca2+的再吸收作用与在小肠中是一样的。1,25(OH)2D3也可以在低血浆钙及膳食中钙缺乏时,将钙从骨中动员出来,但在骨中未发现有CaBP,1,24,25(OH)2D3可以促进小肠吸收钙,但不能从骨中将钙动员出来,所以1,25(OH)2D3对骨的作用机理与对小肠者是不同的,但目前还不清楚。

骨的矿物化作用的机理尚未阐明,补充1,25(OH)2D3给缺乏维生素D的动物及人体,都不能有助于骨中矿物质的沉积。动物体内虽然分离出许多维生素D代谢产物但迄今尚未找出对骨的矿物化有明显作用者。在现阶段中只了解到维生素D促进钙磷的吸收,又可将钙磷从骨中动员出来,使血浆钙、磷达到正常值,促使骨的矿物化,并不断更新。

5.4.3 需要量

(1)维生素D的营养指标血清中碱性磷酸酶增加比维生素D缺乏的临床症状出现要早一些,他的增加幅度也与维生素D缺乏的程序有关,但是他是非特异性的(表5-7)。血清中Ca与P的乘积(mg%),正常值为36~40。佝偻病及骨质软化患者的乘积在30以下。

表5-7 正常人及病人血清碱性磷酸酶、钙、磷浓度

血清碱性磷酸酶(布氏单位·ml-1(国际单位umol·mm-1·L-1) 血清Ca(mg%) 血清P(mg%)
正常婴儿 5~15 26~80 10 5 ~ 8
正常成人 3~5 16~26 10 3~4.5
佝偻病人 >20 >115 8~9 3
骨质软化病人 15 80 9 2~3
甲状旁腺素过多 4~20 20~120 12~16 2~8
骨质疏松 2 10 10~12 4~5
变形性骨炎(Paget's) 50 268 10 4
成骨细胞瘤 30 160 10 4

静脉注射1mg维生素D后,测定其血清磷值,隔5天后再测定饥饿时血清磷值,若其值增加,则可为维生素D缺乏的指标。口服磷酸钠盐24h后,血浆Ca值减低。腕部骨骺部增大也是一个简单诊断佝偻病的方法。

现在用同位素蛋白结合方法测定25-(OH)D3,或1,25(OH)D3,正常人血中25-(OH)D3浓度为15.2±5.6ng·ml-1,若小于4ng·ml-1,临床上易有佝偻病及骨质软化。1,25(OH)D3血浆正常。水平为3~6ng·ml-1,但由于这方面工作不多,其正常低限与最理想水平尚未确定。

(2)维生素D需要量由于日光照射皮肤可产生维生素D,从外界应予补充量受日光照射的影响,宇身航员未得到日光照射1~3个月之久,每天给以维生素D或25(OH)D310ug可以维持血浆25(OH)D3的正常水平。从出生到青春期供应量为10ug(400IU)孕妇乳母10ug。在整个生命过程中,钙磷进行动态平衡,骨骼不断进行重建,成人也需要一定量的维生素D约为5ug。

5.3.5 来源

鱼肝油、牛奶、蛋黄等动物性食品中有维生素D3,蕈及麦角中维生素D2,皮肤中7-脱氢胆固醇经紫外线照射变为维生素D3前体(Previtamin D3),然后在一定温度下异构为维生素D3,这一过程比较缓慢,37℃时维生素D3可达80%,温度低时转换率小些。皮肤中维生素D3与前体仍继续异构为维生素D3为机体所利用。因其转变过程缓慢,不致产生毒性,血浆25(OH)维生素D3不超过80%,温度低时转换率小些。皮肤中维生素D­3与前体呈一定的平衡。血浆中有维生素D3结合蛋白,可将维生素D3从皮肤中带到血流中,这种蛋白不与前体结合。为了获得新的平衡,前体不断地变成维生素D3。停止照射后,皮肤中储存的前体仍继续异构为维生素D3为机体所利用。因其转变过程缓慢,不致产生毒性,血浆25(OH)维生素D3不超过80ng·ml-1,摄取大剂量者可上升到400 ng·ml-1,易产生毒性。

5.3.6 临床应用及大剂量的毒性

维生素D除防治维生素D3缺乏病外1,25(OH)2D3可防治下列病症:①肾性骨病,肾功能不全缺少1位羟基化酶,体内不能合成1,25(OH)2D3必须从体外摄取;②难治疗抗维生素D3佝偻病,由于遗传因素,磷从肾排出过多;③甲状旁腺素缺少症,患者不能在低血浆Ca时产生1,25(OH)2D3;④抗维生素D的佝偻病,维生素D供应正常但仍有佝偻病,由于代谢上的缺陷,不能1位羧基化;⑤癫痫病人使用苯巴比妥可能导致骨病。也可用25(OH)2D3的生理剂量为1μg/天。此剂量也可作为治疗剂量。

维生素D中毒剂量与生理剂量相差不多,婴儿服用50μg(200IU)或更少一些可以导致血钙过多,肾功能不全。成人中毒剂量个体差异较大,有人口服2000IU中毒现象,口服5000IU者易中毒,口服量不能超过800IU。用维生素D治疗时,要检查血钙水平,如血钙正常不致中毒,轻度中毒有呕吐,食欲不振等现象,重者可致死亡。维生素D毒性可由于血流中25(OH)2D3水平高代替1,25(OH)2D3与蛋白受体结合,因此1,25(OH)2D3不能进入细胞,也不能起控制钙的吸收及动员骨钙的作用,因此血钙水平高,而使肾、心脏及主动脉钙化,治疗维生素D过多时可用低钙膳及动员骨钙的作用,因此血钙水平高,而使肾、心脏及主动脉钙化,治疗维生素D过多时可用低钙膳及糖皮质激素以减低血清钙的水平。

中毒时尿中排出Ca量过多比血钙过高发生较早,尿钙过高易形成肾结石。

维生素D及25(OH)D3可以储存,维生素D储存时间一般为1~4个月,有的可达18个月之久。维生素D代谢物也可产生中毒现象,但由于其生物半衰期短,中毒时间也较短,25(OH)D3可达数周,1,25(OH)2OH3仅有数日。

5.4 维生素E

5.4.1 维生素E的结构与性质

维生素E(VitaminE,VE)是生育酚(Tocpherol,T)与三烯生育酚(Tocotrienol,T3)的总称。自然界共有8种化合物,都有一个色满醇基及植醇的侧链。G-3与T的区别在于前者侧链3`,7`及11位有双键,由于色满醇基上的甲基位置及数目之不同而有不同类型,生理活性也不同。对动物的生物活性以α-T为最高(表5-8及5-9),在体外对亚油酸抗氧化作用以δ型为最高,α型最小。在维生素E分子中有三个不对称的C,可以形成光学异构体,消旋式的生物活性仅为dα型之半。色满醇上的OH基可用NH2代替,与相应型的维生素E有相同的生物活性。以CH-NH2代替OH,其β或γ型的衍生物的生物活性与α型相同,色满醇环上三个甲基是生物活性所必需的,甲基数量少,活性低,但基位置不是主要的。

8种自然界的维生素E的构造

图5-8 8种自然界的维生素E的构造

表5-8 不同类型的维生素E及其衍生物的生物活性(以α-维生素E为100%)

生物活性
大鼠胚胎吸收 大鼠溶血 鸡肌营养良
α维生素E 100 100 100
β-维生素E 25~40 15~27 12
γ-维生素E 1~11 3~20 5
δ-维生素E 1 0.3 ~2 -
α-T-3 29 17~25 -
β-T-3 5 1~5 -

表5-9 各种α-维生素E及其酯的生物活性

α维生素E衍生物 生物活性(每mg相当于IU数)
d-α-维生素E醋酸酯 1.00
D1-α-维生素E 1.10
d-α-维生素E醋酸酯 1.36
d-α-维生素E 1.49
D1-α-维生素E琥珀酸酯 0.89
d-α维生素E琥珀酸酯 1.21

维生素E氧化为氢醌或醌,为光热及Fe3+,Cu2+所促进,在酸性溶液中或无氧情况下较稳定。酯式比游离式稳定。市售产品多为维生素E酯。烹调加工,食用油精制,面粉漂白过程中都有破坏,食物经辐射也有损失,但在低温度或真空下进行可减少损失。

5.4.2 代谢

维生素E及基酯的吸收率仅占摄入量的20~40%,酯在消化道内一部分水解为游离式,一部分仍为酯式。摄自变量时(以mg计)吸收率减低。各类型的维生素E在吸收上虽无新差别,但细胞可将其区分。如αγ-维生素E与γ-维生素E的吸收率类似,但组织储留γ-维生素E量有限。所以γ-维生素E的生物活性约为α-维生素E的10%,但也有认为是35%。

维生素E的吸收与脂肪一样,影响脂肪吸收因素影响维生素E的吸收。他是由β脂蛋白运输的。血浆中脂类量与维生素E浓度有相应的关系。组织中维生素E纳入量随摄取量的对数而变化,这点与其他维生素不同。其他维生素在各种组织中(除肝外)都有一定的阈值。组织上的维生素E为游离式,他在肾上腺、脑下垂体、睾丸及血小板中浓度最大。多烯脂肪酸量多的器官维生素E也较多,血浆浓度随脂类量而变化,但血小板浓度承受剂量而改变与类脂含量无关系。所以,以血小板浓度随脂类量而变化,但血小板浓度随剂量而改变与类脂含量无关系。所以,以血小板浓度作为营养指标比血浆中都准确,脂肪组织、肝及肌肉为维生素E最大的储存场所,在细胞内的分布,在肝中以线粒体内膜最多,肌肉中以肌浆网状膜为最多,红细胞中多在膜上,并为α型(表5-10)。由于摄取不同类型的维生素E,血浆中维生素E反映摄取情况,除α型外尚有其他型者。吃母乳的婴儿血浆中有α、γ二种类型,人式哺乳者有α、γ、δ三种类型。喂维生素E缺乏的膳食,血浆及肝中的维生素E容易空竭,其次则为骨骼骼肌及心肌内的,脂肪组织中的消耗最慢。体内可能有二种不同的代谢库,一种容易被动用,一种不容易损失,细胞膜上者可能属于后者。

表5-10 人体组织中α-维生素E含量

正常人 囊性纤维变性患者
μg·g组织-1 mg·g脂类-1 μg·g组织-1
血浆 9.5 1.4
红细胞 2.3 0.5
血小板 30.0 1.3
脂肪组织 150.0 0.2 2.4
7.0 0.3 0.5
13.0 0.3 3.5
肌肉 19.0 0.4 2.6
卵巢 11.0 0.6
子宫 9.0 0.7
20.0 0.7
肾上腺 132.0 0.7
睾丸 40.0 1.0
脑下垂体 40.0 1.2

维生素E氧化产物维生素E醌或氢醌可以预防或治疗大鼠维生素E缺乏所致的生殖能力损害及营养性肌肉萎缩,维生素E内酯没有生物效用,与葡萄糖苷酸结合从尿中排出。

5.4.3 生理功用

(1)维生素E缺乏的症状根据大鼠的试验维生素E缺乏雄鼠睾丸不能生成精子,雌鼠卵不能植入子宫内,胎儿被吸收。维生素E缺乏动物,肌肉易病变,可有肌酸尿,肌肉麻痹,草食动物非常敏感,心肌易麻痹,突然死亡。早产或新生儿维生素E水平低,红细胞溶血试验敏感,维生素E缺乏动物红细胞存活时间短,长期缺乏的猴子有贫血现象。

维生素E缺乏大鼠的心脏、肌肉及睾丸不但有组织的病理病变,而且酶也有改变,三种组织中的肌酸磷酸激酶,肌肉及心脏中乳酸脱氢酶、谷草转氨酶及肌肉中丙酮酸激酶及谷丙转氨酶都降低而血浆中上述酶及酸性磷酸酶增加,可能由于这些酶从受损害的组织流入到血浆中所致,上述三种组织变化较肝明显。

(2)生化功能

①抗氧化作用:维生素E为细胞膜(或细胞器膜)上的主要抗氧化剂。细胞膜由蛋白质与脂类组成。蛋白分子嵌入磷脂基质之中,离子极性物质向外,除结构蛋白外,膜的表面尚有结合较松的外周蛋白,这两种蛋白都与酶有关。维生素E在膜上色,满醇部分在外而侧链在内,与不饱和脂肪酸[尤其是花生四烯酸(20:4酸)]作用,侧链4`,8`位甲基陷入脂肪酸系统所生成的自由基与之起作用,从而保护膜上的多烯脂酸免受自由基的攻击,维持了膜的完整性。

需要NADPH的氧化酶生成超氧化物,在超氧岐化酶(Superoxide dismutase,SOD)作用下,与膜上及其附近的H+作用下生成H2O2,H2O2分布于膜及胞浆内。在胞浆内谷胱甘肽过氧化酶(Glutathione Peroxidase,GSH-Px)将H2O2分解。在膜上H2O2与O3形成羧基自由基,维生素E氧化成醌,又藉谷胱甘肽将其还原为维生素E。维生素E缺乏或自由基过多时,维生素E用竭后,膜上多烯脂肪酸才受自由基的攻击。维生素E与上述酶(还包括过氧化氢酶,但这种酶在H2O2浓度低时,效果很小)构成了体内抗氧化系统。在维生素E缺乏动物,其他酶可能活力增加。

电镜观察,肌肉及心肌线粒体膜的破裂为维生素E缺乏的初期病变。正常细胞膜用四氧化饿固定,膜为二道黑中间亮的构造。维生素E者线粒体及内质网膜丧失明暗对比,补充维生素E后,可以恢复。从功能上也证明维生素E与细胞膜的关系。维生素E缺乏者的红细胞膜易破裂有溶血现象,一些酶由于膜的破坏,由组织流入血浆中。

维生素E的一些功能可由其他抗氧化剂所替代。

②对脂类代谢的影响:维生素E缺乏动物体内抗氧化功能减少,肝脏及血浆中脂类过氧化作用加强,尤以肝脏为甚,脂类代谢也有改变。维生素E缺乏大鼠甘油三酯(TG)在肝中增加73%,血浆中增加35%,胆固醇在肝及血浆中均增加,磷脂含量无变化。组成的脂肪酸也有改变。维生素E缺乏动物肝中单烯酸增加,在磷脂中亚油酸明显减少,C20:4酸增加,尤以TG增加的多,在血浆中都是油酸增加,亚油酸减少。维生素E缺乏大鼠肝内质网膜的脂肪酸碳链延长及脱氢作用增强,但如补充维生素E可在48h后恢复正常。

关于动脉壁脂类与维生素E关系,近年来也有研究。维生素E缺乏动物不论加以胆固醇与否动脉壁脂类过氧化物增加。补充维生素E者,动脉粥样硬化发病率及广泛性均较维生素E缺乏或补充其他抗氧化剂者为低。但在人体试验中,对血脂高者尚无报道,对血脂正常者,每日给以600IU维生素E8~16周,血浆脂类无变化。

③对衰老的影响:血及组织中脂类过氧化物水平随年龄而增加,维生素E缺乏动物也有类似的现象,脑、心肌、肌纤维中褐脂质(Lipofusin)比同年龄补充维生素E者要多。有些作者从维生素E对氮代谢影响阐述维生素E对衰老的作用。大鼠喂以不同水平维生素E83周。高维生素E体重增加到70周,睾丸也比对照组大,并推迟退化时间。N贮留9周时最多,22周起逐渐减少,66周时N损失量大于摄取量。但高维生素E者N排出量比低者要少。血浆总蛋白从9周到44周逐渐增加。高维生素E者比低者多9~16%,以后血浆总蛋白逐渐减低。试验末,高维生素E者为低者之121%。维生素E可能减缓动物成熟后蛋白质分解代谢的速度。有些老年病学者认为衰老的过程是自由基对脂类、DNA及蛋白质损害的积累,所以主张给以大剂量维生素E以减缓衰老过程。

④对前列腺素类化合物(Prostaglandin,PG)的影响:维生素E的功能如抗血小板聚集及肌肉退化可能都与PG有关。关于这方面工作尚在进行中,还未阐明。维生素E缺乏动物血小板合成PG增多,肌肉及睾丸等组织中合成又减少。每日剂量400~1200IU,维生素E也可减少人的胶原蛋白所诱导的血小板聚集。维生素E与其醌有同样效用。维生素E可能对血栓病人有好处,临床给予大剂量维生素E使血小板维生素E值为正常值3倍并减轻血小板聚集作用。PG是由C20:4酸藉脂类氧化酶作用形成羟基C20:4酸,再通过环氧化酶作用而合成。维生素E能抑制环氧化酶作用,因此,维生素E缺乏动物产生较多的PG(如凝血噁烷等)使血小板聚集作用加强,但也有人认为维生素E抑制脂类氧化酶作用,使C20:4酸变成羧基,20:4酸减少。

肌肉也是对维生素E营养状况敏感的组织。维生素E缺乏动物环氧化酶受到抑制,PGE2及PGF2合成减少,可能为肌肉发生病变及C20:4酸增多的原因。口服维生素E48h后PG合成能力、磷酸肌酸激酶活力恢复较慢,口服5日后才恢复。

⑤对眼睛的影响:视网膜色素上皮组织对维生素E营养状况特别敏感。维生素E缺乏大鼠色素上皮细胞多烯脂肪酸减少,脂类过氧化物积累,溶酶体数目增多,视网膜电流减少,光受体外段的远端的圆盘小泡化(Vesiculation),吃维生素E缺乏饲料6个月,再加以大量维生素E,视网膜细胞膜的损坏可以修复,色素上皮细胞仍有褐脂质积累。但吃终生E缺乏饲料一年左右,光受体内外段均消失,形态上的改变就不能修复。维生素A或E缺乏均使大鼠视网膜杆状细胞损失,二者均缺乏时比仅缺乏一种时损失更严重。

大剂量维生素E可以减少高O2对机体的损害,减轻眼晶体纤维化。早产儿呼吸困难常给以O2,可能产生眼晶体后纤维组织形成(RLF),注射维生素E可预防。

⑥对环境污染的抗击作用:许多环境毒素可产生自由基,维生素E可减少其毒性。城市空气中NO2及O3易使肺损伤。大鼠NO2暴露后,缺E组除肺维生素E量下降外,其他指标如肺重,蛋白质、脂类及抗击自由基酶系统活力均增加。补充维生素E者肺维生素E上升,其他指标无改变。缺E组无多余维生素可输送至肺。必须动用其他抗击自由基酶系统。

维生素E对半乳糖胺或CCl4所导致肝损伤的脂质过氧化也有一定的抑制作用,对甲基汞及铅中毒有一定上的解毒作用。

维生素E的抗癌作用在动物试验尚未肯定。但维生素E可破坏亚硝基离子,在酸性情况下反应快。在胃中维生素E对阻断亚硝胺的生成比维生素C更有效。

5.4.4 来源

维生素E广泛存在于植物食品中,动物性食品以dα型为主,植物油(橄榄油及椰子油了除外)的维生素E含量较多,与亚油酸等多烯脂肪酸含量相平行。维生素E为多烯脂肪酸的抗氧化剂,但维生素E在各种植物油中类型不同,α型较少,如豆油仅占8~10%。常见食品的α-维生素E含量及油中各类型的维生素E分别列入表5-11及表5-12中。

影响食物中维生素E含量的因素很多,食物成分表的数字不能代表某个样品的数字。如牛奶因季节不同,含量也不同。维生素E不稳定,在储存烹调过程中都有损失,炸土豆片在室温中储存2周,损失48%。植物油在储存过程中损失较少,精制及烹调时损失较多。面粉漂白也可以破坏维生素E,食物加热又与氧接触,维生素E损失较多。

表5-11 食品中α-维生素E270的含量(μg·g-1

硬果: 杏仁 27065 水果 苹果 33 蔬菜 龙须菜 16
巴西果 210 香樵 2 鲜豆 〈1
欧洲榛 72 柚子 3 花茎甘兰 10
花生 5 橘子 2 胡萝卜 20
山核桃 10 13 生菜 4
种子及谷类 : 玉米 17 5 豌豆 3
燕麦 7 草莓 12 土豆 〈1
米(褐) 1 牛肉 6 萝卜缨 〈1
米(白) 10 肉类: 猪肉 5 菠菜 22
黑麦 11 3 黄油 25
小麦 117 大比目鱼 9 猪油 24
小麦胚芽 5 鱼: 2 牛奶(春) 12
全麦面包 0.7 9 牛奶(秋)
鸡蛋 11

表5-12 植物油中维生素E的含量(μg·g-1

α-T β-T γ-T δ-T α-T-3 β-T-3 γ-T-3
椰子油 11
玉米油 11
棉子油 159 50 602
橄榄油 100
花生油 189 214 21
油菜油 236 380 12
红花油 396 174
黄豆油 79 593 264
葵花籽油 487 51 8
麦胚油 1194 172 260 271 26 181
棕榈油 211 316 143 32 286
人造黄油(软) 139 252 63
人造黄油(硬) 108 272 32

5.4.5 需要量

(1)营养评价指标

①红细胞溶血试验:红细胞与2~2.4%H2O2保温后,溶血出来的血红蛋白量与蒸馏水保温所溶出者相比较,用百分数来表示,其值与血浆维生素E水平有一定的关系。

②血浆及红细胞的维生素E测定:红细胞中维生素E的正常平均值为230±13μg%,血浆为984±914μg%。红细胞的维生素E变化较小。血浆的维生素E水平低于0.5mg%为缺乏。但血浆值与总脂类相关。血脂低时,血浆维生素E低,维生素E可能并不缺乏。现在用血中维生素E与脂类比例来表示维生素E的营养情况,即每克脂类维生素E的含量不得少于0.8mg。常用的维生素E营养评价指标列在麦5-13。

(2)影响需要量的因素

①维生素C与维生素E的关系:维生素C与维生素E都有抗氧化作用,但维生素E为脂溶性者,防止生物膜的脂类过氧化更有效。二者有协同作用。缺E者若补充维生素C可使血浆维生素E水平升高,但不能减少脂类氧化及红细胞溶血作用及GSH水平。维生素C慢性缺乏豚鼠组织中维生素E水平降低50%,上述结果说明维生素C可节约维生素E。但大剂量维生素C作用与之相反,可以减低维生素E抗氧化能力。喂以0.41IU维生素E的豚鼠每日补充2或10mg维生素C,高维生素C组红细胞溶血及肝脂类过氧化作用加强,血浆维生素E及红细胞GSH减少。喂0.8IU红细胞溶血及脂肪过氧化作用不受影响,说明大剂量维生素C能减低体内抗氧化的能力,相应地提高维生素E需要量。

表5-13 维生素E营养评价指标

血清维生素E水平mg% 红细胞H2O2溶血%
缺乏 〈0.50 〉20
0.50~0,70 10~20
可接受的水平 〉0.70 <10

②膳食中PUFA的含量:膳食中维生素E与PUFA比值应为0.4~0.5。

③硒及蛋氨酸可以节约维生素E。

④药物的影响:女性避孕药及阿斯比林都增加E需要量。

⑤早产儿:人乳的维生素E含量为2~5IU·kg-1。新生儿经母乳喂养2~3周后,达到成人水平。早产儿出生时维生素E水平低,由于通过胎盘达到胎儿的维生素E量有限,早产儿消化系统不健全,维生素E不易吸收,因而缺乏维生素E而致贫血。这种贫血使用铁剂反而加重,必须补充维生素E铁才有效。早产儿从第10天应开始补给维生素E,可给以乳剂以利吸收或注射。

(3)供应量 美国提出供应量列于表5-14。有些人认为每日供应15IU为低水平,主张每日供应30或45IU。

表5-14 美国家研究委员会(NRG)提出供应量

年龄 最大体重(kg) 维生素E供应量(IU·d-1
婴儿:0~0.5岁 6 4
0.5~1岁 9 5
儿童:1~3岁 13 7
4~6岁 20 9
7~10岁 30 10
男 :青春期及成人 70 15
女:青春期及成人 58 12
孕妇,乳母 15

5.4.6 临床应用及大剂量的毒性

(1)临床应用

①脂肪吸收不良的患者也影响维生素E吸收,口服无效,应注射维生素E。

②早产儿呼吸困难,常给予氧治疗,应注射维生素E,剂量为每斤体重15mg维生素E醋酸酯。

③间歇性跛行患者:每日给300IU维生素E可增加肌肉中维生素E含量,改善肢体血流。

④预防血栓形成:每日给予1200IU或更多,使血小板中维生素E为正常值的3倍,因而减少血小板聚集,可以预防血栓形成。也有报告大剂量维生素E增加HDL中的胆固醇。

⑤减缓自由基对机体的损害:有人主张给以大剂量维生素E以减缓衰老的过程。维生素E可减轻或预防O2、O3NO2、CCL4及酒精对机体的损害。

(2)大剂量的毒性 在动物试验中,大剂量维生素E抑制生长,干扰甲状腺功能,肝脂类增加。维生素E也可干扰血液凝固,较易发生在轻度维生素E缺乏动物。维生素E代谢产物(αE醌)与维生素K结构相类似,可能提高维生素K的需要量,常发生在雄鼠身上,而雌鼠不易发生,流血部位多在消化及泌尿道、爪及触须窝部,补充维生素K1~3日即可制止,凝血酶原时间也延长。

人体使用大剂量维生素E尚未发现有中毒症状。有10,000例每日摄取200IU共四周,5000例每日口服1000IU达11年之久均无中毒现象,仅有61例有轻度副作用如消化道不适、皮炎及疲劳。又有28例日服100~800IU3年之久,血液检查,血液凝固,肝肾、肌肉甲状腺功能均正常,无不良影响。

5.5 维生素K

5.5.1 结构与性质

维生素K(VK)有三种形式。在植物中者为叶绿醌(Phylloquinone,VK1),在动物中分离出维生素K2(Menaquinone,VK2),其侧链上的异戊二烯链的数目不等,许多细菌产物属于这一类型,又可简称为MKn,n代表异戊二烯链的数目。M4,5,7与维生素K1生物活性相等。MK1只有维生素K1的1%活性,MK10也只有30~49%的活性。维生素K3(Menadione)是人式合成产物,在哺乳类及鸟类体内可变成MK4。维生素K1,维生素K2,维生素K3的结构如图5-9。维生素K1可以人工合成,但自然界中者为l型,人工合成者可为消旋者,二者的活性是一样的,。维生素K3的3位硫醚衍生物也生物活性。维生素K的衍生物如维生素K3磷酸酯、琥珀维生素或亚硫酸氢盐,均为水溶性的,可作为肠外用的制剂。上述三种类型的维生素K都易为碱及光所破坏。有些衍生物如甲基萘氢醌乙酸酯有较高的维生素K活性,并对光不敏感。维生素K3或维生素K1的2,3位环氧化合物,虽不溶于水,但对光不生敏感,在体内可变为相应的维生素K。

维生素K1、K2、K3的结构式

图5-9 维生素K1、K2、K3的结构式

5.5.2 代谢

杂食物的维生素K有从食物中来的,也有从肠道细菌合成的。维生素K1和维生素K2的吸收与其他脂溶性维生素一样,需要胆汁、胰液,并与乳糜微粒相结合,由淋巴系统运输。吸收量约摄入量的10~70%。人或动物口服生理或药理剂量的维生素K1,20min后血浆中已出现维生素K1,2h达到高峰。在48~72h内血浆浓度按指数下降至1~5ng·ml-1。在这段时间,他从乳糜微粒转移至β脂蛋白中,运输至肝内,与VLDL相结合,并通过LDL至各组织。肝为VK的主要靶组织,注射维生素K1h后,50%剂量在肝内,口服VK2h后,20%剂量在肝内,24h降至最低值,而肾、心脏、皮肤及肌肉之量在24h内增加到最高值而后下降。大鼠肝中维生素K含量约为8~44ng·g-1,如肝的浓度低于4.5 ng·g-1,凝血酶原时间延长,维生素K总体库比较小,约50~100μg,转换率快,总体库每2.5h可转换一次。他的代谢物为维生素K短链及氧化代谢物形成γ-内酯,还可与葡糖苷酸结合,在人体维生素K的侧链可以进行β或ω氧化形成6`-羧基酸及其γ-内酯或进一步分解为4`-羧基酸,还有少量的环氧代谢物,这些代谢物与葡糖苷酸相结合,存在于肠肝循环中,或从尿中排出。

维生素K3在动物肝微粒体内转变为MK4,但产量很少,仅为摄取量的0.05~1。0%。维生素K3主要代谢产物为双氢维生素K3葡糖苷酸的硫酸酯。

5.5.3 生理功用

(1)维生素K为谷氨酸γ-羧基化酶系统中的必需因素。γ-羧基谷氨酸(γ-Carboxyglutamic Acid,Gla)的合成在细胞微粒体内进行,需要含有谷氨酸的肽链作为基质,并需要氧及二氧化碳及维生素K氢醌(维生素KH2)。在这个作用中维生素的变化可用维生素K-维生素K2,3环氧化合物(维生素K-2,3epoxide,VKO)循环来表示。γ-羧基化作用的底物有人工合成的五肽链及天然内源性蛋白(如凝血酶原),人工合成者以苯丙-亮-谷-谷-亮反应力最强,其他如苯丙-亮-谷-缬及苯丙-亮-谷-谷-异亮也有作用。人工合成者与内源蛋白之间有竞争,当五肽链存在时,内源蛋白的γ-羧基化的开始速度减少,内源蛋白存在时推迟五肽链γ-羧基化的时间。

γ-羧基谷氨酸(γ-CacbocyglutamicAcid,Gala)的蛋白质或肽名字形成后,与Gla相邻的羧基具有与钙及磷脂结合的特性。

Gla蛋白质可以在他生成场所或输出到靶组织中发生作用。Gla蛋白分解的最终产物为游离式的Gla及含Gla的肽链,在尿中排出。正常人尿中排出量为44±11μmol·g-1肌酐,儿童排出较多,5岁时约为100μmol·g-1肌酐,以后排出量逐渐下降,至15岁时降到成人水平,使用抗凝剂者,尿中Gla水平仅为24μmol·g-1肌酐,凝血酶原时间比正常者升高2~3倍,Gla的总排出量25%,不受抗凝剂的影响,可代表骨中骨钙蛋白(osteocalcin)的转换。有些疾病Gla的排出也有变化。例如多数骨质疏松病人,尿中Gla的排出比正常人增加50%,相当于骨的转换率之3倍。皮肤炎与硬皮病患者尿中排出也增加。

(2)VK与血液凝固的关系血液凝固是从组织损伤和血小板破坏后引起的一系列的酶促链式反应。血液凝固过程中一些酶原(proenzyme)的合成与维生素K有关,亦即在他们的合成中需要谷氨酸γ-羧基化。这些酶原除因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ及Ⅹ外,最近还发现了蛋白C、S、M,Z。这四种新发现的蛋白,他们的1~40氨基酸排列顺序与凝血酶原同源。蛋白C干扰血液凝固,并促进血纤维蛋白的溶解,在体外活化的蛋白C可以使因子Ⅴ及Ⅷ灭活,蛋白S可以加强蛋白C的活力,他有10个Gla。蛋白M可以促进凝血酶原转变为凝血酶。蛋白Z有13个Gla。对些蛋白了解得还很少,需要进一步的研究。

凝血酶原的合成,先在肝细胞粗内质网膜上的形成新生成肽链,然后再进行一些谷氨酸的γ-羧基化和糖基化。在凝血酶原的NH2末端的7,8,15,17,20,21,26,30,332位置的谷氨酸γ-羧基化变成Gla。33位后的谷氨酸不转变为Gla。这种γ-羧基化的特殊选择并不是由氨基酸的排列顺序所致,而是由于蛋白前体在膜上的位置与构形所致。1分子的正常凝血酶原与10~12Ca2+相结合,未γ-羧基化者只能与一个分子Ca2+结合。

(3)维生素K与骨基质中含Gla蛋白(Bone Gla Protein,BGP)的关系 骨基质有几种含Gla的蛋白,主要为BGP与Ca结合者叫做骨钙蛋白,在骨细胞内合成,分泌到血液或组织,然后到骨基质中,占骨中总蛋白垢1~2%,为非胶原蛋白的10~20%。骨钙蛋白出现在骨矿物化之前,骨密度增加,他也增加。他有2个钙结合点,钙离子为0.8mmol·L-1可以使其半饱和,其他二价正离子如镁、锶、钡也能与之结合,但钙离子结合能力最强,他的作用在调节钙在骨基质中沉积,与羧磷灰石(hydroxy apatite)的核心起作用。也有迹象说明BGP的合成为1,25(OH)2D3所调节。BGP可能调节1,25(OH)2D的破骨作用,使其作用缓慢。在一些骨的疾病中,血浆中BGP水平上升,这说明他可能促进骨的重建及钙的动员。

怀孕早期如母亲服用维生素K拮抗剂,其胎儿骨骼发生流血现象,这一现象说明,在胎儿生长过程中,需要维生素K的骨骼系统发育比血流凝固系统要早一些,从母体将钙运输至胎儿这一过程对维生素K拮抗剂敏感,可能干扰了胎盘中γ-羧基化蛋白的合成。

(4)其他 肾小管细胞有含Gla的蛋白质,为其总蛋白的0.2~0.7%。他是与膜结合的蛋白,也与钙离结合。钙在肾小管细胞内的再吸收与之有关。其他组织如牙质、胎盘、睾丸、胰、脾、肺、乳腺等都含Gla蛋白质,功用不明。有些组织如肌肉、心脏及淋巴细胞中尚未发现。在有些疾病如肾结石(尤其是草酸钙及磷灰石结石)含有Gla的蛋白质、正常主动脉及脂肪条纹及纤维斑块中没有含Gla的蛋白质,而动脉硬化钙化斑块中含有Gla的蛋白质。

5.5.4 来源

人类维生素K的来源有二方面:一方面从肠道细菌合成,占50~60%。VK在回肠内吸收,细菌必须在回肠内合成,才能为人体所利用,有些抗生素抑制上述消化道的细菌生长,影响维生素K的摄入。另一方面从食物中来,占40~50%,绿叶蔬菜含量高,其次是奶及肉类,水果及谷类含量低。食物中维生素K的含量列于表5-15。

5.5.5 需要量

(1)营养评价指标①凝血酶原时间,用新鲜血加到一定量的促凝血酶原激酶溶液中,观察其凝固时间,约为25~40s;②凝固时间:新鲜血凝固时间及形成凝块的时间。正常人血凝固时间约10min。

表5-15 食物中维生素K的含量((μg·100g-1

动物食品 含量 谷类 含量 蔬菜 含量 水果饮料 含量
牛奶 3 5 龙须菜 57 苹果酱 2
乳酪 35 小米 5 甘蓝菜 200 香蕉 2
黄油 30 全麦 17 洋白菜 125 柑橘 1
牛油 15 面粉 4 生菜 129 8
牛肉末 7 面包 4 豌豆 19 葡萄干 6
猪肉 11 燕麦 20 菠菜 89 咖啡 38
火腿 15 玉米油 萝卜缨 650 可口可乐 2
熏猪肉 46 红花油 土豆 3 绿茶 712
牛肝 92 绿豆 14 南瓜 2
猪肝 25 西红柿 5
鸡肝 7 水田芥(watu cres) 57

(2)需要量约为2μg·kg-1体重-1,大鼠为10μg·kg-1体重或0.1μg·g食物-1,无菌大鼠需要量为25μg·kg体重-1

5.5.6 临床应用

除新生婴儿外,人类原发性VK缺乏较为罕见。新生儿在出生最初几日内无细菌,在胎儿期胎盘不易运输脂类,凝血酶原常有低的现象,数周后方可上升至正常值,如果低至正常值的10%,新生儿将有出血性疾病。水溶性及脂溶性的维生素K制剂,都能有效地恢复凝血酶原至正常水平,控制其出血。有些老年人也有维生素K缺乏,出现凝血酶原时间长的现象。

预防血栓使用双羧香豆素过量时,凝血酶原也减少,可静脉注射药理剂量(以mg计的维生素K,使凝血酶原在数分钟内开始合成,24h达到正常水平。但水溶性维生素K3的衍生物转变为活化型维生素K的速度太慢,效果不好。在静脉营养中,输注射液加入了抗生素,阻凝维生素K在肠道内合成,病人的需要维生素K的凝血因子在4周内降低至正常值的20%。在输注液中应加入维生素K0.03~1.5μg·kg体重-1。胆道阻塞时维生素K吸收减少,也可产生维生素K缺乏,口服或经消化道补给时,必须与胆盐同时供给,有些肝病,由于功能不全凝血因子合成减少,补给维生素K对凝血作用无效。

5.6 维生素B1

5.6.1 结构与性质

维生素B1又称硫胺素(Thiamine VB1),在室温下与中性亚硫酸钠溶液中分解嘧啶和噻唑两部分(图5-10)。它与焦磷酸生成硫胺素焦磷酸(Thiamine pyrophosphate,TPP),即羧化辅酶(cocarboxylase),这个反应需要ATP参加,结构式见图5-11。TPP参与糖代谢中α酮酸的氧化脱羧作用。

维生素B1经Na2SO3分解为嘧啶和噻唑

图5-10 维生素B1经Na2SO3分解为嘧啶和噻唑

羧化辅酶(TPP)的结构式

图5-11 羧化辅酶(TPP)的结构式

硫色素分子式

图5-12 硫色素分子式

维生素B1盐酸盐1g先溶于1ml水中,可在酒精中形成1%溶液,不溶于其他有机溶媒中。PH7时水溶液的紫外线吸收高峰为235,267nm,相当于嘧啶及噻唑两部分。在PH1时,只有1个高峰在247nm处,在260mn处有一个肩,也相当于这二个组成部分。在高温时,尤其在碱性溶液中,非常容易破坏,但在PH5以下易破坏。在碱性溶液中,在氧化剂(如高铁氰酸钾)可将维生素B1氧化为硫色素(Thiochrome),据此可用以测定VB1(图5-12)。

人工合成的VB1衍生物有丙基硫胺素二硫化物(Thiamin propyl disulfite,TPD)及4氢糖醛二硫硫胺素(thiamin tetrahydrofurfural disulfide TTFDD),不溶于水,被硫胺素酶破坏较少。口服后,血、组织及脑脊髓液中维生素B1的水平较服用维生素B1时要高甚至可高10倍。在消化道中也易吸收。因此这些衍生物常在临床上应用。有些衍生物如吡啶硫胺素(pyrithiamino)及氧代硫胺素有抗维生素B1作用,前者使大脑中维生素B1易于空竭,后者可导致除神经系统外其他系统的维生素B1缺乏症状。

5.6.2 代谢

维生素B1在小肠中吸收,浓度高时为扩散,低时为主动吸收,需要钠离子及ATP,缺乏钠离子及ATP酶可抑制其吸收。低水平时吸收约57.5%,高时约26.2%。维生素B1进入到小肠细胞磷酸化成酯,从小肠细胞出去,也需要正常浓度的钠离子及ATP酶。叶酸缺乏可影响维生素B1的吸收。

体内约有维生素B130mg,50%在肌肉中,骨骼、心、肝、肾及脑中较多,体内维生素B1的80%为TPP,10%为硫胺素三磷酸(TTP),还有一些硫胺素单磷酸及维生素B1。体内有三种酶参与形成上述的硫胺素磷酸化合物:硫胺素焦磷酸催化硫胺素与ATP作用形成TPP;TPP-ATP磷酸转移酶催化TPP+ATP→TPP;及硫胺素焦磷酸酶参与TPP→TMP的反应。

大鼠及人尿中有许多硫胺素代谢物,已知结构者仅6种,其中2-甲基4-氨基5嘧啶羧酸,4-甲基噻唑5-醋酸及硫胺素醋酸为最主要者。在大鼠中经酒精脱氢酶的作用,可以将硫胺素及噻唑氧化到相应的要酸。

5.6.3 生理功能

(1)硫胺素焦磷酸为羧化酶的辅酶,其作用机理如图5-13。

①在微生物中,丙酮酸脱羧变为乙醛而放出CO2

②乙酰羧基酸的合成:乙酰羧基酸为合成支链氨基酸(缬氨酸,异亮氨酸等)的中间体。

③作为磷酸戊糖旁路中转酮酶的辅酶 糖的无氧酵解及有氧氧化是动物体内糖分解代谢的主要途径,但还有一部分经磷酸戊糖旁路代谢,在肝中他只占酵解及氧化途径的8%。其特点是通过脱氢与脱羧反应生成CO2及磷酸甘油醛及6-磷酸果糖,后二者仍进入酵解途径,其过程为葡萄糖磷酸化变为6-磷酸葡萄糖(G-6-P),在G-6-P脱氢酶的催化下,脱氢与水化合成6-磷酸葡糖酸,再经脱氢与脱羧等反应生成5-磷酸核酮酸,又转变为5-磷酸木酮糖及5-磷酸核糖,通过转酮糖酶(需要TPP,Mg2+)将酮糖上的二碳单位转移到另一个醛糖的1-C上,这个反应是可逆的,在这个循环上形成7C、6C、5C及4C磷酸单糖。

维生素B1焦磷酸羧化酶的作用机制

图5-13 维生素B1焦磷酸羧化酶的作用机制

磷酸戊糖途径

图5-14 磷酸戊糖途径

这个代谢的主要生理功能是产生核糖及NADPH。它是由葡萄糖产生5-磷酸核糖的唯一途径。在这个代谢中二脱氢酶(6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酶葡糖酸脱氢酶)都是以NADP为辅酶,还原为NADPH。它为体内许多反应的供氢体,如脂肪酸、胆固醇、类固醇的合成都需要它,所以在上述反应比较旺盛的脂肪组织、哺乳期乳腺、肾上腺皮质、睾丸及肝脏等,这种代谢也比较旺盛。遗传性6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏的病人,不能进行磷酸戊糖旁路循环,NADPH缺乏与GSH量低下,红细胞很易破坏而发生溶血性贫血。

④α酮脱氢酶(如丙酮酸、α-酮戊二酸)系统中的辅酶,这类酶系统分三步作用(图5-15)。

酮脱氢酶的作用

图5-15 -酮脱氢酶的作用

A 形成“活性醛”中间物,基质为α-酮酸与酶1(α-酮脱氢酶以硫胺素焦磷酸为辅酶)作用,脱羧后形成中间物。丙酶酸与酶作用的中间物为2-(羧乙基)硫胺素焦磷酸,α-酮戊二酸的中间物为2-(1,3羧基丙基)硫胺素焦磷酸。

B 将上述中间物转移至酶2的硫辛酸上。

C 将酰基转移至辅酶A上,而双氢硫辛酸被酶3脱氢形成硫辛酸。

(2)硫胺在神经生理上的作用 一个神经冲动可以使维生素B1磷酸化合物去磷酸,并使其在膜上位移,Na+得以自由通过膜,但有神经生理活性的维生素B1衍生物是焦磷酸衍生物还是三磷酸衍生物,现在尚不能肯定,对大脑功能作用,可能由于对5-羧色胺的纳入及磷脂合成有影响。

(3)硫胺素与心脏功能的关系 维生素B1缺乏引起心脏功能失调不是直接的作用,可能由于维生素B1缺乏使血流入到组织之量增多,使心脏输出增加负担过重,或由于维生素B1缺乏,心肌能量代谢不全。

5.6.4 猪牛肉、肝、肾等,全麦、糙米、新鲜蔬菜,豆类等富含维生素B1但是食物中有些因子可使维生素B1构造改变,活力减低。这种抗维生素B1的因子分二种:一种易被热破坏,如硫胺素酶Ⅰ及Ⅱ,前者在淡水鱼及贝类内脏内,催化硫胺素的分解。后者存于某些生物中,催化维生素B1的分解,对热稳定的抗维生素B1因子存在于植物中,它可能与3,4双羧基肉桂酸和单宁酸有关。低维生素B1摄取量的人群,如果多吃些抗B1因子,可导致维生素B1缺乏。

谷类在除去麸皮与糖的过程中,维生素B1损失很多,国外对精加工后的面粉都强化维生素与矿物质使其量相当于粗制品,这点应引起我国食品工业部门及消费者的注意,烹调加碱可使维生素B1损失。

5.6.5 需要量

评定维生素B1营养状况的指标一般以尿中排出量为准,可以用每克肌酐排出的维生素B1表示之。红细胞的转酮酶以维生素B1为辅酶,也用以测定人体的维生素B1营养状态。

成人维生素B1需要量为1.26~1.47mg·1000Kj-1,在这种摄取量的情况下,每日尿排出量为40~90ug,若摄取量增加到2.1mg·1000Kj-1,每日尿排出量为100ug或以上。若摄取量减低到0.84 mg·1000Kj-1,尿排出量为5~25ug。脚气病患者可低至0~15ug或以上。我国及美国提出供应量为2.1mg·1000Kj-1。老人利用硫胺素的效率较低,所以为4.2 mg·1000Kj-1。男性成人每日1.2~1.5mg,女1.0~1.1mg,孕妇与乳母将其供应量增加0.3mg,儿童供应量0~6个月0.3mg,6个月~1周岁0.5mg,1~3周岁0.7mg,4~6岁0.9mg,7~10岁1.2mg,男11~14岁1.4mg,女11~14岁1.2mg。饮酒过量者维生素B1需要量增加,动物试验说明维生素B1缺乏者,酒精自由饮用量增加,长期饮酒者可以导致不良饮食习惯或者干扰肠对维生素B1的吸收。

5.6.6 临床应用

单纯维生素B1缺乏可用生理剂量治疗。有些先天性代谢上需要维生素B1的疾病需要用药理剂量,如需要维生素B1的巨红细胞贫血,乳酸尿(肝中丙酮酸脱羧酶活力低),支链酮酸尿(支链酮酸脱氢酶活力低)及亚急性坏死性脑脊髓病)(神经系统中缺乏TTP)。在这些病的治疗中,用不溶于水的维生素B1衍生物(如TPD,TTFD)比用维生素B1的效果要好。

静脉注射过量维生素B1可因呼吸中枢压抑而致死,其致死量每公斤体重:小鼠125mg,大鼠250mg,兔子300mg,狗350mg。静脉、皮下及口服致死量这比例为1:6:40。猴子注射每公斤体重600mg时,可产生中毒现象。人口服大剂量维生素B1,未发生过中 毒症象。皮下、肌肉、脊椎、静脉内每日注射正常量的1~200倍时,亦未发生中毒现象。但有些人接受大剂量后,发生过敏性休克。

5.7 维生素B2

5.7.1 结构及性质

维生素B2又名核黄素(Riboflavin,VB2),它是核醇与7,8-二甲基异略嗪的缩合物(图5-1`6);为黄褐色针状结晶,溶解度较小,在27.5℃时溶解度为12mg%。核黄素5-磷酸较易溶解,二者在碱性溶性液及光照下均易分解,其荧光由于三位亚氨基。光分解侧链可得光色素、光黄素及甲酰甲基黄素。在消化道内,肠内微生物也可将其分解为甲酰甲基黄素等(图5-170。

维生素B2结构式

图5-16 维生素B2结构式

植物能合成核黄素,动物一般不能合成,必须由食物供给,但在哺乳动物肠道中的微生物可以合成并为动物吸收,但其量甚微,不能满足需要。

核黄素的辅酶有二种形式;即黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)(图 5-18)。

5.7.2 代谢

核黄素或其辅酶在食物中与蛋白质结合形成复合物——黄素蛋白,从乳、蛋中得来后,经消化道内蛋白酶、焦磷酸酶水解为核黄素。有些黄素蛋白释放出8α-氨基酸(半胱氨酸或组氨酸)核黄素可以吸收,但无生物效用。

人在小肠近端吸收核黄素。正常人吸收迅速,吸收量与剂量成比例,直到摄取量为25mg时都很稳定。核黄素与其他食品一起摄入,增加其吸收。肠胃道功能紊乱及胆管阻塞都可导致吸收不良。维生素B2在大肠内也可吸收、吸收的机理因剂量大小而异,低剂量时为主动吸收,需要Na+。在剂量为0.2ugmol时,有最大的吸收率,大剂量时为扩散吸收。

核黄素5-磷酸的分解产物

图5-17 核黄素5-磷酸的分解产物

维生素B2都是以辅酶形式存在于血、组织及体液中,从血流到组织(如肝)细胞中,游离式的核黄素,才能透过细胞膜到细胞内。核黄素类似物如半乳糖黄素及核黄黄素,可能阻止维生B2在黄素激酶(Flavokinase)作用下,转变为FMN。这种激酶存于许多细胞浆内,但在肝及小肠内的活力特别高。黄素激酶作用时需要ATP及二价阳离子,它也作于维生素B2的类似物,氨基酸的衍生物为干扰剂。维生素B2除掉侧链后生成物,如光黄素都是干扰剂。

FAD是由FMN通过FAD合成酶作用形成的。此酶广泛存在于组织的胞浆内,也需要ATP二价阳离子,FMN及其类似物都可作为底物、异核黄素干扰其活力,对FMN及FAD有拮抗作用。维生素B2缺乏及甲状腺过多时,FAD合成酶活力增加。

水解FMN及FAD的酶广泛存在各组织中。FMN磷酶在碱性或酸性中都能作用,在肝中酸性磷酸对FMN的作用较强,在维生素B2缺乏时,并不影响FMN磷酸酶的活力。FAD焦磷酸酶也能促使FAD水解。它在肝病病人的血清中升高。

维生素B2经肾小球滤过,可在肾小管中再吸收。在血清维生素B2浓度低时,尿排出量较少,为一常数。但血清维生素B2达到1μg·ml-1时,排出增多。维生素B2摄取量愈小,体内储存百分率愈大。给予大鼠55μg14C-一维生素B2,10%的14C从尿中排出,3%在大便中排出,1%从呼吸道以CO2形式排出。但如剂量增加(15μg·ml-1饲料),10%14C从便中排出。所以核黄素主要从尿中以游离式排出。肠道细菌分解的仅为一小部分,而且环状部比较稳定,仅侧链分解。维生素B2在体内的转换率与剂量大小有关,大鼠正常剂量时,每日排出15~20μg维生素B2,生物半寿期为16日,剂量大时排出多,生物半寿期也短。

大鼠皮下注射6倍正常剂量的标记维生素B2,1h后,肾、小肠及肝有最高放射活性。腹腔注射后,其分泌情况与皮下注射者一样,但肝中之量非常高。FMN在肠中合成,FAD在肾中及肝中合成。其合成放射活性维生素B2>FMN>FAD,说明了合成的次序。如腹腔内注射中等剂量,量高放射活性在肝及肾中,其次为肠,再次为其他组织,而血中最低。在肝中主要为FAD。皮下注射正常剂量,1.5h后,肝中有17%的放射活性。其中80%为FAD。

核黄素嘌呤二核苷酸(FAD)

图5-18 核黄素嘌呤二核苷酸(FAD)

5.7.3 生理功能

维生素B2是维持动物正常生长所必需的因素,严重缺乏时生长停顿。有些局部损害,如在口角处因维生素B2的缺乏而发生糜烂。在怀孕时,如维生素B2缺乏,可致畸胎,但在人类尚未发生这种情况。动物试验证明有些白内障与维生素B2缺乏有关,可用FAD预防。

维生素B2主要功能是构成体内许多黄素酶中的辅酶(FMN,FAD)。这些酶为电子传递系统中的氧化酶及脱氢酶(图5-19),前者将还原型的辅酶与分子氧直接起作用,生成过氧化氢,作用较快。后者所催化的反应是从底物上将一双氢原子直接递给FMN或FAD,形成还原型的FMNH2或FADH2,它们的脱氢仍需呼吸链上的其他因素,不能直接被分子氧所氧化,作用缓慢。在缓慢。在呼吸链上FMNH或FADH氧化能力比NADPH要强一引起,它可以直接与氧作用,而NAPH只能间接与氧作用。FMN或FAD常常是接受NADPH递给的氢使其变成FMNH或FADH。

黄素酶的作用

图5-19 黄素酶的作用

黄素蛋白处于氧化状态时,在波长370及450nm处,有较宽的吸收峰;处于还原态时,在450nm的峰消失。有些黄素蛋白除含黄核苷酸外,还含有金属离子(如铁、钼、锌),也是这些酶所需要的。

琥珀酸脱氢酶中的组氨酸

图5-20 琥珀酸脱氢酶中的组氨酸

FMN或FAD与酶蛋白结合,一般是通过 8位上的亚甲基与酶蛋白上的半胱酸、组氧酸或氨酸相联结。(图5-20)。维生素B2辅酶有三种功能形式图5-21。

(1)以维生素B2为辅酶的氧化酶可分为下列类型:

① 黄素接受电子后又被氧化形成H2O2如葡萄糖氧化酶。

维生素B2辅酶三种功能形式

图5-21 维生素B2辅酶三种功能形式

D-葡萄糖+O2→D-葡萄糖内酯+H2O2

② 形成底物-酶复合体并继续继续形成中间体,直到与O2作用后,此底物脱氢与复合体分开,如d,1-氨基酸氧化酶。中间体可能为辅酶与底物相偶联,与O2作用后,亚氨基酸水解为α-酮酸及氨,并生成氧化型的酶及H22

③黄嘌呤氧化酶更为复杂,有二个活动点,一个活动点有1个Mo原子与二个Fe-S中心,Fe-S中心为了维持Mo在氧化状态,另一活动点为FAD分子。底物首先与氧化Mo(6价)作用,再与FAD作用形成FADH2形成FADH2,最后与氧化作用形成H2O2

黄嘌呤+H2O2+O2→尿酸+H2O2

④混合功能氧化酶(黄素单氧化酶),如此类酶催化氧分子中的一个氧原子到底物中去另一个原子形成水。如底物本身供给电子以水者叫做内部黄素氧化酶,其反应式如下:其中-XH可为-OH或-NH2

如果由NADPH(或NADH)作为还原剂以形成水者,叫做外部黄素氧化酶,一些芳香族化合物的羧基化(如肝犬尿氨酸羧化酶)需要此酶,反应式如下:

AH+NAD(P)H+H++O2→A-OH+H2O+NAD(P)+(AH为底物)

实际上这些羧基化酶的辅酶(核黄素部分)先氧化为氧化型者,则与NAD(P)H作用又还原为还原型者。

⑤微粒体混合功能氨氧化酶,此酶在肝微粒体中,其底物为半胱胺,氧化为胱胺,除黄素蛋白外,还需要NADPH及氧的参加,此反应产生-S-S-以合成蛋白的双硫键。

(2)维生素B2脱氢酶。无金属黄素蛋白的脱氢酶,包括有二氢硫辛酰胺脱氢酶(dihydro lipoamide dehydrogenase)、麦胱甘肽还原酶(glutathione reduetase)、硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase)、NADH-细胞色素b3还原酶(NADH-cyutochrome b2reductase)及NAD(P)H-细胞色素P450还原酶(NAD(P)H-cytoehrome P-450reductase)前三者为NAD(P)双硫氧化原酶系统(图5-22)。

NADH-细胞色b3还原酶催化NADH的H转移至FAD而形成FADH2再将电子转移到氧化型细胞色素b3上将其还原,NADPH-细胞色素P450还原酶电子供体为NADPH,但还有一分子FAD及一个分子FMN,微粒体中NADPH-细胞色素C还原酶包括2个分子FAD。

FAD-双硫氧化还原酶系统

图5-22 FAD-双硫氧化还原酶系统

含金属的黄素蛋白脱氢酶数量很多,包括呼吸链中含有NAD(P)H的脱氢酶,其中研究较多者为NADH脱氢酶及琥珀酸脱氢酶,因其与氧化磷酸化有联系。琥珀酸脱氢酶与FAD及2个Fe-S中心偶联,再与辅酶Q相联。NADH-辅酶Q脱氢酶每个FMN有4个Fe-S中心,每个中心有2~4个铁原子,NADH还原黄素蛋白,然后将电子传递到离NAD相近Fe-S中心,再传递到与辅酶Q相近的Fe-S中心,最后传递到辅酶Q上。

另外在线粒体中有溶解的FAD蛋白,它把酰基CoA脱氢酶的氧化作用与辅酶Q的还原联系起来。这种FAD蛋白叫做电子传递蛋白(electron-transferring flavoprotein,ETF)。

5.7.4 来源

肠中细菌可以合成维生素B2,但为量不多,主要尚须依赖食物中供给。牛奶、鸡蛋含维生素B2比较丰富,绿色蔬菜中也有,但植物性食品的维生素B2含量不高。我国以植物性食品为主,维生素B2摄取量偏低。维生素B2热较稳定,但在光的影响下,易于破坏。牛奶中的维生素B2暴露在光中,在不正常味道发生前,光分解就已发生。放置在光中4h,维生素B2损失约71%,烹调损失较小,但如将烹调水废弃,溶于水的维生素B2遭到损失。将维生素B2混入食物中,在储藏过程也比较稳定。在室温中,充氨密封条件下,储存1~2年,还能保存50%以上。

5.7.5 需要量

(1)营养评价指标 一般仍以尿中维生素B2排出量、红细胞维生素B2含量及红细胞麦胱甘胱还原酶活力等为维生素B2的营养指标,其中较为灵敏者为红细胞麦胱甘肽还原酶。大鼠肝及器官中都有磷吡哆胺氧化酶(pyridoxamine 5'-phosphate oxidase),如大鼠缺乏维生素B2,此酶活力有改变,缺乏4周时达到严重缺乏程度,此酶活力也降至最低值,这个指标仍在动物试验阶段。

(2)需要量 从我国维生素B2需要量的试验结果来看,每日摄取量0.70~1.16mg者,试验期共计10周,舌面乳头渐趋扁平、光滑甚或萎缩,但无其他缺乏症象。摄取量12.53mg组,尿排出量上升,根据其转折点计算相当1.2mg摄取量,所以以此为最低需要量,1.5mg为适宜要量。这与Horwitt综合其他作者之结果是一致的。他认为每日摄取量的0.8~0.9mg2年之久,并无缺乏症象的出现,从尿排出量来看,摄取量1.2mg,维生素B2在组织中可能有少量储存。摄取量0.55~1.10mg·d-1尿中维生素B2排出量为摄取量的10%,每日摄取量1.3mg或更高时,排出量大于20%。

维生素B2的需要量与热量及劳动强度没有关系,但与蛋白质需要量有关系,生长迅速,创伤恢复,怀孕与哺乳期蛋白质需要增加,维生素B2需要量也增加。供应量婴儿每日0.4~0.6mg,儿童0.6~1.2mg,成人1.3~1.7mg,孕妇及乳母1.8~2.0mg。治疗剂量为一次6mg或一次2mg·d-1,每日3次,由于维生素B2不易溶解,如期望治疗效果快一些,可用肌肉注射25mg维生素B2。为了预防我国维生素B2缺乏,以维生素B2月桂酸酯150mg(相当于75mg维生素B2)油针剂肌肉注射,由于释放缓慢,注射一次可维持成人维生素B2正常达2~3月之久。

5.8 尼克酸

5.8.1 结构与性质

尼克酸亦名烟酸,具有生理活性的衍生物为尼克酰胺,亦名烟酰胺(nicotinamide),结构式如图5-23。尼克酸为不吸水的较稳定的白色结晶,在230℃升华,能溶于水及溶于水及酒精中,25℃时,1g能溶于60ml水或80ml酒精中,不溶于乙醚中。尼克酸很容易变成尼克酰胺,它比尼克酸更易溶解,1g可溶于1ml水或1.5ml酒精中,在乙醚中也能溶解。

尼克酸尼克酰胺结构式

图5-23 尼克酸尼克酰胺结构式

5.8.2 代谢

尼克酰胺通过ATP作用形成NAD或NADP。在尿中排出的尼克酰胺甚少,主要排出其代谢产物N‘-甲尼克酰胺及N’甲-2吡酮-5-甲酰胺。前者约占正常人的排出量的20~30%,后者为40~60%。血清中尼克酰胺含量甚微,仅为0.5μg·ml-1,红、白细胞中含量较多,全血为30μg·ml-1,红细胞为90μg·ml-1,白细胞为70μg·ml-1

5.8.3 生理功能

尼克酰胺为辅酰Ⅰ及辅酶Ⅱ的组成成分。辅酶Ⅰ为尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD或DPN),辅酶Ⅱ为尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP或TPN)(图5-24)。它们都是脱氢酶的辅酶,氢的传递通过在尼克酰胺4位上增加一个氢原子。在立体上又分为A、B二个部位,某些尼克酰胺脱氢酶具有立体专一性(图5-25)。其立体专一性表现为两个方面:一方面只对一种立体异构体的底物有催化作用,如乳酸脱氢酶脱氢酶只作用于乳酸。另一方NAD或NAP被酶还原时,氢原子只在一个特定的方向加到吡啶环的第四位碳原子上,有的加到A侧,有的加到B侧。

辅酶Ⅰ及Ⅱ的结构

图5-24 辅酶Ⅰ及Ⅱ的结构

需要辅酶Ⅰ、Ⅱ的脱氢酶有数百种,这些脱氢酶从底物中提取一个氢,二个电子,其结构通过X光衍射图看出脱氢酶与NAD及底物的结构。图5-26表明乳酸脱氢酶与NAD及底物的关系。底物乳酸给NAD一个H,底物的羟基与酶的精氨酸(171)的胍基相连,而在组氨酸(195)中OH基中提取一个质子。其他脱氢酶的构象与之相同。

尼克酰胺4位C上联结H的主体构造

图5-25 尼克酰胺4位C上联结H的主体构造:A,B二个位置

图5-26 乳酸脱氢酶乳酸及NAD的交互作用

以NAD为辅酶的脱氢酶主要参与呼吸作用,即参与从底物到氧的电子传递作用的中间环节。而以NADP为辅酶脱氢酶类,主要将分解代谢中间物上的电子转移到生物合成反应中所需要电子的中间物上。

NAD(或NADP)参与的脱氢作用下列几种类型:

(1) 底物由醇变成醛或酮

(2) 加阴离子A-到醛而脱氢

谷氨酸脱酶是谷氨酸脱氨的第一步,形成α-亚氨基戊二酸。

谷氨酸 α-亚氨基戊二酸α-酮戊酸

(4)由不饱和合键(——C——C——)到饱和键。由7-脱氢胆固醇转变为胆固醇,7α-H从NADPH而来,而8β氢从介质而来。在胆固醇合成中,固醇载体蛋白将在胞液中形成的鲨烯转运至微粒体环化成羊毛脂固醇,再转变为链固醇。链固醇转变为胆固醇需要由NADPH供给25位氢,从介质中供给24位H

链固醇(又名24-脱氢胆固醇 胆固醇

(5)二硫键转为二硫醇键;许多酶催化这个反应,辅酶Ⅰ、Ⅱ为H的供体或受体。如胱氨酸还原酶的作用为NADH2+1-胱氨酸→NADC+2-半胱酸。麦胱甘肽还原酶的作用为NAD(P)——H2氧化麦胱甘肽→NAD(P)+2G还原型麦胱甘肽。

在α-酮酸脱氢酶系统中,硫辛酸脱氢酶通过NADPH与黄素蛋白作用,将H转移。

(6)苯丙氨酸通过苯氨酸4-单加氧酶(即苯氨酸羧化酶)的作用,变成酪氨酸。这个酶可作为单加氧酶可作为单加氧酶或混合功能加氧酶的代表,它的作用是将氧分子中的一个氧原子加到苯丙氨酸上形成对羧基,另一个氧原子还原成水。还原剂是NADPH,反应分两步进行:

NADPH+H+二氢生物蝶呤→NADPH+四氢生物蝶呤。

色氨酸转变为尼克酸的途径

图5-27 色氨酸转变为尼克酸的途径

1-苯丙氨酸+四氢生物蝶呤+O2→1-酪氨酸+二氢生物蝶呤+H2O。

5.8.4 来源

尼克酸或尼克酰胺的来源除食物含有者外,尚可由色氨酸在体内转变为酰犬尿氨酸到犬尿氨酸,再由1-犬尿酸水解酶分解犬尿酸或黄尿酸为3-羧氨基苯四酸,然后在5磷酸核糖焦磷酸存在下,由哺乳类肝的酶系统变成尼克酸。一般说来,60mg色氨酸相当于1mg尼克酸。食物中尼克酸的当量为尼克酸及色氨酸转换为尼克酸之和(表5-16)。但转换能力因人而异,晚期孕妇转换能力3倍于正常妇女。雌激素可刺激色氨酸氧化酶,它是色氨酸转为尼克酸过程中的速率限制酶,因此孕妇及口服药者转换能力较强。

表5-16食物中尼克酸当理(mg·1000Kj-1)

尼克酸 色氨酸 尼克酸当量
牛奶 5.08 283
人乳 10.3 1681 32.1
牛肉 103.7 5376 193
全蛋 2.5 4830 45.4
腌猪肉 4.8 256 11
面粉 10.4 1247 32
玉米渣 7.7 294 13
玉米 21 445 28

谷类中有结合型的尼克酸,不能利用。可分为二种结合物:①与肽链(分子量12,000~13,000)结合;②与碳水化物结合成复合体(分子量为370)。麸皮中有这种结合型的尼克酸(niacytin),用碱提取(或碱水解)和谷物,其尼克酸测定值较酸性或中性提取液的高20%,谷类通过培育新品种可使色氨酸增加,也可使其成为尼克酸来源。我国已培育出高色氨酸品种的玉米可治疗尼克酸缺乏引起的瘌皮病。

大剂量的亮氨酸可使癞皮病发生。Jowar(一种食物)尼克酸及色氨酸量不少,但因亮氨酸量大,也可使癞皮病发生。在大鼠的酪蛋白饲料中,若增加亮氨酸,尿中吡啶-2-3-二羧酸增加,可能影响色氨酸向尼克酸的转变。正常人的正常膳食中增加亮氨酸可以增加尿中吡啶二羧酸,而四基尼克酸胺及-6吡啶酮的排出量减少。

5.8.5 需要量及临床应用

尼克酸供应量为27.7mg·100KJ-1。婴儿0~6个月为33.6 mg·100KJ-1,2/3来源于色氨酸,一般75g蛋白有尼克酸当量NE15mg,6个月~青年时期为27.7mg·100KJ-1,孕妇增加2mg,乳母增加4mg。

尼可酸缺乏症可用生理剂量治疗。尼克酸及尼克酸胺对治疗及预防癞皮病有相同效果,但在药理上及毒性上二者不完全相同。尼克酸3g以上有药理作用,可使血中胆固醇、β-脂蛋白及甘油三酯量减低。可能由于减少从脂肪组织中动员出来脂肪酸,而增加肌肉或心肌的肝糖原的利用。因此长期使用易有糖尿病,对肝不利。它能导致组胺的释放,可使血管扩张,脸红为主要的副作用。如果在给药前15min给以抗组胺药,可以抑制脸红。尼克酸可以增加血清尿酸水平,每日3g剂量长达5年,可以使血清尿酸超过8mg%。在大剂量时,尼克酸与尿酸竟争排出,由于血清尿酸增加,所以大剂量尼克酸摄取者易患急性痛风症。

5.9 维生素B6

5.9.1 结构与性质

维生素B6(VB6)有三种形式:吡哆醇(Pyridoxine,PN),吡哆醛(Pyridoxal,PA或PL)和吡哆胺(Pyridoxamine,PM)。这三种形式通过酶可互相转换。PL及PM磷酸化后变化辅酶,磷酸吡哆醛(PLP)及磷酸吡哆胺(PMP),其结构式如图5-28)。

维生素B6及其辅酶的结构式

图5-28 维生素B6及其辅酶的结构式

人、大鼠、小鼠、鸡、狗、火鸡等甚至有些微生物都需要维生素B6,牛马等由于肠道中能合成,不需要外界供给。吡哆醇为人工合成的产品,在植物中也有,分子量为205.6,系白色板状结晶,溶于水,在酸性溶液中稳定,在碱性溶液中易被光所破坏。在动物体内,多以辅酶PLP及PMP的形式存在。有些类似物,如4-脱氧吡哆醇则有抗维生素B6的作用。

5.9.2 代谢

维生素B6的各形式在体内的变化如下:

PN、PL、PM的磷酸体均由PL激酶(ATP:Pyridoxal-5'-phosphotranferase,PL Kinase)所催化,但其在各组织中如肝、脑及红细胞中最适PH金属离子需要量及分子量均不一样。PNP(PMP)氧化酶(Pyridoxic Acid,PA)为代谢最终产物,由尿中排出,在肝中PL由醛氧化酶催化形成,在其他组织中由需要NAD的醛脱氨酶催化而形成。

(1)消化与吸收 食物中维生素B6为PLP、PMP、PN在小肠腔内必须由非特异性磷解酶(nospecific phosphohYdrolase)分解PLP、PMP为PL,PM。吸收形式为PL、PM及PN。在人体观察中,给予饥饿的人以PN、PL、PM,在给予PN后0.5~3h达到高峰,剂量小(0.5~4mg)时,血浆维生素B6水平在3~5h后又恢复到近似饥饿时水平。服用PL后血浆维生素B6水平及尿中PA升高较快,但PM吸收代谢都较PN,PL要慢一些。而摄入PLP剂量大(如10mg)时,血浆维生素B6及PLP在24h内继续上升,维持在高水平上。

(2)运输与代谢 PN运输至小肠粘膜并到血流中,也可在肠粘膜中合成PNP,约为剂量30.6%,血流中PN可扩散到肌肉中,然后磷酸化约占剂量的10.4%~15.7%。在人体给以PN后,血浆PL可以增加12倍,血浆中PLP虽占血浆中维生素B6的60%,但与蛋白相结合,不易为其他细胞所利用。血浆中PL与白蛋白结合不牢固,为运输的形式,能被组织摄取与清除,并氧化为PA。PN及PL通过扩散进入到红细胞中,并为激酶磷酸化。人的红细胞可将PNP氧化PLP,其他动物如大鼠无此功能。PN在超过红细胞PL激酶饱合浓度时,可在3~5min进入到红细胞中,细胞内的浓度与培养基浓度一致。PL在浓度超过红细胞磷酸激酶的浓度时,进入红细胞的量增加,使其浓度比培养基中要高这是由于PL与血红蛋白α-链中末端缬氨酸相结合,所以PL在红细胞中积累,它在红细胞中的浓度可为血浆中之4~5倍。红细胞中的PL可能也是一种运输方式。

肝也是维生素B6代谢活跃的组织。PN为肝细胞纳入后,相继为PL激酶及PNP氧化酶作用而生成PLP,然后再经磷解作用而转变为PL,进入循环系统中,运至有磷酸激酶的组织形成PLP。

在脑切片及分离脉络丛中,没有PN,均是磷酸化合物、脉络丛为运输PN从血到脑脊液的场所。在维生素B6缺乏的动物(大鼠)PL激酶有所下降,饲料5周的大鼠肝中,PL肝激酶下降50%而脑中仅下降14%。这也说明维生素B6对神经系统的重要性。

(3)储存 维生素B6在血流中可扩散到肌肉中而磷酸化,若PN剂量增加,肌肉中PN占剂量的百分数增加,而PNP的百分数减少。在肌肉中未发现PNP氧化到PLP。在大鼠60%维生素B6在肌肉中,其中75~95%与糖原磷酸化酶(Glycogenphosphorylase)相联系。此酶占肌肉可溶性蛋白之5%,可能为维生素B6的储存场所。通过肌肉蛋白的转换,将维生素B6分解出来以满足最低需要量。

(4)排出 维生素B6的主要代谢产物PA,可代表维生素B6摄取入量的20~40%,尿中PA只可为摄入量的指标。而不能代表体内的储存。尿中除PA外,尚有小量的PN、PL等。给以生理剂量时,在3h内大部分以PA排出。PN在肾小管中积累,当PN浓度较大时,可由肾排出。因此PN剂量10mg时,尿中PA占剂量的百分数减低,但PN的排出增多。PL不易被肾排除,也不易被肾纳入,纳入后以磷酸化形式积累。但人口服大剂量(100mg)PL、PM、PN后,在36h内大部分原物从尿中排出。

5.9.3 生理功用

含有维生素B6的辅酶主要与代谢有关,现已知有60多种酶需要维生素B6。将其主要功用分述如下。

(1)氨基转换作用 转氨酶主要为谷草转氨酶与谷丙转氨酶。转氨酶中都有PLP为辅酶。

转氨酶在动物心、禽、肾、睾丸及肝中含量都很高,大多数转氨酶需要α-酮戊二酸作为氨基的受体。因此,不同转氨酶对相偶联的两个底物之一,即α-酮戊二酸或谷氨酸是有特异性的,而对另一个底物(即被脱氨的氨基酸)无严格的特异性。某种酶对某些氨基酸有较大的催化作用,但对其他氨基酸也有一定作用。酶的命名就是根据具有最大被催化能力的氨基酸而定的。例如,在动物组织中占优势的转氨酶是门冬氨酸转氨酶,除以门冬氨酸的作为酸为供体,α-酮戊二酸为受体。转氨酶反应都是逆的。在生物体内,转氨作用紧接进行氨基酸的氧化分解,可促氨基酸转氨作用向一个方向进行。

(2)脱羧基作用 氨基酸脱酸形成伯胺,脱酸酶的专一性很高,一种氨基酸脱羧酶只对一种1-氨基酸起作用。氨基酸脱酶中,除组氨酸脱酶不需要辅酶外,各种脱酸羧酶都以PLP为辅酶。这些脱羧作用对于哺乳类的组织很重要。有引起神经递质的形成有赖于他的作用。如芳香族1-氨基酸脱羧酶参与酪、组、多巴,色氨酸的脱羧,形成相应的胺,如酪胺、组胺、多巴胺、5-羧色胺。半胱亚磺酸脱羧变成牛磺酸。谷氨酸在中枢神经系统脱羧形成γ-氨基丁酸。

色氨酸的代谢途径有二:一是在转氨酶的影响下分别变成犬尿酸和黄尿酸,二是在犬尿酸还原酶作用下,变成邻氨苯甲酸及3-羧邻氨苯甲酸与丙氨酸,再变成尼克酸。在代谢途径中有种B族维生素参与反应,与维生素B6有关者数处(图5-29)。但当维生素B6缺乏时,对各种反应影响程度不同,但对尼克酸不易生成的反应较大,对黄尿酸生成影响较少。所以B6缺乏时,尼克酸不易生成,尿中黄尿酸排出增多。

(3)侧链分解作用 含羟基的苏氨酸或丝氨酸可分解为甘氨酸及乙醛或甲醛,催化此反应的酶为丝氨酸转羧甲基酶,该酶能够催化丝氨酸或苏氨酸两种氨基酸发生生醇醛分裂反应。该酶辅酶PLP。

5.9.4 来源

维生素B6可在肠中由细菌合成,但不能满足需要。他在食物中分布较广,肉、谷类、硬果、水果和蔬菜中都有。植物中以PN为主,动物体中PLP与PMP。肉为维生素B6较丰富的来源,乳中B6的含量反映母体维生素B6的营养水平,母亲每日摄取量2.5mg时,可使乳中维生素B6的量为0.2mg。在全麦中维生素B6,85%的含量在研磨粉加工中损失,若将维生素B6强化到白面包中,其生物效用要比全麦粉中者高一些,因全麦粉中者从大便排出较多。膨化谷物中维生素B6生物效用较低,烹调过程中也有损失,在热血加工及储存过程中,他的生物效用减低,可能只有40~50%的生物活性。这是由于在这些过程中PLP与酶蛋白的赖氨酸所形成的希夫碱被还原而形成ξ-吡哆酰赖氨酸(ξ-pyridoxyllysine),使其生物效用减低。一些常见食品中维生素B6含量列于麦5-17中。

色氨酸的分解代谢

图5-29 色氨酸的分解代谢

5.9.5 需要量

(1)缺乏症象 维生素B6为氨基酸、糖及脂类代谢上的辅酶,促进合成一些神经递质如儿茶酚胺、5-羧色胺。大鼠维生素B6缺乏可以导致生长不良、肌肉萎缩、脂肪肝、惊厥、贫血、生殖系统功能破坏、水肿及肾上腺增大。也影响维生素B6的孕妇,影响子代脑细胞的发展。

婴儿给以维生素B6缺乏膳数月后,生长停止,尿中无PA,PN也很低,。有惊厥贫血现象,色氨酸转变为尼克酸能力丧失。给以维生素B6后,转变为尼克酸能力恢复较慢,其他现象快消失。

有50病例用4-脱氧吡哆醇(维生素B6拮抗剂),造成维生素B6缺乏,首先在眼、鼻、口部,逐渐发展到脸前额,眉毛及耳后出现皮脂溢出,有时会阴及阴囊部也有此现象。在胸部及其他潮湿部位有擦烂,类似癞皮症的皮炎也间或出现在颈、前臂、肘及臀部。唇干、舌炎、口炎的症状与尼克酸缺乏症状相类似。其中有3人周围神经失调,首先是感官,然后运动功能失调。有些人精神状态不正常、淡漠、啫睡、敏感。摄食维生素B6缺乏膳者,其性格易激动,有抑制感,舌乳头肥大。口炎,鼻腔皮脂溢出。

在一些动物试验中,出现于皮肤的缺乏象与缺乏必需脂肪酸者相似,但二者之关系尚不明了。高脂膳可以推迟维生素B6缺乏症象的出现,高蛋白饲料更易诱导出典型的皮肤症象及死亡。

表5-17 一些食物中维生素B6含量μg·100g可食部-1

食物 维生素B6 食物 维生素B6 食物 维生素B6
肉类: 肉肝(生) 840)840 谷类: 面包 40 蔬菜: 菜花 210210
牛腿肉(生) 330330 全麦面包 180 洋白菜 160160
牛肾(生) 430430 米(强化) 170 生菜 5555
牛心 250 面粉(强化) 170 豌豆 160
猪腰 350 黄豆粉(脱 脂) 60 土豆 250
猪肝 650 水果: 苹果 724 土豆 218
火腿 320 香蕉 30 南瓜 82
小牛肉 340 510 萝卜缨(冻) 100
羊腿肉(生) 275 樱桃 54 80
鱼: 大比目鱼(生) 430 44 560
金枪鱼(罐头) 425 葡萄 34 玉米(罐头) 200
鲑鱼(罐头) 300 80 菠菜(冻) 150
禽: 鸡肉(生) 325 60 西红柿 100
白肉部 683 19 干果: 153
鸡蛋: 全蛋 110 波萝 7414 桃干 100
蛋白 2 杨梅 55 葡萄干 240
蛋黄 300 甜瓜 86
牛乳: 脱脂牛乳 40 坚果: 杏仁 100
牛乳 42 花生 400
乳粉 300 核桃仁 730
脱脂乳粉 360 饮料: 啤洒 60
人乳 20 40

(2)营养评价指标

①测定红细胞内需要PLP的酶,如谷草酰乙酸转氨酶(EGOT)或谷丙酮酸转氨酶(EGPT),后者的活力仅为前者的1/10。用外加PLP及不加PLP之比值作为指数来评价维生素B6营养情况:

EGOT指数=EGOT+PLP/EGOT-PLP

②测定维生素B6各类型间的转换所需的酶。如肝脑中PL激酶,磷解酶及PN氧化酶,其中仅PL激酶在维生素B6缺乏时有所降低。

③测定血浆中PLP水平,他与肌肉中PLP之量平行,可代表维生素B6储存情况。虽然由于分析技术的发展可以测定血中维生素B6但尚在动物试验阶段。

④色氨酸负试验 摄入2~5g1-色氨酸正常人尿中黄尿酸不增加,维生素B6缺乏者尿黄尿酸排出量增加。摄入5g色氨酸后,6h尿中黄尿酸如大于25mg为维生素B6不足的表现。

⑤尿中PA测定 尿中PA因年龄与性别而异、成人(男性)排出PA之量相当于摄入量的40~50%。青年女性约占摄入量的25~35%。青春期前的女孩排出量占摄入量的2.5~6%。

维生素B6的营养评价指标列于表5-18。

(3)需要量 美国提出供应量标准成人为2mg,孕妇与乳母为2.5mg,婴儿0.3~0.4mg,人工哺乳者0.4mg,男女孩7~9岁时为1.25mg,但使各组织达到饱和的剂量不同。大鼠下列组织达到饱和时的剂量,以每公斤饲料中含量计:肌肉2.4mg,肝4.8mg,乳腺和牛乳9.6mg。

表5-18 成人维生素B6营养状况评价

边缘状态 可接受状况
色氨酸负荷试验
尿中黄尿酸mg·d-1 >50 <25
尿中犬尿氨酸mg·d-1 >50 <10
尿中3-OH犬尿氨酸mg·d-1 >50 <25
吡啶-2-3-二羧酸μm·d-1 >50 <25
尿中排出量 <0.5 >或=0.8
4-PAa mg·d-1
血中测定
EGPT指数 〈1.25 >或=1.25
EPGT指数 〈1.5 >或=1.5
血浆维生素B6mg·d-1 〈25 >或=50

影响维生素B6需要量的因素有下列几种:

①膳食组成的影响:蛋白质摄取量高,维生素B6需要量也增多,如摄取100g蛋白质,每日应摄取1.75~2mg,低蛋白时为 1.25~1.50mg。

②激素的影响:口服雌激素类避孕药可以导致15~20%服药者的色氨酸代谢不正常,说明维生素B6=可以使75%色氨酸代谢不正常者恢复正常,给以30mg者,可以全部纠正。但给以正常供应量2mg维生素B6,血浆PLP,红细胞转氨酶正常。所以认为雌激素抑制色氨酸代谢中的犬尿氨酸酶。高甲状腺素者维生素B6辅酶活力减低,维生素B6需要量也增多。

③药物的影响:使用异烟肼治疗肺结核时,发生周围神经炎,补充维生素B6可以预防。环丝氨酸(抗结核药)所引起的神经上的不正常,尿中维生素B6排出量增多,大剂量维生素B6可以预防。

④怀孕:在妊娠后期,妇女的PLP浓度比未怀孕者要低,色氨酸代谢物从尿中排出增多,血浆PLP在怀孕一周后增加,在分娩时降低水平,哺乳期仍然很低,可用每日2~5mg剂量纠正之。

⑤年龄:年龄可能导致维生素B6代谢上的变化,使组织中维生素B6水平偏低。小白鼠试验证明老年的动物PLP的磷酸活力增加,使肝中PLP减少。

⑥酒精的影响:嗜酒者血液中维生素B6水平低。大鼠试验证明不拘维生素B6摄取量多少,酒精使血浆及肝中PLP水平降低。

(4)临床应用  癫痫(Seicure)可能由于在中枢神经系统中,PLP对于谷氨酸脱氨酶的脱辅基酶蛋白不能结合,使γ-氨基丁酸(GABA)减少,GABA为中枢神经系统递质的抑制剂。早期给以大剂量维生素B6(10~25mmg),可以治疗。婴儿由于母亲维生素B6摄取量不足,奶中维生素B6缺少,或者人工哺乳者在加工及储存过程中,食品中维生素B6破坏等情况都可引起婴儿癫痫发作,可用2mg维生素B6治疗之。镰状红细胞也可以用大剂量维生素B6防治。缺铁性贫血症患者,给以2.5mg或更多的维生素B6,有利于血红素至少及红细胞的形式,但不能使之完全恢复正常。用左旋多巴胺治疗帕金森病若同时服用维生素B6,可减轻其副作用。亦有用于治疗怀孕期的呕吐、恶心,在有些情况如黄嘌呤尿、胱硫醚尿、高胱氨酸尿、高草酸尿、脉络丛及视网膜的环形萎缩(gyrate atrophy),有时给以维生素B6有效。

一般说来维生素B6毒性很小,每斤体重1gPN对狗、大鼠及兔子都无不良影响。PM毒性虽大,一般为PN2倍,但仍属于毒性很小的物质。但根据最近的报道,狗服用大剂量PN后,感觉神经传导的速率减慢,背侧神经佷的个别纤维的髓磷脂损失,病人服用大剂量(每日服用2~6g,持续时间为4~40月)有共济失调,远侧肢体的位置与震动感觉功能损失,腱反射消失等感觉神经病。关于大剂量维生素B6的毒性问题值得进一步观察。

5.10 叶酸

5.10.1 结构与性质

叶酸亦称蝶酰谷氨酸,他的结构式如图5-30。为黄色结晶,不溶于冷水,但其钠盐很容易溶解。在PH4以下被分解为其组成物:蝶啶(pteridine)、对氨基苯甲酸及谷氨酸。在PH5以上比较稳定。他不存在于自然界中也无生物活性;但为具有生物活性的叶酸盐(floate)的前体。从病毒到人都需要叶酸盐,它是-碳化合物转移的中间体。将叶酸盐必须有下列三点:①将吡嗪环还原为二氢及四氢叶酸两种形式。二氢叶酸(dihydro  folate,fh2)在哺乳类动物中组织中的二氢叶酸还原酶作用,在NADPH参与下,还原为四氢叶酸(teetahydrofolate,THFP);②将谷氨酸的数目增多,可增到7个;③在N5或N10处联结1-C基团。有些叶酸盐类似物如氨基蝶呤、氨甲蝶呤等能与二氢叶还原酶发生不可逆的结合,阻止了四氢叶酸的生成,从而抑制了1-C基团的转移。

叶酸和四氢叶酸的结构式

图5-30 叶酸和四氢叶酸的结构式

5.10.2 代谢

食物中叶酸盐为谷氨酸结合型者,在消化道内被上皮细胞溶酶体结合分解成单谷氨酸,再还原至THFA,才被小肠吸收。在血及组织液中主要为N5-甲基THFA。在细胞内者以多谷氨酸形式贮存。体内储存约5~10mg,其中一半储存于肝内,但通过细胞壁运输时,被血浆或组织中结合酶所分解。血清中有两种叶酸盐结合蛋白,一种结合量大但亲和性较小;另一种结合最小但亲和性大。前者为白蛋白,后者为β-球蛋白。血清中结合蛋白对氧化型叶酸盐(FH2)的亲和力较还原型者(THFA)要大,可能由于把氧化型的运输至肝内加以还原。血清中叶酸盐含量男女成人儿童之间无区别,但孕妇中结合能力增加,血清叶酸盐含量较高。新生儿的血清结合能力高,血清及红细胞中叶酸盐水平都是最高的。

体内的叶酸盐与细胞中蛋白结合,或在细胞膜上,或在细胞内。

(1)细胞膜上结合蛋白 小肠上皮细胞膜,脉络膜,肝、肾细胞膜上都有这种蛋白。肾中结合蛋白可能与肾小管叶酸再吸收有关。腹腔注射[3H]叶酸盐后0.5h,放射性在核及微粒体膜上,但稍长时间后,大多数叶酸盐与细胞浆及线粒体的蛋白相结合,叶酸盐为还原型及含多谷氨酸,这个现象说明叶酸首先与质膜上的蛋白相结合,而进入到细胞内。

在脑脉络丛的质膜中,也有可以与叶酸结合的蛋白。他与N5-甲基THFA)与蛋白相结合。在肝中也有结合蛋白,主要在肝的线粒体及胞浆部分。胞浆部分的蛋白用交链葡萄聚糖胶G-150柱层析法分成三部分,即FBP-CⅠ、FBP-DⅡ及FBP-CⅢ。线粒体部为MFBP。结合的叶酸为多谷氨酸者的,未结合者为单谷氨酸者。FBP-CⅡ部分在肝中最多,其次为肾。叶酸盐供应不足时,其蛋白量不减,未结合之叶酸盐减少较多,结合者减少较少。MFBP,进一步用DEAE-纤维素层析法可分成二部分:一部分与2甲基甘氨酸脱氢酶相结合;另一部分与四基甘氨酸脱氢酶相结合。但是否参与这些酶的反应,尚待进一步探讨。

叶酸盐在尿中及胆汁中排出。排出物在尿中主要为乙酰氨基苯甲酰谷氨酸(Acetamidcbenzoyglutamicacid),但也观察到注射标记的叶酸盐后,大部分放射活力从胆汁中由不具有生物活性的物质排出,其性质尚不明了。

5.10.3 生理功用

THFA可携1C基团,他是1C基团转移的中间物。

(1)丝氨酸与甘氨酸的转变 丝氨酸通过转羟甲基酶作用,将β碳原子转移至THFA上,并脱去一分子水,形成亚甲基THFA及甘氨酸,这个反应为可逆的,也可由甘氨酸合成丝氨酸。

(2)组氨酸中间代谢上的作用 组氨酸中间代谢产物N-亚氨甲基谷氨酸与THFA作用,生成N5-亚氨甲THFA及谷氨酸。

(3)高半胱氨酸与N5-甲基THFA作用合成蛋氨酸及THFA,在此反应中需要维生素B12参加,先将N5-甲基THFA高半胱氨酸转移酶上,然后再转移到高半胱氨酸上合成蛋氨酸,同时将N5甲基THFA变成了THFA。

(14)嘌呤的合成 从5-磷酸核糖焦磷酸起始,经过一系列酶促反应生成嘌呤核苷酸,其中有些步骤需要THFA衍生物将1-C基团转移,即嘌呤的2,8位C来源于THFA衍生物所携带的1-C基团。

(5)胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核酸由尿嘧啶核苷酸,通过胸腺嘧啶核苷酸合成酶(thymidytesynthetase)作用,以维生素510亚甲基THFA为甲基供体转变而来。这个反应中所生成的FH2,为FH2还原酶催化,由NADPH供给氢,还原为THFA。

叶酸盐的缺乏导致巨红细胞性贫血,这种形态上的改变,可能由于叶酸盐缺乏影响核酸代谢,尤其是对胸腺嘧啶合成的影响所致。胸腺核苷酸为DNA合成的关键。细胞中有胸腺嘧啶激酶,可使细胞摄入已形成的胸腺嘧啶。这一途径对重新利用细胞破坏后分解出来的胸腺嘧啶提供可能性,但为胸腺嘧啶核苷酸的合成所抑制。若将脱氧尿嘧啶加入到正常骨髓细胞培养基中,由于可以合成胸腺嘧啶,因而抑制了已有的胸腺嘧啶纳到DNA。巨红细胞性贫血病人不能由尿嘧啶合成胸腺嘧啶,因此,不能抑制已有的有胸腺嘧啶的纳入。这个试验说明了正常人的骨髓细胞功能与患者不同,以及叶酸盐缺乏所导致的巨红细胞贫血的可能发病机理。

5.10.4 来源

叶酸盐在自然界广泛存在,动物物中都有。肝、肾、绿叶蔬菜、土豆、麦麸等含量丰富,但在自然界中为多谷氨结合型者。在烹调中及暴露于空气及光中易被破坏。在长时间烹调或作罐头的过程中,可破坏50~95%。牛乳可用巴氏消毒法毒后,含量约为168.9nmol/L,但煮沸1min,损失2/3。加入维生素C钠盐可以预防破坏,亦有利于叶酸的还原。

5.10.5 需要量

叶酸赵最低需要量为50μg,婴儿50μg,1~3岁100μg、4~6岁200μg,7~10岁300μg、孕妇800μg。FAO/WHO提出供应量为:成人200μg(完全吸收情况下)、婴儿50μg、儿童100μg、孕妇400μg、乳母6~8倍。出生时红细胞中叶酸衍生物浓度最高,早产婴儿没有正常新生儿高。在怀孕最后几周内及哺乳期从母体运输至胎儿的量增多,乳中也有叶酸盐结合蛋白,有利于叶酸盐从母亲血液中输入至乳中,在乳中叶酸盐与蛋白结合,使其不易为肠道细菌所利用,便于婴儿吸收。所以妊娠末期,乳母需要量增加,生长期儿童及青春期叶酸需要量都增加。

由于叶酸供应不足,妊娠末期产娠早期易有巨红细胞型贫血。某些药物及叶酸类似物如抗癌药4-氨基-N10-甲基-叶酸(methotrexate,MTX)及抗疟药2,4-二氨基-5-(氯苯基)-6-乙基嘧啶(pyrimethamine),都对叶酸盐有拮抗作用。美国禁止使用大剂量叶酸,不得超过400μg。由于他虽可以治疗维生素B12的神经疾患,为了避免大量叶酸可以掩盖维生素B12之不足,所以不主张用大量的叶酸。

5.11 维生素B12

5.11.1 结构与性质

维生素B12(VB12)为钴胺素(Cobalamin)类化合物,他的分子中有4个还原性吡咯环联结在一起,这种构叫做咕啉,他与核苷酸(二甲基苯异咪唑)及核糖相联,另一方面与D-1-氨基-2-丙醇相连,钴与核苷酸之N相偶联(图5-31)。化学上称氰钴胺素为维生素B12,除CN后称钴胺至少。CN可为其他基团代替,成为不同类型的钴胺素。一般称对哺乳类有生理作用的为钴胺素,称对哺乳类及微生物都有作用的为维生素B12。本文中维生素B12泛称此类物。

氰钴胺至少自然界很少,为人工合成产品,可从其他类型转换而来。他是红色结晶,其活力为重金属及氧化还原剂所破坏,但在短期高压消毒(12℃)不被破坏,能溶解在1:80水中,溶液为中性,在PH4.5~5时最稳定。

辅酶B12(即5‘-脱氧腺钳钴胺素)(图5-32)及甲基B12(甲基钴胺素)为哺乳类(人类)组织中最主要的辅酶形式。前者在线粒体内,后者在胞浆内,为合成蛋氨酸所必需者。它们对光不稳定,光解后形成水钴胺素。在氰存在下变成氰钴胺素,维生素B12、B12a、B12b、B12c都可治疗维生素B12的缺乏。

氰钴胺素分子式(CN可以其他基团代替)

图5-31 氰钴胺素分子式(CN可以其他基团代替)

辅酶B12分子式

图5-32 辅酶B12分子式

5.11.2 代谢

食物中维生素B12与蛋白质结合,在胃酸与胃蛋白酶作用下释放出来,又与胃中R蛋白结合,在PH2与8情况下,维生素B12与R蛋白亲和力要比与内因子(Intrinsicfactor,IF)的亲和力分别大50与3倍。因此,维生素B12不能从与R蛋白结合转至IF结合。在小肠中维生素B12-R复合物分解,在10min内维生素B12转移与IF结合。在小肠中维生素B12与IF结合。R蛋白不但在胃中有,唾液、胆汁及其他人体液中也有。IF与胃粘膜壁细胞内质网系统相联系,维生素B12-IF对蛋白酶很稳定。有及猪的每gIF可结合30μg维生素b12进入肠细胞内,在细胞表面游离的IF又可与维生素B12结合。但有人认为IF也进入细胞内。

维生素B12从肠细胞排出到门静脉与血浆中结合蛋白结合。人血浆中有三种维生素B12运输蛋ⅠⅡⅢ(即transcobalaminⅠ、Ⅱ、Ⅲ;TCⅠ、TCⅡ、TCⅢ)。TCⅠ即血浆R蛋白,血浆中80~100%的维生素B12与之结合。TCⅡ在肝中合成,1molTCⅡ与1mol维生素B12或其类似物相结合,血浆中只有10~20%的维生素B12与之结合,它的主要作用是将维生素B12从肠运输至其他组织,如肝、肾、能髓、红细胞、胎盘等。在这些靶组织上有他的受点,将TCⅡ-维生素B12包入,在溶酶体内将其分解,但有人认为分解的场所为溶酶体膜或胞浆内。

TCⅠ及TCⅢ的功用可能一方面保护维生素B12不为细菌所用,另一方面可能将维生素B12类似物如类咕啉及钴胺酰胺从水消化道及体内清除出去。在体内清除是将TCⅠ(或TCⅢ)-维生素B12类似物的复合体进入到肝细胞的溶酶体内将其分解,然后维生素B12类似物由肝排出至胆汁中,其再吸收可能性不大,因IF与维生素B12类似物结合能力比较弱。

维生素B12消化吸收与运输,需要多种因至少参加,因此较易发生维生素B12缺乏。①从食物中摄取量不够,尤其长期素食者维生素B12很容易缺乏;②胃酸过少,不能分解食物中蛋白-维生素B12复合体;③胃切除太多,没有足够胃粘膜产生足够的IF;④胰蛋白酶量不足以分解R蛋白-维生素B12复合体,以致IF与维生素B12结合减少;⑤回肠疾病,IF-维生素B12复合体的受体减少,影响吸收;及⑥TCⅡ运输蛋白缺乏,影响体内运输。

5.11.3 生理功能

1)在人及哺乳动物中有二种生化反应需要维生素B12作为辅酶。

(1)甲基丙二酸与琥珀酸的异构作用

这一反应为可逆的,由甲基丙二酸CoA变位酶催化,其辅酶为辅酶B12,使分子内部重新排列。甲基丙二酸-CoA,可从丙酸、异亮氨酸、缬氨酸而来。甲基丙二酸变为琥珀酸CoA后,可进入到代谢途径。维生素B12缺乏者,尿中甲基丙二酸排出量增多。

(2)高半胱氨酸甲基化变成甲硫氨酸(蛋氨酸) 高半胱氨酸在N5-CH3THFA及高半胱氨酸甲基转移酶作用下,接受甲基变成蛋氨酸。在这个酶系统中,甲基B12为辅助因子,还需要δ腺甘蛋氨酸及NADH。甲基从5N-甲基THFA转移至维生素B12,再转移至高半胱氨酸上而奕为甲硫氨酸。

2)维生素B12缺乏症与生化功能的关系 维生素B12缺乏并不是为巨红细胞型贫血及神经系统的疾患。神经系统的症状,起初为隐性的,先由周围神经开始,手指有刺痛感,后发展至脊柱后侧及大脑,记忆力右减退,易激动,嗅味觉不正常,运动也不正常等等。其主要原因为神经脱髓鞘。这个作用与已知的生化功能尚无明确的联系。

维生素B12缺乏的另一症象为巨红细胞型分血。缺乏维生素B12的贫血与缺乏叶酸者是一样的。现在用“甲基THFA陷阱”假说来解释,在高半胱氨酸转变为蛋氨酸的反应中,N5-甲基THFA,将甲基转移出去,变成THFA,这个反应需要维生素B12参加,如果维生素B12缺乏,这个反应不能进行,N5-CH3THFA不能转变为THFA,而且N5-CH3THFA为体内THFA的主要储存形式,所以导致叶酸(THFA)功能性的缺乏,不能形成其他THFA衍生物以携带1-C基团,而影响体的一些代谢,如嘌呤及胸腺嘧啶核苷酸的合成及组氨酸的代谢等。

维生素B12缺乏时的生化上变化也证实了“甲基THFA陷阱”假说,①恶性贫血而消化道无疾患,叶酸摄取量正常的病人,血浆N5-CH3THFA水平高,可用维生素B12来纠正;②维生素B12缺乏病人血清中N5-CH3THFA清除率慢,而其他叶酸衍生物清除速率快,以上两点都说明缺乏维生素B12,N5-CH3THFA转变为THFA的反应不能顺利进行;③维生素B12缺乏病人,给予大剂量组氨酸后,尿中亚胺甲基谷氨酸排出量比正常者要多,这是由于亚胺基THFA的合成受阻而影响组氨酸代谢,所以其中间代谢产物从尿中排出;④尿中5-氨基咪唑-4-甲酰胺,维生素B12缺乏病人增多,他是合成次黄嘌呤核苷酸的中间产物,需要进一步甲酰化才能变成次黄嘌呤,维生素B12缺乏,THFA减少,不能进行甲酰化,所以上述变化与叶酸缺乏是一致的。

5.11.4 来源

植物性食品中维生素B12含量甚少,豆类根瘤菌可合成一些。肉及乳中较多,人结肠中的微生物可以合成维生素B12,但不能吸收,在粪便中排出。素食者可能从微生物污染的食物及水中获得一些。食物中维生素B12主要为辅酶B12或甲基B12,而且与蛋白质相结合,对热稳定,在碱性中不稳定,在维生素C存在于也不稳定。牛乳经巴氏消毒法损失7%,煮2~5min损失30%,119~129℃消毒13min损失77%,但快速消毒(143℃)仅损失10%。

5.11.5 需要量

维生素B12体内储存量为1~10ng,其中50~90%存于肝内。辅酶B12为主要储存形式,甲基B12为运输形式。体内储存的维生素B12,可维持不摄取维生素b12者的健康达3~6年之久。

最低需要量为维持正常机体的正常功能的必须的外源摄入量。维生素B12最低需要量为0.1μg·d-1

最低需要量(单位·d-1)=(体内可利用的储存量)/停止摄取后到发生缺乏的时间)(日),

美国供应量,成人、儿童、孕妇分别为3、2、4μg(估计食物中维生素B12有50%被吸收),FAO提出供应量成人为2μg,1~3岁0.9μg,4~9岁1.5μg,10岁以上2μg,孕妇3~4μg,乳母2.5μg,婴儿(人工喂养)0.3μg。

5.12 维生素C

5.12.1 结构与性质

维生素C又名抗坏血酸(Ascorbic acid,VC),为水溶性的,不易溶于乙醇,不溶于脂溶剂中。维生素C在抗坏血酸作用下脱氢,转化为脱氢抗坏血酸(DHVC)(图5-33)。

维生素C的构造式及其氧化还原

图5-33 维生素C的构造式及其氧化还原

许多动物能合成维生素C。人、猴及豚鼠不能合成,需要从外界摄取,它很容易氧化,加热、暴露于空气中,碱性溶液及金属离子Cu2、Fe3,都能加速其氧化。维生素C氧化为DHVC,这一反应为可逆的,因此在体内形成氧化还原系统,然后再由DHVC氧化到二酮古洛糖酸(dikotogulonicacicd),草酸等。

5.12.2 代谢

维生素C在体内的保存率与剂量有关,剂量有关,剂量愈小,在体内保存率愈高,可以完全不从尿排出。摄取100mg,可以完全保留在体内。180mg时保留76%,1.5g,保留50%,大剂量时未被吸收者残留在肠内,影响渗透压,可引起腹泻。维生素C已饱和者注射1g维生素C,收集24h尿,测定其生物半衰期为337h,24h内排出剂量的83%,其中84%为维生素C,其他为维生素C硫酸酯及草酸。在正常情况下,维生素C体库为1500mg,其大小不随身体大小而变化,分布在体内水溶液部分,以肾上腺、胰、脾、唾液及睾丸的浓度最高。维生素C缺乏时,浓度下降,豚鼠每日给予25及250mg维生素C,肾上腺及脑下垂体浓度上升,其他组织浓度不变,有些报告也认为组织及眼球维生素C,肾上腺及脑下垂体浓度上升,其他组织浓度不变,有些报告也认为脑组织及眼球维生素C浓度剂量上升,在脑中以浓度为最高。

当大量的维生素C摄入后,体库饱和,从尿中的排出,在血浆维生素C浓度低时,肾小管可将其吸收,血浆浓度升高到1.4mg%,肾小管不再吸收,以防止血浆浓度再上升,从尿中排出。Ginter认为最大的体库,应为所有组织达到饱和状态,每日300~600mg,即可达到这种水平,体库存为5g。尿中主要排出物除维生素C、DHVC外,尚有维生素C通过血脑屏障碍有关,游离维生素C能不迅速通过。人类维生素C的排出途径主要为尿,大便中维生素C及通过呼吸道(以CO2形式)排出均甚少。豚鼠但从尿中排出,也可从肠道及呼吸道中排出,说明豚鼠可以将维生素C完全氧化分解。

5.12.3 生理功能

(1)氧化还原作用 在生物体内,维生素C/DHVC的氧化还原反应与巯基(——SH)/双硫键(——S——S)系统相联系。因此维生素C可使体内——SH水平提高。维生素C在体内可能有清除自由基的作用,有些化学物质对机体的损害,都涉及到自由基的作用,如氧、臭氧、二氧化氮、洒精、四氯化碳及抗癌药中的阿拉霉素对心脏的损伤。维生素C作为体内水溶性的抗氧化剂,可与脂溶性抗氧化剂有协同作用,可能在防止脂类过氧化作用上起一定的作用、人眼晶体在光的作用下,也可产生O2的自由基,可能为白内障产生的原因。这些自由基在正常情况下为体内抗氧化剂如维生素C、麦胱甘肽所清除、所以大量的维生素C可以阻止这种过氧化作用的破坏。

(2)维生素C对结缔组织的影响 维生素C对结缔组织中胶原蛋白及基质中酸性粘多糖的合成都有影响。

①维生素C与胶原蛋白合成的关系:成纤维细胞合成的肽链中,部分脯氨酸及赖氨酸须分别经脯氨酸羧化酶及赖氨酸羧化酶的作用转变为羧脯氨酸及羧赖氨酸,这类酶需要α-酮戊二酸、氧、Fe2等因素的参加,维生素C不参与反应,它能使酶Fe2复合体中的铁保持2价。维生素C缺乏对快速生长的胶原组织,如伤口命愈合等有明显的影响。

②维生素C与胶原蛋白合成的关系:维生素C对透明质酸有氧化还原解聚作用。维生素C作用为分解透明质酸与蛋白质结合的大分子,因而增加皮肤的渗透性。维生素C也是影响硫酸软骨至少的形成,兔子喂以胆固醇饲料后,注射维生素C者主动脉基质中硫酸肝素及硫酸软骨素-4,都比注射生理盐水者要高,维生素C硫酸酯可能与体内硫酸化有关。

(3)维生素C与某些药物代谢的关系

①维生素C对肝微粒体酶系统的影响;一些脂溶性药物在肝微粒体酶系统作用下,进行羧基化及去四基化,成为极性化合物后,易于从胆汁及尿中排出解毒。有机氯杀虫剂能透发微粒体酶活力。但此酶系统对维生素营养情况反应比较敏锐。维生素C缺乏的程度尚未达到体重下降时,微粒体中羟基化酶系统的活力已下降,其中以细胞色素还原酶的减少最多,约减85%,补充维生素C后,组织中维生素C量在较短时间内恢复正常,但酶活力恢复较慢。

②对组胺的作用:维生素C影响组胺的分解代谢,因此有去组胺的作用。当喂豚鼠以无维生素C饱粒时,组织中维生素C水平降低而组胺水平上升。缺乏维生素C10~12日,组胺水平达到高峰,并维持此量,但若给以一次维生素C5mg·100g体重-1的剂量,可使组胺下降到正常水平。在一些应激情况下[如给以某种药物,毒素,冷(6±1℃)、热(39±1℃)环境,怀孕及烧伤等],若不给以维生素C,血中组胺上升(约为110~160ng·ml-1),但给予维生素C5mg·100g体重-1,组胺水平不上升(70ng/ml)。组胺有一定血管扩张作用,因而可增加血管的渗透作用。

③防止联苯胺、萘胺及亚硝盐的致癌作用:合成4-氨基联苯胺及2-萘胺的工人易患膀胱癌。因而怀疑这些物质的代谢产物,如邻羧或羟胺基的化合物,在尿中可能为膀胱的致癌物质,食物中色氨酸某些代谢产物,移植于小鼠膀胱中,也容易生癌。这些代谢物质容易氧化生成致癌物质,但若同时有一定量维生素C存在时,可以阻止其氧化。例如将羧基β苯胺的饱和溶液保温2h,可迅速氧化,但与20mg%维生素C一起保温,可以防止其氧化。如每人每日摄取量300mg时,尿中维生素C含量为4~C5mg%,可防止这些代谢物氧化。

众所周知,亚硝胺对动物有致癌作用,加工腊肠添加亚硝酸盐以使其色红,食物中的硝酸盐经过微生物作用可产生亚硝酸盐。亚硝酸盐可以与仲或叔胺作用,在胃中形成亚硝胺,这类物质有致癌作用。在食物添加剂及杀剂中常含有这些胺类。维生素C可与胺竞争,与亚硝酸盐作用,因而阻止亚硝胺的产生。但它须与亚硝酸盐同时存在于胃中,其浓度唯分子量计,应为亚硝酸盐的2倍。

④与芳香族氨基酸代谢的关系:酪氨酸为非必需的氨基酸,可以由苯丙氨酸羟化转变而来。这个羧化过程中需要四氢喋啶参加,但逐渐氧化失去作用,维生素C及NADPH将其还原,恢复其作用。

酪氧酸在分解代谢中,先经氨基转换酶作用变成对羧基丙酮酸,再变为尿黑酸,在些过程中有羧基化步骤,需要β-羧基丙酮酸氧化酶及其他因素,如O2、α-酮戊二酸、Fe2。维生素C为维持Fe2还原为状态。酪氨酸量少,维生素C缺乏时也可以进行分解代谢,但酪氨酸大量时,则需要维生素C。

体内一些具体生理作用的儿茶酚胺,由酪氨酸转变而来,酪氨酸羧基化变为多巴,然后去羧基变成多巴胺,再羧化为去甲基肾上腺素,再甲基化变化肾上腺素。维生素C营养状况与这些羧基化作用有关。维生素C摄取正常量时,其酪氨酸羧化酶(肾上腺、肝、脑中者)的活力约为缺乏组织的2~4倍。但在体外试验维生素C不能促进其活力。维生素C促进酪氨酸及色氨酸的羧基化作用与促进苯丙氨酸羧基化的作用机理是一样的。都是把在羧基化过程中,被氧化的喋啶还原成四氢喋啶。多巴胺转变成去甲肾上腺素需要的多巴-β-羧化酶。氧、维生素C、延胡索酸为辅助因素。多巴-β羧化酶是一个含铜蛋白,铜必须为Cu2,而在羧基化过程中Cu2→Cu2,维生素C将基还原成Cu2+。

⑤维生素C对环磷腺苷(cAMP)的作用:维生素C可使cAMP值增高,由于它能抑制磷酸二酯酶的作用,维生素C与cAMP有相似的结构,两者可竞争磷酸二酯酶上的作用点。如果二者所占的位置已达饱和,则互相竞争。当维生素C血浆浓度达到10-4mol(相当于2mg%),能阻止化酶对cAMP的分解作用。cAMP与cAMP结构也相似,也有竞争作用,所以维生素C增加时,占用了一部分磷酸二酯的作用点,以致cAMP与cAMP也竞争,而有拮抗作用。

(4)维生素C对心血管系统的作用 心肌维生素C含量很少,但血管丰富,维生素C可由白细胞供给,心肌梗塞病人,在发作后12h内,白细胞中维生素C降到低水平。大剂量注射维生素C可降低急性克山病人的死亡率。将患过心肌梗塞病人(40人)分成三组,一组不补充维生素C,第二组补充1g维生素C,第三组补充2g维生素C,试验期计共计6个月。第二组血清维生素C上升,但血纤维蛋白溶解能力及血中脂类无改变。第三组血脂类无改变。第三组血清维生素C上升96%,血维生素溶解能力增加45%,血小板聚集指数下降27%,胆固醇下降12%,β-脂蛋白(LDL)下降,HDL上升。但停止供应后,又恢复到以前的水平。国内外一些作者都观察到长期维生素C供应不足,虽可豚鼠体重,但在主动脉及心脏动脉壁有明显粥样硬化病变。有些作者还观察到这些缺乏动物,血、肝及皮肤内胆固醇的含量都显著高于维生素C正常供应者,饲以高脂(胆固醇)饲料的豚鼠的组织中,胆固醇的含量也以维生素C缺乏都多,而给大剂量维生素C者(每日50mg)较低。因此,认为维生素C影响胆固醇的7位羧基化,使其转变为胆酸的能力减少,不能阻止胆固醇分解及排出,而使其在体内积累。但有些文献报告使用大剂量维生素C不能降低血胆固醇。

5.12.4 来源

新鲜植物中维生素C较多,由于植物中的有机酸及其他抗氧化剂可以保护它免于破坏。在烹调与储存过程中容易损失,新鲜土豆,维生素C含量较多,储存4个月,仅剩4个月,仅剩1/2量,绿叶蔬菜更易损失,菠菜储存2日后,损失2/3。中国的烹调方法,其保存率在50~70%。其酯类衍生物比较稳定。6位棕榈酸酯用于抗油脂氧化。维生素C磷酸酯虽为水溶性者,在中性及碱性溶液中稳定,不被Cu2、Fe2等离子所破坏,甚至在烘烤过程中也不被破坏,又无毒性,具有与维生素C相同的生物的活性,可作为强化食品用。

维生素C以药片方式补充的效果比从膳食中摄取者的效果要差一些,组织中维生素C浓度要小一些。由于组织对维生素C摄取量有限,多次服用的效果比一次口服同样剂量的效果要好。

5.12.5 需要量及大剂量的副作用

根据英国的试验维生素C最低需要量为每日10mg,可预防坏雨血病的发生,但对于供应量的意见分歧较大。有人认为体库为1500mg,每日转换率为3%,供应量应为45mg。我国曾对56名维生素C营养情况不良青年进行10周不同维生素C剂量的补充,测定血浆、白细胞及尿维生素C浓度。根据这三个指标,供应量为70mg,可以保证机体维生素C营养比较充裕,血浆维生素C约为0.8mg%,白细胞维生素C28mg以上,尿排出量不高,机体能充分利用,浪费较少。

由于上述的维生素C的一引起生理功能,临床上有时使用大剂量维生素C。人体服用后,副作用不大。有人认为草酸为维生素C代谢的产物,从尿中排出,可能与钙生成草酸钙而形成尿结石,但维生素C摄取量低于4g时,尿中草酸量并不增加、此或由于维生素C排出量增多时,使尿的酸性增加,则草酸钙溶解度易形成这二种结石,也易激发痛风。在体外试验时未加盐酸,尚不能说明胃中的情况。在各类型的维生素B12中,只有水钴胺素可被维生素C破坏,但它在生物体内含量不多,所以维生素C对维生素B12影响,在体内不很大。但在某些疾病时,水钴胺素为储存的主要形式,维生素C可能对维生素B12有不利的影响。动物吃高糖饲料时,大剂量维生素C使血。尿及肝中DHVC含量明显增加,可导致动物死亡。大量注射DHVC,使胰岛上的β-细胞退化,血糖增高。吃高谷类膳的人,给予大剂量维生素C后,也可使血中DHVC增加。膳食中以蛋白质代替一部分糖时(如15%酪蛋白膳),则无此现象,所以吃普通膳食时,无此副作用。

大剂量维生素C可能增加机体对维生素E的需要量。人服用5~10g维生素C时,不能吸收,由便排出,以致恶心呕吐。聚骤然停服大剂量,体内代谢仍停留在高水平,较快地将储存量用光。若母鼠在怀孕及哺乳期都给予大剂量维生素C,子鼠断乳后,喂无维生素C饲料,维生素C缺乏症状及死亡的出现时间比一般豚鼠要早一些。所以若停服维生素C或减低剂量时,应当逐渐地减少,使机体有适应过程。

5.13 泛酸与生物素

B族维生素中尚有泛酸及生物素,它们具有很重要的生理功能,但由于来源广泛,人体未发现有典型的缺乏病例。

5.13.1 泛酸

泛酸是丙氨酸藉肽键与α,γ-二羧-β-β-二甲基丁酸缩合而成,它是辅酶A(CoA)及酰基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)的组成部分。机体内的泛酸,几乎都用以组成辅酶A及ACP的辅基,其构造式如图5-34。

泛酸分子式

图5-34 泛酸分子式

辅酶A参与糖、脂类及蛋白质的代谢。在糖代谢中丙酮酸转变为乙酰辅酶A,由此可合成脂酸,或与草酰乙酸形成柠檬酸进入三羧酸循环。12种氨基酸(丙、甘、丝、苏、半胱、苯丙、亮、酪、赖、色、苏及异亮氨酸)的碳链分解代谢都形成乙酰辅酶A。

脂肪酸分解与合成都需要辅酶A参加,在脂肪酸合成时,ACP与其他脂肪酸合成所需要的酶形成一个或几个复合体。这个体系以ACP为中心,其长的磷酸泛酰巯基乙胺侧链,俨然是一摆臂,把一个酶3分子中脂酰基转运到下一个酶分子上。

5.13.2 生物素

自然界的生物素有α、β二种,二者生理功能相同,在常温下稳定,但在高温和氧化剂作用下,可使其失去活性,它的化学结构如图5-35。生物素侧链的羧基与酶的赖氨酸的ε-NH2相结合,作为羧基转移酶及脱羧酶的辅酶(图5-36)。

生物素

图5-35 生物素

生物素-酶与羧基生物素-酶参与羧基转移作用

图5-36 生物素-酶与羧基生物素-酶参与羧基转移作用

受羧基的基团必须接受羧基的基团必须与另一羧基相邻。

这些羧化酶在哺乳动物代谢上有其重要性。例如,在脂肪酸合成的步聚中,乙酰-CoA转变为丙二酰-CoA需要乙酰辅酰A羧化酶。某些氨基酸代谢后生成丙酸,通过丙酰-CoA羧化酶余下而产生琥珀酸,再进行分解代谢。丙酮酸羧化酶不但能形成草酰乙酸进入三羧酸循环,而且还可合成门冬氨酸及形成磷酸烯醇丙酮酸以进行糖原异生。

羧基转移酶及脱羧酶的作用如下:

羧基转移酶及脱羧酶的作用

生物素来源广泛,肠道细菌也能合成,因此人类并未发现缺乏症。已报告的实例,生物素缺乏是人为诱发或摄入大量生蛋清的结果。在蛋清中含有一种碱性蛋白质,称为抗生物素蛋白,它与生物结合成为一种非常稳定,但无活性,难吸收的化合物。蛋清经加热后,这种抗生素蛋白被破坏,不能与生物素结合。

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6 无机盐(常量元素)

6.1 前言

无机盐是存在于体内和食物中的矿物质营养素,由有机物和无机物综合组成。人体已发现有20余种必需的无机盐,约占人体重量的4~5%。其中含量较多的(>5g)为钙、磷、钾、钠、氯、镁、硫七种;每天膳食需要量都在100mg以上,称为常量元素。另外一些含量低微,随着近代分析技术的进步,利用原子吸收光谱、中子活化、等离子发身光谱等痕量的分析手段,发现了铁、碘、铜、锌、锰、钴、钼、硒、铬、镍、硅、氟、钒等元素也是人体必需的,每天膳食需要量为μg~mg称为微量元素。

无机盐在体内的分布极不均匀。例如钙和磷绝大部分在骨和牙等硬组织中,铁集中在红细胞,碘集中在甲状腺,钡集中在脂肪组织,钴集中在造血器官,锌集中在肌肉组织。

无机盐对组织和细胞的结构很重要,硬组织如骨骼和牙齿,大部分是由钙、磷和镁组成,而软组织含钾较多。体液中的无机盐离子调节细胞膜的通透性,控制水分,维持正常渗透压和酸碱平衡,帮助运输普通无素到全身,参与神经活动和肌肉收缩等。有些为无机或有机化合物以构成酶的辅基、激素、维生素、蛋白质和核酸的成分,或作为多种酶系统的激活剂,参与许多重要的重理功能。例如:保持心脏和大脑的活动,帮助抗体形成,对人体发挥有益的作用。

由于新陈代谢,每天都有一定数量的无机盐从各种途径排出体外,因而必腨通过膳食予以补充。无机盐的代谢可以通过分析血液、头发、尿液或组织中的浓度来判断。在人体内无机盐的作用相互关联。在合适的浓度范围有益于人和动植物的健康,缺乏或过多都能致病,而疾病又影响其代谢,往往增加其消耗量。在我国钙、铁和 碘的缺乏较常见。硒、氟等随地球化学环境的不同,既有缺乏病如克山病和大骨节病、龊齿等,又有过多症如氟骨症和硒中毒。

在这章里讨论常量元素,现分述如下:

6.2 钙和磷

钙和磷是硬组织骨和牙的重要矿物成分。骨的钙/磷比几乎是恒定的,二者之一体内的含量显着变动时,另一个亦随之改变,因此钙和磷常一起考虑。

6.2.1 钙

(1)体内的分布 钙是人体最丰富的阳离子。人体含钙量出生期为28g,成熟期约为1000~ 1200g(20.7~24.8g·无脂肪组织-1),组成体重的1.5~2.0%。大约99%体钙集中在骨骼和牙齿内,其余分布在体液和软组织中。1g左右在细胞外液。

①骨钙:骨组织储藏了体钙的99%以上,因此骨能被誉为钙库。骨中的无机盐占骨重量的60~65%,其组成和物化性状随人体生理情况而变动。骨钙由非晶体磷酸钙和晶体羧磷灰石两个不同的成分组成。新骨的非晶体矿物质比陈骨的多,这可能由于在骨基质小泡内形成的骨矿物质起初是非晶体形态。骨骼逐渐成熟时,这种物质通过溶解和重晶等过程,最后转变成固相羧磷灰石[Ca10(PO4)69OH2],呈六角形管状细结晶,平均〈500*250*100A。除了钙、磷等主要离子外,还含有大量的钠、镁、碳酸和柠檬酸离子。Na+和CO32-可取代羧磷灰石晶格中的Ca2+或PO3-4,也能被吸附于晶格表面以取代Ca2+或掺入其水化壳中。

骨形成时释放出8H+/晶格。在骨矿化作用和羧磷灰石合成过程中,每沉积1g钙大约释放20mmolH=。因此骨不仅代表混合钙库的钙积储,而且也对电解质和缓冲液起储库作用。非结晶相中钙磷比为1:5,合成的羧磷灰石中钙磷比较低。随着生物学年龄的增加,非结晶相的相对浓度降低。

骨钙和循环不断进行缓慢的交换,每天可达250~1000mg。牙釉质的钙较为惰性。孕妊最初的三个月胚胎中没有钙的沉积,胎重0.5g时,钙浓度迅速上升,以后则渐渐增加,在孕妊最后的三个月,母体血循环中的甲状旁腺素(PTH)水平和肠钙吸收增加时,胚胎从母体获得20g钙。足月新生儿体钙总量大约为体重的1%。

骨转换率随年龄而变动。0~1岁婴儿的骨转换率为100%·年-1。出生时骨骼重约为100g,周岁时则增加一倍,10岁前儿童骨生长时的钙积领储〈150mg·d-1,随着年龄的增加,骨转换率下降10%。网状骨或小染骨中转换率较高。当成年骺闭合,骨的长度稳定后,骨转换率为2~4%·年-1或700mg·d-1.

骨钙的增积(accretion)过程,即骨的回收(resorption)和生成,使钙离开或进入骨质。在成年后,增积继续维持。积储180克钙/年供骨的维持需要,约为骨总量的18%。骨在相对稳定

状态时,骨生成等于骨回吸,骨质量无净变化。青年成人中,男子比女子的骨质量大。40~50岁以后,骨回吸为主,骨质量开始下降。女比男早。每年下降总质量的0.7%。这与钙的摄取量和饮食习惯的变化无关。妇女在停经前开始骨丢失。有些人在停经后加速。

骨钙和循环钙的交换似乎由骨形成离子交换的骨钙不到1%。血液、细胞外液和骨细胞外区的钙占总体钙的1%。两部分合起来成混合钙库。因为大部分骨钙不能迅速扩散以抵御低钙血症,因破费必然动员骨回收吸过程以维持钙的内环境稳定(内稳)。

骨的生长和回吸能维持骨的动态平衡。四类骨细胞——间叶细胞、破骨细胞、成骨细胞和骨细胞都参与,并受激素的控制。如PTH作用于破骨细胞和骨细胞以促进骨回吸。它的分泌同细胞外液浓度呈反相关。降钙素(CT)的作用与PTH的相反,要抑制破骨细胞活动,减少骨的回收。活性维生素D[1α25-(OH)2d3对骨的作用有双重性,一方面促使旧骨回吸,而另一方面又使新骨钙化,此外胰岛素、生长激素、甲状腺素、雄激素、雌激素、肾上腺皮质固醇和无机盐也有调节钙代谢平衡的作用。最近发现催乳激素也能使孕妊和哺乳大鼠的骨钙释放增加。

②血钙L:血液中的钙不及人体总钙量的0.1%。正常人血浆或血清的总钙浓度比较恒定,平均为2.5mol·L-1(9~11mg·dl-1或4.5~5.8mEq·L-1;儿童稍高,常处于上限。随着年龄的增加,男子血清中钙,总蛋白和白蛋白平行地下降,而女子中的血清钙却增加,总蛋白则降低,但依旧比较稳定。从孕妊开始到三个月末,血浆总钙下降5~10%,7~8个月时最低,钙离子浓度无明显改变,所以总钙的降低可以解释为蛋白结合钙的下降。在孕妊九个月时血清白蛋白下降20~30%。

血浆和体液中的钙存在三种形式:蛋白结合钙、扩散性钙(与有机酸结合的)和离子钙。后两种常称为超滤部分的钙或非蛋白结合钙(图6-1)。由于血浆钙的区域化,总钙量不能反映钙水平,特别在酸中毒、碱中毒或血浆蛋白浓度异常的病人中。钙结合的血浆蛋白主要是白蛋白和球蛋白。前白蛋白部分与钙结合的亲和力最高,蛋白结合钙约81%结合在此部分,其余结合于球蛋白。脑脊液、细胞外液含蛋白质少,钙浓度约为1.25mmol·L-1(5mg·dl-1)是超滤的形式。一小部分扩散性钙是与重碳酸、柠檬酸、硫酸或磷酸构成的盐。血清钙中只有离子钙才起生理作用,正常值为1.14mmol·L-1(0.94~1.33mmol·L-1)。非扩散性钙可逐渐释放钙离子。

正常人血浆钙的状态

图6-1正常人血浆钙的状态

血浆PH的改变能影响血清钙离子的浓度,其关系可用下式表示。

[Ca2][HPO42-]HCO3-1/[H]=常数

因此,不仅[H]下降时可出现[Ca2]降低的现象,而且当血清[HPO42-]或[HCO-3]增高时也引起钙浓度降低。当[Ca2]降至35mg·L-1时出现手足搐搦。

正常人血中钙、磷浓度之间存在一定关系。以mg·L-1表示时,[Ca]*[P]=350~400。当>400时则二者以骨盐形式沉积在骨组织;若〈350时,则将妨碍骨组织的钙化,甚至使骨盐再溶解,影响成骨作用,引起佝偻病或骨软化症。钙磷浓度所以能保持恒定主要受激素PTH、CT和1α,25-(OH)2D3的生物合成,PTH释放减少,CT释放增加,1α,25-(OH)2D3形成亦少,因而肠吸收钙少,钙磷沉积于骨,血钙降至正常(参看图6-2)。

控制血钙水平的因素

图6-2控制血钙水平的因素

(2)生理功用

①钙是构成骨骼和牙齿的主要成分,起支持和保护作用。混合钙库的钙维持细胞在正常生理状态,它与镁、钾、钠等离子保持一定的比例,使组织表现适当的应激性(excitability).

②促进体内某些酶的活动,许多参与细胞代谢与大分子合成和转变的酶,如腺苷酸环化酸、鸟苷酸环化酶、磷酸二酯酶、酪氨酸羧化酶和色氨酸羧化酶等都受钙离子的调节。CAMP生成时,细胞外的Ca2+进入细胞内,协同cAMP提高磷酸蛋白的活性,经负反馈机制抑制环化酶活性,提高磷酸二酯酶活性,使cAMP减少。钙与淀粉酶牢固地结合以激活其作用。

③钙与细胞膜:Ca2+的最适水合半径能与细胞膜表面的各种阴离子亚部位结合,调节受体结合和离子通透性,起电荷载体作用。神经、肝、红细胞和心肌等的细胞膜上都有钙结合部位,当Ca2从这些部位释放时,膜的结构和功能发生变化。钙调节细胞内信号的触发(trigger),改变细胞膜对钾、钠等阳离子的通透性。

④钙参与神经肌肉的活动,神经递质的释放、神经肌肉的兴奋、神经冲动的传导、激素的分泌、血液的凝固、细胞粘附、肌肉收缩等活动都需要钙。钙能解除失眠,调整心跳节律,降低毛血管的通透性,防止渗出,控制炎症与水肿,维持酸碱平衡。钙主动运输到线粒体参与氧化磷酸化。当血钙〈70mg·L-1时,神经肌肉的兴奋性升高,出现搐搦。

(3)吸收、排泄和储留

①吸收:钙在小肠的吸收分主动转运和扩散转运两部分,是钙摄入量的指数函数,也是主动转运和扩散转运的函数之和,净钙吸收率和肠钙浓度的关系以下式表示:

Jms=Jmax[CaL2+]/K+[CaL2+]+A[CaL2+]

Jms:从肠腔到体液的总钙流(从粘膜到浆膜的钙流)

Jmax:最大主动转运钙流

[CaL2+]:肠腔钙浓度

KT:获得最大主动转运钙流时肠腔钙浓度的一半

A:扩散常数

主动转运过程(Jmax,双曲线函数)受肠腔内存在的膳食成分、体内钙和维生素D的营养状况、生理状况如生长、孕妇、哺乳、老年、性别等因素的影响,与钙结合蛋白和十二指肠的活动成正相关。扩散转运是肠腔CaL2+增加时,扩散转运较大。灌流实验表明:当[CaL2+]=2mmol时,空肠钙吸收率达高峰;>2mmol时,主动转运的钙流在到饱和。进低钙膳后,小部钙浓度为0.3~2.0mmol,饮牛乳250ml,钙浓度上升到3~8mmol。正常人主动转运能吸收低钙膳摄入钙量的95%,高膳食的80%。一般从膳食摄取钙400~1200mg·d-1。仅吸收20~30%。西方膳食钙吸收率较高,约为30~60%。

食物中的钙多数和膳食的其他成分形成络合物,胃酸增加它的溶解度,消化酶在适宜的PH时,使钙从络合物中释放出来,然后在偏酸性的十二指肠和近端空肠吸收。此处有钙结合蛋白,吸收钙最多。胆盐能增加钙的溶解度以促进吸收。

膳食成分影响钙的吸收和利用(表6-1)。

表6-1 膳食成分对钙吸收利用的影响

降低 增高 无影响
植酸盐 乳糖
纤维 某些氨基酸 蛋白质
草酸盐 维生素D 维生素C
脂肪9脂肪泻时0 柠檬酸
乙醇 果胶

植物成分中的植酸盐、纤维素、糖醛酸、藻酸钠和草酸可降低钙的吸收,果胶和维生素C的影响很小。谷类含植物较多,以谷类为主的膳食应供给较多的钙。含草酸多的食物如菠菜,其钙难于吸收且影响其它食物钙的吸收,故选择供给的食物时,不仅考虑钙含量还应注意草酸含量(表6-2)

表6-2 几种常见蔬菜中钙和草酸的含量(mg/100g鲜菜)

蔬菜名称 草酸 可利用钙的理论值
大蕹菜 224 691 -30
芋禾杆 40 298 092
厚皮菜 64 471 -142
苋菜 359 1,142 -143
圆叶菠菜 102 606 -165
折耳根 121 1,150 -384

近来,鼓励摄食纤维以降低结肠和高胆固醇血症的危险性,但纤维影响钙吸收。如果膳食中既有草酸又有纤维,则钙的吸收更低。维生素C能增加钙的吸收和排出,钙平衡不变,是否影响钙的利用率尚待研究。

膳食脂肪对健康人的钙吸收影响不大,但使脂肪吸收不良或患脂肪痢患者的钙吸收降低。钙能与脂肪酸形成皂钙,当脂肪酸碳链增长,不饱和度降低时,钙的利用率更低。中链脂肪酸能改善脂肪和钙的吸收。婴儿代乳粉、胃切除或胆汁性肝硬变患者的饮食中应用颇适宜。

膳食中补充磷2g·d-1,共15天,钙平衡得到改善。摄取钙800~20000mg·d-1时,改变磷的摄取量,对成人钙吸收不降低。低体重婴儿用钙磷比为0.56~2.4的配方膳喂养时,钙的吸收与磷的水平无关,只与钙的摄取量有关。以前认为钙与磷在肠道结合成正磷在肠道结合成正磷酸钙难溶于水,因而降低钙的吸收,所以强调膳食钙磷比例,现在看来并非如此,但仍应进一步研究。一般膳食中磷含量为钙量的2~4倍。

维生素D可促进小肠吸收钙(详见第五章)。乳糖在远端肠段吸收,增强钙的扩散转运,它被乳糖酶水解成葡萄糖和半乳糖改善钙吸收。婴儿摄食含乳糖的配方膳钙吸收率为60%,不含乳糖的钙吸收率只有36%。人们认为肠菌使乳糖发酵酸,降低肠腔PH,抑制细胞的有氧代谢,形成乳酸钙复合物而增加钙吸收率。其它糖如蔗糖、果糖也能增加钙吸收率。

蛋白质被消化成氨基酸,如赖、色、精、亮、组等氨基酸,与钙形成可溶性钙盐,促进钙吸收。碱剂、应激和卧床不动、食物在消化道中停留时间长,都使钙的吸收率低。

影响钙利用率的生理因素见表6-3。男子吸收钙优于女子。妇女接受雄激素时,钙吸收增加。随着年龄增加,钙吸收下降。60岁以上的老人钙吸收极差。进食钙300mg·d-1,连续4~8周,20岁青年比68岁老人空肠吸收钙多45%;若摄入2000mg·d-1,则多35%以上(图6-3)。207名妇女每天摄取650mg钙,停经前钙平衡-200mg·d-1,停经后-43mg·d-1。绝经妇女雌激素分泌少,钙主动转运吸收降低,骨回吸增加,钙丢失容易引起骨质疏松。以雌激素治疗半年,钙吸收改善20%,血清1α25-(OH)2D3水平改善40%。儿童骨的生长发育旺盛,钙吸收率可达摄入量的75%,其中14%积储在体内。

表6-3 影响钙利用率的生理因素

增加 降低
维生素D过多 维生素C缺乏
钙缺乏 停经
磷缺乏 老年
孕妊
接受

钙摄取量对老年人和青年人钙吸收率的影响

图6-3 钙摄取量对老年人和青年人钙吸收率的影响 NS:无明显差别

许多疾病例如吸收不良综合症、肝硬化、慢性肾功能衰竭和糖尿病等,外科手术如部分胃切除等均降低钙的吸收。

②排泄:吸收的钙的大部分经肠粘膜上皮细胞的脱落和消化液的分泌排入肠道。除来自膳食的钙以外,小肠消化液有600mg,肠内总钙量约为1200mg/天,其中600mg重吸收(reabsorption),900mg由粪排出,250mg由尿排出,20~350mg由汗排出,高温作业者汗多,钙在汗中的浓度增加,损失钙可高达1g·d-1。接受期妇女乳中排出的钙约为150~300mg·d-1

粪钙包括未吸收摄入钙和分泌到胃肠道内源钙。每天进出体内的钙大致相等,处于平衡状态。即钙摄入量=粪钙+尿钙。男子内源钙平均为194±73mg·d-1,其中不吸收者即内源粪钙,平均为130g·d-1。粪钙对钙平衡的调节作用甚小,也不受蛋白质摄入量的影响。

钙吸收后进入细胞外液,与细胞内液、肾小球滤液和骨盐可交换部分的钙不断地进行交换,40~50次·24h-1。正常膳食时,钙在尿中的排出量较为恒定,约为摄入量的20%左右。尿钙和摄入量呈指数关系,与肠吸收的钙正相关。因此,不管膳食摄入钙量变化多大,尿钙排出量的变化不大。它与蛋白质摄取量正相关,有昼夜节律,白天排出多,傍晚最少。

经肾小球滤出的钙,男子平均为10,000mg·24h-1,其中99%在肾小管重吸收,仅排出100mg。当血清钙浓度〈75mg·L-1的低钙状态时,钙完全肾小管重吸收。高钙血症时,尿钙增加,但很少〉500mg·d-1。Ca2+和Na+同在近曲小管主动转运,钠调节游离子的排出。大部分钙在近曲小管、享利襻升支,其余在远端肾单位重吸收。肾脏不能控制体钙的清除,骨代谢病时骨质迅速破坏,肾无清除能力,因此出现高钙血症。PTH、苯噻嗪类利尿剂、低血钠、肾上腺皮质激素、PTH或维生素D过多、制酸剂、高蛋白镁膳、卧床等能使尿钙排出增加.

③储留:学龄前儿童分别供给钙339、555、704和904mg·d-1,钙储留量分别为60、103、125和154mg·d-1,储留量和供给时呈正相关。但是也有摄入量相差很大而储留量差不多的。可能机体对钙的需要不同而影响其储留。磷摄入过多对于钙的储留影响不大。

综上所述,膳食钙供给充足时,机体将根据需要来增减钙的吸收排泄和储留。PTH、CT和α25-(OH)2D3是调节钙代谢的重要激素,它们协同其它激素与磷,保持钙的内环境稳定。

(4)需要量 估计钙的需要量有两种方法:①测定各种年龄幼小动物和死亡婴儿体内内含钙总量,借此以估计在不同年龄阶段钙在体内的平均每日储留量,并考虑到钙的内源损耗,即可估计出人体钙的需要量;根据需要量再考虑膳食中钙的平均吸收率(20~30%),即可估计钙的供给量;②平衡法,常用于成年人,也可用于婴幼儿青少年孕妇和乳母,但对他(她)们应当要求达到适当的正钙平衡。

许多膳食调查的资料指出,我国人民钙摄入量偏低。1.5~6岁儿童的钙摄入量为0.16~0.30g,多数只有供给标准的20~50%,农民多数摄入0.4g,少数在到标准。老人(69岁~80岁)钙摄入量较少(230~260mg/·d-1)。青少年(12~22岁):0.40~0.85g。

尽管钙的摄入量很低,但从未见钙缺乏病的报道。欧美国家成人钙摄入量(mg·d-1)为800~1000,印度和日本为300~400。秘鲁志愿受试者每天摄取钙100~200mg,仍能维持钙平衡。人对低钙摄入量有适应性,是依靠1α,25(OH)2D3调节肠对钙的吸收率而实现的。

钙的需要量与膳食蛋白质水平有关。当摄取钙500mg·d-1时,蛋白质摄123g者的负钙平衡比46g者更甚。若摄入95g则必需800mg钙才能得到正钙达100mg以上,占总排出量的30%,供给量应增加。寒区阳光不足,皮肤形成维生素D3少,钙吸收差,再加蔬菜水果不足,钙易缺乏,因此寒区居民钙的供给量应该提高。

足月婴儿含钙9.5g·kg-1无脂体重,脂肪占体重的11%,体重若为3.25kg,钙量是9.5*3.25*(1-0.11)=27.5g,其中50%是在孕妊的最后一个月中积储的,约300mg·d-1孕妇膳食中钙量在700~1200 mg·d-1,不会损害生殖过程。

幼婴早期吸乳650ml,得钙200mg·d-1,8个月时获350 mg·d-1,估计维持需要量为3mg mg·kg体重-1,利用率为30%,乳母需要1~2g钙才能保证供应哺乳和骨的代谢平衡。粮农组织(FAO)/世界卫生组织(WHO)专家组推荐孕妊期最后的三个月和授乳时钙的需要量为1200mgd ·­1.但是有许多妇女在钙摄入较低时也能适宜地哺乳。

早产婴儿大约需要90~120mg钙·kg体重-1·d-1,全奶粉100 g·kg体重-1就可提供此量,足月婴儿平均重4kg,从母乳得钙235mg·d-1,三个月的婴儿得钙300 mg·d-1,足以满足骨的需要。配方膳喂养婴儿到1岁,使骨生长发育所需钙〈600mg·d-1。1~10岁儿童在维生素D供应充足时,每天有800mg钙可以保证骨骼的正常生长。

青春期前儿童骨骼生长迅速,钙储留量最大,需要量可为成人的2~4倍。日本建议这时的需要量为1.0~1.5g·d-1

多数青年人和中年人摄取钙600~1000mg·d-1,可获正钙平衡,但骨质疏松病人呈负钙平衡。长期每天分别摄取500和1500mg钙的两组,比较他们骨质疏松的发病率,未见有差别。但出现病状者与同年龄正常组比较,其钙的摄入量较低。

含动物蛋白和磷丰富的膳食,钙磷比值低,促进排出和PTH释放,使骨质量进行性地下降。固定老弱和相对不活动,骨的脱矿化作用增强。特殊的饮食习惯也可引起尿钙的排出增加而呈负钙平衡。上述情况钙的摄入量足够的。老年人食入钙少,阳光照射不足,容易缺乏维生素D,使钙吸不良,因此  正常人摄入钙10需要量要稍加提高。补充钙防止老年骨丢失,可预防骨质疏松和绝经妇女的病理性骨折。

00~2500 mg·d-1,并不发生高钙血症,而溃疡病人消耗大量乳和含碳酸钙的制酸剂,钙摄入多将引起钙血症且很快损坏肾功能。类肉瘤或肾石病人摄入钙800~1500mg·d-1,并补充维生素D,可以出现高钙血症。最近发现牙周病患有骨回吸,可能是骨折疏松前的情况。

中国营养学会推荐的钙供给量标准(mg·d-1)如下:从初生至10儿童,600;10~13岁,800;13~16岁,1200;16~19岁,1000,成年男女,600;孕妇,1500;乳母,2000。英国成年男女供给量标准为500,孕妇,乳母各1200mg。WHO的标准,成年男妇为0.4~0.5g,孕妇乳母为1.0~1.2g。

(5)食物含量乳及乳制品含钙丰富,吸收率高。水产品中小虾米皮含钙特多,其次是海带。干果豆和豆制口及绿叶蔬菜含钙亦不少。谷物、肉类和禽类含钙不多。骨粉含钙20%以上,吸收率约为70%。蛋壳粉含大量钙。膳食中补充骨粉或蛋壳粉可以改善钙的营养状况。一些食品中钙的含量见表6-4

正常人血浆磷的状态

图6-4 正常人血浆磷的状态

6.2.2 磷

磷在生理上和生化上是人体最必需无机盐之一,但在营养上对它很少注意。因为细胞中普遍存在磷。动植物都有磷。

(1)体内的分布 成人体内含磷750±50g,11C~14g·kg-1无脂肪体重,约占体重的1%,矿物质总量的1/4。其中87.6%以羧磷灰石的的形式构成骨盐储存在骨骼和收牙齿中,10%与蛋白、脂肪、糖及其他有机物结合构成软组织。例如大脑含5g磷、肝含4g,其余分布于骨肌、皮肤、神经组织和其他组织及膜的成分中。软组织和细胞膜中的磷,多数是有机磷酸酯。骨中的磷为无机正磷酸盐,几乎都在矿物质相中。

生物体液中的磷酸盐形式,其浓度以磷表示。血浆中大部分磷是超滤的,能自由地通过肾小球膜,12%左右与蛋白质结合而不能通过膜(图6-4)。新生儿血浆含无机磷酸盐约为55mg·L-1。六个月的婴儿血磷在65 mg·L-1。15岁左右可达到人血磷水平。正常成年人的血浆中无机磷酸盐的浓度是25~44mg·L-1。男子可保持到30岁,以后随年龄的增长而逐渐降低;妇女在20~35岁就渐渐下降,40岁以后升高,可能与停经、雌激素减少及骨回吸程度有关。在同一个体中夏天高,也有一定的生理变化,波动可达10~20mg·L-1。主要因为磷酸盐在细胞内外液间的突然移动,并非净得失。已糖如葡萄糖,激素如胰、胰岛素胰高血糖或肾上腺素使糖代谢加强时,无机磷酸盐进入细胞形成各种磷酸酯而使血下降。急性呼吸性碱中毒膳食磷摄入低禁食或饥饿都导致血磷降低。酸中毒、组织分解代谢异常或在治疗新生物时细胞释放磷,出现血磷过高。血浆无机磷酸盐水平的变化有助于调节骨转换率。易变的磷库的储存量平均为1.2g,1天内的转换10次。各个器官的转换率不同,大脑最慢,红细胞最快。

表6-4 食品中钙和磷含量(mg·100g食物-1)及比值

品名 钙/磷比
人乳 34 15 2.3/1
牛乳 120 93 1.3/1
乳酪 590 393 1.5/1
鸡蛋 55 210 1/3.8
鸡蛋黄 134 532 1/4
虾皮 2000 1005 2/1
黄豆 367 571 1/1.6
豆腐(南) 240 64 3.8/1
豆腐(北) 277 57 4.9/1
豆腐丝 284 291 1/1
芝麻酱 870 530 1.6/1
豌豆 84 400 1/4.8
蚕豆 61 560 1/9.2
花生仁(炒) 67 378 1/5.6
西瓜子 237 751 1/3.2
核桃仁(炒) 93 386 1/4.2
海带 1177 216 5.4/1
发菜 767 45 17/1
大白菜 61 37 1.6/1
小白菜 93 50 1.8/1
标准粉 38 268 1/7.1
标准米 8 164 1/20.5
瘦猪肉 11 177 1/16.1
瘦牛肉 16 168 1/38.8
瘦羊肉 15 233 1/11.2
鸡(肉及皮) 11 190 1/17.3
鲤鱼 25 175 1/7
鲫鱼 54 203 1/3.8
带鱼 24 160 1/6.7
大黄鱼 33 135 1/4.1
青鱼 25 171 1/6.8

血浆磷酸盐的调节不象血钙的调节那样易解释。因为血磷不仅与骨和细胞的无机磷酸盐而且与大量细胞代谢的有机磷化合物处在平衡中。肾对磷的内环境稳定有重要作用。血中钙和磷的相对稳定取决于机体和外环境的钙、磷交换,即吸收和排泄之间的相对平衡。PTH、CT和1α,25-(OH)2D3起调节作用。

(2)生理功用磷存在于人体每个细胞中,其量居无机盐的第二位。对骨骼生长、牙齿发育、肾功能和神经传导都不可缺少。钙和磷形成难溶性盐而使骨与牙结构坚固。磷酸盐与胶原纤维共价联结,起动骨的成核过程(nicleation),在骨的回吸和矿化中起决定作用。骨形成时潴留2g钙需要1g磷,在形成有机磷时,每潴留17g氮需要1g磷。

磷是核酸、磷脂和某些酶的组成成分,促进生长维持和组织修复;有助于碳水化物脂肪和蛋白质的利用、调节糖原分解,参与能量代谢。2,3-二磷酸甘油酸能调节血红蛋白和氧的亲和力。有机磷酸盐如ADP、ATP、磷酸肌酸等具有储存和转移能量的作用,是细胞内化学能的主要来源。焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶Ⅰ和Ⅱ等能调节酶活力,促进B族维生素的功用。磷能刺激神经肌肉,使心脏和肌肉有规则地收缩。它帮助细胞分裂和增殖及核蛋白的合成,将遗传特征从上一代传至下一代。

磷脂是细胞膜的主要脂类组成成分,与膜的通透性有关。它促进脂肪和脂肪酸的分解,预防血中聚集太多的酸或碱,促进物质经细胞壁吸收,刺激激素的分泌,有益于神经和精神活动。

磷酸盐能调节维生素D的代谢,维持钙的内环境稳定。在体液的酸碱平衡中起缓冲作用。钙和磷的平衡有助于无机盐的利用。磷对细胞的生理功能极为重要。

(3)吸收和排泄

①吸收:从膳食摄入磷酸盐有70%在小肠内吸收,中段吸收最多。磷的吸收需要鸡肉和钙离子的同时存在及有足够的代谢能。肠中磷运输的机理与钙的不同,要有蛋白质及迅速转换的酶参与。磷吸收率为摄入量和食物来源的函数。摄入正常混合膳食时,吸收率约为60~70%。牛奶喂状的婴儿肠中磷净吸收为65~75%,有乳喂养者则>低磷膳时,吸收率最大可达到90%。谷类种子的磷为植酸形式的磷,人肠缺少乳糖酶,所以植酸利用率低。预先将谷粒浸泡在热水中或用酵母发面,可降低植酸磷的含量而增加无机磷酸盐的含量,从而提高磷的吸收率。若长期食用大量谷类食品,对植酸磷形成适应性,可不同程度地提高植酸磷的吸收率。

磷的吸收需要维生素D。维生素D缺乏时,血清中无机磷酸盐下降。佝偻病患者血钙往往正常而血磷含量较低。钙、镁、铁、铝等金属离子常与磷酸形成难溶性盐而影响磷的吸收。高脂肪食物或脂肪消化与吸收不良时,肠中磷的吸收增加。但这种不正常情况会减少钙的吸收,扰乱钙磷平衡。

调节肠吸收磷的机理尚未清楚,一般认为由肾操纵。变动摄入量和肾排磷量以控制磷平衡。

②排泄:从膳食摄入的磷,有部分未吸收的,和分泌到胃肠道的内源磷一起随粪排出。每天摄入1.0~1.5g磷的男子,内源粪磷为3mg·kg·d-1

磷主要经肾排泄。肾小球滤出的磷在肾小管重吸收。尿磷等于肾小球滤过的磷减去肾小管重吸收的磷。可以滤过的磷>90%,其65~85%由肾小管重吸收。近曲小管的吸收能力最大。肾功能正常时,尿磷约为膳食摄入磷量的2/3。有昼夜变异受肾上腺控制,早晨尿磷/肌酐比值高,睡眠后低。这种昼夜节律与体力活动有关。

肾小管对磷的重吸收是限速过程,与年龄有关。成年有肾小管重吸收磷的能力最大为4~8mg/min。短期注射糖皮质激素,尿磷剧增,清除率和排出部分都增加,但滤过负荷不变。禁食、雌激素、PTH、甲状腺素、高血钙等均能降低肾小管重吸收磷,尿磷排出增加。含铝制酸剂能降低肠对磷酸盐的吸收,使粪磷增加而尿磷减少。血磷水平、酸碱平衡和糖原异生作用对细胞调节磷酸盐的排泄都有影响。维生素D增加肾小管的重吸收磷,减少尿磷的排泄。

4)需要量 正常膳食可供给1g磷/天。我国膳食以谷类为主,磷偏高。美国规定磷的需要量如下:1岁以上男女的钙/磷比为1:1,1岁以下钙/磷比为1.5:1。日本1979年规定1岁以上男女钙/磷比为1:1,不满1岁者1:0.9,比美国的标准高。维持平衡时的需要量(mg·d-1)随年龄而下降,Sherman提出520~1200,男子为870,女子为800。它取决于蛋白质的需要量。磷的生理需要量为12.3mg·kg-1·d-1。儿童、孕妇和乳母磷的供给量应与钙相同。钙/磷比在2:1~1:2算适宜范围。

磷的储留与钙和磷的摄取量有关。当钙摄取量超过940mg·d-1时,增加膳食磷摄取量可使磷的储留量增加。钙摄取量低时则磷储留量亦低。

(5)缺乏或过多膳食磷较为充裕,很少见磷缺乏病。但若长期应用不吸收的制酸剂,则能损害磷的吸收。长期输注含磷低的肠外营养液或长期禁食均能相起磷的缺乏。磷缺乏时精神混乱、颅神经麻痹、运输失调、肌无力、甲状旁腺功能减退、厌食、关节僵硬、血像异常、尿钙增高。嗜酒者约有15%发生低磷血症。补充含磷多的食物可以纠正,也可用药物治疗。

近年来聚磷酸盐、偏磷酸等广泛用为食品添加剂,可引起磷摄入过多。肾小球滤过率〈20ml/min的肾功能不全病人可出现高磷血症,甲状旁腺功能低下和假甲状旁腺功能低下等内分泌疾病也可出现高磷血症。用磷酸盐治疗低磷血症时,若使用过量,也能引起高磷血症。其表现是:神经兴奋、手足搐搦和惊厥。治疗办法是在膳食中加入氢氧化铝或碳酸钙,减少肠磷的吸收,使血磷浓度正常。

6)食物含量 人乳含磷为150~175mg·L-1,约3.3mg·100kJ·g-1蛋白质。钙/磷比为2:1。牛乳含磷100mg/L,或20mg·100kJ-1、30mg·g-1蛋白质。人乳含量可满足正常婴儿生长的需要。早产婴儿生长迅速,有乳不能满足其骨矿化的需要。磷不足是佝偻病的一个致病因素。牛乳含磷高,喂养新儿后,往往因磷摄入过多,新生儿的甲状旁腺功能未完善,不能分泌PTH以调节磷平衡,可引起血钙降低,生后第一周就可发生搐搦。在牛乳中加入乳酸钙,可以减少磷的吸收,防止低钙血症。等到婴儿的甲状旁腺发育完善,功能健全,能维持钙磷代谢平衡时,可以停止钙盐的补给。

食物中肉、鱼、牛乳、乳酪、豆类和硬壳果等含磷较多。一些食物的磷含量见表6.4。

6.3 镁

镁是人体细胞内的主要阳离子,浓集于线粒体中,仅次于钾和磷。在细胞外液,镁仅于钠和钙而居于第三位。1934年首次发现人类的镁缺乏病,认识镁是人类生存不可缺少的元素。镁在人类生理活动、病理失衡和临床治疗中都占有重要地位。近来引起广泛注意,处在研究活跃的领域中。

6.3.1 体内的分布

成人体内镁总量约为20~28g或43mg·kg-1。其中55%在骨骼中,27%在软组织。肌肉、心、胰和肝含镁量相似,约为200mg·kg-1湿重。1%左右在细胞外液。红细胞含镁2.15~3.1mmol·L-1。血清镁含量(mmol·L-1):北方儿童0.80~1.13,南方儿童0.75~1.1,成人1.2~1.45,脑脊液1.25,汗(热环境中)0.3。血浆中镁有离子型、复合型和蛋白结合型三种形式:比例为55:13:32。红细胞中的镁有70%与蛋白质及核酸结合,不能反映血清镁的变化。白细胞含镁3.0~6.1mmol·10-1白细胞。用放射性镁28Mg示踪试验指出体内可交换镁(镁代谢库)占全身总镁量的15%,大约5g。

6.3.2 生理功用

镁的生理作用广泛并重要,分述如下:

(1)镁是酶的激活剂 镁激活多种酶活多酶如已糖激酶、钠-钾-ATP酶、羧化酶、丙酮酸脱氢酶、肽酶、胆碱酯酶等,参与体内许多重要代谢过程,包括蛋白质、脂肪和碳水化物的代谢,氧化磷酸生命线作用、离子转运、神经冲动的产生和传递、肌肉收缩等。B族维生素、维生素C和E的利用,核酸与核体的完整性、转录和转译的逼真性全凭镁的作用。它几乎与生命活动的各个环节有关。

(2)镁与骨 镁是骨细胞结构和功能所必需的元素,使骨骼生长和维持。镁可影响骨的吸收。在极度低镁时,甲状旁腺功能低下而引起低血钙。骨培养于低镁溶液中时,可使骨吸收降低。

(3)镁对心血管的影响 镁主要作用于周围血管系统引起血管扩张,小剂量应用可发生面红、出汗及温暖感,与体温调节有关。较大剂量则可降低血压,在正常人尤为明显。镁缺乏使血管紧张肽和血管收缩因子增加,引起动脉的突然收缩。

镁是肌细胞膜上Na-K-ATP-酶必需的辅助因子,Mg2与磷酸盐合成Mg2-ATP为激活剂,激活心肌中腺苷酸环化酶,在心肌细胞线粒体内,刺激氧化磷酸化。它能促进肌原纤维水解ATP,使肌凝蛋白胶体超沉淀和凝固,又参与肌浆网对钙的释放和结合,从而影响心肌的收缩过程。

在缺氧情况下,心肌中镁很快丢失,心肌纤维坏死,而摄入镁盐后可使逆转。死于心肌梗塞者心肌镁含量减低,而死于慢性心脏病者心肌镁含量却并不减少。因此,认为心肌含镁降低时是心肌梗塞患者易发猝死的一个因素。饮用硬水地区心肌镁含量较高,心脏病猝死率低。

Mg2+抑制房室和室内传导,并降低心肌应激性,对低镁或钾及其它原因引起的过速性心律情况下,当血浆水平增加时可抑制PTH分泌,血浆镁水平下降时,则可兴奋甲状旁腺,促使镁自骨骼,肾脏和肠道转移至血中,但其量甚微。当镁水平极度下降时,可使甲状旁腺功能反而低下,经补充镁后该腺体的功能即可恢复。

甲状腺素过多可引起血清镁降低,尿镁增加,镁呈负平衡,甲状腺素又可提高镁的需要量,故可引起相对缺镁,因此对甲亢患者必须补给镁盐。

(5)胃肠道作用 低张硫酸镁溶液经十二指肠时,可使奥狄括约肌松弛,短期增加胆汁流出,促进胆囊易于排空,具有利胆作用。碱性镁盐可中和胃酸。镁离子在肠腔中吸收缓慢,促进水分滞留,引起导泻作用。低浓度镁可减少肠壁张力和蠕动,有解痉作用,并能对抗毒扁豆碱的作用。

(6)钙对镁的拮抗 镁与钙使神经肌肉兴奋或抑制的作用相同,不论血中镁或钙过低,神经肌肉兴奋性增高;反之,则有镇静作用。但镁和钙又有拮抗作用,竞争与某些酶的结合,在吸收、排泄及对心脏和神经肌肉等活动方面表现出相反的作用。由镁引起的中枢神经抑制和肌神经接点处的传导阻滞,可被钙对抗。动物经麻醉后,静脉注射氯化钙可以迅速苏醒,所以镁中毒后以钙解毒。镁和钙对细胞渗透压的作用相反。镁和钙离子在肠道吸收时有竞争作用,因此低镁血症的毒性作用,常可由于摄入含钙食物而加重。

(7)镁与钾 镁能兴奋细胞膜上的钠钾ATP酶,使细胞外钾向细胞内移动,增加注入。镁能降低钾离子的通透性,减少细胞失钾。镁缺乏时,钠泵活动被抑制,细胞内钾外导致细胞内低钾。

6.3.3 吸收和排泄

(1)吸收 镁摄入后主要由小肠吸收,吸收率一般约为摄入的30%。硫酸镁灌肠发生高镁血症时结肠也能吸收,大肠很少或不吸收。镁的吸收与膳食摄入量的多少密切有关,摄入少时吸收率增加,摄入多时吸收率降低(表6-5)。水对镁的吸收起极大作用。镁主动运输通过肠壁,其途径与钙相同。摄入量高时,二者在肠道竞争吸收,相互干扰。膳食磷酸盐和乳糖的含量、肠腔内镁的浓度及食物在肠内的过渡时间对镁的吸收都有影响。氨基酸增加难溶性镁盐的溶解度,所以蛋白质可促进镁吸收。膳食纤维降低镁的吸收,使血清、骨及肾的镁水平低。空肠中镁的吸收信赖于活性维生素D。

表6-5 镁摄入量与吸收率的关系

摄入量(mmol·d-1 吸收率(%)
23.5 23.7
10 44.3
0.95 75.8

(2)排泄 健康成人食物供应镁约200mg·d-1,大量从胆汁、胰液分泌到肠道,其中60~70%随粪便排出,少量保留在新生组织,有些在汗或脱落的皮肤中丢失,其余从尿排出。肾是排镁的主要器官,每天排出约50~120mg(约占1/3~1/2摄入量)。正常情况下,分泌的镁大多被肾小重吸收,最大可达0.6mmol·kg-1·min-1。吸收和排泄平衡时,摄入量的变动并不影响镁的内环境稳定。肾控制镁,肾阈的高低决定于血清镁的水平。

肾中镁运输的位置在享利襻升支。PTH和cAMP促进镁的运输。跨上皮细胞正电压驱动此处镁的净吸收。镁的重吸收主要也在髓襻升支,小部分在近曲小管进行。当摄入镁过少,血镁水平稍低于正常时,刺激甲状旁腺分泌PTH,增加小管重吸收滤过的镁,降低尿镁排出,甚至不排泄。当摄入镁过多,血镁浓度较高时,肾滤过的镁量大,小管重吸收不尽,余额分泌入尿,尿镁增高。

激素能影响镁代谢,PTH动员骨盐使血清镁增加,尿镁降低。中等剂量的PTH对正常人的血镁水平影响不大,但对甲状旁腺功能低下者的镁排出量有影响,起初使尿镁降低,接着使镁和钙的排泄增加。

甲状腺素过多可引起血清镁水平降低,尿镁增加,镁呈负平衡。CT增加享利襻内镁的重吸收,使尿镁降低。醛固酮、速尿、利尿酸、汞剂等增加镁排泄。三氨喋啶促进镁和钾的储留。抗维生素D低磷佝偻病患者约有半数出现血清镁水平降低。

6.3.4 缺乏或过多

食物镁充裕,且肾脏有良好的保镁功能,所以,因食入不足而镁者罕见。镁缺乏多数由疾病引起镁代谢紊乱所致。但最近发现克山病患者有低镁血症,所以镁缺乏可能是克山病病因之一。

(1)镁缺乏病

①病因:临床所见镁缺乏的原因有:A摄入不足——镁丢失过多,长期禁食、厌食、恶心、呕吐、腹泻、接受输注无镁的肠外营养液等;B吸收不良-广泛小肠切除、吸收不良综合征、脂肪痢、胃肠道瘘、急性胰腺炎。由于镁和脂肪酸形成镁皂而沉淀,可以相起缺镁;C排泄过多——肾积水和硬化、肾小管性酸中毒和坏死、原发性醛固醇增多症、糖尿病酮病、甲状腺机制亢进,甲状旁腺机能亢进、高钙药物如洋地黄、利尿剂庆大霉素、皮质素、促肾上腺皮质激素等使镁大量从尿排出;D透析失镁——尿毒症等疾病时,使用大量无镁透析液进行各种透析疗法,容易发生低镁血症;E其他原因——酒精中毒、肝硬化、充血性心力衰竭和心肌梗塞。低钾血症引起的低镁血症,发生率较高,是低钾血症难以纠正的一个原因。

②症状:动物缺乏镁时表现食量减少、生长停滞、掉毛、皮肤损害、虚弱、水肿、血清镁水平低、神经肌肉过度兴奋、心跳无节律、器官钙化及退行性变性。当突然受到扰乱时发生阵挛、惊厥,严重时可死亡。

镁缺乏的临床表现以神经系统和心血管为主。A神经系统——常见肌肉震颤、手足搐搦、反射亢进、共济失调、有时听觉过敏、幻觉、严重时出现谵妄、精神错乱、定向力失常,甚至惊厥、昏迷等。有时划蹁反应阳性;B心血管系统——常见心动过速、有时出现房早、室早、室上速、室速、室颤等心律失常,半数有血压升高,在手足搐搦发作时更为明显。四肢厥冷而呈青紫色,自觉麻痛。心电图呈心速及室早较为多见。

③诊断:分析病史与病因,结合临床表现与检查,如果血镁浓度〈0.75mmol·L-1,24h尿镁排出量〈1.5mmol(即36mg),饱和镁试验16h的排镁量〈4mmol,即可确诊。④治疗:肠外补镁,用10%硫酸镁试验120ml,加入葡萄糖1000ml,缓慢静滴4~6h,两天后改为10%MgSO410ml,肌内注射,1日2次。肾功能不全者禁忌。治疗中必须监护,勿使血镁过高,并纠正其他电解质紊乱。

(2)镁过多症

①病因:在正常情况下,肠、肾及甲状旁腺等能调节镁代谢,一般易发生镁过多症。用镁盐抗酸、导泻、利胆、抗惊厥或治疗高血脑病,平常亦不至于发生镁中毒。肾功能不全者,尤其是尿少者,接受镁剂治疗时,容易发生镁中毒。糖尿病酮病的早期,由于脱水,镁从细胞内溢出到细胞外,血镁常升高。肾腺皮质功能不全、粘液性水肿、骨髓瘤、草酸中毒、肺部疾患及关节炎等血镁升高。孕妇用镁剂治疗时,可由于婴儿血镁的突然增高而死亡。偶而大量注射或口服镁盐也可引起高血镁,尤其是在脱水或伴有肾功能不全者中更为多见。

②症状:血清镁在1.5~2.5mmol·L-1,则发生恶心、呕吐、周围血管扩张、血压下降、发热和口渴。当增高到2.5~3.5mmol·L-1,则出现啫睡、肌无力、膝腱反射减弱,肌麻痹,有类似箭毒所造成的现象。可以新斯的明拮抗。当血镁增到5mmol·L-1时,深腱反射消失,心电P-R间期延长,QRS波增宽,T波增高。血镁继续升高时,可出现血压下降、呼吸减慢、心动过缓、体温降低,四肢软瘫,呼吸肌麻痹,甚至舒张期停搏死亡。这时血镁很高,但血钙往往是偏低的。

③治疗:尽量改善肾功能,纠正脱水,以利镁的排出。对急性中毒病人及早静脉注射葡萄糖酸钙(10%溶液10~20ml),以钙拮抗镁。严重病例可用透析疗法,呼吸衰竭者应采用人工呼吸。

6.3.5 需要量

Seeling提出镁需要量至少6mg·kg-1·d-1,若摄入10mg·kg-1·d-1可获正平衡。钙、蛋白质和酒可的抑制镁储留,提高需要量。调查某地农民膳食,谷类食物占50%以上,镁摄取量为624~644mg/d,镁是充裕的。我国尚未制定镁的供给量。美国和丹麦规定(mg/d):1岁以内婴儿为40~70,1~2岁为100,2~3岁150,3~6岁200,6~10岁250。成年男子350,女子300,苏联、意大利、捷克、波兰为400;西德为260;加拿大男子为300,女子为250。

镁主要存在于绿叶蔬菜、谷类、干果、蛋、鱼、肉乳中。谷物中小米、燕麦、大麦、豆类和小麦含镁丰富,动物内脏含镁亦多。

6.4 钠

钠是食盐的成分。从细胞分裂开始,钠就参与细胞的生理过程。氯化钠是人体最基本的电解质。对肾脏功能有影响,缺乏或过多则引起许多疾病。

6.4.1 体内的分布

人体钠的含量差别颇大,约为2700~3000mEq,,或40~44mEq/kg体重,占体重的0.15%。其中44~50%在细胞外液,9~10%在细胞内液,40~47%在骨骼中。

体钠可分成两部分;①可交换钠,35.4~48.9mmlo·kg-1体重,占总体钠的70~75%,称为钠库。当人体缺钠时,它补充到细胞外液;②不可交换钠,15.2~16.3mmol·kg-1体重。骨骼中钠的88%沉积于羧磷灰石晶格中,不易与细胞外液交流动用,仅小部分在晶体表面,血钠降低时从骨库中转移到血浆中,在临床上无何重要性。

血清钠离子浓度(mmol·L-1)为138~145,红细胞中为9.61±0.85,白细胞中为34.4,血小板中为37.8。

6.4.2 生理功用

(1)钠与水 钠主要存在于细胞外液,构成细胞外液的渗透压,与水的关系密切,体内水的量随钠量而变,钠多则水量增加,钠少则减少。体内钠量的调节对的内环境稳定起核心作用。

(2)钠泵 在体内起多方面作用的钠-钾-ATP酶,驱动钠钾离子主动运转,维持Na+、K+浓差梯度,称为钠泵。其活动依赖钠钾离子。钠离子从细胞内主动排出,有利于维持细胞内外液的渗透压平衡,阻止易脆的细胞膜破坏。钠钾浓差梯度的维持与神经冲动的传导、细胞的电生理、膜的通透性和电位差、肾小管重吸收、肠吸收营养素以及其他功能有关。因此,钠对ATP的生成和利用,对肌肉运动、心血管功能及能量代谢都有影响,钠不足时ATP的生成和利用减少,能量的生成和利用较差,膜极化延迟或紊乱,以至于神经肌肉传导迟钝。临床表现为肌无力、神志模糊甚至昏迷,出现心血管功能受抑制的症状。糖的代谢和氧的利用必需有钠参加。

(3)其它 钠在肾小管中重吸收,与H+离子交换,清除体内的二氧化碳,保持体液的酸碱度恒定,维持PH及碳酸氢盐浓度正常。

在远曲小管和收集管内的钠的泵能促进钠的主动吸收,引起氯的被动重吸收,有利于胃酸的形成,帮助消化。

钠调节细胞外液容量,维持血压,细胞外液钠浓度的细小而持续的变化对血压就有很大的影响。钠(食盐)与高血压的关系是当今全世界瞩目的研究题,取得很大进展。

6.4.3 钠的代谢

成人钠的适宜需要量约为10~60mmol·d-1(0.6 ~3.5gNaCl)。正常情况下,肾脏根据机体情况,排钠量可多至1000或少至1mmol·d-1。钠的肾阈为110~130mmol·L-1。小部分钠可随汗排出,也有少量随粪便排出。

一个人对盐量的要求(所谓盐食欲)与体内盐含量的关系并不一致,不体内缺钠时主动要求吃含盐较多的膳食;可是喜欢吃含盐较多的膳食者却不一定缺盐,而是由于习惯的原因。然而动物的盐食欲却是体内缺钠的表现。盐食欲对调节动物体内盐平衡起重作用。人体钠平衡的调节主要依靠肾脏控制钠的排出量及激调节来实现。

(1)肾内因素 肾脏保钠能力较强,能根据体内钠含量的多少调节尿中排钠量。它通过肾小球的滤过率(GFR)、肾小管的重吸收、远曲小管的离子交换作用以及激素的分泌来调节钠的排泄量,以保持钠平衡。正常成人GFR约为125ml/min,每天滤出液的体积约为180L,其中钠离子约为24,000mmol(552g),为体钠总量的8倍及每天平均摄入量的250倍,其中99.5%由肾小管主动重吸收,其余从尿排出。正常人吃普通膳时,尿中排出钠约为100~200mmol·24h-1,滤过的钠有65%在近曲小管、10%在远曲小管和收集管主动重吸收,偶联K+和H+的分泌以维持电平衡,以K+-Na+交换来保留体内的钠。肾小管重吸收的钠,其量的增减对钠平衡的影响比GFR增减的影响大。因为滤过的钠有99.5%在小管重吸收。影响肾小管重吸收钠有两个激素:①醛固酮-它是肾上腺皮质球状带分泌的一种类固醇激素,是盐皮质激素中作用最强的一种,其主要作用是促进肾远曲小管和收集管上皮细胞分泌H=,排出钾,重吸收钠,重吸收的钠占滤过钠量的5%,是肾排出钠的可调节量。醛固酮的分泌主要受有效循环血容量、血K=和Na+降低时,醛固酮分泌增加,反之,当血浆中的血管紧张肽原转变为血管紧张肽Ⅰ(AⅠ),AⅠ经转化酶的作用变成血管紧张肽Ⅱ(AⅡ)AⅡ促进醛固酮的分泌.当血浆K+和Na=降低时,醛固酮分泌增加,反之,当血浆K+降低或血浆Na+升高时,醛固酮分泌减少.醛固醇促进钠泵运转,使K+或H=的排出增加,钠的排出降低,从而保留钠;②排钠激素——它是肾内的一种肽多肽,抑制肾小管重吸收钠。当细胞外液量增加时,排钠激素分泌增钦降低近端肾单位对钠的重吸收,使钠排出多.相反,当细胞外液量减少时,排钠激素产生少,钠排出减少.排钠激素的作用部位可能在升支粗段/远曲小管,也可能在收集管。

体钠的含量决定于肾排钠量。排钠的机理有三:①肾小球滤过的钠影响致密斑。改变肾素-血管紧张肽-醛固酮(R-A-A)系统的活性水平;②血浆钠直接作用于肾上腺皮质球状带,使醛固醇的分泌改变,血钠高抑制醛固酮分泌,尿钠排出多;③钠作用于脑室内的钠的敏感的感受器。

(2)肾外因素 脑脊液中的Na+浓度升高时,尿钠排出多。将高渗氯化钠液灌入动物颈静脉,尿钠排量也增加。因此认为中枢神经有神经有调节排泄的机制。提高血脑室内Na+的浓度,能引起尿钠增加和动脉血压升高,若给降压药则阻断这些反应,看来似乎与交感神经中枢的兴奋有关。有人认为脑室内钠浓度降低时,对钠敏感的感受器的活性减弱,尿钠减少,血浆和尿中肾素分泌减少;当钠离子浓度降低时,对钠敏感的感受器受器,引起尿钠增多,血浆和尿中肾素分泌减少;当钠离子浓度降低时,对钠敏感的受器的活性减弱,尿钠减少,血浆和尿中肾素增多;当脑脊液中Na=浓度下降时,血浆肾素活性升高。这表明脑脊液中Na+浓度升高时,对R-A-A系统有一定程度的抑制作用。

向脑室内注射小剂量AⅡ,可引起动脉血压升高和尿钠增多。此作用有赖于脑脊液中的Na+浓度。如把AⅡ与高渗氯化钠溶液同时注射到脑室内,明显增加肾脏排出钠和升高动脉血压。向下丘脑后区朝后延伸到第四脑室周围灌注含Na+人工脑脊液,尿排钠增多。所以,调节排钠和升压效应的脑内钠感受器位于此处。

6.4.4 缺乏或过多

(1)钠缺乏膳食的钠充足,不至于引起缺乏病。钠缺乏多由疾病引起。当血浆钠水平〈135mmol·L-1时称为高钠血症。①钠缺乏的原因有:A呕吐、腹泻、瘘管、引流使消化液损失;B大量出汗多饮水,或医源性摄入过多;C慢性肾上腺皮质机能减退;D急性或惭性肾功能衰竭伴有肾小管钠和水的重吸收机能低下;E腹腔透析治疗、或反复大量放腹水;F烧伤、严重感染、大面积创作大手术后、糖尿病酮症酸中毒、抗利尿激素分泌异常综合征等;G用利尿剂如氯噻嗪类、利尿酸、速尿等治疗。②症状——早期不明显,血钠过低时,渗压降低、细胞肿胀。缺0.5gNaCl·kg-1体重时,患者疲倦、眩晕、直立时可发生昏厥,尿中NaCl很少或消失;缺0.75g·kg-1时,出现恶心、呕吐、视力模糊、心率加速、脉搏细弱、血压下和、肌肉痉挛作痛,反射消失;缺1.25g·kg-1时,出现淡漠无情、木僵、昏迷、周围循环衰竭。严重时休克及急性肾功能衰竭而死亡。

(2)钠过多 正常人摄入钠过多并不蓄积,但疾病影响肾功能时容易发生钠过多。当血浆钠>150mmol·L-1时称为高钠血症。心源性水肿、肝硬化腹水期、肾病综合征、肾上腺皮质机能亢进、某些脑部病变如蛛网膜下腔出血、脑瘤等都能出现高钠血症。临床症状除原有症状外,以水肿为主,体重增加、血容量增大、血压偏高、脉搏增大、心音增强。

钠的缺乏或过多不仅取决于钠的浓度,而且还取决于血浆及细胞外液容量,必须根据病史及体检,决定治疗办法。

正常人每天摄入35~40g食盐可引起急性中毒,出现水肿。意外盐中毒发生高钠血症的死亡率为43%。水量为盐量的函数,每天潴留20mmol钠,每周可增加1L细胞外液。膳食盐过多可使血压上升,血浆胆固醇水平升高,脂肪清除率降低,小血管脂质沉着,胃酸分泌受抑制,腹膜透性改变,胃粘膜上皮细胞破裂。长期进食过量盐,还可引起其他病理损害,例如视网膜病变等。

(3)钠(氯化钠)和高血压我国南北方高血压患病率显著不同,可能与食盐摄往上量不同有关。拉萨藏族高血压患病率高达19%。湖南常饮盐茶的地区、舟山盐区和渔区的人群患高血压者较多。一生摄取低盐(钠<50mmol·d-1)膳食的人群,几乎不发生高血压病。四川凉山彝族高血压患病率最低(0.34)。全国“盐与高血压”研究的协作组在12个省市14个地区对2277人研究的结果指出:我国膳食钠偏高,钾偏低,Na+/K比值高,从尿钠、钾和Na+/K+比值看来,对血压确实有影响。限制每人每天进盐量不超过5g的限盐膳食,可使高血压病人的血压下降1.33kPa。(10mmHg)建议限制钠与增加钾的摄入量以作为一项预防措施。

进食高盐膳者并非都患高血压,因此认为盐升压可能有遗传因素存在。研究发现高血压病人红细胞内外钠差降低,血管平滑肌细胞膜电解质输送异常。这是对盐升压敏感的遗传标志。我国人民习惯摄盐量颇大,由于高钠和高血容量。继发抑制R-A-A系统,因此原发性高血压病人的肾素活性和AⅡ浓度均较正常人为低。在正常血压范围,内血压和钠排量呈正相关,与血浆肾素活性AⅡ无相关。血浆醛固醇水平随血压升高而增加,原发性高血压早期血管平滑肌对AⅡ的敏度增加,后期血管结构改变,肾血流量渐渐降低,GFR不变,但滤过部分增高,肾最大浓缩能力不变。这些血液动力学的变化主要在维持GFR恒定。在轻度和中度高血压病人中,钠摄入量对血压似乎没有决定性的影响,但钠摄入量对正常血压组确实能影响一部分人的血压。

我国高血压患病率一般在3~9%。正常人尿排钠为182~412mmol·24h-1,相当于10.9~24.2gNaCl·d-1。体力劳动者比脑力劳动者排出较多的钠和钙。在临界高血压病人中,尿钠排出量与正常血压者一样。尿钠排出量与血压呈正相关,可以反映钠摄入量。人体可交换钠与动脉压呈正相关。老年人中最为显著。动脉压升高的个体有死亡出现较早的趋势。出现血压升高的年龄越年轻,预期寿命愈短。冠心病患者舒张压达14kPa(105mmHg)者的危险性比〈11kPa(85mmHg)者大4倍。降低膳食NaCl摄取量,增加膳食钾摄取量,对防治高血压大希望。

6.5 氯

氯是人体必需的一种元素,在自然界中氯总是氯化物的形式存在,最普通的形式是食盐。

6.5.1 体内的分布

成人的体内氯的含量平均为33mmol·kg-1体重,总量约有82~100g,主要以氯离子形式与钠或钾化合存在。氯的化合物很多,如氯化钠主要存在于细胞外液、氯化钾主要存在于细胞内液。少量氯离子松散地结合于结缔组织,是可交换氯。骨中也有少量的氯存在。脑脊液中含氯比较丰富。显性出汗时,汗液中氯化钠含量约为0.2%。

6.5.2 生理功用

(1)维持细胞外液的容量和渗透压 氯离子是细胞外最多的阴离子,与钠离子一起,占维持渗透压的总离子数的80%左右,能调节细胞外液容量和维持渗透压。近年来临床应用“阴离子隙”(Anion Gap)来衡量水盐代谢情况,以血浆氯离子浓度来计算“阴离子隙”,藉此判断病情,采取治疗办法。;“阴离子隙”为负值时可危及生命。

(2)维持体液的酸碱平衡 Schwaltz及其同事的报告,引起医学界特别注意氯离子在维持酸碱平衡的作用。细胞外液中Cl-和HCO3的浓度随代谢情况而变化。当Cl-1浓度变化时,增减HCO3浓度来维持阴阳离子的平衡;当HCO3增多,Cl-1离子相随变化。例如:呼吸性酸中毒时,细胞外液HCO-3减少,而Cl-1相应增多。某些能产生代谢性酸中毒的情况,如腹泻与肠瘘及肾小管性酸中毒等,细胞外液HCO-3减少而Cl-1增加,呈高氯性酸中毒;但在其他固定酸(酮体)增加而造成代谢性酸中毒时,细胞外液中HCO3-1减少而Cl-1仍正常;代谢性碱中毒时,细胞外液中HCO3-增加而Cl-1减少,呈低氯性碱中毒。

供应过量氯离子可以校正由疾病或利尿剂引起的代谢性碱中毒。在代谢性碱中毒时,享利襻缺乏氯的主动重吸收,因机体钠的被动重吸收也不能出现。钠随着HCO3-运输到远曲小管,通过H+-Na+或K+-Na+交换,促进K=排泄和(或)H+的分泌,HCO3-产生,使碱中毒永存或扩大;如果同时又存在血容量降低而促进醛固酮分泌,则更进一步增强Na+-K+交换,使钾排泄过多而导致钾缺乏。严重缺钾时,肾脏保氯功能受到损害,可引起氯进一步丢失,缺氯时易引起碱中毒。

(3)其它 氯参与胃液中胃酸(HCL)的形成。胃酸促进维生素B12和铁的吸收,帮助胃消化食物,激活唾液淀粉酶分解淀粉,抑制随膳食进入胃的微生物生长。在神经细胞中,氯离子可稳定膜电位。氯也刺激肝功能,促使肝中的废物排出,帮助激素分布,保持关节和肌腱健康。

6.5.3 吸收和排泄

(1)吸收 氯以氯化钠的形式摄入,经胃肠道吸收。在胃粘膜中氯依赖钠主动运输,受HCO3-浓度和PH影响,如果缺乏HCO-3,净氯运输降低50%以上。空肠中氯离子是被动运输,色氯酸刺激Cl-1的分泌,增加单向氯离子的流量。回肠有发电的“氯泵”,参与正常膳食中氯的吸收的胃液中氯的重吸收。肠腔中HCO3-浓度升高时,氯的分泌增加。

(2)排泄 氯主要由肾排泄,经肾小球滤过的氯,约有80%被肾近曲小管重吸收。髓襻升支粗段可能有‘氯泵’存在,能主动运转氯离子。氯的主动吸收引起钠的被动吸收,而运曲小管和收集管的“钠泵”,可促进钠的主动吸收而引起氯的被动重吸收。进入远曲小管的氯约占滤过氯的10%,其中部分被重吸收,小部分经尿排出。

速尿、利尿酸、汞利尿剂等主要作用于髓襻升支,抑制氯的主动运转,钠的重吸收随之减少,使钠和氯的排泄增加而利尿。腹泻时,肠的“氯泵”功能有缺陷,食物及消化液中的氯可随粪便大量排出。少量氯可在汗中排出。在热环境中劳动,大量出汗,可使氯化钠排泄增加。

6.5.4 缺乏和过多

(1)缺乏 正常膳食的氯来自食盐,摄取量大都过多。在正常血浆中氯的浓度为100~106mmol·L-1,变化很小,常随血浆钠浓度而变化。钠氯比不到3:2。血中钠钾低,大量出汗丢失氯化钠,腹泻呕吐从胃肠道丢失氯,慢性肾病或急性肾功能衰竭等肾功能异常及使用利尿剂等,使氯从尿中丢失,都能引起氯缺乏和血浆钠氯比例改变。肺心病常出现低氯血症。

婴儿接受氯少的配方膳时,血浆氯水平偏低,生长不良。易患低氯性代谢性碱中毒。大豆喂养的半岁婴儿常缺乏氯,易发生低钾性代谢碱中毒。血浆肾素活性和醛固酮水平升高,肾脏浓缩功能有缺陷,体重和头围增长慢,神经发育迟缓。膳食中加氯即可纠正。爱斯基摩婴儿患顽固性腹泻,粪中排出大量氯,血浆钠、钾、氯均低,尿中无氯,伴有代谢性碱中毒。这是后天的氯腹泻而造成的氯缺乏。缺乏氯时易掉头发和牙齿,肌肉收缩不良,消化受损。以氯治疗即有效果。

(2)过多 临床上输尿管-肠吻合术,肾机能不全,肠粘膜长期暴露于尿,高渗性脱水合高钠血症,溶质负荷过多,脑干损伤,过多地服用氯化铵或盐酸,肠对氯的吸收增强等可引起氯过多。当血浆氯浓度超过110mmol·L-1时称为高氯血症。

近来对氯净化的饮水与肿瘤发生率的关系进行研究。有人认为氯与水中的有机物或泥土来的腐植酸作用,产生致癌物质,引起直肠、结肠和膀胱癌变.发生率〈2%。直肠癌的危险性稍有增加的趋势,结肠癌和膀胱癌较少,结论还不一致。

6.6 钾

钾占人体无机盐的5%,是人体必需的营养素。

6.6.1 体内的分布

一切细胞都含有钾。它可以反映细胞质量。体钾含量(mmol·kg-1体重):儿童平均为4.0,成年男子为45~55,妇女为32。体钾总量(mmol):成年男子约3200,妇女为2300,老年男子为2800,妇女2100。用多种同位素测定人体可交换钾(Ke)为149mmol,可交换钠(Nae)为55mmol。随着年龄的增加,Ke和Ke/Nae比值都下降。钾漏到细胞外可能是细胞老化的一个因素。

钾在体内的分布与器官的大小及其细胞的数量和质量有关,也受醛固醇影响。70%的体钾储存在肌肉,10%在皮肤,其余在红细胞、脑髓和大型内脏中,骨骼中较少。

细胞内平均钾浓度为150mmol·L-1,比细胞外高25~35倍,除离子态外,一部分与蛋白质的结合,一部分与糖、磷酸盐相结合。胞外钾主要以离子态存在,含量少。血浆平均含钾5mmol·L-1(3.5~5.5mmol·L+1)。细胞内外的钾不断地交换,达到平衡约需15h。

6.6.2 生理功用

钾是生长必需的元素,是细胞内的主要阳离子,维持细胞内液的渗透压。它和细胞外钠合作,激活钠-钾-ATP酶,产生能量,维持细胞内外钾钠离子的浓差梯度,发生膜电位,使膜有电信号能力。膜去极化时在轴突发生动作电位,激活肌肉纤维收缩并引起突触释放神经递质。钾维持神经肌肉的应激性和正常功能。

钾营养肌肉组织,尤其是心肌。它协同钙和镁维持心脏正常功能。通过钾-钠-ATP酶,钾维持以肌的自律性、传导性和兴奋性,影响心房T波。许多儿童因腹泻、蛋白质严重缺乏而突然死亡的原因,主要是失钾引起的心力衰竭所致。

钾参与细胞的新陈代谢和酶促反应。葡萄糖变成糖原储存于肝、氨基酸合成肌肉蛋白、ADP变成ATP、血中糖和乳酸的消长,钾在其中均起催化作用。它使体内保持适当的碱性,有助于皮肤的健康,维持酸碱平衡。每日PH升降0.1,则血浆钾浓度升约0.6mmol·L-1(0.4~1.2mmol·L-1)。

钾与钠是对抗的。当2个Na+和1个H+进入细胞时,就有3个K+移到细胞外。当体内需要保钠和水时,在肾远曲小管里排出1个K+换回1个Na+。钾对水和体液平衡起调节作用。钾能对抗食盐引起的高血压。原发性高血压病人尿中钾排出量比正常人低。钾对轻症高血压及有高血压因素的某些正常血压者有降压作用。它通过利尿、降低肾素释放、扩张血管,提高钠-钾-ATP酶的活力以改善水钠的潴留,因而使血压下降。

6.6.3 钾的代谢

人体的钾主要来自食物。豆、瘦肉、乳、蛋、马铃薯、绿叶蔬菜、茶叶、向日葵子、谷物、水果如香蕉、橘子、柠檬、杏梅等含钾丰富。成年人从膳食中摄入钾量为60~100mmol·d-1,儿童为0.5~3.00mmol·kg体重-1+·d-1。

钾大部分由小肠迅速吸收,在结肠中主动运输,近端结肠中主动分泌,远端结肠中主动吸收。肠腔的钾浓度随摄入量而变化。在正常情况下,摄入量的85%经肾排出,10%左右从粪便排出,其余少量由汗排出。

(1)钠-钾-ATP酶白的能量需要 细胞产生能量,维持细胞内K+离子在高浓度(100~160Mm),Na+离子在低浓度(3~30Mm),而在细胞外面则相反,钾离子浓度低(3.5~5.5mM),钠离子浓度高(133~145Mm)(图6-5)。Na+和K+离子浓度梯度移动,Na+离子逆着约-70mV的电位移动,维持着这种梯度。细胞内的Na+离子主动运过半透膜,偶联交换细胞外的K+离子,带负电荷的蛋白质不能通过细胞膜,结果这些离子分布不均匀因此发电。向外移动的钠离子比向内移动的钾离子多,3个钠换2个钾,故产生净电荷。细胞膜上的Na+-K+ATP酶负责主动运输这些离子。

细胞中化学浓度梯度和电位梯度

图6-5 细胞中化学浓度梯度和电位梯度

离子与酶的带电荷部分相互作用,与此同时酶分子结构发生构象变化。ATP水解,给主动运输供应能量,钠离子引起磷酸体作用发生周期性的变化,钾离子调节磷酸根的水解。目前对钠泵主运输离子的机理有许多解释,上述是多数人接受的一种解释。

(2)钾代谢的抑制剂 Na+-K+-ATP酶,不抑制剂:哇巴因(Ouabain)和钒酸盐类。无论在生理上或药理上,这两个抑制剂都很重要。

①哇巴西:特异性地抑制Na+-K+-ATP酶。它抑制酶的结合ATP和磷酸中间体的脱磷酸作用,抑制细胞的排钙,从而使细胞内钙离子浓度升高,解发肌动蛋白-肌凝蛋白调节的心肌收缩。降低细胞外钾浓度(低钾血症)可增强这种作用,而高钾血症或降低细胞内离子浓度则抑制这种作用。

②钒酸盐:在浆膜侧抑制Na+-K+-ATP酶,当细胞外K+离子浓度大于5mM或Na+离子浓度降低时,钒酸盐的抑制作用增强,间接作用竟争ATP磷酸化的位置。除了抑制Na+-K+-ATP酶以外,钒酸盐还抑制Ca2+-Mg2+-ATP酶、膜外侧的K+-H+-ATP酶。它与阳离子-ATP酶在活性位置的结合是可逆的。酶-阳离子-钒酸盐复合物比酶-阳离子-磷酸酸盐复合物稳定,因此阻断被ATP磷酸化,又阻断作为泵活力的部分阳离子(Na+、K+)后来的水解和释放。钒酸盐在体内可抑制50%Na+-K+-ATP酶活力,因此钒可能有调节体内细胞代谢的功能。

(3)钠-钾-ATP酶的控制在正常情况下,钠-钾-ATP酶的细胞外K+结合位置近乎饱和,而饱和Na+结合位置只半饱和,所以细胞内钠对酶的控制比细胞外钾理更重要。当Na+含量为5.8mM时,细胞内外离子浓度的变化可以调节泵活力。每个细胞酶单位数的变化也改变泵活力。糖皮质激素、甲状腺素、盐皮质激素、胰岛素和儿茶酚胺都能影响酶的活力,钒酸盐及内源毛地黄样物质抑制此泵。

(4)肾和肾外K+的分布和代谢 Na+-K+-ATP酶在体内调节钾分布中起主要作用。血管外间隙的容量主要由Na+决定,当Cl-和水随着Na+漏入细胞内时,若不能排除,就将破坏平衡,引起细胞内水肿,电化学梯度降低。

钾负荷后的钾平衡是肾和肾外组织的排钾和代谢之和。尿中钾的排出量大致膳食钾摄入量相等。摄入量在3至150~200mmol·d-1,肾能适应,防止机体钾浓度的巨大变化。急性钾负荷的小狗,在4h排出负荷剂量40%,其余60%分布在细胞内,只有小部分保存在血浆和组织间液。当血浆钾在3.8~7.4mmol·L-1。范围,钾分泌增加。

在肾脏中钾的 排泄主要在远曲小管和收集管中,但钾的运输出现在整个肾单位(图6-6)。钾经肾小球过滤,以比较恒定的速[率,将滤出钾的50~70%,与钠和水偶联运输到近曲小管和享利髓襻重吸收,残留一小部分到达远曲小管上皮细胞,与H=竞争与滤淮中的Na+交换,由收集管和乳头管排泄。后者为排钾的显要位置。排入小管的净钾量增加,它是①醛固酮浓度、②钠含量、钠及其伴随阴离子的释放速度、③细胞内K+和H+离浓度的函数。

醛固酮及其它盐皮质激素促进远曲小管、收集管及一些其他上皮组织如肠粘膜、唾液腺中钠的重吸收和钾分泌。尿中Na+/K+比值常用作盐皮质激素效用的指标。

整个肾单位中钾浓度和钾运输的图解、数字为腔内K浓度,箭头表示运输方向

图6-6 整个肾单位中钾浓度和钾运输的图解、数字为腔内K浓度,箭头表示运输方向

在肾单位中醛固酮的作用位置,主要在Na+、K+和Cl-运输出现主要变化的皮质收集管内,很少在远曲小管。H=排出受髓质收集管中醛固酮的调节。排H+多时间钾少,反之,排K+较多时排出H+少。这过程与小管中尿的酸化有关。

当远曲小管中钠浓度增加并存在不能透过的阴离子时,腔内负电荷增加而增强钾流入小管液中。许多利尿剂能使大量液体运到远曲小管,容量的改变,经过肾素-血管紧张肽系统改变醛固酮而增加钾的排出。

酸中毒和碱中毒时细胞内钾浓度、激素及腔液内有关离子的改变可影响钾的排泄。代谢性碱中毒、急性短期低碳酸血症、镁缺乏时,肾排钾增加,负钾平衡。管腔中PH降低、NH+4排出多、急性代谢性酸中毒和短期高碳酸血症时降低钾的排泌。

(5)肾外钾的内环境稳定正常情况下急性钾负荷剂量的一小半由肾排出,一大半由肾外机制处理来防止潜在的致死性血钾过高。肌肉和肝脏是钾储藏最多的组织,提供另一条排钾途径。一些激素主动调节,其中醛固酮和胰岛素最重要。

①盐皮质激素:钾负荷后1.5h醛固酮就强烈影响肾钾排出。这对适应长期过量钾吸收很必要。盐皮质激素影响粪,也影响唾液腺中Na+和K+的排量。胃肠道中钾交换最重要的位置在结肠,积累性的电解排泄变化不大但有意义。

醛固酮能大大改变汗腺中的钠运输,这对习服湿热环境很重要。因为利用结肠排钾,汗钾未见增加,但汗钾的连续丢失,结果使体钾下降。

关于盐皮质激素对肌肉和肝脏中K质吸收的影响仍有争论。肾和肾上腺切除的动物预先给醛固酮或氧皮质酮(DOC)能比未用药者有较大的抵抗急性钾负荷的能力。这说明肾外组织的钾吸收由肾上腺调节。当肾上腺切除的动物服盐皮质激素后,组织钾含量明显降低。螺旋内酯(阻断盐皮质激素的钠尿和钾尿活动)可逆转此作用,但核黄素类似物(仅阻断盐皮质激素的钠尿活动)不能逆转此作用。

②糖皮质激素:服糖皮质激素后,肾脏清除的钾急剧增加,GFR和钠排出也同时增加。但这个作用是暂时的。因为氢化可的松有一些内在的盐皮质激素活性和某些皮质激素受体对糖皮质激至少有亲和力。钾的内环境稳定和内源产生的糖皮质激素相互作用与剂量有关。正常人服糖皮质激素后看到粪中钾增钠减,作用似乎在结肠,这种变化出现在钠-钾-ATP酶活力改变之前。可能是特异性的。因为若单用盐皮质激素代替,不能完全纠正肾上腺切除后的结肠运输异常。

③儿茶酚胺:肾上腺切除对肾外钾内环境稳定的另一个影响是肾上腺素水平降低。急性钾负荷的致死作用,部分是由于同时服肾上腺素能的活动剂而花光的。输入儿茶酚胺,血浆钾有双相反应,α-受体的调节在3~5min内使血钾升高,被α-阻断剂抑制。以后通过β-受体调节迅速下降,可被β-阻断剂逆转。β2受体调节此作用。服cAMP或磷酸二酯酶抑制剂可以模拟此作用,有些临床情况中也可见到。用慢性的β-阻断剂治疗高血压时,血清钾稍增加但有意义。运动时血钾明显升高,被β-阻断剂治疗高血压时,血清钾稍增加但有意义。运动时血钾明显升高,被β-阻断剂增大。

儿茶酚胺调节胰岛素分泌的变化对钾的内环境稳定也很重要。β-激动剂刺激而β-阻断剂和α-激动剂抑制胰岛素释放。这些作用的临床重要性尚未完全清楚。但有些糖尿病人在某些情况下出现高钾血症。

④胰岛素:胰岛素降低血钾水平,对身体处理K+的急剧变化非常重要。它似乎直接影响钠泵,引起膜的超极化,有利于K+内流进入细胞。血浆胰岛素在生理范围内的变化,可使肝和肌肉中的钾吸收增加。临床糖尿病人偶见高钾血症。钾对胰岛素分泌的影响可能直接作用,血钾为0.3~0.7mmol·L-1不见刺激作用,当>1.0mmol·L-1时刺激胰岛素分泌,而胰岛素的增加抑制醛固酮的分泌,血清钾的降低又调节此作用。

胰高血糖素起初增加血钾水平,由于肝释放K+离子,接着增加胰岛素释放,K+水平较长期地下降。生理水平的胰高血糖素并不改变肾脏的钾排泄。

(6)钾的适应身体对钾负荷的反应有几种生理方法。钾摄入量渐渐增加后,身体有能力处理,否则将因钾负荷而致死,身体的这种能力称为“钾适应”。钾适应是靠增加肾和肾外组织的处理能力而调节的。肾的反应需要盐皮质激素。血清钾增加一个时期后,使醛固酮的生产增加,依次加速尿中钾的排出,小管中Na+-K+-ATP酶活力水平增加。这是否与盐皮质激素的活力有关?还是由于钠泵的独立变化?尚不清楚。功能性肾单位数减少和循环盐皮质激素降低的慢性肾病患者,同样可出现钾适应。主要由于小管周围钾浓度增加,钠泵活力增加,并不是醛固酮刺激的。急性钾负荷的肾外处理似乎凭长期增加K+摄入量而增强。但是醛固酮、胰岛素、儿茶酚胺及一些尚未明白的因素有协同作用,产生一个更有效的处理高钾负荷的办法。

总之,钾的内环境稳定的摄入、排出、细胞功能及其对环境与激素反应的总和。肾外组织的适应性变化,可以防止血浆钾浓度的急剧增减,而慢性增加时,则需要肾和肾外组织的处理,以防止致命的并发症。肾脏是调节体液、钠和钾平衡的主要脏器,肾功能的好坏,对血清钾的稳定是主要的决定因素之一。肾功能不全少尿或无尿时钾潴留,出现高钾血症;伴多尿时钾丢失而引起钾缺乏。肾功能衰竭时,水盐代谢紊乱与酸碱失衡均可危及生命。

6.6.4 缺乏或过多

(1)钾缺乏与低钾血症 钾缺乏是指体内钾总量的减少。血清钾低于3.5 mmol·L-1时称为低钾血症。由于血液水含量和钾在细胞内外分布的变动,体钾和血钾的变化有时并不一致,如常见细胞内钾已明显降低,而血钾可正常、升高或降低。

①发生原因:包括有摄入不足(长期禁食或少食而静脉补液内少钾或无钾)及损失过多,如A经消化道(频繁呕吐、腹泻、胃肠引流、长期用缓泻剂或轻泻剂);B经肾(各种以肾小管功能障碍为主的肾脏疾病如慢性肾火、慢性缺氧、摄入钠过多、应用利尿剂等钾随尿丢失);C在肾上腺皮质机能亢进(包括醛固酮增多症和皮质醇增多症)时,内生的肾上腺皮质激素增多,或长期应用肾上腺皮质激素治疗都可促使钾的排泄增多;D经汗丢失(强度劳动、高温作业或重运动训练时,由于大量出汗而损失钙)。此外,在大量注射葡萄糖时,钾随葡萄糖和磷酸盐而进入细胞内成为糖原,尤其应用腺岛素时可促使血浆中钾过低。多数周期性麻痹发作时,由于细胞外液中钾转移入肌肉及肝细胞内而发病,也有血钾过低。烧伤愈合期蛋白质合成增加,每合成1g蛋白质能潴留0.45mmol钾。应用维生素B12治疗后,红细胞和血小板前体吸收钾,可出现血钾过低,但总体钾不减少。其他在应用青霉素、甘草、棉酚、庆大毒素(Gentaamicin)等,常能引起钾缺乏或低血钾。

②症状:动物缺钾时,食量减少,体重下降,负钾平衡,蛋白质代谢失常,血细胞钾含量低,心、肾和肌肉中钾丢失,心肌细胞坏死,肌维生断裂,钠泵活力低。肾近曲小管细胞出现空泡,管腔扩大,故肾浓缩功能减退,尿的酸化作用也影响。

缺钾大鼠在高温环境中对热应激的耐受力降低,运动能力和作功较对照组小一半,死亡率增1倍。

健康人控制钾的摄入,使体钾下降10%时,无主诉症状;下降19~21%时,出现软弱、畏寒、头晕、缺氧、口渴;急性缺钾达15~30%时,出现严重腹胀、肠麻痹。

钾缺乏和低钾血症的临床表现:轻度或急性中度缺乏无明显症状。体钾缺乏达10%以上时症状明显,失钾速率越快,症状越明显。钾缺乏使神经肌肉应激性降低,肌肉无力,包括:骨骼无力,重者软瘫;肋间肌、横隔肌无力,出现呼吸困难、缺氧、窒息;平滑肌无力致腹膨胀、肠梗阻和肠麻痹。缺钾使心肌应激性增高、心音低钝、心率快、心律失常。心电图的特征是ST段压低,T波低平,出现了U波,QT延长。心分律失常以异位搏动为主,少数患者有传导阻滞。当见到反复短阵多形室性心动过速和心室扑动颤动时,可出现收缩期心跳骤停。肾血流量减少,输尿管和膀胱功能不良,排尿困难以致少尿或无尿。消化功能紊乱,食欲不振、恶心、呕吐。神经系统出现烦躁不安,倦怠,深腱反射消失,头晕,淡漠;重者神志不清,水盐代谢及酸碱平衡紊乱(低钾性碱中毒、低钾性手足搐搦症),血管麻痹可发生休克。

③诊断:详细询问病史以明确是否存在钾缺乏,找出低钾原因、失钾途径、进而明确起病缓急,估计失钾量。掌握症状体征及测定血钾、PCO2、PH、心电图及尿钾。

④治疗:积极治疗原发病,尽量去除发病因素。对轻度缺钾病例,可以鼓励多进富含钾的饮食。慢性病例可以口服钾盐,常用氯化钾3~6g·d-1,分3次服,不能耐受者可改用枸橼酸钾。

严重缺钾因病不能口服者,用KCL3~5g加于5%葡萄糖1000~1500ml静脉内滴注。速率:成人不要超过30mmol·h-1,小儿不超过4 mmol·h-1。低血钾病人对洋地黄敏感,正常剂量也可引起中毒,应作心电监护。对于不伴失氯或同时有酸中毒者也可用谷氨酸钾静脉滴注,原有肝病者更为合宜,一般以31.5%溶液20ml加于500ml5%葡萄糖液内滴注。补钾用的任何钾剂应用葡萄糖液稀释后静脉滴注,以免血钾聚然过度升高,抑制心脏发生意外。

(2)钾过多与高钾血症钾过多系体内钾总量增多。血钾浓度高于5.5 mmol·L-1称为高钾血症。

①发生原因:包括有A摄入过多——静脉内输入钾盐可引起高血钾。当肾功能不良及少尿时,或输钾过多或过快时更易发生;B排出困难——肾功衰竭、肾上腺皮质功能减退、肾远曲小管代谢性酸中毒等可使肾排钾能力降低;C细胞内钾外移——在血型不合的输血(或输入保存较久的血)或其他原因引起的大量溶血、缺氧、酸中毒、严重组织创伤、挤压综合征、急性癌溶胞作用综合征等情况下,大量钾从细胞内释出,入细胞外液与血液;D细胞外液容积减少或血液浓缩,如失水、失血,尤其有休克者,血钾浓度增高;E其它因抗癌药(amsacrine)、血管紧张肽I转变酶抑制剂(captopril)的应用都能引起高钾血症。

②症状:神经肌肉表现——症初起时患者全身软弱无力,躯干和四肢感觉异常,面色苍白,肌肉酸痛,肢体寒冷,动作迟钝,嗜睡,神志模糊,肌张力减低,肌腱反射消失,进而弛缓性瘫痪,呼吸肌麻痹,窒息;心血管表现——心电静息电位降低,房室传阻滞,心音减低,心率缓慢,缺氧,心律失常,严重时心室颤动,最后心脏停搏于舒张期。心电图特征是T波尖耸、QRS复合波增宽、P波降低或消失。酸碱紊乱。

③治疗:迅速采取降低血浆钾浓度的紧急措施,以防心脏损害。如应用钠盐以纠正酸中毒,稀释细胞外液,使钾移到细胞内降低血浆钾浓度。静脉给NaHCO344mmol加于200ml15%葡萄糖溶液作为试验剂量,用心电图监护。也可用3%NaCl3ml·kg-1或生理盐水10ml·kg-1或1M乳酸钠静脉注射液开始时用5~7ml·kg-1,以后酌情调整。或采用葡萄糖0.5g·kg-1和胰岛素0.1u·kg-1,使钾用于糖原合成,而由细胞外移入细胞内。或使用钙剂以拮抗钾的作用,静脉注射葡萄糖钙0.25mmol·kg-1。其它应用离子交换树脂,人工肾、腹膜透析和结肠透析等疗法。与以上急救的同时,重视去除高钾原因,停用含钾食物和药物,严禁摄入钾盐,加强钠钾ATP酶的功能。

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7 微量元素

7.1 引言

人体是由几十种元素组成的,根据它们在人体中的含量和人体中的含量和人体对它们的需要量,可分为常量元素和微量元素两大类。其中占人体重量1/1000以上,每人每日需要量在100mg以上者称为常量元素;占人体重量1/1000以下,每人每日需要量在100mg以下者称为微量元素。现已提出有碘、铁、铜、锌、硒、氟、钴、铬、锰、钼、镍、钒、锡、硅等14种微量元素为人体所必需。随着研究的深入,这个数目还将增加。

十九世纪初,由于化学和医学的进步,人们开始知道微量元素在生物体内的存在和它们的作用。而近50年来,微量元素的研究取得了日益迅速的进展,是与一系列的技术进步分不开的。虽然,人们在认识微量元素与人体健康的关系方面已取得了许多进展,但我们对大多数微量元素在人体内的作用的认识还是初步的。

微量元素在体内的作用是多种多样的,它们主要通过形成结合蛋白(如血红蛋白,铜蓝蛋白等)、酶、激素和维生素等而起作用,其中尤其有更多的酶依靠与微量元素的松散结合而起作用。金属酶和金属酶复合物的发现明确地证明微量元素在酶促反应中起着关键性作用。微量元素参与激素形成的例子是碘,它是形成甲状腺的必需成分,而钴则是维生素B12必不可少的成分

引起人体微量元素缺乏的因素很多,大体可归纳如下:

(1)膳食和饮水中供应的微量元素不足 这主要发生于当土壤和水中缺乏某些微量元素(如碘、氟、硒等),因而造成粮食、蔬菜等食物和饮水也缺乏这些元素所致。如我国克山病流行地区居民的缺硒即属于此类。另外,食物越是精制,其所含的微量元素就越少,之也可造成膳食微量元素供应不足。微量元素不足亦见于摄食缺乏该元素的配方膳(如婴儿和病人)。

(2)膳食中微量元素的利用率降低 如有的地区(如伊郎),人们膳食中的维生素和植酸含量很高,从而影响锌的吸收与利用,以致发生侏儒症——一种锌缺乏病。又如胃肠道吸收不良时,也可影响膳食中微量元素的吸收与利用。

(3)需要量增加 微量元素摄入量虽能满足正常需要,但需要量因某种情况而增加时,亦可发生微量元素缺少,如迅速生长、妊娠、授乳、出汗过多以及创伤、烧伤与手术等。

(4)遗传性缺陷病 例如以X链隐性遗传的Menke卷发综合征能使人体铜代谢异常。又如一种遗传性家族疾病——肠闰性皮炎亦显示出严重的锌缺乏症状。

随着对微量元素了解的增加,它们在临床上的意义也正受到进一步的重视。

首先,由于对微量元素缺乏病研究的深入,使我们逐渐弄清了原来病因不明、防治不易的一些疾病的病因,从而给这些病的诊断、治疗和预防带来了新的前景。这在我国如与缺硒有密切关系的克山病,在伊郎如与缺锌有密切关系的侏儒症等。随着对铜的生理与系列化观察的深入,已看到铜能促进铁的吸收和利用,某些过去单纯补铁而不能治愈的贫血,现在同时给予铜可得到良好的效果。

其次,微量元素研究的进展正在使临床营养的内容丰富起来,成为临床治疗中越来越重要的组成部分。完全肠外与肠经营养现在的不仅要考虑传统规定的的营养素,还要考虑微量元素。尤其有些疾病,例如烧伤,在体蛋白分解代谢显著增加的同时,还引起补充包括锌在内的一引起元素。了解到锌在创伤愈合中的重要作用,补充这种元素的意义就更明显了。

7.2 碘在人体内的含量

占体重的0.0043/10000,远低于1/10000,确属于微量元素。

我国和埃及在古代荒漠知采用含碘丰富的海藻治疗甲状腺肿。1816年英国医生Prout开始直接用碘剂(碘酸钾)治疗甲状腺肿。1830年Prevost提出地方性甲状腺肿可能由于碘缺乏,并于1846年指出引起这种病的具体原因是由于当地饮水和空气中缺碘。1914~1915年Kendall分离出了甲状腺中含碘有效成分之一甲状腺素(thyroxine)。1917~1918年David Marine等通过补充碘有效地降低了甲状腺肿病流行区的发病率。

7.2.1 碘在人体内的分布和代谢

碘吸收迅速而完全,进入胃肠道的膳食碘1h内的大部分吸收,3h内完全吸收。进入循环后,碘离子就遍布于细胞外液,并且在一些组织中浓集,如肾脏,唾液腺、胃粘膜、泌乳的乳腺、脉络膜丛和甲状腺。但在这些组织中只有甲状腺能利用碘以合成甲状腺激素。

成人体内约含碘25~36mg,大部分(约15mg)集中在甲状腺内供合成甲状腺激素之用。

合成甲状腺激素的第一步是通过浓集机理将碘由血液移至甲状腺的滤胞细胞内。随即碘化物通过过氧化物酶的作用,使I-迅速氧化成I0,I0又立即与也被过氧化物酶激活的酷氨酸结合,生成一碘酪氨酸与二碘酪氨酸,然后这两种含碘酪氨酸(T3)。从碘的有机结合到耦合反应都发生于甲状腺球蛋白分子。这种蛋白质是大分子的糖蛋白(分子量=670,000),只在甲状腺中合成,含有120个酪氨酸残基,其中约有三分之二可被碘化。

以上碘参加T3和T4的合成代谢过程,在内环境稳定机制的调节下,T3和T4也进行分解代谢。T3和T4在肝、肾等组织中,在脱碘酶的催化下脱碘,所脱下的碘随即进入碘库,部分被重新利用,部分通过肾脏排出。此外,T3和T4不可在肝内形成甲状腺素葡萄糖酸酯和硫酸酯,随胆汁进入小肠由粪便排出。甲状腺素葡萄糖醛酸酯有一部分经葡萄糖醛酸酯水解酶水解。产生的T4在肠道中重新吸收进入血液。

体内的碘由尿、粪、乳汁等途径排出,其中有近90%随尿排出,近10%随粪便排出,其余极少量则随汗液和呼出气等排出。哺乳的妇女可从乳汁中排出一定量的碘(人乳中的含碘量约为7~14ug%)。授乳妇女易于发生甲状腺肿可能与此有关。

7.2.2 碘的生理功用

碘在人体内主要参加甲状腺素的生成,其生理功用也通过甲状腺素的生理作用显示出来。甲状腺素是人体重要激素,通过下述几方面的作用以促进和调节代谢和未成年者的生长和发育。

(1)在蛋白质、脂肪、糖代谢中,促进生物氧化并协调氧化磷酸化过程,调节能量的转换

体内蛋白质、脂肪、糖的最后代谢在细胞内的线粒体中,通过三羧酸循环的生物氧化以彻底释放能量。这些能量的一部分通过与氧化过程偶联的磷酸化过程储存在于三磷酸腺苷,以便提供肌肉活动、合成代谢、腺体分泌及神经活动等所需的自由的能源。另一部分则直接成为不用以作功的热。甲状腺激素在上述生物氧化和磷酸化的过程中起着两种作用:①促进三羧酸循环中的生物氧化;②协调生物氧化和磷酸化的偶联,调节能量的转换。因此,在甲状腺机能减退或甲状腺素的分泌减少时,可出现一系列因生物氧化减退、氧化磷酸化解偶联以及ATP供应不足而引起的症状。如基础代谢降低,体温降低,肌肉无力等。在甲状腺机能亢进或甲状腺激素分泌增加时,则出现一系列因生物氧化增加,氧化磷酸化以另一种方式出现解偶联,ATP仍然供应不足而引起的症状,如基础代谢增高、体温增高、怕热多汗、消瘦无力等。

(2)促进蛋白质合成、调节蛋白质合成和分解  甲状腺素有促进蛋白合成的作用。因此,对人体的生长发育有重要生理意义。而甲状腺素对蛋白质代谢的作用则首先因体内甲状腺素是否缺乏而不同,当体内缺乏甲状腺时,甲状腺素有促进蛋白质合成的作用;当体内不缺乏甲状腺素时,过多的甲状腺素反而引起蛋白质分解。其次还因蛋白质的摄入量而不同,当由膳食摄入的蛋白质不足时,甲状素促进蛋白质合成;当由膳食摄入蛋白质充足时,则甲状腺素促进蛋白质分解。因此,甲状腺素有调节蛋白质分解和合成的作用。

(3)促进糖和脂肪代谢在糖和脂肪代谢中,甲状腺素除能促进三羧酸循环中的生物氧化过程外,还有促进糖的吸收、加速肝糖原分解,促进周围组织对糖的利用、通过肾上腺促进脂肪的分解和氧化、调节血清中的胆固醇和磷脂的浓度等作用。因此,人体内糖和脂肪的代谢在甲状腺功能亢进时增强,减退时减弱。

(4)调节组织中的水盐的代谢甲状腺素有促进组织中水盐进入血液并从肾脏排出的作用,缺乏时引起组织内水盐潴留,在组织间隙出现含有大量粘蛋白的组织液,从而使皮肤发生一种称为粘液性水肿的特有症状。

(5)促进维生素的吸收和利用 甲状腺素能:①促进尼克酸的吸收和利用;②促进胡萝卜素转为维生素A的过程;③促进核黄素合成核黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。因此,甲状腺素对维生素代谢有促进作用。但在甲状腺素过多时,因其能引起代谢亢进而可使维生素A、B1、B2、B12和C的需要量增加。

(6)活化许多重要酶,促进物质代谢  甲状腺素活化一百种酶,包括细胞色素酶系、琥珀酸氧化系和碱性磷酸酶等。这些酶对促进生物氧化和物质代谢都有重要的作用。

(7)促进生长发育 甲状腺素能促进神经系统的发育、组织的发育和分化、蛋白质合成。这些作用在胚胎发育期和出生后的早期尤其重要。此时如缺乏甲状腺素,对脑的发育造成严重影响,使患者智力下降、聋哑、面容呆笨、骨骼和生殖系统发育障碍而发生呆小病。

7.2.3 碘的需要量和来源

根据不同的观察(包括流行病学观察、尿碘排出量、碘平衡研究、放射性碘进行代谢研究等),提出了每人每日碘的需要量:其量从44~75μg到100~200μg不等。由于地区和个体的因素能影响碘的需要量,例如不少食物如萝卜、甘兰属蔬菜、黄豆、花生、核桃、木薯、栗子等均含有可引起碘需要量增加的致甲状腺肿物质,由于不同地区膳食中致甲状腺肿物质含量不同,碘的需要量也各异。从而很难提出统一的适宜需要量。但作为一般标准,一些国家已提出作为参考的推荐数字。美国1980年的营养素供应量标准中,提出11~50岁以上男女均为每日150μg、孕妇175μg、乳母200μg。西德提出10岁以上包括少年、青年、成年、老年男女均为150μg,孕妇与乳母均为200μg,出生~12月婴儿50μg,1~9岁儿童100μg。

我国营养学会1988年所提出的营养供给量标准中,已将碘的需要量列出;其中建议成人每日的适宜需碘量为150μg,孕妇为175μg,儿童为70至120μg。

碘的来源:海盐和海产食品含碘丰富,是碘的良好来源。其他食品的的含碘量,则取决于土壤和水中的碘量。甲状腺流行地区的食物常低于非流行地区的同类食物。

表7-1  食物中碘的含量

食物 非甲状腺肿
流行地区
(μg·kg-1
甲状腺肿
流行地区
(μg·kg-1
食物 非甲状腺肿流行地区
(μg·kg-1
稻米 14 8 海带(干) 240,000
小麦 9 8 紫菜(干) 18,000
小米 8 6 发菜(干) 11,800
玉米 33 4 蚶(干) 2,400
大豆 15 9 蛏干 1,900
大白菜 98 干贝 1,200
菠菜 88 30 淡菜 1,200
鸡蛋 97 0.2 海参(干) 6,000
牛乳 28 —T 海蜇(干) 1,320
121 63 带鱼(鲜) 80
73 黄花鱼(鲜) 120

7.2.4碘缺乏

成人缺碘可引甲状腺肿,胎儿期和新生儿期缺碘可引起呆小病。由于这些病具有地区性特点(多流行于山区和半山区,亦有流行于个别平原地区),故称为地方性甲状腺肿和地方性呆小病等。

对地方性甲状腺肿和呆小病的预防,最简便有效的方法是在流行区采用碘化食盐,在食盐中加入碘化物或碘酸盐。食盐加碘量须根据碘的需要量,该地区居民能从食物和水中得到的碘量和每人每日食盐摄入量而定。一般可控制在1:20,000~1:50,000之间。在认真普及碘化食盐的地区,甲状腺肿发病率可迅速下降,呆小病往往不再出现。在不能有效地普及碘化食盐的甲状腺肿流行区,也可用碘化油以预防甲状腺肿,肌肉注射一次可使三年内不致发生碘缺乏。据泛美卫生组织(PAHO)推荐的一次注射剂量,年龄0~12个月为碘化油0.5ml,含碘量237.5mg。1~4.5岁碘化油1.0ml,含碘量475mg。为切实防止呆小病的发生,应特别注意防止妊娠妇女缺碘。

7.2.5 碘过量

碘摄入过量通常发生于摄入含碘高的海产品过多,以含碘高的水(某些深井和缺碘地区的地面水和井水)作为饮食用水,以及在治疗甲状腺肿等疾病中使用过量的碘剂等。摄入过多的碘可发生如下病症。

(1)碘性甲状腺肿:甲状腺轻度肿大,多呈弥漫型,硬度高于因缺碘引起的。我国河北和日本北海道沿海渔民都有因摄入因摄入过多含碘量高的海产品而发生甲状腺肿的,而在减少海藻的摄食量后,甲状腺肿即渐消散。我国也有因饮用含碘量高的深井水而引起高碘甲状腺肿者。临床上过量使用碘剂,亦可引起碘性甲状腺肿。

(2)碘性甲状腺毒症:碘剂一经使用于地方性甲状腺肿的防治,就发现它还有另一种作用——诱发甲状腺机能亢进。出现心率加速(常伴有早搏和房颤)、气短、急躁不安、失眠、腱反射亢进,手、舌、眼睑以到全身震颤,怕热多汗,代谢和食欲亢进等。因其常有眼球凸出,故亦称为凸眼性甲状腺肿。

根据国外观察,以碘化食盐作为地方性甲状腺肿的预防措施,虽然开始的4年内甲状腺机能亢进的发病率增高,但4年后即逐渐恢复至使用碘性甲状腺毒症的问题。因此,可以认为以碘剂预防地方性甲状腺肿至今仍是较适宜的办法。

7.3 铁

由于铁是血红素(heme)分子的组分,在氧和电子的输送中起着核心作用。因此,它对高级形式的生命是必需的,也是人体最重要的营养素之一。和其它微最元素相比,它对人的生命和健康具有更直接更敏感的影响。

由于缺铁性贫血对人类健康(特别是对于女青年和妊娠妇女)造成危害,所以很早就通过这种病的观察研究而认识到铁对健康的重要。我国古代劳动人民早就发现中药皂矾可以治疗‘血虚萎黄’,而皂矾的主要成分就是硫酸铁。1831年Blaud也已开始用二价铁治疗单纯性贫血。随着科学的发展,现在对铁在体内的代谢和功能已有较全面的了解。

7.3.1 人体内铁含量、分布和功用

体内含铁总随体重、血红蛋白浓度、性别而异。成年男子每公斤体重平均约含50mg,成年女子则为35mg。

体内的铁按其功能可分为必需与非必需两部分。必需部分占体内铁总量的70%,存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类(细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶)、辅助因子和运输铁中。非必需部分则作为体内的储备铁,主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在于肝、脾和骨髓中。铁的必需部分大体有85%分布在血红蛋白中,5%在肌红蛋白中,10%在全身各处细胞内血红酶类中,或天其它酶系统中起辅助因子的作用。有4mg作为运输铁而与血浆中的运铁蛋白相结合。

铁在体内的生理功用主要作为血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素等的组成部分而参与体内氧的运送和组织呼吸过程。血红蛋白能与氧可逆地结合,当血液流经氧分压较高的肺泡时,血红蛋白能与氧结合成氧合血红蛋白;而当血液经氧分压较低的组织时,氧合血红蛋白又离解而成血红蛋白和氧,从而完成把从肺泡关至组织的任务。肌红蛋白能在组织内储存氧,细胞色素能在细胞呼吸过程中起转运电子的作用。

7.3.2 铁的吸收

食物中的铁主要是三价铁,须在胃中经过胃酸的作用使之游离,并还原成二价铁后才能为肠粘膜所吸收。吸收部位主要在十二指肠和空肠。而胃、小肠下段和结肠只能吸收微量的铁。

膳食中铁的吸收率平均约为10%。但各种食物间有很大的差异,动物性食品铁的吸收率一般高于植物性食品,例如牛肉为22%、牛肝为14~16%、鱼肉为11%,而玉米、大米、大豆、小麦中的铁吸收率只有1~5%。所以,如果膳食中植物性食品较大时,铁的吸收率就可能不到10%。鸡蛋的铁的吸收率低于其它动物性食品,在10%以下。

食物中的铁可分为血红素铁和非血红素铁两类,它们以不同的机理被吸收。血红素铁主要存在于动物性食物,是与血红蛋白及肌红蛋白的原卟啉结合的铁。此种类型的铁不受植酸、磷酸等的影响而以原卟啉铁的形式直接被肠粘膜上皮细胞吸收,然后在粘膜细胞内分离出铁,并和脱铁运铁蛋白结合。其吸收率较非血红素铁高。其吸收过程不受其它膳食因素的干扰,吸收率一般是25%。另一类则为非血红素铁,主要存在于植物性食物中,其吸收常可受到膳食因素(如食物中所含的植酸盐,草酸盐、碳酸盐、磷酸盐的干扰。吸收率很低。约为3%。

食物中有些成分,如维生素C、胱氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、葡萄糖、果糖、柠檬酸、琥珀酸、脂肪酸、肌苷、山梨酸等能与铁螯合成小分子可溶性单体,阻止铁的沉淀,因而有利于铁的吸收。

维生素C除了能与铁螯合以促进铁的吸收外,它作为还原性物质,在肠道内将三价铁还原为二价铁而促进铁的吸收。必须指出,维生素C应与含铁的膳食同时摄入,才能促进膳食中的铁的吸收。铁剂和燕麦粥共食时,同时摄入25mg维生素C,可使铁的吸收率增加2倍。

肉、禽、鱼类食物中有一种叫“内因子”的物质,能显著地促进非血红素铁的吸收。据试验摄入含硫酸亚铁的烤面包卷的同时,摄入肉类可使面包中的硫酸亚铁的吸收率提高2倍以上,但迄今并未确知内因子的化学构造。

食物中另有一些成分可妨碍铁吸收,如茶叶所含的鞣酸在肠内与铁形成难溶性的复合物,以致妨碍铁吸收。

铁的吸收也受体内铁的需要程度的影响,如缺铁时,患血色病时,妊娠的后半期和红细胞生成作用受刺激时,铁的吸收增加;而铁负荷过量和红细胞生成抑制时则吸收减少。

关于小肠粘膜如何根据体内铁的需要来调节其吸收的机理,几十年来“粘膜阻塞论”一直在文献中占优势。现已发现这种把铁蛋白看成是在吸收中起决定性介导作用的理论与某些事实有矛盾,不能完全说明问题。最近已提出,决定是否吸收铁的信号是在粘膜细胞内产生的,其机理包括如下的假说:①在绒毛基底部腺窝中生成的柱状细胞含有不同量的由运铁蛋白转来的铁;②这种细胞内铁储备的多少,在一定范围内可调节从肠道进入细胞内的铁;③细胞内的铁可根据需要进入体内或留在细胞内来限制的吸收。相反,有铁负荷的人,生成的粘膜细胞有丰富的铁,于是吸收受到限制。而当细胞脱落时,细胞的铁就被排出。

7.3.3 铁在体内的运输

血浆中,铁是被结合在运铁蛋白上运输的。

运铁蛋白是一种在肝内生成的β1-球蛋白,分子量为86000,生物半衰期为8~10,在血流里有运载铁的作用。正常人体内约有运铁蛋白7~15g,它大体等量地分布于血管内和血管外,在未和铁结合时,为脱铁运铁蛋白,在和铁结合后成为铁饱和运铁蛋白。然后把铁运送至骨髓用于血红蛋白合成,或运至网状内皮细胞储存起来,或运送至各种供含铁酶合成所需。如在孕妇,并运送至各种细胞供含铁酶合成所需。如在孕妇,并运送至胎盘供胎儿所需。

运铁蛋白有两个结合铁的部位,每个部位能结合1个三价铁原子。

人体正常血浆中的运铁蛋白的平均含量为215~350mg·100ml-1。但对血浆中运铁蛋白的情况,通常以总铁结合力来表示,其量大约为300~450μg·100ml-1。血浆铁的含量(男性为90~180μg·100ml-1,女性为70~100μg·100ml-1)只足以饱和运铁蛋白的铁结合部位的三分之一,其余的三分之二代表潜在的或不饱和的总铁结合力。

虽然只有3~4mg和运铁蛋白结合的铁在循环中。但铁的转换是迅速的,每天运送的铁约70~90%运至骨髓。在那里转移至发育中的红细胞,供合成血色素之用。其余的铁除小部分供肌红蛋白和细胞内含铁酶合成所需外,多半的运至肝脾等器官的网状内皮细胞和肝实质细胞进行交换和储存。

血浆铁每天转换的量叫做血浆铁的转换率,可相当准确地测定出来。其方法是在静脉内注射微量放射性铁(柠檬酸59铁或氯化59铁),对放射性的消失追踪2~3h,找出放射性消减至开始时的一半所需的时间(即T1/2)。正常人为60~120min,缺铁的或红细胞生成加速的病人放射性的消失加速,而有血红素合成不全的病人放射性消失减慢,用T1/2和血浆铁含量可从下式算出血浆铁转换率(PITR)。

PITR(mg·d-1)=0.693*血浆铁(μg·ml-1)*血浆量(ml)*24、59铁T1/2

正常的PITR值范围为25~40gm·d-1。当红细胞生成受到刺激时,PITR增加,而当红细胞生成受到抑制时PITR减少。而在缺铁时,T1/2缩短,血浆铁值降低,PITR通常正常。

血清总铁结合力的改变和血浆铁含量是各种疾病的诊断指标。在缺换时,在妊娠最后的三个月中,血清总铁结合力增加。而在感染、蛋白营养不良、各种类型的铁过度负荷9如血色病、含铁血黄素沉积症等),各种丢失蛋白质的疾病(如肾病等)时,血清总铁结合力降低。血浆铁的含量代表利用或储存铁的脏器从血液取得的铁与通过吸收、红细胞溶解和从储存部位移出而进入血液的铁之间的平衡。因此,在缺铁的病人、在红细胞生成加速、或在网状内皮细胞铁的释放受损的炎症时,血浆铁降低;而在铁负荷过度,红细胞溶解和红细胞生成速率降低等情况时,血浆铁增高。

7.3.4 铁的利用、储存和排出

人体内的铁约有30%以铁蛋白和含铁血黄素的形式的存在于肝、脾和骨髓中,约有70%掺入血红蛋白、肌红蛋白等的合成而发挥各自的生理功用。在正常情况下,储存铁的量变动不大,每天吸收的铁主要用于血红素的合成,以补偿每天体内因红细胞破坏而降解的血红素。

正常人每天大概要用20~25mg的铁来合成血红蛋白。这可根据红细胞更新时间进行计算。一个血量为5000ml而每100ml血含血红蛋白15g的人有750g循环的血红蛋白,或750*0.34=2.55g循环的血红蛋白铁(血红蛋白的含铁量为0.34%)。由于红细胞的正常生存期为120天,为更新分解代谢的血红素,每天将需要2.55g/120=0.21g,即21mg的铁。这也可通过静脉内注射示踪剂量的放射性铁来测定。即每24h血浆铁转换率的毫克数乘以循环中血红蛋白放射活性达到注射量最大值的百分数,就可得出每天用于生成血红蛋白的铁量。例如,血浆铁转换率为35mg·d-1,所注射的性铁掺入血红蛋白的最大值为80%。则每天有24mg铁(35mg*80%)用于血红蛋白的合成。

铁用以合成血红素的部位主要在骨髓。血浆铁进入骨髓幼稚红细胞的线粒体,经过铁结合酶的作用与原卟啉IX合成血红素。

超过需要量的铁主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式储存于肝实质细胞、骨髓、肝和脾的网状内皮细胞中。铁蛋白的组成为周围有一个由24个化学上一样的蛋白质亚基组成的外壳,中心为一个三价铁羧基磷酸盐的胶态分子团。其中所含的铁量不等,完全为铁所充满的铁蛋白分子的分子量为900000,每分子约含有50000个三价铁原子,足以生成1250个血细蛋白分子。

在正常情况下,储存铁和血循环的铁交换量不多。当需要铁时,铁蛋白和含铁血黄素中的铁都可动员出来合成血红蛋白。

测定人体正常的铁储存量是困难的,从目前的资料估计,成年男子约为500~1500mg,成年妇女约为300~1000mg。

体内铁不足或过多可从血清铁、总铁结合力、血清铁蛋白和骨髓抽出物中的可染铁等的量估计出来。

动物实验显示,含铁酶对储存铁的缺乏是敏感的。从人体白细胞和颊粘膜的研究看出,甚至在较轻的贫血中,细胞色素氧化酶也近于耗竭。

身体排出铁的能力有限,估计成年男妇平均每天铁的排出量约为0.90~1.05mg。各种途径的排出量粗略分布如下:从胃肠道外渗红细胞0.35mg,从胃肠道粘膜0.10mg,从胆汁0.20mg,从尿0.08mg,从皮肤0.20mg,总共0.93mg。

铁储备增加的人,其铁丢失超过正常的量。有蛋白尿、血尿、血红蛋白和含铁血黄素尿的病人,尿铁排出量显著增加。

7.3.5 需要量和来源

成人铁的排出量已如上述约为1mg·d-1,考虑到膳食中铁的吸收率只有10%,而在膳食中植物性比率较大时,铁的吸收率甚至不足10%,因此成人膳食的供应量应当为10mg或高于10mg。

在生长期内,除维持铁的正常代谢外,还要满足身体的增长和循环中血红蛋白量的增加所需的铁。因此,此时铁需要量显著较高,对用于生长的每天所需的铁按我国男女体重增长可粗略估计如表7-2。

因月经失血而引起的失铁量,95%的妇女平均每天低于1.4mg,在瑞典一次广泛的研究,结果为平均每天0.6~0.7mg。在我国何志谦等对38名妇女的调查结果为平均每天0.7mg。

妊娠的授乳也使铁的需要量增加。在整个正常妊娠的授服过程中,铁的消耗量大体为:母体给胎儿的铁为200~370mg,胎盘和脐带中的铁为30~170mg,分娩出血所失去的铁为90~310mg,授乳6个月所消耗的铁为100~180mg,总共420~1030mg。所以,在妊娠9个月和授服6个月中,母体平均每天消耗铁1~2.5mg。

表7-2 用于生长的每天所需的铁

男性 女性
出生后体重增加数(成年体重-出生体重)(kg) 55 50
每公斤体重正常含铁量(mg) 50 35
所增加的全部体重中所含的铁(mg) 2750 1750
生长年数 20 15
估计生长所需的铁量(mg)平均每年 137.5 116.7
平均每天 0.38 0.32

因此,在拟订营养素供给量标准时,应当考虑到生长、月经和妊娠所增加的铁需要量。

我国营养学会1988年修订的标准中,每日膳食中铁的供应量为:初生~12个月婴儿10mg,1岁以上不足10岁的儿童为10mg,10岁以上不足13岁的儿童为12mg,13岁以上至不足18岁的少年男子为15mg,少年女子为18mg,18~40岁成年男子为12mg、成年女子为18mg、孕妇和乳母为20mg。

关于铁的来源,动物性食品如肝脏、瘦猪网、牛羊肉不仅含铁丰富而且吸收率很高,但鸡蛋和牛乳的铁吸收率低。植物性食物中则以黄豆和小油菜、太古菜(塔棵菜)、芹菜、水芹菜、鸡毛菜、萝卜缨、荠菜、毛豆等铁的含量较高,其中黄豆的铁不仅含量较高且吸收率也较高,是铁的良好来源。

用铁质烹调用具烹调食物可显著增加膳食中铁含量,用铝和不锈钢取代铁的烹调用具就会使膳食中铁的含量减少。

7.3.6 铁缺乏和铁中毒

(1)铁缺乏 铁缺乏常见于4个月以上的婴儿和儿童,据1980年我国部分省市普查,7岁以下儿童贫血患病率高达57.6%,尤其1~3岁的幼儿最高,其主要原因就是缺铁。婴幼儿和儿童生长迅速,对铁的需要量很大,而乳中所含的铁往往不能满足需要,尤其是用牛乳和米粉等人工喂养的婴儿,因牛乳和米粉中铁的吸收率显著低于母乳,更容易发生铁找缺乏。通常在妊娠的最后三个月,母体每天约向胎儿运送3~~4mg的铁,一方面供生长所需,一方面增加胎儿体内铁的储备。由于早产婴儿体内的铁储备明显少于足月婴儿,因此,比足月婴儿更容易发生铁的缺乏。

铁缺乏还常见于青年妇女和妊娠妇女,月经失血和妊娠引起铁的需要量增加而摄入量未及相应提高,是导致缺铁的主要原因。

各种显性和隐性出血,如创伤、痔疮、消化性溃疡、肠道寄生虫(特别是钩虫病)等疾病中的出血,也是引起缺铁的重要原因。成年男子和停经妇女发生铁缺乏症,除非证明有其它原因,一般应考虑到由于这些疾病引起。

铁缺乏还发生于铁吸收不良。一是膳食因素的吸收不良,当膳食中谷类食品所占比率很大而肉类食品很少时,铁的吸收率很低。二是肠道的吸收良,如吸收不良综合征和慢性腹泻等。

铁的生理功能主要为用于血红蛋白的合成,因此,缺铁时主要表现为血中血红蛋白减少。

关于缺铁性贫血的临床表现等将在十七章中,专题阐述,此处不作叙述。

血红蛋白合成减少,引起缺铁性贫血,仅仅是缺铁对身体的影响之一。缺铁还可对人体的其它系统产生影响。如神经系统缺铁,可能通过损害参加神经传导找单胺的代谢而使儿童出现智力降低和行为障碍。肌肉缺铁,可能使肌肉代谢特别是α-甘油磷酸脱氢酶活力异常,从而使肌肉活动能力降低,已观察到非贫血的慢性疲劳的妇女给予铁剂后有良好的反应。由此可见,铁缺乏可能对一系列组织代谢产生影响,从而引起某些组织的机能失调。现在,对缺铁和 传染病免疫之间可能的关系已予以更多的注意。

对于铁缺乏的预防可采取下述措施:

① 在发展生产的基础上,改进膳食组成,增加含铁丰富及其吸收较高的食品,如肉类和大豆类食品。

②增加膳食中的维生素C,并使与含铁食物同时摄入,以提高膳食中铁的吸收与利用。

③在有关部门的统一安排下,合理地有计划地发展铁强化食品,尤其是婴儿食品。如铁强化的乳粉和代乳糕等。使用铁质烹调用具对膳食起着一定程度强化铁的作用。

④针对铁的丢失原因,积极防治各种引起显性和隐性出血的疾病(如钩虫病的防治)。

(2)铁中毒 铁中毒可分为急性和慢性,急性中毒常见于过量误服铁剂,尤其常见于儿童。主要症状为消化血道出血,死亡率很高。慢性铁中毒或称负荷过多,可发生于消化道吸收的铁过多和肠外输入过多的铁。这里所说的消化道铁吸收过多只发生于:①长期过量服用铁剂;②长期大量摄入含铁量异常高的特殊食品(如非洲斑图人用铁 质器血制备的洒含铁量高达4mg·100ml-1);③慢性酒精中毒和六脉性肝硬化,因其均可使铁的吸收增加;④原发性血色病,因遗传缺陷而使小肠吸收过多的铁。在正常情况下,即使膳食铁含量很丰富,亦不致达到引起慢性中毒的水平。肠外输入过多的铁,通常由多次大量输血引起。

吸收的过量的铁,多半以含铁血黄素沉着于网状内皮细胞或某些组织的实质细胞。通常将铁储备增加而不伴有组织损害时,称为含铁血黄素沉积症;而将出现组织损害,特别在肝脏中有铁的大量增加时,称为血色病。血色病的主要症状有肝硬化、糖尿、皮肤高度色素沉着、以房性心律不齐为前导的心力衰竭等。

铁中毒的预防:急性中毒主要发生于儿童,或出于自己误服,将包装美观的糖衣或糖浆铁剂当糖吃,或出于家长缺乏医学常识,认为铁剂是“补药”而超过规定剂量服用。因此对于铁剂的使用,药瓶标签上应有明确交待,医生也要加强医药常识宣传,说明乱吃铁剂的危险性。家庭中的铁剂应放好以好免误服。对于慢性铁中毒的预防主要为:①防止长期过量服用铁剂;②防止慢性酒精中毒。至于因肝硬化引起的慢性铁中毒,或因某疾病而必须反复大量输血而引起的慢性铁中毒,则应着眼于原发疾病的防治。

7.4 铜

铜是大多数动物的组成成分和必需的营养素。铜缺乏可导致生长和代谢的紊乱。一个多世纪以来,已知铜是呼吸色素的必需成分,并在越来越多的蛋白质和酶中检测到。1847年Harless就指出软体动物内的铜具有重要作用。1878年Frederig首先从章鱼血内蛋白质复合物中将铜分离出来,并称这种含铜蛋白质为铜兰蛋白(hemocyanin)。1928年Hart报告铜为哺乳动物的必需元素。大约与此同时,在家养的动物中确认出现铜缺乏病——背部凹陷和腹泻。1984年报告了营养不良婴儿的铜缺乏症。以后,一些研究工作者又叙述了各种情况的铜缺乏症。于是铜对健康的意义受到越来越多的重视。

7.4.1 铜在人体内的分布和代谢

正常人体内的含铜总量约为100~150mg,其中约50~70%在肌肉和骨骼中,20%在肝脏中,5~10%在血液中。少量存在于铜酶中。各器官组织中的铜浓度,以肝肾、心、头发和脑中最高;脾、肺、肌肉、骨次之;脑垂体、甲状腺和胸腺最低。

正常人全血铜含量约为100μg%。在红细胞和血浆之间的分布大体相等。正常人血清铜浓度稳定,不受年龄、性别、月经部位主要在胃和小肠上部。吸收后运送至肝脏、骨髓等处,用以合成血浆铜蓝蛋白及铜酶,参与血红素及细胞色素的合成。肝脏在铜的代谢和内环境稳定中起着核心的作用。

正常人每日通过粪、尿、汗等各种途径约排出1~3.6mg的铜,其中约80%通过胆汁排出,其次则通过小肠粘膜。随尿排出的铜其量微,通常每24h少于30μg。

7.4.2 铜的生理功用

铜吸收后,经血液送至肝脏及全身,除一部分以铜蛋白形式储存于肝脏外,其余或在肝内合成血浆铜蓝蛋白,或在各组织内合成细胞色素氧化酶、过氧化物歧化酶、酪氨酸酶等。这些铜蛋白和铜酶在人体内起着下述种种重要生理作用。

(1)维护正常的造血机能 铜至少在以下两方面维护正常的造血机能:①促进铁的吸收和运输。当血浆铜蓝蛋白浓度降低时,自小肠和自组织与肝脏的储备铁输送至血浆的铁减少。显然,铜蓝蛋白催化二阶铁氧化成三铁对于生成运铁蛋白有重要作用;②铜蓝蛋白(可能还有细胞色素氧化酶)能促进血红素和血红蛋白的合成。所以,铜缺乏时可影响血红蛋白的合成,产生寿命短促的异常红细胞。

(2)维护骨骼、血管和皮肤的正常  铜酶赖氨酰氧化酶促进骨骼、血管和皮肤胶原和弹性蛋白的交联。缺铜时骨骼结构疏松易碎,发育停止,心脏、主动脉和大血管中弹性蛋白含量降低,组织张力降低从而易于发生动脉瘤和血管破裂。皮肤也由于胶原和弹性蛋白含量降低而发生相应的病变。

(3)维护中枢神经系统的健康含铜的细胞色素氧化酶能促进髓鞘的形成和维持,多巴胺β羧化酶、酪氨酸酶则与儿荼酚胺的生物合成有关。已报告缺铜可导致脑组织萎缩,灰质和白质变性,神经原减少,精神发育停滞,嗜睡,运动障碍等。

(4)保护毛发正常的色素和结构  铜酶酪氨酸酶能催化酪氨酸转为多巴(dopa,即3,4二羧苯丙氨酸),并进而转为黑色素。缺铜时,黑色素生成障碍,结果毛发脱色。铜酶硫氢基氧化酶具有维护毛发结构正常及防止角化的作用,缺铜时硫氢基氧化酶缺乏,结果毛发角化,出现具有钢丝样头发的卷发症。

(5)保护机体细胞免受超氧离子的毒害 心、肝、脑、骨髓中有一些细胞铜蛋白(cytocuprein),包括脑铜蛋白(cerebrocuprein)、红细胞铜蛋白(erythrocuprein)和肝铜蛋白(hepatocuprein)等具有超氧物歧化酶的活力,因而称为超氧歧化酶。它们催化超氧离子成为氧和过氧化氢,从而保护活细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害(这种超氧离子是分子氧氧化体内某些底物时产生的)。所以超氧物歧化酶是保护需氧生物细胞赖以生存的必要酶。

除了上述生理作用外,铜对胆固醇代谢、心肌细胞氧化代谢、机体防御机能、激素分泌等许多生理、生化和病理生理过程也有影响。

7.4.3 铜的需要量和来源

虽然,1928年就已提出铜为哺乳动物所必需,但直到70年代,铜才正式有供给量标准。由于对铜的代谢、生理和营养作用的了解还很初步,因此,现在所提出的需要量初步建议。世界卫生组织已提出每天每公斤体重的铜需要量婴幼儿为80μg,较大的儿童为40μg,成人为30μg。美国提出成人铜的RDA为2~3mg。

对于长期接受肠外营养的病人,推荐输注液中每天每公斤体重加入20~30μg的铜。

铜广泛分布于各种食物,如谷类、豆类、硬果、肝、肾、贝类等都是含铜丰富的食物。通常成人每天可从膳食中得到2.5~5mg的铜,能充分满足需要量。

牛乳含铜量很低,约为0.015~0.18mg·L-1。人乳含铜量高于牛乳,但随着哺乳期延长含量逐渐降低(例如从哺乳初期的1.05mg·L-1降低至哺乳末期的0.15 mg·L-1)。因此,在以牛乳进行全人工喂养间或在母乳喂养的后期,应当注意铜的补充。

7.4.4 铜缺乏病、先天性铜代谢障碍疾病和铜中毒

(1)铜缺乏病 人体明显的铜缺乏病首先报告于1964年,发现于蛋白质-能量营养不良的婴儿,以后又报告了许多病例。

人们一般都能从膳食中得到满足需要量的铜,通常不致发生缺乏。铜的缺乏病主要发生于以下几种情况:①早产儿;②全面营养不良和长期腹泻;③伴有小肠吸收不良的病变;④长期完全肠外营养的病人;⑤长期使用螯合剂。

足月婴儿肝中铜储备通常足够供应婴儿4~6个月,如开始进食乳以外含铜丰富的食品,也不致发生铜缺乏。但婴儿肝中的铜储备主要是在妊娠最后三个月积聚的,所以早产儿的铜储备非常不足。此时,如采用牛乳人工喂养(牛乳含铜远低于人乳),就容易发生铜缺乏。早产儿的铜缺乏病通常在出生2~3个月时发生。铜缺乏病的特征是骨质疏松症,嗜中性白细胞减少症,贫血(这种贫血开始是血红蛋白过少性的。而后正常母细胞中的铁代谢受干扰,并有红细胞生成障碍。骨髓检验可见铁的大量沉着,而用铁治疗无满意效果、皮肤和毛发脱色,张力减退,精神性运动障碍(psychomotor  retardation)。血清铜和血浆铜蓝蛋白浓度、血浆铁清除率和红细胞铁吸收降低。而此时如单独给予铜。这种缺铜综合症的种种症状都可消失。

上述铜缺乏症亦可发生于胃肠功能失调或全人工喂养而不补充铜的早产婴儿。

铜缺乏病亦见于完全肠外营养而不补充铜的成人。1974年Vilter报告了1例成人铜缺乏病,在2个半月中每天只得铜0.1mg,结果出现体重减轻、嗜中性白细胞减少症和贫血。其血浆铜为20μg%,而铜蛋白测不到。经给铜每天1mg共7天,这些症状就很快消除。

在秘鲁已报告蛋白质-能量营养不良的婴儿发生了难治的贫血和中性白细胞减少症。后来发现了铜缺乏症的生化证据,于改变饮食后,许多病人的症状就消除了。但有些人仍需铜剂治疗。

铜缺乏病还继发于慢性小肠吸收不良、给螯合剂或锌剂之后。锌和铜互相吸收。在动物,锌摄入量高时可引起铜缺乏病,特别是铜的摄入量处于缺乏边缘时。在人体曾报告因缺乏锌而患肠病型肢皮炎的婴儿。每到接受300mg的锌,三周后发生了铜缺乏病。

上述几种原因引起的铜缺乏病均可用铜剂治疗。婴儿营养性缺乏病用1%硫酸铜口服,剂量为每天2~3mg的硫酸铜,即可得到良好疗效。对完全肠外营养病人,通过输液使婴儿每天每公斤体重得到20~30μg的铜,成人每天总共得到0.5~1.0mg的铜,即可防止病人血浆铜下降,并可治愈病人的铜缺乏病。

(2)先天性铜代谢障碍疾病以下两种铜代谢异常疾病的发生,并非由于膳食有缺铜或消化道疾病引起的铜的吸收不良等后天的原因,而是由于先天性的铜代谢障碍。

① 肝豆状核变性(Wildon病)这是一种常染色体隐性遗传的铜的代谢障碍所引起的少见疾病,1912年首先由Wilson报告,我国先后约已有50例报告。

本病起因是由于先天性的铜代谢障碍,用放射性铜研究表明,肝豆类核变性者铜吸收增加,达56%。而同时肝脏合成铜蓝蛋白远少于正常,从胆汁排出铜的过程发生障碍,于是引起大量铜在肝内沉着,肝铜浓度可达正常人的20~50倍以上。肝内铜沉着超过肝脏铜结合力时,血浆游离铜(非铜蓝蛋白结合铜)就上升至正常的5~10倍,这就导致铜在肝、脑、角、膜、肾等器官组织中沉着,造成危害。

肝豆状核变性的症状是肝硬化,大脑豆状核区功能不全的神经性异常,共济失调,肢体震颤,角膜Kayser-Fleischer环(角膜外缘呈棕色或灰绿色的环),皮肤色素沉着,与低磷酸盐血症及低磷酸盐血症及低尿酸血症一起出现的以氨基酸尿、磷酸盐尿、尿酸尿为特点的肾异常。血清铜浓度通常降低,尿铜排出量显著增加,铜蓝蛋白浓度一般下降,白细胞色素氧化酶活力下降。

本病治疗原则是消除身体组织中过量的铜,并防止铜在各器官组织继续沉积。为此应尽量减少铜的摄入和促进铜的排出。为促进铜的排出可使用能随尿排出的各种铜螯合剂,其中D青霉胺有良好的临床效果。

②Menke综合征 亦称Menke卷发综合征或Menke钢丝样发综合剂,是另一种先天性铜代谢异常的疾病。它以X链急性遗传。

患者血液、肝脏、大脑中铜含量减少,组织中铜酶(如细胞色素氧化酶、结缔组织胺氧休酶、多巴胺β-羧化酶和酪氨酸酶)的活力减退,可能是上述病奕的基础。

上述病变的基本原因,可能是铜从小肠粘膜细胞运入血液和肝脏中的铜含量却减少。最近,进行Menke病患者皮肤的纤维母细胞培养,表明其铜含量增加。因此,细胞输送的异常看来不限于小肠粘膜细胞。

铜盐(如硫酸铜)对本病有良好的疗效,使血清铜浓度迅速恢复,血浆铜蓝蛋白浓度渐趋正常,一般情况逐渐好转而康复。

(3)铜中毒

①急性铜中毒饮用与铜容器或铜管道长时间接解的酸性饮料(包括碳酸水、柠檬柑桔类果汁等)可引起轻度急性铜中毒,出现恶心、呕吐、上腹部痛、腹泻等胃肠刺激症状和头痛、眩晕、虚弱和金属味等神经症状。

②慢性铜中毒慢性铜中毒已见于某些动物。每天给山羊喂1.5g硫酸铜,经30~80天可引起慢性中毒。出现迟钝、抑郁、厌食、黄疸等状。解剖可见肝硬化及肾脏充血,此时肝肾中铜含量显著增加。但人体除上述肝豆状核变性中有慢性铜中毒外,几乎见不到其它慢性铜中毒的征象。长期吃大量牡蛎等贝类、肝脏、蘑菇、硬果和巧克力等含铜量高的食品者,他们的铜摄入量可较正常的每天摄入量(2~5mg)高10倍以上,但从未发现慢性铜中毒的证据。

7.4.5 一些疾病中的铜的代谢异常

下列疾病可引起血清铜浓度增高:病毒和细菌感染、类风湿关节炎、风湿热、红斑性狼疮、多发性硬化、心肌梗塞、严重的甲状腺毒症、急性和慢性肝病、急性和慢性白血病、各种肿瘤(如白血病、支气管肺癌、鳞状上皮细胞癌、膀胱癌、淋巴瘤等)、血色病、门脉或胆汁性的肝硬化、精神分裂症、缺铁性贫血、再生障碍性贫血、溶血性贫血、出血性贫血、恶性贫血、镰状细胞性贫血等。

淋巴瘤患者(包括何杰金病)血铜在治疗前升高,经有效治疗后降低,缓解者可达正常值,再升高常为复发之先兆。

精神病患者清铜均有显著增高,新发病例高于多年患者。

输入雌激素、甲状腺激素、垂体激素及进行外科手术等亦可引起血铜升高。

在下列疾病中血清铜浓度降低:粘液性水肿、恶性营养不良(Kwashiorkor)、口炎 性腹泻、粥样泻(coliac disease)、自发性低蛋白血症。

在下列疾病中血清铜/锌比值明显增大:支气管癌、白血病、何杰金病、肉瘤、结性淋巴瘤肺结核、弥漫性淋巴瘤、皮肤病、赘生物、胰腺疾病、神经系统疾病、缺铁性贫血、镰状细胞性贫血。这在诊断上有参考价值。

膳食和体内肝脏中锌/铜比值增大是引起心血管病的因素。由于血清或血浆中的锌/铜比值并不反映肝脏锌/铜比值,已做了对红细胞超氧物酶活力的测定,初步数据表明这是一个可用来从侧面了解肝脏锌/铜比值的方法。

7.5 锌

三千多年前古埃及人就开始用一种锌制剂——卡拉明来治疗皮肤病。当然那时并不知道锌元素,锌是中国科学家宋应星首先发现的,并于1637年在其名著“天工开物”中述及了锌的制法等,以后随着化学的发展,1750~1850年人们已开始用氧化锌和硫化锌来治病。1869年Raulin发现锌存在于生活机体中,并为生活机体所必需。1963年报告了人体的锌缺乏病,于是锌开始列为人体必需营养素。

7.5.1 锌在人体内的分布和代谢

成人体内含锌约2~3g,存在于所有组织中,3~5%在白细胞中,其余在血浆中。血液中的锌浓度全血约为900μg·100ml-1,红细胞约为1400μg·100ml-1,白细胞含锌量约为红细胞的25倍,血浆和血清中的锌浓度约为100~140μg%(血清锌稍高于血浆锌,约高出5~15μg·100ml-1)。

头发含锌量约为125~250μg·g-1,其量可反映人体锌的营养状况。陈志祥曾报告上海和南京成年男性发锌含量分别为179±38μg·g-1和197±μg·g-1,成年女性发锌含量分别为191±47μg·g-1和209±62μg·g-1。

锌主要在小肠内吸收,先来自胰脏的一种小分子量的能与锌结合的配结合的配体结合,进入小肠粘膜,然后和血浆中的白蛋白或运铁蛋白结合,随血流进入门脉循环。

人们平均每天从膳食中摄入约10~15mg的锌,吸收率一般为20~30%。

锌的吸收率可因食物中的含磷化合物植酸而下降,因植酸与锌生成不易溶解的植酸锌复合物而降低锌的吸收率。植酸锌还可与钙进一步生成更不易溶解的植酸锌的-钙复合物,使锌的吸收率进一步下降。

纤维素亦可影响锌的吸收,植物性食物锌的吸收率低于动物性食物,这与其含有维生素和植酸有关。

锌的吸收率还部分地决定于锌的营养状况。体内锌缺乏时,吸收率增高。

吸收的锌,经代谢后主要通过胰脏的分泌而由肠道排出,只有小部分(每天约0.5mg)糖尿排出,其量比较稳定,显然不受年龄、性别、摄入量和尿量的影响。

汗中亦含有锌,一般约为1mg·L-1,在无明显出汗时,每天随汗丢失的锌量很少,但在大量出汗时,据测定一天随汗丢失的锌可高达4mg。

大鼠的研究表明,锌与铁相反,体内储备不易动员。因此,特别需要有规律的外源补充,尤其是在生长期。

7.5.2 锌的生理功用

(1)参加人体内许多金属酶的组成 锌是人机体中200多种酶的组成部分,在按功能划分的六大酶类(氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类)中,每一类中均有含锌酶。人体内重要的含锌酶有碳酸酐酶、胰羧肽酶、DNA聚合酶、醛脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶、丙酮酸氧化酶等。它们在组织呼吸以及蛋白质、脂肪、糖和核酸等的代谢中有重要作用。

催化CO2+H2O→H2CO3反应的碳酸酐酶以足够的速率消除CO2而维持生命。因此,这种酶可使人免于CO2中毒,没有这种酶就不能以足够的速率消除CO2而维持生命。因此,这种酶对于CO2输送的重要性有如红细胞对氧的输送。在人体红细胞中,每mol的碳酸酐酶都含有1g原子的锌。已证明在正常的病理条件下,红细胞中锌的含量与碳酸酐酶活力之间存在相关。

来自胰液的羧肽酶A和B,每mol蛋白质都含有1g原子的锌,锌原子对这些酶的催化作用是必需的。在试管内羧肽酶的锌可被其它金属如钴、锰、镍、铁、镉、汞和铅所取代,结果显著改变了催化作用和基质的特异性。羧肽酶A和B两者均随胰液进入肠道,参加蛋白质水解。

其它含锌酶,如碱性磷酸酶,乳酸脱氢酶、丙酮酸羧化酶、苹果酸脱氢酶在蛋白质、脂肪、糖的代谢中都有重要的作用。

(2)促进机体的生长发育和组织再生 锌是调节基因表达即调节DNA复制、转译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分,因此,缺锌动物的突出的症状是生长、蛋白质合成、DNA和RNA代谢等发生障碍。在人体,缺锌儿童的生长发生到严重影响而出现缺锌性侏儒症。不论成人或儿童缺锌都能使创伤的组织愈合困难。锌不仅对于蛋白质和核酸的合成而且对于细胞的生长、分裂和分化的各个过程都是必需的。因此,锌对于正处于生长发育旺盛期的婴儿、儿童和青少年,对于组织创伤的患者,是更加重要的营养素。

锌对于胎儿的生长发育很重要。妊娠期间甚至短时期缺锌,也可使大鼠的后代发生先天性畸形。包括骨骼、大脑、心脏、眼、胃肠道和肺。胎儿的死亡率也增加。

(3)促进食欲 动物和人缺锌时,出现食欲缺乏。口服组氨酸以造成人工缺锌时(组氨酸可夺取体内结合于白蛋白的锌,使之从尿中排出,引起体内缺锌),也可引起食欲显著减退。这都证明锌维持正常食欲中的作用。

(4)锌缺乏对味觉系统有不良的影响,导致味觉迟钝。锌可能通过参加构成一种含锌蛋白-唾液蛋白对味觉及食欲起促进作用。

(5)促进性器官和性机能的正常 缺锌大鼠前列腺和精囊发育不全,精子之减少,给锌后可使之恢复。已发生睾丸退变者则不能恢复。在人体,缺锌使性成熟推迟,性器官发育不全,性机能降低,精子减少,第二性征发育不全,月经不正常或停止,如及时给锌治疗。这些症状都好转或消失。

(6)保护皮肤健康 动物和人都可因缺锌而影响皮肤健康,出现皮肤粗糙、干燥等现象。在组织学上可见上皮角化和食道的类角化(这可能部分地与硫和粘多糖代谢异常有关,在缺锌动物身上已发现了这种代谢异常)。这时皮肤创伤治愈变慢,对感染的易感性增加。

(7)参加免疫功能过程 锌在保持免疫反应中的作用近些年来已引起注意。根据它在DNA合成中的作用,推测它在参加包括免疫反应细胞在内的细胞复制中起着重要作用。缺锌动物的胸腺萎缩,胸腺和脾脏重量减轻。人和动物缺锌时T细胞功能受损,引起细胞介导免疫改变,使免疫力降低。同时缺锌还可能使有免疫力的细胞增殖减少,胸腺因子活性降低,DNA合成减少,细胞表面受体发生变化。因此,机体缺锌可削弱免疫机制,降低抵抗力,使机体易受细菌感染。1978年在牙买加的一次研究提示,锌缺乏是蛋白质-能量营养不良婴儿免疫力缺乏的原因。

7.5.3 锌的需要量和来源

人体对于锌的需要量因生理条件而异,妊娠、授乳和生长均可使需要量增加。这可从上述锌的生理功用中得到解释。同时,人体对于锌的需要量也因膳食组成而异,膳食中谷类食物所占的比率较高时,锌的供应量也要求增加。因谷类食物的植酸和纤维素可减低锌的吸收率。

现在还不知道最适于健康和生长的精确的最小锌的需要,但作参考数字,WHO于1977年推荐了临时的锌供给量标准如下:(按每人每天计)婴儿及儿童0~12个月6mg,1~10岁8mg;男性11~17岁14mg,18岁以上11mg,女性10~13岁13mg,14岁以上11mg。妊娠妇女15mg,授乳妇女27mg。这一标准是按锌的可利用率为20%提出的。美国也根据锌平衡研究的结果,于1980年初步推荐了如下的每日锌供给量:婴儿0~0.5mg,孕妇加5mg,乳母加10mg。并指出在这一标准中,锌的摄入量应来自含有足够动物蛋白的平衡膳食。我国营养学会1988年10月修订的每日膳食中营养素供给量已包括锌的数字,与述美国所提出的量相同,仅孕妇与乳母均加5mg。

锌的来源广泛,普遍存于各种食物,但动植物性食物之间,锌的含量和吸收利用率很大差别。动物性食物含锌丰富且吸收率高。据报告每公斤食物含锌量,如牡蛎、鲱鱼都在1000mg以上,肉类、肝脏、蛋类则在20~50mg之间。我国预防医学科学院营养与食品卫生研究所编著的“食物成分表”已列出我国部分食物的锌含量,每公斤含锌在30mg以上的有大白菜、黄豆、白萝卜;含锌在10~30mg之间的有稻米(糙)、小麦、小麦面、小米、玉米、玉米面、高梁面、扁豆、马铃薯、胡萝卜、紫皮萝卜、蔓菁、萝卜缨、南瓜、匣子;含锌不足10mg的有甜薯干。

7.5.4 锌缺乏和锌中毒

(1)锌缺乏 儿童发生慢性锌缺乏病时,主要表现为生长停滞。青少年除生长停滞外,还会人性成熟推迟、性器官发育不全、第二性征发育不全等。如果锌缺乏症发生于孕妇,可以不同程度地影响胎儿的生长发育,以致引起胎儿的种种畸形。不论儿童或成人缺锌,均可引起味觉减退及食欲不振,出现异食癖。例如发生于伊朗的缺锌性侏儒症中,常见有食土癖。严重缺锌时,即使肝脏中有一定量维生素A储备,亦可出现暗适应能力降低。锌缺乏病一般不有皮肤干燥糙等症状,在急性锌缺乏病中,主要表现为皮肤损害和秃发病,也有发生腹泻、嗜眠闰、抑郁症和眼的损害。

锌不同程度地存于各种自然食物中,一般情况下可以满足人体对锌的基本需要而不致缺乏,发生锌缺乏症主要见于以下几种情况:

①以含有大量植酸和纤维素的粮食为主要食品时,由于植酸和纤维素影响锌的吸收而引起锌缺乏病。

②锌的需要量增加时  在身体迅速成长时,在妊娠或授乳期,不论按每公斤体重计或热量计,人体对于锌的需要量都增加。

③在有肠病性肢皮炎的遗传因素时  有这种少见的常染色体隐性遗传的家族的人其小肠粘膜上皮细胞对锌的聚集能力降低,从而降低锌的吸收能力,而易于发生锌缺乏病。

④用缺锌或低锌的配方代乳食品喂养婴儿时婴儿从母体带来的锌储备很少,出生后几乎立即须全赖喂养所提供的锌。用母乳喂养婴儿时,如果母亲不缺锌,一般母乳均能满足婴儿锌的需要。但如果用缺锌或低锌的配方代乳食品时,则常易出现锌缺乏。

牛乳的含锌量(平均约3mg·L-1),虽高于人乳(约0.1~1.0mg·L-1),但人体对于牛乳锌的吸收利用率却低于人乳。这是因为人乳内含有丰富的能与锌结合的又能促进锌吸收的小分子量配体,但牛乳中缺乏此类配体。因此,对于有某种遗传素质的婴儿来说,当断食人乳改吃牛乳时,常易发生肠病性肢皮炎。

⑤在临床上采用完全肠外营养时 长期接受肠外营养而未予补充锌的病人,可发生严重而急剧的锌缺乏病。其血浆锌值在低达8μg%。同时有大量锌随渗出液丢失时,如烧伤等情况下,则可加速出现锌缺乏病。

⑥手术 手术后的病人也可能发生锌缺乏,这时创伤的愈合可能受到影响。

⑦给予螯合剂时 在给予青霉胺、组氨酸等螯合剂时亦可引起缺锌。此时可出现食欲不振,味觉和嗅觉功能不全和中枢神经系统异常。

⑧慢性肾病 慢性肾病患者可因尿中锌的排出增多而引缺锌,此时除血清锌减少外,还可出现急性或慢性的锌缺乏症状。急性症状包括食欲不振,味觉及嗅觉功能不全和中枢神经系统功能异常。慢性症状包括生长发育迟缓,贫血,睾丸萎缩,创伤愈后延迟等。长期血液透析病人可因血浆锌下降而出现阳萎。

锌缺乏病的预防应当根据其原因采取对策。在谷类中含有大量植酸的地区,应当从改进或调整粮食品种上着手。因需要量增加而引起缺锌时,则应在膳食中增加含锌丰富的食物。为预防婴儿缺锌,应当提倡母乳喂养。婴儿配方食品应当含有适量的锌。

(2)锌中毒 锌中毒可能发生于治疗中过量涂布或服用锌剂及锌容器储存食品时,中毒的表征和体片为恶心、呕吐、急性腹痛、腹泻和发热。给实验动物以大剂量的锌,可产生贫血、生长停滞和突然死亡。

锌中毒通常在停止锌的接触或摄入后,症状短期内即可消失。

对于锌中毒的预防主要为:①防止食品、水源和空气被锌污染;②用锌治疗疾病时,要掌握剂量。

7.5.5 各种疾病中人体锌代谢和锌酶活力的改变

(1)急性和慢性感染 在急性和慢性感染中如肺炎、气管炎、丹毒和化脓性肾炎等,血清锌浓度低于正常范围。而在这些疾病全愈时,逐渐恢复正常。

现已发现,感染反应中,一方面在由白细胞释放的内源性白细胞介质(leukocyte endogenousmediator,LEM)作用下,肝脏对锌的摄取增加,用于核酸,蛋白质及锌酶的合成,而另一方面,在LEM的作用下,血浆中蛋白质结合的锌减少,几乎完全为可扩散锌,从而易从尿及汗中排出。由此造成:①感染后血清或血浆中的锌低于正常;②人体的锌代谢易呈负平衡,机体容易出现缺锌。这在临床上有实际意义。

(2)急性心肌梗塞 急性心肌梗塞时,血清锌浓度降低,但心肌梗塞区及梗塞周围组织的线粒体、微粒体和可溶性蛋白内的含锌量比正常心肌增多。并且在心肌梗塞处有大量碱性磷酸酶浓集,这说明锌及含锌酶参加了修复过程。

(3)肿瘤和白血病 在患有各种恶性肿瘤时,血清中锌浓度下降。在急性和慢性淋巴性和骨髓性白血病时,白细胞浓度下降至正常值的10%。在白血病和何杰金病时,有进量的锌排出,原因不明。

(4)酒精中毒后肝硬化 从肝分离的乙醇脱氢酶已证实为含金属锌的酶。酒精中毒后的肝硬化,可发生锌代谢的显著异常。严重酒精中毒的病人,其血清锌浓度降至66±19μg·100ml-1,而正常人则为121±19μg·100ml-1。降得最低的见于肝昏迷病人。锌浓度低于30μg%表示预后不良。死于酒精中毒肝硬化的病人的肝组织,其锌和铁含量只有正常的一半,而钙、镁、铝、锰和铜的浓度正常。酒精中毒后,肝硬化的病人尿中排出异常大量的锌,每24h为1000±20μg。血清锌浓度的降低和尿锌排出量的增加可能部分由于低白蛋白血和蛋白质与锌的结合减少。对这种病人按生理量给予硫酸锌,可使尿锌排出时倾向于恢复正常,并常可见到肝功能亦趋向于恢复正常

7.6 硒

硒是1817年发现的,1957年证实为动物所必需,1958年弄清了许多国家的羊、猪、牛、马等所流行的白肌病都系由缺硒引起。但首次证实硒为人体所必需,则是我国克山病防治工作者的贡献。从60年代起我国克山病防治工作者就已经观察到硒对于防治克山病的作用。在以后的大规模防治中,又进一步验证和肯定了克山病和缺硒的关系,从而肯定了硒是人体必需的微量元素。这是自又1957年证实硒为动物所必需以来,对硒的研究所取得重大进展。也是近些年来在微量元素研究中所取得的重大进展之一。

7.6.1 硒在人体内的分布和代谢

关于人体含硒总量报告数字不一,有6mg者,亦有14~21mg者。硒广泛分布于除脂肪以外的所有组织中,其浓度以肝、胰、肾、心、脾、牙釉质和指甲中为最高,脂肪组织最低。人体血硒浓度不一,它受不同地区的土壤、水和食物中硒含量的影响。例如,美国正常人血硒含量为0.1~0.34μg·ml-1,而在土壤中含硒量一般较低的新西兰人血硒浓度仅为0.068±0.013μg·ml-1。我国人民全血中的硒含量,据杨光圻等报告,非克山病病区群体总均值为0.095ppm±SD0.088,而克山病病区为0.021ppm±SD0。001。高硒非中毒地区为0.44(0.35~0.58)μg·ml-1,高硒中毒地区为3.2(1.3~7.5)μg·ml-1。硒也分布在头发中,头发中的硒含量是了解人体硒营养状况的良好指标。据杨光圻等报告,我国硒正常地区发硒均值可达0.8ppm,而克山病病区居民群体发硒总值仅为0.074ppm±0.050,高硒非中毒地区为3.7ppm,高硒中毒地区为32.2ppm。

硒主要在小肠吸收,人体对食物中硒的吸收率约为60~80%。硒的吸收率因其存在的化学结构形式、化合物溶解度的大小等而不同,蛋氨酸硒较无机形式的硒更容易吸收,溶解度大的硒化合物比溶解度小的更容易吸收。

经肠道吸收进入体内的硒,代谢后大部分经尿排出。尿硒是判定体内硒的盈虚状况的良好指标。据杨光圻等报告,我国硒适宜地区居民尿硒含量为0.026±0.012μg·ml-1,硒缺乏地区(克山病地区)为0.007±0.001μg·ml-1,高硒非中毒地区为0。14(0。04~0。33)μg·ml-1,高硒中毒地区为2.68(0.88~6.63)μg·ml-1。

硒的其它排出途径为粪、汗。

7.6.2 硒的生理功用

(1)作为谷胱甘肽过氧化酶的成分 在人和动物体内起抗氧化作用。1973年发现硒是大鼠红细胞中谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分之后,人们才知道硒在人和动物体内主要的作用方式,并已弄清每mol的谷肽过氧化物酶含4g原子的硒。谷胱甘肽过氧化物酶在体内的主要作用是它能催化过氧化氢还原为水,能利用谷胱甘肽将过氧化物还原成羟基脂酸,使脂肪酸按正常β-氧化渠道氧化下去,从而防止过多的过氧化物损害机体代谢和危及机体的生存。

由于谷胱甘肽过氧化物酶抗氧化作用,它能使细胞膜中的脂类免受过氧化氢和其它过氧化物的作用,从而保护了细胞膜和细胞。

(2)促进生长  硒对于大鼠和鸡等的生长和繁殖是必需的,缺硒时生长停滞或受到不同程度的影响。硒对于人的生长亦有作用。组织培养也证明硒对二倍体人体纤维细胞的生长是必需的。

(3)保护心血管和心肌的健康 硒能降低心血管病的发病率,例如在北极地区的Lepland有许多含硒丰富的苔藓,以这种苔藓为食料的驯鹿基鹿肉中的硒含量很高,吃这种鹿肉的人血硒很高,心血管发病率很低。Frost(1975)曾用补充硒的办法治疗过24例心绞痛病人,结果使22例患者获得好转。墨西哥用每个胶囊含有0.5mg亚硒酸盐形式的硒和100IU维生素E的胶囊治疗冠心病绞痛,结果是92%的患者有效,表现为:①心绞痛减轻或消除;②精力和工作效率增加;③心电图改善。

硒不仅对于保护心血管而且对于保护心肌的健康有重要作用。在我国,与缺硒有密切关系的克山病有心肌坏死,主要表现为原纤维型的心肌细胞坏死与线粒体型的心肌细胞坏死。Sweeny等发现缺硒和维生素E的小猪心肌细胞出现较多的脂质、线粒体轻度变性、毛细管变性。Vleet认为硒及维生素E对多种动物的心肌纤维,小动脉及微血管的结构及功能均有重要作用。发生病变的机理是:缺硒后脂质过氧化反应增强,造成生化紊乱,引起心肌纤维坏死,心肌小动脉及毛细细管损伤。

(4)解除体内重金属的毒性作用 硒和金属有很强的亲和力,是一种天然的对抗重金属的解毒剂,在生物体内与金属相结合,形成金属-硒-蛋白质复合物而使金属得到解毒和排泄。它对汞、甲基汞、镉、铅等都有解毒作用。对汞和甲基汞,硒化氢和蛋白质形成的结合物能使Hg2+或甲汞的活性丧失。对镉,硒可以拮抗Cd2+对各方面的毒性(包括对睾丸、肝和肾的损伤以及造成高血压的趋势等)。反之,如缺乏硒则使镉的毒性加强。铅的毒性是促进细胞膜产生过氧化物,而硒和维生素E都有防止细胞膜上形成过氧化物的作用。所以硒和维生素E可以对抗铅的毒性。

硒还可以降低黄曲霉毒素B1的毒性。饲料中加入1ppm的硒可以降低黄曲霉毒素B1的急性毒性损伤,降低试验动物肝中心小叶坏死的程度及死亡率。

(5)保护视器官的健全功能和视力 含有硒的谷胱甘肽过氧化物酶和维生素E可使视网膜上的氧化损伤降低。亚硒酸钠可使一种神经性的视觉丧失(紫褚素沉着病)得到改善。黄斑部的退变可因增加谷胱甘肽过氧化物酶而使视力得到恢复。糖尿病人的失明可通过补充硒、维生素E和C而得到改善。还有人发现注射硒及服用含硒多的食物能提高视力,而在大鼠身上还观察到缺硒与白内障有密切的关系。

(6)抗肿瘤作用从1943年Nelson报告高硒饲料能引起癌后,一段时间内人们广泛地认为硒是致癌的,有些法规规定食物中不能有硒,动物饲料中禁止添加硒等。但后来有人以添加亚硒酸钠的饲料对动物作终身喂养试验,结果并未引起肿瘤的发生,而相反,许多流行病学调查和动物实验显示,硒有一定的抗肿瘤作用。例如,在美国血硒平均含量较低(0.157ppm)的俄亥俄州Lima市,每10万人死于肿瘤者达188人,而血硒平均含量较高(0.256ppm)的Rapid市,每10万人死于肿瘤的只达94人。但是,尽管有这些结果,迄今为止硒的抗癌作用仍未完全肯定,因有些国家或地区,如新西兰,虽然其土壤的含硒量和居民有血抗肿瘤作用的问题尚须作进一步研究,应当开展和加强对于缺硒地区(如克山病流行区)肿瘤发生率和死亡率高于其它国家。显然,至于硒是否确有抗瘤作用的问题尚须作进一步研究,应当开展和加强对于缺硒地区(如克山病流行区)肿瘤发病率的调查。

还有人报告,硒还有刺激免疫球蛋白及抗体产生,增强机体对疾病的抵抗力等作用。

7.6.3 硒的需要量和来源

70年代中国预防医学科学院克山病防治小分队和其它单位的克山病防治工作者一起证实了硒为人体所必需,他们根据防治克山病所需的硒摄入量提出了成人硒的最低需要量为每人每日40μg·1984年杨光圻等又根据近年来克山病和硒中毒防治研究资料提出我国成人硒供给量标准应为40~150μg的建议。在70年代后期,国外学者根据动物试验和人体代谢试验也推断提出了人的硒需要量,如1976年的一次国际会议上推荐硒的需要量为60μg。Stewart等于1978年根据硒的代谢研究提出研究提出妇女硒的最小需要量为20μg。Schrauzer(1978)认为每天需要摄入100~350μg硒才不会使机体出现异常变化。Smith认为每日硒需要量为250μg。1980年美国国家研究委员会营养需要量推荐委员会提出了成人每人每日硒供应量为0.05~0.2mg,婴儿0~5岁为0.01~0.04mg,0.5~1.0岁为0.02~0.06mg,儿童1~3岁为0.02~0.08mg,4~6岁为0.03~0.12mg,7~10岁为0.05~0.20mg,11岁的以上至成年为0.05~0.20mg。1988年我国的推荐供给量7岁以上的人群分性别均为50μg·d-1。

食物中硒含量受产地土壤中硒含量的影响而有很大的地区差异,一般地说海味、肾、肝、肉和整粒的谷类是硒的良好来源。我国的食物中的含硒量尚未进行广泛的测定,中国预防医学科学院食品卫生研究所编著的“食物成分表”中列出的北京、河北、河南生产的几种食物硒含量的均值和范围为:小麦74(14~34)μg·kg-1、大白菜74(20~212)μg·kg-1,南瓜40(13~118)μg·kg-1

7.6.4 硒缺乏病和硒中毒

1)缺乏病 1957年以后逐渐弄清了动物中许多原因不明的疾病是由缺硒引起的。大鼠单纯缺硒能引起生长停滞、白内障生成和无精症。给鸡喂一种只缺硒匠饲料引起羽毛生长良和胰萎缩。

鉴于硒维生素E在功能上有密切联系(例如两者在机体内的抗氧化作用上有协同和相互节约的作用)。因此,对动物在同时缺乏硒和维生素E时,所出现的症状进行了考察,结果观察到大鼠出现肝坏死、生长减慢、肌肉钙沉积,牙根膜病、脱毛、白内障。鸡出现渗出性素质、沙囊肌病、胰损害。牛羊出现肌肉营养不良、肌肉钙沉着,血清谷草转氨酶升高。羊出现不育和牙根膜病。猪出现营养性肝病,桑葚心脏。猪羊出现突然死亡。马出现黄色脂肪病。兔出现出血。但在我国证实克山病和缺硒的关系之前。世界上未曾明确报告发生于人的硒缺乏病。而只是零星地看到一些怀疑与缺硒有关的病变。1977年Mckenzie报告一名长期接受完全肠外营养的妇女在接受几乎不含硒的肠外营养40天后,血浆硒浓度降至0.009μg·ml-1,红细胞谷胱甘肽过氧化物酶随着红细胞中硒的下降而减少。病人诉述肌痛症,在静脉注射硒以后的一周内,就得到改善。

虽然对克山病的病因还在进一步研究,但与缺硒有密切关系则已肯定,其根据是:①与非病区相比克山病区的居民在营养上都有缺硒的特点、硒摄入量、血中硒含量、尿中硒排出量和发硒含量都明显低于非病区;②通过给予亚硒酸钠硒剂可使克山病得到有效的预防。

关于克山病的病因、病理、症状、诊断、治疗和预防等的详细叙述请参见本书第二十章(缺硒与克山病)。

近几年来还在大骨节病的防治中,观察到大骨节病与缺硒的关系。1979年甘肃西宁县新庄大骨节病防治科研协作组报告,用亚硒酸钠与维生素E治疗儿童早期大骨节病取得显著疗效。虽然也有个别单位报告无效,但多数单位取得不同程度的乃至显著疗效。因此,已经提出大骨节病与人体缺硒有关的观点。

(2)硒中毒 动物在摄入含硒量高的牧草或其它含硒量高的饲料时,可发生中毒。急性中毒时出现一种被称作“蹒跚盲”的综合征。其特征是失明、腹痛、流涎,最后因肌肉麻痹而死于呼吸困难。慢性中毒时出现脱毛、脱蹄、角变形、长骨关节糜烂、四肢僵硬、跛行、心脏萎缩、肝硬化和贫血。即所谓“家畜硒中毒或碱毒(质)病(alkali disease)”。人因食用含硒量高食物和水,或从事某些常常接触到硒到的工作,可出现不同程度的硒中毒症状,包括毛发脱落、皮肤脱色、指甲异常、疲乏无力、恶心呕吐、呼出气有大蒜气味等。

杨光圻曾报告了我国高硒地区湖北省施恩县动物和人的地方性硒中毒。该地动物发生的硒中毒的情况为:耕牛出现较多的“碱毒病”。猪常发生脚的炎症或脱毛脱蹄,仔猪类似蹒跚盲地不停地兜圈子,最后死亡。鸡蛋的孵出率很低,孵出的鸡畸形、缺嘴壳或呈索状。人的硒中毒症状则有三种类型:①脱发;②脱发及脱甲;③麻痹。这三种类型可能是中毒的三个阶段或三种程度。有些病例还有皮肤症状。这些症状的特点为脱发,头发先从变干变脆开始,进而在近头皮处易断裂与脱落,但脱发后根仍完整,头发可继续生长。身上其它部分的毛如眉毛、胡须、阴毛腋毛亦有此种现象。脱甲则从甲体变脆开始,出现白点及纵纹,继而断裂。其后随着新甲的生长,将旧甲推向前而脱落。麻痹开始时为肢端麻木,继之以抽搐、麻痹、甚至偏瘫、死亡。皮肤症状则为出疹、出水泡或发生溃疡。

在此同时,还观察到湖北施恩县发生硒的来源(土壤、水、食物或某种工业环境)。然后对此进行全面分析,提出防护办法。

对某些接触硒较多的作业人员,在有硒中毒迹象时,除积极消除接触外,也可在局部范围内采用高蛋白膳。高蛋白膳对硒中毒有一定防护作用。此外,维生素E能增加硒的排出,亦可用于硒中毒的防治。

7.6 氟

1805年就已发现氟与牙齿结构有关,后来证明食物及饮水中缺氟可引起龋齿。1974年Schwarz报告氟对大鼠生长是必需的。现在一些国家的营养标准中已将氟列入必需,它不仅对于牙齿而且对于骨骼的形成与代谢均有重要作用。

7.7.1 氟在人体内的分布和代谢

正常成人体内含氟总量约为2~3g,约有90%积存于骨骼及牙齿中,少量存在于内脏、软组织及体液中。血中氟浓度一般为0.04~0.4μg·ml-1,显着受膳食的影响。

膳食和饮水中的氟摄入后,主要在胃部吸收。氟的吸收很快,吸收率也很高。饮水中的氟可完全吸收,食物中的氟一般吸收50~80%。约有80%以上的氟经肾排出,其余部分则主要随粪便排出。也有极少部分随乳汁、毛发等途径排出。

7.7.2 氟的生理作用和缺氟对人体的影响

氟在骨骼与牙齿的形成中有重要作用。人体骨骼固体的60%为骨盐(主要羧磷灰石),而氟能与骨盐结晶表面的离子进行交换,形成氟磷灰石而成为骨盐的组成部分。骨盐中的氟多时,骨质坚硬,而且适量的氟有利于钙和磷的利用及在骨骼中沉积,可加速骨骼的形成,促进生长,并维护骨骼的健康。据报告在氟适宜地区骨质疏松症较少。氟也是牙齿的重要成分,氟被牙釉质中的羧磷灰石吸附后,在牙齿表面形成一层抗酸性腐蚀的、坚硬的氟磷灰石保护层,有防止龋齿的作用。

缺氟时,由于釉质中不能形成氟磷灰石而使羧磷灰石结构得不到氟磷灰石的保护,牙釉质易被微生物、有机酸和酶侵蚀而发生龋齿。如人体能得到适宜量的氟则可防治龋齿。

老年人缺氟时,钙磷的利用受到影响,可导致骨质疏松,因此氟对骨质疏松症有一定预防作用。在水中含氟较高(4~9ppm)的地区居民中,骨质疏松症较少。至于用治疗剂量氟以治疗骨质疏松症,虽然有效,但易发生副作用,使血清钙下降,出现甲状旁腺机能亢进和形态异常的骨骼。因此,已进行在给氟的同时给予钙和维生素D,以克服氟的副作用的试验。据报告氟-钙治疗是妇女停经后骨质疏松症的唯一有效疗法,X光片清楚证明骨质增加。

7.7.3 氟的需要量和来源

氟的需要量大体为每 天1~2mg。

大部分食品含氟量较高。饮水是氟的重要来源,水中氟含量因地区而异,水中最适氟含量为1ppm,这样可使儿童每日得到0.5~1.0mg的氟。使成人得到1.5~2mg的氟。

7.7.4 氟过量的毒性作用

摄入过量的氟可引起急性或慢性中毒,氟的急性中毒多见于特殊的工业环境中,属于职业病学或工业毒理学的范畴,此处从略。

氟的慢性中毒主要发生于高氟地区,因长期通过饮水摄入过量的氟而引起,主要造成骨和牙的损害,即所谓氟骨病,在我国黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、山西、陕西、河南、山东、宁夏、贵州等地均有流行。其临床表现为斑釉症和骨损害。牙齿失去光泽,出现白色、黄色、棕褐色、乃至黑色斑点,牙齿变脆,易于折碎或脱落。骨的损害易发生躯干骨,严重者全身大部分骨骼均可受累,骨质密度增加与纹理粗糙,间有轻度软化及疏松的改变。轻度者可仅有腰腿疼痛,严重者脊柱前弯畸形,僵直,肢体活动严重受限,神经根受压迫时,则可发生麻木甚至瘫痪。

氟骨病的治疗首先是改饮含氟量低的水,如不改变而仅靠药物治疗效果不好。用于氟骨病治疗的常用药物有钙片和维生素D、蛇纹石等。蛇纹石含氧化镁21~38%、三氧化二铝0.6~8%、三氧化二铁7~9%、二氧化硅40%左右。将蛇纹石粉碎,以200目过筛,每次用50mg,溶于100ml水中冲服,每日2次,连续服用3~6个月,国外报导有疗效。

氟骨病预防:氟骨病的发生虽然和食物中的含氟量也有关系,但主要由于饮水中的含氟量高,因此对于氟骨病的预防主要在改善饮水。我国规定饮用水含氟量标准为0.5~1mg·L-1

7.7 钴

从1948年证明钴是维生素B12的组成部分以来。已肯定钴为人体所必需。但远在这之前,1879年已有人报告了钴在造血方面的功能。

人体全身含钴1.1mg,含量最高的组织是肝、肾和骨。血液中红细胞的钴含量高于血浆,每毫升血浆约含钴60~80pg,全血约含钴80~300pg。

人动物摄入的钴必须经肠内细菌合成维生素B12才能吸收利用。牛羊等反刍动物的细菌合成维生素B12发生于小肠上段,可较好地吸收,而在人体,细菌合成维生素B12只发生于结肠,吸收量很小。因此,钴必须以维生素B12的形式摄入,才能吸收利用。钴的主要排出途径是经过肾脏。尿中浓度约为0.14ng·L-1。

体内的钴主要作为维生素B12的成分而存在,因此,钴的作用主要体现在维生素B12的作用中——促进红细胞的正常成熟。

钴除了作为维生素B12成分外,是否有单独的必需的生物学作用,现在还只观察到如下一些现象。药理剂量的无机钴盐,在包括人在内的许多动物中,可引起红细胞生成增加。但诱发这种反应需要大剂量的钴,其毒性作用限制了钴在贫血中的治疗作用。此外,有迹象显示钴可影响甲状腺代谢,并可能为合成大鼠甲状腺激素所必需。在地方性甲状腺肿和水、土壤和食物中的含钴量之间存在着某种联系。如某些居民中甲状腺功能紊乱,不仅由于环境中的碘和钴含量低,并且还决定于这些元素的比值。

还没有拟定无机钴的推荐供给量。食物中的钴含量差异很大。肝、肾、海味和绿叶蔬菜是钴的良好来源。乳制品和精制谷类食品中的钴含量低得多。

7.8 铬

从1959年报告了微量的铬对大鼠正常的糖耐量是必要的之后,才认识到铬的生物学重要性。由于常常无法以已知的病因学来解释人糖耐量降低的原因,使人们增加了对铬的研究兴趣。但由于分析技术上的困难,这种元素在营养和代谢中的作用仍然有待进一步研究。

7.9.1 人体内铬的含量、分布和代谢

人体的含铬量甚微,约仅为6mg或更低,其中骨、皮肤、脂肪、肾上腺、大脑和肌肉中的含量较高,血清中的铬浓度低10ng·ml-1。人体组织的铬含量随着年龄的增长而降低。

无机铬的吸收率很低。铬与有机物生成的“自然复合物”的铬较易吸收,如啤洒酵母中主要以葡萄糖耐量因子的形式存在的铬有10~25%可吸收。

铬主要随尿排出,少量从胆汁和小肠经粪便排出,微量通过皮肤丢失。摄食混合膳食的健康人每日随尿排铬2~20μg。

7.9.2 铬的生理功用

(1)促进胰岛素的作用 糖代谢中铬作为一个辅助因子对起动胰岛素有作用。其作用方式可能是含铬的葡萄耐量因子促进在细胞膜的硫氢基和胰岛素分子A链的两个二硫键之间形成一个稳定的桥,使胰岛素能充分地发挥作用。

(2)预防动脉硬化 铬可能对血清胆固醇内环境稳定有作用。喂以缺铬饲料的大鼠血清胆固醇较高,喂铬以后血清胆固醇降低。缺铬大鼠的主动脉斑块的发病率高于有充足铬的对照组。

(3)促进蛋白质代谢和生长发育 某些氨基酸掺入蛋白质受铬的影响。在DNA和RNA的结合部位发现有大量的铬,提示铬在核酸的代谢或结构中发挥作用。铬对最适生长也是需要的,缺铬动物生长发育停滞。

7.9.3 铬的需要量和来源

铬的需要量通常根据尿铬丧失量来估计,但尿铬排出量的报告数值差异很大,而确定膳食中所需的铬量,也决定于有生物学活性的、更容易利用的铬的比例。由于这些因素,使提出的铬供应量有一较宽的范围。如美国营养标准推荐委员会建议每人每日应摄入铬50~200μg。

铬的最好来源一般整粒的谷类、豆类、肉和乳制品。谷类经加工精制后铬的含量大大减少。啤酒酵母家畜肝脏不仅含铬高而且其所含的铬活性也大。红糖中铬的含量高于白糖。

7.9.4 铬缺乏

铬缺乏主要引起葡萄糖耐量降低,生长停滞,动脉粥样硬化和冠心病发病率增高。

铬缺乏的判断包括葡萄糖耐量试验,尿铬和发铬测定。Gurson等(1978)提出早晨4h尿铬排出量是判定铬营养状况的有用指标。毛发中的铬含量也可提供有用的信息,发铬含最低于200ng·ml-1时表示铬缺乏,糖尿病人发铬常低于200ng·ml-1。

理论上,铬缺乏的治疗是用耐糖因子铬,但不能得到它的纯品。含耐糖因子高的食物,如啤酒酵母可提供充分的有生物学活性的铬来纠正缺乏。在许多情况下,使用无机三价铬,主要对蛋白质-能量营养不良的儿童和完全肠外营养的效果较好。三价铬可以CrCl3·6H2O形式给予,每天180μg。这种形式可吃几个月而无毒性作用。

7.9 锰

1931年第一次报告锰对大鼠的生长和繁殖是必要的,虽然锰对人是否必需的证据不多,但已推断锰对人的作用和必需性类似于对其它哺乳动物,并于1972年报告了一例可能为实验性锰缺乏的病例。

7.9.1 人体内锰的含量、分布和代谢

成年人含锰总量约为20mg,广泛分布于所组织中,其中以肌肉、肝脏和胰脏的含量较高,正常人血浆锰浓度约为2.5μg/100ml。

中的含锰量都较低(低于2μg-1)。因谷类含锰较多,因此,不大可能出现锰的缺乏

7.10 钼

约40年前发现钼可促进固氨菌的生长,其后又看到加钼于大鼠饲料可使大鼠组织中黄嘌呤氧化酶活力增加。现已证明钼为动物所必需的营养素,并推断亦为人体所必需。

人体含钼总量约为9mg,分布于全身组织和体液中,其中肝、肾、骨和皮肤中含量最高。血钼量报告的数值相差极大,从1.1~257±20.5ng·ml-1不等。钼容易从肠道吸收,主要从尿中排出。

钼为人和动物的黄素依赖酶如黄嘌呤氧化酶和醛氧化酶的成分,它在这些酶完成细胞内电子传递中起作用。黄嘌呤化酶对体内嘌呤化合物的氧化代谢及最后形成尿酸起主要的催化作用。它与铁代谢有密切的关系,能催化肝脏铁蛋白中的铁释放,加速铁进入血浆的过程,并能使所释放的Fe2+在血浆内很快氧化成Fe3+,从而迅速与β1-球蛋白形成运铁蛋白,使铁能顺利地运送至肝脏、骨髓及其它细胞利用。醛氧化酶对解除体内形成的毒醛类的毒性有重要作用。

已从小牛肝脏中分离出一种含钼酶(亚硫酸盐氧化酶)。这种酶在体内催化亚硫酸盐成为硫酸盐。并已证明这种酶也存在于人体肝脏中。

人的牙釉质中含有丰富的钼,钼可增强氟的作用,饮用含钼25~50ppm、含氟50ppm的水比饮用单独含氟50ppm的水更能降低龋齿的发病率。

现在对钼在人体内的代谢了解很不充分,提出的钼的需要量还是初步的。WHO已推荐每人每日2μg·kg-1。而美国的推荐量为每人每日:婴儿0~5岁,0.03~0.06mg;0.5~1.0岁,0.04~0.08mg;儿童1~3岁,0.05~0.10mg;4~6岁,0.06~0.15mg;7~10岁,0.1~0.3mg;11岁以上0.15~0.5mg;成人0.15~0.5mg。

钼广泛分布于各种食物,其中肉类含2.06ppm,豆夹类蔬菜1.73ppm,谷类含0.33ppm,蔬菜根部含0.25ppm,水果及海味一般低于0.1ppm。

虽然已观察到上述与钼有关的生理生化现象,但迄今尚未在动物或人体确证具有钼缺乏特点的综合症。

曾在一些疾病中看到全血含钼量的变化,如白血病时血钼增高,贫血患者钼降低。

长期摄入过量的钼可使牛羊发生一种慢性钼中毒病,名为“下泻疾病”(teart disease)。对于人,已将美国和苏联某些地区痛风发病率很高的原因归于钼的摄入量高(每天10~15mg ),那些地区因土壤中的含钼很高而造成农产品含钼高。

7.11 其它必需微量元素

其它4种必需微量元素为镍、钒、硅、锡。这些微量元素的缺乏病还只见于精密抑制的实验条件下的动物。

7.12.1 镍

今已发现镍对于大鼠、猪、羊等5种动物是必需的,并推断它也为人体所必需。

人体含镍总量约为6~10mg,广泛分布于骨骼、肺、肾、皮肤等器官和组织中。其中以骨骼中的浓度较高。血清的镍含量约为1.1~4.6μg·L-1。镍的吸收部位在小肠,吸收率很低,吸收后经代谢主要从粪便排出,尿中排出量较少,每天约为2~20μg。

缺乏镍的大鼠出现:①生长减慢,红细胞压积、血红蛋白含量和红细胞计数降低或减少,②肝脏中许多酶包括苹果酸盐脱氢酶等的活力降低;③血清中尿素、ATP和葡萄糖的含量降低;④肝中甘油三酯、葡萄糖和糖原含量降低;⑤铁的吸收受损;⑥肝、肾、脾中的铁、铜、锌含量降低。

缺乏镍的小猪和山羊则出现生长抑制、求偶期推迟,死胎率增高,皮毛粗糙,骨骼钙含量降低。

缺乏镍的小羊显示生长抑制、血浆总蛋白、红细胞计数、肝的总脂肪和总胆固醇和肝铜浓度下降,肝、脾、肺和大脑中铁含量上升。

Nielsen等根据动物试验资料推断,成人每天须由膳食提供约30μg的镍。由于植物性食物含镍较高,因此一般混合膳食能供应足够的镍。人们通常每日可从膳食中得到100~200μg的镍。现在还没有人体因缺乏镍而引起的营养缺乏的综合征的证据,只是在一些疾病中,如肝硬化、慢性肾功能不全的病人血清中含镍量降低。

7.12.2 钒

人体约含钒25mg,广泛存在于牙齿、骨、肺、脾、肝、肾等器官和组织中。血液中的钒浓度通常低于1μg·mg-1。钒的吸收率很低,约仅5%。吸收进入体内的钒主要经尿排出,吸收后的。钒积聚于齿、骨。骨释放钒的速率很慢,可能起着仓库的作用。

1971年首次提出了钒为动物所必需。Strasia报告大鼠饲料中含钒少于10ng·g-1时,出现生长迟缓。Schwarz等报告对半纯化饲料按25~50μg·100g-1补充钒可促进大鼠生长。Hopkin等报告缺乏钒的小鸡羽毛发生显著抑制。

不少人报告了钒对血脂的影响,但不论对于动物或对于人,所得的结果并不一致。有的看对到缺钒使血中总胆固醇或甘油三酯升高,有的则反之。

钒的需要量还不甚清楚,WHO曾提出人体每日约需钒3μg。

7.12.3 硅

人体约含硅15~18g,如按占人体重量万分之一以下为微量元素则已超过,但因其每人每日的需要量低于100mg,故通常仍将其列入微量元素的范畴内。

硅对于小鸡的正常生长是必需的,它参加软骨、骨和其它结缔组织的生成,主要是粘多糖的合成。

动物对硅的需要量较多,大约每克饲料在50μg以上,对于成年人每天约需硅3mg。

动物缺硅时,可出现生长迟缓、器官萎缩、骨骼异常、牙齿发育不良等症状,补充硅后,即可恢复生长。由于食物通常可提供足够的硅,人体不大可能发生硅缺乏。

7.12.4 锡

锡也是由于方法上的困难而使其研究明显受阻的一种元素。看来它对蛋白质和其它大分子的三级结构起作用,它也可能起氧化还原催化剂的作用。人体约含锡5~20mg。在骨和牙齿中的含量最高。锡的吸收率很低。主要由粪便排出。Reinhold提出人体每日约需锡3.5mg。脏腑类和谷类是锡的良好来源。迄今尚未有人体锡缺乏病的报告。罐头食品提供大量的锡,达200ppm。摄入过多的锡引起贫血并损害肝脏。

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8 健康人营养

人类的健康是一个全面的概念,它不仅包括没有疾病的存在,具有良好的工作状态以及长寿等;而且包括有一个完整的身心状态和具备对环境的适应能力。为了达到健康的目的,人们需要有一个合适的营养作为健康机体的物质基础。

合理的营养是通过合理的膳食来达到的,它包括合理的膳食的构成、食物的种类与饮食习惯等等。但是要取得一个平衡的膳食则是它的前题。平衡膳食(Balanced diets),是指由食物所构成的营养素,在一个动态过程中,能提供机体一个合适的量,不致出现某些营养素的缺乏或过多,从而不引起机体对营养素需要和利用的不平衡。因此,平衡膳食可以包括以下三个概念。:

(1)各种营养素的水平完全能够适应机体在各种生命活动周期中生理与生物化学上的需要。

(2)各种营养素摄入量应避免过多和过少,不致造成与饮食有关疾病的因素。

(3)由于营养素间在代谢中存在着相互变换与制约的关系。因此,可以理解,平衡膳食必然是:各种营养素相互之间,以及一种营养素中各种组分(例如蛋白质中的各个氨基酸、脂类的脂肪酸)之间,在适应人体需要方面也是平衡的。

在日常生活中,某些营养素的不足或过多,在训练有素的人来说是可以通过常规的检查来发现的。例如一个孩子在一定年龄时他(她)的身高低于正常,或者一定月龄的婴儿,它的体重离开正常值很远,有时可以测量一个个体的皮下脂肪厚度、肌肉的发育与表皮的状态、骨骼发育的情况,以预测营养状态,但在今天,在我国的广大地区已经不容易看到人群的营养缺乏病了。而某种营养素的缺乏或过多往往是临床前期的症状,需要通过生物化学或细胞学的检查才能发现及证实其早期的缺乏状态。但是对于在受到疾病侵袭的病人来说,其情况是不同的,在临床工作中如果不加注意,是可以引起明显的缺乏病的。例如,长期采用某种药物治疗,使一些营养素的吸收与利用受到干扰;消耗性疾病——例如肿瘤所引起的营养素缺乏等。

无论健康人与病人,某种营养素的缺乏,受到多种因素的影响,需要找到它的根本原因。这点,将在下面章节中叙述。

8.1 成年人营养素的需要

在人群中,不同的性别、年龄、体型、活动状态和生活状态,都会使其对营养素的需求存在着差异,就是在同一性别、年龄和状态的不同个体之间,也会存在着若干差异,因为机体之间不仅可以存在着代谢过程的差异,同时机体对外界环境也有不同程度的适应能力等。

在各个年龄组织中,到了成人阶段(一般是指从20~40岁),此时机体比其他年龄组相对讲来要稳定得多。各国的学者往往根据自己的国情,首先制订本国人成人的营养素供应量,作为一个供给的参数,从而进一步制定其他年龄组及在不同生理状态下的供给参数。在此,必须明确以下的两个相互有关的概念:

(1)需要量(Requirements):是指维持身体正常生理与生化平衡所必需的最低量,故有些人称基本需要量或最低需要量。这个量大多是从少量人体或人体代谢物质的测试而得到的。估计如果摄入低于这个量,将不能保持健康。

(2)供应量(Allowance0这个量是以需要量作为基础,考虑到人体的个体差异,并照顾到群体中大多数,考虑为达到营养素的平衡,使需要要得到充分的满足;考虑在特定时期中,人们的需要与实际的可能等而制定的各项营养素供给指标。这种供应量的制定主要有三个方面的目的:即指导食物的生产、集体居民的计划膳食与营养、膳食治疗。供应量制定后不是不可以改变的,可以通过实践的检验和营养科学的发展而作适当的调整。一般供应量高于需要量,当人们的摄入量低于供应量时不一定就是不足,但可以说不够安全。

中国生理科学会营养学会于1981年修订营养供给量表(表8-1),表中对成年人提出了基本的指标。1988年又重修订。

表8-1 每日膳食中营养素供给量

类别 能量(KJ) 蛋白质(g) 钙(mg) 铁(mg) 维生素A(μg视黄醇当量) 硫胺素(mg) 核黄素(mg) 烟酸(mg) 抗坏血酸(mg0) 维生素D(μg)
婴儿
(不分性别)
初生~6个月6~12个月 504/kg体重
420/kg体重
2.0~4.0kg体重 400 10 200 0.4 0.4 4 30 10
儿童
(不分性别)
1岁以上 4620 40 600 1010 200 0.4 0.7 4 30 10
2岁以上 5040 40 600 1010 300 0.7 0.7 7 30 10
3岁以上 5880 45 800 10 400 0.7 0.7 7 35 10
5岁以上 6720 50 800 10 500 0.8 0.8 8 40 10
7岁以上 8400 60 800 10 1000 1.0 1.0 10 45 10
10岁以上 9240 70 1000 12 1000 1.2 1.2 12 45 10
少年男子
(体重7kg)
体重53kg)
13岁以上 10080 80 1200 15 1000 1.4 1.4 114 50 10
16岁以上 11760 90 1000 15 1000 1.6 1.6 18 60 10
少年女子
(体重45kg)
(体重53kg)
13岁以上 9660 80 1200 18 1000 1.8 1.8 15 60 10
16岁以上 10080 90 1000 18 1000 1.5 1.5 16 60 10
成年男子
(体重60kg)
18~40岁
极轻体力劳动
10080 70 600 12 1000 1.6 1.6 12 60 10
轻体力劳动 10920 75 600 12 1000 1.2 1.2 13 60 10
中等体力劳动 12600 80 600 12 1000 1.3 1.3 15 60 10
重体力劳动 14280 90 600 12 1000 1.5 1.5 17 60 10
极重体力劳动 16800 105 600 12 1000 1.7 1.7 20 60 10
成年女子
(53kg)
18~40岁
极轻体力劳动
9240 65 600 15 1000 2.0 2.0 11 60 10
轻体力劳动 10080 70 600 15 1000 1.1 1.1 12 60 10
中等体力劳动 11760 75 600 15 1000 1.2 1.2 14 80 10
重体力劳动 13440 85 600 15 1000 1.4 1.4 16 80 10
孕妇(第4~6个月) +1260 +15 800 18 1200 1.6 1.6 18 100 10
孕妇(第7~9个月) +1260 +25 1500 18 1.8 1.8 18 80
乳母 +1260 +25 2000 18 1.8 1.8 18 100

*1μg视黄醇当量=1μg视黄醇或6μgβ-胡萝卜素,1IU维生素A=0.3μg视黄醇。

(1)能量 成人的能量代谢与基础代谢(年龄、气候、体型、性别)、食物特殊动力作用以及劳动强度与劳动量大小有关。但人们每天内能量消耗的大小主要受劳动量的影响。根据目前我国的情况,男性将劳动分为五个等级,供给自1000~1680kJ;女性分为四级,供给自9240~13440kJ。前者以身高170cm、体征60kg为标准,而后者以身高160cm,体重53kg为标准。并均允许这些数值有±的变动。其年龄亦在20~40岁范围内。此外,FAO/WHO专家委员会建议大于这个年龄范围的可以酌情减去一定的比例,其中包括年龄在40~49岁范围内者,可按成人的能量供给值减5%,依同理,50~59岁范围内减10%,60~69岁减20%,而70岁以上可减30%。

在异常条件下,例如在疾病时,能量消耗会有明显的改变,例如在发热的状态下,如体温高到39℃ ,基础代谢率可增高28%,这些将在本书有关章节中提到。

(2)蛋白质 蛋白质在机体代谢中受能量供给及机体生理状态影响,同时也受食物中蛋白质的质量的影响。能为机体充分消化、吸收与利用的蛋白质,往往为优良的蛋白质,它可以比其它蛋白质以较少的量取得机体的氮平衡。根据我国目前的膳食以植物性食物为主,在混合膳食中取得蛋白质这一情况和人体上进行的观察,成人按每公斤体重1.2g的蛋白质占总能量的10~14%,其中成年人约为10~12%。

(3)碳水化物和脂肪表8-1中未列这两方面的内容,但除蛋白质以外,热能的供给由碳水化物与脂肪提供,脂肪在能量中所占的比例,各种饮食习惯不一,为保证必需脂肪酸的供给,估计亚油酸所提供的能量要在总能量的1~2%时才可满足人体的需要,此值在我国的膳食中是可以得到的,但脂肪占热量的比例不宜过多,以30%以下为好。在一般情况下,碳水化物约在60~75%为宜,纤维素是人体不能消化吸收的碳水物,无生理功能但有利于大便畅通,但过多则会影响其它营养素的吸收。

(4)维生素 硫胺素、核黄素、尼克酸等随热量的供应量改变而定,按每4200kJ计,前二者为0.5mg,后者为5mg。食物蛋白中的色氨酸可在体内转变为尼克酸,估计每60mg色氨酸相当于1mg尼克酸,这类水溶性维生素在加工中的影响应加考虑。

维生素A在表中同时列出视黄醇当量,我国目前维生素A来源主要是胡萝卜素,其供应量为4mg·d-1,估计胡萝卜的吸收率为1/3,吸收后的一部分的转化率仅1/2,故1μg胡萝卜素相当于0.556IU的维生素A。为了避免上述二者的相混,修订时改为视黄醇当量,1μg视黄醇当量为1μg视黄醇或6μgβ-胡萝卜素,而1IU的维生素A相当于0.3μg视黄醇。成人供应量为1000μg视黄醇当量,亦即3300IU维生素A或6mg胡萝卜素。

表中维生素D则是按照钙化醇(维生素D2)计,1μg钙化醇相当于40IU维生素D。

其他维生素,矿物质等,表中已列出成人的需要量,铁的供应量女性较男性为高,主要是根据成年妇女在月经周期的损失。

表中主要列出当前有可能和需要提及的营养素,不能理解为其它未提及的营养素不重要。同时,学会还对氨基酸和微量元素提出一个参考的数量或范围(表8-2及8-3)。

供应量是计划和衡量群 体膳食质量的依据,在对群体进行膳食调查时,其结果如低于供应量,不一定表示人体的营养状况不好,应具体分析。供应量应用于个体时,更应该注意这一点,并应避免调查中的抽样误差。

表8-2 氨酸需要量的估计值(每日每公斤体重)

异亮 苯丙氨 蛋氨酸
氨酸(mg 氨酸(mg) 氨酸(mg) 氨酸(mg) 氨酸(mg) 酸+酪 氨酸(mg) 胱氨酸(mg) 氨酸(mg) 氨酸(mg)
成年人 10 14 10 7 14 3.5 13 12
儿童(10~12岁) 33 45 30 35 27 4.0 27 60
婴儿(初生~6月0) 93 161 70 87 125 17.0 58 103 28

表8-3 每日膳食中微量元素和电解质的安全和适宜的摄入量

年龄 镁(mg) 碘(μg) 锌(mg) 铜(mg) 锰(mg) 氟(mg) 铬(mg) 硒(mg) 钼(mg) 钠(mg) 钾(mg) 氯(mg)
婴儿 初生~6个月 50 40 3 0.5~0.7 0.5~0.7 0.1~0.5 0.01~0.04 0.01~0.04 0.03~0.06 115~350 350~925 275~700
6~12个月 70 50 5 0.7~1.0 0.7~1.0 0.2~0.1 0.02~0.06 0.02~0.06 0.04~0.08 250~750 425~1275 400~1200
儿童 1岁以上 150 70 10 1.0~1.5 1.0~1.5 0.5~1.5 0.02~0.08 0.02~0.06 0.05~0.1 325~975 550~1650 500~1500
4岁以上 200 90 10 1.5~2.0 1.5~2.0 1.0~2.5 0.03~0.12 0.03~0.12 0.06~0.15 450~1350 775~2325 700~2100
7岁以上 250 120 10 2.0~2.5 2.0~3.0 1.5~2.5 0.05~0.2 0.05~0.2 0.10~0.30 600~1800 1000~3000 925~2775
青少年 11岁以上 350 150 15 2.0~3.0 2.5~5.0 1.5~2.5 0.05~0.2 0.05~0.2 0.15~0.5 900~2700 1525~4575 1400~4200
350 150 15 2.0~3.0 2.5~5.0 1.5~2.5 0.05~0.2 0.05~0.2 0.15~0.5 1100~3300 1875~5625 1700~5100
300 150 15 2.0~3.0 2.5~5.0 1.5~2.5 0.05~0.2 0.05~0.2 0.15~0.5 1100~3300 1875~5625 1700~5100
孕妇 +150 +25 +5
乳母 +150 +50 +10

8.2 婴幼儿营养

婴儿和幼儿时期是人体发育中非常重要的阶段,婴儿的营养因素与胎儿阶段有关,所以与母体的营养关系密切,这疳在以后提及。婴儿营养一般是指出生后到一岁期间的营养,而幼儿指3岁之前。

8.2.1 婴幼儿生理特点

婴幼儿的生长发育是其一生发育最旺盛的阶段,在出生的第一年中,头4~6月后其体重从出生时约3kg 增加至约6kg,而在一岁前,又再增加至9kg以上,所以发育的速率是很快的。从营养及生理方面来说,这一阶段至少有如下几个特点:

(1)新生儿之后,开始从子宫内营养过渡到子宫外营养,它离开母体而独立,但其消化器官仍有不健全的地方,所以有人称初生儿为子宫外的胎儿,以表示需要特别的照顾,因此依赖母新的喂养。

(2)在这一阶段中,婴儿或幼儿是生长非常迅速的机体,需要完全的营养素,但其消化器官正在发育而远未成熟,因此生理需要与身体的消化功能间存在着矛盾,在婴儿来说,唾液腺的分泌机能还低,咀嚼肌虽然已较早发育,有利于吮吸,但舌和齿远不能完成口腔消化食物的第一步,胃的容量很小,仅30~35ml,粘液腺和肌层很薄,胃的幽门括约肌比较健全,但贲门却往往仍未能紧闭,胃液虽然含盐酸、蛋白酶、凝乳酶等,但其分泌距离成人的消化功能还很远。肠道的粘膜发育较快,但肠的肌层发育较慢,其神经丛及髓鞘也仍在发育中,故对肠液分泌及蠕动的调节还未健全。不过,婴儿消化道对母乳的适应性良好。

(3)乳儿体内营养素的储备量相对的小,适应能力也低。一旦某些也容易发生过敏,而这种不耐受性又往往不易察觉,有时误以为肠道感染。因为最基本的表现之一是腹泻,而腹泻却又会导致营养素的丢失。

(4)婴幼儿对母乳以外食物的耐受性较低,对一起食物容易发生过敏,而这种不耐受性又往往不易察觉,有时误以为肠道感染。因为最基本的表现之一是腹泻,而腹泻却又会导致营养素的丢失。

(5)及至幼儿阶段后,上述的发育情况得到改进,乳齿生长和胃容量的加大(300~500ml,对食物的可接受性提高。此时,幼儿正常条件下的活动加强,体力消耗也大,饮食也逐步过渡到基本上由自己的消化器官来摄取营养素的一个很长的过程。

(6)在怀孕后期,胎儿大脑急剧发育阶段之后,乳儿出生5~6月之后到第二年末,大 脑佾在急剧的发展,并奠定一个重要的基础,需要营养素的支持。

儿童时期热量需要

图8-1 儿童时期热量需要

两条曲线间隙处示在总热量中不同因素下的供给

A-生长B动作活动排泄

D-食物特殊动力作用基础代谢

8.2.2 婴幼儿营养素的需要

婴幼儿营养素的供应量(见表8-1),在表中可见,婴幼儿对各种营养素的需要量相对地较成人为高。下面简要提及几个方面:

(1)热量婴幼儿的热量需要与成人有些不同,除基础代谢所需,动作活动所需,以及食物的特殊动力作用的热量外,还有从消化道排泄粪便的热量。前者估计每日每公斤体重排泄粪便的热量。前者估计每日每公斤体重需要约168~210kJ,后者42~63kJ。因此,总的来说,按公斤体重的热量需,在初生到6个月为504kJ,而6个月到1岁为420Kj,这种高热量需要在初生时为最高点,一岁后徐缓减少直至青春期前,其间热量需要的构成亦有变动(图8-10)。幼儿阶段每日的供给量为4620~5040kJ。

(2)蛋白质用于婴幼儿维持各种组织新陈代谢,各种新组织的生长,以及各种组织的成熟。故这一时期处于正氮平衡状态,不仅要求有相当高的量,而且需要优质的蛋白质。母乳可为新生婴儿提供高生物价值的蛋白质。所以,以母乳喂养时,按每公斤体重计需要量为2g;而以乳为蛋白质来源时则需3.5g。主要以大豆及谷类蛋白供给时,要求则更高,为4g·kg-1·d-1。与此有关的氨基酸需要量见表8-4。初生6个月的婴儿,9种必需氨基酸的需要量均比成人大5~10倍,并要求氨基酸间有一个合适的比例或模式。此外,与成人稍不同的是,组基酸是必需的氨基酸。幼儿每日供给的蛋白质为40g,约相当于每公斤体重3g蛋白质。

表 婴儿氨基酸的需要量及与人奶含量比较

氨基酸 建议需要量 人奶
mg·g-1蛋白质 mg·g-1蛋白质
平均范围
组氨酸 26 18~36
异亮氨酸 46 41~53
亮氨酸 93 83~107
赖氨酸 66 56~76
蛋氨酸+胱氨酸 42 29~60
苯丙氨酸+酪氨酸 72 68~118
苏氨酸 43 40~45
色氨酸 17 16~17
缬氨酸 55 44~77
总必需氨基酸 460 408~588

(3)脂肪 婴幼儿需要各种脂肪酸和脂肪类,其中必需脂肪酸提供的热量不应低于总热量的1~3%。

(4)碳水化物 婴儿需要碳水化物,母乳喂养时,其热量供给一半来自碳水化物,婴儿膳食中如果没有碳水化物,则很难避免酮病的出现,幼儿亦是如此。

(5)其它 各种营养素,包括供应量表暂未列入的各种营养素对婴幼儿都是重要的。此外,婴儿对水的需要比成人为敏感,失水的后果也较成人严重。在温带地区计,每日摄入量按每公斤体重150ml是适宜的。在母乳喂养时,从出生到四个月内,婴儿可从母乳中取得各种营养素,但水分仍需按情况补充。

8.2.3 母乳喂养的重要性

母乳喂养有极大的优点,在正常的情况下,母乳含有完全的营养素,并最适合于婴儿,不仅有全部营养素、而且营养素中的蛋白质、脂肪及碳水化物等之间有一合适的比例和相对稳定的浓度。母乳喂养较人工喂养方便,母乳本身又是消毒的,而且含有免疫因子,其中包括特异性的免疫因子与非特异性免疫因子;前者包括淋巴细胞,并产生免疫球蛋白A(IgA)等物质,而且乳本身IgA与人体血浆中之同一物质在结构上不同。乳中的IgA结构多两条糖多肽,使能耐受对酶的作用与PH的改变,不易破坏,故又称为分泌免疫球蛋白A(SIgA)。乳中还有IgM及IgG,这些物质能作用于胃肠道粘膜细胞,促进其免疫作用。乳汁中非特异性免疫因子很多,包括能吞噬的粒细胞、大吞噬细胞、乳铁蛋白、溶酶体、B12结合蛋白、乳过氧化物酶、双裂因子等,均有利婴儿对一些疾病的防御,能抗肠道或其它的一些传染病,这一点也是任何其它食物所不能具有的。母乳喂养过程本身通过母子的各种接触,包括肉体的、气味的、声音和语言的接触,能刺激感知的发育,并有利于建立良好的母子关系。此外,婴儿自己的母亲乳极少有过敏反应,而对其它食物则否。当然,要达到有效的母乳喂养,需要处理好乳母的休息、营养与心理的正常状态。因而需要家庭和社会的支持,但怀孕期的及早准备,产后尽早开始喂乳,并尽早使母子同室,是有利于使母体泌乳反射有效作用的因素。初乳分泌量少或乳汁总量少的时候,绝不就轻易放弃母乳喂养。

8.2.4 .人乳与牛乳的比较

从婴儿的营养方面考虑,人乳比其它动物的乳都有它的优点和特点,故先将人乳和牛乳作一基本比较。

表8-5 母乳含量及与其他乳的比较

初乳(产后5天) 过渡乳(产后6~10天) 成熟乳(产后15天至15个月) 牛乳
平均 范围 平均 范围 平均 范围 平均 范围
热能(Kj·L-1 2818 2470~3066 3087 2848~3846 3137 1873 2944 2465~3669
固体(g·L-1 128 100~167 133 105~156 129 103~175 124 119~142
灰分(g·L-1 308 2.47~3.50 2.67 2.31~3.33 2.02 1.6~`2.66 7.15 6.81~7.71
矿物质
0.26~1.37 0.29 0.19~0.54 0.17 0.06~0.44 0.77 0.39~1.40
0.74 0.06~0.87 0.64 0.53~0.77 0.51 0.37~0.69 1.48 0.38~2.87
0.48 0.24~0.66 0.46 0.23~0.63 0.34 0.17~0.61 1.37 0.56~3.81
0.04 0.03~0.08 0.03 0.03~0.05 0.03 0.02~0.06 0.13 0.07~0.22
0.16 0.08~0.25 0.20 0.10~0.32 0.14 0.07~0.29 0.91 0.56~1.12
0.23 0.20~0.26 0.20 0.15~0.23. 0.14 0.05~0.30 0.30 0.24~0.36
0.59 0.43~1.01 0.46 0.31~0.72 0.37 0.09~0.73 1.08 _
钴* - - - - _ 0.60 0.01~0.07
1.0 - 0.59 0.29~1.45 0.50 0.26~0.80 0.45 1.7~6.5
1.34 - 1.04 - 0.31 _ 0.10 -
- _ 0.02 0.01~0.07
5.59 0.72~2.81 3.82 0.39~5.88 1.18 0.17~3.12 3.90 1.7~6.5
- - - - 0.03 0.0~0.05 0~0.3 -
- 0.04~0.45 - - 0.06 0.04~0.09 0.08 0.04~0.10
- - - - 0.02 0.01~0.04 0.04 0.01~0.07
蛋白质总量(g·L-1 22.9 14.6~63.0 15.9 12.7~18.9 10.6 3.3~20 20.9 28.5~34.8
酪蛋白(g·L-1 5.1 3.7 24.9 21.9~28.0
清蛋白(g·L-1 - 7 1.4~6.8 7 6~10
乳白蛋白 7.8 6.9~8.6 3.6 4~10 2.4 1.4~3.3
乳球蛋白 - _ 1.4~6.0 2.1 1.3~3.8
氨基酸(mg·L-1 12.0 7.0~40.0 9.4 6.0~10.0 12.8 9.0~16.0 33.0 27.0~41.0
N.P.N.(mg·L-1 910 510~1270 479 425~533 324 173~604 252 181~323
乳糖直测(g·L-1 57 11~79 64 61~67 71 49~95 47 45~50
脂肪总量(g·L-1 29.5 24.7~31.8 35.2 27.3~51.8 45.4 13.4~82.9 33.0 34.0~61.0
胆固醇(mg·L-1 280 180~345 241 126~320 134 88~202 252 70~170
维生素A(m mg·L- 1.61 0.75~3.05 0.88 0.58~1.83 0.61 0.15~2.26 110 0.17~0.33
胡萝卜素 1.37 0.41~3.85 0.38 0.23~0.63 0.25 0.02~0.77 0.27 0.12~0.19
DIn 4~100 0.37 5~40
E 14.8 2.8~30.0 8.9 4.0~18.5 2.4 1.0~4.8 0.6 0.2~1.0
B1(mg·L-1 0.3 0.12~0.45 0.37 0.27~0.49 0.37 0.20~0.79 1.56 1.16~2.02
B2(g·L-1 0.02 0.01~0.03 0.06 0.02~0.11 0.14 0.08~0.23 0.43 0.23~0.90
B6(g·L-1 - - - - 0.18 0.10~0.22 0.51 0.40~0.63
B5(g·L-1 0.75 0.5~1.45 1.75 0.60~360 1.83 0.66~3.30 0.74 0.50~0.86
B12(μg) 0.06 0.10 0.04~0.39 0.34 0.21~0.46 2.48 _
叶酸(μg) 5.0 5.7 14 10~19 94 62~100
Vitc(mg·L-1 72 47~104 71 45~90 52 0~112 11 3~23
泛酸 1.83 0.29~3.02 2.88 1.35~4.12 2.46 0.86~5.84 3.4 2.2~55

*μg·L-据WHO/UNICEF(1981)

人乳分初乳、过渡乳与成熟乳,一般所说的人乳是指成熟乳而言的,而初乳一般指产前及产后5天的乳汁,呈灰黄色,它含有比成熟乳较少的脂肪与乳糖,但含钠、氯、锌高些,尤其含抗体丰富的蛋白质高(IgA及乳蛋白),除免疫作用之外,估计初期乳具有营养作用外,还有清理婴儿的肠道的作用。

婴儿的氨基酸需要量曾以多种方法来作研究,但结果始终都在母乳含量的范围之内,因此建议的需要量见表8-4。当然氨基酸的需要量视测定时存在的条件而稍有不同。例如膳食中其它氨基酸的含量或氨基酸混合物中的各个氨基酸的比例等都会有影响,WHO/FAO专家委员会认为测定婴儿需要量时,必需氨基酸的比例应为37%,并适合以表8-4中所提出的比例。

在母乳中存在着一种由半胱氨酸合成的氨基磺酸,即牛磺酸(氨基乙磺酸),这种合成需要特定的酶,称半胱次磺酸脱氢酶,但这种酶在胎儿及新生儿的肝内含量都不高,可是在人乳中牛磺酸的含量却很高,比牛乳中的含量高达10倍。因此,近年认为可能人类婴儿需要它。用母乳喂养的婴儿体内,牛磺酸主要与胆酸结合,而喂牛乳的婴儿,因为牛磺酸含量低,故移至与甘氨酸结合,但牛磺酸在营养上起什么作用仍是广泛关注的问题。人乳中的脂肪的含量在不同时期中有变动。初乳中脂肪含量低,在第一周中逐渐升高,到第三周后约含4.5g·L-1。但乳中长饱和脂肪酸的含量,初乳则比成熟高得多。从初乳转变成为成熟乳有一个短时间的过渡乳,一般估计为6~10天。

(1)蛋白质 人乳含蛋白质量为11 g·L-1,与牛乳比较约少3倍(表8-5),但从乳中蛋白质的构成与牛乳或其它家畜乳不同,人乳中乳清蛋白为主要构成,占总蛋白的60%以上,而酪蛋白约占30%,牛乳则相反,70%以上为酪蛋白、乳清蛋白则低于30%。对于婴儿来说,人乳的蛋白结构在婴儿胃中形成的凝块比牛乳小得多,易于消化和吸收。

(2)乳糖人乳中乳糖平均高于牛乳,乳糖浓度高于牛乳。因此,虽然人乳的蛋白质低于牛乳,但人乳蛋白的生物学价值高,人乳中的碳水化物及脂肪含量相对地高于牛乳,总热量也高于牛乳。人乳的亚油酸及亚麻酸的含量也较牛乳多,亚油酸约占3%。人乳中的胆固醇也高于牛乳,这可能是对婴儿生长所需要,但母乳的脂肪酸的构成与乳母膳食中的脂肪有一定的关系。婴儿体内储备的脂溶性维生素与母孕期的营养有密切关系。初乳中的维生素A、胡萝卜素及维生素E都高,它与不饱和脂肪酸的含量匹配。人乳中的脂肪溶性维生素也是充裕的,但维生素D则处于仅仅能满足需要水平。因为每升母乳只约有25IU,但是其中70%为25-(OH)-D3,因而维生素D及K是要注意的。

(4)水溶性维生素这类维生素受母体的膳食的影响。例如不食蔬菜水果的母亲,其乳中的维生素C低些。但无论水溶性或脂溶性维生素,在乳母正常的膳食条件下,各种溶性维生素的含量均可满足婴儿的需要,包括维生素B1B5、B6、B12等。牛乳的含量受季节的影响较大。

(5)矿物质 人 乳中电解质远比牛乳低,这一点是非常重要的,人乳中的电解质所形成的渗透压正适合于婴儿。因此,比牛乳低正是合理的。例如人乳中钠含量低于牛乳的4倍左右,这在临床上具有特别的意义,因为婴儿的肾脏不能承受较大的溶质负荷。人乳中的钙与磷也相对地低于牛乳,但对婴儿来说,它的含量是能满足需要的。人乳中的钙比牛乳更易于吸收,因为人乳在肠道所造成的酸碱度(PH)低于其它动物的乳,也由于乳中含酪蛋白低,故钙不易与蛋白质结合;也由于人乳的脂肪比较易于吸收,不易与乳中的脂肪结合。此外,人乳中的磷含量相对地比其它乳为少,这都有利于婴儿对钙的吸收与利用。人乳中的铁含量虽然不高,但其吸收率为60%以上,比其它乳的生理利用率都高,能适应初生儿头几个月的需要。初乳含有很高的锌,这不是偶然的,锌在人乳中通过配位结合的,故有较好的吸收率。

人乳和其它动物乳一样,受母体营养的影响,也受环境污染与药物的影响。故孕期禁忌的药物也应继续控制不用。酒精可直接进入乳汁,也应予注意。

初生儿的哺乳次数宜限制,一般在经过一段喂哺后,婴儿的求食和睡眠之间,会形成适当的节奏。

8.2.5 婴儿辅助食品

一般在健康母亲每次能分泌800ml左右的母乳,有的分泌量可以低些或高些,但母乳分泌量并不能随着婴儿的长大而增加,一般估计在出生4~6个月的母乳喂养后,单独以母乳喂养已不能完全满足婴儿的需要。此时如果注意不够,孩子的生长发育往往出现不稳定,甚至减慢的现象。这与婴儿辅助食品是否及时、适当增加与否以及有否感染等有关。因此,在继续用母乳喂哺同时,逐步而细致地添加辅助食物是必要的。婴儿辅助食品又称断乳食物(Weaningfoods),其内涵义并不是指完全断奶所用的食物,而是指由单独以母乳喂饲到断乳的一段时间内,从喂母乳地渡到断乳这一过渡时期中所添加的婴儿食物。不言而喻,这些食品是应是多样的,且需要细致地加和烹调,食物形状开始应该是流质的,以后又逐步从半固体逐渐过渡到固体食物,因为婴儿的接受有个适应过程。最常用的基本食物之一是加工过的谷物,包括米汤与面糊等。菜汤和果汁也易为人们使用。

4~6个月后,随着婴儿的体重增加,各种营养素的需要也增加,首先是蛋白质及热量的要求增加。此外,在出生4个月后婴儿体内铁的储备已大部分被利用,故铁的补充也是必要的。其它矿物质如钙的需要也要增加,各种维生素的适当补充也是如此。因此,除按配方制备的工业生产食物外,下列是常见的食物,按其需要量及可接受性考虑给予。有的食物可以在三、四个月前后小量地喂饲,例如果汁和菜汤等,从每天一茶匙开始。

(1)谷类加工食物米汤、粥、面糊,并在后阶段可在这一种基础食物中加入另一种食物。

(2)牛乳或其它乳类或其制品。

(3)菜汤、果汁、菜泥、果泥。

(4)蛋黄(加入汤及谷类加工食品中,如米糊)。

(5)肉糜及碎、肝末及动物血,亦可混合在上述(1)食物中。

(6)豆制品 主要为豆浆、豆腐及豆的加工产品,例如以豆为主的代乳品。

(7)干酵母。

以上各类食物应严格以小量和从一种食物开始,视婴儿的接受性而逐渐增加其份量、品种或混合使用,只是在必要时才增加维生素的制剂,而其份量的大小也应慎重。

8.2.6 人工喂养

乳母因病或其它原因不能授乳时,最好还是用别的乳母的人乳。但前二者不能实行时,不得不采取人工喂养。也有时由于乳母的乳量不足,除母乳外,需增加婴儿食物作母乳代乳品的两种食物混合喂养。人工喂养的婴儿常以用其它动物乳的配主制品,也有用豆制品,其配方和营养素构成越接近母乳越好。例如一些母乳化处方,一般会比普通牛乳或奶粉取得较好的效果。医学上也设计专一的处方食品以针对特殊的喂养问题。例如对乳糖过敏的婴儿,可以制造去除乳糖而改用蔗糖的配方乳粉。又如苯丙酮酸尿症的婴儿,用特殊配制的使用可以因为不适当的稀释而引起蛋白质过高或过少,但问题是往往调制过浓。同时要注意婴儿的体重的增长,对食物与食具的消毒,乳瓶及其乳头的选择也要适宜,乳头孔不宜太大或太少,以免咳呛或过于费力及费时。一般吃乳的时间每次惟20min之内为宜。用鲜牛食物应参加母乳喂养的要求,以豆类为主的代乳粉,例如5410配方的代乳粉。若正确使用,亦可满足婴儿的要求。

表8-6 牛乳喂饲的参考量

年龄 每日乳量(ml) 稀释比例* 食糖量(g) 喂哺次数 每次喂饲量(ml) 备注
第一周 180 1:1 12 6~7 25~30
第二周 300 2:1 15 6~7 45~50
1个月 420 全奶 20 6 60~70 应按体重在乳外
3个月 540 全奶 25 6 100 补充水分
4个月 600 全奶 30 6 130 增加辅助食物
6个月 780 全奶 30 5~6 140 增加辅助食物
8个月 500~700 全奶 30 5 170 辅助食物比例
12个月 500~700 全奶 4~5 可大一些

*牛奶加水稀释指合格牛乳而言,米汤(5%)可以代替水作稀释剂

8.2.7 早产儿的营养素需要

人们对早产儿的营养需要了解远差于成熟婴儿,因为到底母乳是否适合于早产儿还未非常肯定,不象成熟婴儿那样有母乳作为依据,而且早产儿的生长速率应该以什么做标准也未能确定。因而,未能以生长状史来衡量能否达到营养要求。加之,对于早产儿的喂养研究还遇到很多困难,注意力先集中在让它们活下来这一方面,营养只是其中一部分。

一般认为,早产儿对热量的要求高于成熟儿的110~150kcal·kg-1·d-1,其中估计其吸收能力低于成熟儿,而其安静代谢率(Resting Metabolic Rate,RMR)却高于后者。因为起码肺呼吸的作功比后者大,但热量的供给在初生时还是以从稍低的开始为宜,以后视情况逐步加多。蛋白质的需要量如何,是一个还不能非常确定的问题。但Fomon等认为每420kJ热量有2.54g的蛋白质,亦即蛋白质相当于总热量的10.2%,即可满足需要。这一数值比成熟儿高,因为成熟儿所摄的正常母乳,蛋白质在总热量中的比例仅6~7%。

从早儿的氨基酸需要研究提示,它们将蛋氨酸转变成为胱氨酸,以及将苯丙氨酸转变为酪氨酸能力低,因为有关转变的酶在体内不足,所以上述两种氨基酸,即胱氨酸与酪氨酸可能成为必需氨基酸。

早产儿对矿物的需要也可能比成熟儿高,因为在胎儿的最后阶段是矿物质增加的阶段,理论上钙与磷都要增加,但研究正在进行之中,在脂溶性维生素方面已经注意早产儿的维生素E可能较为需要,因为这类婴儿溶血性贫血较易发生。加上早产儿对脂肪的吸收的效率不如成熟儿,加深了这种可能。铁的不足也会使维生素E的需要加大,故给予适当的铁补充是必要的。

对于早产儿的配主食物也受到广泛的研究,其中有以牛乳为基础,也有用精制的大豆蛋白为基础的。例如在一些处方中蛋白质在总热量的比例相对高(10%),蛋白质中乳清蛋白与酪蛋白的比例为60:40,并使用中链脂肪酸以提供10~50%的脂肪,乳糖则降低到约占碳水化物的40~50%,其余采用低聚葡萄糖。这些配方还以各种营养素强化,例如铁。以大豆蛋白为基础的配方需要用蛋氨酸强化,以解决大豆蛋白的限制氨基酸不足的问题。

因为早产儿本身的情况会有不同,个体差异也存在,在营养上的照顾应结合个体的情况细致地考虑。

8.3 儿童营养

从4~14岁的儿童,是生长发育的另一个时期,此时期对体格与智力的发展、饮食习惯的形成都很重要。营养是其中一个重要的方面,往往父母因为孩子逐渐长大而疏忽了对他(她)们在营养上的关切或未重视其特点。这时着重讨论的是学龄前的儿童。

8.3.1 儿童生理特点

儿童包括学龄前儿童阶段,虽然生长发育的速率不如婴幼儿,但仍在旺盛的过程之中,所以营养的要求相对地仍然比成人高,而消化能力也比幼儿健全,但未到最后成熟。

这一阶段的儿童有很高的活动能力,有更大的对外周世界探索与了解的欲望,骨骼的发育也快,尤惟臀部与腿部为著。因此,热量的需要相对大,但人类的肝脏糖原储备有限,因此相对地比成人容易发生饥饿感。他(她)们的餐次应比成人增加,同时又应节制杂乱的零食。

儿童在这一阶段已坐在大人的饭桌上,也往往误被看作完全具有成人一样消化功能的大人,并且容易受成人不良饮食习惯的影响。幼年的儿童特别为其制作适合的饭菜,并养成食用各种食物的爱好,避免偏食和挑食,并有好的卫生习惯。

8.3.2 儿童的营养素需要

在中国营养学会提出的每日膳食供应量中,儿童分成3岁以上及5岁以上两个水平,因为学龄前3~4年的儿童其机体仍在不断的改变。这一阶段的孩子性别差异不很明显,但个体差异可以较大,供应量则是按群体来提出的。

(1)热能需要6080~6720kJ,亦即按公斤体重需要378kJ左右,这比成人约大一倍。

(2)蛋白质 学龄前儿童供给量为45~50g,7~10岁儿童则为60~70g。这一阶段儿童体内的器官在继续发育,肌肉组织以较大的速率发展,需要有足够的蛋白质供给。故按公斤体重计,每公斤体重供给2.5g左右,此量亦比成人大一倍。蛋白质在总数热量的比例亦应高于成人,宜在12~14%之间。

(3)矿物质 钙、磷、铁、锌、碘及其它微量元素对学龄前儿童都很重要,以利于骨骼的发育、血细胞的形成以及机体各部分代谢的需要。估计为满足骨骼发育,每日需在体内的储留钙为75~150mg之间。但钙的吸收率受植物性食物中的干扰物质影响,故钙的供应量每天需要800mg,高于成人的供应量。铁的供给为每天10mg。晚近学者都提倡从儿童阶段开始,应该制食盐的摄入量,避免吃太咸的食物。

(4)维生素 维生素A(以μg视黄醇当量计),5岁以上儿童的供应量与成人相当,每日1000μg(表8-1),相对地较幼儿大得多。维生素D的供应量为10μg亦与成人一样,B族维素及维生素C等,亦接近于成人标准。

儿童的胃容量比成人小,但相对的营养要求比成人高,为达到此目的,需要增加餐次,并使早餐在整日总量的比例中不少于四分之一。同时注意食物的精度和质量以及有良好的进食环境。有的学者认为在某些条件下,可以给学龄前儿童在医师的指导下,采用合适的制剂,例如矿物盐、维生素A及D等。有的地方在营养师的指导下,为学龄前儿童及学龄儿童配制一顿合适的5午餐,以便对这阶段的儿童营养需要有所保证与控制。

8.8.3 儿童的合理膳食原则

合理解决儿童阶段的营养是一个值得重视的问题,儿童阶段有相对独立的活动,其营养需要又比成人相对的高,例如一个成年妇女为轻体力活动时,每日蛋白质的供给约为65~70g,而5~7岁的儿童也需要50~60g。按照一般的概念,孩子仍然很小,按比例其需要似乎不那么多,可是在生理上,这个年龄的需求是相对的高的,并已接近一个成年妇女的水平。其它营养也有类似情况。因此,给予多种食物和适当质量的蛋白质是重要的,蛋类、豆类和乳类在适当地予以照顾。主要的方法是将一天三顿主食做好而避免零食和偏食,如在两顿饭之间的间隔太长时,可以有规律的给予小量的小食。糖对儿童的味觉特别有吸引力,尤以幼儿,在进食量或胃口不理想的情况下,特别需要节制,以免影响正常的食欲。甜品宜放在餐后,而不餐前,但总的双糖类食物宜少多。

另一种情况是,父母按照过去的印象,特别是孩子在3岁以前身高体重增长快的概念来佰7岁前后的孩子,总是认为孩子吃少了,于是进食量有时是强迫的,被动的,有时又是连哄带迫的。有时父母不顾食物的营养价值如何,只要孩子肯吃,特别是零食,一律尽量满足。这就可能造成两种后果,一是孩子挑食和胃肠道消化能力紊乱,主要食物反而减少,发育反而不佳。另一种情况则是摄入过多的营养素,甚至有发生儿童肥胖症的危险性。坏的饮食习惯一旦形成,需要耐心地加以纠正。最方便的方法是定期测量孩子的身高与体重,对照同一年龄的正常身高与体重的标准,看孩子是否在正常的范围之内。系统地这样连续观察更能反映问题,因为可以动态了解孩子的生长过程,并且避免了主观性。

有的儿童对个别食物有不耐受性,这不能列为偏食,在长大过程中,有的可以解除,对于这一种情况需要具体分析。但是儿童应该从小就引导养成摄食各类食物,包括谷类、肉类、蔬 果、乳蛋以及日常精的与粗的食物,以得到全面营养素和培育消化道的适应能力。户外活动在营养 上有意义,因为适当的活动有利于代谢,太阳的照射可以帮助孩子体内合成维生素D。有益的活动当然还有其它同样的社会意义。

8.4 孕妇、乳母营养

孕妇、乳母的营养有着特殊的意义,因为这不仅是为了母体本身,而且还影响胎儿的婴儿,这本来是为人们了解的。但孕妇乳母的营养有其特殊性,而且个体间的差异有时是很大的。

8.4.1 妊娠期的生理特点

怀孕后的母体出现了各种生理性的负荷,激素的适应性改变和生殖系统、血液等其他系统的活动加强,胎儿的逐渐增大,以有由于完全依赖母体对胎儿提供所需要的营养素,可以说婴儿的营养在它出生之前已经开始,它的长远影响是与围产期母体的营养素直接有关的。营养和生活条件合理,都使围产期母子双方所出现的问题明显地比营养与生活状况差的母子双方要好。

估计母体在怀孕的40周内,体重增加12kg,其中一半的重量为生殖系统与胎儿的重时9表8-7),另一半左右则为母体其他方面的重量的增加。除母体含水量增加外,其中蛋白质的蓄积总共约950g,脂肪蓄积约4464g,这些蓄积与产后包括授乳的物质储备有关。有一些学者比较强调孕期母体的储备与能否正常授乳的关系最大,但不能忽视哺乳期母体本身合理营养的重要性。当然,孕期的体重超过在怀孕期中体重的一步体重的正常增加,也不一定有好处。

表8-7 母体在怀孕期体重的增加(g)

组织 时间
10周 20周 30周 40周
胎儿 5 300 1500 3300
膙盘 20 170 430 650
羊水 30 250 600 800
子宫 135 585 810 900
乳房 34 180 360 405
母体血液 100 600 1300 1250
小计 326 1915 3500 5195
母体总体重增加 650 4000 8500 12500

孕期机体的代谢率远比孕前高。子宫的血流量上升很快,在怀孕后10周时每分钟的流量仅52ml,至30周为每分钟500ml,增加10倍,这就逐渐相应地需要增加母体心脏的输出量、血流量、心率及脉压。肾脏的负荷也增高以便排泄代谢废物如尿素、尿酸等。其中一部分有用的物质,如葡萄糖、氨基酸、有机物和碘的重吸收却减少了。

有人研究胎儿和母体血液成分的情况,发现不少物质的浓度在母亲方面是高于胎儿的而另一些则胎儿高于母体。前者包括总蛋白、α及β-球蛋白、血纤维蛋白原、总脂类、磷脂、脂肪酸、葡萄糖、胆固醇以及维生素A及E,而在胎儿的血浆中,下列物质都高于母体,其中包括氨基酸、非蛋白氮、肌酸酐、总磷化物、果糖、乳糖、铁、钙及B族维生素如硫胺素、吡哆醇、核黄素以及抗坏血酸等。可见通过胎盘进行物质交换以适应胎儿的发育过程是复杂的。因此,为了进行物质交换也要增加能量和母体的代谢活动。

基本上,妊娠期在营养方面有以下几个方面的改变:

(1)代谢的升高  包括合成代谢增强。因为怀孕后面有两方面的合成代谢,一方面是身体合成一个完整的重量为3.2kg的胎儿,另一方面是母体代谢上的适应以及生殖系统的进一步发育。这两种的合成都需要一定物质来支持。在代谢改变中,激素的改变是一个重要方面,在受精卵着床后,绒毛膜促性腺激素在50~70天内达到高峰水平。此后,黄体把这个水平维持下去,月经周期停止,黄体分泌的黄体酮刺激子宫内膜形成胎盘。以后,胎盘变大,它将卵巢的内分泌功能接过来,产生大量的黄体酮与雌激素并维持整个孕期。此外,还有绒毛膜促乳腺激素等发生作用,它们的活动能影响母体代谢,也影响摄食活动。

(2)消化系统的状况和功能改变 怀孕期由于激素与代谢的改变,往往出现恶心、食欲减退、异食消化不良现象。后又因子宫增大而影响肠的活动,往往引起便秘,同时机体却又需要吸收更多的营养素。

(3)机体许多器官的负荷增大  如肾的负荷,心脏、肺脏、肝脏等的负荷也增大。例如心输出量在怀孕中期以后,每分钟的输出量约增加1L。外周血管的增加的扩张又必需使血容量加大,引起一系列的问题。造血器官也因母体血容量的加大和红细胞的增加而加大了生理活动。

(4)对营养素的要求的增高 需要合理的营养和平衡的膳食,很多学者观察到妊娠营养与母子双方健康之间存在着一定关系。营养不良的母亲往往引起新生儿的体重低于正常及新生儿的死亡率增高,也易导致胎儿的畸形和胎儿的大脑发育不良或产后智力低下。在母亲怀孕期的下半段,胎儿的大脑发生了急剧的发育,在这一期间的营养不足,或者有其它干扰因素,都不利于神经系统的正常发育。也有人观察2338名孕妇的膳食,认为在怀孕后半期的热量低于6300kJ,蛋白质低于50g的人倾向于增加分娩过程与胎儿的并发症。

8.4.2 妊娠各期的营养需要

在怀孕的40周内,有人从营养与生理等方面大体分为三期,也有分为前半和后半两期,其目的是一致的。

(1)热量 合适的热量对孕妇机体及正在发育的胎儿都重要,足够的热量也有利于对摄入蛋白质的庇护,使蛋白质用于组织的维持与合成上面,故要在按照不同劳动级相应地供给热量外,还应按照孕妇期的需要另加热量。单独以母体储备的体脂与蛋白质本身的热量与合成这些物质的能量算在一起,平均每日应另增加约630kJ。所以我国的建议标准除按劳动性质分类所供给的热量之外,每日另加1260kJ。世界卫生组织专家委员会建议在怀孕头3个月内,每日增加630kJ,而在后6个月内,每日增加1470中kJ。上述两个数值是接近的,但后者根据阶段的不同而予以不同份量。增加1260kJ相当于一个未怀孕的轻体力劳动妇女每日能量需要的12.5%。

(2)蛋白质 孕期母体内蛋白质增加950g,其中包括胎儿的迅速发育与同时维持母体的氮平衡。摄入的蛋白质亦须考虑消化率和利用率,所以我国的供给标准在怀孕第4~6个月应原有供应量的基础上增加15g,而在第7~9个月增加25g。此量相当于一个轻体力劳动妇女的蛋白质供应量的二分之一以上。

孕妇从尿中排出的氨基酸比孕前高,在八种必需氨基酸中,蛋氨酸、色氨酸及赖氨酸的排出都增加。血浆氨基酸的水平则比孕前稍低。因此,孕妇应有足够的优质蛋白质是重要的。

(3)钙 新生儿 体内全部钙的含量为22g,大部在怀孕的后半段纳入其骨骼之中,估计胎儿在头3个月每日吸收30mg,第7个月每日120mg,而在最后一个月每日达450mg。幸而孕期内一般妇女对钙的吸收能力高于孕前,但食物中的钙的吸收率视不同种类的食物而有差别。同时,钙的吸收还受膳食中的蛋白质、脂肪与植物性食物的干扰因素的影响。所以我国建议在孕期的第4~6个月供给量为每日800mg,而在7~9个月为1500mg。这上数量在一般在食物中不易得到完全的满足,而应在怀孕的后半段在食物的选择上予以注意,必要是可给合适的钙制剂作为补充。

(4)铁 孕期需要补充比日常更多的铁,这是因为胎儿的需要,并为其在出生前具有一定的铁储备。同时,母体血容量逐渐增加,这种增加是孕期的需要,为了胎盘及胎儿的氧运输,增加血容量也为分娩时丧失一些血液作准备。当血容量约增加32%时,妇女血红蛋白往往从原来的12g·100ml-1或更高,下降到11g·1000ml-1或更低。这种下降一般称为“生理性的孕期贫血。”怀孕后,月经周期停止,故不失血及铁,但总计铁的需要仍然比孕前增加。有的学者估计,孕妇每天约需要吸收3.5mg的铁,由于食物中铁的吸收率很低,故供应量应比这个数值大。我国的供应标准的每日28mg。铁的吸收与利用受食物种类的影响,动物性食物在热量中占的比例越大,铁的吸收与利用都比植物性食物要高。

(5)碘及其它微量元素 孕妇血浆中碘的水平一般比孕前下降,而蛋白结合碘在血中逐步增加至分娩之前,这种现象在分娩后才消失。主要可能是碘的消耗增加,故一部分孕妇在妊娠中甲状腺有轻度肿大的现象。有的国家建议孕妇碘的供应量为每日125μg。微量的锌、镁亦为孕妇所需,但膳食中的草酸、植酸等都可干扰它们的吸收。估计镁每日需要为450mg,而锌的需要为25mg。大豆及豆制品含有较高的镁,紫菜、蘑菇、干小虾、芝麻等也有较高的镁含量,而锌含量高者在肉类、肝脏、蛋类及硬果中,牡蛎的含锌量也较高。

(6)脂溶性维生素 孕期需要足够的维生素A以适应胎儿发育,其供给标准为1000μg视黄醇当量,亦即3300IU,而FAO/WHO则建议2500IU,有的国家测定为5000IU。孕期需要有充足的维生素A供给,但与维生素D一样,过多是无益的,甚至可以引起中毒。动物实验反映过多的维生素A可影响胎儿的正常发育。维生素D的供给为10μg。一些国家维生素E的供应量为15IU。

(7)水溶性维生素 妊娠中机体代谢活跃,B族维生素及维生素C均需要满足母体与胎儿的需要,其需要量一般比孕前为高。硫胺素的需要除应与碳水化物的进食相配合外,一般都主张在这个基础上再增加0.1~0.2mg以满足需要。有人认为孕妇有时会出现疲乏、肌肉痉挛和神经炎等,都往往与硫胺素的不足有关。我国的建议供应量为1.8mg,亦即较孕前增加0.2mg。尼克酸与核黄素的需要有相似情况,随热量的增加而相应增多,故供应量分别为每日18mg及1.8mg。吡哆醇为蛋白质代谢过程所需要,故妊娠期的需要较孕前要高,而一般孕妇血浆中吡哆醇的水平也倾向于偏低,故有的国家的供应量从一般妇女的2.0mg增至2.5mg。妊娠期一些妇女的贫血不仅与铁供给有关,而且叶酸的摄入也有关(巨细胞性贫血),由于胎儿对叶酸的需要,以及尿中的排出的增加,往往使一些孕妇血浆中叶酸水平比孕前为低。FAO/WHO建议每日供应量双倍于孕前的需要量,即每日400μg,而一些国家还加至800μg。在整个孕期中血中B12的浓度下降,但婴儿血浆中的浓度比母体高一倍,并在出生时肝中储备有30μg的B12,可见需要量是高的。产后母体在正常膳食条件下可以恢复原来的水平。FAO/WHO建议供应量为每天3μg,即比未孕妇女增加1μg。

孕期的膳食应多样化,清淡而不吃刺激性食物。整个孕期都需要有平衡的膳食,并根据体重的实际情况作合理的安排。体重低于正常时,增加时应考虑是否属营养的原因。相反,若是体重大于应该增长的量,是否存在水肿和脂肪过度增加也应注意。因为过胖往往有增加产生高血压和其它疾病的可能性。有的孕妇唯恐胎儿长得过大过快而在孕后节食,严重时可能引起新生儿体重的下降,而低于正常出生体重的婴儿是一个增加围产期死亡的因素。

在必要的时候,适当应用钙、铁、B族维生素及维生素C等制剂以辅助和补充食物摄入的不足。但不一定所有这些制剂都须普遍应用,并应注意合适的剂量。

8.4.3 哺乳期生理上的改变

在正常的情况下,新生儿在出生8h后应该开始得到母乳的喂哺,即摄入初乳。因此,一个产妇从孕妇进而变为乳母的过渡时间是短的。在产后的一段时间内,母体的子宫及其附件将逐渐恢复孕前状态,而乳房则进一步加强它的活动,而二者是相互影响的。喂哺有利于使产后妇女性器官和机体有关部分更快的复原。

母乳的分泌受多种因素影响,其中包括精神生理因素(Psychophysiological fator)的影响与营养因素影响。

在精神生理因素中,催乳激素和下奶反应(Let downreflex)最为重要,乳腺在怀孕后期开始进一步发育和增大,主要受雌激素及黄体酮的影响,前者作用于乳腺的导管系统。而后者作用于乳腺囊泡的增生,此外垂体的生长激素、肾上腺皮质激素、甲状腺激素也有一定的作用。例如,在分娩时因大出血引起垂体的病变可导致全无乳汁分泌。但分娩后母体的内分泌开始出现明显的改变,在怀孕期黄体酮受机体的控制,血浆中浓度不高,但分娩后,由于胎盘黄体酮消失,使在血液中的水平突然下降,于是雌激素就很好的影响垂体,从而影响催乳激素的分泌,使母乳也增加其分泌。这种状况一般在分娩后第二天出现,包括乳的生成与排出这两方面的活动。婴儿对乳头的吮吸刺激、对乳汁的吸空刺激和婴儿的存在与活动(如哭声)对母亲的刺激等,都能引起母亲的下奶反应。当然,环境与情绪也是一个影响精神生理状态的因素。

母乳的合成需要能量,在母乳中分泌出的营养素要在母体中汲取,故乳母的营养不仅需要适应母体本身的需要,同时也要适应母乳泌出的需要。乳母营养不足,是造成母乳不足的主要原因之一。

在怀孕期间,母体在正常条件下可储备约6kg的体脂,在哺乳过程中可以逐步消耗,故一部分母亲在喂哺一年后可以恢复孕前的体重,一部分母体可因哺乳而使体重比原来减少。除营养因素外,也与生活与活动有关。一般估计每日母乳的平均分泌量为800g,例如在我国南方农村乳母在正常状态下的分泌量平均为820g,此值与工业化国家所测定的结果近似。

8.4.4 乳母的营养需要

和妊娠期一样,乳母需要完全而平衡的膳食,尤其附有家务劳动和参与社会工作时,应更加需要满足母子的需要。

(1)热量 除乳母本身的热量消耗外,还有乳汁的热量消耗。以母乳每日平均为820g计算,因每100g乳含热量252~294kJ,故每日分泌的乳汁的能量为2184kJ,估计母体本身的热能转变灰乳汁热能的效率为80%,则820g的乳汁消耗的能量为2730kJ,亦即每日额外需增加2730kJ。如果计算母体在孕期的脂肪储备用于头6个月哺乳的热量时,则体内储备约6kg的脂肪,可计算每月动用1kg,相当于37800kJ的热量。因此,相当于每日1260kJ,故在乳汁分泌消耗的2730kJ中,扣除1260kJ后,实际需要量增加1470kJ。乳母间存在着个体差异,在孕期的脂肪储备量也不一定一致,而哺乳量和乳汁质量也不尽相同。如排出量小,则热量消耗比估计的为低;相反则热量消耗比估计的为大,应具体分析。我国营养学会建议的标准为在乳母本身热量供给之外,为泌乳额外增加1260kJ。FAO/WHO建议则为额外增2310kJ。在对于个体乳母进行膳食指导时,体重的改变仍然可作为提供能量是否足够的信号,如体重减轻迅速,应考虑热量的供给可能存在不足的问题。

(2)蛋白质 乳母在孕期体内储存蛋白质很少,在哺乳期间,蛋白质的需要不比怀孕期为低,而且对乳汁分泌的影响很大,人乳含蛋白质为1.1~ 1.2%,如每日平均分泌820g的母乳,则从乳中排出的蛋白质为10g,估计体内合成这些蛋白的效率为80%,则应每日提供优质的蛋白质12.5g。许多观察证明,适宜的蛋白质有利于乳汁的正常分泌,而严重缺乏蛋白质时,可影响乳内的蛋白质含量。我国营养学会建议每日为乳母供给额外的25g蛋白质,亦即一位轻体力劳动的乳母应有70+25=95g蛋白质。如劳动强度大些,则需100g蛋白质一天。

(3)钙 乳母需要充足的钙质为其本身及乳汁钙含量的需要。乳汁中钙的含量一般是稳定的,初乳含钙量为48mg·100ml-1,过渡期46mg·100ml-1,而成熟乳为34mg·100ml-1。如乳母食物中钙不足或不能有效吸收,则将从乳母体内储备钙移出作为来源,此时体内出现钙的负平衡。这种情况延续下去,可发生骨质软化症。FAO/WHO建议乳母的钙供应量为每天1200mg。但考虑食物中钙的来源如果动物性食物提供则吸收率高,而以植物性食物供给钙源,则其吸收率低。故我国建议标准为2000mg。为达到这个供应量,需要考虑食物的数量和合适的来源。奶类的钙一般比植物性食物中的钙吸收好。钙的片剂和动物的骨分可以作为钙的辅助来源。母亲有一定的维生素D摄入,或能利用日光浴的作用,则有利于钙的吸收与利用。

(4)铁 动物性食物在膳食中含量比例的大小,影响铁的吸收与利用。同时其本身也有铁。FAO/WHO专家委员会认为,如估计这类食物在膳食中占热量在10~25%之间者,每日低估给19mg铁可足。乳汁中铁的含量为50μg·100ml-1,每日从乳中分泌量为0.4mg,如果铁的吸收率为10%,则额外供给应不少于4mg。1988年我国的的推荐供给量为28mg·100ml-1

(5)碘 母乳中含碘量为4~9μg·100ml-1,此浓度一般高于母体血浆的浓度。乳中碘浓度较高,估计亦与婴儿的生理需要有关。母体碘的食入,可立即出现于母乳中。有人崔放射性碘作动物实验,摄入后5min,可在乳汗中找到。乳母需要碘的量为每日150μg此量不难得到,应用碘化食盐时也能从中取得一定量的碘。

(6)维生素a 除母体的需要外,乳汁中的维生素A含量约为61μg·100ml-1,并比较稳定。我国建议标准为在供给母体1000μg视黄醇当量的基础上,再增加200μg。FAO/WHO建议增加1500IU的维生素A。

(7)硫胺素与核黄素 乳母需要合适的各种水溶性维生素,乳母的硫胺素摄入量充足时,助于乳汁的分泌。人乳中这两种维生素的含量分别每100ml为0.014mg及0.037mg,故FAO/WHO建议额外增加硫胺素0.3mg,核黄素0.3mg。我国的建议标准两者均额外约增加0.8mg。按总供应量计,FAO/WHO建议硫胺素供给为1.4mg,核黄素为1.5mg。1988年我国建议的标准二者均为2.1mg。

(8)其它维生素 乳汁中维生素的含量在一定的范围内可反映乳母摄食水平。维生素C就是其中之一,在正常的膳食条件下,乳汁中维生素C的含量平均每100ml为5.2mg,此值与蔬菜供给良好的乳母所测定的结果一致。但如果蔬菜水果摄入不足,又无其它维生素C的来源,则母乳中维生素C的含量可降低至很低。如以母乳中维生素C每日排出为40mg计,则此量需额外补充。我国标准原有供应标准上,加40mg,即总共为每天100mg。其它有关的维生素,如B12也少量存在于乳,每100ml含量为0.03μg,故有的国家认为需每日增加1μg。此外,按上述方法测知,维生素E需额外增加3IU,尼克酸4mg,叶酸200μg,吡哆醇0.5mg,方能满足授乳的要求。

(9)水份 在乳母膳食和饮食中,需增加必要的水份,因为在乳汁中排出的水份为750ml以上,一部分食物以汤的形式进食是有利的,尤以尽可能应用鲜汤、肉汁和各种乳母喜爱的汤。包括鱼汤、骨头汤或以蔬菜、水果混合煮的肉汽以及豆汤(甜味的),都是可行的。用豆头、花生、肉类做成的粥也是一种进食的方式。实际上牛乳母的较佳食品之一,牛乳及其制品可惟列为乳母的的基本膳食,而基本膳食构成可以包括谷类、乳、蛋、蔬菜与水果以及肉类,肉类不充裕时可用的豆类。因为上述各类食物都各自乳母提供她需要的营养素,只不过这些食物的取舍与加工则可以根据不同的生活习惯来实施。

8.5 老年人营养

我国在解放后人们的平均寿命正在明显地增加,从过去的30多岁增加至目前男性的平均寿命66.4岁,女性69.4岁。老年人在总人口构成上也逐步相应地增加他的比例,在全球的统计,1976年65岁以上的人口为6%,老年人在社会中的社会中的作用具有特殊的地位,这是人们更加关心老年人营养的一原因。

人类的衰老过程是一个客观规律,只是这个过程随着种族、社会环境和个体的种种实际的不同而不同,营养是在许多因素中的重要因素。众所周知,营养对人体健康影响并不是在才年开始,而在幼年甚至胎儿期就开始。因此,应该把老年人的营养年看作在老年条件下取得平衡膳食的继续。

8.5.1 老年人机体的改变

实际上人的机体在构成上是在不断地变动,用稳定同位素40K作测量,人体在成年之后的去脂组织(Lean body mass,LBM)逐步的减少,这种倾向后半生的速率更明显些,尤其在男性方面。估计每10年下降6.3%,而这种减少相应地以脂肪组织的增加来代偿,有人报告人在70~75岁这一阶段约可损失1kg的去脂组织,因此,一般的印象是在老年人的人群中,往往瘦体型的人活得长一些,但从人群总体的分析不一定如此,因为体重往往与营养相关,维持体重甚或比标准体重稍增加一些,并不认为是一个不利的因素。

40岁以后人体的骨骼也在改变。根据观察的结果,在90岁时女性骨骼的密度约减少25%,男性则为12%,这可能与激素改变的关系最大。例如,女性卵巢切除手术之后,可见明显的骨骼密度改变。故对老年人钙的供给一直存在着争论;过量的蛋白质摄入可以增加尿中钙的排出,并引起更明显的负钙平衡。但是如果蛋白质的来源主要为肉类,因为肉类的磷充沛,故上述现象并不明显。食物中是否有合适的维生素D也影响钙代谢,因为老人户外活动减少。

老年人的组织功能也在变化,其中一个原因是由于去脂组织的减少而影响的。例如,已观察到30~80岁这个过程中,细胞中的酶减少15%,休息对心脏输出量减少30%,肾血流量减少5%等。免疫功能也有所下降,主要为T及B细胞而不是大吞噬细胞的减少。这也与营养有一定的关系。机体功能的减退与体细胞群(Body cell mass,BCM)的衰老与死亡有关,而前者的功能比原来降低,包括细胞受体的损失,故细胞对营养素的吸收随年龄而下降。例如,老人白细胞维生素C的水平比中年人为低,除非加大其摄入量,则不能维持正常水平。

机体构成的改变,不可避免能影响其它代谢的改变,估计基础代谢或氧的消耗率从30岁到90岁时,以体表面积为单位计算约降低20%,这种改变主要是由于单位的组织量相对减少之故。又如对葡萄糖的代谢能力,在老人中可见到耐量曲线较成人缓慢下降至正在体内组织及血液中积累。对两性的老人以稳定同位素标记的氨基酸进行蛋白质代谢观察可见,蛋白质总的合成与分解速率明显地低于年青人,据此亦可知道为什么老人的去脂组织的相对地减少,故按单位组织细胞来计算,总的蛋白质合成与分解率在老人约减少5~10%。若以每1g肌酸酐的排出为单位对比,每1g蛋白质的分解或合成,则其值为140~160%,亦即在老年人中较高。这与肌肉组织随年龄的增加而减少有关。3-甲基组氨酸的排出量是肌肉组织分解的一个指标,由于老年人肌肉组织的变小,在尿中的排出量比青年人少,但其蛋白质的转换率(Tuarnoverrate)并不一定减低。

8.5.2 老年人的营养素需要

老年人的营养素需要量有许多不是直接从测定老年人的代谢本身而求得的,而是从成年人测定的结果推论求得的。在营养素供应量方面,一般所指的成年人是从23~50岁。从营养学考虑,为了安全,从50岁以后就列入老年的范围,这样划分是与一般的年龄分期不尽相同的。当然,在应用实际指标时应考虑具体情况而酌定。

(1)热能 从一些直接测定得知,老年人的热能需要随年龄而减低,如果20~34岁一般需要从每天11340kJ时,则70~90岁的人为8820kJ则是由于人体活动减少的原因。从实际调查的结果亦是如此,我国营养学会的建议是在50~59岁的范围内,能量供给可比成人值减少10%。60~69岁20%,而70岁以后30%。但热能减少可能蛋白质也相应地减少就是一例。由于各种营养素的要求并不一定随年龄增加而减少,所以这是一个值得注意的问题。

(2)蛋白质 一些实验表明,老年人的蛋白质需要不低于成年人,由于分解代谢的增加而合成代谢逐渐变慢,负氮平衡比较容易发生。高龄人容易出现低蛋白血症,水肿和营养性贫血,而且在老年人中,所需要的氨基酸模式由合成代谢不同而有不同,因而蛋白质的供应不足时,容易引起氨基酸的不平衡。因此,对老年人的蛋白质供应量不宜低于成年人,特别是按kg体重计算的时候如此。蛋白质的生物价值应该较高,以便能取得更好的利用。此外,在一般情况下,蛋白质在占全日总热量的比例上也可以适当提高,例如在12~14%左右。

(3)碳水化物 老年人宜用不同种类的碳水化物,但多糖的比例不宜过小,果糖在体内转变为脂肪的可能性小些,故果酱及蜂密可作为糖的一部分食用。在正常情况下,碳水化物在总热量中占的比例约在60%上下是适宜的。

(4)脂类 老年人与成年人一样需要脂类,它有助于对脂溶性维生素的吸收,改善蔬菜类常用食物的风味,也有利于胃纳量小但热量需要不小的特点。脂类应以植物性来源为大部分,但不一定所有动物脂肪都取消。同样,膳食中过量的不饱和脂肪酸并不一定有利。

(5)铁和钙质 老年人可以发生不同程度的贫血,其中包括胃容量的减少,胃酸及胃的内因子、对铁的吸收能力、造血机能、维生素C及微量元素的不足等都可能有关。但在一般情况下,铁的质量是一个首要的问题,动物肌肉和动物血液提供的铁的吸收率高于植物性食物,这是必须注意的。老年人尤其是女性易有骨质软化,骨质密度减少以致出现骨质疏松症。这不仅与激素、维生素D有关,也与钙的供给有关。乳及制品的的钙较植物性食物中的钙有更好的吸收率,钙的供应总量不宜低于成年人的标准。

(6)维生素 未能证明老年人各种维生素的需要低于成年人。相反,在80岁上下老年人的调查中,往往发现维生素A及B族维生素低下。维生素C对老年人亦很重要,但维生素A及D不是越多越好。

(7)维生素 这种物质不是营养素,但它在膳食中的存在对老年人比较重要。因此老年人的食物不应排除粗糖,特别不应缺少新鲜的蔬菜与水果。维生素有利于消化和肠的蠕动,避免便泌,并有利于防止结肠癌及降低血清胆固醇之效。

8.5.3 老年人的膳食

老年人的膳食应该多种化,以便所有营养素都能摄入,偏食和不必要的禁食是不利的。谷类、肉类、蛋类、乳类、蔬果类、水份(包括各种汤类)都应尽可能列入日常食物中,尤以蔬菜类。

老年人的餐次是可能增加的,但不要因为餐次多而使进食量超过正常的热量,烹调的方式应该多变而采用调味品,清淡的饮食利多害少,但应该可能在食物烹调中使老人易于进食和消化,有利于老年人克服咀嚼器官可能存在的缺陷。例如牙齿不够健全,但又应避免过分份烹调致使一些营养不素丧失。

老年人的进食环境和进食时的情绪状态十分重要,和家人合食往往比独食有更多的优点,包括食物的品种会多于独食,而进食过程中会增加兴趣。在进食过程中,有时对老人进食的禁忌和不适当的劝告,往往在心理上的负担和害处大于偶尔食入某种食物本身。但过饱应该始终避免。户外适当的活动有利于消化,也有利于利用阳光的作用。

由于老年人有很多经历,各人身体的背景会有较大的差异。因此,对老年人的饮食不宜千篇一律,应该在合理量和品种多的前提下,尊重原有的爱好和习惯,没有一成不变的规范。但也必须尊重营养学所提出的问题。目前,还没有一种单一的可以称为“长寿食物”。长寿的食物仍然是以平衡食物为基础的,而且是在一日三餐之中,不是在三餐之外。随着个体的情况不同也应容许有一定范围的调整,但也不是漫无边际可以随意改变的。

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第二篇 营养缺乏病

9 引言

正常人体所需的营养素摄入过多或不足均会导致营养不良。营养缺乏病是由于摄入营养素不足而在临床上引起各种表现的疾病,故是营养不良的一种,但并不完全等同。近年来,由于营养素的功能性检查日趋完备,各种亚临床的营养缺乏已受到重视,因此,营养缺乏病也包括这一部分。

解放前,我国贫穷落后,人民生活困苦,营养缺乏病比较多见,特别在战争年代,灾民中的发病率甚高。三十年代,侯祥川教授在上海开设的营养门诊曾收治了许多营养缺乏病患者,报告了各种临床表现及诊治措施,受到国际上的瞩目。解放后,由于经济发展和人民生活水平的提高,营养缺乏病已很少发现,但散在的、个别的营养素缺乏依然存在。北方的冬春季和南方的夏季,蔬菜供应和储存困难,仍可发生季节性的维生素缺乏。偏僻的农村或少数民族地区因缺乏营养知识,不合理的烹调方法和风俗习惯,仍可使营养缺乏病在小范围内成为流行,如华南某些地区的硫胺素缺乏和新疆地区的癞皮病。

营养缺乏病在第三世界仍然是对人民健康的主要威胁,蛋白质热能营养不良和维生素A缺乏、地方性甲状腺肿是主要的常见病。即使在发达国家,营养调查表明缺铁性贫血和其他微量元素缺乏的发生也不少。静脉高营养和要素膳的疗法开展以来,如果对长期使用的病人未能及时监测和设计全营养补给方案,也可出现某些营养素的缺乏,严重的可出现临床症状,如微量元素、维生素、或必需脂肪酸的缺乏。因此,研究营养缺乏病不仅是公共营养的重要内容,而且也是临床营养必需包括的组成部分,特别是对于临床病人营养状况的评价和亚临床缺乏的诊治方面,将是综合治疗中重要的一环。

9.1 营养缺乏病的病因

营养缺乏病的病因有原发性和继发性两类,原发性病因指单纯摄入不足,可以是综合性的各种营养素摄入不足,也可以是个别营养素摄入不足,而以前者为多见。继发性病因指由于其它疾病过程而引起的营养素不足,除摄入不足外,还包括消化、吸收、利用、需要等因素的影响。临床上所见到的各种营养素缺乏绝大多数成为疾病过程的综合表现的一部分。

按营养素在体内的代谢途径,营养缺乏病的病因可以分为以下几个:

9.1.1 营养素的摄入不足

最常见的是食物摄入不足,其原因可以是原发的,也可以是继发的。原发性摄入不足中,因灾害或战争等社会因素引起的食物不足常是综合性缺乏,但在表现上则以热能蛋白质营养不良为主。一般情况下,偏食可引起某种营养素缺乏,有时某人群的习惯性偏食甚至可导致某种营养缺乏病的流行。食物因加工烹调不合理而破坏营养素,虽其摄入量并不少,但亦可发生缺乏,如水溶性维生素的缺乏中,食用精白米面和丢弃米汤常是脚气病的主要原因,蔬菜先切后洗,烫漂捞挤将使大部分维生素C遭受破坏。

食物摄入不足的继发性原因是食欲不振、昏迷、精神失常或神经性厌食、口腔及颔面手术后、食道癌贲门癌等引起肠胃道阻塞的疾病。在这些疾病中常采用鼻饲或静脉营养补给措施,但如补给量不能满足患者需要时,仍会发生营养缺乏的症状。

9.1.2 营养素的吸收不良

热带口炎性腹泻及胰腺功能不足引起消化道广泛性的吸收不良,胃及十二指肠或回肠切除引起部分小肠吸收不良,表现有缺乏的营养素有脂肪、叶酸、脂溶性维生素和维生素B12、铁等。有些药物可阻止营养素的吸收,或影响其代谢而致主动运输机制受到抑制,如石蜡油溶解脂溶性维生素而造成吸收不良,新霉素和秋水仙素造成绒毛的结构缺陷和酶的损害,使脂肪、乳糖、维生素B12、矿物盐等吸收不良,消胆畸通过与胆盐结合而降胆固醇,这样就继发因胆盐缺乏而致的吸收不良。长期服用抗惊厥药或双磷酸酯均可影响钙的吸收,但其机制不同,前者是由于加速维生素D及其活性代谢物的分解代谢,而后者是由于1,25二羟胆骨化醇的形成减少。还有的是先天性缺陷造成的,如先天性维生素B12吸收不良,其缺陷在于维生素B12被吸收后缺乏运输的球蛋白,须依赖肌注维生素B12才能维持血象正常。

近年证明营养素之间的不平衡也是造成吸收不良的因素。对防治心血管疾病和肠道肿瘤有好处的膳食纤维如摄入过多将影响无机盐的吸收,而铁和锌相互间须保持一定比例,一方过高即引起另一方的吸收不良。

9.1.3 营养素的利用减少

常见的是肝脏疾病使营养素的利用率或储备能力下降,肝硬化时常合并维生素A、B6、B12、叶酸的储存减少而出现缺乏。尿毒症时肾脏不能使25-羟胆骨化醇转变为活性形式的1,25二羟胆骨化醇,导致肠道吸收钙的障碍。有的是由于其性质是营养素的拮抗剂,故在作为药物使用时可抑制营养素的功用,如抗肿瘤药脱氧吡哆醇是维生素B6的同系物,能抑制需要维生素B6的酶系。又如高剂量的异菸肼或肼苯哒嗪均可引起维生素B6的缺乏,均属于拮抗B6的作用所致。有少数也可能是遗传性疾病引起的利用有缺陷如肝中先天性缺少亚胺甲基转移酶或N-5甲基四氢叶酸转换酶活力减低都使叶酸的利用有缺陷。维生素B6的遗传性缺陷是由于酶蛋白的缺陷而影响和辅酶的结合,表现出婴儿惊厥、贫血、高胱氨酸尿等维生素B6反应性疾病。

9.1.4 营养素的损耗增加

长期发热、代谢机能亢进、各种癌症及其它消耗性疾病如糖尿病、结核病均明显地增加体内各种物质的消耗。创伤、大手术、大面积烧伤等促使组织分解代谢加剧的情况使大量氮从尿中及创面丢失,代谢率也显著增加。消化道瘘、肾脏病也是蛋白质损耗较大并容易发生营养缺乏的疾病。放疗或化疗造成的营养素损耗及蛋白质合成障碍如不及时补给以满足需要,常使病人的周身情况变得虚弱而不能坚持,影响治疗效果。寄生虫疾病在第三世界比较普遍,营养缺乏的原因与寄虫感染引起的营养素损耗增加有关。长期的慢性失血也是应该及时治疗而防止导致营养缺乏的疾病。总之,一切引起代谢加速及营养素丢失的疾患都应密切注意,及早治疗。

9.1.5 营养素的需要增加

在人体生长发育旺盛及妊娠、授乳等生理过程中,营养需要量有明显的增加。如细胞分裂时核酸合成增加,其中叶酸是必不可少的营养素,因而在妊娠的初期必须增加叶酸需要量以适应胎儿组织生长发育的需要。到妊娠后期胎儿成熟,体内要有一定的营养素储备,此时母体对蛋白质的需要量必然增加,如营养供给不足则使胎儿生长缓慢,骨骼或脑的成熟过程可能发生障碍。乳母为了保证乳汁的分泌量和其营养成分,各种营养素的需要量都有明显增加。此时如果有营养素吸收不良、利用减少和损耗增加的情况,则更容易发生营养缺乏。因此,对于这一类患者,更要注意营养缺乏病的防治。

9.2 营养缺乏病的表现

营养缺乏病的发病过程是缓慢的,按其程度和时间可分为轻度、中度和重度;及急性、亚急性和慢性。其病理变化则经历了储存不足、生化病变、功能变化和形态改变四个阶段,到了形态改变阶段,往往会形成一些不可逆的病变,从而使病程再进一步恶化。在功能变化阶段以前,患者主诉或体检不易发现明显的异常,因此属于亚临床缺乏。近年来由于检验方法的进步,许多亚临床缺乏都可用实验室手段加以证实,从而对营养缺乏病进行早期诊断,早期治疗。所谓生化病变也从营养素及其代谢物在生理体液中含量发展到包括生化功能反应在内的变化。由于营养素的生化功能不断地被发现,因此亚临床缺乏在疾病治疗过程中的作用已超出营养缺乏病本身的范畴,而扩大到了其它疾病的辅助治疗方面。已有许多人在积极进行探索这方面的问题。

营养缺乏病的临床表现与人体对营养需要量的适应性有关。长期处于低营养供给水平,人体对营养素的需要可产生适应性,即可以降低需要量和延迟缺乏症状的出现。反之,如长期处于高营养供给水平,则一旦降低,虽未达到最低需要量之下,亦易于出现缺乏。这是反对使用过高剂量维生素的理由之一。在多数的综合性营养缺乏中,亦易于出现缺乏。这是反对使用过高剂量维生素的理由之一。在多数的综合性营养缺乏中,蛋白质热能缺乏是主要的表现,此时因代谢缓慢,维生素的需要也相对减少,缺乏症状并不明显。如果蛋白质热能的供给达到需要,缺乏消失,则由于代谢恢复正常,维生素的需要须相应增加,否则即可出现维生素缺乏症状。因而在判断营养缺乏病的临床表现时,须注意到综合性和适应性的特点。

各种营养缺乏病的表现将于以后各章分述之。本章是从总的方面概括。几种营养缺乏病的主要检查方法都是据此而建立的。

9.2.1 生长发育不良

不论婴幼儿或学龄前儿童或青少年,营养缺乏病的综合表现都影响到生长发育,孕妇则影响到胎儿的生长发育。这种影响是从体力和智力两个方面发生作用。营养和体能的关系,营养和脑的发育的关系是当今国际上研究的重要课题。

9.2.2 代谢调节异常

营养缺乏所致的生物活性物质功能和合成降低影响到整个代谢的调节。如体内的重要的酶类和激素都是由各种营养素组成,或其生理功用都需要某些营养素促进。正常人体构成恒定的内环境,各种物质代谢保持着平衡。营养缺乏病打破了这一恒定的内环境,异常的代谢反应成为许多临床表现的内在原因。

9.2.3 抗感染能力下降

人体在营养缺乏时对感染的抵抗能力明显降低,已证明许多营养素都和人体免疫机能有关,有的是细胞免疫,有的是体液免疫。在第三世界,营养不良和感染成为相互影响的因素,形成了恶性循环。

9.2.4 组织的再生和恢复延缓

营养缺乏时代谢率下降,蛋白质合成率减低,组织的再生和其功能的恢复明显延缓。手术后的创面愈合、综合治疗后的康复时间都反应出营养缺乏的程度与组织再生和恢复的能力。

9.2.5 合并症较易发生,死亡率增加

营养缺乏作为原发性疾病的临床表现之一,也是预测合并症和死亡率的一个指标。营养缺乏如果不及时纠正,必将导致许多合并症发生,使原发性疾病更加严重而难于治疗。患者对治疗措施的反应能力下降,使死亡更为迅速。

9.3 营养缺乏病的诊断

营养缺乏病的诊断依赖于膳食史、体检、生化检查和治疗试验。

9.3.1 膳食史

了解膳食摄取情况的最精确的方法是称衡法膳食调查,即对每餐食物烹调前后和剩余量都进行称重,然后折合每天实吃的各种食物重量,查食物成分表,算出每天热能和营养素的摄取量。这种方法大都用于集体调查,对个体病人似乎过于繁琐。有经验的营养师及临床医师询问了解患者的膳食习惯及每天的摄取量就能基本上判断各类营养是否缺乏。如能取得患者及家属的配合,记录三天的摄入食物量,则以此计算所得的数据,核对询问结果,更加可靠(详见第42章)。

表9-1 各类食物供给的主要营养素

食物种类 热量 蛋白质 维生素A 维生素D 维生素E 维生素B族 叶酸 维生素B12
乳类 - + + + - - + - + - +
肉类 + + + + + - - + + - +
谷类 + - - + - - - + + + -
蔬菜 + + + - + + - - + + -
水果 - - - - + + - - - - -

对各类营养素摄入量能否满足生理需要的评价可对照中国营养学会1981年制订的膳食营养素供给量标准。

9.3.2 体检

体检包括人体测量、症状检查和生理功能检查几部分。

(1)人体测量包括长度,如身高(长)、坐高(顶-臀长)、腿长;周径,如上臂围、上臂肌围,头围、胸围、腹围;厚度,如特定部位的皮褶厚度;宽度,如肩宽、骨盆宽;体重等。

身高或身长:立位测量者为身高,卧位测量者为身长。身高计的误差1m不得超过0.2cm。身高主要用于判断儿童生长发育情况,看是否明显低于同龄人,对成年人的意义不大。

肌酐/身高指数:肌酐是全身肌肉的分解产物,正常时每天的排出量比较恒定。蛋白质贮存下降时,肌肉萎缩,导致肌酐生成量减少,因此肌酐/身高指数减少。评价时可用24h尿中肌酐排出量除以身高相应的中等体型的理想肌酐排出量,求出实际排出量为理想排出量的百分数。诊断标准是:>90%正常;80~90%为轻度营养缺乏;60~80%为中度营养缺乏;<60%为严重营养缺乏。

体重:测体重的磅称感量不得大于50g,婴儿磅称感量不得超过5g。最适宜的测定时间在早晨空腹排便后。测量时只着短和背心。成年人常与理想体重比较。在理想体重±10%以内者均为正常,<10%者为较瘦,<20%者为瘦弱。军事医学科学院军队卫生研究所通过大量数据统计,得出青年人的理想体重计算公式:

长江以南地区:理想体重=(身高cm-150)×0.6+48

长江以北地区:理想体重=(身高cm-150)×0.6+50

表9-2 每日膳食中营养素供给量

(中国生理科学会第三届全国营养术会议塈营养学会成立大会修订1981.5)

类别 能量①(千卡) 蛋白质(g) 钙(mg) 铁(mg) 维生素A⑤(μgRE) 硫胺素(mg) 核黄素(mg) 烟酸(mg) 抗坏血酸(mg) 维生素D⑥(μg)
婴儿(不分性别):
初生~6个月 120② 2.0~4.0④ 400 10 200 0.4 0.4 4 30 10
6~12个月 100③ 600 10 200 0.4 0.4 4 30 10
儿童(不分性别)
1岁以上 1100 40 600 10 300 0.7 0.7 7 30 10
2岁以上 1200 40 600 10 400 0.7 0.7 7 35 10
3岁以上 1400 45 800 10 500 0.8 0.8 8 40 10
5岁以上 1600 50 800 10 1000 1.0 1.0 10 45 10
7岁以上 2000 60 800 10 1000 1.2 1.2 12 45 10
10岁以上 2200 70 1000 12 1000 1.4 1.4 14 50 10
少年男子:
13岁(体重47kg) 2400 80 1200 15 1000 1.6 1.6 16 60 10
16岁(体重53kg) 2800 90 1000 15 1000 1.8 1.8 18 60 10
少年女子:
13岁(体重45kg) 2300 80 1200 18 1000 1.5 1.5 15 60 10
16岁(体重48kg) 2400 80 1000 18 1000 1.6 1.6 16 60 10
成年男子,18~40岁(体重60kg):
极轻体力劳动 2400 70 600 12 1000 1.2 1.2 12 60 10
轻体力劳动 2600 75 600 12 1000 1.3 1.3 13 60 10
中等体力劳动 3000 80 600 12 1000 1.5 1.5 15 60 10
重体力劳动 3400 90 600 12 1000 1.7 1.7 17 60 10
极重体力劳动 4000 105 600 12 1000 2.0 2.0 20 60 10
成年女子,18~40岁(体重53kg):
极轻体力劳动 2200 65 600 15 1000 1.1 1.1 11 60 10
轻体力劳动 2400 70 600 15 1000 1.2 1.2 12 60 10
中等体力劳动 2800 75 600 15 1000 1.4 1.4 14 60 10
重体力劳动 3200 85 600 15 1000 1.6 1.6 16 60 10
孕妇(第4~6个月) +300 +15 800 18 1000 1.8 1.8 18 80 10
孕妇(第7~9个月) +300 +25 1500 18 1000 1.8 1.8 18 80 10
乳母 +800 +25 2000 18 1200 1.8 1.8 18 100 10

①本表的能量单位仍以营养学中惯用的“千卡”表示。1“千卡”是1000克水由15℃上升16℃所需要的热量。其全称是“千克卡”简称“千卡”符号为kCal。

国际通用的能量单位是“焦耳”(符号为J)1“焦耳”是用1“牛顿”的力把1公斤的重量移动1米所需要的能量。1000“焦耳”是1“千焦耳”(符号为kJ);1000“千焦耳”是1“兆焦耳”(符号为MJ)。

在营养学中能量供给和消耗一般都超过1“兆焦耳”,现在文献中也多有用“兆焦耳”的,这里把上述两种能量单位的换算列下:

1千卡=4.184千焦耳 1千焦耳=0.239千卡

1000千卡=4184千焦耳=4.184兆焦耳 1000千焦耳=239千卡1兆焦耳=239千卡

通常即以1000千卡折合4.2兆焦耳,1兆焦耳折合240千卡

②、③系每日每公斤体重的供给量。

④人奶喂养按2克/公斤体重;牛奶喂养按3.5克/公斤体重;混合喂养按4克/公斤体重。

⑤1微克视黄醇当量=1微克视黄醇或6微克β-胡萝卜素,1国际单位维生素A=0.3微克视黄醇

1微克胡萝卜素=0.167微克视黄醇当量。

⑥按胆钙化醇(维生素D3)计,10微克胆钙化醇=400国际单位维生素D。

胸围与头围:主要用于判断婴幼儿的生长发育情况。测量所使用的软尺每m误差不超过0.2cm。胸围为经背部肩胛下缘和乳头上缘的周长。头围为经头部两眉弓上缘及枕骨粗隆最高处的周径。头围与大脑的发育关系密切,故与儿童的智力试验结果成正比。评价时取测量值与各年龄组的正常值比。

皮褶厚度:常用的是三头肌皮褶厚度,即在左上臂背侧中点上约2cm处,用手捍起皮褶,用皮褶厚度计测量距离姆指1cm处的皮褶根部厚度。厚度计每平方毫米的压力为10g。另用软尺测量左上臂自肩峰至尺骨鹰咀的长度的中点的周径上臂围,按公式计算上臂肌围。上臂肌围(cm)=上臂围(cm)-3.14×三头肌皮褶厚度(cm)。诊断时与标准值比较(我国成年男子为24.8cm),90%以内为正常,80~90%为轻度缺乏,60~80%为中度缺乏,〈60%为严重缺乏。

(2)临床检查营养缺乏病的临床症状有特异性的和非特异性的。根据病人的脸色、体重、精神状态可以对其营养状态有一个初步估计。然后详细检查头发、眼、唇、口腔和皮肤,进一步确定何种营养素的缺乏。

头发:蛋白质营养不良使头发改变颜色为灰暗,变细、干、脆,严重缺乏时极易从头发拔掉,发根容易断裂。

眼:维生素A缺乏引起干眼病开始时球结膜干燥,失去光泽,泪液减少,进一步角膜软化,引起溃疡、穿孔和破坏,最终留下结疤的灰白色角膜,完全失明。维生素A缺乏时常有毕氏斑,为角膜外侧的结膜上出现的白色或淡黄色小点,约1mm直径,聚合呈三角形。核黄素缺乏引起角膜周围的结膜下血管充血,眼的外侧角发湿发红,怕光、烟雾、尘埃的刺激。

皮肤:维生素A缺乏的皮肤症状是毛囊角化,其形状如“鹅皮”,从过度增生的毛囊内突出粗糙的角化丘疹,用手触之如搓板,在上臂和大腿的外侧最显著。维生素C缺乏也产生毛囊症状,但表现为毛囊周围的充血、肿胀,最后也增生,与维生素A缺乏应相鉴别,特别是常伴有出血点等表现。烟酸缺乏引起癞皮病,典型症状是在暴露部位和压迫处的皮肤发厚,变干,出现红斑。严重的蛋白质缺乏引起四肢的凹陷性水肿和以过度角化,过度色素沉着和脱皮为特点的皮炎,其与癞皮病的区别在于不限于暴露部。急性脚气病也有下肢水肿,严重时变为全身。

口腔:口腔是对营养缺乏最敏感的部位,但其表现是非特异性的。如嘴唇和口腔粘膜苍白与皮肤和指甲苍白相似,表示有贫血。口角炎是核黄素缺乏的症状,同时还有舌乳头肥大。乳头萎缩有时与烟酸缺乏或铁缺乏有关。后者的小细胞型贫血和营养性巨细胞型贫血均可引起光滑舌。舌缘齿痕在蛋白质缺乏性水肿时可能出现,但也有许多其它原因。营养缺乏对于舌的颜色变化有很大影响,似牛肉的鲜红色表明烟酸缺乏,而核黄素缺乏则为紫红色。齿龈病变常因患者口腔卫生不好而难以确认,维生素C缺乏易引起周缘齿龈炎和牙周病,严重者齿龈充血、肿胀、易流血,呈现坏血病的典型症状。轻症需用维生素C治疗以资鉴别。现在已知维生素A、烟酸和核黄素也可引起齿龈炎,故治疗也应考虑综合措施。

牙齿:龋齿的发病率与严重程度因膳食中可溶性碳水化和物增高而增多,因氟和磷的摄入充足而减低。婴幼儿的营养缺乏常使出牙时间延缓和出牙部位不良,后者是因早期蛋白质缺乏引起牙床骨发育不良所致。

颈部:碘缺乏引起的甲状腺肿容易以望诊和触诊确定。

神经病变:许多营养缺乏病都有神经症状,如硫胺素缺乏伴有周围神经性无力和感觉异常,维生素B6缺乏引起婴儿惊厥,维生素B12缺乏可引起脊髓的亚急性退化性变,癞皮病常有精神症状。

放射学检查:常规并不需要,但如发现佝偻病、骨质软化症、婴儿性坏血病或蛋白质热能营养不良时,X线检查是必需的。

心电图检查:脚气病、钾缺乏、硒缺乏(克山病)都累及心脏,心电图检查有助于诊断及治疗。

暗适应检查:虽然暗适应机能是维生素A的主要生理作用,维生素A缺乏时适应时间延长,但实际上应用暗适应计检查患者的暗适应机能对受被试者主观和心理上的影响较大,,方法比较繁琐,推广比较困难。

(3)生化检查营养缺乏病的临床症状往往合并出现,且同一症状可能是几种营养素的缺乏表现,故鉴别诊断必须依靠生化检查。生化检查方法基本分为为下列几种:①测定血液中营养成分的浓度;②测定营养成分经尿排出的速率;③测定血或尿中的营养素的代谢产物;④测定与营养素有关的酶活性的改变;⑤给予大剂量后测定尿中排出量,即饱和试验;⑥测定毛发和指甲中特定营养素的成分。

生化检查可以预测体蛋白的储备。体蛋白包括肌肉蛋白和内脏蛋白。前者的储备可藉测定24h尿肌酐值而衡量。连续测定三日尿肌酐的平均值,利用下式计算瘦体组织(LBM):

LBM(kg)=7.38+0.02909×肌酐(mg/日)±0.0008

内脏蛋白的储备可通过测定血清中在肝脏合成的而生物半寿期(t1/2)较短的运输蛋白而衡量,如白蛋白、运铁蛋白、前白蛋白及视黄醇结合蛋白,(t1/2)依次缩短,后者灵敏性较前者高。白蛋白的t1/2虽较长(16~18天),但由于测定简便,并与摄入的膳食蛋白量有关,所以常用以表示内脏蛋白的盈虚及区别蛋白质热能营养不良的类型。

近来在实验室检查中,除了生化测定外,还有免疫功能试验,因已证明营养缺乏时机体的免疫功能显著下降。当血清白蛋白低于3g·L-1或实际体重低于理想体重的85%以下,蛋白质热能量营养不良常伴有免疫功能降低,表现有总淋巴细胞计数减少、淋巴细胞对植物血球凝集素的反应、嗜中性白细胞的趋化性及迟发性超敏皮试反应均低下。临床上采用简易而有预后价值的总淋巴细胞计数及迟发性超敏皮试作为诊断营养缺乏的指标。

为了综合人体营养状态的各类参数,以预测疾病的合并症及死亡率,有人提出预后营养指数(Prognostic nutritional index,PNI)<30%,危险性少,30~60%,危险性中等,大于60%,危险性大。其计算公式如下:

PNI(%)=158-16.6(Alb)-0.78(TSF)-0.2(TFN)-5.8(DHST)

式中Alb为白蛋白(g·L-1)、TSF为三头肌皮褶厚度(mm)、TFN为运铁蛋白(mg·L-1)及DHST无变应性为0、硬变圈直径<5mm为1、≥5mm为2。

另外,还有营养评定指数(Nutritional assessmentindex,NAI)也可预测死亡率,当NAI≥60,预后良好,≤40并发症与死亡率高,60~40为中等。其计算公式如下:

NAI=2.64(AC)+0.6(PA)+3.76(RBP)+0.017PPD-53.8

式中AC为臂围(cm)、PA为前白蛋白(mg·L-1)、RBP为视黄醇结合蛋白(mg·L-1)及PPD为纯化蛋白衍生物皮内反应圈(长径×短径,cm2)。

表9-3 诊断营养缺乏病的生化指标

营养素 生化检查项目 正常范围 缺乏标准
蛋白质 血浆总蛋白 65~80g·L-1 <60g·L-1
<35g·L-1
血清总蛋白 40~52 g·L-1
血浆必需氨基酸/总氨基酸 0.3~0.5 〈0.3
尿素/肌酐 >12.0 <6.0
血红蛋白(男子) >140g·L-1 <120g·L-1
血红蛋白(女子) 120g·L-1 <100g·L-1
血球比积(男子) >44% <37%
血球比积(女子) 38% <31%
维生素A 血浆类维生素A 1.7~3.4μmol·L-1 <0.7μmol·L-1
血浆类胡萝卜素 3.4~6.8mmol·L-1 1.0μmol·L-1
维生素D 血清钙 2.25~3mol·L-1 <1.75mmol·L-1
血清磷 0.3~0.5mmol·L-1 <0.29 mmol·L-1
血清碱性磷酸酶(成人 >15单位
血清碱性磷酸酶(儿童) 5~13K-A单位
10~20K-A单位
>20单位
维生素E 血浆维生素E 12~48μmol·L-1 <9.6μmol·L-1
维生素K 血浆碱凝血酶元时间 10~15秒 >20秒
血清碱性磷酸酶(儿童) 10~20K-A单位 >20单位
维生素C 全血维生素C 22.7~56.79μmol·L-1 <10.4μmol·L-1
白血球维生素C 1460~2271μmol·L-1 <567.9μmol·L-1
维生素B1 血乳酸 1~1.67mmol·L-1 >1.67 mmol·L-1
血浆丙酮酸 91~227μmol·L-1 >227μmol·L-1
红细胞转酮醇酶TPP效应 <15% >15%
尿硫胺素 100~500μg·g肌酐-1 <50μg·g肌酐-1
维生素B2 血浆FAD 0.052~0。078μmol·L-1 <1.50mg·g肌酐-1
全血谷胱甘肽还原酶活性系数 〈1.2 >1.4
尿核黄素 <50μg·g肌酐-1
烟酸 尿N-甲基尼克酰胺 <0.5mg·g肌酐-1
维生素B6 尿吡哆醇 <20μg·g肌酐-1
服10g色氨酸后尿中黄尿酸 >50mg/24h
维生B12 血浆维生素B12 100~900pg·ml-1 <100μμg·ml-1
泛酸 血清泛酸 100nmol·L-1 <50 mμg·ml-1
叶酸 血清叶酸 5~20ng·ml-1 <5mμg·ml-1
血清铁 1080~3420μmol·L-1 <1080μmol·L-1
血清铁结合能力 4500~7200μmol·L-1 >7200μmol·L-1
血清镁 0.61~1.20mμmol·L-1 >0.61mmol·L-1
血清铜 18μmol·L-1 <12.6μmol·L-1
血浆锌 18μmol·L-1 <12.2μmol·L-1
血清钠 57~62mmol·L-1 <57mol·L-1
血清钾 0.9~1.3mmol·L-1 <0.9mmol·L-1

(4)治疗试验临床症状难以确定诊断,而生化检查一时无条件进行者,可采用治疗试验。让患者接受某种营养素的补充,观察其临床症状有无好转。如果治疗采取的是综合措施,那就很难确诊,而由于其原因不能肯定,治疗后仍可反复发作。治疗试验的害处是对维生素A和D来说,过量会产生毒生,每日给维生素A25,000国际单位以上,将产生食欲不振、易激动、骨质脱钙、头痛和脱发。每日给维生素D2000国际单位以上可引起高血钙,故每日摄入量不应超过400国际单位。又如患维生素B12缺乏者,如以叶酸进行治疗试验,贫血症状可能有所缓解,因而掩盖了B12缺乏的病因而忽视了及时治疗,以致发展至不可逆阶段。故现在生化检查已能比较普遍实行时,治疗试验可不作为主要的诊断手段了。

9.4 营养缺乏病的治疗通则

各种营养素缺乏病的治疗将于本篇有关章节述及,这里提出几点治疗上的一般原则:

(1)营养素缺乏病的治疗应针对病因,继发性缺乏应注意主要病因的治疗,原发性缺乏也要考虑解除影响摄入不足的因素,为补充食物或营养素创造条件。营养治疗要成为整体治疗方案的组成部分,与其它治疗措施相辅相成,相互促进和补充。

(2)营养缺乏病治疗所采用的补充剂量要适宜,不必要使用过高的治疗量或维持量,尤其对于有毒性副作用的营养素更应注意。对于不同年龄、不同情况的病人,要区别对待。最好是根据临床症状和生化检查结果来决定。

(3)营养缺乏病治疗时不能只考虑主要缺乏的营养素,而应全面从营养素之间的相互关系来考虑治疗方案,以期达到患者恢复到具有合理营养状况的健康水平。例如蛋白质营养不良的治疗同时,除补充蛋白质外,还应相应补充热能和维生素,否则蛋白质不能有效地利用。

(4)营养缺乏病的治疗应循序渐进,如不宜突然用高热能蛋白质膳食治疗重度蛋白质热能营养不良,因机体长期缺乏后肠胃道和其他器官的功能处在萎缩和减低状态,不能适应一时的超负荷。

(5)营养缺乏病的治疗一般应充分利用食物,配制适合于疾病特点的治疗膳食。当患者摄食困难或神志不清,才考虑匀浆膳或要素膳的应用。当要素膳仍不能满足需要时,才考虑静脉高营养。在患者病情好转以后,尽早恢复正常的膳食治疗。

(6)营养素缺乏病的治疗一般须坚持一段时间,因见效缓慢。效果应以患者营养状况的全面恢复,临床与亚临床症候消失,抵抗能力增强等客观指标为依据。

10 蛋白质-能量营养不良

10.1 前言

蛋白质-能量营养不良(protein-energy malnutrition,PEM)是因食物供应不足或因某些疾病等因素而引起的一种营养不良,在世界各地都有发生。因食物供应不足所引起的原发性蛋白质-能量营养不良多发生在饥馑、战争时期或贫困的国家和地区的人群中;因疾病等因素所引起的继发性蛋白质-能量不良则散发在世界各地的各类人群中。严重的蛋白质-能量营养不良可直接造成死亡;轻型慢性蛋白质-能量营养不良常被人所忽视,但对儿童的生长发育和患者的康复都很有影响,所以蛋白质-能量营养不良是临床营养学上的一个重要问题。

10.2 流行病学

蛋白质-能量营养不良自古以来在世界各地都有发生,至今仍未杜绝,尤其食物供应不足的地区的人群中发病率更高。因食物中能量供应不足则发生能量营养不良;因蛋白质供应不足则发生蛋白质营养不良,但多数情况下是因蛋白质和能量同时不足而发生蛋白质-能量营养不良。蛋白质-能量营养不良往往伴有其它营养素缺乏症(如维生素和矿物质等)。轻、中度蛋白质-能量营养不良的临床表现不及维生素或矿物质缺乏的症状明显,在婴幼儿中,初生的体重较轻,生长迟缓,体格瘦小;严重者易于识别,多呈现极度消瘦或水肿,智力发育迟钝,死亡率高。根据1966~1969年在世界不同地区24个国家的统计(表10-1),重度发病率为0.5~7.6%,中度为4.4~43.1%。若儿童(初生至5岁)的重度发病率以3%计,则有1,100万人患有蛋白质-能量营养不良;中度的发病率若以20%计,则有7,600万人患有蛋白质-能量营养不良。此数值虽属估计,但可看出其发病率是相当高的。

表10-1 中、重度蛋白质-能量营养不良的发病率(1966-1969)

地区 调查国家数 发病率(%)
重度 中度
非洲 8 0.5~7.6 5.6~27.2
拉丁美洲 12 0.5~4.1 4.4~32.0
亚洲 4 1.4~2.9 16.0~43.1
24 0.5~7.6 4.4~43.1

蛋白质-能量营养不良,如以能量不足为主时,则临床表现为消瘦;以蛋白质缺乏为主时,则表现为水肿,且多见于1岁以下的婴幼儿(表10-2)。

成年人的轻、中度蛋白质-能量营养不良一般不易发觉,但在食物供应不足的地区常有发生。在重体力劳动者,如摄取食物不足,难以维持蛋白质-能量平衡,表现为身体虚弱无力,不爱活动,劳动效率下降;妇女则表现为孕期体重增加缓慢,初生儿体重较轻,乳汁分泌量减少。按危地马拉入院病人的统计,中度原发性蛋白质-能量营养不良占80%。一般情况下,在少数严重病例发生的地区,也常常伴有大量亚临床症状的患者存在。

表10-2 蛋白质-能量营养不良临床类型的地区差异

国家 发病率(%) 1岁以下(%)
浮肿型 消瘦型 未分型
智利(圣地亚哥) 3 97 83
伊朗 33 66 45
牙买加 32 34 34 52
约旦 24 15 61
塞内加尔(达喀尔) 45 55

从流行病学观点看,蛋白质-能量营养不良是由于蛋白质-能量在细胞中的水平不足,以及身体内外环境因素交织在一起而引起的一种缺乏疾病。

10.3 病因学

蛋白质-能量营养不良根据发病原因可分为原发性和继发性二种。

10.3.1 原发性蛋白质-能量营养不良

原发性蛋白质-能量营养不良是因食物蛋白和能量的摄入量不能满足身体生理的需要而发生的。其主要原因有:①食物缺乏。多发生在荒年或战争年代;②食物摄取不足。多因禁食、偏食、素食;③需要量增加。如妊娠、授乳、儿童生长发育等。婴幼儿往往因乳汁不足或断乳后饮食不合理或并发其它传染病而诱发(图10-1)。

蛋白质-能量营养不良发生示意图

图10-1 蛋白质-能量营养不良发生示意图

10.3.2 继发性蛋白质-能量营养不良

继发性蛋白质-能量营养不良多与其它疾病并发。主要由于食欲下降,吸收不良,分解代谢亢进,消耗增加,合成代谢障碍以及大量流血、渗出等使摄入的蛋白质和能量不能满足身体的需要而发生的。在临床上常见合并蛋白质-能量营养不良的疾病有:癌症、贫血、肾病、失血、发烧、心脏功能代偿不全、慢性胃肠炎、结核病、肝硬化、腹水、中毒性甲状腺肿、糖尿病、寄生虫病、神经病及某些外科手术后等。

10.5 临床表现

蛋白质-能量营养不良的临床表现及体内成分改变常因蛋白质和能量营养不良的程度和时间、患者特点、生活环境及产生原因而异。

在临床上一般可分为浮肿型(kwashiorkor)、消瘦型(maradmus)和混合型(marasmickwashiorkor)三型;根据缺乏程度分为轻、中、重三度;根据发病过程又分急性、亚急性和慢性三种。

消瘦型:由于能量严重不足所致,消瘦为其特征。儿童明显矮小,消瘦,严重者为“皮包骨”(skin and bones),皮下脂肪消失,皮肤干燥松驰,多皱纹,失去弹性和光泽;头发纤细松稀,干燥易脱落,失去固有光泽;双颊凹陷(因脂肪垫消失)呈猴腮状,体弱无力,颓靡不振,舐手指,脉缓,血压和体温低,对冷气候敏感,易哭闹,内脏器官萎缩,淋巴节易扪到。成人突出表现为消瘦无力,常并发干眼症(维生素A缺乏症),腹泻,厌食,呕吐,脱水等。脱水、酸中毒及电解质紊乱常为死亡原因。

尸检可见周身组织器官萎缩,未见水肿和脂肪肝的发生。

表10-5 浮肿型和消瘦型蛋白质-能量营养不良的临床特点

项目 浮肿型 消瘦型
一般情况:
发生 局部地区 世界范围
年龄 2~3岁 婴儿
精神状态 稍严重 严重
体力障碍 严重
应激反应 不良
临床症状:
水肿
皮炎 常见
头发改变 极常见 常见
肝大 极常见 常见
智力改变 极常见 少见
肌肉、脂肪消失 严重
发育迟缓 中度 严重
贫血 严重
吸收不良 中度 轻度
维生素缺乏 常见 少见
治疗效果
开始 良(偶有突然死亡) 不良
终了
实验室检查:
体内液体 较多
细胞外液 较增 微增
体内钾量 中度缺少 轻度缺少
肝脂肪浸润 严重
X线(骨质改变)
肾功 受累 受累
糖耐量试验 障碍 正常
肾上腺反应 减弱 增强
血清:
蛋白(总蛋白、白蛋白、β-球蛋白、运铁蛋白等) 极低 微低
元素(Cu,Zn,Na) 正常
非必需氨基酸/必需氨基酸 正常
酪氨酸/苯丙氨酸 无改变
甘油三酯 正常 正常
胆固醇 正常
未酯化脂肪酸 正常
β-脂蛋白
胰岛素
生长激素 低或正常
葡萄糖 极低
尿素N
酶活力
尿:
尿素N/总N 低于<50% 大于50%
3-甲基组氨酸 极高
羟脯氨酸指数
肌酐 无改变
肝:
尿素循环酶
氨基酸合成酶
脑、肝、肌肉:
蛋白质/DNA 轻度下降 明显下降

浮肿型:急性严重蛋白质缺乏所致,周身水肿为其特征。儿童身高可正常,体内脂肪未见减少,肌肉松弛,两腮似满月(moon-face),眼睑肿胀,身体低垂部水肿,皮肤明亮,其他部位皮肤干燥萎缩,角化脱屑或有不对称性大片融合色素沉着,头发脆弱易断和脱落,常有圆秃,指甲脆弱有横沟,周身软弱无力,表情淡漠,有时痛苦易受激惹,严重病例呆板无表情,无食欲,肝肿大,常有腹泻或大量水样便,有腹水,常伴有维生素A和B复合体的缺乏症状。支气管炎合并肺水肿、败血症、胃肠炎及电解质紊乱等常为死因。成人严重蛋白质缺乏时,亦表现出明显的水肿症状。

尸检可见周身水肿,内脏及肌肉萎缩,严重脂肪肝,骨红髓萎缩等。

单纯性蛋白质或能量营养不良的极少见,多数病例为蛋白质和能量同时缺乏,表现为混合型的蛋白质-能量营养不良状。

消瘦型和浮肿型患者的临床特点如表10-5。

10.6 诊断

蛋白质-能量营养不良由于病程和临床类型的不同,有时诊断比较困难。急性严重病例临床症状明显,根据症状、体征和病史一般可以作出初步诊断,而慢性轻度病例,临床症状多不明显和典型,故常需综合方法进行诊断。

10.6.1 病史

食物摄取不足是蛋白质-能量营养不良发生的主要原因。因此,可以采用回顾法了解患者的发病情况与饮食关系,估算一日蛋白质和能量摄取量,对诊断有重价值。1981年中国生理科学会第三届全国营养学术会议修订的每日能量和蛋白质供给量(表10-6)和1973年WHO/FAO专家委员会提出的婴幼儿最小生理安全需要量(表10-7)可以作为评价时的参考。

表10-6 每日蛋白质和能量供给量

类别 能量(kJ) 蛋白质(g) 类别 能量(kJ) 蛋白质(g)
婴儿(不分别性别): 成年男子18~40岁:
初生~6个月 504① 2.0~4.0② (体重60kg)
6~12个月 420① 极轻体力劳动 10080 70
儿童(不分性别): 轻体力劳动 10920 75
1岁~ 4620 40 中轻体力劳动 12600 80
2岁~ 5040 40 重体力劳动 14280 90
3岁~ 5040 45 极重体力劳动 16800 105
5岁~ 6720 50 成年女子18~40岁
7岁~ 8400 60 (体重53kg)
10岁~ 9240 70 极轻体力劳动 9240 65
少年男子: 轻体力劳动 10080 70
13岁(体重47kg) 10080 80 中等体力劳动 11760 75
16岁(体重53kg) 11760 90 重体力劳动 13440 85
少年女子: 孕妇(第4~6个月) +1260 +15
13岁(体重45kg) 9660 80 孕妇(第7~9个月) +1260 +25
16岁(体重48kg) 10080 8 乳母 +3360 +25

①每日每公斤体重的供给量

②人有喂养按2g·kg体重-1,牛奶喂养按3.5g·kg体重-1,混合喂养按4g·kg体重-1

表10-7 婴幼儿蛋白质和能量需要量

年龄 蛋白质(g·kg-1 能量
鸡蛋或牛奶蛋白 植物食物及少量动物蛋白 淀粉及植物食物 kcal·kg体重-1 kJ·kg体重-1
6~11个月 1.53 2.19 2.55 112 470
1~3岁 1.19 1.70 1.98 101 424
4~6岁 1.01 1.44 1.68 91 382
7~9岁 0.88 1.26 1.47 78 326

(引自G.A.O.Alleyneet al,Protein-energy malnutrition,1977)

10.6.2 临床症状

蛋白质-能量营养不良患者在临床上都有一定的症状和体征(表10-5),通过病史和临床检查对典型病例可以作出初步诊断。

10.6.3 人体测量

人体测量是诊断的重要手段。生长发育是婴幼儿的生理特征,如果蛋白质和能量供给不足,会影响生长发育。所以,根据测量所得数值可以判断个体或群体的蛋白质和能量的营养状况,但人体测量的标准常因地域、民族和饮食习惯等而有所不同,目前尚无统一标准可以采用,所以应以地区和民族的正常标准予以判断。

(1)体重 体重在人体测量中是比较有意义的指标,在临床诊断上常被采用。

体重称衡:蛋白质-能量营养不良患者体重减轻,但体重因年龄和性别而不同。所以应根据各年龄和性别的标准进行评定。婴幼儿可以本地区不同月龄的平均体重进行比较,X+2SD以上,X+1SD~X+2SD为中上,X+1SD为中,X-2SD~X-1SD为中下,X-2SD以下为下。Gomez等曾提出以患者年龄的理想体重值与实际体重比较进行评定:第1度营养不良为理想值的75~90%;第2度营养不良为60~75%;第3度营养不良为60%以下。

体重-身高比值:正常儿童的体重-身高比值有一定的比例关系。急性蛋白质-能量营养不良体内脂肪和肌肉组织减少,比值下降。而长期慢性者,体重和身高都会受到影响,浮肿型体重下降不够明显,所以体重-身高比值的测量对这类患者不甚适合。此外,体重增长速率大于身长,所以体重(kg)/身高(cm)的比值随年龄而增大,按Boston的标准:初生为6.7×10-2,2岁为14.3×10-2,5岁为19.9×10-2,所以应按年龄与正常儿童者相比才有意义。为排除年龄等因素的影响,还可采用其它方法,如:体重×100/相同身高正常儿童标准体重,所得结果可与Boston等50百分位数比较而判断;体重/身高2×100,1~5岁正常儿童为0.15;有人认为体重/身高1.6可能比体重/身高2更为适合。体重改变除与蛋白质和能量有关外,还受其它因素的影响,应予注意。

(2)身高 儿童时期身高直线上升,营养不良时的上升速率缓慢,但以身高评价时应注意下述四种情况:①身高正常的为正常儿童;②身高虽属正常,但伴有急性营养缺乏;③身高矮小的属于慢性营养缺乏;④身高矮小,并非营养缺乏所致。婴幼儿可根据本地区正常者不同月龄的平均身高进行比较,X+2SD以上为上,X+1SD~X+2SD为中上,X±1SD为中,X-2SD~X-1SD为中下,X-2SD以下为下。

(3)皮褶厚度 食物中能量不足时,皮下脂肪转为能量供给机体需要,皮褶厚度减小。常测部位为上臂三头肌及背部肩胛下的皮褶厚度,有时因水肿、患儿哭闹及测量时用力大小都可影响测定结果。一般消瘦型的皮褶厚度明显减小(表10-8)。此外,还可采用密度法(水移位法或水下称重法)测量患者体脂贮存情况。

表10-8 蛋白质-能量营养不良患者三头肌皮褶厚度占标准值的%

年龄(月) 浮肿型多发地区 消瘦型多发地区 严重浮肿型 严重消瘦型
患病期 恢复期
0~6 91 104
7~12 85 77
13~24 84 74
25~36 99 71
37~48 100 65
12~36 63 60 33

(引自G.A.O.Alleyneet al,Protein-energy malnutrition,1977)

(4)肢体周围长度 营养缺乏时,体内肌肉及皮下脂肪减少,四肢周围长度减少,故测量其长度可评价机体的营养状况,上臂中部是常测部位,但其周围长度与身高有关(表10-9),所以与正常儿童对比时,应予以注意。肢体周围长度与体重及体重/身高有高度线性关系。对浮肿型患者,测量上臂肌围长度比测臂长度更为合理,上臂中部肌围长度的测量方法为:Cm=Ca-πS。Cm为臂肌围长度,Ca为上臂围长,S为三头有皮褶厚度。亦有采用上臂围长/头围长的比值,正常值为0.331;健康者>0.310;轻度不良0.310~0.280;中度不良0.279~0.250;严重不良<0.250。

表10-9 上臂围长和身高的关系

身高(cm) 上臂围长(cm)
133.0 16.50
129.0 16.00
125.0 15.50
121.0 15.00
118.5 14.75
116.5 14.50
113.5 14.25
110.0 14.00
106.5 13.75
103.0 13.50
97.5 13.25
90.0 13.00
80.0 12.75
70.0 12.50

(引自G.A.O.Alleyneet al,Protein-energy malnutrition,1977)

10.6.4 形态学评价

(1)头发 头发是一种容易获得且无损害性的评价样品,利用毛干和毛根的改变,可对集体儿童的营养状况进行评价。

毛干:营养不良时,毛干变细,与血浆白蛋白浓度的下降相关。

毛根:毛根的变化在浮肿和消瘦型中有所不同,浮肿型者生长期毛球数目明显减少,严重萎缩,平均直径为正常的1/3,静止期毛球明显增加;消瘦型者无生长期毛球。此外,毛根直径的减小与体重/年龄和尿素/肌酐比值成正相关,毛根萎缩与血清氨基酸比值和体重/年龄比值亦有密切关系。营养状况的评价标准参考表10-10。

表10-10 营养状况与毛根变化

测量 营养状况
毛球平均直径(mm·10-2 >11 正常
6~11 中度不良
<6 严重不良
萎缩(生长期的%) 0~25 正常
25~50 中度不良
>50 严重不良
生长期(%) >50 正常
30~50 中度不良
<30 严重不良
静止期(%) <20 正常
20~45 中度不良
>45 严重不良

(引自G.A.O.Alleyneet al,Protein-energy malnutrition,1977)

(2)口颊粘膜

营养不良时,口颊粘膜细胞脆弱,对抗外伤能力下降,刮下粘膜细胞镜检时,残碎细胞百分数增加,营养正常者为5~10%,蛋白质-能量营养不者可高达70%。

10.6.5 生物化学检查

蛋白质-能量营养不良时,体内物质代谢发生变化,可以利用这个特点进行早期或亚临床患者的诊断。

(1)血浆蛋白 营养缺乏时,血浆总蛋白含量变化,但不如白蛋白灵敏,血清白蛋白的营养状况诊断意义如表10-11。

表10-11 血清白蛋白浓度与营养状况的关系

浓度(g/dl) 营养状况
>3.5 正常
3.0~3.4 正常下
2.5~2.9 低劣
<2.5 发生病理改变

(引自G.A.O.Alleyneet al,Protein-energy malnutrition,1977)

此外,运铁蛋白的降低,0.45mg·ml-1可作为严重营养不良的指征。浮肿型患者血清β-脂蛋白减少。但铜蛋白和前白蛋白等在诊断上的意义尚待探讨。

(2)血清氨基酸 血清游离氨基酸在浮肿型患者改变明显,缬、亮、异亮、苏、蛋氨酸等必须氨基酸含量下降,甘、精等非必须氨基酸无改变或升高,所以甘+精+谷+牛磺酸/缬+亮+异亮+蛋氨酸比值升高,而消瘦型改变不明显。能量控制实验结果表明,当儿童摄取蛋白质低于1g·kg体重-1时,即可出现氨基酸比值的上升,所以氨基酸比值的改变有助于判断蛋白质的营养状况(表10-12)和鉴别浮肿型和消瘦型蛋白质-能量营养不良。氨基酸比值与体重/年龄及羟脯酸指数相关。氨基酸比值改变在营养缺乏早期比血浆蛋白和白蛋白的改变灵敏,但易受食物影响,当给以充足食物后,临床症状和其它指标虽未恢复正常,但氨基酸比值很快转为正常而出现假正常结果,应予注意。

表10-12 空腹血清非必需氨基酸/必需氨基酸比值

比值 说明
<2.0 正常饮食
2.1~3.5 低蛋白/高碳水合物饮食血清白蛋白低,亚临床水肿
>3.5 严重食物缺乏,发生水肿

(引自G.A.O.Alleyneet al,Protein-energy malnutrition,1977)

(3)尿素/肌酐比值 摄取低蛋白饮食时,尿中尿素排出量减少,以任意一次尿样可以求出U/C=mg尿素N/ml-1/mg肌酐N/ml-1或U/C=mg尿素N/ml-1/mg肌酐N/ml-1比值。由于肌酐排出的变化较小,所以蛋白质缺乏时,比值下降。但个体变异大,且易受尿量等因素的影响,故只估测食物中蛋白质的摄取情况。

(4)尿中羟脯氨基酸排出量 羟脯氨酸的排出量与生长速率有关,营养不良儿童尿中排出量减少,当治疗开始时排出量增加,所以可用任意一次尿样求出

羟脯氨基酸指数=μmol羟脯氨酸·ml-1/μmol肌酐·ml-1kg·体重-1

此指数在3岁以内比较恒定,年龄大和体重轻者不甚适合。正常学龄前儿童为2.0~5.0,生长缓慢者为<2.0。亦可用mg羟脯氨酸·ml-1/mg肌酐·ml-1比值进行评价,但此比值因年龄性别而不同,初生后逐渐升高,1个月后又逐渐下降,所以使用时应与不同年龄、性别的正常儿童者进行比较而评定。

羟脯氨酸指数与体重/年龄比值成正比,与浮肿型多发区的血清氨基酸比值成反比关系,与身高及蛋白质摄取量有密切关系,故常被采用。

(5)尿肌酐-身高指数肌酸为肌肉的重要组成成分,肌酐为肌酸的代谢产物,所以测定尿中肌酐排出量可以简便地预测体内肌肉的营养状况。蛋白质-能量营养不良患者,肌肉消瘦,肌酸减少,24h尿中肌酐排出量亦发生相应的改变,但尿中肌酐排出量常受年龄、身高等的影响,所以可用肌酐-身高指数=24h尿中肌酐/相同身高正常儿童24h尿中肌酐进行评价。此指数在身高64.8~138.6cm之间比较稳定,浮肿型为0.24~0.75,混合0.33~0.85。

(6)3-甲基组氨酸排出量 3-甲基组氨酸是组氨酸构成肌纤维蛋白的多肽前体后,甲基化而形成的物质。测定3-甲基组氨酸可反映肌纤维蛋白转换率及肌肉情况。体重下降的儿童,肌肉减少,转换率下降,尿中3-甲基组氨酸排出量减少。成人饥饿20天,尿中排出量可减少40%,比肌酐的改变明显。

10.6.6 综合诊断

蛋白质-能量营养不良是一个复杂的临床综合征,目前尚无简便可靠的方法对各类型,尤其是亚临床类型进行诊断。因此,多根据主要临床症状和人体测量参数进行综合评价;或只根据人体测量的参数进行综合评价(表10-13),0~1为正常,9以上为严重营养不良。

表10-13 儿童身体发育指数的评分

指标 百分比范围 评分
体重 100%及以上
90~100% 1
80~90% 2
70~80% 3
60~70% 4
60%以下 5
身高 100%及以上
90~100% 1
85~90% 2
80~85% 3
80%以下 4
头围 100%及以上
90~100% 1
85~90% 2
80~85% 3
80%以下 4
上臂(中部)围 100%及以上
90~100% 1
80~90% 2
70~80% 3
60~70% 4
60%以下 5

(引自G.A.O.Alleyne et al,Protein-energymalnutrition,1977)

总之,目前尚无完备统一的诊断方法。因此,在临床上对典型的病例有时根据症状和体征即可进行诊断;对亚临床患者和复杂的病例,除症和体征外,应配合病史和生物化学检查等综合方法进行诊断。

10.7 治疗

蛋白质-能量营养不良的就诊患者,一般病情均较重。为减少死亡,加速恢复,应根据病情可分为急救期和恢复期二个阶段进行治疗。

10.7.1 急救期的治疗

感染、电解质紊乱及心衰是死亡的主要原因,应首先予以处理。

(1)抗感染 患者一般低抗力下降,易发生肺炎和败血症。所以,在临床上遇到呼吸道感染、体温降低与低血糖时,应及时进行X线胸部检查及血液培养。如发现有肺炎和败血症时,应采用广谱抗生素进行治疗。

(2)调整水盐平衡 调整水盐平衡是治疗蛋白质-能量营养不良的重要手段,其中包括:①补充液体以维持尿的正常排出量;②调整和维持体内电解质的平衡及正常渗透压。但需注意:第一,总体钾缺乏时,虽无低钾血症,但偶有细胞内的低钾;第二,轻度或中度酸中毒时,当电解质得到平衡或给以饮食时,则可消失;第三,治疗前,机体对低血钙有代偿作用,这是由于酸中毒可使Ca2+的结合减少所致。但血浆蛋白经治疗而增高时,如钙补充不足,则可发生低钙血症和手足搐搦症。

钾的补给:尿量排出正常时,可给6~8mmol·kg-1·d-1。如有必要,可给10mmol·kg-1·d-1,以纠正腹泻或呕吐所造成的丢失(一般为40 mmol·L-1)。

钠的补给:应补充由腹泻和呕吐所造成的丢失(腹泻约35 mmol·L-1,呕吐约12 mmol·L-1),如钠摄取不足,会影响肾功能和血管内电解质的浓度。但补充量不宜偏高,一般以3~5mmol·kg-1·d-1为宜。因患者体内有多量的钠潴留,如一旦补充过量。可使渗透压增高,容易引起心衰。

镁的补给:如有腹泻和呕吐时,应予以补给。12~24h肌肉注射50%MgSO4·7H2O1ml,即可满足需要。在治疗开始时,如患者有手足搐搦、眼动危象(oculo gyric crisis)、震颤、神经异常等,镁的补给尤为重要。如有手足搐搦症,并应静脉注射葡萄糖酸钙(0.5~1g·h-1),如有酸中毒,亦需及时治疗。

静脉注射钾时,不宜超过6 mmol·kg-1·d-1,渗透压保持在280mOsm·L-1左右。严重血管内脱水合并休克时,可给血浆或高蛋白液体。休克常因严重脱水和细菌性败血症所致,应及时抢救。有的患者需输血时,当血红蛋白达到100g·L-1或以下时即可停止。在严重贫血或呼吸、循环衰竭时,可输入红细胞,但血红蛋白仍应维持在100g·L-1或以下的标准。

(3)抗心衰 心衰多见于浮肿型患者,主要由于心脏功能障碍和水肿消退时发生液体大量进入血循环,而肾不能及时排出,血容量增大,加重心脏负荷所致。心衰发生前,患者常有肝脏肿大,颈静脉怒张,出现心第三音及背部捻发音等体征。一旦周围循环衰竭,即出现虚脱,治疗时可用利尿剂、氧气及其它支持疗法。因患儿对毛地黄类药物敏感,最好不用。

(4)营养治疗 营养治疗原则是:①蛋白质和能量的摄入应高于正常需要量;②补充液体,脱水和发烧时尤为重要;③矿物质的补充应为低钠、足量的钾和镁及适量的铁;④维生素应补充多种维生素,尤应注意维生素A和C的补给;⑤饮食摄入量应从小量开始,随着生理机能的适应和恢复,逐渐增加,并应小量多餐;⑥根据患者年龄及病情可采用流质、半流质或软食等,饮食最好经口供给,否则采用肠外营养。

能量和蛋白质:①儿童,开始时蛋白质的供给量为1g·kg-1·d-1,能量为336~420kJ·kg-1·d-1。以后蛋白质供给量逐渐增加,直至3~4g,能量提高到504~672kJ。为减少食物的体积,能量的20~40%可采用含有多不饱和脂肪酸的植物油提供(表10-14)。含有短链脂肪酸的脂肪易吸收和代谢,也宜采用。浮肿型患者宜多摄取蛋白质;消瘦型患者多摄取能量,有利于恢复。少数消瘦型患者需840kJ·kg-1·d-1,每5天增加植物油84~105kJ·kg-1·d-1,才能促进体重的恢复,有的患者可能出现轻度的脂肪泻,但仍可继续治疗与观察;②成人,与儿童治疗相同,开始时蛋白质摄取量为0.6g·kg-1·d-1,能量为210kJ,以后蛋白质可逐渐增至3~4g,能量达到336~420kJ。

治疗时所用的蛋白质以牛奶、酪蛋白、卵类和鱼类为宜,较大儿童和成人根据病情可也适当加入大豆蛋白。必要时可用要素膳或肠外氨基酸输液。

液体:液体可通过饮食补给,其量可按每567kJ含在100ml内计算供给,必要时可输入血浆或其它液体。

维生素:开始时应补给维生素A、D、B1、B2、C、E、B12、菸酸等多种维生素,以补充体内的不足,如有缺乏症时,应给予大剂量治疗。

无机盐:钾补给4~5mmol·kg-1·d-1;钠应供给少量,以防心衰,3~5mmol·kg-1·d-1;镁可用常规量2~3mmol·kg-1·d-1;铁用常规量16~32mg·d-1;钙用常规量。

表10-14 儿童营养治疗食物供给量

开始治疗日数 蛋白质(g) 能量(kJ) 乳粉(g) 糖(g) 植物油(ml) 水(ml)
1 0.8~1 336~420 3 17 2 100
3 1.5~2.5 460~504 6 20 2 130
5 2.5~3.5 588~630 9 20 4 150
7 3.5~4.5 630~672 12 20 4 160
12(消瘦型) 735 6?
17 819 8
22 903 11
3.5~4.5 ? 12 20 ? 100

(引自R.S.Goodhart et al,ModernNutrition in Healthand Disease,1980)

注:①表中数量为每日每kg体重的供给量

②补充足量的维生素、无机盐和电解质

③消瘦型能量摄取应超过630~672kJ,每5天可多加植物油2~3ml,体重增长达到足时为止。

④为流质食物。

10.7.2 恢复期的治疗

供给营养素完全的混合食物,以满足身体恢复期的需要。蛋白质和能量要维持到急救后期时的较高水平。恢复期时,要使患者逐渐开始体力活动,儿童可采用游玩办法;成人可用体育运动,逐渐锻炼心肺功能。体内蛋白质和能量的恢复大约需12周左右的时间,主要决定体于体内缺乏的程度及治疗方法。能量的恢复可用体重/身高来测量,应达互营养正常儿童的第50百分数的0.90或更高为宜。消瘦型者的体重/身高较肌酐/身高出现的晚,浮肿型者则相反。消瘦型和浮肿型患者在治疗时,去脂体重的改变见图10-5,10-6。由图可见,消瘦型患者的去脂体重比体重/身高先达到正常水平;而浮肿型患者则比体重/身高达到正常水平晚。

年龄16个月消瘦型蛋白质-能量营养不良患者治疗时去脂体重恢复情况

图10-5 年龄16个月消瘦型蛋白质-能量营养不良患者治疗时去脂体重恢复情况

(引自R.S.Goodhart et al,ModernNutrition in Healthand Disease,1980)

年龄20个月浮肿型蛋白质-能量营养不良患者治疗时去脂体重恢复情况

图10-6 年龄20个月浮肿型蛋白质-能量营养不良患者治疗时去脂体重恢复情况

(引自R.S.Goodhart et al,ModernNutrition in Healthand Disease,1980)

10.7.3 并发症的治疗

低血糖:常见于消瘦型患者。血糖低于300mg·L-1,且伴有临床症状时,在采完血样供血糖测定后,应静脉注射50%葡萄10ml予以治疗,缺糖症状一般可以迅速得到纠正。如神志仍然不清,可重复注射一次,危险症状消除后,头24小时内可每小时供给加葡萄糠的饮食一次,并于并没有12小时每4h测定血糖一次,观察恢复情况。一般低血糖患者采用少量多餐的方法(每2h一次)可以得到纠正。

低体温:严重消瘦型患者伴有低体温时,死亡率较高。低体温主要由于能量不足,体温调节机能障碍,环境温度低以及合并败血症(肛温常低于35℃)所致。治疗方法要保持环境温度(30~33℃),特别夜间温度不能降低,以暖水袋或其它方法包裹身体,可防止体温丢失。每2h摄取含葡萄饮食一次,严重病例每15min测定肛温一次。

贫血:是常见的临床症状。轻度贫血(Hb>60g·L-1)可口服铁剂(硫酸亚铁150mgFe·d-1,分服)和维生素C;中度贫血(Hb40~60g·L-1)口服铁剂,如血清白蛋白在20g·L-1以上时,亦可根据体重注射铁剂;严重贫血(Hb<40g·L-1)可以输血,消瘦型患者的剂量为10~20ml·kg-1;浮肿型患者除因贫血出现虚脱或心衰外,不宜输血。

此外,呼吸道、泌尿系统、消化道感染、中耳炎、乳糖耐量不良等,应同时予以治疗。

10.7.4 治疗期中身体恢复的表现

患者经过治疗,一般均可恢复。其主要表现是:全身状况好转,食欲恢复,体重增加,水肿消退,肝大恢复等。一般经过6~8周治疗;体重/身高可接近理想标准,浮肿型患者血浆白蛋白可达30%g·L-1以上。

如果患者出院,应进行定期随访,指导饮食治疗,称量体重;继续观察恢复情况。

10.8 预后

蛋白质-能量营养不良的预后因病因、病程及严重程度和治疗的早晚而不同。绝大多数病例的病程为可逆的,经过治疗可获痊愈,无后遗症。但智力发育是否受到影响,尚难肯定。也有少数严重病例治疗无效而死亡(15~20%),儿童高于成人,男性高于女性。浮肿型患者常于入院后病情进一步恶化而死亡。消瘦型死亡的较少,时间也较晚。临床上常遇到的危险综合征如表10-15,一旦出现,应全力抢救。

继发性蛋白质-能量营养不良的预后受其原发症的影响,一旦病因消除,预后良好。

表10-15 蛋白质-能量营养不良预后的危险综合征

年龄小于6个月
体重/身高比值下降大于40%
严重持久性腹泻
支气管肺炎或麻疹
严重眼部疾患
广泛渗出性或剥脱性皮肤疾患
广泛及深部褥疮
脱水及电解质紊乱,特别是Na、K、Mg降低
黄疸、血清胆红素及/或谷草、谷丙转氨酶明显增高
低血糖及/或低体温
血浆总蛋白低于30g·K-1
严重贫血并发临床缺氧症状
严重发跳过速、心衰及/或呼吸道症状
皮下紫癜
神志不清、昏迷

10.9 预防

主要是供应合理的营养,注意卫生及早期治疗等综合预防措施。

10.9.1 供应合理的营养

供应合理的营养,保证身体的需要是预防各类人员蛋白质-能量营养不良的关键。主要有:①发展农业和食品生产,供应优质食物和蛋白质;②研究制定各地区各民族和各种生理及劳动条件下的能量和蛋白质需要量,作为提供合理营养的科学依据;③宣传营养知识,提高全民族摄取合理的营养和采用科学烹调方法的自觉性;④孕妇、乳母、婴儿及特殊体力劳动者应按生理需要要求,摄取足够的食物和营养。鼓励母亲以母乳喂养婴儿,发展婴儿断奶食品;⑤研究住院各类病人营养需要量及食品或营养补充剂,医生在治疗时,应注意充足能量和蛋白质的供应,必要时采用肠外营养或经肠营养以补充病人所需要的营养素。

10.9.2 注意卫生

加强卫生,减少发病诱因,是预防措施中不可忽略的环节。①改进环境和个人卫生,防止急、慢性传染病的发生;②加强食品卫生管理,防止胃肠道的传染病;③防止寄生虫病的发生。

10.9.3 早期治疗

早期发现、早期治疗是消灭蛋白质-能量营养不良的重要措施。①通过营养调查,发现问题,及时采取预防措施;②医院门诊、卫生防疫单位,注意发现亚临床患者,并给予治疗;③急慢性传染病、胃肠道疾病以及其它外科和手术后的病人,应及早注意营养支持,防止缺乏症的发生或发展。

参考文献

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3.McLarenDS:Nutrition and Its Disorders.3th ed.p.105,Churchill Livingstone,New York,1981.

11 维生素A缺乏病

世界卫生组织(WHO)公认维生素A缺乏为世界上四大营养缺乏病之一。在亚洲、非洲与拉丁美洲等不发达国家中,因维生素A缺乏引起的干眼病而致盲的病人高达1000余万。据1982年统计,每年在亚洲有50万儿童因缺乏维生素A而死亡。早在公元前1500年,中国就有肝、蜜、龟壳等治疗夜盲的传说,公元前1500年在埃及的论着中就提到用牛肝或黑公鸡肝治疗夜盲。西方医学的鼻祖,希腊的Hippocrates也提出了用生肝治疗夜盲。我国在抗日战争期间,在难民营中发现了不少儿童患维生素A缺乏的角膜软化症,并作了鱼肝油的治疗的观察。抗美援朝时,志愿军在朝鲜发生大批夜盲,发病率占内科病例的15%,影响行军作战。因此维生素A缺乏是维生素缺乏甚至营养缺乏病中最广泛与最重要的缺乏病之一。

11.1 病因学

11.1.1 原发性

根据多年的研究与观察,维生素A缺乏在婴儿与4~5岁幼儿中发病率远较成人为高。这是因为孕妇体内所含胡萝卜素与维生素A,因胎盘屏障的关系很难通过胎盘进入胎儿,因此胎儿肝中维生素A的储存量就很低。一般婴儿每克肝中维生素A含量为27~37IU,成人为80IU,婴儿较成人低一倍多。若在哺乳时无维生素A补充,婴儿很容易发生原发性维生素A缺乏。这也是不发达国家中婴幼儿发生维生素A缺乏很多的主要原因。

维生素A多存在动物性食品如乳制品、蛋类及动物内脏尤其肝脏中含量较高。但在我国及一些发展中国家,这类食品供应较少,多依靠从植物来源的胡萝卜素供应。根据侯祥川等的分析,蔬菜中以豌豆、苜蓿、胡萝卜、荠菜、菠菜、蕃茄、辣椒中较高,水果中以香蕉、柿子、橘、桃等含量丰富,当胡萝素进入肠内后,需由胆汁帮助将其转变成水溶性的复合物,再由肠粘膜吸收。过去认为胡萝卜素转变为维生素A的场所是肝脏。最近的实验证明在肠粘膜中已将大部分胡萝卜素转变为维生素A。但胡萝卜素的可利用率还是很低的。根据李泽英等的研究其可利用率为20~40%,陈惇等在正常成人的维生素A需要量研究中,在膳食中胡萝卜素含量较低的情况下,可利用率也仅20~40%,这也是造成维生素A缺乏的原因之一。

在我国北方,在冬季,绿叶蔬菜严重缺乏,整个冬季仅靠大白菜、萝卜为副食,富含维生素A的动物性食品也摄取较少。根据陈仁惇等的调查,血中维生素A在48IU以下者占75%。在南方,根据牛育惠等的调查,在广东5、6月间,由于天气炎热,蔬菜生长较少,血浆中维生素A的含量在5.5~39.2IU%,也显著低于正常水平。以上是由于食物中维生素A与胡萝卜素摄取量不足而造成的原发性缺乏。

11.1.2 影响消化吸收的因素

一些常见的消化道疾病如急性肠炎、痢疾、口炎性腹泻(Sprue)、结肠炎,粥样泻都会使胃肠功能紊乱,影响维生素A的吸收。胰腺炎造成胰腺管堵塞,胆石症形成胆道堵塞,使胰酶,胆汁的分泌减少或停止。也能影响胡萝卜素与维生素A的吸收而形成缺乏。一些寄生虫病如鞭毛虫病、蛔虫、钩虫病等,干扰了小肠的吸收,也是引起维生素A缺乏的原因之一。

维生素A与胡萝卜素是脂溶性维生素,所以它们的吸收与膳食中的脂肪有密切关系。若膳食中脂肪含量较低,则可显著影响吸收。Brown等发现若膳食脂肪酸的碳链较短,胡萝卜素的吸收较高,碳链较长,吸收较差。其吸收百分比与碳链的长短成反比。这种维生素都是以微胶粒(micella)的形式被吸收的。维生素A被吸收入体内后,是以一分子的视黄醇与蛋白质[即一分子的特殊运输蛋白质,视黄醇结合蛋白(RBP)与一分子的前白蛋白]形成复合分子后转运的,所以也与蛋白质的营养情况密切有关。蛋白质能量营养不良的儿童或成人,其维生素A的吸收受到影响,并使血清中维生素A含量降低。

11.11.3 影响储藏、利用与排泄的因素

人体内的维生素A90~95%储藏于肝脏,所以肝脏疾病如肝寄生虫病、肝炎、肝硬化可使肝的体积缩小,机能减退,从而减少维生素A在肝内的储存而形成缺乏。

一些消耗性传染病,如儿童所患的麻疹、猩红热、肺炎及肺结核等都会使体内储存的维生素A减少。这一方面是因患者高烧,促使分解代谢增加,使肝中的维生素A分解及消耗。另一方面是高烧造成食欲不振及消化道的消化吸收发生障碍而使维生素A的摄取量不足所致。我国习俗患病时长期忌食也是造成维生素A缺乏的原因之一。

根据Hoppner在加拿大尸检时对肝内维生素A含量的测定。意外死亡的尸体中维生素A含量要高于因疾病死亡的人的含量。例如死于阑尾炎的肝内维生素A含量为意外死亡的50%,肝炎为30%,慢性肾炎仅11%。前者是由于消耗性疾病分解代谢增高所致。后两者除分解代谢增高外,另一重要原因是维生素A代谢产物在尿中的排出量增加。

11.2 维生素A缺乏病的病理与缺乏症状

维生素A在人体的代谢功能中有非常重要的作用,并在生理生化过程中参与很多变化。因此它的缺乏会影响很多生理功能与产生不少病理变化。近年的研究指出维生素A的重要功能是参与膜的结构与功能。在维生素A缺乏的大鼠中,肝的溶酶体易被破坏。正常的维生素A浓度使这些溶酶体保持稳定,但大剂量的维生素A不但能破坏溶酶体膜,也能显着改变红细胞膜的结构与稳定。此外,在上皮组织的代谢过程中也需要维生素A,而缺乏时则上皮组织的构造不正常,发生种种病变。以上是维生素A缺乏的病理生理学。

11.2.1 皮肤

侯祥川指出维生素A缺乏的初期是上皮组织干燥(xerosis),这一干燥病变能导致很多继发性病变如感染或病理生理钙化。在皮肤中干燥能使柱状上皮细胞转换成角状、分层的上皮细胞。这一病理变化称组织转化,由于细胞角化,所以又称角质化。初期的皮肤症状为干燥、变粗和脱屑,继而发生丘疹。这些多见于上臂与大腿的伸侧,以后逐渐向臂、腹、背及颈部蔓延。此丘疹是毛囊肥厚而突出的角化物所形成。同时因角化物堵塞皮脂腺的排泄管,使皮脂腺的分泌受抑制,因而形成皮肤干燥症并伴有皱纹。因其外表与蟾蜍的皮肤相似,所以又称蟾皮病(phrynoderma)。

较重时皮肤皱纹明显,有如鱼鳞,必须与鱼鳞癣患者鉴别。在湿热地区,这种皮肤干燥及角化症不易出现。但维生素A缺乏严重时,虽因湿热出汗仍有角化与皱纹的症状。皮肤毛囊角化症在维生素A缺乏的儿童中不易发现,但在成人中较多。单有皮肤症状而无夜盲与眼部症状不能定为维生素A缺乏,须经治疗诊断,即服用大量维生素A以后,皮肤症状消失,才能肯定此皮肤症状为维生素A缺乏所致。

11.2.2 眼部

(1)干眼症此症在眼的结膜部分发生较早与较常见。典型症状是脂肪性干燥,使结膜因变厚而发生皱纹,在眼角尤为显著。结膜失去正常的磁样光泽,变得油脂样混浊。

(2)毕胶斑(Bito'ts spot) 根据苏祖斐等的调查,认为此斑在我国维生素A缺乏病中较为常见,因此诊断价值较大。此斑位于角膜缘外侧,在结膜中间,呈银白色泡沫状白斑。初期椭圆形,后变为三角形,此斑不能为泪液所润湿。

(3)角膜软化症维生素A缺乏严重时会使角膜干燥、变粗、混浊,对触觉不敏感。再发展则角膜表面会发生浸润性溃疡或小型糜烂。严重时则溃疡扩大,前房积脓,角膜穿孔并使虹膜脱出,晶体消失而失明。苏祖斐等曾报道10例严重缺乏维生素A的幼儿发生急性角膜软化症。眼睑肿大而下垂,结膜极度充血,有剧痛、角膜溃疡,发展迅速,数日后即失明。

(4)夜盲症在维生素A缺乏时,眼部最早发现的症状是夜盲,虽然此症状是功能性的,摄取一定量的维生素A后即能恢复。但对在夜晚野外或微弱光线下工作的人员带来很大不便,甚至丧失在夜晚的工作能力。例如驾驶员、射手、雷达操纵员等。抗美援朝志愿军中夜盲的发病率很高,某师统计,夜盲发病者为5770例,占一半以上。关于夜盲,在我国古代就有记载。如隋《巢氏病源》中已有“······至瞑则不见物,世谓之雀盲。”唐孙思邈《千金要方》中也有雀盲,用青羊肝治疗的记载。关于夜盲与维生素A的关系,经过Wald的系统研究已比较清楚。Wald本人也因详尽阐明了维生素A在视觉系统中的作用而获得1967年的诺贝尔医学奖金。维生素A是眼视网膜杆状细胞中视紫红质形成的主要来源,而视紫红质是维持暗视力所必需的。视紫红质在强光漂白下还原成视黄醛(即维生素A醛)与暗视蛋白质。在暗淡的光线下,又需要新的维生素A变成视黄醛与暗视蛋白结合而成视紫红质,才能看清物体(关于详细的机理见第一篇第五章)。

11.2.3 呼吸系统

维生素A缺乏时,能使气管及支气管的上皮细胞中间层的细胞增殖,变成鳞状、角化,并使上皮细胞的纤毛折断脱落,失去上皮组织的正常保护功能,极易使呼吸系统感染。

11.2.4 骨骺和神经系统

维生素A缺乏时,骨的生长受到抑制,能使脑脊液的压力增加,并压迫神经系统如坐骨神经与脊椎神经使其萎缩。此外,在病理切片组织检查时,还发现维生素A缺乏能使神经细胞中的尼斯耳氏体变性。

11.2.5 生长和发育

维生素A缺乏能影响发育,使儿童发育延缓,其中骨组织先停止生长,同时齿龈发生增生与角化,影响成釉质细胞的发育,使牙齿停止生长。

11.2.6 泌尿与生殖系统

维生素A缺乏能使泌尿器官内的上皮发生角化并脱屑,使其形成一中心病灶。钙化物则以此为中心不断沉积而形成尿结石。女性的输卵管、子宫及阴道的粘膜会发生角化,男性的睾丸会发生退化,影响生殖机能。

11.3 维生素A缺乏病的诊断

维生素A缺乏后,虽然会影响工作能力(如夜盲),发生症状,甚至变盲或死亡。但只要诊断治疗得早,预后还是良好的。所以诊断在预防与治疗维生素A缺乏病中非常重要。

11.3.1 生化诊断

(1)血浆中维生素A含量测定体内维生素A主要储存在肝中,肝内维生素A约占体内总量的90~95%。因此肝是一个储藏、调节,维持血内维生素A达到正常水平的重要器官。若服用大量的维生素A,由于其很快的运入肝中储藏,因此血浆中维生素A含量也不会大量升高。在肝内维生素A储藏量丰富,虽几个月不摄取维生素A,肝脏也能不断地源源输出补充维生素A,使血液中维生素A不致减少。但在长期维生素A缺乏,肝内维生素A含量减少时,血浆内维生素A含量也会减少。根据陈仁惇等对正常成人维生素A需要量的研究说明在其他诊断指标已表明有维生素A缺乏时,血浆中含量在50IU%左右(相当于15μg%)。在营养调查中,若无维生素A缺乏,则血浆中含量为100~120IU%。根据Sauberlich等1973年整理的评价成年人营养状况的数据,认为维生素A醇<10μg%,表明维生素A高度缺乏;10~19μg%表明含量较低;>20μg%,虽然还不足,但不致发生缺乏症状。

(2)维生素A耐量曲线的测定 既然维生素A有95%储藏于肝内,是否有无办法可间接测定肝内维生素A的含量。自从1934年Chesney与Mccord用维生素A的耐量曲线诊断小儿乳糜泻以后,陈仁惇等曾对家兔在维生素A缺乏与恢复的不同时期,作血浆中维生素A耐量曲线与肝中含量相对照的试验。结果证明,维生素A愈缺乏,高峰出现的愈晚,高峰的维生素A水平愈低。缺乏严重时,甚至无高峰出现。补充维生素A以后,则高峰出现较早与较高。在陈仁惇所作正常成年人维生素A需要量研究中,每日补充不同剂量的维生素 A其高峰也随剂量的高低而有不同水平。这些研究说明维生素A耐量曲线确能反映肝内维生素A的储藏情况。

也可用聚集强度进行比较,其公式为:

聚集强度=[耐量曲线中维生素A的最高值-空腹血中维生素A含量]/耐量曲线中最高值的时间

这公式表明耐量曲线中的最高值与最高值出现的时间对维生素A的营养状况有一定的关系。

此外,王喜生等曾应用视黄醇体库反应法(retinol body pool response,RBPR)间接测定维生素A的储藏情况。即先测定空腹血中维生素A含量,然后补充维生素A(剂量远较耐量曲线所用的量为低,仅为正常需要量的两倍,)在3.5小时后,再测定血中含量,用下列公式计算:

RBPR(%)=[补充维生素A后血中含量-补充前含量]/补充后血中含量×100

此百分比随肝内维生素A储藏量的增加而减少。因此服的剂量比做耐量曲线时低好几 倍。因此,不会产生维生素A过量中毒,但仅限于动物实验阶段,未应用于人体。

(3)血浆中胡萝卜素的测定血浆中除含有维生素A生理功能的β-胡萝卜素以外,尚有无生理功能或生理功能不完全的黄色色素。所以,此项测定对维生素A的营养状况没有太大的诊断意义。

11.3.2 生理或功能评价诊断方法

(1)暗适应暗适应是测定在暗淡光线下的视力功能。在维生素A亚临床状态如夜盲发生前或轻度夜盲,则暗适应的功能会降低。经典的暗适应测定方法是用Goldman-Weekers暗适应计,在双眼经强光漂白后,观察不同强度的闪光。闪光的持续时间为1秒,间隔1秒。然后用时间(分)为横坐标,光强度微一微朗伯micromicro lamberts的对数为纵坐标,绘成暗适应曲线如图11-1。

标准暗适应曲线

图11-1 标准暗适应曲线

标准暗适应曲线必须有代表锥状细胞、锥状柱状转换点、柱状细胞与最终能见阈四部分的曲线。此种仪器昂贵,操作复杂,检查一名病人需40分钟左右,所以不适应大规模营养调查与现场使用。但此仪器比较精确,用其它仪器不能测定,因此可用来作为测定暗适应的标准。

由于此仪器国内尚无制造。因此,国内多测定暗适应恢复时间。方法是双目经强光漂白后,于暗中观察极微弱的光源,观察到光源的时间即为暗适应恢复时间。如用Feldman暗适应计。陈学存等根据Pett的方法加以改进,利用距离光源越远,光线越微弱的原理,观察一排7~9个孔的测定光源来测定恢复时间。陈仁惇等再在此基础上改用自动记录装置,在大规模营养调查中也获得良好的效果。

Thorton等利用在强光转变成弱光后,眼底对光的灵敏度由红色转换到蓝色即Purkinjie转换的原理,设计了一种暗适应的快速测定方法。即在双眼经X光读片灯的强光漂白以后,在弱光照明黑色的工作台上挑选混在一起的不同波长的三种圆片。5个白色的、6个蓝色的(λ=475μm)、7个红色的(λ=605μm),用秒表计算拣出时间。所得结果与Goldman的暗适应曲线比较,相关系数为r=0.72,显著相关。王育才等设计制造了YA-2型暗适应计,强光漂白时间自动控制,发现弱光由受检者自动记录时间,在营养调查中使用,效果也较好。

(2)生理盲点的测定文献中有关中心视野检查,生理盲点与维生素A的关系报告极少。郑建中等在维生素A需要量研究中观察到生理盲点是反映维生素A缺乏的一个较灵敏的指标。在维生素A需要量供给不足,血浆中维生素A含量一直在50IU%一组,盲点扩大一倍。每日摄取2000IU维生素A,盲点虽有缩小,但未至正常。每日摄取3000IU以上则能恢复正常,且摄取愈多,恢复愈快。生理盲点扩大的一组,若给予大剂量维生素A以后,24小时即缩小至正常范围。因此,生理盲点是判断人体维生素A营养状况的一个较灵敏的指标。同时有几例视力不良者服大量维生素A以后,视力也能恢复正常。

(3)其他当光线照射于视网膜上时,有电位差变化,将这些变化记录于图上,称为视网膜电流图。Dowling与Wold发现当大鼠缺乏维生素A时,视网膜电流的阈值改变而且b波变小。Dhanda用视网膜电流图观察了缺乏维生素A的病人。他们发生的视网膜电流变化要比暗适应的变化为晚。

根据抗美援朝部队5770名夜盲患者的调查报告,曾发现夜盲患者的瞳孔对光反应较正常人迟缓,收缩也不如正常者小。陈仁惇等在家兔造成维生素A缺乏及补充以后,也观察到瞳孔对光反应有类似现象。Reichel等也曾观察到瞳孔在维生素A缺乏的病人,于暗中测量时较大。

综上所述,维生素A缺乏病的诊断是综合性的。即首先采用生理或功能性评价方法,观察其夜视力(即暗适应能力)有无减退或生理盲点有无扩大,这在缺乏中最早发生。其次是进行维生素A耐量曲线,观察其肝中维生素A的储藏情况。待血中维生素A的水平下降,则表明体内储藏已经相当缺乏,至于发生临床症状如眼的毕多氏斑与角膜软化已到缺乏晚期,必须立即进行治疗。

11.4 维生素A缺乏病的预防

最有效的预防方法是保证膳食中有丰富的维生素A或胡萝卜素的来源。因为维生素A有大量储藏于肝脏的特点,因此只要不是超过中毒剂量,有时多摄取一点储藏于体内,以备食物中维生素A不足时的调节使用,也是预防维生素A缺乏的一种方法。维生素A最好的来源是动物性食品如黄油、蛋类、肝与其他动物内脏。但这在经济不发达的地区不易办到。因此应注意摄取富含胡萝卜素的蔬菜如西红柿、胡萝卜、辣椒、红薯、空心菜、苋菜等。有些水果如香蕉、柿子、橘、桃等含量也很丰富。棕榈油中胡萝卜素含量很丰富,每100g油中含65,000~113,000IU,可用来烹调食物。此外,还应考虑用维生素A强化食品,尤其是婴幼儿食品,如在脱脂奶中乳化的维生素A来强化,也可在面粉制品或糖果中补充维生素A。

其次重要的是应注意公共卫生与环境卫生,如防止寄生虫感染、痢疾、肝炎、胃肠道炎症、肺炎、呼吸道炎症、长期慢性腹泻等,以避免疾病干扰维生素A的吸收、储存、利用与加速维生素A的消耗。在必要时,还应利用中草药与野菜,如每天服用铁扫帚野菜30g,白菊花、谷精草、枸杞子各10g煎服,也可防止维生素A缺乏。定期做膳食调查与了解一个时期的膳食摄取情况,如发现有一较长时期的膳食中缺乏维生素A与胡萝卜素,即应补充。平时眼睛无疾患,如发生经常霎眼或时常用手擦眼,即应考虑干眼症。夜间视物模糊或看不见,应考虑夜盲。皮肤干燥,发生角化则应考虑皮肤干燥症。在此情况下,应作进一步的生化与功能性诊断。

11.5 治疗

维生素A缺乏病的治疗比较单纯,而原发性维生素A缺乏症的预后是良好的,关键要及时发现与及时治疗。若病变已发展不到可逆的程度,如干眼病已发展到角膜穿孔,则再治疗也无用。幼儿患维生素A缺乏症,每日口服维生素A3000μg,症状可很快消失。若急性严重缺乏维生素A,以致角膜接近穿孔者,则应用浓缩维生素A每日肌注15,000~25,000μg,同时眼部滴入维生素A油剂以保护角膜与巩膜,用抗生素以控制感染,这样在一周内眼部症状可显着减轻,角膜也可恢复透明。新的水溶性维生素A乳剂,不论是口服或肌注,作用更为迅速。若维生素A缺乏是由于胃肠道吸收的干扰,则用水溶性维生素A更为有利。寄生虫感染、痢疾、慢性腹泻、胆囊炎、呼吸道感染等疾病而继发的维生素A缺乏症,则除补充维生素A以外,还需进行治疗。当维生素A缺乏与恶性蛋白质-能量营养不良有关时,则必需补充蛋白质的同时必需补充维生素A,才能凑效。因单补充蛋白质会使维生素A需要量增加,并促使肝中少量储存维生素A的动用,因而形成更严重的维生素A缺乏。

在朝鲜战场上,志愿军曾出现大量的夜盲患者,那时除捉青蛙,吃蛙肝治疗夜盲外,尚有用松竹水与类副交感神经药物毛果云香碱。经动物实验表明,虽然能使动物血中的维生素A显著升高,但肝中的维生素A含量却显著降低。因此,它的治疗作用是动员肝中的维生素A到血中以供应暗适应的需要,这样做会使体内储存的维生素A更加缺乏,所以不是根本解决问题的办法。

11.6 维生素A过多或中毒

维生素A摄取过多是有毒性的,婴幼儿若一次服用大剂量的维生素A会发生急性维生素A过多症。其中主要中毒症状为短期的脑积水与呕吐。过去也曾报告过极区探险者因大量食用含丰富维生素A的北极熊肝而发生急性维生素A中毒。

在有皮肤病症状的成人中,服用维生素A20~30倍于推荐供应量(RDA),或不根据医嘱而长期大量摄取维生素A发生慢性维生素A过多症。慢性维生素A过多症的症状较为普通的为疲倦、不适、嗜睡,有时伴有腹部不适,骨或关节疼痛,严重时有搏动性头疼,甚至失眠、烦燥不安、夜间盗汗、体毛脱落与指甲变脆。有时还发生便秘,月经不规则与情绪不稳定。体检则有皮肤干燥、粗糙与成鳞状,体表面水肿与嘴角裂纹。有时甚至有眼球突出。陈仁惇等在作维生素A耐量曲线时,曾对受试者一次每kg体重服用10,000IU,结果有部分服用者发生头痛、嗜睡与恶心等症状,与上述所描述的症状非常相似。幼儿长期服用大剂量维生素A以后发生的维生素A过多症状,主要为肝脾肿大,红白细胞减少、骨髓生长过速及长骨变脆而容易骨折。

11.7 维生素A与肿瘤的关系

对肿瘤的大部分研究是集中在早期发现恶性细胞并毁坏它们,或防止环境中的致癌因素与容易感染的组织接触,但很少有人企图在细胞与致癌因素接触后,以及细胞转变为恶性的阶段如何设法逆转。MaughⅡ报告了美国国立卫生研究院(NIH),以国立癌症研究所(NCI)为主成立了一个研究小组,专门研究维生素A与肿瘤发生的关系,他们认为有效的逆转因子之一是维生素A及其衍生物。

一般肿瘤的发生与成长分三期,即开始,肿瘤前期与形成。肿瘤前期是从开始期向形成期转变,一般在人需要20年,肿瘤前期的细胞如何变化,人们了解不多,但有一点是清楚的,即肿瘤前期的细胞期的细胞会进行修补,并自行恢复正常。维生素A的主要作用是使基因已改变的少数细胞发生逆转。

维生素A的功能之一是使上皮细胞分化成特定的组织。因为肿瘤细胞的发生与上皮细胞分化能力的丧失有关。所以维生素A在防止肿瘤的发生中起了重要作用。上述小组中的很多科学家发现在长期缺乏维生素A的动物中,致癌因子特别能使这些动物发生肿瘤。

NCI的Sporn与Kaufman发现维生素A缺乏的田鼠所分离的气管,在培养液中比正常健康田鼠气管,其DNA与各种致癌因子的结合更紧密。缺乏维生素A动物的肿瘤发生率比不缺乏的发生率要高。麻省理工学院(MIT)的Newberne与Rogers发现缺乏维生素A大鼠,因与致癌因子黄曲霉素B1接触后,大肠癌的发生率比对照显著升高。虽然这些结果还是初步的,但非常重要。

此外,补充维生素A或它的衍生物能预防肿瘤。例如Kaufman发现在田鼠气管的培养液中,加入醋酸视黄酯能抑制致癌因子与DNA的结合,Chopro发现视黄醇及衍生物加入到小鼠前列腺培养液中,能抑制致癌因子的作用,并使致癌作用逆转。

有些研究甚至证明维生素A及它的衍生物对已形成的肿瘤有治疗作用。Swarm发现大鼠移殖软骨肉瘤以后,补充维生素A衍生物(1,3-顺式-视黄醇)能抑制肉瘤生长。Bollag发现视黄醇能使小鼠因致癌因子诱发的乳头瘤的体积缩小。Bollag还发现视黄酸类似物还能使人体的鳞状细胞与基底细胞癌消退。

关于维生素A抑制肿瘤生长的机理了解的很少。有人认为它可能抑制体内活化致癌因子的酶。但Metzler认为维生素A化合物能刺激对抗肿瘤的免疫系统。他发现棕榈酸视黄酯比另一对肿瘤有免疫反应的卡介苗(BGG)能产生强100倍的抗肿瘤作用。因此,有些科学家认为维生素A对肿瘤的防治作用,也许是防治肿瘤问题中最重要的发现之一。但服用大剂量维生素A会产生毒性反应。因此他们建议目前重要的课题是如何合成与筛选没有毒性作用的新维生素A衍生物,来预防与治疗肿瘤。在这一问题未解决之前,不宜过分宣传用维生素A来治疗肿瘤,以免大剂量的服用而引起维生素A过多或中毒。

11.8 维生素A与锌的关系

最近的营养研究从单一营养素对人体的影响转移到两种到三种营养素之间的相互作用及其对人体的影响趋势。其中维生素A与锌的相互关系,特别引起营养学家的注意。

11.8.1 实验动物的研究观察

锌的缺乏会使哺乳动物如猪、羊、大鼠血中视黄醇降低。而锌缺乏的大鼠若补充维生素A或给以维生素A含量充裕的饲料,并不会使血中视黄醇升高。却使肝中的含量增加。若补充锌以后,则会使肝中的维生素A动员发生障碍。Smith等还证明在锌缺乏的大鼠,其血浆与肝中的视黄醇结合蛋白(RBP)含量降低,这也有力地证明了上述的假说。Ette等腹腔注射硫酸锌10mg(含锌2.4mg),6小时后血浆中视黄醇急剧升高而肝中含量相应降低。

机体表明锌与维生素A相互作用最明显的另一部位是眼部组织。眼底有些特殊细胞是维生素A的受体。在夜视的机理中眼底的视黄醇转变为视黄醛需要一特殊的醇脱氢酶通常称为视黄醛还原酶或视黄醇脱氢酶。这些醇脱氢酶有的是与锌结合的金属酶。Hubner等用大鼠与幼犬喂以缺锌饲料,发现其眼组织的锌含量较正常动物低,测定视黄醇脱氢酶的活力,则视黄醇转变为视黄醛的能力显著降低。此外,Scmderesom等还发现缺锌大鼠睾丸的维生素A氧化还原能力降低。总之,动物实验的结果表明锌缺乏不仅会影响肝中维生素A的动员,还会影响周围组织如眼底及睾丸内的醇脱氢酶,使维生素A的氧化还原能力降低。

11.8.2 人体中锌-维生素A的相互作用

(1)肝脏疾病早在1939年Patek与Haig就报告了若干例暗适应机能异常的肝硬化病人,但用维生素A治疗并不好转。当时并不认识这是缺乏锌的缘故。仅仅认识到除维生素A外,还缺乏另一营养素。现在比较明确认为缺乏锌。这些病人的血清与肝中的锌水平较低,在尿中有大量的锌排出。关于尿锌排出量增加的真正机理尚不十分清楚,但可能与在血液循环中可与锌结合的蛋白质有关。肝硬化病人锌与血清蛋白结合较少,并且其结合的紧密程度比正常要低。此外,患急性病毒性肝炎与肝硬化的病人的血液氨基酸也较多。这些氨基酸可与锌结合成小分子的配位体复合物,并且在肾小球中很易通过,这也是促使病人尿锌丢失的原因之一。

Henkin和Smith等发现19例急性病毒性肝炎病人维生素A、视黄醇结合蛋白(RBP)与前白蛋白的含量降低,并有血清锌水平降低与尿锌排出量升高。在血清锌与RBP之间有一显著的正相关。这是因为在肝脏疾病中,由于锌缺乏而使维生素A从肝脏中动员受到障碍,所以使血中维生素A降低,与前述的动物实验结果相合。

Morrison与Russen报告了5例酒精性肝硬化病人暗适应异常,补充锌以后,则其最终能见阈恢复正常。如每日口服硫酸锌220mg,1~2周后暗适应恢复正常。另3例则事先不补充维生素A,单口服锌却恢复正常。锌的补充会使血清中的RBP升高。作者认为补充锌能使暗适应恢复正常,主要是锌增加了含锌金属酶的活力的关系。这一酶能促使视黄醛的再生。McClain等也报告了有6例酒精性肝硬化病人,同时患有夜盲。他们的血清锌水平也低。补充维生素A不能使暗适应最终能见阈恢复正常。Russell等发现肝脏病人维生素A缺乏,若不发生锌缺乏,单用维生素A补充可恢复其暗适应异常。但锌缺乏时,单补充维生素A,虽然会使血中维生素A与RBP升高,但暗适应仍异常。这也证明锌在眼底视黄醇转变为视黄醇的酶系统中起非常重要的作用。

(2)胰脏疾病的囊纤维性变在胰脏的囊纤维性变中,维生素A缺乏是其并发症之一。虽补充维生素A,血中维生素A仍不升高,而在肝中又有大量维生素A积留。Dodge等发现这些病人的血浆锌的浓度低于300μg·L-1,头发中的锌含量也低。Jacob等发现了若囊性纤维性变病人血浆锌含量低于700μg·L-1,其血浆维生素A与RBP水平都低。说明这些病人中锌有边缘性缺乏。而这一缺乏可能是血浆中维生素A与RBP含量低的原因,并且可在血浆的锌、维生素A与RBP之间找到多元相关的规律。

(3)蛋白质能量营养不良关于维生素A与蛋白质-能量营养不良的关系已如前述,同时锌在蛋白质合成中也是必要的。RBP是肝蛋白之一,它对锌的缺乏最敏感。很多调查都证明蛋白质-能量营养不良时,血浆中的锌含量总较低。最近印度国立营养研究所观察了45例维生素A缺乏病人,但蛋白质-能量营养尚佳(血浆白蛋白为31。9g/L,维生素A125μg·L-1)与20例有严重水肿型蛋白质-能量营养不良(血浆白蛋白为22g/L。维生素A150μg·L-1)的儿童,前者血浆锌含量为72。3μg/L,后者为570μg·L-1)。每日口服硫酸锌(含锌40mg)5天,蛋白质-能量营养不良的儿童血浆锌、维生素A与RBP皆有显著升高。这一实验有力地证明了在蛋白质-能量营养不良时,也有维生素A与锌相互作用的影响。

总之,从动物实验与人的肝、胰及蛋白质-能量营养不良等疾病的观察中,都说明维生素A与锌的相互作用对营养的影响。其中最重要的发现是夜视力的降低,不仅仅是维生素A缺乏所致,有时维生素A营养正常,但锌缺乏也会发生。

11.9 维生素A与药物的关系

有些药物能影响维生素A的吸收与利用,因而会加重维生素A缺乏。泻剂与通便剂中的矿物油(液状石蜡),由于这种油在小肠粘膜上形成了薄层,便阻碍了脂溶性维生素的吸收。这一问题自1927年开始经过了一系列动物实验与人体研究已得到确证。Curtis等让志愿受试者服用矿物油或矿物油乳剂,剂量为20ml,每日3次。结果吃矿物油的,膳食中的胡萝卜素不被吸收,全部从粪便排出。若胡萝卜素预先与矿物油形成乳剂,则只有一部分被吸收。不适当的使用泻剂会使病人多次腹泻,以致严重影响维生素A与胡萝卜素的吸收,并加重缺乏。此外,矿物油还会在小肠中阻碍脂肪微胶粒的形成,也是影响维生素A吸收的原因之一。

抗生素如四环素、卡那霉素、多粘菌素尤其是广谱抗生素会部分影响小肠的吸收,因而影响了维生素A的吸收。Fallon等在1966年报告了新霉素引起吸收不良的副作用。有若口服新霉素3~7g/日,3~7天便会产生可逆转的吸收不良综合征。使粪便中的钾、钠、钙、脂肪、维生素A与B12的排出量增加。服用新霉素所产生的消化吸收不良至少有3种原因:抑制了胰脏所分泌的脂酶、胆盐的沉淀与小肠粘膜的破坏。后者是主要的。Keusch等发现口服新霉素6h后,小肠的粘膜已发生变化。

降血脂药物,如消胆胺(cholestyramine)是一种含季胺的阴离子交换树脂。能降低高胆固醇血。如每日服用30g树脂,由于胆酸从粪便中排出及脂肪性腹泻,能导致脂溶性维生素的吸收不良。Longenecker发现服用此药的病人,若补充溶解于橄榄油中的维生素A,其血浆中的维生素A水平要低于不服用此药对照组。

口服避孕药:Gall与Briggs都发现妇女口服孕药会使血浆中维生素A的含量增加,尤其是吃复合口服避孕药的妇女,血浆中的维生素A会显著增加。Wild等也证实了此现象。他们还发现当停服避孕药,怀孕发生以后, 血浆中维生素A仍维持高水平。他们很担心由于维生素A的持续升高,是否会发生中毒与胎儿畸形的可能。

参考文献

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2.陈仁惇、王成发、刘继鹏:血浆中A素耐量曲线与肝脏中A素贮存的关系,军队卫生研究资料汇编(军队营养专辑之二)75页军队卫生研究所。1980

3.陈仁惇、王成发等:维生素A摄取量与血浆中A素耐量曲线的关系,军队卫生研究资料汇编(军队营养专辑之二)84页。军队卫生研究所。19804。王喜生、刘继鹏等:营养学报6(3):209,1984

5.郑建中、王成发、陈仁惇:维生素A营养状况与视野的关系,军队卫生研究资料汇编(军队营养专辑之二)96页军队卫生研究所。1980

12 维生素B1缺乏病

12.1 前言

维生素B1缺乏病是由于机体维生素B1(又称硫胺素)不足或缺乏所引起的全身疾患,临床上习惯称本病为脚气病。该病以多发性神经炎、肌肉萎缩、组织水肿、心脏扩大、循环失调及胃肠症状为主要特征。本病多发生在以白米为主食的地区。治疗及时可完全恢复。

在七世纪时,我国著名的医学家孙思邈着的《千金方》,对本病的症状、临床类型、防治方法等作过详述。认识到本病多发生于食米地区,用车前子、防风、杏仁、大豆、槟榔等进行治疗有效。这些中药中均含有较多的硫胺素。侯祥川撰写的《我国古书论脚气病》,对我国古代各家对硫胺素缺乏所引起的脚气病的名称、流行、分类原因、症状、预防、禁忌和治疗等进行过综述。我国古代医学家有的指出:“久食白米即可发生脚气病”;还有的指出:“常食麸皮可免脚气病的发生。”从这些精辟的论述中,可见我国对硫胺素缺乏病的防治,曾做出过很大的贡献。

在欧洲1592年第一个记录脚气病病例的是荷兰的内科医生Jacob Bontius。在19世纪蒸气机应用于磨米使脚气病有所蔓延。当Takaki(当时是日本海军医学部的总指挥)用有鱼、蔬菜、肉、大麦的大米膳食供给日军海员,根除了该病,使脚气病在1882年开始被征服。1897年Eijkan用小鸡做实验证实精米喂养小 鸡可引起有相似脚气病的多发生性神经炎的症状,当饲以粗米则不发展该病。在1901年,Grijns推断在米糖中有一种或多种物质能防止脚气病。1911年Funk从研磨米中获得了纯的抗神经炎的因子100mg。在这同时Smith等认为“B族维生素”是对热不稳定的抗神经炎的因子,称为维生素B1及对热稳定的能治疗或防止鸟类的多发性神经炎。其后硫胺素的名称也被提出,并作为官方标记的名字。“硫胺素”之名是从化学性质上讲,它有含硫的噻唑环和联结于有氨基吡啶环。1936年Willliams确定其化学构造式,并用人工方法合成。

12.2 化学、生物化学及病因

12.2.1 化学

硫胺素及它的活性衍生物硫胺素焦磷酸盐(Thiaminpyrophphate-TPP)的结构硫胺素拮抗物绘于图12-1。

硫胺素对紫外光(大约低于290nm)的降解作用是敏感的。在有水存在下被热可破坏;在碱性状况下易破坏,铜离子加快它的破坏,而其它金属离子则不能。在无水的情况下,硫胺素热至100℃24小时或更长的时间无损失。

硫胺素盐酸盐易溶于水,呈酸性。它是被广泛应用的一种硫胺素。此外,还有硫胺素硝酸盐,不易潮解,常用于强化食品。

硫胺素、硫胺素焦磷酸盐及硫胺素拮抗物

图12-1 硫胺素、硫胺素焦磷酸盐及硫胺素拮抗物

各种改良的硫胺素衍生物也是可利用的。其中最多的有打开噻唑环及一些是脂溶性的。这些衍生物经口给与之后比硫胺素在血中的浓度增加迅速和显著。如硫胺素丙基二硫化和硫胺四氢化糖基二硫化物在治疗乙醇中毒合并硫胺素缺乏,比硫胺素或TPP更为有效。蒜硫胺在抵抗饲以羊齿植物的实验动物中所引起的硫胺素缺乏较硫胺素的作用强。

硫胺素拮抗物常用于动物实验性硫胺素缺乏病的研究。

12.2.2 生物化学

硫胺素的吸收主要在小肠上段,它在肠壁的吸收是一个主动的过程。健康人吸收的总量在4~8mg之间,增加剂量吸收减少。当进食时给与,吸收率减慢,但吸收的数量不减少。从肌肉注射吸收迅速和完全。

在组织中硫胺素广泛分布于各种组织。体库测量其量为30mg。每天以1mg转换,在正常人硫胺素缺乏2~3周,其缺乏症状尚不能被观察到。

硫胺素在肝脏中进行代谢。从尿中排出,不能被肾小管再吸收,从尿中排出的硫胺素多为游离型。小量的锌能延缓其排出。在通常情况下,汗中排出量极微;但在热环境中,中含有90~150μg·L-1,所以在热环境中工作应注意硫胺素的补充。

在身体中硫胺素80%是硫胺素焦磷盐的形式(TPP),10%是硫胺素三磷酸盐的形式(TPP)以及其余的是硫胺素单磷酸盐(TMP)或是游离的硫胺素。此外,在神经生理中它还有独特的作用,但其作用还不能明确地解释。

在每天摄取硫胺素0.5~0.6mg以上,按摄取的比例,尿中排出的是有所升高。有的膳食,每天排出可能高达0.1mg。代谢产物亦能在尿中发现。

人乳中分泌的硫胺素的多少取决于授乳者硫胺素的摄取量。

TPP在肝、肾和白细胞中由于酶的作用,将硫胺素与ATP结合而形成,TPP又被称为辅羧化酶(cocarboxylase)。TPP作为辅酶的作用已被完全阐明。在哺乳动物中,TPP是对包括丙酮酸,α-酮戊二酸在内的α-酮酸,以及亮氨酸、异亮氨酸、异亮氨酸与缬氨酸的酮基类似物的氧化脱羧作用所需的辅酶。对磷酸戊糖代谢途径中的转羟乙醛(transketolase)的功能也是需要的。

TPP或TTP在神经生理中的作用,目前虽有不少文献报告,但尚属说,实际上还解释不清楚。

12.2.3 病因学

脚气病发病率最多是膳食主要成分为研磨米或其它精制的谷类食物。在印度人们膳食中能量的80~90%是由米供给的。要使膳食有适当的硫胺素和其它维生素的供给,膳食中应有玉米、豆类及鱼等食物。脚气病曾在远东有过流行,近年已有很大下降。在战后菲律宾调查,结果表明发病率接近13%;死亡率是132/100000。死亡率最高的是婴儿患者。

在欧洲脚气病是罕见的,但与乙醇中毒合并发生的不少。亚临床缺乏为数较多。Brin综合报告各国硫胺素营养的近况,见表12-1。

表12-1 在各国硫胺素的缺乏(1976年资料)

国家 低于适宜水平的人的百分率
军人 居民
乌拉圭(Uruguay) 54 27
约旦(Jordan) - 5
哥伦比亚(Colombia) 51 20
智利(Chile) 3 1
秘鲁(Peru) 34 -
孟加拉国(Bangladesh) - 9
泰国(Thailand) 13 49

从表可见,处于亚临床缺乏者是比较多的,约占20%,也是值得注意的。

我国南方本病发病率较高。这些地区也是以大米为主食,且气候炎热潮湿。产米区比产麦和产杂糖的地区发病多,其主要原因是米中硫胺素小麦和杂糖中少。加上南方气候因素,糖食易于变质,故可使米中硫胺素更少。故我国南方地区脚气病较多。

引起硫胺素缺乏病的病因如下:

(1)硫胺素摄取不足长期食用精白米、面。烹调方法不当,特别是煮稀饭为了粘稠和松软加入少量的碱,破坏了维生素B1,又如做饭时去米汤。另外还有偏食。这些都可使硫胺素的摄取不足。此外,还有引起疾病引起进食减少,都可造成硫胺素摄取不足。

(2)硫胺素的需要量增加生理状态有妇女妊娠、哺乳、儿童生长发育、成人剧烈劳动等。病理状态有代谢率增加的疾病,如甲状腺机能亢进,还有一些慢性消耗性疾病。

(3)吸收或利用障碍长期腹泻或经常服用泻剂以及胃肠道梗阻均可造成吸收不良。肝、肾疾影响合成TPP,也可造成缺乏。

12.3 病理与病理生理学

12.3.1 脚气病的病理与病理生理学基础

由于膳食中硫胺素缺乏等病因引起的脚气病,有下述的病理特征。

(1)神经系统尤其是末梢神经受损严重,髓鞘退化及色素沉着。重者神经轴被破坏。以坐骨神经及其分支受累较为常见,并且出现较早。其他,前臂神经等亦可累及。

(2)心血管系统心脏扩张肥厚,尤以右侧明显。心肌水肿,其心肌纤维粗硬。血管充血,但组织结构正常。

(3)组织水肿及浆膜腔积液组织水肿多见于下肢。体腔浆液渗出,可见于心包腔、胸腔及腹腔。

(4)肌肉萎缩出现于受累神经支配的肌肉。镜下可见肌纤维横纹消失、混浊肿胀及脂肪变性。

前已提及硫胺素在肠道经粘膜吸收,通过酶的作用,磷酸化生成TPP,即辅羧化酶。它是丙酮酸氧化脱羧酶系的辅助因子;又是磷酸已糖氧化支路中转羧乙醛酶的辅酶。因此组织中,特别是脑和心肌组织中葡萄糖和丙酮酸代谢必需有硫胺素参加。它的缺乏会引起脑和心肌组织变性。其机理是硫胺素缺乏使丙酮酸难于进入三羧酸循环而氧化,多量的丙酮酸滞留于血液中,使周围小动脉扩张、阻力降低、静脉回流量增加,因而使心脏排出量及心脏工作量均增加。乳酸盐和丙酮酸盐使心肌对氧的利用率降低,使其心脏功能逐渐衰竭。硫胺素至少对分解乙酰胆碱的胆碱酯有抑制作用。乙酰胆碱能增加肠蠕动。硫胺素缺乏时,胆碱酯酶活性增强,分解乙酰胆碱增多,故肠蠕动缓慢、肠壁松弛。乙酰胆碱又是神经传导的介质,硫胺素缺乏,胆碱酯酶活性增强,分解介质多,也会影响神经的传导。

菸酸在色氨酸合成的过程中,也必需有硫胺素的存在。因此,菸酸和硫胺素缺乏往往是同时存在的。

成年人根据不同系统症状占优势的情况,脚气病可分为神经型、心脏型、脑型和湿型。婴儿脚气病有其特征,又有婴儿脚气病之说。

12.3.2 与硫胺素缺乏有关的疾病的研究

硫胺素酶及抗硫胺素化合物的研究,使对硫胺素缺乏病有进一步的认识。

硫胺素酶:虽然鱼是硫胺素较好的来源,但在吃鱼多的泰国,硫胺素的缺乏病是广泛存在的。其原因是吃鱼的方法所致。他们吃鱼方法不煮,加上发酵,结果由于硫胺素酶作用替换了硫胺素上的噻唑环的一半,致导硫胺素失去活性。

硫胺素拮抗物曾在硫胺素缺乏实验中广泛应用。这些拮抗物如图12-1所示,有吡啶(代噻唑)硫胺素(pyrithiamin) 和羟基硫胺素(oxythiamin)。前者在噻唑环的位置上有一个吡啶环;后者则在吡啶环上的氨基被羧基所代替。经动物实验表明,硫胺素缺乏及两种硫胺素拮抗物对机体的影响列于表12-2。

从表12-2可知,吡啶硫胺素能穿透血脑屏障,进入脑组织中,使丙酮酸的氧化和脱酶活性降低而使中枢神经系统受到损伤。羧基硫胺素导致缺乏动物厌食、心脏损伤,心肌组织脱羧酶活性减弱。吡啶硫胺素的作用是抑制硫胺素形成TPP,特别是脑组织中。然而,羧基硫胺素焦磷酸盐与TPP竞争,而成为酶的抑制剂,它在脑组织中作用小,这是由于它不能越过血脑屏障之故。

用上述两种拮抗剂做动物实验,结果表明:急性硫胺素缺乏,其变化有神经轴突出及髓鞘的改变,伴有三羧酸循环和五碳糖磷酸盐通路的变化;然而慢性硫胺素胺素缺乏主要是髓鞘质退行性改变,以及仅伴有五碳糖道路的变化。

Barchi推断“在硫胺素缺乏时神经病学的缺陷,除已知的硫胺素对中间代谢作为所需的酶的变化外,正如许多研究者提示的,在易受激动的膜的功能上,硫胺素的特殊作用是存在的”。Cooper研究了一种敏感的方法来检测用35S标记的硫胺素的释放,其研究显示出硫胺素在轴膜和雪旺膜上均有存在。他提出TPP可能与转移膜电位的产生有关系。

表12-2 硫胺素缺乏及硫胺素拮抗物(吡啶硫胺素和羟基硫胺素)对实验动物的影响

影响 硫胺素缺乏 羧基硫胺素 吡啶硫胺素
厌食 ++ +++
神经系统损伤 + +++
穿透进入脑中 +
心脏扩大及心动过速 + +
肾上腺皮质增大 + +
血浆可的松增加 + +
液体潴留 + +
在组织中酶活性减低 丙酮酸脱氢酶 + +++
+++ +++ ++
+++ ++ ++
2-氧代二酸脱氢酶 ++
+++ ++ +
++
血浆中丙酮酸增加 + ++ +
硫胺素磷酸转移酶的抑制 + +++
对焦磷酸的磷酸化作用 ++ +
焦磷酸盐与TPP竞争 ++ +
组织硫胺素的减少 ++ + ++
尿中硫胺素增加(+)/减少(-) - + +++

乙醇中毒合并硫胺素缺乏:一品脱啤酒仅供一个中等劳动人的硫胺素需要量的2%,但烈性酒不含硫胺素。慢性乙醇中毒常损伤胃分泌和发生厌食。经口或胃肠外的乙醇给与将减少硫胺素的吸收,以及慢性乙醇中毒还损害小肠对硫胺素的运转机能。乙醇亦能有损硫胺素的代谢,使肝脏中焦磷酸化酶受抑制和减少TPP的形成。归纳起来可知乙醇中毒合并脚气病的病因:一是减少硫胺素的摄取;二是减少硫胺素从肠道的吸收;三是乙醇中毒产生肝硬变,由于肝硬变减少硫胺素储存;四是抑制是硫胺素到焦磷酸硫胺素的形成。

丙酮酸脱氢酶缺乏症(pyruvate decasboxylasedeficiency):1968年Lonsdale描述一个儿童有小脑运动失调的间歇性发作及血和尿中乳酸、丙酮酸、丙氨酸的升高。还有人研究了相似的病例,用皮肤成纤维细胞培养研究丙酮酸氧化,可能是神经介质乙酰胆碱的合成酮酸的氧化脱羧作用缺乏。研究者提出小脑组织丙酮酸氧化,可能是神经介质乙酰胆碱的合成上有问题。

亚急性坏死性的脑脊髓病(Sub-acute necrotisingencephalomyelopathy,SNE):该病与Wernicke脑病相似,其区别是SNE通常损伤黑质制裁及其底螺旋神经节,而不是乳头体。然而Wernicke脑病则相反。SNE通常开始于2岁之前,有衰弱,运动失调、视觉障碍、惊厥和周围神经病。血中硫胺素的浓度及在脑组织中TPP的浓度正常的。普通的硫胺素治疗是无效的。在脑组织中从二磷酸硫胺素合成为三磷酸硫胺素的ATP磷酸化转移酶受到抑制。大量的硫胺素治疗产生暂时性的治疗作用。

支链酮尿或称槭糖尿病(branched chain ketonurineor maplesyrup urine disease):在1954年Menkes及同事们描述了一个家庭,前后出生六个婴儿中有四个在第一周死亡。其症状有呕吐、肌肉张力亢进以及尿中有奇特的槭糖气味。支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)和它们的酮酸在尿中出现,同时血中浓度也增高。其尿中的特殊气味是这些氨基酸的酮酸和它的羧基衍生物所形成的。支链氨基酸的酮酸的正常代谢是氧化脱酸,它是需要TPP参加反应,这与丙酮酸及α-酮戊二酸脱羧相似。但治疗是困难的。

尸检发现是髓鞘形成(mylination)有缺陷。在临床上婴儿出生时是正常的,但第一周末有进食不良、呕吐及昏睡。进一步有惊厥和肌肉张力增强。治疗困难点在于它需要喂养仅含有少量的三种支链氨基酸的膳食;这不象苯丙氨酸,它们不能从蛋白质水解液中容易地移除。所以制备一种适合的膳食比治疗苯丙酮症更困难。在一些病人中给予很大量的硫胺素(每天100mg),使酶活性增加到适当水平以利于支链氨基酸的适当的摄入。可以推测这是属于维生素先天代谢的缺陷。还有一些病人给与硫胺素也是没有帮助的。

12.4 症状

12.4.1 成人脚气病的症状

前驱症状:下肢软弱无力,常有沉重感。肌肉酸痛,尤以腓肠肌明显。常有厌食、体重下降、消化不良和便秘。此外,可有头痛、失眠、不安、易怒、健忘等精神神经系统症状。

神经系统:常有上行性对称性周围神经炎。表现为运动和感觉障碍。早期腿酸无力、下肢沉生。踝及足麻木和有灼痛感。肌肉有明显的压痛。其后,下肢症状加重,同时足趾的背屈动作受阻。跟腱和膝反射异常,即初期增强,后减弱、终于消失。向上发展至腿伸、屈肌受累,出现不足和趾下垂。重者手臂肌肉也可同样受累。感觉障碍远端严重,初期过敏,继之痛疼以及触感消失。病程长者,有肌肉萎缩,共济失调,可出现异常步态。

脑神经被侵犯者较为少见,有时多侵犯迷走神经,也有侵犯膈神经的。

循环系统:多有心悸、气动过速和水肿。有循环障碍者,可出现端坐呼吸和发绀。常出现心界扩大,以右心明显,有收缩期杂音,舒张压多降低。故脉压增大。心电图所见有:窦性心动过速。P-R间期缩,Q-T间期延长,T波双相或倒置,低电压。

水肿及浆膜腔积液:水肿为湿型脚气病最显著的症状。水肿多起于下肢,可遍及全身。浆膜腔积液,可发生在心包腔、胸腔和腹腔。由于硫胺素缺乏而死亡者,约有60%的人有心包积液。

临床上以神经型为主的称为干型脚气病。以水肿和心脏症状为主的称为湿性脚气病。以急性心脏病变为主者称心脏或称脚气性心脏病。心中枢神经病为主,并且病程较急,常伴有神经脑病综合征,称为wernicke's脑病(wernicke's encephalopathy)。若以心力衰竭为主要症状,可伴有膈神经和喉反神经瘫痪症状,进展较快,也称暴发型。有上述两种类型以上者,称为混合型。

按病程急慢程度,有人将成人脚气病分为以下几种型。如:

急性脚气病

急性心脏型脚气病

wernicke脑病

慢性脚气病

干性脚气病

湿性脚气病

慢性脚气性心脏病

12.4.2 婴儿脚气病的症状

多发生于出生数月的婴儿。病情急,发病突然。误诊时可死亡。患儿初期食欲不振、呕吐、兴奋、腹痛、便秘、水肿、心跳快、呼吸急促和困难。总之,以心血管症状占优势。故人们认为婴儿脚气病相似于成人的急性心脏型脚气病。以及有喉的水肿而失音。这些症状形成特殊的喉鸣(脚气病哭声)。晚期有发绀,心脏扩大,心力衰竭。肺充血及肝瘀血均可发生。脑充血、脑压高、强直性痉挛、昏迷而死亡。

症状开始到死亡约1~2天。治疗及时可迅速好转。婴儿脚气病死亡率较高。

死后尸检,有右心室扩大。常有心包腔、胸腔和腹腔积液。也可有水肿或肝、脾充血以及脑和肺的水肿。

婴儿脚气病的先天型在远东和北美曾有报告,婴儿出生几乎就有致命的青紫症状、失音、心动过速和心脏扩大。

12.5 诊断及营养评价,鉴别诊断

依靠病史,临床症状和体征,心电图,X光检查、实验室检查和实验性硫胺素治疗而可做出可靠诊断。

12.5.1 病史

病人居住的地区是否长期以稻米为主食,稻米碾磨的程度、食量及有无偏食。有无饮酒的历史和酒量。有无妨碍吸收和利用的疾病,如慢性消耗疾病、胃肠道疾病、肝胆系统疾病等。病人否存在硫胺素需要量增加的因素,如生长发育阶段、妊娠、哺乳、发烧及甲状腺机能亢进等。

12.5.2 临床特点

有无周围神经炎的表现、腓肠肌压痛、肌肉萎缩、感觉异常、足垂、跟腱及 膝反射异常。有无进行性上升性水肿。心界扩大、心率增加、脉压加大。能除外其它心脏病的心力衰竭。有无其它营养缺乏的征象。

12.5.3 实验室检验

尿中硫胺素排出量:检查尿中的硫胺素排出量是常用的营养状况的评价和诊断的手段。通常用荧光法或微生物法进行硫胺素的测定。具体方法有收全日尿,收4小时饱和尿及克肌酐尿等。

全日尿硫胺排出量是评价机体营养状况和诊断硫胺素缺乏的较好指标。但收集24小时尿烦琐。全日尿硫胺素排出量在40~100μg为正常。

4h负荷实验,经口给与硫胺素5mg,收集4h尿,分析其中硫胺素排出量,<100μg为缺乏。经口给与多用于正常人的硫胺素营养状况的评价。病人的4h负荷实验最好以非经口给与,因病人常有吸收不良之故。其具体方法是皮下注射1mg,收集4h尿,<100μg为缺乏。

尿中克肌酸酐硫胺素排出量是较好的方法。既比较准确,又可省去收集全日尿的麻烦。采用测空腹尿硫胺素含量对肌酸酐量的关系,证明尿中的每克酸酐排出的硫胺素含量与硫胺素摄取量之间有相关现象。故用尿中每克肌酸酐排出的硫胺素量以评价机体硫胺素的营养状况。评价标准见表12-3。

血液生化检查:血液中硫胺素含量的测定,正常范围在3.1~9.2μg·100ml-1全血,<3μg·100ml-1全血者为缺乏。因正常范围较大,不足以表示早期缺乏的情况。且血中含量较稳定,仅临床症状显著时才降低。故该指标很少应用。

表12-3 尿中克肌酸酐硫胺素排出量评价标准μg·g-1肌酸酐

不同年龄及人群 不合格 合格
缺乏 低水平
儿童1~3岁 <120 120~175 ≥176
4~6 <85 85~120 ≥121
7~9 <70 70~180 ≥181
10~12 <60 60~180 ≥181
13~15 <50 50~180 ≥181
成年人 <27 27~65 ≥66
孕妇4~6月 <23 23~54 ≥55
7~9月 <21 21~49 ≥50

血液中丙酮酸的测定:丙酮酸为糖代谢的中间产物,硫胺素缺乏时,丙酮酸不能氧化而储留于血液中。正常是为0.77~1.73mg·100ml-1,缺乏时>1.73 mg·100ml-1。用这个值来评定临床的缺乏意义也不大,因缺乏症状显著时,血液丙酮酸的能量才增加。故有改用给与葡萄糖与运动后测定血液中的丙酮酸含量。正常人在1小时后,其量达高峰,3h后回到正常值。而硫胺素缺乏时,丙酮酸曲线较高,下落缓慢。

红细胞转酮酶活性时(erythrotyte-transketolaseactivity,E-TKA):E-TKA的测定是评价机体硫胺素营养状况的有效指标。它是一种表示机体硫胺素营养状况是否适当的功能试验,可在硫胺素临床缺乏症状出现前进行诊断,故称亚临床诊断或称边缘(maxginal)状态的检查。这种方法始于Brin等,在国外已被广泛应用,成为常规的方法。我国也开展对该方法的改进研究和应用。结果表明该方法比采用尿中硫胺素排出量的方法以评价机体营养状况更为灵敏、准确。

E-TKA的方法的原理及主要步骤简介如下:哺乳动物的红细胞中,存在着丰富的TK,它需要焦磷酸胺素(TPP)作为辅酶。体内的TPP是由摄入的硫胺素经磷酸化后形成的。机体缺乏硫胺素时,TPP减少、TK变成脱辅基的TK。人为的在体外加入足够量的TPP到红细胞溶血液的试管中,使脱辅基TK进入到有活性的TK,比较加与不加TPP、E-TKA的变化情况,可以评价机体硫胺素的营养状况。不同实验室所用的方法虽有不同,但基本步骤相似。其方法是将溶血液样品放入含有或不含TPP的缓冲液中,再加入过量的核糖-5-磷酸钠盐,经30℃保温30或60分钟。测定被利用的核糖或生成的景天庚糖或已糖的量。凡因加入TPP而引起酶活性增加,称为TPP效应,以%表示。没有加TPP,所得到的酶活性为酶的绝对活性,取决于红细胞中可利用的辅酶量。硫胺素缺乏时可利用的TPP量少,酶绝对活性低,TPP效应%增加。其评价标准见表12-4。

12.5.4 实验性治疗

给以足够的硫胺素或B族维生素后,有迅速而明显的疗效,也有助于诊断。

12.5.5 鉴别诊断

有神经炎者需要与铅、砷中毒和白喉等病的症状鉴别。患者有这些疾病的接触史和感染史。还有其它临床症状可帮助鉴别。有浮肿者需要与肾炎、蛋白质-能量营养不良心血来水肿鉴别。临床检验尿常规及血浆蛋白的测定也有助于鉴别。心力衰竭者需要与其它类型的心脏鉴别。试验性的硫胺素治疗也助于与其它心脏病相区别。

表12-4 TPP效应%评价硫胺素营养状况的标准

ICNND分类*
分级 TPP效应%
合格 0~15
低水平(轻度缺乏) 16~20
缺乏 >20
Brin等的分类
正常 0~15
边缘缺乏 15.1~25
缺乏 >25

*ICNND美国防营养联合委员会

12.6 治疗

首先,治疗造成硫胺素缺乏的原发疾病诱因,如消化道疾病、糖尿病、甲状腺机能亢进等。

12.6.1 脚气病的治疗

饮食:宜用含硫胺素丰富的高蛋白低盐饮食。蛋白质每日100~150g,但碳水化物的量不宜多。

应用硫胺素:病情轻的或干型脚气病,口服硫胺素,一日3次,每次5mg 。

重者肌注或静注硫胺素一日2次,每次10mg。到病性缓解后,可改为口服,用量同上。

暴发型:首次静注硫胺素20mg,其后每4小时肌注10mg、直到可改为口服,每日10mg。假如婴儿吃人奶,对哺乳者应给硫胺素治疗,每日2次,每日10mg,注射或口服均可。

辅助药物治疗:酵母4~20g或用复合维生素B。

一般治疗:卧床休息以及对症治疗。

12.6.2 与硫胺素有关疾病的治疗

慢性乙醇中毒神经炎:每日口服硫胺素10mg,2~3日内就能收到良好疗效。

妊娠性神经炎:每日口服硫胺素5~10mg。呕吐时可注射。

心血管疾病:小动脉扩张而引起的血流量增加。用硫胺素后几小时内血流速度就可减低,同时由于循环改善,氧利用率也增加。口服硫胺素每日3次,每次5mg。

多种维生素缺乏:很多膳食不当的人可以遭到复合维生素B族中几种以上成分的缺乏。例如用菸酸治疗癞皮病人:当癞皮病治疗愈后,则又出现显著的脚气病症状。因此在治疗维生素缺乏症时,给与几种维生素B的复合制剂是必要的。

胃肠疾患:引起吸收量不足的肠道疾病如慢性腹泻,可给硫胺素以防止硫胺素缺乏症的发生。此办法也同样适用于小肠切除或有肠瘘的病人。

12.6.3 硫胺素衍生物的应用

应用最广泛的是硫胺素的丙基二硫化物(thiamin propyl disulfide,TPD)与硫胺素四氢化糠醛二硫化物(thiamin terahydrofurpuraldisulfide,TTFD),这些药物在水中溶解度很低,而且被硫胺素酶分解极微。甚至口服也比硫胺素盐酸盐在血、组织与脑脊髓液中产生的硫胺素水平高。酒精中毒患者口服TPD比口服硫胺素盐酸盐,在纠正生化与临床缺乏症状的效果更为明显。对亚急性坏死性脑脊髓病(CNE)治疗的初步报告指出,TPD与TTFD比硫胺素盐酸盐更能升高脑脊液中的硫胺素水平。因SNE的缓解与脑脊液中的硫胺素的高水平有密切关系。故临床上用TPD或TTFD来治疗这类病人。

12.7 预防

注意食物的调配,不应长期吃精白米、面的食物。最好掺杂吃些粗粮和杂粮。

改善烹调方法,尽量保存食物中原有的维生素B1得以利用。烹调时不加碱,勿弃米汤和菜汤。

治疗其它疾病时,也应注意硫胺素的供给。

提高需要量的人们应增加硫胺素的供应。如生长发育旺盛的儿童、妊娠、哺乳、高温作业等。

对不同人群定期进行营养调查。

12.8 临床应用

硫胺素的主要或唯一的治疗价值在治疗和预防硫胺的缺乏病。开始治疗时,剂量可大一点,一旦纠正后,大量使用硫胺素是没有必要的。由于硫胺素毒性极微,目前一般用药剂量有偏大的趋势。

除治疗和预防硫胺素缺乏病外,硫胺素可作为各种疾病的辅助治疗。

此外,有有报告硫胺素也可参与造血器官有关水代谢的调节。它还广泛用于临床各种神经疾患的治疗(神经官能症、脊神经根炎、精神病等)。

目前静脉营养,大量补充能量时,也补充一些称之为“能量合剂”的制剂,其中包含硫胺素。

总之,早期发现硫胺缺乏,及早治疗的效果好。急性暴发型脚气病死亡率高达50%。干性脚气病已发生肌肉萎缩者恢复较难。其它型治病及时,预后良好。应注意硫胺素的亚临床缺乏。目前,各国处于硫胺素亚临床缺乏者,不乏其人。这对硫胺素缺乏的预防有重要意义。

参考文献

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4.WinickM:Vitamin B(Thimin).in:Nutrition in Health and Disease(Winick M)pp.88~89,John(Wiley and Sons,Inc,NewYork,1980.

5.王喜生等:军队卫生杂志3(2):25,1925。

6.刘继鹏:生理科学进展12(3):200,1981.

13 维生素B2缺乏病

19 32 年Warburg从酵母提供取物中发现一种黄色呼吸酶,认为与组织呼吸有关。随年Kuhn等从数种食物中分离出结晶核黄素,并证明对大鼠有促进生长作用。但自从19 38 年Sebrell及Bulter二氏用核黄素缺乏膳食,对18 名妇女引起核黄素缺乏病实验成功后,使该病的防治及代谢研究进展甚快,世界各地相继报道,40 年代初侯祥川首先报告了我国的核黄素缺乏病。解放后,对该病的防治做了很多工作,并一再证实口腔、生殖系综合征确为核黄素缺乏病的表现。在我国,核黄素缺乏病是一种常见的营养缺乏病,早在一千多年前窦汉卿“疮疡经验全书”记载有“且囊毒”。明朝陈功氏“外乎正宗”称此病为“肾囊风”,现在中医仍延用此名,称阴囊皮炎为”绣球风“。

13.1 病因

核黄素缺乏病的病因多由于膳食中核黄素供给不足,或由于某种继发性原因,如需要量增高、吸收、利用障碍引起。核黄素富含于动物性食品(如乳类、肉类、肝、蛋等)和新鲜蔬菜中,如果由于经济条件差、食物供应困难或偏食习惯等,上述食物受限制时,容易发病。核黄素在体内耗竭时间为60~180天,如每日膳食摄取量仅为0.55mg,约经3~4个月,即可出现症状。

在环境应激和生理负荷增大时,需要量增加而补充不足,也容易发病。如气候适应、重体力劳动或精神紧张,妇女怀孕或哺乳期,青少年生长发育期等。

慢性全身虚弱性疾病,如结核、风湿、亚急性心内膜炎、充血性心力衰竭、恶性肿瘤等,由于普遍缺食欲,影响核黄素吸收、储存,同时破坏增加。凡代谢增高的疾病,如甲状腺机能亢进,长期低烧等,导致核黄素需要量增加,因核黄素为组织修复所必需。恶心与呕吐影响食物的摄取。痢疾、腹泻、慢性溃疡性结肠炎、节段性回肠炎影响营养素吸收。肝硬化病人影响核黄素的利用。

我国规定成人核黄素每日供给量为1.2~2.0mg。但据1982~1983年全国和全军营养调查资料,我国人民摄取量一般为0.6~0.8mg,部队平均为1mg。因此,核黄素缺乏病在我国是一种较常见的营养缺乏病,1939~1940年调查难民发病率为47.9~49%,门诊和住院肺病病人的发病率为77.5~90.9%。50年代以来,对流行性阴囊炎的调查和治疗试验,报道较多,建筑工地工人发病率为32~50%。中学生为7.5~17.5%,大学生为18.3%和31.2%。解放战争后期,部队在江南一带曾发生阴囊皮炎大流行,发病率为39.0~53.1%,最高达95%。1970年铁道兵苛隧道施工部队发病率为58%。据1982~1983年调查,陆军核黄素缺乏病发病率一般为25%,有的部队可高达80%。

13.2 生理功能与病理生理

食物消化而分解的游离核黄素,经小肠磷酸化以后才能被吸收。在体内,以游离核黄素、黄素单核苷酸(FMN)及黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)三种形式存在于组织中。以后者为主,而且结合于线粒体和细胞核。至于它们在组织中的分布情况,最近,Yang和Mc Cormick用55μg核黄素-2-14C注射于重170g大鼠腹膜内,24h后观察其放射线强度分布为:肝27.86%、肾4.32%、小肠4.57%、大肠1.82%、血液0.02%,其他40.30%。Cerletti等又用氯化钾-磷酸缓冲液提承,在动物组织内,三种黄素含量如下表:

大鼠组织黄素组成

组织 湿重
FAD FMN 游离核黄素
59.0 8.4 0.8
46.2 13.5 1.6
35.5 2.0 0.1
9.9 0.2 1.1
6.0 0.9 0.2

老年动物体内黄素含量降低,肝、心、脑下降7~10%,主要为FAD。肾下降60%,FAD、FMN及游离核黄素均下降。

FMN及FAD均为辅酶,与各种不同酶蛋白结合,生成各种黄素酶类,又称黄素蛋白。在生物氧化中起递氢体的作用。正常动物组织,肝富含FAD、NADH脱氢酶、黄嘌呤氧休酶和羧基乙酸氧化酶,肾则富含FMN、D-,L-氨基酸氧化酶、甘氨酸氧化酶。脑组织酶含量低,但其氧耗量却较大。在所有组织中NADH脱氢酶活性最高,而且只有当核黄素严重缺乏时才降低。

黄酶参与三大营养素代谢中许多复杂的过程,例如瓦氏黄酶等酶类参与一系列糖代谢有关的酶反应。黄嘌呤氧化酶催化脂肪族和芳香族的醛、还原型辅酶I以及许多嘌呤类化合物的氧化。L-氨基酸氧化酶能催化L-氨基酸与α羧酸的氧化。D-氨基酸氧化酶能将D-α-氨基酸转变为α-酮酸。

缺乏核黄素动物,可观察到肝线粒体超微结构的改变,同时很多酶活性很快而大量下降。由于许多酶活性降低,线粒体中氧化速率下降,因而氧化磷酸化比值显著降低,例如,缺乏核黄素大鼠,肝线粒体中酶系氧化β-羧丁酸、琥珀酸及α-酮戊二酸等底物时,氧耗较正常者低10~25%,琥珀酸酶活性,只有正常者的25%,FAD浓度为正常者的25~30%,FMN仅为正常者的5%。可见核黄素缺乏直接影响能量代谢的主要场所线粒体内酶系的功能。同时由于营养素在体内氧化不完全。热能利用率也降低。

核黄素与蛋白质代谢关系密切。尿中核黄素排出量,明显受氮平衡的影响。当组织生长旺盛,如外伤康复期、哺乳期和服丙酸睾酮,尿中核黄素排出减少;而当负氮平衡,如饥饿、未控制糖尿病、烧伤及外科手术之后,则尿中核素排出增多。缺乏核黄素动物,蛋白质不能充分利用,血浆蛋白及肌肉蛋白含量均低,食欲缺乏,体重降低,治疗期蛋白质再生缓慢。所以,蛋白质可促进核黄素利用,而核黄素对蛋白质代谢也有良好影响。故生长发育、妊娠、哺乳和外伤修复期,核黄素和蛋白质应同时增加。四环素影响氮和核黄素代谢,导致负氮平衡和核黄素排出增加,可能是由于四环素抑制线粒体内氧化磷酸化过程。

核黄素和调节代谢的激素有关。大鼠服用甲状腺素能使糖原消失,但若同时服用核黄素与硫胺素则可以不消失。摘除胰脏的狗,服用胰岛素时,必须同时服用核黄素和硫胺素才能有效。视网膜中的游离核黄素,受光照射后能转变为一种对视神经有刺激作用的化合物。缺乏核黄素可使视分析器对光和色(蓝,红,绿)敏感度下降,且视力易疲劳。在一些服维生素A无效的暗适应下降的病例中,服核黄素可能有效。

核黄素缺乏影响晶体酯式核黄素的合成。有人观察到老年白内障是否与早期白摧障的形成有关,尚有争论。早期的研究(Day,1931~1934)认为大鼠缺乏B族维生素可发生白内障,补充核黄素,可防止白内障发生。也有用核黄素缺乏膳,在小猫和猪引起白内障的报道。但后来的研究产生了不一致的结果。核黄素确实对晶体的健康有关,但可能不是单一因素,而是与膳食中其它成分有联系。在非洲和印度,有的小孩就发现有晶体结构的改变,这些小孩甚至可追溯至婴儿时期曾患过恶性营养不良或营养不良性干瘦。Prchal(1978)观察22名白内障患者,有5名为半乳糖激酶缺乏,2名为半乳-1-磷酸转尿苷酰酶缺乏,还有9名为红细胞谷胱甘肽还原酶活性降低。Srivastava和Beutler(1970,1972)发现缺乏核黄素的大鼠,提高了对半乳糖白内障的敏感性。缺乏核黄素的大鼠,饲以68%半乳糖膳,16~18天后,有80%发生白内障,而不缺乏核黄素的大鼠,只10%发生白内障。Bhat和Gopalan(1974)在印度发现白内障病人中有核黄素缺乏和半乳糖耐量异常。虽然半乳糖代谢与核黄素缺乏没有直接关系,但核黄素缺乏有利于半乳糖还原作用,而现在认为其还原产物半乳糖醇堆积在晶体,是形成白内障的重要因素。

补充核黄素和叶酸,直接影响某些血细胞生成参数(血红蛋白、红细胞压积、白细胞计数)。贫血患者补充铁剂的同时补充核黄素,血红蛋白上升较快,且有显著差别。

吡哆胺磷酸氧化酶(PPO)是一种黄素蛋白,核黄素缺乏时,组织中上述酶活性显著降低,同时体内吡哆醇转变为磷酸吡哆醛(PLP)过程受损。最近证实PLP减少可导致赖氨酰氧化酶活性下降,从而影响胶原蛋白交联形成,以致细胞间胶原支持减弱,可能是核黄素和吡哆醇缺乏时皮肤损害的原因。

13.3 临床症状和病理变化

有40多种黄酶需要核黄素做辅基,因此,它对人体生理功能影响较大,涉及范围也较广,故缺乏病的症状也是多种多样,常见的是口腔和了有囊的病变,即所谓“口腔-生殖系综合征”。

(1)阴囊症状态参数

阴囊瘙痒为初发的自觉症状,夜间尤为剧烈,重者影响睡眠。皮肤损害可以大致分为三种类型。

红斑型:表现为阴囊两侧对称分布的片状红斑,大小不等,直径至少在2~3cm以上,有的红斑范围上,在阴茎根部融合。单侧红斑者较少见。早期为鲜红色,病程长者为暗红色。其上盖以灰色或白色鳞屑,重者边缘有棕色而粘连的厚痂,略高出皮面,故其与周围皮肤之界限非常鲜明。一般无浸润及皮肤变厚或纹理加深的变化。同样病变可见于包皮末端,即在龟头处包皮上有棕黑色而富粘着性厚痂围绕之。全部病例阴囊中缝为正常皮色。

丘疹型:略高出阴囊皮肤的红色扁平丘疹,米粒至黄豆大,不对称地分布于阴囊两侧,数目由数个至20个不等,其上覆盖干燥而粘连的厚痂或白色鳞屑。少数表现为苔癣样皮损。

湿疹型:其症状与一般湿疹无法区别。在脱屑、结痂,并有浸润、变厚等变化。重的有渗液、糜烂、裂隙或化脓。以手摸之,其硬度以像皮,边缘为弥漫性或局限性。损害范围,有的仅占阴囊1/3,有的累及阴茎或会阴。阴茎被波及程度不一,轻的仅及阴茎与阴囊接触面,重的扩展至阴茎整体或其底面的全部。

(2)口腔症状

口角有糜烂,裂隙和湿白斑,多为又侧对称。因有裂隙,张口则感疼痛,重者有出血。结痂和小胞疱也常发生。

唇早期为红肿,纵裂纹加深,后则干燥、皱裂及色素沉着,主要见于下唇。有的唇内口腔粘膜有潜在性溃疡。

舌自觉疼痛,尤以进食酸、辣、热的食物为甚。重的全舌呈紫红色,或红紫相间呈地图样改变。蕈状乳头充血肥大,先在舌尖部,后波及其他部位。丝状乳头弃血者少见。重的伴有喉炎、咽炎及上颚炎。产生声哑及咽下困难。

(3)脂溢性皮炎

多见于皮脂分泌旺盛处,如鼻唇沟、下颌、两眉间、眼外眦及耳后,可见到脂性堆积物,位于暗红色之基底上。

(4)眼睛症状

有球结膜充血,角膜周围血管形成并侵入角膜。角膜与结膜相连处,有时发生水泡。严重缺乏时,角膜下部有溃疡,眼睑边缘糜烂以及角膜混浊等。自觉怕光、流泪、烧灼感。视觉模糊并容易疲劳。

以上为核黄素缺乏可能见到的症状,但必需指出,很多症状是非特异性的,而且同一病人身上并不发生全部症状。

对核黄素缺乏的病理变化了解的不多。从狗可以看到肝脂肪变性,骨髓萎缩和脂肪沉积,肺有小结性出血区,脑、脊柱和周围神经细胞有中等度退行性变。大鼠皮肤可见到毛囊皮脂腺角化和萎缩,毛发脱落,母鼠缺乏核黄素可流产或胎儿畸形。猴的甲状腺和肾上腺失去分泌能力,性腺功能受抑制,周围神经有脱髓鞘现象。

很多核黄素缺乏的损害,可用毛细血管病变来解释。由于细胞代谢紊乱,组织缺氧,毛细血管内皮层受累,产生毛细血管共济失调,血管扩张和失去弹性,开始为功能性,长期下去则可发展为病理性改变。大鼠角膜混虫,角膜缘血管丛增殖并伸入角膜,开始为浅层,晚期扩展到深层。可能是由于核黄素缺乏引起的缺氧所致,有人认为光可破坏角膜核黄素,而血管形成是一种代偿性改变。

人体阴囊皮炎的病理改变,轻者或中等重者,阴囊上皮角质层呈轻度或中度角化。真皮乳头层有毛细血管扩张。重者则角质层有更明显的角化改变,透明层消失,粒层有的地方消失,基层细胞内角素减少或完全消失,真皮的乳头层内毛细血管扩张显然可见。不论轻、重患者,皮脂腺减少或全消失。

13.4 诊断

临床症状多为非特异性,常可遇到与其它原因引起的症状相似,必须加以鉴别。核黄素缺乏性阴囊皮炎易和慢性阴囊湿疹相混淆是相混。后者常单独发生,病程较长,往往开始即为一片湿疹,与膳食历史无关。而阴囊皮炎,多为集体发生,常于短期内大批发病。其发病常与膳食中核黄素供给量、烹调方法和劳动强度等有关。检查时可见到阴囊中缝(scrofal raphe)皮肤正常,同时可能在口腔、眼睛和皮肤等处有核黄素缺乏症状,可资鉴别。必要时可做核黄素试验治疗或真菌培养。角膜血管形成需与沙眼性血管翳鉴别。沙眼性血管翳开始于角膜上缘,自上而下呈悬帘状,新生血管前端,多停留在同一水平线上;核黄素缺乏的角膜血管形成则血管自角膜缘四周同时伸入角膜,与沙眼性血管翳完全不同。此外还应仔细寻找有无继发性原因,如某些疾病使吸收、利用障碍或需要量增高,为明确诊断,有时需做治疗试验。患者给予核黄素后,怕光、流泪和眼烧灼感症状,大约在24~72小时内消失。结膜充血和角膜血管形成数日内消失,皮肤损害和舌尖反应较慢、但一般1~2周内有明显好转。

有条件可做实验室检查。血浆游离核内素、FAD、FMN和白细胞游离核黄素均较恒定,无诊断价值。红细胞核黄素含量的变化和膳食摄取量有密切相关,但测定较复杂,故少采用。一般多测定尿中排出量,作为诊断依据。

收集尿样的方法很多,常用的有以下几种:24h尿样能较准确的查明每天经肾排出的核黄素量,是比较好的评价方法,但该法难以做到,收集的尿样也不易完整。为方便起见,可收集空腹1h尿,同样可以反映机体营养状况。据侯祥川报道,我国正常人平均每日核黄素排出量为147.5~186.1g。空腹一小时尿核黄素排出标准,可按24小时尿折算。另一法是收集任意尿样,用每克肌酐表示尿中核黄素排出量,此法可以纠正受试者体重差异的影响,而且简便易行,现场工作多采用。负荷试验是反映体内维生素饱和程度的方法,测定一次给予大剂量核黄素后的排出量。由于给药的方法、剂量和收尿的时间不同,负荷试验有多种,最常用的是口服核黄素5mg后,收集4小时尿样,则定其排出量。

近年来,Glatyle和Bamji等研究一项新的评价方法,即用红细胞谷胱甘肽还原酶(erythrocyte glutathion reductase)(EGR)的活性系数(activitycoefficient)(AC),简称EGR的AC值,来评价核黄素营养状况。EGR是一个以FAD为辅基的黄素蛋白,核黄素缺乏时酶活性降低,如在体外把FAD加入含谷胱甘肽还原酶的红细胞溶血液中,则酶活性可增强。增强后与原有活性之比值称为EGR的AC值。机体缺乏核黄素时AC值增高,补充核黄素后即下降。凡AC值大于1.20者,即认为核黄素营养不良。顾景范曾对该法进行了动物及人体试验,肯定了该法灵敏、准确、简便、能反应核黄素代谢状况等优点,并对测定方法进行了改进,使之适用于基层单位。

核黄素状态的评价标准

缺乏 不足 正常 充裕 测定者
μg·24h尿-1 <100 100~199 200~399 >400 王成发
μg·24h尿-1 <40 40~119 120~400 >400 Sauberlich
μg·g肌酐-1 <27 27~79 80~170 >270 Sauberlich
μg·4g负荷尿-1 <400 400~799 800~1300 >1300 陈学存
(口服VB25mg) <500 王成发
100mlRBC-1 <10 10~14.9 ≥15 >1300 Sauberlich
EGR的AC值 >1.4 1.2~1.4 <1.2 Sauberlich

14 癞皮病

14.1 历史

早在1735年西班牙的Casal即描述过癞皮病,1771年意大利医生Frapoli命名其为pelle(皮肤)agra(粗糙)。现在知其系一种营养缺乏病,主要是由于缺乏尼克酸(又名烟酸或维生素PP)所引起。尼大克酸于1867年即为有机化学家所知晓,1911年首次从天然物质中分离出来,为烟碱氧化的产物。1913年Funk企图证明抗脚气病的维生素时,也从酵母和米糠中分离出尼克酸,但由于它治疗脚气病无效,所以就不引起人们的重视。过了20年以后,从辅酶II中分离出尼克酰胺,才又引起生物化学家的注意。1935年欧洲三组生化学者同时证实尼克酰胺为NAD的组成部分。1937年首次发现尼克酸和尼克酰胺可治疗狗的黑舌病和人的癞皮病。

癞皮病在19世纪流行于西班牙、意大利、法国、捷克、罗马尼亚、保加利亚及乌克兰,大流行于非洲,尤其在埃及,随后遍及非洲其它地区。在1897年南非洲有牛疫流行,死亡了大量牲畜。在此灾难以前,牛奶尤其酸奶制品是当地土著班图族膳食的主要成分。由于缺乏牛奶,所以断奶的儿童只能用玉米糊喂养;肉类供应的缺乏,致使班图族膳食中玉米的比例加大。故在牛疫流行之后,有大量的儿童与成人发生癞皮病。美国在内战时期癞皮病流行,这是由于战争引起社会贫穷,致使南方各洲的黑人和贫苦的白人对玉米进食量增加的结果。在第二次世界大战前,癞皮病仍然是美国南方各洲的一种重要疾病。后来由于工农业的发展,就业人数增多,贫穷和依赖玉米的程度有所下降,近年来又在玉米中添加尼克酰胺作为预防措施,所以癞皮病的发病逐渐减少。我国有解放前也有癞皮病的报告,新疆某些少数地区居民由于偏食玉米的影响,也曾有癞皮病的流行。近年来采取了积极的预防措施,使发病率大大下降,预计不久即可消灭。

癞皮病在许多过去流行的国家现已消失,在其它地方虽仍存在,也比过去轻了。在欧洲和北美洲,目前少见本病。在印度以玉米和高粱为主食的地区,本病还是很多,有些地区在某些季节约占精神病患者入院人数的十分之一,非洲是唯一仍然把癞皮病作为重要问题的一个洲。在南非洲的一些地区,春夏季仍有癞皮病流行,患者可占门诊病人的半数以上。南非洲癞皮病的增多,可能由于目前玉米是用机器来加工,致使其中所含的色氨酸和尼克酸减少。

14.2 病因

(1)三种不同学说 研究癞皮病病因的历史,说明人类科学知识的积累能如何把不同的学说结合在一起,而最终证实各有其正确的一面。①玉米学说:1735年Casal就认为癞皮病的发病与吃玉米有关。在19世纪发现细菌以后,人们有一种普遍想法,任何找不到病原菌的疾病,都认为可能是由于细菌在体内或体外产生“毒素”所引起;②蛋白质缺乏说:在一个世纪以前,人们很愉就明白,在贫穷的癞皮病患者膳食中,蛋白质是缺乏的。这个学说在1921年得到Wiliam的证实,他在埃及发现癞皮病的发生与摄食优质蛋白不足有密切的关系;③维生素缺乏说:以上两学说,在发现用酵母与肝的提取物中所含有耐热、非蛋白质因子可治疗人的癞皮病以后,有所改变。通过研究肯定了尼克酸是预防癞皮病的因子;④三个学说的调和:由于尼克酸对癞皮病的显著疗效,似乎上述三个学说以后者得到了证实,但是后来的研究结果表明,玉米进食量过多和玉米中所含的色氨酸不足,都是发生癞皮病的原因。

(2)尼克酸与癞皮病 目前公认癞皮病是由于缺乏尼克酸所引起,但实际上玉米所含的尼克酸比燕麦、黑麦及精白面粉所含的高。有人报告在印度癞皮病流行的一些地区,居民玉米膳食中所含的尼克酸比非病区大米膳食中所含的多。解释这种现象发生的原因,是由于玉米中尼克酸是结合型的,不能为人体所利用。根据国内的报告,玉米中结合型尼克酸约占尼克酸总量的64~73%;Kodicek认为,玉米中所含的尼克酸几科全为结合型,游离尼克酸仅为尼克酸总量的2%;Pearson等报告,玉米中游离尼克酸含量为尼克酸总量的40~50%,结合型占50~60%,这与国内的结果相近。近年来Carter与Carpenter报告,成熟谷类的结合型尼克酸在人体和大鼠实验中,都证实其约有三分之一能为机体所利用,这就否定了过去认为结合型尼克酸全不能被人体所利用的说法。

(3)色氨酸与癞皮病 色氨酸是一种必需氨基酸,人体不能制造它,必须从膳食中摄取。在17种氨基酸中,它是结构复杂的一种。色氨酸有许多代谢途径,是许多物质的前体,此克酸即其中的一个。Orten等认为,从色氨酸代谢过程所产生的尼克酸,可供人体尼克酸需要量的一半。玉米蛋白缺乏色氨酸,其含量只及某些其它谷物的一半,例如每100g玉米蛋白含色氨酸65mg,而大米和小麦蛋白则分别含有119与122mg(表14-1)。因此以玉米为主食者之所以发生癞皮病,除了玉米中所含的尼克酸绝大部分为结合型以外,色氨酸缺乏也是发病的一个重要因素。

表14-1 各种食物中尼克酸和某些氨基酸含量(mg%)

品名 尼克酸 色氨酸 赖氨酸 亮氨酸 异亮氨酸
稻米(籼) 2.5 119 277 662 245
稻米(梗) 2.3 112 255 610 257
小麦粉 2.5 122 262 763 384
黄玉米 1.9 65 306 1274 275
高 梁 1.4 105 232 1715 399
黄 豆 2.1 462 2293 3631 1607
绿 豆 1.8 205 1488 1818 775
豌 豆 2.7 142 1352 1827 796
牛 奶 0.2 42 237 305 145
鸡 蛋 0.1 204 715 1175 629
羊 肉 4.9 203 1460 1451 735

(4)亮氨酸与癞皮病 在印度有一些以高梁为主食的地区,很多居民发生癞皮病。Gpalan认为,这是由于高梁中富含亮氨酸,干扰了体内色氨酸代谢的结果。有人曾经采用“不平衡”这个概念来描述这一现象,当膳食中某些氨基酸含量过多时,可以引起限制氨基酸的需要量增加,也就是说使已感缺乏的氨基酸更加不足。当有膳食中亮氨酸含量过多时,可以引起限制氨基本骄气需要量增加,也就是说使已感缺乏的氨基酸更加不足。当膳食中亮氨酸含量过多时,可使摄食者尿中喹啉酸排出量大增。Ghafoorunissa与Narasinga Rao的实验证实,亮氨酸可使机体色氨酸氧化酶和吡啶羧酸羧化酶活性增强和喹啉酸磷酸核糖基转移酶活性下降(图14-1),这似乎可以说明亮氨酸与癞皮病的关系。但是量近Cunha Filho等报告,初生小鸡喂以高粱饲料可使其肝和红细胞中尼克酰胺腺嘌噙呤二核苷酸磷酸(NADP)含量降低,当在饲料中加入尼克酸以后,仅能使尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)含量升高,而对NADP含量无影响,甚至在饲料中加入亮氨酸也无影响。高粱饮料对年长小鸡则看不到这种作用。作者认为高粱饲料干扰了小鸡体内NAD转转变为NADP,而NADP含量的降低是发生癞皮病的关键,亮氨酸含量的过多并不是一个致病因子。

图14-1 色氨酸代谢途径

注:*表示有B6参加的各种反应。

14.3 代谢途径

(1)色氨酸与尼克酸 尼克酸的衍生物尼克酰胺是辅酶I(又称NAD或DPN)和辅酶II(又称NADP或TPN)的经且成成分。通过这些辅酶,尼克酶参加入体生物氨化还原系统。尼克酰胺参加一系列与生命攸关的生化反应与生理功能。因此,尼克酸同其它B族维生素一样,是一切细胞必需的物质。尼克酸的生理功能有:①合成高能磷酸化合物;②糖酵解;③丙酮酸代谢;④戊糖的生物合成;⑤甘油与脂肪酸的代谢;⑥从蛋白质获取能量。人体尼克酸的来源不仅直接来自膳食中的尼克酸,而通过色氨酸在体内的代谢也可以变成尼克酸(图14-1)。根据人体实验结果,60mg色氨酸在体内可变成1mg尼克酸。因此,在计算膳食中尼克酸含量时,采用尼克酸当量来表示,即尼克酸毫克数加上1/60氨酸毫克数。由于玉米中结合型尼克酸占总尼克酸的64~73%,不能为人体所利用,所以在计算膳食中玉米尼克酸当量时,应除去结合型部分,只能采取原数值的四分之一。

(2)吡哆醇(又称维生素B6,以下简称B6)与色氨酸 在色氨酸代谢过程中,需要多种酶和吡哆醛磷酸盐,也需要硫胺素和核黄素。色氨酸通过吡咯酶的作用变成犬尿素,这步加氧反应需要硫胺素参加。最近报告认为色氨酸先变成甲酰犬尿素,然后再变成犬尿素。犬尿素通过犬尿素羟化酶的作用形成3-羟基犬尿素,这步氧合作需要核黄素参加。犬尿素形成犬尿酸以及3-羟基犬尿素形成黄尿酸,则通过犬尿素转氨酶的作用,这步反应则需要B6参加。犬尿素和3-羟基犬尿素又可以通过犬尿素酶的作用分别形成氨茴酸和3-羟基氨茴酸,这步反应也需要B6参加。3-羟基氨茴酸通过氧化酶的作用形成2-氨基-3-丙烯酰富马酸,随后不需要酶的作用自行变成喹啉酸。有人认为前一步的氧合作用也需要B6参加。当B6缺乏时,用钯氨酸负荷试验可使尿中喹啉酸排出量大增。因此,有人认为从喹啉酸形成尼克酸的过程也需B6参加后来证实喹啉酸通过喹啉酸磷酸核糖基转移酶的作用,形成喹啉酸核糖核苷酸,后者再通过喹啉酸脱羧酶和B6的作用形成尼克酸核糖核苷酸。2-氨基-3-丙烯酰富马酸也可通过吡啶羧酸化酶的作用形成吡啶羧酸。由此可见色氨酸代谢与B6的关系极为密切。Sarett等报告,癞皮病患者在口服5gL-色氨酸后,尿中排出大量喹啉酸,而正常人排出很少,表明癞皮病患者多伴有B6缺乏。Bapurao等也证实,癞皮病患者在口服2gL-色氨酸以后,24小时尿中排出大量黄尿酸、犬尿酸和喹啉酸,同时血浆中磷酸吡哆醛含量降低,这表明患者同时患有维生素B6缺乏。

14.4 病理

口、舌、食道、胃、肠及阴道的膜都呈现与皮肤相类似的改变,可见萎缩、发炎以及小溃疡。最典型的改变见于肠,可有无数的小溃疡,上面覆盖着纤维蛋白,肠粘膜下有小脓肿,粘液腺呈现囊状扩张。肝可呈现门静脉周围的脂肪变性,中枢神经系统也可有斑状非特异性变性。有一些组织,例如肌肉和受损的皮肤,其中NAD和NADP含量下降。正常胃的泌酸细胞含有大量的吡啶核苷酸,在癞皮病患者中含量降低,故出现胃酸缺乏。脑中5-羟色胺的减少,故出现精神的改变,最明显的为忧郁的表现。5-羟色胺是由色氨想不到答成而来,癞皮病患者主要是缺乏尼克酸和色氨酸。有报告说明癞皮病患者血小板中5-羟色胺含量减少,尿中5-羟色吲哚乙酸排出量出降低。

14.5 临床表现

患者常有前驱症状,如疲劳乏力、一般工作能力减退、记忆力差和失眠等。如不及时治疗,早可出现下列典型症状:皮肤炎(dermatitis)腹泻(diarrhea)和抑郁或疾呆(depression or dementia)。由于此三系统症状英文名词的开头字母均为“D”字,故又称为三“D”症状。这对医学生很有用,因其便于记忆,但在事实上,轻症患者不一定都有腹泻和痴呆。

(1)皮肤 典型的皮肤炎常是对称出现于肢体暴露的部位,以手背、腕、前臂、面部、颈部、足背、踝部最为常见,其次为肢体受磨擦的部位,如肘部、膝盖等处。患部皮肤发红与发痒,尤如日晒斑,与周围皮肤界限清楚。急性患者可伴有疱疹和皮肤破裂,出现渗出性创面,容易导致继发性感染。病情好转以后,大块脱皮而遗留棕黑色色素沉着。慢性病例的皮肤呈粗糙、增厚、干燥、脱屑现象,色素沉着更深。

(2)消化系统 患者多有食欲不振、恶心、呕吐、心前区烧灼感等症状,带有腹泻,但并非一定安生,而慢性病例有时反而有便秘。胃肠症状可因患有肠寄生虫病而加剧。由于非感染性炎症引起胃肠粘膜萎缩,常有腹泻,次数多,大便呈水样,量多而有恶臭,常有慢性胃炎的发生。口腔粘膜红肿常伴有溃疡,可引起疼痛和进食不咽困难。慢性病例舌乳头萎缩,舌面光滑、干燥呈“牛肉”样。经常伴有核黄素缺乏的口角炎和唇炎。

(3)神经系统在轻症患者可有全身乏力、烦躁、抑郁、健忘及失眠等表现。在重症患者则有谵妄、狂燥、幻视纪听、神志不清、甚至痴呆。因此,国外常当作精神病人面受治。在慢性病例常有周围神经炎的症状,如四肢麻木、烧灼感、震动觉和位觉消失,以及感觉异常等表现,。由于位觉消失可导致共济失调。痛苦挛状态和腱反向增强表明锥体束受累合并脊髓后侧柱变性,可能与维生素B12缺乏有关。有时也可发生足下垂和腱反射障碍,这表明周围神经受损。但本病与脚气病有所不同,本病多影响中枢神经系统,在而脚气病则以周围神经为主。然而本病常与脚气病、核黄素缺乏病和其它营养缺乏病时存在。

14.6 实验室检查

尼克酸在人体内两种主要代谢产物为N'-甲基尼克酰胺(简写N-MN)和N'甲基-2-吡啶酮-5-羟酰胺(简称2-吡啶酮)。在正常情况下,成人排出的尼克酸代谢物中,前者占20~30%,后者占40~60%。有人认为更衣室尼克酸营养状况最好的方法是使用2-吡啶酮/N-MN的比值,小于1.0,就表明有潜在性尼克酸缺乏。但是2-吡啶酮测定的方法比较复杂,而且标准品不易订购。所以,国内一般还是采用测定尿中N-MN排出量,作为评定人体尼克酸营养状况的指标,也能真实反映尼克酸是否缺乏。癫皮病患者与健康职工尿中N-MN排出量有很大差别,例如北京职工空腹2h与口服尼克酰胺50mg后,4h尿中排出的N-MN分别为0.31±0.032与3.7±0.46mg;而癫皮病患者则分别为0.12±0.02与0.14±0.04mg;病区社员分别为0.21±0.08与2.03±0.26mg。测定尿中N-MN含量是用荧光法,比较简便,评定标准见表14-2。

表14-2 尿中N-MN排出量评定标准

缺乏 不足 正常 充裕
μg/g肌酐 <1.5 1.5~2.49 2.5~3.49 >3.5
μg负荷4小时尿* <1.5 1.5~2.49 2.5~3.49 >3.5

*负荷剂量为口服50mg尼克酰胺

14.7 治疗

为了迅速治疗,最有效的疗法是服用尼克酸或尼克酰胺,后者更好,因其可以避免出现由于尼克酸所引起的皮肤发红和烧灼感。当然这种反应是短暂而无害的,但并不好受,且能引起患者的惊慌。重症患者,尤其是严重腹泻和痴呆者,应进行抢救,迅速纠正水与电解质紊乱,每日口服尼克酰胺200~300mg,分3~4次吞服,直到急性症状消失,恢复正常饮食为止。尽管患者的消化系统有严重障碍,并不影响这种维生素在胃内迅速吸收。因此,无须进行静脉肌肉注射。一般对尼克酰胺的治疗反应迅速,在24小时之内皮肤的红斑即可消失,知色由生肉红变质,知痛减轻,腹泻停止。通常患者的行为与精神症状有明显的好转。但是光靠一种尼克酰胺是不能恢复患者健康的,因为癫皮病患者多同时兼有其它的营养素缺乏,最常见的为蛋白质和B族维生素的缺乏。故在常规的癫皮病治疗中,应提高治疗膳食中的蛋白质含量,同时投给B族维生素和抗坏血酸。

治疗膳食应以高热量、高蛋白、高维生素为宜,蛋白质的质量要好,可用豆制品、蛋、奶、肉等。开始时要少量多餐,纤维素含量要低,以防止腹泻复发。患者的精神状态不佳以及口舌疼痛均可影响摄食,故治疗膳食也要针对患者的具体情况,逐步以流质、软食过渡到正常的饮食。富含尼克酸的食物有肝、肾、牛肉、猪肉、羊肉、鱼、花生、黄豆、麦麸、米糠、面粉、小米:食量中等者有豆类、硬果类、大米、小麦等;而玉米面、土豆、蔬菜、鲜水果、蛋、奶中尼克酸含量很低。详细含量表参阅食物成分表。

14.8 预防途径

(1)膳食的调配 豆类、大米和小麦,不仅尼克酸与色氨酸含量比玉米高,而且所含的尼克酸不像玉米那样绝大部分为结合型的,不能为人体所利用。因此,最合理的调配是在膳食中降低玉米的摄入量,增加豆类、大米及小麦的比例。当然这要因地制宜实行合理的耕作制度,扩大豆类、小麦、稻谷和蔬菜的栽种面积。同时还要发展畜牧业和养鱼业,提高肉、鱼、奶、蛋的进食量。防治癞皮病的根本途径是发展国民经济,提高人民生活水平,只要有了丰富的物质基础,营养状况就能得到改善,癞皮病就可以迅速消失。

(2)玉米中结合型尼克酸的释放 合理的膳食调配要经过较长时间的努力才能达到。所以,在过渡时期可以把玉米加碱处理,使其中结合型尼克酸可得到释放,形成游离尼克酸,能为人体所利用。这样也能达到防病的效果。根据实验结果在玉米面中加碳酸氢钠(俗称小苏打)0.6、0.8或1.0%时,烹调后玉米面中游离尼克酸占总尼克酸的百分数分别为64、82和93。可见加碱愈多,游离尼克酸含量也愈高,只是加碱达1%时碱味太重而不能食用,故加碱以0.6-0.8%为宜。通过动物实验也证明这样加碱处理,玉米释放的游离尼克酸,完全能为机体所利用,其效果与化学合成的尼克酸一样。这样处理对玉米中所含的硫胺素和核黄素也没有明显的影响。

(3)高色氨酸玉米的培育 玉米蛋白的限制氨基酸是色氨酸、赖氨酸和异亮氨酸,若能提高玉米中这些氨基酸的含量,就能纠正玉米的缺点。近年来世界各地都在培育高色氨酸玉米新品种,其中以Opaque-2最受人们重视。这种玉米所含的蛋白质比普通玉米高约1/4,色氨酸含量约为普通玉米的2倍,游离型尼克酸比普通玉米高3倍(表14-3)。这种玉米蛋白不仅色氨酸与赖氨酸的含量高,而且亮氨酸与异亮氨酸之间的比例也较平衡,不至于因亮氨酸含量过高而干扰尼克酸与色氨酸在体内的代谢。通过人体实验,一般中等身材的人,每日只需摄取250g这种玉米,即能达到氮平衡。我国北京农业大学培育高色氨酸玉米,获得良好的结果。我们曾采用他们所培育的O2野鸡红和O2综合种玉米来防治癞皮病,效果显著,亩产相当于当地的玉米,是本病流行地区防治癞皮病的一个优良品种,应提倡大面积播种。

表14-3 每100g玉米中蛋白质、色氨酸、尼克酸含量

玉米品种 蛋白质(g) 色氨酸(mg) 总尼克酸(mg) 游离尼克酸(mg) 游离率(%)
O2野鸡红 11.1* 103* 2.9 1.78 61.4
O2综合种 -- 103 1.87 1.28 68.4
普通玉米 8.5* 49 1.50 0.60 40.0

参考文献

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3.Carter,E,G.A & Carpenter,K,J.:J. Nutr.112:2091,1982

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5.陈学存主编:应用营养学,p.322.人民卫生出版社,1984

6.陈学存、殷太安、阎怀成、童秀珍、何育方等:营养学报3:227,1981

15 维生素C缺乏病

维生素C缺乏能引起坏血病(scurvy),所以,维生素C缺乏病主要是指坏血病。但维生素C缺乏不仅能引起坏血病,还与炎症、动脉硬化、肿瘤等多种疾患有关。特别是自1070年Pauling发表感冒与维生素C以来,有关维生素C在体内的功用及大剂量临床应用等问题,引起了许多学者的关注。

坏血病在历史上曾是严重威胁人类健康的一种疾病。过去几百年间曾在海员、探险家及军队中广为流行,特别是在远航海员中尤为严重,故有“水手的恐怖”之称。关于坏血病的明确记载始于十三世纪十字军东征时代,有的学者追溯至公元前Hippocrates时代,另据称,在原始社会人类的遗体上也曾发现坏血病的遗迹。关于坏血病的防治,早在17-18世纪就已经发现可以利用新鲜蔬菜、柑桔及柠檬等防治。1753年Lind的坏血病名著问卷心菜、肾上腺中提取出抗坏血病物质-“已糖醛酸”(hexuronic acid)。与此同时,的化学结构,1933年Reichstein人工合成成功,从而,人类终于征服了坏血病。但有关维生素C的理论和应用的研究则远未结束。

15.1 病因学和分布

坏血病主要由于食物中缺乏维生素C而致病。人工喂养的婴儿及成人食物中长期缺乏新鲜水果和蔬菜,可患本病。

在自然界中,多数动物可利用葡萄糖的碳链,经葡糖醛酸(glucuronic acid)、葡糖酸(gluconic acid)、葡糖酸内酯(gluconolactone),再经葡糖酸内酯酶(gluconolactonase)的作用生成维生素C(抗坏血酸)。但人类及其它灵长类、豚鼠体内缺乏葡糖酸内酯酶,不能合成维生素C,必须由食物供给。

抗坏血酸的生物合成

图15-1 抗坏血酸的生物合成

维生素C广泛存在于新鲜蔬菜、水果中,尤以橘、柚、柠檬以及绿叶蔬菜中含量最为丰富;动物性食品中肝、肾、脾中含量较多;谷类及乳类中含量甚少。如果在膳食调配中,食物选择不当,可致维生素C摄入不足。

维生素C的性质很不稳定,遇金属(铁、铜离子)等触媒作用易被氧化破坏;在pH7.6以上碱性环境中,亦易被氧化分解,所以食物烹调、加工不当,往往导致维生素C大量破坏,也可引起维生素C,即可引起坏血病。

膳食中长期缺乏维生素C,即可引起坏血病。

15.2 生物化学及病理学

维生素C因具有抗坏血病的作用,且属于已糖醛酸,故又称抗坏血酸(ascordic acid)。抗坏血酸的C23位上两个烯醇式羟基,性质非常活泼,极易氧化生成单脱氢抗坏血酸(monodehydroascordic acid)、脱氢抗坏血酸(dehydroascordic acid)。后者又可被谷胱甘肽、半胱氨酸以及其它含硫氢基化合物还原,生成抗坏血酸(图15-2)。这种可逆的氧化还原反应是维生素C具有多种生理功能的基础。例如,胶原蛋白合成过程中脯氨酸(proline)及赖氨酸(lysine)的羟化;由色氨酸(tryptophan)生成5-羟色胺(5-hydroxytryptophan,serotonn);由酪氨酸(tryrosine)生成对-羟苯丙酮酸(p-hydroxyphenylpyrurate)、尿黑酸(homogentisic acid)等氨基酸代谢物,均与维生素C的氧化还原反应有关。

抗坏血酸的氧化还原反应

图15-2 抗坏血酸的氧化还原反应

维生素C与胶原蛋白合成关系密切。维生素C缺乏时,由于胶原蛋白合成障碍,从而导致创口、溃疡不易愈合,骨胳、牙齿等易于折断、脱落;毛细血管脆性增加,而引起皮肤、粘膜、肌肉出血等坏血病症状。

胶原蛋白的合成可分为细胞内的前胶原合成和细胞外的胶原纤维形成两个阶段(图15-3)。前胶原合成阶段,首先是在成纤维细胞的粗面内质网上,通过相应的mRNA作为模板,合成比原胶原中α-肽链长30-40%的前-α肽链,即在α-肽链的氨基端及羧基端还存在着附加肽段。羧基端附加肽段含有阗胱氨酸残基,有利于前-α肽链之间形成二硫键而加强联接,最终产生三段螺旋的前胶原。

前胶原蛋白在成纤维细胞内质网上合成后,可经高尔基复合体从细胞中分泌出来,即进入细胞外的胶原纤维形成阶段。在此阶段中,细胞外液中存在的内切酶,能使成纤维细胞分泌出来的前胶原水解,去除氨基及羧基端附加的肽段,生成原胶原。原胶原在细胞外液中能自行聚合成胶原微纤维,但不够稳定,韧性也较差。但细胞外液中存在的赖氨酰氧化酶(泛称单胺氨化酶,MAO)能催化原胶原分子伸展部分的赖氨酰或羟赖氨酰残基,使其ε-氨基脱氨为醛基。此种醛基可与分子内另一条α-肽链的类似醛基自动进行醛醇缩合,使两条肽链之间形成共价交联而趋于稳定;此种醛基也可与另一分子原胶原中的赖氨酰ε-氨基或邻近的组氨酸残基作用,进行醛胺缩合,这样就使原胶原分子间形成稳定的共价交联,使胶原微纤维韧性加强,能耐受更大的张力。

胶原生物合成示意图

图15-3 胶原生物合成示意图

C 葡萄糖残基Gal 半乳糖残基

维生素C在胶原蛋白合成过程中的作用,主要是在前胶原蛋白合成阶段的前α-肽链形成过程中,部分肺脯氨酸及赖氨酸需经内质网中脯氨酰羟化酶(proline hydroxylase)及赖氨酰羟化酶(lysine hydroxylase)催化,形成羟脯酰胺及羟赖酰胺残基。

此羟化过程需要氧、铁及维生素C维生素C有激活此类酶的作用,因此,维生素C缺乏将使胶原蛋白合成发生障碍,导致结缔组织形成不良,血管脆性增加乃至出血,即出现坏血病的一系列症状和体征。

由于维生素C与胶原蛋白合成关系密切,所以,由维生素C缺乏所引起的坏血病的病理变化主要在细胞间的结缔组织,尤其是在胶原蛋白中,诸如正在生长的骨、齿和血管等。在骨中的病变主要是生长缓慢,软骨基质不能正常钙化。此外,在软骨、骨干联结处的骨内可见出血,软骨基质的骨小梁断裂,有时可见脱位、分离或骨骺嵌入。

骨膜下出血,成人少见,但在婴儿坏血病中常见。由于骨膜粘附的疏松导致毛细血管出血,出血又可使大片骨膜游离。此种骨膜下出血最常见于股骨下端、肱骨上端、胫骨两端和中间肋骨及肋软骨交界处。

皮肤毛细血管变脆,以致出现游点、瘀斑和血肿。由于齿龈内出血可导致齿龈肿胀、组织脆弱甚至坏疽。由于牙槽骨吸收,可出现牙齿松动;儿童的牙齿发育异常,基质形成极少,且呈海绵样牙质。

15.3 临床表现

坏血病的发生和发展常有一个过程。首先是组织中的维生素C储备减少,进一步发展是生化缺乏、机能障碍,再进一步的发展是解剖学变化,乃至死亡(表15-1)。其主要的临床表现如下。

表15-1 坏血病的发展过程

缺乏日数(日)
0-20 20-30 50 90 100
过 程 组织储存减少 生化缺乏 机能障碍 解剖变化 死亡
症 状 容易疲劳 出现坏血病症状 出血、骨病变
白细胞VC 含量( mg/100g) 11-9 9-6 6-11
血浆VC含 量(mg%) 0.7-0.4 0.40-0.21 0.20-0

(1)前驱症状 患者发病之先,多有体重减轻四肢无力、衰弱、肌肉及关节等疼痛症状。成人及婴儿坏血病的临床表现有些不同。成人患者除上述症状外,早期即有齿龈松肿,间或有感染发炎者。婴儿则有不安、四肢动痛、肋软骨接头处扩大、四肢长骨端肿长(尤以股骨下端为甚,但不向前伸至关节)以及有出血倾向等。此外,肌肉出血,尤其大片出血,成人较婴儿多见;而婴儿骨骺周围出血。成人则不易见到。毛囊周围充血,成人较为多见,但不见于婴儿患者。至于骨膜下出血、皮肤溢血及齿龈出血等,成人及婴儿均可发生。婴儿发病多在6个月到1周岁,其它时间也可发生;成人多在膳食中长期缺乏维生素C时发生。

(2)出血 坏血病患者可有全身点状出血,起初局限于毛囊周围及齿龈等外,进一步发展可有下组织、肌肉、关节、腱鞘等外出血,甚至血肿或瘀斑。小儿瘀斑多见于下肢,以膝部为最多。内脏、粘膜也有出血,如鼻衄、血尿、便血及月经过多等;患肢常保持一定位置,即两腿外展、小腿内弯,呈假性瘫痪状,此乃主要因骨膜下出血所致。

毛囊周围出血是坏血病最特殊和最早的物理体征之一。通常出现在高度角化的毛囊,特别是臂部和股部的伸侧及腹部。常见毛发变脆、卷曲和陷入毛囊内。继于毛囊周围出血之后,可有毛囊肿胀与肥厚,即毛囊周围炎。

维生素C缺乏的毛囊周围炎需同早期毛囊角化相区别,即使形成角化症以后,也须同维生素A缺乏时的皮肤变化相鉴别。但维生素A缺乏的毛囊角化症常伴发维生素C缺乏的毛囊周围出血。

瘀点是重症坏血病具有特征性的临床表现。坏血病的瘀点较大,较血小板减少性紫癜等其它紫癜更带紫色,类似上止血带时所产生的瘀点。常见于前臂伸侧毛发生长区域。随着坏血病的发展,在受压或外伤区域可出现瘀斑,此后,在皮下、肌肉、关节内可有大量出血。

坏血病患者可有巨细胞性贫血。贫血的原因主要是由于皮肤、深部组织出血;也可能是由于饮食中叶酸摄入不足所致。许多食物中既含有丰富的维生素C,又含有丰富的叶酸,两种缺乏可同时存在。

(3)齿龈炎 齿龈可见出血、松肿,尤以齿龈尖端最为显著,稍加按压即可出血,并有溃疡及继发感染。重者溃疡进展甚速,短期内牙齿即因齿龈及齿槽坏死而脱落。慢性者齿龈萎缩、齿龈浮露,最后可使牙齿松动、脱落。

齿龈出血是坏血病的主要病症。在婴儿,常于齿龈上发生小血袋,且易掩盖初崩之乳牙。此种血袋如稍加压力,即可破裂,有时可引起大量流血,但无生命危险。成人坏血病常位有慢性齿龈损害,即齿龈炎。齿龈炎与细菌感染有关,但只有当维生素C缺乏,齿龈组织抵抗力降低时才会发生。

齿龈炎的原因很多,但维生素C缺乏是主要原因。其它,如牙石刺激、妊娠及月经期亦可见齿龈出血;尿毒症、糖尿病等全身疾患亦可有齿龈炎及齿龈出血;脚气病、癞皮病等也可发生类似坏血病的齿龈多肿胀,易出血;铅、铋、磷中毒亦可引起齿龈松肿、出血。由此可见,局部的全身的、营养性的、非营养性的多种因不经均可引起齿龈炎、齿龈出血,诊断时应加以鉴别。

(4)骨质疏松 维生素C缺乏,胶原蛋白合成障碍,以致骨有机质形成不良而导致骨质疏松。在儿童常表现出一种突出的特征,即长骨端呈杆状畸形,关节活动时疼痛,患儿常使膝关节保持屈曲位。肋骨及肋软骨交界处明显突出呈串珠状,其角度比佝偻病串珠状,其角度比佝偻病串珠稍尖;在凸起的内侧可扪及凹陷;佝偻病串珠则两侧对称,无内侧凹陷区。

15.4 诊断

坏血病的诊断,主要依据膳食史、典型症状和体征以及生理、生化检验,还可进行治疗试验。现仅就血、尿生化检验及生理功能检查叙述如下。

(1)血尿维生素C含量测定

①血中维生素C含量的测定: 人体内维生素C主要是还原型,一般认为血浆中约有80%为还原型;20%为氧化型。血浆维生素C可以反映膳食维生素C摄取情况。据研究,血浆维生素C含量(y,mg%)与维生素C摄取量(X,mg.d-1)呈直线相关,y=0.007x-0.045。但有的报告指出,血浆维生素C降至0.1~0.3mg%时,也不会出现临床症状,故认为血浆维生素C只能反映维生素C摄入情况,但不能反映体内维生素C的储存情况。

白细胞中维生素C含量能够反映组织中的维生素C储存情况,而且不受维生素C近期摄取量的影响。若成人每日经口摄入70~100mg维生素C,其白细胞中维生素C含量可达20~30mg.100g-1,表示组织中已达饱和;也可以10亿(109)个白细胞含维生素C20μg以上作为维生素C充足的指征。平时维生素C营养状况好的人,如摄入完全不含维生素C的膳食,3-5个月后白细胞中维生素C含量可降至零,比时维生素C缺乏症状将相继出现。

据我国研究,空腹血浆维生素C含量评价标准(2,4-二硝基苯肼比色法)可分为四级:〈0.4mg%为不足,0.4-0.8mg%为足够,>0.8mg%为充裕,1.4mg%为饱和。

②尿中维生素C含量的测定:尿中维生素C含量因膳食摄取量及体内储存情况而改变,亦可作为维生素C营养状况评价指标。常用方法如下:

全日尿维生素C含量测定:有人提出以2,4-二硝基苯肼比色法测定尿中维生素C含量,<7mg%不足;7-12mg%为足够;>12mg%为充裕。但据王成发等研究,全日尿排出量在摄取50mg以下时,与摄入量无关;摄入70mg以上则相关良好,故认为全日尿维生互C含量只能评价维生素C营养状况良好或不良,更精细的分级意义不大。

由于全日尿收集不便,许多作者试图用收集空腹2小时尿以及相当于1g肌酐空腹尿量中维生素C含量的测定,评价维生素C营养状况,但结果尚不甚一致,有待进一步研究。

负荷实验:口服大剂量维生素C,例如按每公斤体重口服100,200,400,500mg后,收集全日尿测定维生素C排出量,一般认为能排出负荷剂量的50%以上,表示体内已达饱和。但也有人认为此标准太高,应以排出负荷剂量的25%为饱和标准。

由于收集全日尿不便,多主张收集4h尿,并认为,口服500mg用2,4-二硝基苯肼比色法测定总维生素C,负荷4小时尿维生素C排出量<5mg为不足;5-13mg为正常;>13mg为充裕。如用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定还原型维生素C,则负荷4h尿排出量<3mg为不足;3-10mg正常,>10mg为充裕。

(2)毛细血管脆性试验

①压迫法:这是一种最简单的方法。用两手拇指与食指在受试者的皮肤上用力夹紧1分钟,然后仔细观察受试者的皮下有无出血点,并计算出血点的数目。

②正压法(量血压法):按一般量血压的方式,使水银柱升高至6.7kPa(50mmHg)时或收缩压与舒张压的中值,维持此压力约15分钟,然后以直径60mm的橡皮圈印在受试者的肘窝部,记录圈内出血点数。据Gothlin报告,圈内出血点<5个为正常;>8个为不正常。

③负压法:有人用直径1cm漏斗状玻璃小杯,杯底口与橡皮管相连,以抽气筒造成负压,然后观察皮下出现出血点所需压力。正常人在4kPa(30mm Hg)压力下维持1 min不出现出血点。

(3)滴舌试验 将0.06%的2,6-二氯酚靛酚染料1滴(约0.045g)滴在舌上,观察退色时间,正常人1-3分钟内退色,相当于血浆维生素c 0.4-0.8mg%;颜色消退超过3 min者为维生素C不足,相当血浆维生素C在0.4mg%以下。

(4)X线检查 可见长骨骨骺端先期钙化带变密与增厚,以及出现普遍性的骨质稀疏,并可引起骨折及骨骺分离和移位。当增厚的骨骺盘向两旁凸出于骨骺端边缘之外,形成骨刺时,有特殊诊断意义。骨骺中的骨化中心与腕踝部中的小骨形成如显微镜下所见的红细胞,周围呈细环,中间呈毛玻璃状,骨小梁结构消失,为典型表现。此外,长骨骨骺区骨膜下出血可使松弛的骨皮质与骨膜分离。愈合时骨胳密度及骨小梁结构恢复,增厚的早期钙化带变为一细条,由正常骨质所组成的增白线,骨膜下血肿可钙化或吸收。

15.5 治疗

以坏血病轻症病人每日服维生素C200-300mg,重症300-500mg,感染时剂量应增加,分3次在饭前或吃饭时服用。如患者不能口服或吸收不良时,可于肌肉或静脉注射,每日一次(乳幼儿100-200mg,成人500-200mg),症状明显好转时,减至50-100mg,1日3次口服。

对症处理,如保持口腔清洁,预防或治疗继发感染、止痛。有严重贫血者,可给予输血,服铁剂。重症患者,例如有骨膜下巨大血肿或有骨折,不需手术治疗,用维生素C治疗后血肿可渐消,骨折自能愈合,但有骨胳错位者,恢复较慢,可经数年之久。

15.6 预防

(1)选择维生素C含量丰富的食物 人类维生素C的主要来源是新鲜蔬菜和水果;动物性食物中仅肝、肾等含有少量,所以,膳食中应有足够的新鲜蔬菜,特别是绿叶蔬菜。如能经常吃些水果,则更有助于预防维生素C的不足。

(2)改善烹调方法,减少维生素C损失 维生素C极易溶于水;对氧很敏感,特别是有Fe2+、Cu2+存在时更易被氧化破坏;对碱不稳定,但在酸性条件下则相当稳定。因此,在蔬菜烹调时要先洗后切;切好就炒,尽量缩短在空气中的暴露时间;炒菜不用铜器。

高等植物中,就目前所知至少有5种酶系统能催化维生素C的氧化破坏;它们是维生素C氧化酶(ascorbic acid oxidase)、过氧化物酶(peroxidase)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase)、细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase)和漆酶(laccase)等。其中除过氧化酶外,都属于含铜金属酶,这些氧化酶系统在蔬菜中含量较多,特别是黄瓜和白菜,所以在蔬菜储运过程中,维生素C往往有不同程度的破坏,但这些酶系较维生素C更不耐热,因此,在蔬菜烹调过程中强调急火快炒,做汤时强调汤开下菜,就是为了迅速破坏这些酶系,以减少维生素C的损失。

另一方面,植物中所含有多酚类化合物对维生素C的氧化破坏又具有保护作用,如芦丁(rutin)、槲皮酮(quercitrin)和有关的工内酮醇(flavonol)都具有此种作用。它们不仅能使食物中的维生素C稳定,而且能在肠道中,特别是在无胃酸或低胃酸肠道病人的肠道中发挥稳定维生素C的作用。

(3)利用野菜、野果及维生素制剂 很多野菜、野果中含有丰富的维生素C,如苜宿、马齿苋、马兰头、枸杞、野苋菜、芥菜等维生素C含量可高于普通蔬菜的数倍至10倍;野果中的刺梨、香石榴、酸柳、酸枣、猕猴桃和蔬菜、水果供应困难的条件下可以选用。维生素C制剂国内已能大批生产,亦可适当利用。

15.7 维生素C在临床应用中的价值

坏血病虽然已成为少见病,但维生素C与多种疾病的防治关系密切,近年研究应用较多者有以下几种疾患。

15.7.1 动脉硬化

(1)防止动脉硬化的发生 关于动脉硬化的发生,近年来对于内皮细胞化学损伤;血液动力学以及免疫学等伤害学说,引起了许多学者的重视。据报告,维生素C缺乏不仅损坏毛细血管,大动脉也有损害,长期持续的维生素C不足可致动脉硬化。Hornig用放射自显影(autoradiography)研究证明,大动脉壁中维生素C含量较多。Villis报告,维生互素C缺乏可致动脉内壁脂质沉着,给予维生素C可见消失。另有许多作者报告,维生互素C不足引起的高脂血症,系因内皮细胞脂蛋白脂酶活性下降,导致促进胆固醇分解的7α-羟化酶(7α-hydroxylase)活性下降所致。

上述报千多系动物实验结果,虽不能完合说明人体的情况,但充足的维生互素C对内皮细胞确有保护作用,故有的作者提倡维生素C内皮细胞保护疗法。另外,Miasnikov对长寿村的长寿者调查,动脉硬化少的人群,维生素C摄取量高。

(2)抑制动脉硬化的危险因子高脂血症是动脉硬化的最大危险因子。高脂血症者血中维生素C也呈现低值,故认为胆固醇摄取量增加可致维生素C需要量增加。用维生素C治疗高脂血症是否有效,意见尚不一致,但由于高脂血症多伴有维生素C低值,故补充维生素C还是有必要的。Ginter近年报告,用维生素C并用果胶治疗高脂血症有效。

吸烟也是引起动脉硬化的危险因子之一,吸烟可致血中维生素C下降。实验证明,1支香烟可致血浆维生素C下降0.06mg%;每天吸20支以上香烟者较不吸烟者血浆维生素C低40%;它的机理还不十分清楚,但有种推测:①因尼古丁刺激交感神经,致活多巴胺(dapamine)转为去甲肾上腺素(noradrenalin)的经路;②小肠5-羟色胺(serotonin)生成亢进,而致维生素C消耗增加;③维生素C抑制一氧化碳与血红蛋白的结合;④维生素C用于由吸烟所产生的某些毒物的解毒作用,而使消耗增加。

高血压也是动脉硬化的危险因子这一。有作者通过流行病学方法调查表明,高血压患者血中维生素C低。已知儿茶酚胺(catecholamine)对高血压的发生有重要作用,而儿茶酚胺和吸烟一样与多巴胺转为去甲肾上腺素经路有关。Ito给予自然发生高血压的大鼠以大量维生素C,可见血压下降。Russek报告,应激(stress)因素是动脉硬化最大的促进因子,而精神紧张可促进维生素C分解,血中维生素C下降。预防矿工等热应激,给予维生素C有效。心肌梗塞等机体处在应激条件下,其急性期血浆及白细胞内维生素C下降,血中氢化考的松(cortisol)则上升。

动脉硬化的形成与多种因素有关,对维生素C的作用应从多方面加以解释。

15.7.2 炎症

(1)防治感冒 自Pauling报告维生素C可预防感冒以来,对其有效性有多种议论。Chalmers认为维生素C对减轻感冒的症状虽然有效,但对其治疗作用尚有怀疑。Baird报告,给予80mg维生素C即可使感冒症状减轻,对Pauling的大剂量用持否定态度。就减轻感冒症状而言,有的认为是对病毒的直接作用;有的则认为是通过白细胞的二次作用;还有人认为是抗组织胺的作用。

(2)控制炎症 维生素C与炎症主要是通过维生素C的抗氧化作用。Andeson认为,抑制白细胞的髓过氧化物酶(myelo-peroxidnse)/H2O2/halide系,提高白细胞的运动性,是维生素C抗炎的基础。维生素C对过氧化物酶的作用,是否直接抑制还是通过处理此酶系毒性氧化产物的作用,还不十分清楚。维生素C的抗菌作用虽然不清楚,但有报告认为,维生素C具有抑制细菌的过氧化氢酶(catalase)的作用,而通过H2O2起抗炎作用。另有报告,对Chediak-Higashi综合征,每日给予维生素C200mg,可使白细胞中增加的c-AMP恢复正常,使白细胞的运动能力恢复,减少感染的发作。这种对白细胞c-AMP的作用,有报告认为是提高淋巴细胞活性的结果。对维生素C缺乏所呈现的B-细胞比率增加,T-细胞减少现象;给予维生素C可出现相反的变化,即T-细胞增加。维生素C与体液免疫的关系尚不十分清楚,但对支气管哮喘患者IgE的增加以及白细胞易动性的降低,给予维生互C(1g.d-1)可使之改善。

此外,对阿斯匹林与维生素C的作用也必须引起重视。阿斯匹林可抑制维素C的吸收,使血浆、白细胞中维生素C含量降低。这可能是由于阿斯匹林对维生素C的主动吸收有拮抗作用;或者是阿斯匹林与白细胞细胞膜维生素C受体拮抗作用。另有报告,维生素C有增加干扰素(interferon)的作用。实验证明,在人的纤维芽细胞或小鼠纤维芽细胞及L细胞的培养基中加入维生素C,干扰素产生增加,其在机体内的作用尚不清楚。

15.7.3 癌

癌症患者维生素C消耗增加,常出现类似坏血病的症状。Pauling用紫外线照射裸小鼠(nude mouse)生成扁平上皮癌,给予维生素C明显低于对照组。环境化学致癌物N-亚硝基二甲胺(N-nitrosodimethylamine)或N-亚硝基二乙胺(N-nitosodiethylamine)每日10μg.kg-1体重即可诱癌。此类亚硝胺可由食物中的含氮化合和的生成。Mivish报告,维生素C有阻碍其形成的作用。此后有许多报告指出,维生素C对多种实验性肿瘤有抑制作用。但今井田、福岛等报告,对BBN[N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)-nitrosoamine]诱发的膀胱癌前病变,给予大剂量维生素C有促进作用。村田等,对晚期癌症患者经静脉结予5g以上(平均25g)维生素C,平均寿命显著延长。关于地维生素C的抗癌作用一般认为通过以下几种途径。

(1)使癌组织的透明质酸酶(hyaluronidase)丧失活性,使增加的结缔组织下降,抑制癌的发育。

(2)通过使腺苷酸环化酶(adenyleyelase)丧失活性,抑制磷酸二酯酶(phosphodieste-rase),从而可以抑制由组织内c-AMP增加所诱发的癌的发育。

(3)对癌的自身防御作用的免疫效果。

15.7.4 其他疾患及药物和维生素C

(1)维生素C与酪氨酸代谢有关,为了预防新生儿酪氨酸血症,加拿大儿科学会建议对新生儿应给予100mg维生素C。

在成人维素C与铁代谢、维生素B12代谢关系密切。维生素C可使Fe3+还原为Fe2+,促进铁的吸收,故对缺铁性贫血有补铁同时应补充维生素C。

(2)药物与维生素C 在临床应用尚须注意药物与维生素C的相互作用。由于使用抗凝血药物--苄丙酮香豆素(warfarin)时,大剂量维生素C可使凝血酶元时(prothrombintime)缩短,必须注意避免并用大剂量(megadoses),以免引起出血。另外口服避孕药的妇女血浆、白细胞、血小板维生素C含量下降,表明体内需要增加。

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16 维生素D缺乏病

16.1 历史

在机体的钙、磷代谢中,维生素D起重要的调节作用,所以维生素D缺乏病的发生与钙、磷代谢有密切的关系,对机体的影响是全身性的,其突出的表现是佝偻病(rickets)或骨软化症(osteomalacia)的发生。维生素D被称为“抗佝偻病维生素”,正像维生素C被称为“抗坏血病维生素”、尼克酸被称为“抗癞皮病因子”一样,反映了它与这种营养缺乏病的历史渊源。

从历史来看,维生素D缺乏病的存在由来已久。据古生物学的考察,公元前八千年(新石器时代)或更早的人类骨骼就有因佝偻病(骨软化症)所造成的变形。16~19世纪,英国和北欧曾是著名的病区,当时在英国许多工业区到处都可以看到由于佝偻病而残废的儿童。Riekets是16世纪初英国的一位接骨医生,他以熟悉这种病而闻名于当时,所以人们就称这种病为rickets。现在多数学者认为最早科学描述的偻病的是 Danil Whistler和 Francis Glissin 。1645年,Whistler在荷兰莱顿(Leidcn)发表了他的医学博士学位论文“关于英国儿童常患的rickers.病” (Mordo puerli Anglorum,quem patrio idiomatevicant “the rickets ”,Lugduni Batavorum 1645)。1650年,Glissin教授在他的专著的“佝偻病”(De Rachitide,London,1650)中详细地阐述了这种病的临床和病理,及其与坏血病的差别。

在漫长的认识过程中,对于佝偻病的病因曾有种种解释,直到19世纪末还是众说纷云:有人认为是由于婴儿在通风不良的室内生活,缺少新鲜空气引起的;有人认为与遗传因素有关,或是由于母体营养不良而先天造成的;有人认为与微生物感染有关;有人根据野生物在动物园内易发生骨质软化推测限制活动可能是发病的原因;有人认为可能与内分泌系统功能紊乱有关。现在看来这些认识虽然没有抓住问题的本质,但在不同程度上也反映了佝偻病或骨软化症病因及发病机理的复杂性,至今许多因素的作用还有待深入探讨。

在对佝偻病病因的各种解释中,食物因素及日光照射与佝偻病的关系是经过长期观察和反复的验证才得到确认的。18世纪后期,人们已经发现鱼肝油能治疗佝偻病,但直到1920年前后,当营养学发展为实验科学和维生素被发现的时期,人们在这方面的认识才有了迅速的进展。1914年 Funk在他的经典著作《维生素》中指出:“很可能佝偻病在膳食中缺少某些为机体正常代谢所必需的物质,或是供给量不足才发生的。这些物质在良好的母乳中存在,鱼肝油中也有,但牛奶和谷物很少”。Edward Mellanby等在五年多的时间内,用400多只狗进行实验,证明佝偻病是由于食物中缺少某种微量成分所引起的。1921年 Mellanby指出:“脂肪与佝偻病的关系是因为它含有某种维生素或某些附属成分”。他指出:抑制骨质钙化或使骨生长速度超过钙化速度的原因是:①食物缺少钙、磷;②缺少含有抗佝偻病物质的油脂;③谷类及碳水化合物过多;④没有肉类;⑤限制活动等。Mellanby的实验结果表明食物中有多种成分与骨骼的生长及钙化有关。他们的主要成就是确切地证明了食物因素与佝偻病的发生有关,并科学地建立了维生素D缺乏病的实验动物模型,为研究“抗佝偻病因子”的作用创造了条件。

1920年Hopkins报告氧和高温能破坏维生素A的活性。 19 22 年MoCollum等证明鱼肝油中的“抗佝偻病因子”在有氧的条件下能耐受10 0C的高温14h,而“抗干眼病因子”在这种条件下完全失去活性。MoCollum把这种有抗佝偻病效果的、耐热的,不同于脂溶性“抗干眼因子”的物质称为维生素D。

关于日光照射与佝偻病关系的认识是与人们对佝偻病的流行病学的了解分不开的。1890年英国医生Palm,T.A首先指出佝偻病主要发生于日光照射不足的地区。流行病学调查的资料表明在人口稠密的城市里,佝偻病的发病率显著地高于农村,寒冷多雾的冬春季发病率多于阳光明媚的夏秋季。人们从不同群的生活习惯中也逐渐觉察到日光的作用,户外活动少的妇女、儿童和老人,佝偻病(或骨软化症)的发病率高,大儿长大开始行走后,由于能得到较多的日光照射,发病率明显下降。1912年,Raczimski,J.指出:日光能使小狗的骨矿物增加,佝偻病病因中起主要作用是缺少日光照射。在1919年,柏林有严重的佝偻病流行,Huldschinsky 用紫外线照射治疗,证明对佝偻病骨质钙化有明显的促进作用。

在此期间,虽然紫外线与鱼肝油同样有防治佝偻病的功效已肯定,但人们还不能解释其原因,也不了解两者之间有何联系。1923年,Goldblatt 和Soames 发现经紫外线照射的大鼠肝脏有抗佝偻病作用。1924年,Steenbock和Black发现经紫外线照射的酵母对佝偻病大鼠有疗效,此后陆续发现紫外线照射其它食物也有类似的效果,特别是牛奶经照射后,抗佝搂病效果显著增加。1932年, Windaus,Askew 等鉴定出麦角固醇(VD2)的化学结构。1936年,Windaus等测定紫外线照射7-脱氢胆固醇生成的“抗佝偻病因子”,查明胆钙化醇(VD3)的结构。差不多与此同时,人们从鱼肝油中也分离出结晶的胆钙化醇(Brockman,1936,1937)这些实验说明7-脱氢胆固醇是VD3的前体,鱼肝油中的“抗佝偻病因子”就是维生素D。

1930~1960年,不同学者对维生素D与钙、磷代谢、骨质生成和骨盐周转 (turnover)的关系进行了大量的研究,对维生素D对有机酸(柠檬酸)代谢、肠粘膜上皮细胞膜的通透性及动物生长的作用也进行了许多观察,但还很难把这些多种多样的研究结果综合起来说明维生素D生物化学作用的机理。

放射性同位素在医学研究中的应用,为人们探讨维生素D的生理作用开创了广阔的道路。Lindquist ,B(1952)用45Ca 研究维生素D对钙代谢的作用,发现15IU的维生素D2可以使佝偻病大鼠肠钙的吸收在4h内达到最高峰,血清钙的最高值在6h内出现,在36~48 h 才看到其对骨钙沉积的作用,此后,人们对维生素D作用的“滞后”(the lag in action of vitamin D)又进行了许多实验观察。虽然由于维生素D的使用剂量及所采用的测定方法不同,直接比较这些测定结果是困难的,但人们注意到机体对维生素D的各种生理反应都存在着“滞后”的现象,这点仍是很重要的。人们还注意到在体内给以一定量的维生素D,其生理作用仍不明显。这提示原型维生素D可能必须在体内经过代谢后,才能形成活性物质而发挥其生理作用,也可能与VD的吸收及运转到靶组织与受体起作用需要一定时间有关。另外,在临床上观察到某些尿毒症患者,常伴有骨骼的病理变化,使用大剂量维生素D也无明显疗效,若是给这种病人先做肾脏移植后再给维生素D,则骨骼的病变可以消失。这说明维生素D的生理活性,对骨骼病变的防治作用及肾功能是否良好有密切的关系。

从1966年以来,De Luca 等对维生素D的作用机理进行了大量的研究工作,用3H标记的维生素D3给大鼠注射,然后将各组织的氯仿抽提物进行硅酸柱层析,并在1968年分离和鉴定出25-(OH)D3的存在,进而证明了这种维生素D代谢物是在肝细胞微料体酶系统的作用下生成的,它的抗佝偻病作用为原型维生素D3的2~5 倍。七十年代初期,DeLuca.Norman 和Kodicek等证明在体内维生素D经肝脏和肾脏两步代谢生成1,25-(OH)D3和1,25-(OH)2D3后才能充分发挥其作用。以同样剂量(5IU)的维生素D3和25-(OH)2D3灌注小肠,观察肠钙吸收达到高峰的时间分别为16、10和8 h,以后者为最快。在活性强度上,1,25-(OH)2D3也比25-(OH)D3大2倍以上。从而人们认为1,25-(OH)2D3与PTH、降钙素都是维持机体钙、磷的内环境稳定(homeostasis)的重要激素。1,25-(OH)2D3的生成、运转 及其在细胞内的作用机理与其它类固醇激素相似,所以肾脏也有内分泌功能,肠、肾、肌都是1,25-(OH)2D3这种激素作用的靶组织。这一概念的形成是当代医学科学的一项重大成就。这方面的进展不仅使人们对维生素D的代谢和生理作用有了更深刻的了解,而且也使维生素D缺乏病病因、发病机理及防治措施的研究有了新的突破。

16.2 发病情况和病因

16.2.1 发病情况

维生素D缺乏病主要发生在受日光照射不足,并缺少食物维生素D来源的人群中,特别在婴幼儿、家庭妇女和老年人当中更为多见。近年来,随着维生素D代谢研究的进展,在临床发现继发性维生素D缺乏病也不少见。现在在一些经济发达的国家使用维生素D强化食品,虽然已使明显的营养性维生素D缺乏病有了大幅度的下降,但潜在维生素D缺乏(特别是在老年人中间)仍相当普遍。另一方面,由于强化食品的广泛使用,维生素D过多症已经成了令人担心的问题。但就世界大多数地区来看,由于经济、技术、和文化水平的限制,维生素D缺乏病的发病率还相当高,温带地区国家小儿佝偻病的发病率在20~80%之间。根据大面积普查的资料,我国3岁以下儿童佝偻病的发病率约为20~30%,但某些寒冷地区也有达到80%左右的。对老年人的维生素D营养状况现在还缺少大面积的调查资料,但从老年人的生活习惯、饮食营养、生理功能状态及健康情况来看,维生素D缺乏病的存在同样是不容忽视的。

维生素D缺乏虽然不直接威胁到生命,但由于钙、磷代谢和骨骼生长发育的障碍发生的畸形和骨折,造成终身残废。并且维生素D缺乏往往是继发各种疾病的诱因。老年人骨折与维生素D缺乏有很大的关系,近年来有人报道,股骨与颈骨骨折主要是由于维生素D缺乏;骨折的患者血浆25-(OH)D3明显地低于同年龄未骨折的人;组织学的检查结果也表明股骨与颈骨骨折的人往往有骨软化症存在。所有这些都说明为了保护儿童、妇女和老年的健康,对于维生素D缺乏病的防治工作必需予以足够的重视。

16.2.2 病因

佝偻病和骨软化症有其外在原因,也有机体的内在因素。维生素D及钙、磷代谢异常可发生病理性维生素D缺乏。近年来,不同学者或着眼于临床表现,或着眼于病因及发病机理,对维生素D缺乏病提出了分类的建议。Harrison H,E,等将维生素D缺乏病分为两大类:①属于D及其活性代谢物缺乏的,包括:营养性维生素D缺乏,维生素D吸收障碍,肝病、肝病及某些药物所引起的维生素D缺乏和维生素D依赖性佝偻病等;②属于效应细胞异常的,包括:范可尼综合征(Fanconis syndrome)、肾小管性酸中毒、遗传性原发性低磷血症等。Coburn,J,W.和Brautbar,N,则分为:①维生素D缺乏;②25-(OH)D;③1,25-(OH)2D2生成不足④其它可能与维生素D代谢有关的疾病所致的骨质病变。关于代谢障碍发生的病理性维生素D缺乏病,将在“维生素D的临床应用”一节中讨论,这里首先将近年来对日光照射及饮食营养与维生素D缺乏关系的认识,做一简要介绍。

(1)日光照射 由于天然食物中,除少数食品外,维生素D的含量都很有限,日光紫外线照射不足,现在仍是世界各地发生维生素D缺乏的主要原因。日光照射与地理条件、季节和大气环境有密切的关系,热带、亚热带常年日光充足,一般不易发生维生素D缺乏。温带、寒带日照时间短,特别在多雨、多雾和大气污染严重的地区更容易发生。不同季节和时刻日光照射角度的改变,人们衣服的增减,都影响紫外线的透射量。据我国大面积普查的结果:东北地区3岁以下小儿佝偻病的发病率明显地高过华北和西北地区,长江流域的发病率低于华北和西北地区,而高于南方地区。从不同季节佝偻病病情的发展来看,也证明日光照射与维生素D缺乏的关系,我国北方,5、6月日光紫外线最强,11月到次年2月最弱,据哈尔滨市对4岁以下佝偻病儿腕关节X线照片分析的结果表明:病变激化的高峰在2~4月份,以后逐渐好转,9~10份最轻。

血液维生素D和25-(OH)D的水平反映机体的维生素D营养状况。 Stemp 和Round指出夏季日光照射对改善英国居民维生素D营养状况有重要作用。在纬度大的偏北方城市,居民血浆25-(OH)D的含量夏季有明显升高,而在纬度低的地区的季节性变化就很小。Parry等报道:食用同样膳食的士兵自纬度51度移到26度的地区后,尿钙排出量有明显的增加,此增加仅发生在夏季,与日光照射和血浆25-(OH)D的水平相关。Robertson等报告不论健康人或患者,都是夏季尿钙排出量高,冬季排出量低,血中25-(OH)D含量的减少与环境温度降低、户外活动减少、着衣增加有关。

皮肤生成维生素D3需要户外日光直接的照射。由于普通的玻璃也能将大部分日光紫外线吸收,所以职业的性质与维生素D营养状况的关系是显而易见的。室内工作与户外工作者血浆25-(OH)D的含量有显著的差别。文献报道:美国圣路易斯(St Louis)游泳场救生员的血浆25-(OH)D3(64±9ng.ml-1 )远高于当地的一般市民(27±9ng.ml-1),长时间得到日光照射的潜艇人员,血浆25-(OH)D3显著减少。

据中国医学科学院儿科研究所的调查;户外活动少,尤其是冬季不能坚持户外活动的儿童,佝偻病的发病率比户外活动多者高7、8倍。北京、天津、上海等地大面积普查的结果表明,每日户外活动不足2h的婴幼儿佝偻病的发病率明显地高于户外活动多的儿童,并且这种差别在气候寒冷的地区更显著。

虽然有报道皮肤色素影响维生素D3的生成,黑人受试者需加大紫外线的照射剂量,才能使血中维生素D的尝试增加,但也有报道在同样剂量紫外线的照射下,黑人与白人血浆25-(OH)D3同样升高。所以皮肤色素对皮肤中胆钙化醇生成的影响尚待进一步研究。

16-1 婴幼儿户外活动时间与佝偻病的关系

每日户外活动时间 佝偻病发病率(%)
北京 天津 上海 哈尔滨
在2h以上者 9.60 13.66 13.37 27.60
在2h以下者 25.78 27.02 18.98 67.10

大剂量使用维生素D制剂可使人中毒,而日光紫外线照射从未发生过类似的中毒现象。据Holick和Clark解释:7-脱氢胆固醇受紫外线照射时首先生成维生素D3前体 (provitaminD3),而后在体温的作用下,维生素D3前体逐渐转化成维生素D3C因为血浆维生素D结合蛋白对维生素D3前体结结合力只相当于对维生素D3结合力的千分之一,并且在人体体温的作用下,24h只有50%的维生素D3前体转化成维生素D3,所以长时间的日光(紫外线)照射也不会引起维生素D3中毒。

(2)食物在日光照射不足的条件下,食物维生素D的供给量与维生素D缺乏病的发生有密切的关系。

因为皮肤内7-脱氢胆固醇在紫外线的照射下可以生成维生素D3,并且维生素D在体内可以储存,所以要确定每天食物维生素D的供给量标准是有困难的。以很少日光照射或无日光照射条件下,预防维生素D缺乏病的需要量作为最低需要量,每天100~200IU(2,5~5.0μg)的维生素D可以预防佝偻病的发生, 300~400IU(7.5~10μg)的维生素D可以进一步增加肠钙的吸收,促进骨质的生成和生长发育,但再加大剂量至800IU,则无更大的效应。1981年,中国生理科学会第三届全国营养学术会议暨营养学会成立大会修订的“每日膳食中营养素供给量”标准规定;儿童和成人每日的食物中应有 400IU(10μg)维生素D。

一般天然食品中维生素D含量很少,动物性食品中的含量虽然较多,但普通膳食中的含量也难以满足机体的需要(表16-2)。没有充分的日光照射,喂养不当,缺少富含D的食品是婴幼儿发生佝偻病的主要原因,特别是早产儿、多胎儿,由于先天不足,肝功能不完善,维生素D及钙、磷储存量少,出生后生长又比较迅速,更容易发生维生素D缺乏病。

表16-2 一些动物性食品中维生素D的含量(IU·100g-1)

食品 含量 食品 含量
黄油 35 沙丁鱼 1500
干酪 12 小虾 150
鳕鱼 85 牛奶 0.3~4
奶油 50 人奶 0~40
蛋黄(每个) 25 牛肝(生) 9~40
大比目鱼 44 小牛肝(生) 0~15
鲱鱼(罐头) 330 猪肝(生) 40
鲭鱼 120 鸡肝(生) 50~65
鲑鱼(罐头) 220~440 羊肝(生) 20

不少调查资料说明母乳喂养的婴幼儿发生佝偻病较少,病情也较轻,这可能与乳汁中钙、磷的比值有关。人乳中钙、磷比例约为2:1,易于吸收。牛乳中钙、磷含量虽然比较多,但比例不合适(1。2:1),吸收较差,所以佝偻病发病率较高;1939年,Liu S.H.等报告给缺乏维生素D的乳母补充维生素D后,婴儿的佝偻病可以好转,这表明维生素D可以通过母乳供给婴儿。1976年Edelstein S等报告母乳中含有与维生素D有特殊亲合力的蛋白质,其亲合力大于血清结合蛋白,所以能将维生素D浓集到乳汁中供给婴儿:1977年Lakdawala 和Widdowson报道母乳中脂溶性维生素D的含量很少(0.1~1.5μg·L-1),而水溶性维生素D硫酸盐的含量为10~22μg·L-1。人乳中水溶性维生素D盐类的存在可以解释为什么维生素D营养状况良好的乳母喂养的婴儿很少发生佝偻病。

老年人的户外活动较少,所以较青壮年时期从食物中得到更多的维生素D,但实际往往很低,动物性食品的控制及多种疾病都是导致老人发生维生素D缺乏的重要原因。

Evans 和Stock指出苏格兰大部分居民维生素D摄入量相当低,这与当地骨软化症发病率高是一致的。

维生素D缺乏病的发生不仅与食物维生素D的供给量有关,与食物的钙、磷含量、比例及其它成分也有关。维生素D的主要作用是促进肠钙的吸收,骨质生成。食物钙含量丰富可以弥补轻度的维生素D不足。反之,维生素D来源之充足,也可弥补食物钙的不足。在维生素D充实的条件下,钙、磷摄取量较少的婴幼儿,也不致于发生佝偻病。在维生素D缺乏的情况下,增加的钙、磷供应量并不能防治佝偻病,但缺少钙、磷或蛋白质过多即使受日光照射不少,仍易发生轻度的佝偻病,肠道pH对维生素D的吸收也有影响,酸度增加有利于维生素D的吸收,碱性环境对维生素D的吸收不利。

Arniel G.C (1975)报道在苏格兰的格拉斯哥(Glasgow)生活的印度、巴基斯坦移民中,佝偻病的发病率明显地高于其他居民。在英国其它城市也观察到类似的现象。Goel,K.M.等(1976)报道亚洲膳食的一个特点是谷类占的比重大,含有大量的植酸盐,对钙的吸收不利。但关于谷类中植酸是不是佝偻病的致病因子,现在还有不同意见。

关于食物中其它盐类、维生素与维生素D缺乏病的关系也是引人注目的问题,有人报道严重缺镁时常见有低血钙,但这种低血钙不像中由于维生素D代谢异常所引起的。JIeyTCKNNkM指出维生素A缺乏的动物骨中钙的含量减少,而软组织中增加。 Barnicot和 Datta指出维生素A对成骨细胞及破骨细胞的活性有影响,但其作用机理还不清楚;关于抗坏血酸与骨质代谢的关系文献中也有不少报道,抗坏血酸与吡哆醇对于胶原 (collagen)的形成及成熟都是重要的辅助因子,抗坏血酸与脯氨酰羟化酶(prolyl hydroxylase)、赖氨酸羟化酶 (lysyl hydroxylase)的活性有密切的关系。维生素C缺乏时,胶原合成障碍是小儿成骨及牙齿发育不良的主要原因。Avioli,L.V,指出慢性肾功能衰竭病人往往血浆维生素A升高,由于维生素A使PTH的释放增加,能促进骨质的重吸收,所以这些患者应避免使用含有维生素A的复合维生素,而补充水溶性维生素(特别是维生素C和B6)是有益的。

(3)肠道吸收障碍 近年来有报道维生素D代谢需经肠肝循环。静脉注射标记的25-(OH)D34h 后,有1/3进入十二指肠,其中85%被回肠重吸收,再经肠肝循环。所以胃肠道疾病、肝病都能引起维生素D缺乏。肠道吸收不良综合征影响维生素D及钙的吸收是营养性佝偻病常见的病因。关于维生素D缺乏病的发生是由于肠道吸收障碍,还是由于有病变的肠粘膜对维生素D不能产生反应,认识还不一致。

胃切除手术后的病人容易发生软化症,原因是:①脂肪痢;②肠钙吸收减少;③维生素D吸收不良;④日光照射不足。这类患者用维生素D治疗,有显著的疗效。

Stamp 指出有些胃肠道病患者虽不缺乏日光照射,仍发生骨软化症,这可能是由于经胆汁排出的内源性25-(OH)D3的重吸收不良所造成的。

肝病患者维生素D缺乏的原因可能是由于营养性维生素D缺乏和肠道吸收不良,也可能是由于维生素D代谢障碍,25-(OH)D3的生成减少。

16.3 发病机理和病理

维生素D缺乏病的症状和病理决定于维生素D的生理功能。现在人们知道维生素D在体内仅是其活性代谢物的前体,当来自食物及皮肤的维生素D经血液进入肝脏后,在肝细胞25-羟化酶的作用下生成25-(OH)D,与血浆α球蛋白结合的25-(OH)D是维生素D在血液中主要的存在形式,它在肾脏经25-羟维生素D-1α羟化酶(25-(OH)D-1α-hydroxylase)系统的作用下生成1,25-(OH)2D后,才能有效地发挥其生物作用(图16-1)。

维生素D的代谢及其作用的靶组织示意图

图6-1 维生素D的代谢及其作用的靶组织示意图

维生素D对钙代谢的调节主要是通过对肠、肾、骨等靶组织的作用来实现的。在维生素D的各种代谢产物中,1,25-(OH)2D3的生物活性最强,在体内,1,25-(OH)2D3、PTH和降钙素(CT)是调节钙、磷代谢的最重要的激素,在维生素钙内环境稳定方面起着重要的作用。Arnaud ,C.D(1978)将血钙异常升高或降低时,这些激素及血、尿无机磷(SPi,UPi)与肠、肾、骨等靶组织钙周转(turnover) 的关系用一蝶形图(图16-2)来表示。

血清钙的调节

图16-2 血清钙的调节(据Arnaud,C.D.1978)

1,25-(OH)2D3的生成受肾脏25-(OH)D3-1α羟化酶系统的调节控制。.低钙、低磷膳食,血钙、血磷降低,PTH升高,使1α-羟化酶活性增强,1,25-(OH)2D3的生成增加:相反,高钙、高磷膳食、血磷升高,PTH减少,CT增加时,抑制1α-羟化酶的活性,使1,25-(OH)2D3的生成减少。

1,25-(OH)2D3主要通过以下三个方面的作用使血清钙、磷的含量增加:①促进肠道钙、磷的吸收和运转,增加钙、磷在体内的存留;②提高肾小管对钙、磷离子重吸收的能力,使尿钙、磷的排出量减少;③在PTH的参与下,促进骨盐的吸收,动员钙、磷释出。

16.3.1 维生素D缺乏对肠钙、磷吸收的影响

现在人们认为肠钙吸收的调节中,维生素D内分泌系统起着特别重要的作用。Boyle等报道,食用低钙饮料的大鼠,主要是通过增加1,25-(OH)2D3的生成来增进肠钙吸收的;Malm 证明人在食物钙的摄入量减少时,主要靠增加肠道钙的吸收率来防止负钙平衡的发生。关于维生素D促进肠钙吸收的机理,人们进行了大量的研究工作,许多实验资料证明钙结合蛋白(CaBP)在肠钙的主动运转中起着载体蛋白的作用。维生素D对肠钙吸收的影响是由于维生素D的活性代谢物有促进肠粘膜上皮细胞合成 CaBP的作用。维生素D缺乏的小鸡肠粘膜组织中 CaBP消失。Bar和Wasserman用维生素D缺乏的小鸡进行观察,实验结果表明十二指肠CaBP的含量随使用维生素D3的剂量增加而增加。在其它实验中,用1,25-(OH)2D3时也看到了类似的现象,其作用并较维生素D3更为明显。维生素D缺乏的小鸡注射1,25-(OH)2D3后2h, CaBP 的合成就开始增加。Parkes和Reynolds报道,用体外培养鸡胚十二指肠的方法,在有维生素D3或VD3代谢物时,PTH对肠CaBP的生成无作用。

1,25-(OH)2D3 在肾脏生成后与血浆维生素D运载蛋白结合被运送到肠粘膜细胞浆膜面后,1,25-(OH)2D3以扩散的方式进入肠粘膜上皮细胞,与细胞质中的的胞浆受体(cytosolreceptor)结合构成复合体,到达胞核时,1,25-(OH)2D3再与核受体结合,诱导产生信使核糖核酸(mRNA),mRNA与胞浆蛋白结合,在肠粘膜上皮细胞刷状缘生成CaBP。CaBP将到达肠粘膜的钙离子结合运转到细胞内,然后由线粒体或胞浆中的囊泡将钙离子运转到细胞的在底膜或侧膜,经碱泵的作用,以与 Na+ 交换的方式将Ca2+排出细胞,进入血液循环。

1,25-(OH)2D3 不仅与肠粘膜 CaBP的生成有关,对肠上皮细胞其它蛋白质的生成也有促进作用,其中包括碱性磷酸酶、Ca-ATP酶,植酸酶(phytase)等。这些酶的活性与维生素D的关系和它们在肠钙吸收中的作用现在还不完全清楚。虽然不少人认为碱性磷酸酶对Ca2+进入肠粘膜细胞可能有促进作用,然而有实验证明在服用1,25-(OH)2D3后45~48h,碱性磷酸酶活性才达到最高峰,而钙吸收的高峰是在使用1,25-(OH)2D3后12~14h,从作用的时间来看,两者并不协调。磷酸盐的吸收高峰与碱性磷酸活性基本一致,所以碱性磷酸酶与肠道无机磷吸收的关系似乎更密切。

维生素D对肠粘膜上皮细胞ATP酶、植酸酶的活性也有影响。ATP酶在肠粘膜刷状缘有促进肠钙吸收的作用。维生素D对植酸盐与钙的结合有抑制作用,有利于钙的吸收。

维生素D缺乏时,1,25-(OH)2D3 的生成减少,肠钙吸收率下降,这是血钙降低的一个重要原因。维生素D缺乏的儿童,冬季肠钙的吸收率在10%左右,补充维生素D后,肠钙吸收有明显的升高,用动物实验也观察到类似的现象。

16.3.2 维生素D缺乏对肾脏的影响

过去对维生素D的研究侧重于对肠钙吸收及运转的作用,近年来因佝偻病儿有低磷血症,在治疗中观察到血磷升高,而血钙没有明显的变化,从而促使人们进一步探讨VD与血钙、血磷的关系。现在认为佝偻病儿有低钙血症时,PTH的分泌增加,肾脏1,25-(OH)2D3的生成也增多,从而促进肠道钙、磷吸收和骨中钙、磷的释出,使血清钙、磷升高。但PTH有抑制肾小管对磷重吸收的作用,使尿磷排出增多,所以血钙虽升高,而血磷的变化并不显著;在有低磷血症时,血磷的降低可以直接促进肾脏1,25-(OH)2D3的生成,而PTH的生成和释放没有变化,所以没有动员骨盐释出的作用,尿磷的排出量也不增加。因此,血磷升高,血钙仅有轻度增加。

维生素D缺乏时,血钙降低,刺激PTH分泌,PTH使肾小管对钙的重吸收增加,使尿钙排出减少,但PTH有抑制肾小管对磷的重要吸收,使尿磷增加,这是维生素D缺乏时可发生低磷血症的一个原因。有人报道正常儿童尿磷的重吸收率为83.5%,轻度佝偻病儿43%,重度患儿为33.8%,恢复期患儿51.4%。病情重者恢复速度慢,有消化不良或营养不良者更慢。

维生素D缺乏时,血磷降低影响中枢神经系统的调节功能,机体的氧化过程受抑制,代谢减慢,酸性代谢产物在体内积聚,可引起慢性酸中毒和酮尿症。骨内钙、磷的沉积减少,柠檬酸的含量也有明显的降低,但尿中羟丁氨酸、赖氨酸和甘氨酸等氨基的排出量增加。慢性酸中毒可加重大脑皮层调节机能的障碍,使植物神经机能减退,所以佝偻病儿有多汗、烦躁不安、睡眠中易惊醒等症状。由于皮层下代谢中枢的机能障碍,患儿有贫血,面色苍白,肌肉无力,肝、脾肿大等现象,条件反射不易建立而且容易消退。肌无力(muscular weakness)是骨软化症患者的一个重要体征,其发生机理还不清楚,一般认为与血磷降低有关。Heimberg 等(1976)报道实验性尿毒症家兔的骨骼肌细胞对钙的摄取能力下降,Matthews等(1977)报道使用1,25-(OH)2D3能使之得到纠正。认为1,25-(OH)2D3的生成减少可能与肌组织的变化有关。

16.3.3 维生素D缺乏对骨的影响

直到本世纪五十年代初,人们还仅知道维生素D是维持血中钙、磷所必需的,有防治佝偻病及骨软化症的作用,但对维生素D与骨质生成的关系了解还很少。近三十年来,有大量的资料证明维生素D直接或间接地参与骨内进行的所有过程:骨细胞的增生、分化,基质(matrix)的形成、成熟和钙化,骨质的重吸收等;维生素D对骨钙、磷的沉积与释放,对体液酸碱度的调节,对骨的结构和物理性能都有直接的影响。由于机体一生中,骨质的更新和重建从停止,所以不论对生长发育中的骨骼或已经发育成熟的骨胳,维生素D缺乏都会产生深刻的影响。

Robinson 和Rosenhein (1934)报道,在体外将维生素D加于增生的软骨细胞悬 浮液中,对其钙化无作用。Fischmann(1937)在体外培养成骨组织 (osteogenic tissue) ,发现在正常鸡血浆中,骨能钙化:而在维生素D缺乏的鸡血浆中,成骨组织只能生成类骨质(ostcoids)和软骨。单独或一并加入钙和磷酸盐,也不能纠正维生素D缺乏的影响。Dikshit 和Patwardham(1952)取佝偻病大鼠的胫骨在加和不加维生素D的培养基中培养,体外实验证明补充维生素D对骨的钙化不起作用,但先给动物维生素D,然后取骨组织进行体外培养,则有明显的促进钙化的效果。 Migecovsky(1957)用45Ca研究维生素D对钙代谢的影响,发现不论口服或注射,维生素D都能使45Ca进入骨组织的量增加,但还不能确定骨45Ca的增加是维生素D的直接作用,还是由于血钙进入骨中的增多。(Crenshaw(1974))和Yoshiki等(1974)报道血清钙含量与骨质钙化直接有关,维生素D对骨质钙化的作用是间接的。

维生素D的活性代谢物对骨的主要作用是促进骨盐的溶解,动员钙、磷释出。骨组织培养实验证明,1,25-(OH)2D3的效应比25-(OH)D3大100倍,但维生素D却无此作用。1,25-(OH)2D3与PTH的作用相似,能诱导破骨细胞的生成,并使其机能加强,靠破骨细胞内溶酶体释放的酶和有机酸对骨质进行溶解、吸收,以利于新骨生成。但PTH作用于骨时需有1,25-(OH)2D3参加,而PTH缺乏时,1,25-(OH)2D3 也可以直接对骨起作用。

以维生素D3的作用效果为基数(1 .0),对比不同维生素D3代谢物增加鸡胫骨灰分含量的效应,1,25-(OH)2D3为维生素D3R 7.5倍,25-(OH)D3 为2.0倍,1,24,25-(OH)3D3 及24,25-(OH)2D3的作用效果均小于维生素D3。

人们对维生素D与胶原关系的认识是从佝偻病骨质的变化开始的。佝偻病的一个特征是软骨基质(cartilage matrix)的钙化受阻。Canas等(1969)报道,维生素D缺乏时,不仅骨基质钙化困难,骨基质的有机成分也减少,而水分增多。维生素D有促进脯氨酸掺入骨胶原的作用,但未见对皮肤胶原的生成有影响,这表明维生素D能增加佝偻病动物骨胶原的合成。为钙盐的沉积和新骨的形创造条件。Mechanic等(1972,1975)研究维生素D营养状况与骨胶原不同肽链间共价交联(cross-linking)的关系,指出在骨胶原的成熟过程中,必需人维生素D参加。维生素D及其代谢物缺乏时,生成更多不成熟的胶原。Gonnerman 等(1976)报道,维生素D缺乏时鸡的赖氨酰氧化酶(lysyl oxidase)活性升高,并且在这种情况下增加食物钙的供给量,对赖氨酰氧化酶的活性也无作用。Norman ,A.W.(1979)指出有可能维生素D的代谢物(1,25-(OH)2D3等)以类固醇激素样的作用方式直接作用于类骨质,使与原胶原(pro-collagen)生成有关的酶生成增加,有人(Russell等,1975) 报道实验动物由于尿毒症(uremia)引起肾病骨营养不良 (renal osteodystrophy) 时,其骨胶原的变化与维生素D缺乏时相似,而皮肤中的胶原无变化。慢性肾功能不全引起的骨营养不良,其特征是骨胶原组成成分(交联与醛基前体)间的比例关系异常。

体内90%以上的柠檬酸盐储存在骨组织中。维生素D缺乏的动物,骨内柠檬酸盐的含量减少。用维生素D进行治疗时,组织中的柠檬酸盐增加,尿柠檬酸盐的排出量也增加。De Luca 等认为维生素D有促进柠檬酸盐分解和抑制柠檬酸氧化的作用。但对于食物柠檬酸是否有抗佝偻病的效果尚待进一步研究。

维生素D有促进无机硫酸盐进入骨基质的作用,对骨基质碳水化物(特别是粘多糖)的代谢也有影响。Ralalingaswami 等(1954)研究佝偻病大鼠骨骺软骨在恢复期的组织化学变化,认为维生素D能使软骨骺板增生区的糖原在该区钙化前首先增多。这表明佝偻病软骨不能钙化可能与骨组织糖原代谢障碍有关。

正常情况下,血清钙、磷浓度适宜(钙、磷乘积大于40),软骨细胞在骨骺附近排列成行,毛细血管侵入后,软骨基质逐渐被吸收,由骨组织代替,进行钙化。维生素D缺乏时,骨基质不能钙化,干骺端软骨细胞无秩序地增生,类骨质增加,所以骺板变宽、变厚、不规则且向四周膨胀,骨小梁也为不能钙化的类骨质包围。软骨的过度增生是成骨障碍的结果,是一种代偿现象。正常情况下,软骨组织在成骨过程中,体积缩小,而佝偻病时,骨化停滞,所以体积不缩小,相反,由于软骨增生,体积更加大,因此,长骨的干骺端(腕踝及肋骨软骨交界处)肥大隆起,呈现佝偻病特有的体征。

维生素D缺乏时,由于成骨障碍,长骨的生长停滞,骨膜肥厚,骨质疏松。扁平骨也类似的变化。但大鼠缺少维生素D,只有在食用低磷饲料的条件下,骨质才有类似佝偻病的变化,这表明骨质的变化不单纯是由于维生素D缺乏,可能还有其它因素的作用存在。

在六十年代以前,进行骨组织形态学检查,骨标本首先需要经过脱钙处理。后来,随着装备和制片技术的进步,才逐渐有可能对不脱钙的骨切片进行观察。七十年代初,Bordier等对骨组织进行了定量的检查,他们观测的结果,进一步表明了维生素D缺乏时骨组织形态学的变化。

表16-3 维生素D缺乏性骨软化症骨的定量组织学改变

测定的项目 正常对照(28例) 严重骨软化症(28例)
骨细胞溶骨(占总骨细胞陷窝%) 3.9±0.6 9.3±0.6
骨重吸收面(占骨钙化面积%) 12.2±4.0 33.8±5.6
钙化带(占类骨质面积%) 83.0±10.0 19.2±8.3
类骨质面(占总骨面积%) 14.6±6.0 67.6±13.7
类骨质量(占海绵状骨组织%) 5.7±2.0 20.9±7.7
海绵状骨组织量(占总骨体积%) 19.3±4.0 27.8±3.8

16.4 临床表现

佝偻病有骨软化症是维生素D缺乏在临床特有的表现,二者都是由于维生素D缺乏,钙、磷代谢障碍,骨失去正常钙化能力而发生的同一种病,根据是:①维生素D对二者均有显著疗效;②发病季节均多见于冬、春季,寒冷地区发病率高;③母亲患有骨软化症时,婴幼儿也常患佝偻病;④骨质的病理变化一致。但佝偻病发生于生长发育中的儿童,骨软化症发生于成年人,所以临床一般也存在着某些差别。

16.4.1 佝偻病

佝偻病的临床表现主要是神经精神症状和骨胳的变化。

神经精神症状常见于病的初期和极期,患儿不活泼、食欲减退、容易激动、脾气乖张、睡眠不安、夜间常惊醒哭闹、多汗(在头部更明显),并在痉挛和手足搐搦等症状。

骨胳的变化与年龄、生长速率及维生素D缺乏的程度等因素有关。颅骨软化多发生在3~9月的婴儿。轻者前囟边缘软化,闭合迟(出生后18个月尚未闭合)。重者颞枕部呈乒乓球样软化。额骨、顶骨及枕骨,由于类骨质增生而隆起,形成方颅,或因睡眠压迫而变形。病儿出牙迟,有出生后十个月尚未出牙或3岁以下乳齿尚未齐者。佝偻病儿的牙齿排列和发育往往也不好;在胸部,肋骨骺端肥大,触诊可摸到钝圆形隆起,在第6~10肋最明显,外观似串珠(rachitic rosary)。1岁以内的小儿胃肋骨软化,胸廓因受膈肌收缩而内陷,呈现沿胸骨下缘水平的凹沟,称为赫氏沟(Harrisons groove)。2岁以上病儿可见有鸡胸等胸廓畸形;四肢,长骨干骺端肥大,尤以腕部明显,桡骨、尺骨端呈钝圆形隆起,开似手镯(6个月到3岁的重度佝偻病儿多见)。上下肢均可因承重而弯曲变形,能爬行时可发生上肢弯曲,较大的儿童能站立行走时则发生下肢变曲,出现:“O”型腿或“X”型腿。检查时取立位,两腿靠拢,膝关节相距3cm以下者为轻度“O”形腿,3~6cm者为中度,6cm以上者为重度。“X”型腿的检查标准与此相同,但检查时两膝告拢,测两踝间的距离,脊柱受重力影响可发生侧向或前后向弯曲;骨盆前后径短,耻骨狭窄。严重的佝偻病儿容易发生骨折,最常见的是桡骨或腓骨骨折,也可发生于股骨、肋骨、锁骨。此外,佝偻病也是胫骨弯曲及扁平足发生的原因。

维生素D缺乏,钙、磷代谢障碍对机体的影响是全身性的。佝偻病儿一般发育不良,神情呆滞,条件反射的建立缓慢且不巩固。能直立行走的时间也较晚。兼有营养不良的儿童常有毛发稀疏、枕秃、面色苍白、贫血、肌肉及韧带无力、腹部膨大、肝脾肿大等现象。由于低血钙,6个月以下的小儿常出现肌痉挛或手足搐搦,更大些的儿童可有骨痛、骨变形等表现。由于胸廓畸形,呼吸运动受限制,病儿容易继发肺部感染。也常见消化系统的功能障碍。

临床上根据病情分型:轻型以神经精神症状为主,骨骼变化不显著;中度患儿头部、胸部及四肢有较明显的骨骼变形,并有轻度的全身症状;重型佝偻病儿骨骼变形及全身症状明显。急性佝偻病的症状发展迅速,骨质变化以软化为主,多见于6个月以下的婴儿;亚急性佝偻病症状的出现比较缓慢,骨质变化以增生为主,多发生于年龄较大的儿童:复发性佝偻病症状的反复与季节、生活及喂养情况、其它疾病及过早停止治疗等因素有关。

16.4.2 骨软化症

发生于骨生长发育已完全的成年人,多见于妊娠、多产的妇女及体弱多病的老人。最常见的症是骨痛、肌无力和骨压痛。重度患者脊柱有压迫性弯曲,身材变矮,骨盆变形等现象,但肌痉挛及手足搐搦的发生并不多见。

发病初期,骨痛往往是模糊的,常在腰背部或下肢,痛的部位不固定,并且其发作也没有一定的规律性,一般是在活动时加重。因为没有显著的体征,往往被认为是风湿或神经官能症。肌无力(包括近体部位的大肌肉)是维生素D缺乏的一个重要表现。开始患者的感觉是上楼梯或从坐位起立时很吃力,病情加剧时,患者甚至完全不能行走。在骨痛与肌无力同时存在的情况下,患者步态特殊,被称为“鸭步(waddling)”或“企鹅步态(penguin gait)”。

胃切除手术发生骨软化症的患者往往发和肌无力,当肌无力与肌萎缩很明显时,有时可能被误诊为原发性肌病(myopathy)。因为血清中的肌酸一般没有变化,所以肌病一般要靠临床诊断确定。肌电图可以检查肌病是否存在。肌组织活体检查 (biopsy)常可见到弥漫性的肌萎缩,电镜检查,肌微纤维、肌细胞线粒体和胞浆的组分有退行性病变。

体检时,骨软化症患者胸骨、肋骨、骨盆及大关节处,往往有明显的压痛,有的有自发性、多发性骨折或假性骨折,包括股骨粗隆下骨折或椎体的压迫性骨折等。

16.5 诊断

对于维生素D缺乏病需要根据病史、症状、体征、化验及X线检查作出全面的诊断。

长期以来,低血钙、低血磷和血清碱性磷酸酶活性被认为是佝偻病和骨软化症生化改变的典型表现,但这并不是绝对肯定的,据Morgan等(1970)报道,胃切除后发生骨软化症的患者65%有低钙血症,52%有低磷血症,91%有碱性磷酸酶活性升高。骨软化症和低蛋白血症同时存在时,由于蛋白结合钙减少,血清总钙也降低,在这种情况下,可能误诊低血钙是由于白蛋白减少造成的。测定血 Ca2+可以识别血钙减少的原因。

六十年代中期,血清钙、磷乘积已被认为是诊断佝偻病或骨软化症的一个有用的指标,对判断骨软化症患者骨变化也是重要的,但后来有报道(Paterson,C.R.1974)钙、磷溶解度乘积在骨软化症患者与正常人之间有部分地重叠,所以在钙、磷乘积正常的情况下,也能发生骨软化症。

维生素D缺乏时,低血钙可导致甲状旁腺机能增强,血清中PTH含量升高,Arnaud 等(1975)测定半岁至3岁半的佝偻病儿童血液PTH、无机磷、25-(OH)D及血钙等生化指标的结果见图16-3。这些儿童的病情按Fraser等的标准分为三期:Ⅰ期,特点是血钙降低,血清PTH升高,血磷正常或有轻度的下降。25-(OH)D的水平约降低到正常值的一半;Ⅱ期,血清25-(OH)D继续有轻度下降或无明显变化,而血清钙恢复到正常水平,PTH略低于Ⅰ期,有明显的血磷降低,骨胳的损害增加:Ⅲ期,有明显的佝偻病症状,血清PTH进一步升高,低血钙较Ⅰ期更显著,并有低磷血症。图中曲线表明PTH的升高与血钙的降低相呼应,反映维生素D缺乏与继发性甲状旁腺机能亢进间的联系,低血磷症也是甲状旁腺机能亢进,尿磷酸盐排出量增加的结果,并证明骨质的变化与血磷的降低有一致的关系。

不同程度的佝偻病儿童的血液生化改变

图16-3 不同程度的佝偻病儿童的血液生化改变

(Mrnaud,S.S.et al,1975)

Paunier L,介绍了另一种与此类似的佝偻病分期标准:

Ⅰ期;维生素D缺乏的幼儿出现低钙血症,由于血钙降低可发生痉挛和手足搐搦,但骨骼的变化不明显;

Ⅱ期:由于低血钙引起甲状旁腺机能亢进,血钙恢复而血磷降低,血清碱性磷酸酶活性升高,骨骼有佝偻病变化;

Ⅲ期:体内钙储存量减少,骨盐减少,出现明显的佝偻病症状,甲状旁腺机能亢进,同时有低血钙和低血磷。

表16-4 佝偻病的分期及临床、生化和X线所见

分期 血清 临床表现 X线征候
碱性磷酸酶
降低 正常或降低 略升高 痉挛和手足搐搦
正常 正常后降低 升高 轻度佝偻病
降低 降低 明显升高 明显的佝偻病和低血钙 明显

应当指出:不管X线的检查结果如何,根据血清钙、磷和碱性磷酸酶的变化来诊断维生素D缺乏病,一般来讲是可靠的,但这些指标并不是维生素D缺乏的特异性指标,特别是碱性磷酸酶活性受多种因素的影响。例如;除佝偻病外,碱性磷酸酶活性升高也可见于甲状旁腺机能亢进。 Pager 病等其它疾病。相比,营养不良的儿童缺乏维生素D,血清碱性磷酸酶的升高可能并不显著。

25-(OH)D3是维生素D3在血液中主要的存在形式,成年人血浆25 -(OH)D3的正常值为25 ~40 ng·ml-1,而1,25 -(OH)2D3只有30 ~40 pg·ml-1。维生素D缺乏时,血浆25 -(OH)-D3减少,用维生素D治疗时,25 -(OH)D3升高,所以血浆25 -(OH)D3的水平可以反映维生素D的营养状况。但维生素D的营养状况与骨质的变化并不是完全平行的,血浆25 -(OH)-D3含量偏低的人,不见得都有维生素D缺乏的骨质变化。

肾小管对无机磷的重吸收减少,尿磷酸盐排出量增加,发生低磷血症,是维生素D缺乏时常见的现象。低钙尿症(hypocalceuria)可能与血钙低有关。静脉输入钙溶液时,钙的存留量明显增加,这种方法可用于维生素D缺乏性佝偻病的诊断。

维生素D缺乏病患者尿氨基酸、羟脯氨酸的排出增加,用维生素D治疗时,可使排出量减少。尿氧基酸和羟脯氨酸排出量增加,可能与甲状旁腺的功能亢进有关。PTH使破骨细胞的活性增强,抑制成骨细胞的作用,使骨胶原的分解增加,合成减少,所以尿羟脯氨酸的排出量增加。

用放射性同位素标记的焦磷酸盐进行骨扫描,可以检测骨组织代谢的变化。多种代谢性骨病的骨组织对焦磷酸盐的摄取量增加。焦磷酸的摄取量与胶原代谢有关。

X线检查对佝偻病的早期诊断意义不大,但对极期和恢复期病例能判断骨质变化的情况,极期佝偻病患者骨骺临时钙化带增宽、模糊,干骺端呈绒毛状。随着病情的发展,临时钙化带消失,干骺端呈毛刷状、变宽,骨皮质变薄,成骨中心模糊不清,并且出现时间晚。严重干骺端呈杯口形凹陷,骨质脱钙,可有畸形或骨折。恢复期干骺端的密度增加,骨皮质加厚。病变反复发生者可见有多层生长障碍线存在,长骨的这些变化在尺骨骺端出现最早,消失也最晚。有肋骨串珠的佝偻病儿童,X线检查,有肋骨与肋软骨交界处可以看到模糊增大的阴影。脊柱椎体的周围有脱钙现象,椎体变扁,椎间隙宽大,椎体前缘可见压迫性狭窄。恢复期椎体边缘的密度增加。

因为X线检查发现在有些儿童临床观察虽然完全正常,但确曾患过佝偻病,也有临床症状X线检查无异常发现的,所以X线检查与临床、化验相结合,对于判断佝偻病的发病情况是必要的。

骨软化症X线检查最常见的现象是骨质疏松、畸形和骨折。Nordin,C(1979)指出骨软化症的特点是骨盐减少,而骨组织并未减少,而老年性骨质疏松的骨盐含量正常,骨组织减少。骨质疏松(osteoporosis)的病因还不清楚,可能与雌激素减少、缺钙、运动功能减退(hypo-kinesia)等因素有关,但不是维生素D缺乏引起的,但骨质软化与骨质疏松可以同时存在。

骨软化症骨密度下降,骨皮质变薄,患者往往有假性骨折、部分骨折或完全骨折,而无移位的骨折多见于骨盆、股骨中下段、尺骨、桡骨等处,如无有效的治疗,往往很难愈合。X线图象也看不到进展。

约有1/3的骨软化症患者X线检查时,可以见到骨膜下侵蚀(erosions)及指骨纹理增加现象。

应当指出:骨软化症患者的X线图象也可能完全正常,没有假性骨折也不能排险维生素D缺乏的诊断。

附:佝偻病的诊断标准

19 77 年黑龙江全国佝偻病防治科研协作组制订

19 80 年黑龙江全国佝偻病防治科研协作组修改

一、全国诊断标准

1.佝偻病激期以骨骼改变程度分:

①轻度(Ⅰ0):有轻度颅骨软化、方颅、“串珠”等骨骼改变;

②中度(Ⅱ0):有中等程度骨骼改变,如有典型的“佝偻病串珠”和“手镯”、肋软沟、鸡胸。可有轻度颧度下肢畸形,前囟闭合迟,出牙晚等;

③重度(Ⅲ);有严重的骨骼畸形,如鸡胸、下肢重度畸形和脊柱弯曲等。

2.按佝偻病的活动程度分:

①初期:有多汗、夜惊、烦躁不安等神经精神症状,血液生化指标变化不大,血钙稍低或正常,血磷正常或稍下降,碱性磷酸酶正常或稍升高。X线检查无异常或可见长骨临时钙化带稍模糊。

② 激期:多汗、夜惊、烦躁不安等神经精神症状明显。可有运动功能障碍等临床表现。血清钙、磷下降(磷比钙更明显)。碱性磷酸酶活性继续升高。X线检查可见长骨骺端临时钙化带消失,骨骺软骨加宽,干骺端呈毛刷状、杯口状改变。

③恢复期:上述临床症状及体症减轻或趋向消失,血清钙、磷逐渐回升,碱性磷酸酶逐渐降低,恢复正常。X线检查可见长骨骺端临时钙化带重新出现及骨质恢复的其分表现。

后遗症;原有佝偻病已治愈,临床症状消失,血液生化指标正常,X线所见正常或留有临床时钙化带增厚等(不属于活动性佝偻病范围),但仍有不同程度的骨胳畸形或有运动功能障碍。

治愈标准:神经精神病症状消失,颅骨软化消失,“串珠”、“手镯”、由钝圆变锐,方颅、鸡胸、下肢弯曲等症状显著减轻,血液生化及X线图象恢复正常,或仅有临时钙化带增宽。

二、简易诊断标准(供一般防治用,适用于没有X线及生化检验的基层单位)

应注意病史询问,如早产、出生体重、居住条件、营养及日照时间等。

1.初期:病史中有可能发生佝偻病的条件,有多汗、夜惊、烦躁不安等临床表现及轻度骨骼改变等。

2.激期:有明显的多汗、夜惊、烦躁不安等临床症状,有典型的“串珠”、“手镯”、运动功能障碍等临床体征。重者可伴有贫血、腹大、肝大等。

3.恢复期;上述症状及体征减轻、好转或接近消失。

后遗传;仅留有不同程度的骨骼畸形。

治愈标准:神经精神症状消失1~3个月。颅骨软化消失,“串珠”及“手镯”由钝圆变锐,方颅、鸡胸、下肢弯曲等体征显著减轻。

三、关于先天性佝偻病诊断的参考意见。

1.骨骼改变的特征:可出现颅骨软化(需与生理性、非营养性的颅骨软化鉴别)、“串珠”、“手镯”、漏斗胸、鸡胸等。

2.X线图象特征;干骺端模糊,骨骺软骨加宽,干骺端凹陷或呈杯状。有骨质疏松现象,临时钙化带模糊不清。

3.孕妇情况:妊娠后期多有缺钙现象,如牙齿松动、下肢麻木酸痛感,腓肠肌痉挛,血清钙、磷乘积偏低等。

4.血液生化改变:由于新生儿期,特别是一周内的新生儿血液生化指标不稳定,变化大,按血液生化指标诊断新生儿佝偻病的问题尚待进一步研究。

16.6 防治

在许多地区,营养性维生素D缺乏病现在还是影响儿童、妇女和老年人健康的一个社会性问题,做好其防治工作是卫生保健工作者的一项重要任务。因为气候环境、社会经济条件、饮食营养、生活习惯及其它疾病等因素均与维生素D缺乏病的发生有关,所以需要根据实际情况制订和采取相应的综合性防治措施。

16.6.1 预防措施

(1)调查发病情况,分析病因,制定防治方案。

(2)建立和建全卫生保健组织,对容易发病的婴幼儿、孕妇、乳母和体弱多病的老年人,以及由于职业性因素限制接受日光照射不足的人,需要重点照顾,做好系统的管理工作。预防工作需及早开始。为了预防小儿佝偻病的发生,从新生儿时期就应开始定期家访和体验。要普及育儿及防治佝偻病的知识,进行预防性的补充维生素D,把防病知道交给群众,使群众都了解维生素D缺乏病的病因、表现及危害,依靠群众自己起来向疾病斗争,是做好防病工作的基础。

(3)鼓励户外活动,使机体得到充分的日光照射,这是预防佝偻病和骨软化症最简便有效的方法。户外活动的关键在于早期开始和坚持经常。户外活动不仅可增加皮肤中维生素D3的生成,而且能使人保持良好的精神状态,促进新陈代谢,减少疾病。多种疾病能导致和促进维生素D缺乏病的发生。

(4)补充维生素D,由于一般食物中的维生素D含量很少,对婴幼儿来讲,有缺少日光照射的条件下,单靠天然食品更难满足机体的需要,所以补允维生素D是很必要的。补充的方法:

①使用维生素D强化的牛奶(含量为400~500IU·L-1),一般均能防止佝偻病的发生,但采取这种措施需注意避免摄入维生素D过多,在使用维生素D强化牛奶以外的食品时,更应特别谨慎。

②小儿出生后1~2星期,直到2岁,在其食用的牛奶中每天滴加400~1000IU维生素D滴剂,这种方法也是可行的.虽然维生素D滴剂可能吸收较差,但这种添加剂量仍是有效的预防剂量不宜过大.只有在医师指导下才可使用大剂量维生素D制剂,并应注意血钙和尿钙的变化.

③ 间断补充大剂量维生素D:从新生儿出生后半个月开始,南方地区每月补充维生素D糖丸1粒(含50000IU),北方地区每月2粒。半岁以上的儿童,夏季可停止使用:对北方地区1岁以内的儿童,也可以在冬春季分2次口服或注射维生素D280万国际单位(或维生素D3600000IU),南方儿童可一次使用维生素D240万国际单位(或维生素D3300000IU)。对1~3岁儿童的使用剂量应较1岁以内儿童减半。

(5)注意饮食营养

①选用富含维生素D及钙含量高的食物对婴儿来讲,母乳是最适宜的天然食品,喂养方法简便、卫生、营养成分适合幼儿的消化能力和需要。母乳不足时,应选用配方合理的代乳食品。

②及时添加辅食随着小儿的生长,应根据其消化吸收能力和生理需要添加辅食 ,补充机体需要的营养。辅食的添加应由少到多,逐步增加。

(6)先天性佝偻病的预防足月儿需要的钙,其中80%是在妊娠后3个月从母体得到的。在此期间,胎儿每公斤重每天需自母体获得100~150mg 钙,所以做好围产期保健工作,使孕妇够的维生素D、钙、磷等营养,既可补充母体的需要,又能保护胎儿。对预防先天性佝偻病,这在北方地区寒冷季节尤为重要。妊娠后期出现低钙症状的孕妇,应视为预防工作的重点对象。孕妇、乳母每日服用维生素D1000~2000IU,钙1~2g,有良好的预防效果。

16.6.2 治疗

充分利用日光紫外线和选用维生素D丰富的食品,对佝偻病及骨软化症都有积极的作用,但治疗维生素D缺乏病最主要的还是使用维生素D制剂。

(1)普通疗法 根据病情轻重每日服用5000~10000IU维生素D,4~6星期后改用预防剂量,每日1000IU。

(2)突击疗法肌肉注射维生素D2,隔3天注射一次,I度佝偻病注意2次,Ⅱ度者3次,Ⅲ度者4次或5次。每次400000IU;使用维生素D3JF ,Ⅰ度者注射一次,Ⅱ度者每星期注射一次,连续2星期,Ⅲ度者每星期注射一次,连续3星期。每次注射维生素D3600000IU。

进行突击治疗后,为巩固疗效,Ⅱ度及Ⅲ度患者可每月服用维生素D2100000IU,连续服用2~4个月。南方地区日光照射时间长,佝偻病一般较轻,应适当减少治疗剂量。

突击疗法见效快,但疗程并不缩短,也不能完全防止复发,并且可能发生高钙血症和高磷血症。对于下肢骨骼畸形严重的佝偻病儿不适宜,因骨组织过早的钙化,可使骨畸形遗留下来,失去自然逐渐校正的机会。虽然突击疗法在这些局限性,但由于这种疗法简便易行,所以被广泛采用。

江西医学院采用肌肉注射维生素D3突击疗法,每星期一次,300000IU,Ⅰ度佝偻病治疗1星期,Ⅱ度者2星期,Ⅲ度者3星期。治疗期间,每日口服钙片2g,疗效明显,骨质修复现象最可出现于肌肉注射后2星期,未见有中毒反应。

中国医学科学院儿科研究所用口服维生素D2突击疗法,首次突击剂量:Ⅰ度佝偻病用300000IU,Ⅱ度者用600000IU,以后每隔一个月口服维生素D2100000IU,连服3次。在治疗期内,每日补充钙片3~6g,疗效也很好。

(3)捏积疗法 鉴于营养不良、胃肠道及呼吸道疾病往往与维生素D缺乏的发生相互影响,中医捏积疗法对营养不良有显著的疗效。翁礼桐等曾对佳木斯市某托儿所3岁以下的佝偻病儿童进行治疗观察,接受治疗儿童按年龄、营养状况及佝偻病的轻重分为四组,每组80~150人:①捏积治疗组,每天捏积一次,6天为一疗程,每月进行一个疗程的治疗;②维生素D2治疗组,口服治疗组D2600000IU,分2次服用,间隔1星期。3个月后再口服100000IU维生素D2;③综合治疗组,同上方法在捏积治疗的同时服用维生素D2;④对照组,不给予任何治疗。晴天时,所有1岁半以上儿童每日有1h的户外活动。治疗结果表明;从临床症状、血液生化和X线检查结果看,捏积治疗与维生素D2治疗的效果相似,综合治疗的效果最好。腕部X线检查结果说明,治疗4个月后,综合治疗组的治愈率为80%。维生素D2组和捏积组分虽为58%和53%,对照组虽然也有47%的自然治愈,而恶化者却有26%。此结果与临床检查及血清钙、磷的测定结果基本相符。现在捏积法对营养不良及佝偻病防治作用的机理还不清楚。翁礼桐等认为可能与捏积对副交感神经功能的影响有关。

16.7 维生素D的临床应用

近年来随着人们对维生素D代谢及其生物效应的了解,病理性维生素D缺乏的问题引起了人们广泛的重视。病理性维生素D缺乏病的发生,主要是由于机体内在原因,维生素D的代谢不能正常进行,25-(OH)D1,25-(OH)2D等活性代谢物的生成减少。所以,在食物维生素D能满足正常生理需要的情况下,也可以发生维生素D缺乏的症状。并有这种维生素D缺乏病需要使用大剂量的维生素D或使用活性维生素D代谢才能治疗。现将临床方面可能与维生素D代谢障碍有关的一些疾病简介于下。

16.7.1 肝病

食物脂肪中维生素D的吸收有赖于胆汁的分泌,并且肝脏是维生素D代谢生成25-(OH)D的主要器官,所以肝病患者往往有维生素D缺乏和维生素D缺乏和维生素D代谢障碍。肝病患者食欲降低,厌食油脂多的食物,接受日光照射少,脂肪吸收能力差,营养不良,这些都是导致维生素D缺乏的原因;肝炎和肝硬化病人维生素D代谢障碍的表现是:血浆25-(OH)D3含量降低,肠钙吸收减少,可以发生低血钙、佝偻病或骨软化症,骨质疏松也很常见。用维生素D治疗效果不显著,用25-(OH)D3(60μg·d-1)治疗,有显著的效果。但也有人(Long,R.G.等1976)报道,肝硬化患者接受紫外线照射或肌肉注射维生素D3(2.5mg·d-1),能使血浆25-(OH)D3升高,这表明肝病患者维生素D缺乏比维生素D代谢障碍的存在更值得重视。

胆汁性肝硬变(biliary cirrhosis)的患者的骨病发生率高,这可能与25-(OH)D3需通过胆汗的正常分泌与进行肠肝循环(enterohepatic circulation)有关。对于维生素D是否能使胆汁性肝硬变患者血浆中25-(OH)D3 升高,人们的认识还不一致。但用25-(OH)D3治疗能使血浆25-(OH)D3 升高,临床症状好转,这是可以肯定的。

Krawitt等(1975)用实验动物的小肠进行离体实验,结果表明:酒精能降低肠钙的吸收,而且使用1,25-(OH)2D3治疗也不能纠正。这说明酒精对肠钙的运转有直接的影响;Dalen和Lanke(1976)报道:慢性酒精中毒的人,骨盐的丧失率大于健康人。临床上还注意到慢性洒精中毒的人往往有维生素D缺乏,血中维生素D活性代谢物减少,容易发生骨软化症和骨折。

16.7.2 抗惊厥药物治疗导致的骨质变化

虽然临床使用苯巴比妥药物已有多年,但直到六十年代后期,人们才注意到长期服用这类药物,能使血清碱性磷酸酶升高,血浆25-(OH)D3减少,血钙降低,并发生佝偻病或骨软化症。Crosley等(1975)报道,服用苯巴比妥类药物的儿童,有42%的血清碱性磷酸酶升高,血清钙、磷异常的很少。X线检查有佝偻病表现的占8%; Mosekilde和Melsen(1976)对60名接受抗厥药物治疗的患者检查:7%有低血钙,42%有碱性磷酸酶活性升高,53%有类骨质增生,69%有破骨吸收面扩大,75%有骨细胞周围空腔扩大。骨组织的这些变化与有继发性甲状腺机能亢进的骨软化症相似;Bouillon等(1975)报道,用苯巴比妥类药物治疗的患者,有25%血清PTH升高,血清钙只有轻度下降。

现在多数学者认为苯巴比妥类药物能激活肝细胞微粒体混合氧化酶系统(hepatic microlomal mixed-oxidaseenzyme system)的活性,使类固醇类激素的降解加快。维生素D活性代谢的迅速破坏,可能是血钙降低、甲状旁腺机能亢进和骨质变化的原因。但也有报告,用抗惊厥药物治疗的儿童血中1,25-(OH)2D3正常,甚至升高。所以还不能排除苯巴比妥类药物使肠粘膜对1,25-(OH)2D3的反应降低、肠钙吸收减少,而引起上述种种变化有可能。

HarrisonH.E.(1975)指出,联合或单独使用抗惊厥药物时,用药剂量、疗程长短、甲状旁腺机能状况、个体敏感性及维生素D营养状况等因素均对血浆25-(OH)D3含量有影响。为安全计,长期治疗的患者,最好每星期补充维生素D33000IU。也有人建议,成年人接受苯巴经妥英钠联合治疗时,每星期补充5000IU维生素D3,儿童每星期补充10000IU。

长期接受抗惊厥药物治疗的患者,预防维生素D缺乏病的发生是十分必要的,因为低血钙能使神经元的兴奋性增加,癫痫更容易发作,有骨软化症的患者在癫痫发作时,最容易发生骨折。

有报道其他能激活肝细胞微粒体本科活性的药物,如导眠能(doriden),也能导致骨软化症发生。同时使用抗惊厥药物和乙酰唑胺(acetazolamide)治疗时,更容易发生骨软化症和甲状旁腺机能亢进。

16.7.3 维生素D依赖性佝偻病(Vitamin D dependency rickets)

发生于1岁以内的儿童,病因是肾脏25-(OH)D-1α-羟化酶有隐性遗传缺陷,血中1,25-(OH)2D3的含量很低,患者有低钙血症、低磷血症、尿氨基酸排出量增加,骨和肝脏碱性磷酸同工酶升高,骨质有严重的佝偻病表现,包括生长迟缓和牙齿釉质发育不良,但血中25-(OH)D3含量并不低。这种病与低磷血症佝偻病(hypophosphatemic) 的不同点是有低钙血症存在,与营养性佝偻病(nutritional rickets)有不同在于用一般剂量的维生素D或25-(OH)D治疗效果不大。因为病儿的维生素D摄入量及接受的日光照射并不低于正常儿童,所以这种病又被称为假性维生素D缺乏性佝偻病 (pseudovitaminD deficicncy ricdets)。Fraser等(1973)报告:用生理剂量的1,25-(OH)2D3(每天1.0μg)或1α-(OH)D3 治疗,效果显著,而用25-(OH)D3 每天需0.4~0.7mg,用维生素D每天需1.25~2.5mg.Baler ,M.G.(1976)报道,维生素D3、25-(OH)D3 T 1,25-(OH)2D3 对维生素D依赖性佝偻病的治疗效率比为1700:500:1。因为超常量的维生素D及25-(OH)D对本病也有一定的疗效,所以肾脏1,25-(OH)2D3生成障碍的病因学说尚待进一步研究。

也有些病儿血中维生素D3 活性代谢物的含量并不低,推测症状的发生可能与肠、肾、骨等靶细胞中维生素D受体的异常有关。

不同人血浆1,25 -(OH)2-D3的测定结果

16-4 不同人血浆1,25 -(OH)2-D3的测定结果

(a)58例肾功能正常人 (b)50例慢性肾功能衰竭者

(c)8例肾切除者 (d)5例多囊肾

引自Coburn and Braulbar(1980)

16.7.4 肾病

肾脏是机体产生1,25-(OH)2D3的唯一场所,肾功能不全时,25-(OH)D3转化1,25-(OH)2D3的数量减少,肠钙吸收率低,可以导致肾性骨病的发生。正常人和肾病患者血浆1,25-(OH)2D3的测定结果见图16-4。

肾功能不全时,由于1,25-(OH)2D3生成减少,肠钙吸收不良,血钙降低,可导致甲状旁腺机能亢进和骨软化症发生。有报道,慢性肾功能衰竭的成年患者50~80%有不同程度的骨病变;Balsyn 等分析149例慢性肾功能衰竭的儿童,发生严重肾性骨营养不良者41例,其中继发于慢性肾小球疾病者21例,继发于不同类型肾小管疾病者20例。另外,由于肾病肾小球对磷酸盐的滤过率下降,可使血磷浓度升高。当血磷浓度增加而还不能为PTH所阻止时,高磷血症可使1, 1,25-(OH)2D3的生成进一步受到抑制,更加重1,1,25-(OH)2D3的不足。

应当指出,并非所有的慢性肾病患者都有相同的维生素D代谢障碍。根据慢性肾功能衰竭患者肠钙吸收测定的结果,表明与正常值范围有相当的交叉。即使是肾切除的人,骨组织活体检查也可以没有骨软化症现象。曾有人指出,只有尿毒症的人才有骨软化症。

治疗:一般治疗剂量的维生素D无效,但大剂量维生素D(100000~300000IU·d-1)能使钙吸收增加。慢性肾功能衰竭并有营养不良的患者,每日口服0.35~2.7μg1, 1,25-(OH)2D3,4~8天,可见肠钙吸收增加,但血钙、血磷无显著变化。延长治疗58~150天,碱性磷酸酶降低,甲状旁腺机能和骨质变化好转。口服1α-(OH)D3,每天1~2μg(或每kg体重0.1~0.2μ g),病情也可以逐步好转。然而也有些长期治疗的患者,虽然血钙能恢复正常水平,骨软化症的骨质变化并不能治愈,这表明尿毒病可能还有其它未知因素影响骨质的矿化。在使用抗惊厥药物治疗时,更容易发生肾性骨软化症。

16.7.5 多发性肾近曲细管功能不全 (Fanconis syndrome)

特征是多发性肾近曲细管机能障碍,血浆1,25-(OH)2D3含量降低,肾曲细管对氨基酸、葡萄糖、磷酸盐、重碳酸盐等的重吸收能力下降。临床上可见于镉、铅等重金属中毒、糖原病、胱氨酸尿症、酪氨酸尿症及某些有毒的有机化合物(如四环素族)引起的自发性退行性病变等情况下。低磷血症是患者突出的表现,也是骨病变的主要原因。患者一般有佝偻病或骨软化症的骨质变化。然而用维生素D治疗,在血磷无明显变化的情况下,骨质病变也能好转。

Brewer等(1977)顺丁烯二酸 (maleic acid)损害肾曲细管,能产生类似 Fanconi 综合征的现象。给大鼠顺丁烯二酸,则1,25-(OH)2D3的生成明显减少。用缺维生素D的鸡肾脏进行体外实验,证明顺丁烯二酸对25-(OH)D3转化为1,25(OH)2D3 有抑制作用。由于顺丁烯二酸损伤肾脏细胞线粒体的氧化机能,所以他们认为Fanconi综合征可能是25-(OH)D-1α-羟化酶系统受到损伤的结果。

治疗:以治疗原发性疾病为主,用大剂量VD(25000~50000IU·d-1·)可以使糖尿、氨基酸尿和低磷血症得到纠正。

16.7.6 糖尿病

用四氧嘧啶(alloxan)或链脲霉素 (streptozotocin)使大鼠发生糖尿病时,可以看到肠钙吸收减少,肠钙结合蛋白也少,但血中25-(OH)D3和PTH的含量并未降低。在这种情况下用维生素D3或25-(OH)D3治疗,效果不明显,而用胰岛素,1,25-(OH)2D3或1α-(OH)D3治疗,都能使肠钙吸收恢复正常。这说明实验性糖尿病动物的肠钙吸收障碍,是由于1,25-(OH)2D3生成障碍所致,但这类动物实验的结果对人的意义还不清楚。有人报道,糖尿病患者骨密度降低,有骨质疏松,骨折的发生率高于同年龄的对照。是否糖尿病患者有维生素D代谢障碍,并与骨质变化有关,还有待进一步研究。Haussler等(1977)认为1,25-(OH)2D3生成障碍是糖尿病患者骨质丧失的原因。

16.7.7 遗传性原发低磷血症(抗维生素D性佝偻病,vitaminDresistant rickets)

多为伴X染色体遗传,但也可为常染色体显性或隐性遗传,也有散发病例,无家族史者,其临床特征是出生后早期就有尿磷增加,血磷降低,佝偻病症状和体征一般在一周岁后出现,病儿生长发育停滞。骨骼畸形首先出现在下肢。血清钙一般正常,PTH正常或略有升高,使用正常剂量,甚至大剂量维生素D或活性维生素D代谢物及紫外线照射,对于低磷血症均无疗效。

有人认为肠钙吸收降低,继发甲状腺机能亢进,尿磷增加,所以血磷降低。但切除甲状旁腺,并不能使肾小管对磷酸盐的重吸收增加,这表明血磷的减少与PTH的升高无关。患者血浆25-(OH)D3和1,25-(OH)2D3的含量正常,用25-(OH)D3治疗无效,用1,25-(OH)2D3 (2.7μg·d-1)治疗,虽然使肠钙吸收和尿钙排出增加,但仍不能使尿磷酸盐减少和血磷升高。补充磷酸盐对患者有明显的疗效。这表明这种低磷血症不像是维生素D代谢障碍引起的。Short等(1973,1976)指出,抗维生素D佝偻病患者血磷的降低,是由于肾小管对PTH的敏感性增加,肾小管对磷酸盐的重吸收减少、肠道磷酸盐的吸收也有障碍。虽然如此,静脉输入钙或使用1,25-(OH)2D3

仍可暂时地使肾小管对磷酸盐的重吸收增加,原因是血钙的升高能抑制长期使用高磷酸盐治疗继发的甲状旁腺机能亢进,并且肾小管虽有磷酸盐重吸收障碍,部分肾小管调节无机磷代谢的功能仍能受血钙的影响,所以血钙升高,高磷也有上升。

治疗:大剂量维生素D或25-(OH)D3 对佝偻病征象有治疗效果,但对低磷血症及生长发育停滞无效;静脉注射1,25-(OH)2D3,每次1μg,对肾小管磷酸盐的重吸收有暂时性的改善作用,但口服无效。

口服磷酸盐使血磷升高到4mg% 以上时,本病能迅速好转。因为大剂量使用磷酸盐影响钙的吸收,所以在治疗过程中应补充维生素D。

16.7.8 甲状旁腺机能亢进

有许多实验观察结果表明,甲状旁腺机能亢进时,维生素D的代谢有变化。Rasmussen H,(1959)报道,切除甲状旁腺的动物肠钙吸收减少;Birge,S.J 等(1969)报道,甲状旁腺机能亢进的患者肠钙吸收增加。但实验并未有证明PTH对肠钙吸收有直接的促进作用,看来PTH似乎是通过促使25-(OH)D3生成1,25-(OH)2D3

而影响肠钙吸收的。Haussler,M .R .等(1976)报道,有半数以上的原发性甲状旁腺机能亢进患者血浆1,25-(OH)2D3的含量高于正常人(图16-5),并证明正常人肌肉注射甲状旁腺提取液,可使血浆1,25-(OH)2D3升高。.Hughes M.R.等(1975)报道,切除甲状腺及甲状旁腺能阻止食用低钙饲料的大鼠血浆1,25-(OH)2D3的升高,这表明食用低钙食物时,肠钙吸收的增加与PTH的分泌有关,但也有人(Kemm,J.R.1976)报道,切除甲状旁腺的大鼠经过较长时间的恢复后,食用低钙食物,肠钙吸收仍有升高现象.。

WoodhauseNJY 等(1971)报道,甲状旁腺机能亢进患者的纤维性骨炎每天用1,25mg维生素D2治疗后,X线图象有好转.这表明甲状旁腺机能亢进可使机体对维生素D的需要量增加.。Jowsey J(1968) 报道,原发性甲状旁腺机能亢进病人骨组织标本中常有骨软化症的表现。

血浆1,25-(OH)2D3的水平

图16-5 血浆1,25-(OH)2D3的水平

a.29名正常人 b.10名甲状腺机能降低者

c.4名假性甲状旁腺机能降低患者 d。20名甲状旁腺机能亢进者

e.10名由于肿瘤而有高血钙者引自 Haussler ,M.R.etal (1976)

16.7.9 甲状腺机能减退

在外科手术损伤及甲状腺旁腺或其血管供应时,或用131Ⅰ治疗甲状腺机能亢进损伤甲状旁腺时,或由于肿瘤转移等原因,都可以导致甲状腺机能减退。甲状旁腺机能减退的主要表现是肠钙吸收降低和低钙血症。Haussler等(1976)报道,约有2/3以上的患者血浆1,25-(OH)2D3低于正常(图16-5)。使用大剂量(1.25~2.5mg·d-1)的VD2(或VD3)或25-(OH)D3(15~125mg·d-1),才能防治低钙血症,但每天用1.0 ~2.0μg的1,25-(OH)2D3转化为1,25-(OH)2D3的减少,是发生低钙血症的主要原因,然而甲状旁腺机能减退时,血浆25-(OH)D3含量并不低,并且患者有高磷血症,骨盐转换率低,所以骨质变化并不明显。Russell等(1974)报道,每天用2.7μg1,25-(OH)2D3或1α-(OH)D3能使血钙及尿钙明显升高。

16.7.10 假甲状旁腺机能减退

是一种遗传性疾病。1942年,Albright,F.等报道有些患者有甲状旁腺机能减退的表现,但用甲状腺制剂治疗无效,他们指出原因在于这些病人的肾小管对PTH没有反应能力,PTH不能增加尿磷排出。

假甲状旁腺机能减退的主要临床表现是低血钙,骨骼发育异常,患者身材矮小,下肢短小,掌骨和跖骨短(特别是第4、5掌骨),有些家族中的患者有这种体征,但没有低钙血症,血浆PTH也不低。静脉输入钙后,PTH降低。Greenbcrg S.R..等(1972)报道,患者尿环磷腺苷(cAMP) 排出量少,使用甲状旁腺制剂也不能使尿cAMP 增加,其原因现在还不清楚。Marcus R等(1971)报道,患者肾脏中并不缺腺苷酸环化酶(adeny cylaslle);Bell,N.H 等(1972)指出患者对双丁酰环磷腺苷(dibutyryl-cAMP)仍有反应,这表明对cAMP的反应能力并未受到损害。

BrickmanA.S .等(1976)给假甲状旁腺机能减退患者中等剂量(每天0.5~1.0μg,连续5天)的1,25-(OH)2D3,测定尿cAMPC对PTH的反应,结果表明预先使用1,25-(OH)2D3能显著提高肾脏对PTH的反应能力。所以假甲状腺机能减退可能与机体内1,25-(OH)2D3缺乏有关。

16.7.11 骨质疏松

VD代谢与骨质疏松的关系还不清楚。骨质疏松的患者肠钙吸收往往有轻度的减少,血浆1,25-(OH)2D3可有也减少,使用1,25-(OH)2D3

或1α-(OH)D3可以使肠钙吸收增加。有些骨质疏松的患者,虽然血清25-(OH)D3含量正常,病理检查也可以有骨软化症的现象,用1α-(OH)D3治疗能使成骨机能好转。但是仅仅根据这些观察还不能断定骨质疏松就是维生素D代谢障碍的结果,因为现有大量资料说明骨质疏松的发生与运动功能减退、内分泌变化、遗传因素及食物钙、磷、蛋白质氨基酸成分等多种因素有关,骨质疏松患者常同时有维生素D缺乏或维生素D代谢障碍。所以,对于维生素D代谢与骨质疏松的关系,尚待进一步研究。

16.7.12 间质瘤(mesenchymal tumors )

这类肿瘤一般是孤立性的,可发生于浅表组织中,属血管性或纤维性瘤,也可以发生在骨内,为非骨性瘤。患者多为成年人,主要临床表现是肌无力、低磷血症、骨软化症或佝偻病,血清钙正常或偏低,其发病机理还不清楚。用大剂量维生素D治疗并补充磷酸盐,在不同患者间的疗效不同。但手术切除肿瘤后,可以得到治愈,对血浆1,25-(OH)2D3低的患者,用活性维生素D3治疗有效,所以有人推测间质瘤可能分泌有g1,25-(OH)2D3有生成的物质,因而能引起维生素D缺乏骨质的变化。

16.7.13 二磷酸盐(diphosphonate)

羟乙二磷酸二钠(乙二羟二磷酸盐,ethane-hydroxy-1 ,1 diphosphonate ,EHDP)是一种合成的、含有P-C-P链的化合物,它对钙代谢有类似焦磷酸盐的作用,但能抵抗酶的水解作用,所以功效大于焦磷酸盐。EHDP主要用于治疗复发性泌尿系统的结石症(recurrent urolithiasis)及Paget 病。Bonjiur ,J.P.等(1972)报道,EHDP能抑制肠钙的吸收,使血钙降低,使用1,25-(OH)2D3能克服这种副作用。HiII,L.F.等(1973)用大鼠实验证明EHDP(用量为40mg·kg-1· d-1)对1,25-(OH)2D3的生成有抑制作用。Bar和Hurwitz(1973)指出EHDP能使肠维生素D依赖性钙结合蛋白的生成减少。Fleisch和 Bonjour (1973)报道二磷酸盐可使某些儿童发生佝偻病,还有人(Russell)等,1974报道,Paget病患者使用EHDP(10~20mg·kg-1· d-1) 治疗,仍有不同程度的类骨质增生。1975年Uttley 等指出患异位钙化(ectopic calcification) 的儿童用EHDP(10~20mg·kg-1· d-1)治疗时,由于粪钙排出增加,氮平衡值下降。虽然使用1,25-(OH)2D3能防治EHDP的这种副作用,但并不能改进异常的骨质矿化(King等,1970; Bisaz等,1975)。由于二磷酸盐可能影响活性维生素D3生成,使肠钙的吸收减少,并损害骨质的矿化,这些副作用使其在临床方面的应用受到了一定的限制。

16.7.14 慢性镉中毒和锶中毒

五十年代在日本发现一种病,患者有明显的腰背痛、腿痛、肌无力、步态异常和进行性的骨胳变形,生化检验结果表明患者有蛋白尿,氨基酸尿,糖尿,血清钙、磷降低,碱性磷酸酶升高,骨X线和病理检查有骨软化症表现。流行病学研究证明是慢性镉中毒。食物营养、妇女多次妊娠可能与发病也有关系。用大剂量维生素D治疗一般有效。有人曾报道给动物镉可引起类似于Fanconi综合征的表现,然而在短时间的实验中给大鼠镉,未见有维生素D代谢异常。近年来有报道,慢性镉中毒引起骨质病变的原因可能是肾小管功能受损害的结果。

锶中毒也能引起骨质的病变,原因是肾脏25-羟维生素D3-1α羟化酶的作用受到抑制不能正常生成1,25-(OH)2D3

16.7.15 激素

七十年代以来,有一系列的报告指出糖皮质激素、Cushing病可使肠钙吸收减少,并导致骨盐丧失,可的松能降低维生素D的作用。还有人报告,即使在使用活性维生素D3的条件下,类固醇类激素也能抑制肠钙的吸收,所以认为类固醇使靶组织对维生素D作用的反应能力降低是骨质病变发生的原因。但也有报告,类固醇造成的骨营养不良可以用大剂量维生素D或25-(OH)D3预防;各种胶原病患者血浆25-(OH)D3可的水平与糖皮质激素的使用剂量呈负相关;使用1,25-(OH)2D3(0.4μg·d-1),或1α(OH)D3可使肠钙吸收恢复正常。这些观察表明类固醇对钙代谢的影响并非完全由于对靶组织的作用,而可能是由于维生素D代谢的改变。所以类固醇激素对维生素D作用 的机理尚待进一步研究,这些实验结果的差别也可能与类固醇的使用剂量不同有关。

近年来对维生素D代谢的研究虽有很大的进展,但在临床方面还难以解释正常人健康人(儿童生成期、妇女妊娠期和哺乳期)肠钙吸收变化的原因,由此促使人们地一步探讨其他激素对维生素D代谢的作用。七十年代后期的实验观察结果表明雌激素能促进1,25-(OH)2D3的生成。哺乳动物在哺乳期血浆1,25-(OH)2D3有明显的升高,孕妇血中的含量也高于未妊娠的妇女。有报告雌激素及催乳素(prolactin)有激发25-(OH)D-1α羟化酶活性的作用。这些资料表明妊娠期和哺乳期维生素(growth hormine)与催乳素分子结构的氨基酸排列顺序相似,这提示人们生长激素也可能有类似于催乳素的作用。Spencer和Tobiassen(1977)报道;在缺少生长激素时,1,25-(OH)2D3的生成减少。

VclentzasC.等(1977)报告甲状腺毒症 (thyrotoxicosis)患者血浆中25-(OH)D3减少。

16.8 维生素D的毒性和维生素D过多症

长期服用药理剂量的维生素D,不论在成年人或儿童都可引起中毒。维生素D在血浆中的存留时间相当长,大剂量使用后,能使几年内血浆维生素D的含量都维持在高的水平上。不同个体对维生素D的敏感性差别很大,敏感的人,即使服用较低剂量的维生素D也可能发生中毒。

维生素D中毒的症状和表现主要是高钙血症及由此引起的肾功能损害及软组织钙化等。临床表现包括:食欲减退、无力、心搏徐缓 、心律紊乱、恶心、呕吐、烦渴、便秘、多尿等。长期维生素D过多时,高钙血症可使动脉发生粥样硬化,并有广泛性的软组织钙化和不同程度的肾功能损伤。严重的维生素D中毒可以导致死亡。

高钙血症的持续时间比血钙升高的程度对肾脏有更大的影响。高钙血症对肾脏的影响:①抑制垂体后叶加压素对肾远曲小管的作用,使肾脏浓缩尿的机能受损害,导致多尿;②肾小管中磷酸钙沉积,发生钙化性肾功能不全(nephricalcinosis);③肾小管对肾小球滤出液中钙的重吸收减少;④抑制近曲小管和亨利襻对钠离子的重吸收;⑤肾小管对镁的重吸收减少;⑥尿钾排出量增加,发生低钾血症(hypokalcemia); ⑦肾小管上皮细胞发生退行性变和坏死,脱落的钙化上皮细胞可使管腔发生栓塞,导致肾水肿和肾盂积水,引起继发性尿道感染、慢性肾盂肾炎(pyelonephritis)、肾硬化(nephrosclerosis ) 及肾性高血压。

发生氮血症(azoteimia)的患者多尿,并有尿毒症症状。当血清钙降低到正常水平时,氮血症症状也明显好转 。

维生素D摄入量与血脂的含量也有关系,文献报道:维生素D能促使健康人血脂升高,曾有人观察到60岁以上的老年人血清甘油三酯与钙浓度呈负相关,也有人报告长期大剂量使用维生素D,能使血清胆固醇增高,血压上升。维生素D的摄入量与冠心病的死亡率也有关系。

婴儿高钙血症(infantile hypercalcemia)可因母体摄入过多维生素D而引起,在广泛使用各种维生素D强化食品的情况下,发病率有明显升高,因此已有建议:食物添加维生素D应仅限于按规定标准强化牛奶。但也有人认为这种病的发生可能与遗传因素影响,机体维生素D过敏有关。

婴儿高钙血症的表现与血钙的浓度有关,血钙不很高的儿童往往在出生3~7个月后突然发病,血钙逐渐升高,在没有特殊治疗的情况下,病情可以有反复,其预后一般良好,但也有在急性高血钙期死亡者。妊娠期子宫内的胎儿也可发生高钙血症,出生时体重小,心脏常有收缩期杂音,严重者并有智力发育不良及骨硬化(ostisclerosis)等现象,心血管和肾脏的缺陷很少能够得到恢复,其预后不良,有相当数量的病儿死于新生儿期。

维生素D中毒的机理现在还不很清楚。正常情况下,维生素D的代谢和血清钙、磷浓度的变化有一系列的反馈调节,所以一般不致使人中毒,有人认为服用大剂量维生素D时,可能与血浆蛋白结合有变化,由于维生素D及其代谢物在血中过饱和,使机体中毒;有人认为过量的维生素D的使氧化磷酸化发生脱偶联,是机体中毒的原因;Coburr,Brautbar等指出:肝脏和肾脏功能正常的人发生维生素D中毒时,血中25-(OH)D3有明显的升高(常达500~570ng·ml-1),而1,25-(OH)2D3正常或仅略有增加。而肾功能不全的人,1,25-(OH)2D3生成障碍,血中的含量减少,仍能产生维生素D中毒的高钙血症。因此,维生素D中毒时的高钙血症不像是1,25-(OH)2D3增加所引起的,25-(OH)D3与高钙血症的关系似更密切。体外实验也证明当血浆25-(OH)D3浓度急骤升高时,骨钙的释出显著增加。从这些资料来看,维生素D中毒的发生可能与肝脏维生素D-25-羟化酶系统调节机能的变化有关。

维生素D中毒的防治:①立即停止使用维生素D,并限制钙的摄入;②必要时使用糖皮质激素(强的松龙prednisolone,1~3 mg·kd-1)以阻断维生素D对肠的作用,降低血钙;③肌肉注射降钙素或使用二磷酸盐;④补充水份。

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17 营养性贫血

17.1 缺铁性贫血

缺铁性贫血(iron deficiency anemia,IDA)是常见的营养缺乏病,发病遍及世界各国,以6月至3岁小儿发病率最高。根据WHO资料小儿发病率高达52%,男性成人约为10%,女性20%以上,孕妇40%,上海医科大学儿科医院从城市1042名初生至13岁小儿的调查结果发现:3月组IDA发病率13.2%,6月组42.2%,1~〈2岁组31.8%,2岁以上较低,7~13岁组15.1%,又根据上海医科大学华山医院资料在非妊娠育龄女工中的IDA(Hb〈110g·L-1发病率为11.39%,妊娠女工中(Hb〈100g·L-1〉为19.28%。因此研究防治IDA,尤其是高发年龄组的IDA,是广大医务工作者的重要职责。

目前,认为由于各种原因引起的体内铁缺乏后至IDA出现有一演进过程:①铁减少期(iron depletion,ID),此时仅有体内储铁减少; ②红细胞生成缺铁期 (iron deficient erythropoiesisIDE); ③缺铁性贫血期。以上各期可分别用各种指标检测。由于铁缺乏研究的深入,所以,十分有利于防治工作的开展。

17.1.1 病因

体内铁的65%组成Hb,约30%以铁蛋白和含铁血黄素的形式储存于肝、脾、骨髓等网状内皮系统内,余下的分布于肌红蛋白、细胞色素及细胞内与氧化还原过程有关的酶中。血液中转运的铁仅占总量的0.12%左右。体内铁含量随年龄、体重及Hb水平而异。正常男性成人的总铁量约为50mg·kg-1,女性约为35mg·kg-1,新生儿约为60~70mg·kg-1。

铁的代谢是在一个基本闭合的循环中进行,红细胞经过约120天后破坏释放的铁,其中80%转运至骨髓而被再利用,20%则贮存于肝细胞及网状内皮系统备用。每天排出的铁量从摄入食物中得到补充,铁代谢处于动态平衡中。正常成人男性每日的铁排泄量为0.5~1.5mg,女性因月经每天平均多失铁1mg,故每天排泄量约2mg,哺乳期每天多1.5mg。最初2个月小儿从粪便丢失的铁相对地较成人为多,每天约1mg,小儿体表面积相对较大,自皮肤丢失的铁亦相对地较多,正常情况下<2岁小儿丢失铁约0.04mg·kg-1·d-1,2~8岁0.03mg·kg-1· d-1.如有额外需要如生长发育、妊娠、失血等,则必须从食物中吸收更多的铁以满足需要。各年龄组为维持体内铁的平衡每日所必需吸收的铁量见表17-1 。

(1)体内贮铁不足 婴儿时期的铁缺乏症与新生儿储铁有关,影响新生成储铁的因素有:

①妊娠时间与新生儿体重 妊娠前6个月时胎儿储铁较少,在最后3个月时储铁大量增多,所以早产儿、双胎、低出生体重儿易有铁营养缺乏。

②脐带结扎时间与方法 脐带血管内约有75~125ml血,此量约等于新生儿血容量之1/4~1/3。延缓脐带结扎,将脐带血挤入新生儿或结扎时胎盘位置低于产妇时,均可增加新生儿的血红蛋白值及体内含铁量;

③有无胎儿至胎儿或胎儿至母体的输血 已知约有15%的单绒毛膜胎盘的双胎有明显的胎胎间输血。

④母亲的铁营养状态 多数学者认为IDA与正常母亲的新生儿,其脐血的血红蛋白值无差异但另有学者发现随母亲贫血程度不同,脐血的血红蛋白虽在正常范围,但脐血的血清铁、运铁蛋白饱和度血清铁蛋白的含量有明显差异。并认为母体妊娠早期出现的中度至重度贫血,可影响胎盘结构和功能,如铁的转运和其他造血物质进入胎儿而使脐血血红蛋白值下降。妊娠后期发生贫血时,胎盘结构和功能不受影响,脐血血红蛋白浓度正常。

(2)铁摄入不足或吸收不良

①食物中铁的含量及吸收度:食物中的铁有血红素铁及非血红素铁。前者存在于鱼、畜及禽类的肉中,能在肠道上皮细胞直接吸收,不受消化液或其他食物因素的影响。后者则受这些因素的影响,且必须游离还原为二价铁或三价铁,与其他物质螯合后才能吸收。

人乳每100ml含铁0.15mg,但人乳因含乳糖和维生素C较多,含磷酸较少,故铁的吸收率达50~70%,牛乳每100ml含铁0.1mg,吸收率仅10%。动物性食物含铁较高,吸收率亦高,如各种鱼类含铁0.7~1.6mg·100g-1,吸收率仅11%。,各种肉类1.5~3.2mg·100g-1,猪肝25mg·100g-1 ,吸收率均达22%。鸡蛋含量虽为2.750mg·100g-1 ,吸收率仅1%,玉米及小麦含铁约1.650mg·100g-1 ,吸收率各为3及5%.绿叶蔬菜一般含铁量较其他蔬菜,瓜果为高,菠菜虽含铁2.550mg·100g-1,但吸收率仅1.3%。豆类含铁量高,尤其黄豆含铁1150mg·100g-1,且吸收率达7%。

②食物相互作用对铁吸收的影响:

A.抑制铁吸收的配位体(ligands);有草酸盐、碳酸盐、磷酸盐、植酸盐等,大都存在于植物性食物内,可与铁结合成大的多聚体(polymers),不能溶解而沉淀,从而使铁的吸收受阻。含纤维量高的麦麸也能影响铁的吸收。茶叶与咖啡中的鞣酸对铁的抑制率可达41~95%。牛奶中的磷高,蛋黄中的磷酸盐和磷蛋白均使铁不易吸收。

B.促进铁吸收的配位体 此种配位体能与铁螯合形成小分子量的可溶性单体(monomers),可阻止铁沉淀和形成多聚体,从而有利于铁的吸收,如乳酸盐、柠檬酸、琥珀酸、氨基酸、肌苷、脂肪、山梨醇、葡萄糖、蔗糖及果糖。而最强的维生素C和存在于牛、羊、猪、鸡、鱼的肉和肝内的“内因子”。

维生素促进非血红素铁吸收的作用十分明显,且与剂量大小成正比。在膳食中添加维生素C可使铁的吸收率提高5~10倍,但维生素C必须与食物同时进食才能起作用。肉食加入植物性食物中同食时,也可促进非血红素铁的吸收。如铁强化面包铁的吸收率为2.1%。同时吃一小块肉(30g),铁的吸收率可提高3倍,如多吃一些肉还可再提高。

C.蛋白质对食物中铁吸收的影响:最近Cook的研究认为除乳制品外,其他动物蛋白均能提高血红素铁及非血红素铁的吸收,但发现一些半提纯的蛋白质反而能使非血红素铁吸收下降,如黄豆蛋白可使铁吸收下降80~90%,而这种抑制作用不能用加热或提纯来消除。

D.固体食物对人乳中铁吸收的影响:近来发现人乳喂养小儿时,添加固体食物如水果或蔬菜泥后,反使铁吸收量减少,体内储铁下降。故目前认为添加固体食物能使人乳喂养小儿的铁摄入不足。

因此膳食搭配尤其是同时进食时,各类食物的搭配对非血红素铁和无机铁的吸收有重要的影响,由于搭配不同,每餐铁的吸收率不同。铁的生物可利用密度(bioavailablenutrient density)也不同,它是搭配膳食的铁营养价值的指标。即铁营养状态在正常或缺乏时,自某餐每提供4200kJ(1000keal)的食物中,可吸收的铁毫克数,为该餐食物铁的生物可利用密度。如某餐食物含铁2.8mg,供热能1344kJ(320kcal),铁的吸收率5.7%,铁吸收量为0.15mg,则该餐的铁的生物可利用密度为0.5mg4200kJ-1。

由于以上多种因素可以影响铁的吸收,膳食中铁的吸收率一般为5~10%,每日膳食中应摄取的铁量应为每日的需要量(表17-1)×10。婴儿时期以乳类食物为主,所进辅食不多,加上可能存在搭配不当与食物相互作用等因素,易有含铁量不足,吸收率不高等情况。所以营养性缺铁性贫血的发病率高。成人如不注意膳食成分及搭配也有可能产生营养性缺铁性贫血。

表17-1 每日铁需要量(WHO1970 ,1972)

年龄 每日必须吸收量(mg)
婴儿5-12月 0.7
儿童1-12岁 1.0
男孩13-16岁 1.8
女孩13-16岁 2.4
经期妇女 2.8
成年男子 0.9
孕妇第一胎期 0.8
第二胎期 3.0
哺乳期妇女 2.4

③吸收障碍:铁的吸收主要在十二脂肠及小肠上端进行,胃肠吻合术时,食物不经过铁吸收的主要部位十二指肠,萎缩性胃炎时胃酸缺乏,以上疾病均可影响铁的吸收。

(3)需要量增加:儿童处在生长发育期,随体重增加,血容量及组织铁相应增加,生长速率愈快,铁的需要量相应愈大,愈易发生缺铁。足月儿1岁时体重增加3倍,早产儿可增加5~6倍,每增加1kg体重约需增加铁35~45mg,足月儿第一年内约需补充外源性铁200mg,低出生体重儿约需补充280~350mg,所以婴儿期尤其是低出生体重儿更易发生缺铁性贫血。妊娠及哺乳期妇女需铁量增加,青年妇女由于月经失血,需要量也应增加。

(4)丢失或消耗增多:正常婴儿在生后两个月内,由粪便排出的铁比由饮食中摄取的铁多,由皮肤损失的铁也相对较多。牛乳喂养小儿,可因对牛乳过敏或不能耐受大量牛乳(常超过50ml·d-1)而引起肠道病变,导致出血,重者可造成漏肠综合征,以致其他物质如血浆白蛋白,免疫球蛋白及铜、钙的丢失。牛乳中热不稳定蛋白部分为引起过敏的因素,牛乳煮沸后,蒸发乳或奶粉可使蛋白质变性,此种现象可得到减轻或消失。

急性腹泻时,大便失铁较其他感染或正常幼儿为多,其他反复感染,铁的消耗增多,钩虫感染可引起肠道失血(1ml血含铁0.5mg)。

在缺铁性贫血患者中,约有50%大便大潜血阳性,而正常婴儿中仅7%阳性。因此IDA可增加铁的丢失。

其他失铁情况尚有肠道畸形、慢性上消化道出血、月经过多、痔疮出血以及其他部位的出血等。肾病综合征时由于运铁蛋白自尿中漏出,可引起缺铁性贫血。

(5)其他 如先天性无运铁蛋白症,先天性运铁蛋白运转至红细胞有缺陷,铁动用缺陷伴有IgA缺乏,原发性肺含铁血黄素沉着症及Goodpasture综合征等。

17.1.2 发病机理

体内含铁化合物中,血红蛋白及肌红蛋白具有带氧功能、细胞色素、琥珀酸脱氢酶及NADH脱氢酶等能运送电子,过氧化氢酶能分解过氧化氢。铁除包含在上述含铁化合物中外,尚与很多酶的活性有关(铁依赖性),如单胺氧化酶、酪氨酸羟化酶、核糖核苷酸还原酶等。此类酶控制着体内重要的氧化、水解和转换过程。因此铁与组织呼吸、氧化磷酸化、卟啉代谢、胶原合成、淋巴细胞与粒细胞功能、神经介质的合成与分解、躯体与神经组织的发育都有关系。

(1)缺铁对对造血系统的影响 铁是合成血红蛋白的原料。血浆中转运的铁到达骨髓造血组织时,铁即进入幼红细胞内,被线粒体摄取与小卟啉结合而形成正铁血红素。后者再与珠蛋白合成血红蛋白。当体内缺铁时,正铁血红素形成不足,使血红蛋白合成减少,新生的红细胞中血红蛋白量不足。明显缺铁时,由于影响到DNA的合成,对幼红细胞的分裂增殖也有一定影响,但远不如对血红蛋白合成的影响明显。故新生的红细胞体积变小,胞浆中血红蛋白量减少,而形成小细胞性低色素性贫血。

红细胞自骨髓释放至血的速度减低,在严重IDA时,红细胞的寿命缩短,红细胞内已糖激酶活力增加,自身溶血增加,红细胞变形性差,因此易被脾脏破坏。谷胱甘肽过氧化物酶活性力明显低下,因此细胞膜易受氧化物损害而变硬。珠蛋白,尤其α-链合成降低。IDA时红细胞内叶酸盐含量显著升高,服铁后下降到正常,IDA时可能幼红细胞叶酸利用有障碍。

外周血和骨髓淋巴细胞可肿胀,有空泡形成。血小板数可减低或增高。

(2)缺铁对中枢神经系统的影响 最近证明,缺铁鼠和人脑细胞的生化改变,可能是行为改变如易怒、注意力不集中等的物质基础。缺铁鼠脑中单胺氧化酶活力降低,IDA婴儿和儿童尿中香草扁桃酸(vanilmandelic acid,VMA)和去甲肾上腺素排泄量增加,铁治疗后均可恢复正常,后者升高可能是单胺氧化酶活力低的结果。另证明称缺铁鼠脑中羟醛氧化酶活力降低,血清素降解障碍,使其含量增高,铁治疗后恢复正常。血清素可能是一种神经介质。

(3)缺铁对消化系统的影响 缺铁后胃酸可减少,口腔粘膜有异常角化,口腔粘膜变薄,色素减低,上皮发生炎症,咽部环状软骨的后方,有时可有纤维组织结构或蹼样物形成而造成吞咽困难。萎缩性胃炎可能为对胃的体细胞产生自身抗体所致。小肠粘膜绒毛可变宽变钝、融合,上皮下可有炎症。大便隐血可阳性,对木糖吸收有障碍,严重时可产生渗出性肠病变及吸收不良综合征,导致脂肪、白蛋白、免疫球蛋白、维生素等物质的丧失。

(4)缺铁与感染 缺铁对感染发生率的关系仍有争论,大多认为缺铁时感染率增加,其理由为:①临床经验表明IDA儿童患者,感染率较健康儿童为高,有些学者在儿童中证实IDA纠正后,呼吸道感染发病率减低;②很多学者证明缺铁时与杀菌有关的很多含铁酶或铁依赖的酶的活力明显降低,而且铁可以直接影响淋巴组织的发育;③抗原刺激后淋巴细胞转化率及巨噬细胞移动抑制因子的产生均减低,经铁治疗后转为正常;④中性粒细胞吞噬功能减低,皮肤过敏试验反应减弱,说明细胞免疫功能有一定程度的损害,且发现损害程度与贫血程度有关。四川医学院及天津医学院从免疫学及临床上证实了以上情况。

相反的理论认为:①非洲IDA儿童中,细菌感染率较低;②铁剂治疗能诱发疟疾;③试管和动物实验证实细菌生长需要铁,IDA时运铁蛋白增高,而运铁蛋白能与细菌竞争铁,故能抑制细菌生长;④动物实验证实铁能刺激非洲致病性细菌的生成。(5)缺铁对肌肉功能、皮肤及骨骼的影响 有报告称IDA患者服铁4天后,体力已明显改善,此现象提示与血红蛋白及肌红蛋白量无关,而与 α-甘油磷酸氧化酶异常及与α-甘油磷酸盐介导的磷酸化有关。反甲可能为半胱氨酸代谢异常所致。骨骼生长可迟缓。

(6)其他 缺铁时甲状腺功能受影响,鼠在低温环境下T4不能转为T3而发生低温。

17.1.3 临床表现

任何年龄均可发病,小儿发病率高,尤以6个月至2岁最多见,哺乳期及妊娠期妇女亦多见。发病缓慢,多不能确定发病日期,不少患者常因其疾病就诊时才被发现,其表现随病情轻重而异。

(1)消化系统症状 食欲低下,体重减低,可有异食癖,爱吃泥土、黄沙、粉笔及冰,胃酸可减低,大便隐血可阳性;渗出性肠病变及吸收不良综合征患者有腹泻,以致丢失很多营养素而引起相应的缺乏症。萎缩性舌炎、萎缩性胃炎及吞咽困难,不见于婴儿患者,幼童亦罕见。成人中13~52%有舌炎,10~20%有口角炎,有些患者可于进入甜菜后排出红色尿液(甜菜尿beeturia),是由于肠粘膜吸收过多的色素甜菜苷(betanin)引起。

(2)中枢神经系统表现 很多学者观察到IDA小儿有行为异常,智能比对照组差,婴儿对外界反应差,易怒,不安,Bayley婴儿发育记分和智力发育指数均较对照组低。3~4岁小儿注意力不集中,儿童智商(IQ),词汇试验 (Vocabulary test)、学校标准考试记分较对照组低,用铁剂治疗后好转。婴儿时期患过IDA的小儿,在6~7岁时,其注意力不集中及活动过多的发生率比对照组高,说明IDA对行为的影响可持续较长的时间。另也有学者发现IDA时,婴儿的行为受到影响。

少数患儿在哭后,有屏气现象(breath holding spells),用铁治疗可好转。

严重IDE时,可出现神经乳头水肿。

(3)心血管系统症状Hb<70g·L-1时,心律加快,更严重时,可有心脏扩大及收缩期杂音。

(4)皮肤肌肉及骨胳 易疲乏。严重IDA时,X线上还显示板障增宽,似慢性溶血样。成人中有25%出现指(趾)甲改变(反甲),小儿少见。

(5)髓外造血表现 见于小儿。肝、脾、淋巴结可轻度肿大。年龄越久,贫血越重,肝脾肿大越明显,但罕见中等程度以上的肿大,淋巴结肿大程度更轻。

(6)对发育的影响 IDA小儿体重可明显低于正常,可能与食欲降低、小肠吸收功能紊乱或DNA、RNA合成障碍有关。

(7)免疫指标 淋巴细胞转化率、中性粒细胞杀菌力及四唑氮兰试验常降低,皮肤过敏反应亦降低。

后遗症问题,由于IDA为一全身性疾病,IDA严重时将影响全身组织及功能,因此不能忽视其长远的影响。

17.1.4 实验室检查

(1)目前诊断铁缺乏症均采用 生化方法,常用指标有;

①血清铁蛋白 (serumferritin ,SF):是反映体内铁储存的一个较正确与灵敏的方法。体内铁缺乏时SF减低。

②红细胞内游离原卟啉(freeerythrocyte protoporphyrin,FEP):IDE、IDA时FEP增 高。FEP/Hb较FEP更敏感,IDE、IDA时增高。

③血清铁(serumiron.SI)常单行减低,总铁结合力(total iron binding capacity,TIBC)常增高,运铁蛋白饱和度(transferrin saturation,TS)常降低。

(2)血象 IDA时有改变,早期仅的血红蛋白(Hb)降低,疾病发展后红细胞计数(RBC)逐渐降低,但H较RBC降低更明显。红细胞平均容积(MCV)、红细胞平均血红蛋白量(MCH)均较正常为小或低。红细胞平均血红蛋白浓度(MCHC)正常或减低。明显贫血患者血液涂片红细胞大小不均,直径偏小,有异形。淡染,中央苍白区增大。

(3)骨髓象检查 仅用于鉴别诊断需要时,骨髓铁染色也可反映体内铁贮存,但在5岁以下小儿不能以此区别储铁正常与减少。

(4)其他检查 有肝细胞储铁测定。组织含铁总量测定,铁吸收测定,铁动力学测定,Co排泄率测定等。但它们或不实用或不敏感,不能代替常用的生化诊断指标。

体铁含量逐渐减少时有关指标延续改变情况

图17-1 体铁含量逐渐减少时有关指标延续改变情况

17.1.5 诊断

(1)体铁含量逐渐减少时,有关指标延续改变情况见图17-1。

从图17-1可见ID期时储铁减少后,骨髓细胞外铁首先受到影响,T1BC、SF已有改变,但仍在临界值上,铁吸收已增加。IDE期上述指标改变更明显,且出现SI、TS、铁粒幼红细胞计数与FEP异常,反映了红细胞生成缺铁。IDA时,红细胞出现小细胞低色素性改变。临床上可选用上述适当指标来确定缺铁及缺铁程度。

(2)选择诊断缺铁指标,估计铁营养状况时须注意

①各常用诊断指标的灵敏度和特异性SF是反映储铁的指标。储铁下降是SF值下降的唯一原因。SF灵敏度高,但当缺铁伴急慢性感染、炎症、肿瘤、心肝肾疾病时,SF可正常或稍增高。因此在此种情况下,以SF为诊断指标时,漏诊率增加。FEP灵敏度亦高,上述疾病(急性感染除外)时可增加。SI的生理变异较大,在急慢性炎症时下降时明显。SI、TS降低较SF、FEP出现为晚。TIBC的正常值范围较大,影响因素亦较多。人工测定MCV变异较大,肉眼观察红细胞形态误差更大。

②一项指标的正常值与异常值常有重叠,且各指标均有一定程度漏诊率,因此同时检测多项指标,可提高铁缺乏诊断的正确性和检出率。一般认为SF与任何一个指标相结合可提高铁缺乏诊断的灵敏度和特异性,另有学者认为MCH和FEP相结合是灵敏与特异的初筛方法。

上海医科大学儿科医院资料说明SF、FEP、FEP/Hb对诊断缺铁较SI、TIBC及TS灵敏,后三者需至IDA较明显时,才有较大诊断价值。该院以SF、SF+FEP、SF+FEP+Hb依次诊断ID、IDE及IDA,并以FEP+FEP/Hb+Hb筛查IDA。

③各年龄及性别有各指标不同的正常值。

(3)诊断准标

1982年全国小儿血液病座谈会上制定的小儿营养性缺铁性贫血的诊断标准草案如下(成人亦可参考,但①的低限不同):

①低色素性贫血 生后10天以内的新生儿,Hb<140g·L-1,6月~6岁<110g·L-1,6~14岁<120g·L-1,RBC形态有明显低色素表现,MCV<80μl,MCH<27pg,MCHC<31%。

②有明确的铁营养缺乏病因和表现。

③SF〈16μg·L-1

④骨髓细胞外铁明显减少或消失(0~+),铁粒幼红细胞〈15%。

⑤FEP〉500μg·L-1

⑥SI〈600μg·L-1

⑦TIBC〉3500μg·L-1,TS〈15%

⑧铁剂治疗有效。

符合第一条和2~8条中任2条上者,可确诊为缺铁性贫血。

ID期的诊断应有缺铁病因,SF及骨髓铁有上述改变。IDE期的诊断指标除ID期指标外,FEP、FEP/Hb或SI,TIBC,TS或RBC形态三者之一应有上述改变。如遇感染时,SF值如〈50μg/L时,仍可考虑有铁缺乏。

(4)IDA的鉴别诊断

①其他营养性贫血,如巨幼红细胞性贫血,混合性营养性贫血等可藉血象、骨髓象以及其他生化指标加以鉴别。

②其他低色素性贫血,如慢性感染时的贫血、地中海贫血、肿瘤或药物(Pb,INH)引起的贫血,铜缺乏及先天性铁代谢异常引起的贫血等,需藉病史,体格检查及实验室检查如SI、SF、FEP、血红蛋白电泳、骨髓铁染色等加以鉴别。

17.1.6 治疗

(1)一般疗法 对重症小儿宜加强护理,预防及治疗各种感染。

(2)病因疗法 如系营养性缺铁,必须增加含铁丰富、铁吸收率高、富于维生素C及蛋白质的食物。在小儿宜根据消化功能逐渐增加,其他病因必须去除。

(3)口服铁剂 常用铁剂有二价铁药物如:①硫酸亚铁片剂或溶液,后者适用于小儿,但易被氧化,仅能短期保存。硫酸亚铁含元素铁20%;②富马酸铁,含元素铁33%。口服铁剂元素铁每天3~6mg·kg-1计算,分次,餐间服用为宜。10%枸橼酸铁铵为三价铁,剂量为每天1~2ml·kg-1。铁剂宜与维生素C同服以增加铁的吸收。总疗程2~3个月即血红蛋白恢复正常后,再继续服用1~2个月以增加铁的储存。铁剂治疗2~3天后食欲精神状态即可恢复,2~4天后网织红细胞开始上升,7~10天达高峰,上升高度及红细胞数成反比,1月后血红蛋白恢复正常。铁剂治疗无效时应考虑到是否:①剂量不足;②铁剂失效;③持续失血;④诊断不正确;⑤伴有其他疾病而影响铁的吸收及利用;⑥胃肠吸收不良。

(4)注射铁剂 由于肌注或静注铁剂有一定副作用,因此仅用于:①严重胃肠道反应,不能耐受口服铁剂者;②慢性腹泻或胃肠道手术后;③需要迅速纠正缺铁,如妊娠晚期伴有严重贫血及需要外科手术时;④继续失血,其量超过肠的铁吸收量。

静注铁剂有右旋糖酐铁,含糖氧化铁等。

(5)输血及交换输血 严重贫血时,可考虑输血或输红细胞,伴心衰或急需手术时可考虑部分换血。

17.1.7 预防

首先应广泛宣传防治铁缺乏症的重要性,引起领导、社会及群众的重视。铁缺乏对小儿的危害更大。目前IDA的防治已列为儿童保健工作中重点防治的四病之一,但宣传工作尚应更广泛深入。

成人中除积极治疗能引起各种IDA的原发病外,对育龄期妇女,妊娠期及哺乳期妇女应每日摄取足够的铁(可用药物铁或用铁强化食物或增加营养来补充)。

小儿中应做好以下预防工作:

(1)胎儿期的预防措施

①孕母膳食应供给足够的铁,以防止妊娠前3个月的IDA而影响胎盘结构和功能及严重缺铁影响胎儿储铁的可能。

②预防早产及低出生体重儿。

③出生时,尤其早产儿断脐不应过早。

(2)合理安排膳食保证食物中有足够的含铁量及良好的铁吸收率,是预防婴幼儿IDA的关键问题。

①婴儿时期膳食的安排。

A,鼓励母乳喂养,至少至4个月,其间不加固体食物。

B.足月儿最晚自4个月开始补铁,每天1mg·kg-1,未成熟儿最晚自2个月开始补铁,每天6mg·kg-1,持续补充至1岁末,最好到2岁。

C.自2~3个月起,于哺乳后喂水果汁或维生素C50~100mg ,以促进铁的吸收。

D.人工喂养者尽量采用婴儿乳方或经煮沸牛奶,鲜牛奶量不应超过750~1000ml·d-1,以减少胃肠道隐性出血。

E.人工喂养宜采用铁强化乳方,5~6个月后采用铁强化谷物补铁。

F.6~7个月以后可以粥内添加鱼或肉泥以供给血红素铁及“内因子”,9~12个月于添加肉末与菜粥的同时供给维生素C和“内因子”。喂给这些固体食物或蛋类时,要与人乳喂哺至少相隔4h,喂给鱼肉等尚可提高蛋白质供应量。

②幼儿时期膳食的安排:此期如不注意膳食安排,缺铁性贫血的发病率亦高,可以从以下原则着手:

A.要保证有足够的动物性蛋白和豆类食物,不仅可供优质蛋白质,铁含量高,吸收率也高。鸡鸭血、猪血也是铁的好来源。豆浆比牛奶供铁量多。

B.每日需摄入足够量的新鲜蔬菜或水果,并于进餐时食用或餐后即刻食用,以供给维生素C而促进铁的吸收。

C.铁强化饼干或其他仪器必须注明含铁量及每日摄入量,可作为点心等食用以补充铁,但必须防止过食以免引起铁中毒。

(3)药物铁预防 如无铁强化食物,足月儿可于3月起给铁,每天16mg·kg-1,早产儿于2月起每天给26mg·kg-1。体重过低的早产儿宜避免更早开始用较大剂量铁剂,以防发生维生素E缺乏性溶血。

(4)预防及治疗各种感染和疾病。

17.1.8 铁强化食品

由于IDA的广泛存在,因此各国都很重视铁强化食品的制备和应用。美国自1941年起即在面粉中强化铁,目前其膳食中约25%铁系另外加入的,瑞典膳食中42%铁来自强化食品。其他如加拿大、英国、日本、印度、泰国、菲律宾和中美各国都在这方面进行了大量研究。我国铁强化仪器的制备也已受到有关各方面的重视而开始起步。

为使铁强化食品起到有效的作用。首先应摸清那些人群最需要补铁,然后选择一种合适的铁剂及适当的食物或食品来进行强化。应对成品进行色香味及保存期限的观察,铁吸收率及利用率的测定,先行试用再推广应用,并建立监测制度以了解其效用及不良反应。

选择强化铁剂必须从生物利用率、加入后食物的色香味和稳定性以及出售价格几方面来考虑。但有时不可兼得。用于强化液体乳方的铁剂较多,且生物利用率高,如硫酸亚铁、枸橼酸亚铁、乳酸亚铁等,但后二者价格较贵。硫酸亚铁也可用以强化粉剂乳方。谷物的强化较困难。正磷酸铁和焦磷酸铁在强化面粉时不变色也无味,但其生物利用率差,价格也较贵。元素铁不论是用氢还原、电解还原或为铁羰络合物,其价格低廉,为目前强化谷物的较好铁剂。但其生物利用率与铁颗粒大小有关,小颗粒(5~10μm)者吸收利用率高,性能稳定。硫酸亚铁可用于强化面包。

婴儿乳方中强化铁一般为每100g加硫酸亚铁15mg,牛乳或乳方中则1000g加硫酸亚铁10~12mg,铁的吸收率约4%,虽不如人乳中铁的吸收率高,但因强化奶粉中铁的总量增加,故其绝对吸收量也随之提高。婴儿谷物粉一般为每1g加硫酸亚铁或小颗粒还原铁0.45mg,平均铁的吸收率4%左右。铁剂与食物的比例应根据具体情况,如人群缺铁程度、食品的每日消耗量以及对食品色香味及稳定性的影响而加以考虑。

智利采用牛血红蛋白强化饼干,认为很理想。

加用铁强化食物后,每日自食物中摄入的总铁量以满足每日需要量为度。国外一些国家经用铁强化食物的防治后,育龄妇女的IDA已自60年代初的25~30%降到70年代的5~10%。

正常人长期进食铁后是否引起铁中毒的问题尚未解决,文献报道的极少数病例,未排除原发性血色病杂合子的可能。

17.2 营养性巨幼红细胞性贫血

营养性巨幼红细胞性贫血又称营养性大细胞性贫血,主要是由于缺乏维生素B12及叶酸所致,常见于婴幼儿时期,也见于孕妇及哺乳妇女,其他年龄较少见,确切的发病率欠详。随着人民生活经济情况的好转,在大中城市此病已属罕见,但在华北,西北,东北和西南等地的农村尚不少见。

17.2.1 病因

(1)有关叶酸及维生素B12的一些问题 肝、肾、坚果、新鲜绿叶与黄叶蔬菜、豆类、柠檬、柑桔及酱果中均富有叶酸,肝中含量最高,约300μg·100g-1,其他肉类食物、新鲜蔬菜,谷类约含10~100μg·kg-1,人乳及巴氏消毒牛乳中叶酸含量仅3.5μg·kg-1,羊乳仅0.6μg·kg-1煮沸或罐制能使叶酸含量降低50~95%。孕妇常见轻度叶酸盐缺乏,但不论足月儿或早产儿,其脐血血清叶酸盐浓度的均值较母血高2倍以上。足月儿生后,血清叶酸盐浓度迅速下降,至8周时已明显降低,早产儿更甚。.体内贮存量一般可供一个月的需用,缺乏4个月后,才出现贫血。1972年WHO科学小组推荐每天叶酸需要量0~6个月为40~50μg。7~12个月120μg,1~12岁200μg,13岁以上400μg,妊娠期800μg,哺乳期600μg。

维生素B12在动物性食物如肝、肾、肉类、贝壳类动物及家禽等中含量丰富,其中尤以肝内含量最多(1μg·g-1),蛋及奶中含量较少,蛋3.13μg·100g-1,人乳0.11μg·100g-1,牛乳0.36μg·100g-1。植物类食物中几乎不含维生素B12。维生素B12除在碱性状态下外,一般不被烹调破坏。维生素B12可通过胎盘传给胎儿。正常新生儿储存于肝内的维生素B12,共约为20~25μg。如孕妇于妊娠期间缺乏维生素B12,则新生儿肝内的储存量明显减少,甚至可低至2~4μg。母亲于维生素B12缺乏时,乳中含量亦降低。由于每日排泄量甚少,所以储存量很少于1年内耗尽。成人体内维生素B12储存量约3~6mg,如不进入维生素B12,储存量大约可供造血3~5年。当储存少于5~19%时,可出现巨幼红细胞性贫血。1972年WHO科学小组推荐维生素B每天的需要量0~12个月为0.3μg,1~3岁0.9μg,4~9岁1.5μg,10岁以上2μg.,妊娠期3.0μg,哺乳期2,5μg。

(2)引起维生素B12及/或叶酸缺乏的原因

①摄入不足:A。如母亲饮食单调,缺乏肉类及蔬菜者,其乳汁中维生素B12及叶酸盐含量减少,婴儿以此长期喂养,不加辅食,则易发生维生素B12及叶酸盐缺乏。B.长期主食奶粉或煮沸后牛乳或以羊乳喂养者,易得叶酸盐缺乏;C。长期偏食,一般见于年长儿及成人。

②需要增加;婴儿尤其早产儿生成发育快,需要量多。婴儿期饮食能勉强维持维生素B12及叶酸盐的需要。孕妇及哺乳期需要量增加,如摄入不足则易导致二者的缺乏。

③疾病因素;感染、疟疾及慢性溶血时,需要量增加,感染又影响吸收。

④维生素C缺乏;维生素C缺乏时,不能使叶酸变为具有活性的四氢叶酸(tetrahydrofolic acid,THFA)。叶酸能代替维生素C参与酪氨酸代谢,当维生素C缺乏时,可引起机体对叶酸的需要量增加,造成叶酸不足。

17.2.2 发病机理

叶酸和维生素B12均为细胞核内DNA合成的必需物质。细胞的增殖分裂,关键是DNA的复制和加倍。DNA是由2条多核苷酸链组成,其基本单位是由4种不同的碱基单核苷酸组成的聚合体,四种碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。

叶酸在肝内经二氢叶酸还原酶的作用,变为具有活性的THFA。THFA是体内转移一碳基团的辅酶。这些基团来自一些氨基酸的分解代谢和甲酸等化合物,可连接在THFA的分子上,并可转移至其它中间代谢物上,参与核酸等重要化合物的合成。如参与嘌呤的合成、嘧啶的生物合成、氨基酸的转化以及甲酸盐的生成和利用。

维生素B12在人体主要参与四个重要代谢反应:①使无活性的甲基THFA变为有活性的THFA,提高了叶酸利用率;②促进叶酸进入细胞内;③参与脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成。由上可见,维生素B12缺乏是通过叶酸代谢障碍,引起DNA合成失常,故其引起贫血的临床表现和形态学变化,难与叶酸缺乏引起的贫血区别。这说明为什么维生素B12可使叶酸缺乏的贫血好转,以及大量叶酸能改变维生素B12缺乏的血液学变化的现象;④维生素B12能促使脂肪代谢产物参与三羧酸循环,这一作用与神经髓鞘中脂蛋白的形成有关,因而能保持中枢和外周有髓鞘的神经纤维的完整功能。维生素B12缺乏时,上述神经纤维发生病变,因而出现精神神经症状。因叶酸不参与此代谢。不能改变维生素B12缺乏所致的神经系统损害。叶酸增加造血细胞对维生素B12的利用,故可加剧神经系统的症状。

叶酸和维生素B12缺乏时,嘌呤和胸腺嘧啶合成不足,DNA复制受阻。复制时由于α聚合酶的活力显著降低,使新合成的DNA短片在形成长链时发生障碍,在重螺旋化时易受机械损伤,染色体断裂,细胞死亡而形成无效造血。DNA合成障碍也使细胞分裂受阻,DNA含量多,加之螺旋化不佳,故呈现细胞核大,染色质网状结构。同时由于蛋白质及RNA合成相对较好,而导致胞浆量多,核浆发育不平衡的巨幼样变。此变化也累及骨髓中的粒及巨核细胞系统及体内细胞代谢快速的共他组织如胃肠道粘膜等。由于以上机理,临床上可出现贫血,神经精神症状及消化系统等症状及典型的血及骨髓象。

17.2.3 临床表现

发病缓慢,小儿中以6~18月婴儿常见。若出生时为早产儿,则由于其先天的叶酸贮存量较少,生长发育快,尿中的排出量相对较多,又由于奶类消毒后,叶酸破坏,进入量较少,所以出生体重较低者可于生后6~10周即发病。

(1)一般症状 小儿病例初起时表现安静,不哭不闹。面色逐渐苍白或因色素过度沉着、轻度贫血等因素,面色可为蜡黄。颜面因轻度浮肿而呈虚胖样。头发黄而稀疏。成人病例可有头昏、耳鸣、心慌等。

(2)消化系统症状 出现较早。厌食、恶心、呕吐较常见。时有稀便。舌面可光滑,舌乳头由舌尖沿两侧缘逐渐向中心萎缩,或舌乳头充血粗糙。

(3)神经精神方面症状 小儿较成人常见。有表情呆滞、眼神发直、对周围反应迟钝、嗜睡、智力及动作能力均可有倒退。另外,可有手足无意识的运动、头、舌、唇及肢体震颤。部分病例可出现膝反射亢进及踝阵挛。重症时,肢体张力可增高。少数病例可能由于9、10对颅神经功能障碍而出现声音嘶哑或咽部有痰声。植物神经系统受累时,可出现少泪、无泪、少汗等症状。此等症状多见于维生素B12缺乏。

(4)造血器官 肝肿大远较脾肿大为多,肿大程度亦较脾脏为著,淋巴结肿大不明显。

(5)其他 因贫血可引起心脏扩大、心脏杂音,皮肤可因血小板少而出现紫癜,红细胞寿命可缩短而出现黄疸。

17.2.4 实验室检查

(1)血象 贫血多较严重,红细胞减少较血红蛋白减少为著,MCV及MCH>正常,MCHC正常;红细胞轻度大小不均,大者较多,着色较深,中央苍白区不显,常见卵圆形红细胞;网织红细胞数常低于正常。白细胞总数稍低或正常,淋巴细胞相对增多,粒细胞减少,胞体大,核染色质疏松,核呈右移,可见巨多节核中性粒细胞。严重病例血小板数可减少。

(2)骨髓象 有核细胞数可轻度增加、正常或减少。各期幼红细胞呈巨幼变,如原红及早幼红细胞增多,则更有诊断意义。白细胞分类多接近正常,淋巴细胞有时可相对增加。中性粒细胞中可出现巨中幼、巨晚幼或巨杆状核中性粒细胞。重症病例巨核细胞数可减少,形态也有改变。

(3)特殊试验

①血清维生素B12测定。在维生素B12、叶酸及缺铁时均可减低。

②维生素B12吸收试验,如吸收差,则尿中带有同位素标记的维生素B12的排泄量减少。

③组氨酸耐量试验(formiminoglutamic acid试验),组氨酸在体内转化为N-亚氨基甲基谷氨酸(FIGLU)后,需要四氢叶酸进一步降解为谷氨酸。如给患者一次组氨酸负荷,由于叶酸缺乏,FIGLU堆积,尿中排出量增加。但本试验除可有假阳性和假阴性外,在叶酸及维生素B12缺乏时均可阳性。

④血清叶酸盐测定,方法学尚不稳定。

⑤红细胞内叶酸盐测定,目前认为较可靠。

血清维生素B12含量降低、红细胞或血清叶酸盐含量正常或增高,提示维生素B12缺乏;血清维生素B12含量正常,红细胞或血清叶酸盐含量降低,提示叶酸盐缺乏;以上同时降低可见于维生素B12及/或叶酸缺乏。

17.2.5 诊断

应注意年龄、喂养史及有无可导致维生素B12及叶酸缺乏的疾病。神经系统症状及体征为本贫血特有的表现。本病血象中,血红蛋白降低不如红细胞降低明显,红细胞形态大,色素充盈良好,与另一种常见的缺铁性贫血不同。骨髓象的改变为确诊的重要依据,但骨髓检查必须在治疗前进行,应用叶酸或维生素B123h后骨髓象即起变化,48h后骨髓象的诊断意义已很小。

经诊断为本病后,最好能明确系维生素B12缺乏或叶酸缺乏。如不能进行上述特殊试验时,可进行治疗性诊断。患者必须无明显感染、肾脏无恶性疾病,不进含叶酸盐高的食物如肉类、内脏、新鲜绿叶或黄叶蔬菜及果汁,每日给予维生素B121~5μg肌注或叶酸50~100μg口服,如应用上述维生素之一后,网织红细胞迅速上升,即证明为该物质缺乏。

小儿营养性巨幼红细胞性贫血最易与有明显神经系统症状的营养性混合性贫血相混淆。营养性混合性贫血时,红细胞大小不均相差悬殊,大红细胞中央苍白区增大,骨髓象中同时具有幼红细胞及粒细胞的巨幼变及幼红细胞中因缺铁而引起的血红蛋白形成不足现象。

本症尚须与下列情况鉴别:

(1)可以引起叶酸缺乏的疾病,如先天性选择性叶酸吸收障碍、慢性腹泻、胃切除、小肠切除、空肠疾患;药物如抗痉挛药、抗代谢药及抗结核药等引起的叶酸缺乏;某些先天性酶缺陷及婴儿期感染所致的叶酸代谢障碍;慢性肝肾疾患引起的叶酸丢失过多等。

(2)可以引起维生素B12缺乏的疾病,如幼年型恶性贫血、胃切除、萎缩性胃炎,肠盲端综合征、脂肪泻、回肠疾患及运钴铵素蛋白Ⅱ缺乏等。

(3)能引起骨髓巨幼变的疾病如红血病、红白血病、白血病、增生型再障、溶血性贫血及肿瘤等。

17.2.6 治疗

(1)加强护理,去除同时存在的其他疾病。

(2)选择易消化、富有蛋白质、叶酸及维生素B12的食物。

(3)药物治疗,如明确系叶酸或维生素B12缺乏时,可给相应药物治疗。如不明确时,神经系统症状以应用维生素B12的收效较佳,单用叶酸反有加重症状的可能。若同时有维生素B12及叶酸的缺乏,应用其中的一种有可能使另一种更为缺乏,故宜两药同时应用。

①叶酸 剂量为5~10mg·d-1,治后1~2日食欲精神即改善,无效红细胞生成逆转,网织红细胞逐渐上升,至4~7天达高峰,于2~6周后恢复正常。治后24~48h,白细胞及血小板计数即上升。骨髓中除巨晚幼粒等细胞可持续存在数日外,于治疗48h后已很少有其他变化。叶酸的疗程常需数月,即用至体内年老红细胞均被新生富于叶酸的红细胞替代为止。但去除病因及改善饮食是保证不再复发的重要措施。服用叶酸的同时需服用维生素C。

②维生素B12 剂量为25~100μg,症状严重时可每日1次肌注,否则可每周2~3次肌注,至网织红细胞恢复正常时为止。如病因暂时不能去除,则需减量,维持至红细胞及血红蛋白恢复正常而停药。血及骨髓象的恢复过程与叶酸缺乏相似,神经系统症状恢复较慢。

如治疗后不出现上述反应,需考虑有无诊断错误、感染及并发症可能。

③血象恢复期间宜加用铁剂以弥补造血旺盛后铁的不足。

④重症患者应加用氯化钾0。25~0。5g·-1 ,每日3次治疗以防由于心肌处于缺氧状态,在治疗开始48h内,红细胞系统生成明显增加,血钾突然下降而可造成猝死的可能。

(4)输血 仅用于严重病例。

17.2.7 预防

主要针对病因进行。

17.3 微量元素、矿物质与贫血

17.3.1 缺铜性贫血

由于缺铜常与缺乏其他营养素同时存在,且症状较轻,所以报道较少。

铜是体内微量元素之一,在人体内主要分布于肝、心、脾、肾、脑和血液中,其中约10%储存于肝内。铜为构成含铜酶的生要成分。这些酶的主要功能是参与氧化还原反应、组织呼吸、铁的吸收和利用、红细胞生成、保持骨骼和胶原组织正常结构的功能等。铜主要在十二指肠近端吸收。食物中的铜仅约1/3被吸收,其吸收受食物成分影响,如锌、镉、硫酸盐、植酸盐等可干扰或妨碍铜的吸收。除一部分铜以肝铜蛋白的形式储存于肝内外,另一部分合成铜蓝蛋白,输送入血液以满足各器官组织对铜的需要。铜主要从消化道排出,以胆汁及消化液中排出最多。

牛肝、紫菜、黄豆、核桃、花生、猪肝等含铜量较高,鸡蛋、谷类、蔬菜含铜量低,牛乳及人乳含铜量更低(分别仅0.03mg及0.05mg·100ml-1).铜的摄入量成人为1.55mg·d-1,小儿为0.09 mg·kg-1·d-1

(1)病因

①摄入不足:婴儿虽自母体得来一定量的铜,可供生后6个月的需要。但由于人乳及牛乳含铜量低,所以婴儿是处于铜缺乏的边缘状态。消化道手术后或早产儿长期用静脉营养均可引起铜缺乏。营养不良者常并发本病。

②吸收障碍:如慢性腹泻伴有低蛋白血症者,长期口服大剂量锌或碱性药物时,均可发生本病。

③生长发育:未成熟儿生长发育快,体内铜储量不足,如摄入量不足,常可于3个月时即发病。

(2)发病机理 铜缺乏所致的临床表现主要与含铜酶活力降低,其中尤其是铜蓝蛋白(铜氧化酶)降低有关。铜蓝蛋白含有血浆中96%的铜,铜蓝蛋白可促进铁的吸收和使肝内储铁的释放。因而缺铜时,产生缺铁样的血红素合成减少而形成低色素性小细胞性贫血。但骨髓中环形铁粒幼红细胞增加,铁剂治疗无效。

铜有促进中性粒细胞的分裂和增殖作用,铜缺乏可引起骨髓中性粒细胞成熟代谢障碍,寿命缩短而导致中性粒细胞减少。

含铜氧化酶有维持血管纤维蛋白和胶原纤维结构的完整性作用。缺铜时,血管可广泛性扩张或因弹力纤维层破裂而致血管破裂。

单胺氧化酶等有维持结缔组织的骨髓胶原纤维稳定性的作用。缺铜时此酶活力降低可引起骨髓的病理改变而致X线表现异常。

酪氨酸酶催化酪氨酸转变为多巴的作用。后者与黑色素合成有关,缺铜时,此酶活性降低。黑色素合成减?

■[此处缺少一些内容]■

作以下检查:

①血浆铜蓝蛋白:新生儿时铜蓝蛋白含量很低,以后逐渐增高,至12岁时达成人水平。成人正常值为250~370mg·L-1,〈150mg·L-1提示缺铜。

②血清铜:小儿血清铜的正常值为12~21μmol·L-1,<11μmol·L-1提示缺铜。

③红细胞铜:其正常值为0.9~1.5μg·10-10红细胞,缺铜时常降至0.462μg·10-10红细胞。

尿铜,发铜测定有参考意义。铜剂试服有效时,诊断亦可成立。

(5)治疗

①去除病因。

②铜剂治疗:1%硫酸铜,2~3mg·d-1(含元素铜400~600μg·d-1),治疗有效者,血象及临床症状很快获得改善。不能口服者,可改为皮下注射。

(6)预防 婴儿应及时添加含铜量较高的食物。早产儿自2个月起每日口服硫酸铜1~5mg。成人需长期静脉营养者应于每升营养液中加硫酸铜1.65mg。每升含铜0.4mg,每日输注3L可得铜1.2mg·d-1。设体重为60kg,则可获得铜20μg·kg·d-1 (推荐供给量0.5~1.5mg·d-1,AMA1979)。近年来国外用铜强化牛奶或奶粉来预防未成熟儿铜缺乏。

原发病应加预防。

17.3.2 钴与贫血

在体内,钴主要通过形成维生素B12发挥生物学作用及生理功能,无机钴盐也有直接生化刺激作用。钴主要存在于肝、肾,是人体微量元素之一。钴有刺激造血的功能,其机理可能是通过:

(1)促进胃肠道内铁的吸收,并加速储存铁的动用,使之较易被骨髓利用。

(2)钴能抑制细胞内很多重要呼吸酶。引起细胞缺氧,使促红细胞生成素合成增加,同时钴盐可增强亚铁血红素氧化酶活性,增加血红蛋白的破坏,并亦能直接抑制亚铁血红素的合成,使血红素的合成减少,破坏增多。上述的最后结果为代偿性的造血功能增加。

(3)钴能通过维生素B12参与核糖核酸与造血有关物质的代谢,钴缺乏后可引起巨幼红细胞性贫血。

最近研究证明钴盐对炎症性贫血、生物引起的贫血、婴儿及儿童一般性贫血、地中海贫血和镰状细胞性贫血,都有一定生血治疗作用。

17.3.3 其他微量元素与贫血

锰 锰为DNA、RNA多聚酶的组成部分,它参与蛋白质代谢,可能与遗传信息的传递有关。锰具有激活DNA和RNA 聚合酶活力的作用,锰对造血有重要作用,动物胚胎在肝造血期中,肝内已含较多锰,贫血动物给以小剂量锰后可使血红蛋白、中幼红细胞、成熟红细胞及循环血量增多。锰能改善机体对铜的利用,锰与卟啉的合成也有关。

锌 体内含锌酶有40余种,如碱性磷酸酶、碳酸酐酶、乳酸脱氢酶及多种还原酶等。有些含锌酶在核酸代谢及蛋白合成中起重要作用。锌还与中性粒细胞,单核细胞及T淋巴细胞的功能有关,还可保护红细胞免遭某些溶血素的作用。

缺锌可由摄入不足、吸收不良、排泄增加或遗传性吸收的障碍而引起的。

在谷类食物为主的一些国家,由于谷类食物中含有较多的6-磷酸肌醇与锌结合形成难溶性复合物,阻碍锌的吸收,导致体内缺锌而引起一种综合征,表现为生长发育停滞,第二性征发育不合,性功能低下,肝脾肿大,常伴发缺铁性贫血及异食癖。

钼 钼是人体内黄嘌呤氧化酶等酶的重要成分。黄嘌呤氧化酶对人体内嘌呤化合物的代谢及铁的代谢有密切关系,能催化肝脏中铁蛋白释放铁,使血浆中Fe2+氧化成Fe3+,加速铁与β1球蛋白的结合,运送铁以供组织作用。

硒 含硒酶谷胱甘肽过氧化物酶为一组织抗氧化物质。缺乏此酶何产生新生儿溶血性黄疸。

钛、铬、钡都有刺激造血作用。其机理均为妨碍体内还原氧化系统,引起组织缺氧刺激骨髓造血功能。

铅、砷等由于污染,中毒时可引起贫血,铅主要影响卟啉代谢,并能干扰铁与原卟啉结合所需的血红素合成作用。砷可以干扰细胞呼吸及分裂。

17.3.4 矿物质与贫血

严重低磷血症(血清磷〈0.323mmol·L-1〉可由长期静脉营养、糖尿病性酮中毒、透析时磷与磷酸盐结合物质的结合、饥饿恢复期、严重烧伤后合并利尿状态、低磷饮食、持续呼吸性碱中毒不引起。其临床表现可有感觉异常、抽搐、舞蹈病、共济失调、震颤、昏迷、面无力、横纹肌溶解、呼吸衰竭、充血性心肌病、骨骼疼痛及可能的肝细胞损害,糖酵解受阻而导致红细胞内ATP及2,3-DPG含量减低,对氧亲和力增加,红细胞变硬产生溶血。当ATP低于正常的15%时,红细胞呈小球形,也可引起溶血。低磷血症时,血中性白细胞的趋化、吞噬功能、杀菌力均减低,患者易有感染。

17.4 维生素缺乏与贫血

17.4.1 维生素C缺乏

维生素C缺乏时,叶酸在体内还原为具有生物活性的四氢叶酸受阻。叶酸能代替维生素C参与酪氨酸代谢,维生素C缺乏时,叶酸需要量增加。由于以上两方面的原因,维生素C缺乏可引起巨幼红细胞性贫血。维生素C缺乏引起贫血另一原因为出血。

17.4.2 维生素E缺乏

维生素E缺乏多发生在早产儿及低出生体重儿,尤其在出生体重低于1500g者易见。

其原因有摄入不足,吸收不良,运转维生素E的脂蛋白量降低,生长发育迅速时,维生素E的需要量增加,食物中含有大量不饱和脂肪酸,饮食中不饱和脂肪酸的增加,可增加红细胞膜不饱和脂肪酸的含量。

维生素E为抗氧化剂,有防止红细胞膜上不饱和脂肪酸被氧化的作用。维生素E缺乏时,红细胞膜上脂质易被氧化,尤其在遇到过氧化氢,巴比妥酸、维生素K及低出生体重儿服用较大量铁剂以预防缺铁性贫血时。

本症常发生在早产儿和低出生体重儿,尤其是人工喂养者,于生后6~10周出现维生素E缺乏综合征,症状包括不安宁、惊醒、浮肿、轻度溶血等。血红蛋白可低至70~90g·L-1,红细胞大小不均,异形,破碎细胞,偶有球形,血小板常增多,过氧化氢试验呈阳性,维生素E测定常〈10μmol·L-1。

正常婴儿维生素E的需要量各人报道并不一致。用乳类喂养者为0.4 mg·d-1,用其他食物喂养者为1.5mg·d –1。

早产儿的维生素E含量明显低于足月儿,至生后2~3个月后,早产儿肠道吸收的量于达到足月儿水平,维生素E含量才升高。由于维生素E缺乏而引起的严重贫血并不常见,但为了尽量减少此病的发生,对低出生体重儿应给予维生素E以作预防,剂量为15~25mg·d-1,出生体重低于1000g者增加到50mg·d–1,可使维生素E维持到正常水平。有胰腺囊性纤维化和慢性脂肪吸收不良的患儿,应增加到100mg·d–1。肌注比口服效果好。肌注为隔日一次,共用2~3次。

17.4.3 其他维生素缺乏与贫血

其他维生素缺乏也可引起贫血,如维生素A、B2缺乏。另有原因不明的维生素B1反应性巨幼红细胞性贫血。维生素B6参与δ-ALA合成酶的代谢,缺乏时血红素合成发生障碍,出现小细胞性低色素性贫血,临床上极少见。另一种维生素B6反应性贫血(小细胞性低色素性),能被大剂量维生素B6所纠正,其发病机理可能为线粒体内铁的利用障碍,血红素离开线粒体时需要维生素B6的作用。尼克酸缺乏时(由于腹泻等)可引起贫血。

17.5 蛋白质-能量营养不良与贫血

极度蛋白质-能量营养不良如夸希奥克(kwashiorkor)时,可能有轻度贫血,但血红蛋白也有低至50~60g·L-1之报告。有时在治疗后2~3周。血红蛋白由于血浆容量增加及/或骨髓红系暂时性增生低下而进一步下降。

贫血常为正色素性或大细胞性,少数为小细胞性。引起贫血的原因可有:

(1)蛋白质缺乏后可使促红细胞生成素产生减低。

(2)叶酸盐缺乏,其发生率可高至28~50%。但未见维生素B12缺乏之证据。

(3)铁缺乏较为少见,系由于铁吸收减低所致。由于蛋白质合成不足,运铁蛋白合成不足,因此血清铁及总铁结合力均降低,但前者降低较后者为少,因此运铁蛋白饱和度增加。

(4)溶血属于轻度,对贫血的发生不起重要作用。

(5)维生素E缺乏,对某些正色素性、巨幼红细胞性贫血患者用维生素E治疗有效。

除贫血外,患者白细胞计数常正常,泥膏样严重营养不良者淋巴细胞计数可增高。四唑氮蓝(NBT)试验、中性粒细胞吞噬力正常,杀菌力及趋化性有时有缺陷。补体降低随营养不良程度而异。B细胞功能正常,T细胞计数及功能均降低。出血倾向少见,出血是由维生素K缺乏或DIC引起。

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18 锌缺乏

18.1 前言

锌是目前所知人体必需的少数几种微量元素之一,其在体内的含量仅次于铁而居第二位,在新生儿体内的3.4×1026个原子中,锌原子占5.1 ×1020

关于锌在医学上的重要地位,已有很多综述及专著作了介绍。本节概述锌元素的生化、代谢和生理作用。

18.1.1 锌的吸收与排泄

锌在小肠中有控制地被吸收。在锌负荷过高时,锌在肠细胞内形成金属硫因(metallothioneine),随着细胞的脱落而被排出体外,故锌—硫因对锌的吸收起调节作用。缺锌时,锌的吸收和从组织中动用增加。在血浆中,50%的锌与白蛋白,40%与α2-球蛋白,7%与运载蛋白连结。在循环外,锌主要储存于肝脏、肌肉及骨骼中;前列腺中浓度甚高。骨骼中的锌受甲状旁腺及维生素D的调节,并可在外源性锌不足时成为儿童身体其他组织生长所需的锌的来源。

示踪法研究表明锌主要通过胆汁及脱落肠细胞排出体外。在一定条件下相当量的锌也可从汗及尿中丧失。

为了保证必需微量元素的生物利用,和防止某些有毒金属对人体的伤害,必须对金属之间的相互作用有所了解。已经阐明,在吸收、运转、储存、利用、排泄等各个环节中,锌与在化学特性上相同的一些其他元素都可能相互促进或相互干扰。这些现象,在诊断、治疗与预防等工作中都是必须考虑的。

18.1.2 锌的生理

早在19世纪即已发现锌为植物生长所必需,本世纪30年代人们也开始了解锌与动物的生长及健康的关系,但直至1963年Praead才首先提出人类缺锌的问题。20年来,锌对人的体格生长、心理发育以及健康的影响愈来愈受到重视。

锌与人的生理功能的关系,从碳酸酐酶的分离成功于1940年第一次得到证明。现知人体中含锌的酶(包括碳酸酐酶、醇脱氢酶、羧基肽酶、DNA多聚酶、醛缩酶、过氧化物歧化酶),及非酶蛋白质不下70余种,这类酶依靠几个锌原子的存在(一般一克分子含锌1~4g原子)而发挥其活性作用。此外,还有另一些酶(如精氨酸酶、组氨酸酶、卵磷脂酶、烯醇化酶)则需要锌激活。

(1)锌与内分泌系统 锌影响内分泌系统功能。人和动物缺锌都表现性腺功能低下,可能是与垂体促性腺激素的分泌减少或睾酮生成障碍有关;也有作者曾观察到缺锌的鼠性腺发育不良。早年的研究提到加锌于垂体后叶提取物中,可延长其对蛙抗利尿作用,晚近的实验表明,牛垂体提取物与锌保温,则GH、TSH、LH、FSH及ACTH释放增加。锌极易与胰岛素连结成复合物,延迟和延长其降血糖作用;在细胞水平上,锌可能与胰岛素的释放有关。另一方面,血中激素浓度可影响血、尿及组织中锌的浓度,例如GH浓度增高(如肢端肥大症时),则尿锌排泄增多,血锌降低;GH不足则导致相反的结果。其他多种激素如雌激素、催乳激素、肾上腺皮质酮、甲状腺素、甲状旁腺激素等分泌的改变也均对血锌浓度发生影响。

(2)锌与免疫功能 锌对机体免疫功能,包括胸脾的发育、免疫球蛋白的合成,和以迟发型皮肤过敏反应为指标的细胞免疫等,也有重要作用。锌促进淋巴细胞有丝分裂,对肥大细胞、巨噬细胞、粒细胞以及血小板有抑制或调节其功能的作用。

锌促进DNA、蛋白质、胶原的合成,故能促进生长发育(包括骨骼生长),并有助于伤口愈合。

18.2 缺锌的原因

锌广泛地存在于自然界中,城市自来水也存在锌。动物性食物含锌颇多,从上海市儿科研究所对上海地区50种食物含锌量的分析可见一斑(表18-1)。虽然如此,人类缺锌状态并不少见,例如在一组158名营养不良、生长障碍的婴幼儿中。74.7%血锌低于正常低限(75mg)。

表18-1 上海食物锌含量

食品 锌(mg·100g-1) 食品 锌(mg·100g-1) 食品 锌(mg·100g-1)
标准粉 1.8 核桃仁 1.9 鸭蛋黄 2.6
黄豆 3.6 瘦猪肉 3.8 黄鱼 3.6
赤豆 2.0 牛肉 5.0 马面鱼 2.1
芹菜(茎) 1.8 猪肝 4.0 海 (干) 8.0
海带(干) 3.2 猪肾 2.8 乌贼(干) 6.3
紫菜(干) 4.2 鸡肝 5.0 淡菜(干) 4.0
荔枝(干) 2.6 鸡肫 3.9 鲜牛奶 0.34
花生(生) 2.6 鸡蛋黄 3.4

缺锌原因可为先天性或后天性(包括医源性)。现按其产生的不同环节分述于下。

18.2.1 摄入不足

世界卫生组织一个技术报告提出正常成人的锌每日平均需要量为2.2mg,妊娠后期妇女增加到3mg,哺乳妇女5.45mg。儿童锌需要量为:婴儿1.25~1.1mg ;男孩1~10岁1.6mg,11~17岁2.8mg;女孩1~9岁1.55mg,10~13岁 2.65mg,14~17岁2.2mg。从食物成分来看,似乎一般人不难从膳食中获得足量的锌,但事实并非如此。有调查表明美国少年妇女有3~4%锌营养不足。在食品充裕的条件下,个体的嗜好及食欲状态均可限制锌的摄入。可以设想疾病可降低机体消化、代谢功能,因而造成锌不足,而锌缺乏则反过来影响食欲,形成恶性循环。有时食品加工可无意地降低其含锌量,以致单纯以这些种食品为营养来源者造成锌摄入不足。如 Walravens 和Hambidge曾报道血锌低于正常的一组男婴,乳方中加锌(每升4mg)后,生长显著加速 ,其缺锌的原因,经查明乃当时(1975年)所用牛奶粉的锌浓度在制作过程中过分降低之故。此外,在长期静脉营养尚未完善之前,营养液造成医源性急性缺锌也屡有报道,病例包括成人、婴儿及早产儿。早产儿回肠喂养也有造成轻度缺锌的危险。

不言而喻,受经济条件所限或因其他原因而使动物性食物摄入不足者,其每日锌摄入量必然偏低,蛋白质-能量营养不良、感染、恶性肿瘤、以及尿毒症患者接受透析疗法的缺锌,主要或部分由于与摄入不足有关。

生理需要量增加可造成锌摄入的相对不足。上述低血锌男婴,在乳方中加锌后,生长显著加快,此期锌的蓄积估计每日可达0.5mg以上,婴儿则每日从乳汗中获得1mg以上的锌,足见孕妇和哺乳妇女比一般妇女需要更多的锌,因而也容易遭受锌的不足。

18.2.2 吸收的障碍

食物中的锌由小肠粘膜细胞微绒毛摄取。在细胞内有不同分子量的配体与之连结。Song和Adham通过鼠肠细胞提取物的研究,提出前列腺素(PG)E2促进锌的吸收,而PG抑制剂可阻碍其吸收。

一般人只吸收食物中31~51%的锌,吸收程度受多种因素的影响。植酸(与锌形成不可溶性复合物)与纤维均阻碍其吸收。半纤维素增加锌从粪便中排出,比纤维素更为显著。具有共同化学特征的二价金属(铜、锌、钴、铁、铬、锰)在吸收利用上均可互相拮抗竞争,例如铁与锌同时摄入时,可互相干扰吸收。曾认为钙能影响锌的吸收,但Spencer等观察人在摄入不同量的钙(200及800 mg)的锌平衡试验时,证明钙本身对锌的吸收并无影响。关于磷对锌的吸收的影响,各家报告不一,Peˊcoud认为大量磷当与无机锌以溶液形式给予时,才影响锌的吸收。Snedeker等给9名大学生服用葡萄糖酸钙及甘油磷酸盐胶囊,则发现中等量钙、磷、大量钙、磷或中等量钙与大量磷的配合,均对锌的吸收利用没有影响。Silvcrmem与Rivlin研究乙醇对鼠的影响,用乙醇注入鼠胃中,发现乙醇使锌与高分子蛋白质连结减少,而与低分子蛋白质连结增加,认为乙醇有抑制或延缓锌吸收的作用,此可说明患肝硬化而饮酒者血锌过低的原因。

以上种种因素,均可造成锌的缺乏,尤其在食物中含锌量不高时。在疾病方面 肠病性肢端皮炎(acrodermatitis enteropathica,AE) 的发病机理就是锌吸收障碍。其他如脂肪泻、肠吸收不良综合征、短肠综合征以及肠手术均可影响锌的吸收。

18.2.3 丢失增加

一般情况下,锌主要从肠道排出,故引起排出增多的情况都可导致缺锌。这类情况包括有严重钩虫病及血吸虫病(埃及)、节段性回肠炎、蛋白质丢失性肠病等。

在异常情况下,肾脏锌排泄增多可导致缺锌。肾病综合征患者可因大量蛋白尿而失锌。文献也有糖尿病患者高锌尿症的报道。灼伤、外科手术性创伤、脱屑性皮肤病均可造成低锌状态。EDTA静脉注射、青霉胺治疗(肝豆状核变性患者)、双氢克尿塞治疗、长期静脉营养(锌伴同氨基酸排出)也引起高锌尿症。乙醇也使健康人及嗜酒者尿中排锌增加。

锌丢失的另一途径是出汗。WHO的专家报告中指出锌在汗中排泄每日估计量,在正常情况下婴儿为0.5mg,其他年龄1~1.5mg,故异常大量出汗,如炎夏、剧烈运动时及盗汗者,可造成缺锌。

18.3 临床

18.3.1 发病机理

锌原子对含锌酶的活性起关键性作用,故缺锌时有关的酶活性降低。人体中含酶有数十种之多,国际生化联合会命名的6类酶系统中,都有锌酶的代表,可见缺锌对健康的影响是多方面的。而且缺锌还可有降低细胞膜及细胞器膜的稳定性,也对其他微量元素代谢产生影响,从而造成更为复杂的临床现象。

前已述及锌的主要生理功能,缺锌时就发生这些功能的障碍。其他一些症状的发生机理,将结合在症状的叙述中说明。

18.3.2 临床表现

缺锌可在不同条件下产生不同的结果及不同的症状组合。文献报道的及被认为与缺锌有关的症状组合有:贫血、肝脾大、性发育迟缓 、侏儒症和食土癖;儿童厌食、生长障碍,味觉减退等等。孕妇缺锌者较多发生异常分娩;有外科创伤者伤口愈合不良;胎儿发育期缺锌者可发生畸形;乳儿缺锌者可有尿布疹。因此,除与遗传性缺陷有关的肠病性肢端皮炎(AE)外,缺锌没有类似于缺铁性贫血那样的临床病名。现先述慢性与急性缺锌的表现,再述肠病性肢端皮炎。

(1)慢性缺锌的表现

①生长障碍:研究锌营养者常引用Prasad等60年代初的报告,来说明锌缺乏与儿童生长及性发育的关系。他们于1961年首先报道一组没有血吸虫或钩虫感染的伊朗少年,他们体格发育似10岁儿童水平,性发育延迟,伴粗皮肤、勺状甲 、贫血与肝脾大,骨龄延迟,长骨骨骺未闭合,多有食土癖及厌食。进行血锌测定的一例锌浓度低。其后他们又对另一些有类似临床表现的青少年作了锌代谢检查,发现血浆、汗、头发及细胞含量均低,血浆锌转换加快,粪及尿锌排泄减少。但这些患者多数有血吸虫及钩虫感染,而我国曾有报道血吸虫病可致性腺功能低下性侏儒症,且Coble在同地区的进一步调查,发现随机抽样的对照儿童血锌也低。故这些关于生殖腺功能低下侏儒症的报告没有不可争辩的说服力。

不过,Prasad等关于缺锌影响生长的观察,在以后Hambidge等的报道中得到支持。Prasad等又报道镰状细胞性贫血者用大剂量锌剂后生长加速 。我们也观察到在营养不良、生长障碍的儿童中2/3有明显的低血锌。缺锌可使儿童生长障碍是没有疑问的。

②性发育障碍与性功能低下;缺锌对性发育及功能的影响也有其他临床的证据。例如Prasad等观察到镰状细胞性贫血患者多有明显低血锌,男性患者常表现生长障碍及生长幼稚症,锌均有一定程度的改善。另有报道这些患者垂体激素正长常治疗后而睾酮偏低。文献也有关于锌用于一些不育症患者的疗效报道;Antoniou和他的同事对因肾功能不全接受透析疗法的阳萎症患者进行观察,4例在膳食中加锌,6个月后血锌仅稍有改善。于是她们在透析液中加氯化锌,以使血浆锌浓度维持在15300、22950μmol·L-1之间,2~4周内他们的症状明显好转,睾酮及促滤泡激素升于正常水平。用安慰剂的4例症状无改变。亦有关于用锌治疗精子过少的不育患者有效的报道。

③味觉及嗅觉障碍:慢性缺锌者(例如孕早期妇女及肝炎患者)可出现味、嗅觉迟钝或异常。自从HeNkiN等报道了特发性味觉迟钝与异常和嗅觉迟钝与异常后,对此现象的研究受到了重视,Hambidge等报道了味觉障碍与发锌过低之间的联系,他们的调查表明4~16岁的儿童,发现132人中间有10人发锌值在正常成人值3个SD以下,与中东缺锌侏儒症儿童的发锌相当;进一步检查发现其中8人身高在第10百分位以下。他们不喜肉食。6人作了味觉检查,5人味觉迟钝,用小剂量锌(每日每kg 0.2~0.4mg)治疗1~3个月后,味觉恢复正常。

锌影响味觉的确切机理还不完全清楚。现知腮腺唾液中锌含量的降低与味觉迟钝有关,有人认为唾液中有一种含锌蛋白对维持味蕾的结构与功能是重要的因素。另外,可从味蕾分离出的碱性磷酸酶(锌酶)也可能有重要作用。

异食癖及食欲不振大概与味觉障碍有关。异食癖可表现为食土癖、嗜酸癖(孕妇)等。Prasad 1961年报告的生殖腺功能低下性侏儒症的伊朗儿童,有食土癖而无寄生虫感染,说明此症状与寄生虫无关。Hambige和Silvermun报道一例18个月女孩有舐金属及食头发癖,生长不良,发锌比正常成人值低3SD以上,给锌治疗,每次10mg,先每日一次,一周后增为每日2次,治疗3天后,异食癖消失,食量比治疗前增加1倍,6个月后身长增加7 cm,体重从936 g增至1474 g。

④伤口愈合不良:Pories等首先提出锌能促进外科伤口的愈合。缺锌影响伤口愈合,也得到动物实验的证明。近年的临床资料表明,缺锌者易发生静脉曲张性慢性溃疡以及褥疮,补锌可以促进愈合。锌在伤口愈合中的作用是成纤维细胞的增生及胶原的合成,以及上皮细胞的增生,从而影响疤痕的紧张度。

⑤胎儿生长障碍与畸形:Halas等观察鼠产前及产后轻度缺锌的影响。将胚胎期至哺乳期母鼠三组,ZD组给予轻度缺锌(锌10ppm)食物;PF组给予足量锌,但其他食物与ZD鼠相同;AL组给足锌及任意取食。结果表明AL母鼠摄食量最多;ZD组所生小鼠出生体重最轻;出生后每日体重增加量以ZD小鼠最少,而AL小鼠最多。断奶后,ZD小鼠体重增加最少,而PE小鼠则与AL小鼠相同。此时PF小鼠显著地较ZD小鼠重,并赶上AL小鼠。ZD小鼠肝及腓骨含锌量均低于PF及AL组。但脑儿茶酚胺含量三组无差别。说明轻度缺锌的胎鼠生长不良,而脑的发育不受影响。但较严重缺锌,即使发生在妊娠后期,也影响脑的发育。Mekenzic观察到母鼠孕后期缺锌者胎鼠体重减轻,脑重及脑DNA降低。世界卫生组织一个流行病学报告提示胎儿无脑畸形与孕母缺锌可能有关,其后也有关于孕母缺锌对胎儿影响的临床报道。Vir等在调查孕母锌营养状态时,发现妇女血锌浓度特低者,较多生育早产儿与畸形儿以及分娩异常,并提出缺锌对母婴的危险可能来自:锌代谢的改变和孕母脂肪储备少,使胎儿不能从母血中获得生长所需的锌。Hmbidge等调查了7个AE妇女,发现1例无脑儿、1例软骨营养不良性侏儒,1例流产;此情况与一般人群所见显然不同。

⑥分娩异常:Apgar早就报道实验动物缺锌者,流产和子宫收缩不协同及出血等异常分娩的发生率增高。Verburg等报道AE妇女怀孕后较多流产或生育畸形胎儿。Vir等关于孕妇缺锌与分娩异常的关系前已提及。

(2)急性缺锌的表现 急性缺锌可发生于静脉(回空肠)营养而不注意补锌或用青霉胺治疗肝豆状核变性。静脉营养时,因锌随氨基酸从尿中排出,而使其需要量增加。关于透析疗法治疗肾功能衰竭与缺锌的关系,Blendis等根据临床研究的结果指出,患者缺锌主要与膳食中缺乏蛋白质有关,并提出透析器械中的锌漏出反可能部分地弥补缺锌。如此,则透析疗法本身不是缺锌的原因。

急性缺锌除造成前述味觉障碍、厌食、皮损和秃发外,还可引起神经精神障碍及免疫功能减退。

①神经精神障碍;锌在鼠脑中含量颇多,尤其在海马。其他含量多的部位依次为大脑、纹状体和小脑。组织化学检查证明锌分布于海马及小脑苔状纤维的终末者较多。可见缺锌对这些部位的功能影响会特别明显。动物实验证明鼠妊娠后期缺锌者,雄仔鼠表现行为异常及学习能力不足,猕猴也有同样现象。急性缺锌的人精神症状可表现为嗜睡、欣快感或幻觉;小脑症状包括构音障碍和躯干及肢体共济失调。Sivasu brama nian和Henkin报道的用高能营养的2例早产婴儿也表现行为的改变。Wallwark等研究锌对鼠脑儿茶酚胺的影响,将刚断奶的小鼠分为4组,各喂以锌食物9~10天,然后分别给以:A,不限食加饮去离子水;B,与前组同食物加锌;C,不限食加锌;D,不限食加锌至解剖前夕为止。后3组加锌量各为25 ppm。结果表明缺锌鼠脑儿茶酚胺显著地增高,与食物无关。作者等认为儿茶酚胺的增高可能是酪氨酸增加或醇脱氢酶减少之故,并可以部分地解释缺锌动物和人的行为障碍及异常神经症。

②免疫功能减退;蛋白质-能量营养不良者易发生感染,其因素之一是缺锌。关于锌与动物免疫的关系已有大量文献资料。Lnecke等和Fraker等的实验分别证明,缺锌小鼠胸腺重量减轻,T细胞功能不足,IgM和IgG生成减少。Yolden等给曾患过蛋白质-能量营养不良的8个小儿补锌(每日每kg体重2mg),结果X线胸片示胸腺增大。其后作者等又对他们进行皮肤试验,在一臂先涂硫酸锌软膏,另一臂为对照,结果涂锌的一例迟发型过敏反应加强,其加强程度与当时血浆锌浓度成负相关。Pekerek等报道一个证明为缺锌及能量摄入不足的去大脑强直少年,观察其对二硝基氯苯的迟发型皮肤过敏反应及淋巴细胞转化率,结果皮肤反应阴性,转化指数明显地低于对照组。给锌治疗(每日22.7mg),3周后皮肤反应阳性,淋巴转化率明显提高,原有的皮脂溢出性皮炎及褥疮迅速痊愈。此现象也与Fraker等小鼠实验的结果相似;出生后7周小鼠喂以缺锌食物,26天后对二硝基氯苯的皮肤迟发型过敏反应显著地低于对照组。再喂含锌食物21天后反应恢复正常。

所谓慢性与急性缺锌,差别是相对的。临床表现也与缺锌的程度有关。Halas等指出较轻度的缺锌可发生于任何年龄,而严重缺锌则只见于婴儿AE、蛋白质-能量营养不良的婴儿与儿童、营养不足的早产儿、不恰当的高能营养(静脉或回肠)、肠吸收不良综合征严重者,以及肝硬化嗜酒者。

18.3.3 肠病性肢端皮炎

肠病性肢端皮炎是隐性遗传性疾病,起病于婴儿期。临床表现为腹泻和相继出现的手足、肛周湿疹样或疱疹性皮损害和秃发,可有甲沟炎伴甲萎缩、睑边炎、结膜炎、口炎、唇炎等。未治疗者生长迟缓,情绪障碍,并多因细菌性或霉菌性感染而早夭。

Karcioglu综述肠病性肢端皮炎的病理基础,光学显微镜下可见肠绒毛变平、粘膜表现非特异性淋巴性炎症和粘膜下水肿。电镜检查发现帕内特细胞内有异常包涵体,其中杆形者类似溶酶体,而球形者可能为变形的分泌颗粒。关于这些电镜变化与缺锌的因果关系,有互相对立的见解。皮肤的非特异性变化轻者仅示淋巴性炎症,重者有真皮广泛性坏死。有时见表皮内水疱随着基膜的破坏而扩散成大疱。在一个6岁儿童尸剖时,Rodin和Yoldman发现空肠及回肠局灶粘膜萎缩与变性、胸腺、脾及淋巴结的生发中心发育不良,胰岛细胞如筛状排列。

关于AE发病原因的研究到70年代才获得突破。Moynahan等发现一个乳糖不耐症伴AE表现的幼儿,所用饮食中严重缺锌(每日0.81mg而推荐量为3.75mg),补充锌后AE的临床表现完全消失。其后他通过对另一些病人的治疗,进一步证明缺锌与AE的关系。Hambidge将AE的临床、生化和代谢特点与人类及实验动物缺锌时的各种表现进行对比,得出AE的症候群乃由缺锌引起的结论。

关于AE缺锌的机理有不同的推测,Moynahan假设膳食中蛋白质可在肠内产生一种能与锌连结,并阻碍其吸收的肽,AE的发生是由于降解这种肽的酶的缺乏,双碘方的疗效基础是它能与肽结合而释放锌。但现认为较为可取的假设是肠腔内能与锌连结的低分子PG合成或运输缺陷,因为此说与下列事实相符合:①PG已被证实能促进锌的吸收,②AE基因型常在从母乳喂养改为牛乳喂养后发病,是因为母乳中含有低分子的配体。据此,也有猜测以碘方治疗AE就是通过在肠内形成这种配体而发挥疗效。不过也有作者提出必需脂肪酸代谢障碍为AE的发病基础。Cash 和Brger曾用富含亚麻二烯酸的人乳或葵花子油治疗AE均有效,认为不饱和脂肪酸的代谢障碍是AE的病理基础。此观点得到了Battger和Oell的实验的支持。他们在缺锌鼠的食物中,加入1%双碘方虽可防止皮损的发展,却不改善生长或提高皮肤中及血浆中的锌浓度,说明此药可能是防止缺锌所致的细胞膜缺陷,而与促进锌的吸收无关。Cunnane基于亚麻二烯酸是细胞膜磷酯的重要成分,提出双碘方的作用可能在于促进亚麻二烯酸代谢。不过脂肪酸代谢说与PG合成缺陷说并无根本矛盾,因为PG的合成需要花生四烯酸。

18.4 诊断

18.4.1 临床诊断

诊断以临床表现与缺锌的实验室检查为依据,临床上,虽然 Prasad 首先报道的伊朗儿童的症状可能有其他发病因素,但因锌治疗有显效,故仍多以生殖腺功能低下性侏儒症作为慢性缺锌的代表。其表现为生长障碍,生殖系统发育迟缓,味觉欠缺,精神萎靡,厌食,皮肤干燥而色素不足。如前所述,其他条件下的慢性缺锌还可致异食癖、伤口愈合不良、秃发等。

急性缺锌的表现为厌食,嗅觉及味觉不灵或紊乱,精神异常,共济失调。

肠病性肢端皮炎典型者起病于幼婴期,症状包括腹泻、皮疹(肛周,肢端伸面)、反复感染和行为障碍,有时伴精神萎靡及震颤等。凡有以上综合征者可作临床诊断。

有人认为味觉欠缺及异食癖是诊断的重要线索;其他表现多是非特异性的。但最重要的是:在临床实践中勿忘缺锌的可能性,尤其在缺锌的条件下(为儿童蛋白质-能量营养不良、成人嗜酒,以及患与缺锌有关的疾病和使用增加锌排泄的药物及食物时)。

18.4.2 诊断缺锌的实验室指标

(1)血清或血浆锌 用近代技术如中子活化分析(neutron activation analysis)、原子吸收分光光度法及质子诱导射线(proton induced x-ray emission或质子活化分析),可准确地测出μg量的微量元素,大大促进锌的研究和利于缺锌状态的诊断。测血锌要求严格的预处理,以避免溶血及外界污染,还需要有正常标准以资比较。我们的实验室以60%正丁醇5倍稀释测正常人血清锌值,结果如下(如18-2)。

我们根据测得值的常态分布定年龄均值减1.29标准差为各该龄低限,这样老年人的“正常”低限显然低于其他年龄低限。老年人的血锌低于1.07μmol·L-1

时补锌是否有益?手头文献未见讨论。Vir和Love认为老年人血锌低与血浆白蛋白低相关。

表18-2 健康人血锌值(μmol·L-1

年龄 例数 均数±D 低限 年龄 例数 均数± 低限
初生 30 14±3.31 9.83 12岁 184 13.47±2.08 10.80
1月 156 13.21±1.40 11.40 20岁 181 13.54±2.11 10.80
2月 217 13.47±2.27 11.63 60~93 116 10.49±1.92 9.01
6月 151 14.46±2.03 12.3

(注:血清锌一般比血浆锌高5~15%)

低血锌有助于缺锌病的诊断,但有例外。Garvetts和Molokhia治疗过一个AE病人,血锌及发锌都高,而锌治疗见效,Molokhia和Portnoy的另一个类似病人则血锌正常,发锌特低(32.8μg·g-1)用锌治疗5天后,手指肿痛及皮疹开始好转,3月后营养不良的指甲恢复正常,可见血锌不低,并不能排除缺锌状态。Strain等提出铜锌比值升高,并于锌治疗后降至正常为诊断AE的有用指标,他们实验室的铜、锌正常值分别为100±0和125±1.8μg·g-1,铜锌正常比值0.82,一例6个月AE患儿的比值为4,此有参考价值。

低血锌也不绝对反映机体缺锌。首先,血锌的60%与白蛋白松散地结合,它在血中浓度取决于血中白蛋白浓度及其对锌的亲合力。更重要的是感染及炎症可出现降血锌作用。实验动物感染发热及在炎性疾病时,以及动物体外实验都证明,吞噬中的白细胞释放一种与内源性热原(pyrogen)相似或一致的物质,称为白细胞内源性诱介物(leukocyteendogenous mediator ,LEM)。它作用于肝细胞膜,促进肝细胞储留锌及铁;又加速肝细胞核及核糖核蛋白体RNA的合成,从而促进粗内质网合成各种反应物蛋白和参与锌酶的产生,如碱性磷酸酶(此酶可能有防御作用)。亦有人提出感染时,肝细胞是在LEN作用下合成锌-硫因而增加其从血流中提取锌的。总之,在这种情况下,低血锌是感染及炎症的结果,发生很快,而不是原因。因此,在急性疾病时,血锌可能不代表通常的情况,更不反映全身的锌营养状态。

(2)发锌 头发是容易取得的组织,发锌在一定程度上可反映一个人的锌营养状态。正常人发锌值择要摘录于下表。

表18-3 正常人发锌值

地区或国家 对象 发锌(μg·g-1 作者
上海 219.7±75.9(SD) 吴裕炘等
206.0±41.6(SD)
黑龙江富裕县 204±70(SD) 周葆初等
201±47(SD)
香港 成人 208±54(SD) 以下摘录自Molokhia and portnoy
泰国 婴儿 202±26(SE)
儿童 男 163±22(SE)
172±12(SE)
英格兰 成人 172.5±18.2(SD)
美国丹佛 新生儿 174±8(SE)

低发锌与体内缺锌的关系,在一些临床报道中,得到肯定。例如镰状细胞性贫血、脂肪泻、节段性回肠炎、糖尿病、AE患者发锌都低,不过也有保留的意见;Mcbean等调查的结果表明6~11岁儿童血浆及头发锌浓度没有相关。Vir等称老年人及孕妇发锌相对地高于血浆锌。Gibson和Dewolfe指出发锌测定与新生儿锌营养状态相关性差。蛋白质-能量营养不良者头发长度增加速率比锌进入组织减低更甚。6个月以下婴儿头发可能有一部分是出生前长出者;这些情况下,发锌值可能会引出不正确的判断。

发锌测定还受外来因素影响,头发上污染着锌,若不预先处理则测出值偏高。但一些洁净剂却可洗除发发内的锌,这是技术上需要注意的。有人指出可能由于污染之故,离头皮愈远的头发部分,其含锌量愈高,但吴裕炘等认为头发根段、中段及顶端的含量没有差异(P>0.05)。

Solomons认为随着技术的发展,发段不同及头发因生长速率变化带来的一些误差是有可能避免的。这样,使头发作为评价锌营养水平的活体组织有了较好的前景。

(3)味觉试验 Burch和Sullivan认为在缺锌诊断的疑问时,可利用味觉试验和维生素A醇结合蛋白测定作为补允工具。我们试验了营养不良缺锌小儿(5 1/2~6岁)和健康小儿(57/12~9 3/12岁)的味觉敏锐度,几种溶液浓度及味觉分级如表18-4所示。结果低锌组儿童几种基味觉减低者9人中有3~5人,锌治疗55天、血锌恢复正常水平时,味觉都明显提高,与健康儿童比较,除苦味外,均无显著差异。

表18-4 味觉试验的溶液及浓度(mmol·L-1

溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
蔗糖(甜) 1000 800 500 300 150 90 60 30 12 6
盐酸(酸) 500 300 150 60 30 15 6 3 0.8 0.5
尿素(苦) 5000 2000 1000 800 500 300 150 120 90 60

(4)唾液锌 与味觉有关的是唾液锌的测定,Henkin等注意到嗅觉不敏的人腮腺唾液含锌均低于每ml10ng,认为此浓度指示锌的缺乏。他们认为味觉敏锐度与唾液存在的相关是肯定了的,Yugor和Sickles报道了青春期女孩分别在代谢研究和营养调查中的唾液分析结果,根据对象的意愿,采用去离子蒸馏水漱口后,吐出的混合唾液。代谢研究的结果表明,唾液离心后上清液中锌含量,每日摄入11.5mg锌的儿童显著地低于摄入14.7mg者,提示此测定用作边缘性锌营养不足是敏感的指标,但从总体看与血清锌值之间没有显著相关。营养调查的儿童全唾液和上清液含锌量分别为173和30.5ng·ml-1,二者含锌及含蛋白质量有显著相关。唾液分析结果与发锌也无显著相关。

该文作者在讨论中指出唾液含锌量可受膳食、唾液分泌速度、刺激物质及持续时间、日间不同时间、水代谢状况和血浆成分的影响。

(5)尿锌 正常人从尿中排出少量的锌,每日约400~600μg,中东的性幼稚性侏儒、夸希奥科(Kwashiorkor)及AE患者和一些其他与缺锌有关的疾病的患者,血锌及尿锌均降低。不过如所述,在一些情况如饮酒、高能营养或糖尿病、镰状细胞性贫血时或手术后,则尿锌增高并可能成为锌损耗的一个原因。另一方面,感染时,在LEM的作用下的尿锌减少,则是锌在体内分布改变的结果,而不真正反映锌营养状态。

Solomons提出尿锌测定仍然对判断病情有助,因为即使尿锌排泄增加,排泄的情况仍能有助于发现锌代谢紊乱的实质,这种紊乱可能与实际的锌营养有关。

(6)红细胞锌 红细胞可能反映身体组织的营养状态,人的实验性缺锌产生红细胞锌的明显降低。夸希奥科及镰状细胞性贫血患者血锌及红细胞锌同时降低。不过慢性进行性肝炎、坏死后肝硬化、糖尿病及肺结核时,虽血锌降低而红细胞锌正常,随着技术的进展,红细胞内锌的含量分析的困难可能克服,促进此项诊断指标能广泛地采用。

(7)白细胞锌 白细胞在血液中更替快,含锌量比红细胞多25倍,理论上对体内微量元素的变化更为敏感。糖尿病患者红细胞锌正常,而白细胞锌明显降低。白细胞分离手续较繁,此组织作为诊断指标尚有待探索。

(8)含锌酶和其他蛋白质 血清及组织中含锌酶的活性也可反映缺锌引起的生化及功能障碍。缺锌性侏儒症患者血清碱性磷酸酶降低,补锌后活性恢复正常:AE患者及高能营养后也是这样。镰状细胞性贫血患者的锌营养状况,可用红细胞碳酸酐酶测定来反映。核糖核酸酶虽非含锌酶,但在鼠实验中,它随缺锌状况的进展而增加。镰状细胞性贫血者此酶也增高。

锌对维生素A的代谢也有作用,动物实验证明从肝脏动用维生素A储备时,需要维生素A醇结合蛋白进行运转,酒精性肝硬化患者血锌及维生素A醇结合蛋白均降低,有抗A性夜盲症,补锌1~2周后,暗视适应改善。因此,此蛋白质测定对评价锌水平也有意义。

(9)皮肤活检 基于Im等报道,Solomons提出皮肤活组织检查,可能也是有前途的缺锌的诊断手段之一。Molokhia和Portnoy的皮肤分析结果如表18-5所列。他们指出身体各部皮肤含锌量不同,包皮含量最高而足底最低;差别可能与各部表皮的细胞构成有关。因此他们指出只有用一部位皮肤的化验结果才可进行比较。

表18-5 正常皮肤锌含量()

样品 均值±标准差 样品 均值±标准差
尸体皮肤 活体组织
皮表 705±26.3 表皮 56.6±8.8
真皮 12.6±4.7 真皮 12.5±3.1

总之,缺锌的诊断目前还未有特异性方法,锌代谢的复杂性及在特殊情况下锌在体内的重分布,使上述诊断指标的变化可能具有不同的临床意义,故诊断要求:①注意缺锌尤其是边缘性缺锌。Sullivan等曾对住院病人进行调查,发现68%肝硬化病人和21%其他病人缺锌;低血锌可发生于动脉粥样硬化、慢性皮肤溃疡、肝硬化、某些癌症、尿毒症、镰状细胞性贫血、心肌梗死、糖尿病等;②特别对有高危因素者应进行监查;如营养不良,肠吸收不良、接受高能营养及其他静脉补液、类固醇激素长期治疗、利尿剂长期治疗和灼伤、创伤、手术等病人以及嗜酒者。在高度警惕的基础上,进行一些实验室检验,综合分析,就有可能避免漏诊。

18.5 治疗

18.5.1 经锌途径

缺锌的治疗常用锌盐口服,通常用硫酸锌(ZnSO4·7H2O)每次220mg,每日3次。醋酸锌也容易吸收。文献关于AE治疗也多用硫酸锌,偶有用葡萄糖酸锌的。锌元素每日剂量自婴儿期的75mg到壮年人的150mg不同。不过锌元素50mg每日3次的剂量,是从动物实验折算而来的。现认为用较小剂量,也可达到相当的血锌水平而减少恶心、呕吐等胃肠道反应。为减轻胃肠反应可在餐后服药(但应注意不与铁剂同服及减少纤维食物)。有报道用组织胺与锌同服可帮助吸收,但吸收后在体内运送又是另一个问题。

静脉给锌常用于静脉高能营养,成人剂量为每日2.5~4.0mg,AMA(1979),但患者原有缺锌有时短期可给予较大剂量。

锌可经皮肤吸收。故外用锌剂除用于烫伤、慢性溃疡等外,也有提出可利用其局部杀菌及抗炎作用和从局部吸收的特性而应用于开放性伤口的治疗。

过量的锌可产生急性中毒,Brocks等报道的一例在锌静脉滴入过量后出现少尿、低血压、腹泻、呕吐、黄疸和肺水肿。死后解剖发现急性肾小管坏死的病理表现。亦有口服氯化锌后发生肾功能衰竭者,还有报道透析疗法病人发生急性高锌血症和贫血,原因是用了镀锌储水器中的水。不过在一般剂量下,口服锌很少产生严重副作用。因此,在高度怀疑缺锌可能时,给患者试服锌剂是允许的。

18.5.2 AE的治疗

在AE病因尚未阐明之前,临床工作者怀疑其与梨形鞭毛虫感染有关而用双碘方,并确实取得一些疗效。现知双碘方是通过促进锌的吸收而起作用的。鉴于用锌治疗安全可靠,而双碘方则可产生诸如视神萎缩的毒性反应,美国儿科科学会药物委员会于1975年作了如下建议:正在用双碘方治疗的AE患者宜中止治疗,待试用锌剂后再作决定;对诊断的病例,则应以锌剂为首选药物。

19 碘缺乏病与碘过多病

19.1 前言

碘是人体不可缺少的一种营养素,当摄入不足时,机体会出现一系列的障碍。由于机体缺碘的程度不同以及缺碘的时期不同,机体出现的障碍的严重程度与性质也不同。这些不同的障碍由轻至重犹如一个连续的光谱带。这些障碍,我们可以统称为碘缺乏病(iodine deficiency disorders)。在这一系列的障碍中,地方性甲状腺肿(简称地甲肿)与地方性克汀病(简称地克病)是两种已有熟知的碘缺乏病。但是,对于其他的障碍我们也绝不能忽视,因为其他障碍对于人类的危害并不比这两种熟知的碘缺乏病为轻,只是由于我们对它们还缺乏充分的认识,它们仍然处于一种被忽视的状态。

历史上最早知道的碘缺乏症就是地甲肿。公元682年,唐孙思邈所著的《千金方》中所列的治疗“瘿”症的方剂几乎都有海产物,现在知道这些海产物中都含大量的碘。1916年,Prout第一个用碘治疗甲状腺肿。但是确定地克病与缺碘有关是较晚的。二十世纪初,瑞士与美国开始用碘化食盐预防地甲肿。我国在二十年代末,开始有地甲肿的现代记载,但是直到五十年代末,始有地克病的记载。六十年代时,很多人还认识不到地克病与缺碘有关,有人误认为这种山区多发的痴呆主要是由于近亲结婚造成的。实际上,地甲肿与地克病之间的关系很有一些像成人的梅毒与婴儿的先天性梅毒之间的关系。成人梅毒与先天性梅毒同为梅毒螺旋体造成,虽然它们的临床表现有明显的区别,但是没有人误认它们是两种病。地甲肿与地克病也同为缺碘所造成,仅是由于前者主要出现于成人,而后者出现于胎儿与儿童。由于它们的临床表现不同,因此常被误认为是两种不同疾病。不把两者联系起来看待会带来严重的误解。缺碘引起的地甲肿虽然患者数量大,但其危害终究有限,缺碘引起的地克病性质即完全不同,它可以造成痴呆、聋哑、瘫痪等终生残废,严重影响着社会经济的发展与精神文明的建设,因此正确地把两者联系起来并统一在碘缺乏病这一概念之内,可以对碘缺乏的严重危害予以正确估价,因而也必然会增加对补碘性预防的重视。

碘缺乏病是营养缺乏病之一,任何一种营养缺乏病在典型的临床患者外,均还存在着为数更多的亚临床(subclinecal)患者,这种患者的损伤虽轻,但数量可数倍于典型患者,因此也构成严重的社会问题。早在本世纪三十年代, De Quarrain与Wegelin 即注意到在病区除典型地克病患者外尚存在有大量亚临床患者,他们将这种情况称为类克汀病(cretinoid)。类克汀病这个术语是否恰当姑且不论,但这处事实是存在的。1983年张春卿,1983年芦倜章及钱启东,1983年王栋与陈祖培均看到在我国也存在类克汀病。典型的地甲肿患者除有甲状腺肿外,尚有血浆TSH增高及T4降低,但缺碘较轻的地区的无甲状腺肿“正常”居民也有T4降低及TSH增高者,还有T4不降低仅TSH增高者。他们虽然不是甲状腺肿患者,但确实是碘缺乏的患者。

严重缺碘地区除典型克汀病患者外,死产、流产及先天发育异常均可较高,而在补碘后,这些情况又减少。

根据迄今所观察到的由于缺碘所造成的多种多样的障碍,联系起来可以谱写出一个连续的光谱带。其中地甲肿与地克病是两种了解最深入的情况,我们将在下面重点叙述这两种疾病。但在结束后,还将进一步阐明碘缺乏的全貌。

碘缺乏症(IDD)的谱带

图19-1 碘缺乏症(IDD)的谱带(碘摄入量为μg·d-1

19.2 地甲肿与地克病的历史与流行病学

地甲肿俗称“瘿袋”,中医称为“瘿”。它是一种古老的疾病。公元前七世纪初成的古籍《山海经》中即有“瘿”的记载。公元239年吕不韦所著《吕氏春秋》中得到“轻水所多秃与瘿人,重水所多馗与避人”,由此可见,当时已看到环境因素与地甲肿的关系。隋代巢元方所著的《诸病源候论》(公元610年)更明确地提出瘿病与水土有密切的关系。唐代名医孙思邈(公元682年)所著的《千金翼方》中治瘿的方剂基本都含有海藻、昆布、海蛤等海产物,我们现在知道这些药材中含碘量都是很高的。他还有一个处方是用鹿靥(即鹿的甲状腺)来治地甲肿,这也是符合现代治疗原理的。唐代名医王焘(公元752年)所著的《外台秘要》中再交提出用羊的甲状腺来治疗瘿病。

在国外,印度、埃及、希腊的古医学也很早提到地甲肿,埃及的古医学还提到用外科手术治疗地甲肿。十九世纪初叶,碘元素发现后,在哥伦比亚开始用碘剂治疗地甲肿 。二十世纪初,瑞士与美国开始用碘化物治疗和预防地甲肿,也只有在使用碘化物这样廉价的制剂以后,大规模的预防才能实现。

1614年瑞士的F.Platter首先用Cretin这个名称阐述了当地山区的一种痴呆、聋哑、侏儒的患者。19 08 年英国医生Mecarrson描述了在克什米尔的Gilgit及Chitral地区的神经型与粘肿型地克病患者。19 38 年De Quarrain 和Wcgelin系统地描述了瑞士的神经型地克病的各方面。

在我国,四十年代初,日本医生于热河及冀东一带也观察描述了地甲肿与地克病情况。五十年代末。我国学者报告了安徽,河南大别山区的地克病。1964年天津医学院系统地报告了承德地区的地甲肿与地克病。自此以后,国内有关地克病的报道逐步增多。

地甲肿与地克病是世纪性疾病,地甲肿几乎所有国家都发生。欧洲的阿尔卑斯山区,七十年前还是严重的地甲肿与地克病流行区,现在已完全控制。现在主要的流行区是亚洲的喜马拉雅山区、南美的安底斯山区,非洲的刚果河流域,大洋洲的新几内亚等。联合国世界卫生组织1960年估计,全世界约有两亿地方甲状腺肿患者,占当时世界人口的7%。1974年泛美卫生组织出版的“仍然威协着人类健康的地甲肿与地克病”的专著中认为,由于世界上人口的增长以及某些地区防治措施不够落实,因而估计当时的患病人数仍然不低于两亿。地克病由于诊断标准不易掌握。目前国内外尚缺乏确切统计数字。

在我国,由于历代统治阶级不考虑保护环境,森林植物被破坏、水土流失严重,地甲肿流行范围广大,成为我国分布最广、患者最多的地方病之一,估计在解放初期全国地甲肿患者人数可达两千万人。全国各省、市、区(包括台湾),除上海市外,都有不同程度的地甲肿区存在。主要病区在东北有黑龙江省的三江平原地区。吉林与辽宁东部的长白山区,吉林与辽宁西部的小兴安岭山区与热河山区。在华北有河北省的燕山山区,内蒙南部的山区,河北与山西交界的太行山区,山西的吕梁山区。在西北有陕西省的秦岭山区,甘肃的泷南山区,宁夏自治区的六盘山区,青海东北部的农业区,新疆塔里木盆地周围的农业区,天山北麓部分地区。在西南有四川东北部大巴山区与西南部大小凉山地区。云南西部的德宏地区。贵州东部、东南部与西南部的山区。西藏喜马拉雅山北麓雅鲁藏布江河谷地区。在中南有广西西部与西北部的山区,广东北部山区,湖南西部山区,湖北的大别山区与仙霞岭,福建的武夷山区,山东的沂蒙山区。看来我国大部分的地甲肿病区都是山地和离海较远的地区。

我国地甲肿多分布于山区是因为山区坡度大,雨水冲刷,碘从土壤中流失严重所致。在新疆南部,雨量虽稀少,但古代冰川对地表的侵蚀及农业利用雪水灌溉。土壤中碘的流失也严重。

我国东北地区黑龙江的三江平原缺碘可能因为历史上频繁的泛滥以及地下水的运动活跃造成的。近年在江苏长江三角洲的河网地区及长江中间冲积形成的岛屿上也发现有地甲肿存在。估计现在我国居住在环境缺碘地区受到缺碘威协的达两亿人。

地克病流行于地甲肿较严重的病区,也即缺碘较严重的地区。地克病在地甲肿流行地区的患病率低的可以是零,高的可以达到10%以上(表19-1)。迄今尚未发现地克病而无地甲肿的地区。世界上各主要地甲肿病区,除北美的大湖区外,均有地克病的流行。喜马拉雅山南麓为当前世界上最严重的病区,巴基斯坦、印度、尼泊尔、不丹流行均严重。不丹的部分地区地克病患病率达30%以上。

19.3 地甲肿与地克病的病因与发病机理

19.3.1 地甲肿与地克病的病因

碘是合成甲状腺激素的主要原料。成人每人每日最适当的供应量为150~200μg,妊娠期与哺乳期可能还需大大增加。由于环境缺碘,使机体每日摄入的碘量不能满足合成甲状腺激素的需要,则甲状腺产生的甲状腺激素就会不足。由于甲状腺激素不足,反馈性地使垂体分泌TSH增加。TSH长期过多地分泌可使甲状腺组织增生肿大,造成地甲肿。但是地甲肿的病因,也不一定完全是由于碘缺乏;当长期摄入致甲状腺物质,也可以造成地甲肿,甚至于摄入的碘量过多也可以造成地甲肿。

表19-1 我国一些病区的地甲肿及地克病的患病率(%)

病区名称 地甲肿 地克病 调查年代
黑龙江桦川县集贤大队 35.1 11.0 1979
吉林科古前旗扶余县 - 1.9 1976
天津蓟县 11.5 0.12 1974
河北省承德市效区 25.2 1.7 1962
内蒙凉城厂汉营 - 0.37 1979
山西泌沅白狐窖 11.3 10.6 1978
内蒙赤峰徐家窝铺 - 13.6 1974
陕西眉县齐镇公社 12.02 0.71 1975
宁夏泾沅 - 0.9 1964
甘肃礼县 23.87 2.11 1979
青海大通朔北公社 30.6 1.28 1979
新疆城 - 3.54 1977
西藏左贡县 13.9 4.5 1978
四川盐沅 6.7 1.76 1976
广西东兰县 31 5.78
安徽霍山 22.7 2.7 1980
浙江临安 47.1 1.2 1983

地克病是由于亲代妊娠期间与子代出生后严重缺碘致使胎儿与儿童生长发育落后造成的。一般来说,当每人每日平均摄入碘量低于25μg,即将出现地克病患者。地克病仅能由于碘缺乏造成。致甲肿物质在缺碘地区可促进地克病的产生,尤其是促成粘肿型地克病的产生。但这必须是在缺碘的基础上,因此致甲肿物质仅是造成地克病的附加因素。摄入碘量过多可以造成胎儿甲状腺肿大以至于婴儿窒息死亡,但尚无造成地克病的报道。目前,碘缺乏的学说已为全世界所公认。国内有关地方甲状腺肿的流行病学资料,也支持碘缺乏学说,有人考虑遗传因素在地克病发生中的作用。根据家族史调查研究,地克病不属于单基因遗传性疾病。如果有遗传因素存在的话,也仅是多基因遗传,也即是患者遗传有对缺碘的易感性。

地甲肿与地克病与环境缺碘的关系,国内外的资料不胜枚举,下面简单举两个我们观察过的实例。

承德市郊区为地甲肿与地克病严重病区,其地甲肿、地克病患病率与饮水碘含量有密切关系(表19-2)。

贵州省过去食用含碘量高的四川井盐,于1959年改食含碘量低的海盐后,地甲肿与地克病患病率明显增加。

表19-2 碘缺乏病与饮水含碘量的关系

调查地点 甲状腺肿发病率(%) 克汀病发病率(%) 饮水含碘量μg·L-1
喇嘛寺 42.95 1.75 1.8
二道河子 47.71 1.97 2.7
狮子园及罗汉堂 45.61 1.71 1.6
武岳沟 0.00 0.00 7.9

19.3.2 地甲肿的发病机理

地甲肿是在碘摄入不足的情况下,甲状腺组织所发生的由代偿性反应到病理性损伤的一个过程。当机体碘摄入不足时,血浆中碘化物的浓度下降,甲状腺滤泡上皮不能浓集足够的碘来合成甲状腺激素。血浆中甲状腺激素的水平因而降低。通过反馈机制,垂体TSH的分泌增加,刺激甲状腺滤泡上皮增生。这时甲状腺组织中可见许多增生的小滤泡,滤泡上皮增多,滤泡腔小,胶质贮存减少,甲状腺的体积增大,机能增强,这在本质上是一种代偿性反应。

在生理情况下,随着机体对甲状腺激素需要的正常变动,甲状腺组织也有一种自然的周期性变化,即当机体对甲状腺激素的需要增加时,甲状腺滤泡呈现增生性变化,滤泡密集,滤泡腔小,胶质减少,上皮细胞增多,呈高柱状。当机体对激素的需要趋于缓和时,甲状腺滤泡则呈“复原”状态,滤泡胀大,滤泡腔充满胶质,上皮细胞呈立方状。这种增生-复原的变化随着生理功能的变动反复交替进行。在青春期、妊娠期和哺乳期,机体对甲状腺激素的需要增加,垂体TSH的反馈性分泌也相应增加,甲状腺组织的增生也更加显著,腺体可呈轻度肿大。这些也是生理范围内的变动。

当环境中缺碘、机体摄入碘不足时,上述的增生-复原变化的幅度加大,时间持续延长,这样反复进行下去,甲状腺即可呈现弥漫性肿大。这样的弥漫性肿大是具有代偿作用的,通过代偿,可使甲状腺在血浆中碘离子浓度较低情况下不致因为原料不足而出现甲状腺功能低下。由于碘供应不足。甲状腺还可以稍减T4的分泌水平而稍增T3的分泌水平,后者用碘虽少但生理作用强,因此地甲肿患者的甲状腺功能得以维持正常。不出现功能低下的症状。

在严重而长期缺碘的情况下,甲状腺组织的增生-复原也更为显著,表现为过度增生-过度复原,过度增生的变化就比较明显,有些区域过度复原的变化比较明显。这样反复进行下去则有一些过度增生或过度复原的区域逐渐扩大,并且可以彼此互相融合,因而在弥漫肿大的腺体中就可形成单个或数个早期结节。有的结节是由于增生的上皮巢或密集的小滤泡逐渐发展而成,被称为早期增生性结节;有的结节则是由过度复原的胶质贮留性滤泡逐渐扩展或彼此融合而成,称为早期贮留性结节。随着结节的增大,压迫周围甲状腺组织,或贮留结节中的胶质渗出,引起纤维组织增生和包围,而形成较大的结节。此时即由弥漫性甲状腺肿转变为结节性甲状腺肿。

随着结节的增大,结节间纤维组织增生,血液供应逐渐发生障碍,有的结节出现变性、出血、坏死等继发性变化。变性组织液化和出血可形成囊性变或囊肿。纤维组织增生可形成瘢痕;钙质沉着可形成钙化、甚至骨化。而在纤维组织中或囊肿壁又可出现新的增生性细胞巢和滤泡,形成新的结节。最后,整个腺体可被大小不等、新旧不同,形状不一的结节所替代。然而,即使是甲状腺的大部分为结节所替代,患者也很少出现甲状腺功能低下的症状,这主要靠结节外的甲状腺组织发挥上述代偿作用,而一部分结节也参与产生、分泌甲状腺激素的作用(功能性结节)之故。

总之,地甲肿本质上是机体对环境中缺碘的一种代偿措施。甲状腺组织在功能、代谢和形态上都发生比较深刻的变化。这些变在早期,即弥漫性甲状腺阶段,是具有代偿意义的,其病变是可逆的,经过适当的供碘措施,完全可以恢复正常。但继续发展下去,反复的过度增生和过度复原形成了结节,转变为结节性甲状腺肿,其病变就发展为不可逆性。

19.3.3 地克病的发病机理

(1)胚胎时期甲状腺素缺乏造成的障碍 妊娠期间,由于环境缺碘,孕妇血浆中无机碘离子浓度降低。尽管孕妇甲状腺处于代偿性吸碘率增高状态,但其甲状腺中产生的T4与T3相对仍较少。血液中的T4 与T3绝大部分是与甲状腺素结合球蛋白等蛋白质结合存在,仅有极少量为游离T4与T3,而结合的T4 与T3是不能通过胎盘屏障的。孕妇由于雌激素增加,血液中甲状腺结合球蛋白增加,因而游离T4与T3更加减少,以致通过胎盘的T4 与T3远远不能满足胎儿的需要。胎儿所需要的甲状腺素必须由胎儿自己的甲状腺来生成。胎儿合成甲状腺素所需的碘仍须来自母体,而母体由于缺碘,甲状腺吸碘率已明显增加,在和母体摄取碘的竞争中,胎儿明显处于劣势,由于碘不足,胎儿的甲状腺素不足,胎儿的生长发育出现一系列障碍。

中枢神经系统,尤其是脑主要在胚胎时期分化发育,当甲状腺激素不足时,脑的分化发育首先出现障碍。人脑在胚胎10~18周是一个发育旺盛的时期,此时主要是神经母细胞进行增殖、分化与迁移。另一个是在出生前后,这个时期是神经细胞元的树突分支、突触形成,髓鞘形成与神经胶质细胞的发育。在这两个时期缺少甲状腺素,脑发育即会出现严重障碍,因此有人称这两个时期是脑组织的发育临界期或易伤期。脑发育障碍时,大脑重量减轻,皮层变薄,神经细胞体积缩小,排列紊乱或移位;小脑外颗粒层延迟消失,蒲氏细胞变小,树状突分支少而短,髓鞘稀疏,突触发育不良。据推测在两个分化发育的时期中,尤其是早期的分化发育障碍更是不可逆的。由于皮层运动区的发育障碍,患者出现紧张性瘫痪,由于颞叶的发育障碍,患者出现听力障碍,由于额叶、顶叶等发育障碍,患者的智力低下。胎儿的甲状腺在12周时开始有集碘能力,而内耳柯替氏器的发育始于胚胎第10周,比胎儿自己可能有甲状腺功能还早。由于母体的甲状腺激素大部分与蛋白质结合,进入胎盘的可能性很小,因此有人认为胎儿第12周以前,脑发育所需的甲状腺素可能是无须在甲状腺中合成的更简单的碘化有机物甚至原子碘,这种假说尚需进一步的实验证实。

(2)儿童青少年时期甲状腺缺乏所造成的障碍 出生以后,尤其在断乳以后,可以从环境中直接取得碘,因此儿童期甲状腺素缺乏情况较好转,地克病患者体格发育障碍可以很轻。但是如果环境缺碘继续严重,仍然不足以供应儿童自己合成甲状腺激素的最低需要,即会由于儿童生后甲状腺素不足而出现生长发育落后。这种落后不仅使体格矮小,骨骼与面容的发育落后,青春期后还有性发育落后。这种情况如伴发有儿童的甲状腺萎缩或食物中有致甲状腺物质存在,能进一步抑制儿童的甲状腺功能,则分泌的甲状腺素数量可进一步减少,以致于出现严重的生长发育障碍,如特异的近似于胎儿的面容,骨骼发育落后,骨骺线闭合延迟,骨骺化骨核延缓出现,骨龄落后。软骨发育不好,耳壳、鼻尖软骨柔软。骨骼肌松软无力,不能胜任一般体力劳动,有腹股沟疝、脐疝、甚至腹壁疝。皮肤粗糙,毛发稀少,指甲薄脆,甚至有贫血。至青春期的第二性征发育落后。以上这种情况都可能是由于甲状腺激素缺乏使这种组织的蛋白质合成均受到障碍。各种组织细胞中蛋白质的结构的遗传基因转化为mRNA的链,初步复制出来的mRNA还需在细胞核中修整,然后输送到核糖核蛋白体去,在核糖核蛋白体上mRNA的密码被翻译出来,并合成蛋白质。在细胞核中DNA转录为mRNA及其修整过程都需甲状腺激素等来调节,当甲状腺激素不足时,此转录与修整过程不正常,因而合成的蛋白质也可能不正常。尤其是在发育过程,遗传密码需要重新选择与重新修整,这些转录与修整不正常,机体的发育落后。青春期后患者的性器官与第二性征不发育,即其实例。

(3)现症甲状腺素缺乏造成的障碍 在成长以后,如缺碘十分严重以致甲状腺严重缺乏,还可出现现症甲状腺功能低下情况。患者有粘液性水肿、体温稍低,畏寒、精神萎靡、嗜睡、少动、便秘、心跳缓慢、血压低、血浆T4低、T3亦可能低,但TSH增高,蝶鞍常扩大。这种现症甲状腺功能低下情况,除严重缺碘外,多由于附加有甲状腺萎缩或致甲肿因子的抑制而造成的。

由于缺碘与缺少甲状腺素的时期不同,不同类型的地克病,其损伤的特点也不同。神经型的地克病主要是由于胚胎时期甲状腺激素缺乏而出生后较轻。因此以脑损伤为主,仍有不同程度的生长发育落后,但很少有现症甲低,有不同程度的生长发育落后,但神经症状很轻,其性质也不太一致。混合型介于两者之间,大脑损伤、生长发育落后,现症甲低三者均有。

19.4 地甲肿与地克病的临床与诊断

19.4.1 地甲肿的临床表现

正常甲状腺是“H”形,分左右两侧叶,附着有喉及气管起始部的两侧,于皮肤外较难触到或看到。当甲状腺肿大时,于颈前可以触到或看到,其临床诊断分度标准如下:

正常:甲状腺看不见,摸不着。

生理增大:头部保持正常位置时,甲状腺容易摸到,至相当于人拇指末节,特点是“摸得着”。

Ⅰ头部保持正常位置时,甲状腺容易看到。由超过本人拇指末节到相当于1/3个拳头,特点是“看得见”。

甲状腺不超过本人拇指末节,但摸到结节时也算1度。

Ⅱ度:由于甲状腺肿大,脖根明显变粗,大于本人1/3个拳头到相当于2/3个拳头,特点是“脖根粗”。

Ⅲ度:颈部失去正常形状,甲状腺大于本人2/3个拳头到相当于一个拳头,特点是“颈变形”。

Ⅳ度:甲状腺大于本人一个拳头,多带有结节。

根据甲状腺肿中是否有结节,临床上又分为三型标准如下:

弥漫型:甲状腺均匀增大,摸不到结节。

结节型:在甲状腺上摸到一个或几个结节。

混合型:在弥漫肿大的甲状腺上,摸到一个或几个结节。

在地方甲状腺肿流行区,通常弥漫型最多见,儿童、青少年尤其如此。但在在某些严重的地方甲状腺肿病区结节型并不少见,在进行有效的防治措施之后,结节性甲状腺也可以相对地增多。

地甲肿除十分巨大可压迫气管有呼吸困难时,很少有其他临床症状。但是化验检查可看到尿碘偏低,甲状腺吸131碘率明显增高,呈“碘饥饿”曲线,血浆中TSH可有不同程度增高,血浆中T4T3浓度多属于正常,但严重患者T4低于正常,T3稍高。患者并不出现临床症状。在贵州省麻江县严重缺碘地区没有甲状腺肿的“正常”居民中,也有不少人血清T4降低,TSH升高,而且吸碘率呈现“碘饥饿”状态。这一部分“正常”居民实际上仍是碘缺乏病的患者。有的学者观察到地甲肿的儿童与青少年的生长发育可能稍受限制。体力、智力可能稍差。因此不应当把地甲肿看成是甲状腺局部的损害,而实际上是一种全身性的碘缺乏障碍。

19.4.2 地克病的临床表现

(1)智力低下精神发育不全 主要表现为不同程度的智力低下,可轻可重,系本病必备的条件。严重智力低下患者,大小便不能自理,甚至不能进食,达到白痴的水平。有的患者虽可照顾自己吃饭、穿衣、大小便,但神经运动障碍明显,不能做复杂的劳动,不识数,不有适应社会生活。轻者能做简单的运算,参加较简单的的农业生产劳动及家务劳动,且劳动效率较差。神经型患者在行为上与环境存在显著的不协调,表情上常为傻相,傻笑,缺乏情感内容。粘肿型患者智力低下相地较轻,对环境反应比较正常,思维过程缓慢迟钝,表情贫乏和淡漠,不怪异。

(2)聋哑 地克病患者聋哑患病率,远远超过非甲状腺肿流行区广大居民中的聋哑患病率。承德市近郊80例地克病患者中,95%有听力障碍,全聋占26.2%,半聋点68.8%。80例中,97.5%有言语障碍,其中全哑占46.3%,半语子、即不同程度的言语障碍占53.7%。

粘肿型患耳聋较轻,在甲状腺素治疗后常有明显好转,这可能与蜗牛壳中粘液性水肿较轻有关。粘肿型患者语言应答缓慢,但逻辑性较好。神经型患者前者功能常是不好的,但粘肿型患者多正常。

(3)运动神经障碍 运动神经障碍主要是强直性瘫痪,肌张力增强,腱反射亢进,病理反射出现,常以下肢表现为突出,在颅神经方面有斜视,咀嚼运动也有障碍。承德郊区80例患者有运动障碍者占76.2%,由于瘫痪的肌肉张力不平衡常造成畸形,如髁关节下垂,两腿成剪刀样交叉,以及其他多种畸形。个别患者并有癫痫。粘肿型患者多无强直性瘫痪,如有也仅为腱反射亢进。但严重粘肿型患型患者股骨头可碎裂,因此患者也有下肢运动障碍,其性质与上运动神经核性瘫痪有明显区别。

(4)性发育落后 神经型患者仅少数有性发育落后,其表现常为外生殖器与其他第二性征发育迟缓,妇女性月经有时二十岁以后才初潮,月经也常不规则,量少,但以后仍能成熟,除重征症外多可以结婚并生育,子女出生在补碘以后可以完全正常。但粘膜型患者绝大多数性发育明显落后,男性睾丸小,并常隐睾。外生殖器在25岁以后仍为儿童型。第二性征差,常无胡须,无阴毛腋毛,男性体型特征也不明显,多终身不能结婚或生育。女性外生殖器在25岁以后也可仍为儿童型,常原发闭经,即使有月经也极不规则,数量极少,乳房发育差,第二性征也不明显,无阴毛腋毛,一般均不能结婚或生育。

(5)体格矮小与软组织发育落后 神经型患者体格发育可迟缓,但是最终可正常或接近正常的,但是粘肿型患者体格发育多明显落后,多数成年后也在1.2~1.4m之间。粘肿型的体型为四肢、颈、手指与足趾均短。

骨X 线检查可以看到:①成骨中心即化骨核出现迟缓,且发育较小;②骨骺延迟闭合;③骨质疏松;④股骨头变大变偏,股骨颈变短甚至消失,股骨外旋,髋内翻,骨髋臼模糊变扁;⑤股骨大小粗隆增大;⑥可出现碎裂的化骨核;⑦有的骨骺与骨干闭合处,出现数条密度较大的条纹,称为生长障碍线。总之。骨龄落后,以成骨中心(即化骨核)及骨骺不能按时出现最为突出。骨X线的变化在粘肿型严重,神经型较轻。

从面容上地克病患者呈现大、面方、额短、眼睑肿、睑裂呈水平状、眼距宽、鼻梁塌、鼻翼肥厚、鼻孔向前、唇厚、舌方、张口伸舌与耳大等。这种情况在粘肿型更明显、更典型。

粘肿型在其他软组织的发育上也有特点。耳壳特别软,严重的像是两层皮肤,中间缺乏软骨。鼻尖也软,可扭动,似乎不存在软骨似的。指甲薄而软。全身肌肉都不够发达,腹壁肌肉也如此。

(6)现症甲状腺功能低下 神经型患者极少有粘液性水肿,在承德郊区观察的80例患者中,有典型粘液性水肿的仅2例;而在新疆和田地区看到的粘肿型患者全部有粘液性水肿,甚至我们分类为神经型患者的也有轻度粘液性水肿。粘肿型患者的粘液性水肿主要分布在腹部、腰部、颈部、面部、臀部与四肢。腹部的水肿组织常呈块状,弹性很差,更无指凹性与皮肤及肌肉组织连接得不很紧。有粘液性水肿的患者皮肤粗糙,表皮干燥、出汗少。头部头发也稀疏干燥。严重的患者体温低,腋下温度常在36°C以下,手足皮肤温度更低,患者畏寒,冬季不愿出屋,总在灶边休息。患者精神萎靡、迟钝、嗜睡、动作少、肌肉无力、腱反射时间延长。这种延长一般认为不是由于神经反射反应时间的延长,而是由于腿部肌肉收缩后恢复过程的延长。患者肠蠕动减弱,肠鸣音减少,出现便秘现象,2~3日大便一次,粪便常硬结呈球形。患者脉搏可以缓慢,但常因检查时紧张而不明显,血压稍低,严重者心脏向两侧扩大。心电图T波低平,QRS波电压低。化验检查的血液胆固醇增加不明显,这可能与饮食有关。空腹血糖可稍低。神经型患者血浆中PBI与血清T4仅在正常偏低水平,T3有时有代偿性增高。但粘肿型患者PBI与T4值均明显降低,T3也低。神经型患者血浆TSH仅一般的增高,但粘肿型患者血浆TSH明显增高,最高可达200μU·ml-1以上,而且蝶鞍常扩大。

(7)甲状腺肿 承德郊区的神经型患者甲状腺肿患病率为36.3%,甲状腺第24h吸碘率明显增高,达67.7%,但粘肿型克汀病的甲肿患病率明显较低,个别患者仅触到小的硬结,可能是萎缩的甲状腺。内蒙凉城的粘肿型患者甲状腺第24h吸131碘率多在20~25%间,甲状腺扫描多数较正常为小,但形状一般无大变化。

根据对这两型地克病的临床观察所见,可列表对比如下(表19-3)。

19.4.3 地克病的诊断

此病在婴幼儿时间颇难诊断,因为各种症状不明显,做各项检查也比较困难,容易漏诊。当年龄较大,又系临床表现典型患者,诊断并无困难。

诊断标准包括必备条件与辅助条件。

(1)必备条件

①出生、居住于低碘地方性甲状腺肿病区。

②在精神发育不全,主要表现为不同程度的智力障碍。

(2)辅助条件

①神经系统症状:A,不同程度的身体发育障碍;B,不同程度的语言障碍;C,不同程度的运动神经障碍。

②甲状腺功能低下症状:A,不同程度的身体发育障碍;B不同程度的克汀病形象;C,不同程度的甲低表现。

有上述的必备条件,再具有辅助条件中神经系统症状或甲状腺功能低下症状任何一项或一项以上,而又可排除分娩损伤、脑炎、脑膜炎及药物中毒等病史者,即可诊断为地克病。

19.4.4 类克汀病

De Quarrain与Wegelin首先用类克汀病来描述病区中的亚临床患者。80年代Lagasse等人明确地使用了这个术语,并做了如下的规定:①可疑甲低;②可疑智力低下;③二者均有。凡具有以上一项者,则可诊断为类克汀病。以后,国内外许多学者都注意到类克汀病存在的事实和它的严重性。鉴于有关类克汀病的研究资料还不够充足的情况下,目前还不宜于给类克汀病规定一个明确的定义,但它的基本含义是指存在于碘缺乏地区的一批亚临床病人。这些患者不能构成克汀病的诊断,而混入“正常”人群中,实际上并不正常,其临床表现都属于“非克汀病的克汀病样损伤”(non-cretinousdefects)。现分述如下:

(1)轻度的智力障碍Dodge等人用不同(2)的智力测验方法,(3)检查学龄和学龄以下的病区“正常”儿童,(4)结果发现他们的智商(IQ)普遍比对照组低。王栋等人在山西和承德,(5)用中国比内测验检查病区的“正常”学龄儿童,(6)发现病区IQ为78.12,而(7)非病区为85.15(<0.01)。类克汀病的智商通常低于69,(8)多在69~60,(9)少数低于60。具体表现为计算能力差,(10)尤其抽象运算能力更差,(11)有的离开具体事物难于运算;记忆能力,(12)特别是长期记忆力差;抽象思维、集中力和认识能力普遍低于正常儿童,(13)有时还伴有一定的情感障碍。粘肿型患者一般智力较好,(14)但粘肿型克汀病流行区的类克汀病患者智力障碍也是重要表现。

(2)亚临床体格发育落后症候群:主要是身高和体重低于正常儿童,某些生理检查指标如握力、肺活量和血压等也偏低,少数人还有轻度骨骺发育落后,性发育落后一般不明显。在粘肿型克汀病流行区,这种综合征表现的更为突出,体格矮小亦明显。

表19-3 两种类型地克病的临床表现的比较

神经型 粘肿型
现症甲迟(粘液性水肿) ++++
体格短小,骨骼与其它软组织的分化发育落后 ++++
性发育落后 +++
智力低下 ++++ ++
聋哑 ++++
运动神经障碍 ++
甲状腺肿 ±

(3)轻微的神经系统损伤 多表现为轻度的听力和前庭功能障碍,有的人还有言语不清。病区的教师也反映,这些孩子平衡能力差,易摔倒,坐在后排后听不清老师的讲课。但可以检出的听力和前庭功能障碍,在类克汀病中还是少数,他(她)们突出的症状是坐、站、走、说话等发育的障碍。

Connolly在巴布亚新几内亚注意到运动能力(motor performance)的不正常,而后Djokomoeljanto等人用不同的检查方法也证实了类克汀病人存在精神运动发育(psychomotordevelopment)的障碍。例如,Thilly检查小儿能否在支持下站立,能否抬起一双脚发现相当一部分婴儿不能作到。王栋等从也曾选用了一些经典的心理学检查方法,如:敲击、动作稳定、动作疲劳、选择反应时等检查学龄儿童,结果所谓正常儿童却表现不正常。

由于类克汀病人的神经损伤较轻,用一般神经检查方法不易检出,但采用精神运动发育的特殊检查方法,却可显示相当一部分类克汀病人。

一般认为,病区的类克汀病人要比克汀病人多很多倍,承行郊区喇嘛寺克汀病患病率为1.75%,但据王栋/陈祖培等在该村调查,智力低下者占同年龄组的16.4%。其危害性显然大于现症的克汀病人,由于它主要影响儿童的智能发育,直接关系到我国的人口素质问题,近年来已引起人们的高度重视,随着地甲肿和地克病的基本控制和消灭,类克汀病的防治问题已愈来愈突出了。

食盐加碘无疑是防治类克汀病的重要方法,尤其对病区中的妊娠妇女应予以特别重视,因为怀孕期间母亲需要更多的碘以满足本身和胎儿发育的需要。在食盐加碘落实不彻底的病区,如有不加碘食盐的冲击情况,纠正孕妇的碘缺乏实际上很不彻底。因此,育龄妇女注射碘油的方法应当提倡(碘油注射一次可使人体碘供应维持3年左右),这可以有效地预防类克汀病的发生。

19.5 地甲肿与地克病的防治

第一次用碘盐预防地方甲状腺肿的试验是在法国进行的:对患甲状腺肿的家庭供应加有碘化钾:盐=1:10000~1:50000的碘盐。

1917年,美国学者Marine等,对50 00 名11 ~8岁的女性青少年进行了成功的预防地甲肿的试验:于一年内在春、秋两个季度,在每一季度的10天中,每天供给每个受试者20 0mgNaI,亦即每年共服4gNaI。试验结果表明,接受NaI的,甲肿发病率是0.2%,对照组是27 .65 ,原来有甲肿的人,接受NaI组有60 .4%缩小,对照组只有13 .8%缩小。观察到11 例碘性甲状腺毒症患者,但停药几天后症状完全消失,这个试验为碘预防地甲肿工作奠定了基础。此后,在美国、瑞士、希腊、芬兰、苏联、罗马尼亚、南斯拉夫及南美和亚洲的某些国家,便开始推选碘盐预防地甲肿的工作。

我国在解放前,对于预防地甲肿,只不过作了一些试验性工作,受益人数微不足道。真正有计划、有领导的大规模预防工作是从中华人民共和国成立后才开始的。

解放以后,党和政府十分重视农村地方病的防治工作。在1956年制定的《全国农业发展纲要》中,明确提出要积极防治地甲肿。为加强地方病工作,中共中央于1960年成立了地方病防治领导小组;1973年又将地甲肿列为五种重点防治的地方性疾病之一。我国各地的地甲肿与地克病的防治工作取得了巨大的成绩,许多严重的流行区,地甲肿发病率大大降低,也不再有新的地克病患者出现。1980年提出五年内在北方十六省市区(新疆南部除外)基本控制地甲肿与地克病,于1990年在全国要控制这两种病。但是,防治工作发展得还不够平衡,有的地区食盐加碘落实得不够严格,因此个别地区地甲肿发病率又在回升,甚至有新地的地克病患者出现。1978年河南省辉县地方甲状腺肿及克汀病第一次学术交流及科研协作会议上。经过讨论制定了我国的病区划分标准。根据这个标准,以公社为单位居民中甲肿发病率大于3%;或7~14岁的中小学生的甲状腺肿大率大于2%的重病区(表19-4)。这个标准并规定在健康人群中随机抽样的尿碘平均值低于50μg·g-1肌酐,可作为确定地方病的参考指标。

据划分标准确定为病区的,必须进行补碘、防治。补碘以后地甲肿发病率原为>20%的重病区降到轻病区<8%,降到<3%即为控制。这个标准仅提到地甲肿发病率而未提及地克病。因为地克病的问题,实际上是地甲肿问题的继续,在地甲肿的流行得到控制后,也就不会再有新的地克病患者出现。但近年的实践观察到有的病区在碘盐预防以后,地甲肿发病率已降低到此标准以下,而地克病尤其是类克汀病仍时有出现。其原因可能是食盐加碘不经常或不均匀,在胚胎的关键时期,有可能只需短短几十天缺碘即可造成地克病或类克汀病。

表19-4 地甲肿病区划分标准

居民患病率(%) 7~14岁中学生肿大率(%) 尿碘(μg·g-1肌酐)
轻病区 3+~10 20+~50 50~25
重病区 >10 >50 <25

食盐加碘的浓度各国不一,根据人体需要可按1/50000的浓度计,每人每日可摄入300μg碘左右,应当能够满足需要。根据我国加碘食盐储存、运输方式与烹调习惯,可能以1/20000的浓度更加安全。食盐加碘量也不宜过高,长期每日摄入800μg以上的碘可以造成高碘性甲状腺肿,它对人生理方面的影响还不够明确,至少在新生儿可造成窒息。

碘化油是继碘盐之后又一个很有效的防治地甲肿的措施。国外用的碘化油几乎都是樱粟油与碘合成。国内的医用碘化油多为核桃油与碘合成。1977年河南省方城县用豆油与碘合成碘化油。

碘化油所以能长期防治地甲肿,是由于一次大剂量注射后可在体内形成碘库,以后可以缓慢地、长期地释放出来,持续供应甲状腺合成甲状腺激素所需要的碘,从而收到了防治甲状腺肿的效用。

注射碘化油后,甲状腺吸131 碘率偏高的现象迅速得到纠正。根据在秘鲁的观察,注射碘化油前,24h甲状腺吸131碘率为70±19%,注射18个月后为31±20%,3年后为44±18%。在扎伊尔的观察结果是,一次大剂量碘化油注射,可抑制甲状腺,吸131碘率的时间为5年。但国内有的报告指出注射碘化油(豆油制)后抑制甲状腺吸131碘率的时间只为2年。

Watanabe等通过在阿根廷进行的试验,提出用口服碘化油代替肌肉注射以预防地甲肿与地克病,碘化油口服后,部分可在脂库中储存,可在1~1.5年时间内,维持尿碘于合理水平。

必须明确,环境缺碘是长期存在的,因此食盐加碘工作也必须长期坚持;否则,只要补碘工作一放松,地甲肿与地克病就会重新流行。

巨大的结节性地甲肿可进行手术切除。

地克病的预防与地甲肿是一样的,仅有的一个区别可能是地克病要求食盐加碘的情况更稳定。由这一点看来碘化油可能比碘盐在预防地克病方面更有优越之处。近年黑龙江省与河北省在推选育龄妇女妊娠前加注碘化油预防地克病的方法,值得重视。

粘肿型地克病用甲状腺素治疗可收到比较满意的效果,现症甲低的症状完全可以控制。对体格矮小,骨龄落后,性发育落后等也可有明显的疗效。但对大脑发育落后症状的治疗效果是较差的。神经型地克病主要是大脑发育落后症状,因此甲状腺激素治疗效果也是较差的,但是配合教育与训练仍然可以取得一些疗效。Bautista注意到在缺碘地区伴有地甲肿的儿童,于补碘以后,智力均可有一定的改善。Hetzel认为,由于补碘后提高了血浆T4的水平,从而使脑和垂体的T3含量增加,故脑功能得到改善。

19.6 结语

在碘缺地区,人们最容易出现的病变是地甲肿,当严重缺碘(低于 20μg·d-1)时可出现地方性克汀病。因此,人们对于碘缺乏所造成的影响的认识是从先认识地甲肿以后又认识地克病开始的。但是,在碘缺乏地区还有相当数量的克汀病人,还有较多的早产、死产和先天畸形。此外,有的人尽管没有甲肿,但垂体-甲状腺功能已发生改变……,这些很难用“甲状腺肿”来解释,也不能列入地甲肿和地克病的诊断中,实际上这都是不同程度的碘缺乏对人类所造成的损害,而地甲肿和地克病不过是其中最严重和最明显的表现形式罢了。

碘缺乏症的基本含义是指碘缺乏对机体的危害,这种危害就象其它营养缺乏症一样,有轻、中、重和亚临床改变,它是由一系列不同程度、不同性质的障碍组成。碘缺乏所造成损害的大小、取决于碘缺乏的程度和碘缺乏所持续的时间;碘缺乏出现于机体发育的不同阶段时,则以不同的疾病形式或病理生理的改变表现出来。因此,碘缺乏对机体的危害既具有连续性又有阶段性,以上二种情况交织在一起,导致了我们在病区所看到的纷繁不一的种种病理变化和生理性代偿,它就象一个“光谱”一样,呈现在我们面前。

由于缺碘在亲代或子代不同,障碍的性质也不同,根据程度和性质的不同,可将碘缺乏所造成的障碍写于二个谱带上。亲代的甲肿在子代上也可以存在,也可以不存在,因此就不在子代的谱带上标出(图19-1)。

这两个“光谱”带上的障碍不仅概括了碘缺乏病,也概括了碘过多病。但碘过多病的危害不大,患者有限,其意义与碘缺乏病不可同日而语,不应强调,以免带来错觉。

19.7 碘过多病

高碘同样会危害人体健康,而且可以产生疾病,但常被人们忽视,现将高碘对机体的影响和产生的疾病简要叙述如下:

10.7.1 高碘甲状腺肿或称碘致甲状腺肿

由于机体摄入远远超过生理需要量的碘而造成的甲状腺肿。根据流行病学特点可分为散发性(或非地方性)和地方性两种类型。

(1)散发性高碘甲状腺肿

19 40 年Parmalee首先报告1例因母亲在妊娠时服用大量碘剂,所生婴儿有先天性甲状腺肿;19 85 年Beil报告1例支气管哮喘患者用碘化钠治疗后出现甲状腺肿大并发粘液性水肿。Braverman等估计,甲状腺功能正常人,长期接受药理剂量的碘化物,约有3~4%的人发展成有或无甲低的甲状腺肿。19 63 年等报告,29 名长期接受碘剂的胸部疾患病人中有19 人发生甲状腺肿。19 69 年Wolff等分析了15 4名碘致甲状腺病例。Galina曾报告2例,由于母亲怀孕时接受碘制剂,以致新生儿甲状腺肿大,压迫气管造成死亡。19 81 年王福有报告6例高碘甲状腺肿。总之,自新生儿到70 多岁老年均可发生,但半数以上系20 岁以下患者,每日进入碘量自5~50 0mg不等;用碘剂后至出现症状时间,短者数周,长者达30 年。

(2)地方性高碘甲状腺肿

19 64 年真下启明与铃木邦治报道了日本北海道沿海居民食用大量海藻,每日摄碘10 ~50 mg,当时该地区学龄儿童中甲肿发病率为6.6~9.0%;但处在北海道内地的学龄儿童,其甲肿发病率仅为1.3%。

19 78 年我国河北省黄骅县沿海居民中也发现了高碘甲肿,居民患病率为7.3 %,肿大率(包括生理性肿大)为28 .3%,以后证实系由于居民饮用含碘高的深井水所致(深井水含碘量为66 1.2μg·L-1,对照水则为27 .2μg·L-1,此外,山东省日照县、庆云县沿海地区也继续发现高碘甲肿。日照县高碘甲肿病因系居民食用海带盐及海带卤水腌制的咸菜所致(海带盐碱菜含碘量为22 6.5~13 82 mg·kg-1咸菜,而普通盐咸菜内含碘仅0.54 mg·kg-1咸菜)。更有意义的是:一些地区饮用浅水井时,其甲肿发病率为1.4~1.6%,以后由于考虑到饮用深井水“更合乎卫生要求”,在改为深井水3年后,发病率升为7.9%;8年以升为11 .4%;13 年后达18 .5%,反之,在改用浅水井6个月后复查,发病率即降到4.1%。以上情况表明,甲肿发病率的高低,显然与饮用水来源有关。此外,广西省北部湾沿系居民的高碘甲肿,据了解系食用含碘很高的海橄榄嫩叶及果实所致。以上高碘地甲肿病区均在沿海,更有意义的是深居腹地的新疆奎乌苏山前的倾斜平原和位于内陆地区的山西省孝义县与河北省新城县也都发现高碘甲状腺肿,孝义县饮水中平均含碘量高达53 3.8μg·L-1,有人称之为陆性高碘地甲肿,这多系由于古代洪水冲刷,含碘丰富的水沉积于低洼地区,未能流至海洋所致;因而出现了高碘地区与低碘地区,犬牙交错的现象,在防治时,应十分注意鉴别,因为高碘地区,越补碘情况越坏。

19.7.2 碘致甲亢

19 21 年Coindet首先描述一部分患甲状腺肿的病人,系在应用碘剂治疗后出现,且伴有甲亢症状。19 10 年Kacher称之为碘致甲亢。19 20 、19 26 、19 27 及19 37 年在美国部分地甲肿病区应用碘盐后,也发生类似现象。我国缺碘病区应用碘剂后也有碘致甲亢的报道;而且在高碘地甲肿病区甲亢的患病率有明显的增高。此外,在临床上应用碘剂诊断或治疗某些疾病的过程中也有诱发甲亢的报道,迄今广场已有40 0余例。

19.7.3 甲状腺功能低下

19 48 年Wolff与Chaikoff首先指出,当血中碘有明显增高时,对所有的碘反应都有抑制作用。其作用主要是抑制甲状腺激素自甲状腺内释放至血液及周围组织,故可以应用碘剂来暂时控制甲亢,这已为大家所熟知。19 71 年Jubiz等报道慢性肺梗塞患者,当接受1~2g碘化钾治疗后。可于1~8年内发展为甲低。19 81 年日本石突吉特等报告食用海藻引起的碘性粘液性水肿4例,其摄入量为27 ~12 9mg·d-1,进食7个月致3.5年即可患病,停止食用后3周至3个月即可消失。

19.7.4 桥本甲状腺炎

19 12 年日本桥本最早报告此病。目前认为此病系自家免疫抗体所引起的疾病。美国和加拿大,由于碘的摄入逐渐增加,桥本甲状腺炎发病率由19 30 ~19 44 年的6.5/105,上升到19 65 ~19 67 年的69 /105。但高碘是否能引起该病,仍缺乏足够证据;但多数人认为亚临床桥本甲状腺炎,高碘可促使其成为明显临床型。缺碘病区,碘盐病区,碘盐防治后,有可能使临床桥本甲状腺炎发病率增高。

19.7.5 甲状腺癌

高碘可引起甲状腺癌,近几年来受到人们的重视。1971年Doniach等看到,居民摄入碘多的冰岛和夏威夷,妇女甲状腺癌发病率为6/105;而英国与丹麦为1.5/105。1977年Williams指出高碘食盐可促进甲状腺癌的发展。

19.7.6 碘过敏和碘中毒

碘过敏表现主要是荨麻疹、血管神经性水肿、支气管痉挛,甚至出现休克。我国应用碘酊注射治疗地甲肿时,曾有碘过敏的病例报道。Colemen等综述10000例碘静脉尿道造影术中,发现有168名发生碘过敏症。碘中毒可分急、慢性两种。急性碘中毒可发生于接受大量碘化物的当时或几小时之后。主要症状是恶心、呕吐、局部疼痛和晕厥。突出的症状是血管神经性水肿,咽部水肿可导致窒息。慢性中毒主要是不愉快的黄铜味或碘味,口、咽部烧灼感、唾液腺肿胀、唾液分泌增加、鼻炎、寒战、眼睑刺激感与水肿。中等中毒症状似感冒,严重者可引起肺水肿。皮肤可出现中等度粉刺样损害,分布于皮肤溢出的部位,个别可出现症状皮疹。胃肠道可出现刺激症状,严重者出现血性腹泻。

19.8 高碘甲状腺肿的主要临床表现

首先是甲状腺肿大。一般呈弥漫性肿大,多系1~2度,3度少见,两侧可见大小不等的结节,表面不很光滑,质地较坚韧,一般没有杂音和震颤,很少见到结节型和混合型。成人甲肿极少引起压迫气管的症状,但新生儿的高碘甲肿,常可压迫气管,甚至窒息致死。

其次是粘液水肿。部分患者可出现甲低症状,甚至粘液性水肿(少见)。

1969年Wolff曾总结25 例高碘甲肿新生儿,系15 名母亲所生。母亲在妊娠期间均用过碘剂,时间3个月至10 年(包括妊娠期外),妊娠期间母亲出现甲状腺肿大者12 例,有粘液性水肿者3例(其中1例可疑):新生儿25 例中有6例因气管受压窒息死亡,有粘液性水肿者3例,另2例有心脏扩大。值得注意的是:当新生儿有高碘甲肿时,妊娠母亲不一定发生甲状腺肿大,粘液性水肿尤少见;但若妊娠妇女服用一定剂量的碘,其新生儿即可出现高碘甲肿。

此病的临床化验特点是;尿碘高,24h甲状腺吸131碘率低,但摄取碘的绝对量常增高,过氯酸盐释放试验常系阳性,血浆无机碘及甲状腺中碘含量均显著增高。其他如基础代谢、血胆固醇、血清T3、T4及促甲状腺素(TSH)常下正常范围。

日本北海道报道的实验室资料与国内资料类似。他们还测定了血浆内无机碘含量,高达13.7~44.5μg·100ml-1;过氯酸盐释放试验为阳性,但并未证明碘的有机化过程已完全阻断;甲状腺内碘含量也增高,而且DMIT/DIT(一碘酪氨酸/二碘酪氨酸)的比值升高,甲状腺原氨酸的含量则降低。

此外,一般情况下血清T4及TSH正常;但有甲低时,血清T4可正常偏低,甚至低于正常,而TSH则可略高于正常;当有明显的粘液性水肿时,血清T4低下更明显,TSH可明显增高。

19.9 高碘甲状腺肿的发病机理

高碘甲状腺肿的发病机制,目前还不十分清楚,说法很多,但多数学者认为与碘阻断效应(又称Wolff-Chaikoff effect)密切相关。无论是正常人或各种甲状腺疾病患者,给予较大量的碘化钾或有机碘时,可以防止碘离子进入甲状腺组织,这种现象称为碘阻断。碘阻断是如何产生的?它影响甲状腺激素合成过程中哪一环节?目前多数人认为是碘抑制了甲状腺内过氧化酶的活性,从而影响到甲状腺激素合成过程中原子碘、酪氨酸的活性及其有机化过程。对过氧化酶的作用方式,有人假说有助于我们了解高碘引起高碘甲肿的发病机理。他们认为甲状腺内过氧化酶蛋白质的游离部分有2个活性基的酶,这个酶在H2O2作用下失去两个电子而变为复合物I。复合物I的一个活性基与I-(碘离子)结合并将I-氧化为I0(碘原子)。这个带有I0的复合物称为复合物II。复合物II的另一个活性基再与蛋白质分子上的酪氨酸结合使酪氨酸活化,然后I0与活化的酪氨酸再结合即形成MIT。并重新释出游离的过氧化酶。这就是碘的活化、酪氨酸活化与碘化的有机化过程。

当机体食用碘过多时,过氧化酶形成复合物II后,碘过多地占据了过氧化酶原来用于催化酪氨的活性基,因而使更我的I-氧化I0,但此时缺乏活性的酪氨酸与之结全,因而I与I结合氧化成为I2释出,因而MIT及DIT的生成而减少。从而使血清T3及T4的生成减少,可使患者发生甲低底状。当血清T3及T4减少时,又可反馈地使垂体前叶分泌更多的TSH,因而使甲状腺增生与肥大。另外碘还有抑制甲状腺激素释放的能力。因为甲状腺激素释放时,甲状腺球蛋白中二硫键(-S-S-),要先在还原型谷胱甘肽的影响下还原成巯基(SH),才能被溶酶体的酶水解,然后释放出甲状腺激素。但产生还原型谷胱甘肽需要谷胱甘肽还原酶,而碘对该酶的抑制作用,因而抑制甲状腺激素的释放,也引起甲低和甲状腺肿大。

另一点应指出:碘阻断效应常常是暂时的,而且机体可以逐步适应,这种现象我们称为碘阻断的逃逸(escape)。这就是大多数人服用大量碘剂后并不发生高碘甲肿的原因。也有人认为应用大量碘,甲状腺廓清有所下降,因而血浆无机碘虽然明显升高,但摄取碘的绝对量仍然不变,因而不会导致甲状腺肿大,多数人认为高碘甲肿,即碘阻断效应容易发生在甲状腺本身有异常的患者,如甲亢、桥本甲状腺炎、甲亢患者用131碘治疗后或甲状腺手术切除后、甲亢合并有长效甲状腺刺激素(LATS)存在、自家免疫性甲状腺炎、有隐性甲状腺激素合成障碍的患者等,因机体对碘阻断失去适应能力,易致高碘甲肿。

19.10 高碘甲状腺肿的预防与治疗

一般说来比较简单,主要是避免食用过多的碘(包括有机碘和无机碘),当妇女妊娠时尤应注意,否则有可能使新生儿患高碘甲肿,甚至窒息死亡。对地方性高碘甲肿,应该改换饮水或改进膳食(不吃含碘高的碱菜及海产品),有的可离开高碘水源区至含碘合适的水源区居住。此时,可应用甲状腺片或T3等药物治疗,即可使甲低症状缓解,又可抑制垂体分泌TSH,从而使甲状腺肿消失。应当强调指出,由于我国幅员辽阔,缺碘所致的地甲肿病区为数不少,但在沿海省区内,可能有山区的缺碘甲肿与沿海的高碘甲肿同时并存,山东日照县即是如此。在内陆既有缺碘病区,同时又存在高碘病区,因而不能一见到地甲肿就供应加碘食盐,这对高碘甲肿患者是不利的,又浪费了药物。

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20 缺硒与克山病

20.1 引言

克山病是一种原因不明的地方性心肌病。1935年此病在黑龙江克山县及其邻近县的农村暴发流行后,造成大批居民,特别是妇女的死亡之后,其他地区相继发现此病。由于病因不明,遂因地命名为克山病。本地称为羊毛疔、攻心翻及快当病。克山病在我国分布地区甚广,已确定存在克山病区的涉及黑龙江、吉林、辽宁、山东、内蒙、河北、河南、山西、陕西、甘肃、四川、湖北、云南和西藏等十四个省和自治区;在国外,除与我国吉林省病区接壤的朝鲜民主主义人民共和国北部长白山东麓地区可能出现过克山病以外,目前尚无肯定证据证明其它国家中存在此病。克山病的心脏病理变化为心脏实质性的坏死,纤维化而致心肌收缩功能降低,形成急、慢性功能不全;临床上按心功能分为急型、慢型、亚急型和潜在型四型。克山病具有明显的地区性发病特点,并且主要发生在农业人口中,多发人群为断奶后学龄前儿童及生育期妇女。西南病区绝大部为儿童;克山病具有年度及季度高发的特征。据统计,北方11个克山病省区的急型、亚急型克山病最高年度发病率为万分之六。克山病的病死率在历史上达到85%以上,危害极大。近年来由于防治工作的改进和人民生活的改善,发病及死亡人数都明显下降,全国有不少县社已连续多年控制了发病,急型病死率降至20%以下。

克山病病因迄今未明,我国科研工作者对病因的解释约可区分为生物性和非生物性因素两种学说。传染学说的主要依据认为克山病某些流行特点符合传染的流行规律,例如具有年度高发和季节多发的波浪性发病以及疑为人群免疫现象的小儿近年多发。在生物性因素方面,过去对细菌、寄生虫已进行过大量工作。目前,主张生物因素者多认为此病是一种自然疫源性病毒传染。用组织培养法从云南的一名亚急型人血液中分离出一株CoxackieB4型病毒,与患者双份血清进行中和试验,效价呈四倍升高,接种乳鼠引起心肌坏死等病变,但由于分离出的毒株随分离材料及次数的不同而得出的型别亦异,又所分离出的CoxackieB4型毒株不仅在病区、非病区也有广泛散布,因此难于确定该毒株与克山病发病间的关系。

近年来,非生物因素学说取得新的进展,微量元素硒和克山病的关系已经肯定。非生物病因学说的提出可溯自六十年代初期,当时于维汉根据临床观察得出克山病是一种与营养因子有关的心肌病。谢景奎、王凡等又提出了克山病病因的水土致病概念。王凡等从克山病病理形态学改变的一系列特点推断其基本病变不像是由生物性因素引起的,并且观察到生活于病区的病人心肌中常有新旧病变共存的现象,离开病区后新病变不再发生,说明病因长期存在于病区的自然环境中,并不随病人带走,因而从病理改变上为克山病的生物地球化学病因学说提供了重要的论证。他们认为:病因存在于病区的土壤和水中,可能是某些元素或化合物的过多、不足或比例失调,通过食物和饮水作用于人体,干扰心肌代谢而引起发病。近年他们认为克山病是多因素(硒、钼与维生素E缺乏及亚硝酸盐摄入)复合作用引起的地方性心肌病。

克山病地区常伴有动物缺硒病。兽医工作者和本地医生早期就注意到克山病和幼畜白肌病在心脏病理改变和流行特点方面的某些相似,曾提出两者可能同属一种病的设想,随即开始预防上的尝试。1965年西安医学院在陕西合并用亚硒酸钠及维生素E,1969~1972年医科院克山病防治小分队在黑龙江单独用亚硒酸钠片进行预防观察,但由于发病率低,均未能得出肯定性的结论。1973年医科院克山病小分队根据病区居民血、发中硒含量的比较分析结果,提出病区居民血硒及发硒均处于甚低的水平。1974~1975年小分队又在四川冕宁县克山病高发区使用亚硒酸钠片后,肯定了硒的预防效果;西安医学院于1975至1976年在陕西店头进行亚硒酸钠片的预防观察,亦取得显著的效果。地质学工作者通过病区外环境材料的分析,证实了从我国东北到西南形成一个作物硒缺乏带。这个带正好与克山病的分布一致。根据以上观察和实践结果,提出硒是克山病病区的水土因素。克山病的地方性硒缺乏学说并不排除生物因素手可能参预,只是认为克山病的基本发病因素是缺硒,因为克山病是地方病,而决定克山病的地方性因素是硒的缺乏,补充硒后确可预防克山病的发生。除去缺硒这一因素,就不存在克山病了。

20.2 克山病和低硒间的关系

20.2.1 克山病区的低硒状态

(1)全血硒 测定病区四个点及非病区六个点群体居民血硒结果:前者均值为0.018ppm±0.001。后者为0.090ppm±0.088,相差显着,不少病区实际测出值在0.01ppm以下。根据325名病区居民及134名非病区居民个体血硒含量的范围,发现个体血硒在0.01ppm以下者全系来自病区,在0.01~0.15ppm范围内出现交叉,唯血硒值愈高,样品来自病区的频率愈低,绝大多数病区居民血硒值均在0.02ppm以下(图20-1),故血硒水平为0.02~0.03ppm以下时,可怀疑为硒的营养不足。测得陕西省病区六个点成人全血硒均值为0.019ppm,非病区二个点为0.031ppm。

病区及非病区个体居民全血中硒的含量分布

图20-1 病区及非病区个体居民全血中硒的含量分布

(2)头发硒 由于发硒及血硒水平在病区及非病区的通常水平内存在显著的正相关关系,所以测定了大量的病区和非病区头发样品中硒的含量。结果,病区各点发硒均值均在0.12ppm以下。而非病区则均在0.17ppm(略为0.2ppm)以上,邻近病区的非病区介于0.12至0.2ppm之间。在0.12ppm以下有极少数的非病区,说明病区皆为低硒,但低硒并不一定必属病区。病区发硒总均值为0.074ppm±0.05,而非病区为0.343ppm±0.173。远离病带的西北和东南地区,均值大多在0.25~0.5ppm范围以内。将全国128个非病区县集中在前部,次序分明。测定湖北、四川、陕西及河南等省29个病区点儿童发硒均值在0.129ppm以下,13个非病区点在0.167ppm以上,与前述结果近似。

病区及非病区县居民发硒水平的分布

图20-2 病区及非病区县居民发硒水平的分布

(3)尿硒 曾测定病区冕宁县及非病区平谷县农村儿童共19人12h夜尿硒的排出量,前者为0.69±0.18μg,后者为1.5±0.13μg,又7名北京市儿童为11.9±1.34μg,彼此差别显著。

(4)粮食硒

我们东北及西北病区,居民大都以玉米为主食,而西南病区则以水稻为主。因此测定了全国范围内病区及非病区玉米及水稻中硒的含量,所得结果(表20-1),差别非常显著。

表20-1 病区和非病区居民主粮中硒含量的差别

病区均值(ppm) 非病区均值(ppm)
玉米 0.005±0.002 0.036±0.056
水稻 0.007±0.003 0.024±0.038

均值±SD

20.2.2 用亚硒酸钠预防克山病的效果观察

1974年在冕宁县三个公社的11 9个生产队的全体1~9岁儿童中进行预防观察,19 75 年扩大为四个公社的16 7个生产队。随机安排半数生产队服硒,半数为对照,每年在高发季节来临前开始按剂量给药,半年后停药。服硒队儿童每周服亚硒酸钠片一次,1~5岁每次0.5mg ,6~9 岁1.0mg ;对照组每周服淀粉片一次,19 76 年后取消对照组,全部1~9岁儿童都服硒片。观察结果列于表20 -2及表20 -3。

表20-2 1974~1975年服硒组和对照组儿童发病情况及病人转归情况

组别 年度 观察人数 发病人数 存活人中不同转归人数 至1977年死亡人数
转潜 好转 合计
对照组 1974 3,985 54 2 16 9 27 27
1975 5,445 52 3 13 10 26 26
服硒组 1974 4,510 10 1 9 10
1975 6,767 7 6 6 1

表20-3 1974~1975年服硒组和对照组病人的主要体征统计人数

组别 年 度 观察 人数 发病 人数 主要体征人数
奔马律 心衰 心原性 休克 心律 紊乱 偏瘫
对照组 1974 3,985 54 51 50 3 1 2
1975 5,455 52 48 47 4 3
1976
1977
服硒组 1974 4,510 10 9 9
1975 6,767 7 1 1 1 1
1976 12,579 4
1977 12,747

冕宁县试点地区于1974年及1975年两年均属于高发年,两年间对照组及服硒组发病人数均有非常显著的差别(P<0.01);服硒组虽有少数人发病,但与对照组相比,病死率显著低,预后较好。1976~1977年全体服硒后,只有极少数人发病。

1978年以后,观察了四个服硒公社与邻近未服硒公社的发病率,结果见表20 -4。六年间对平均发病率为8.7%,而服硒组为0.09 %,两者差别显著。

表20-4 1978~1983冕宁县四个服硒公社与邻近三个未服硒公社发病率的比较

组别 年代 观察人数 发病例数 发病率*
对照组 1978 1,878 31 16.5
1979 1,901 22 11.6
1980 1,915 18 9.4
1981 2,013 16 8.0
1982 2,065 12 5.8
1983 2,093 4 1.9
总计 11,865 103 8.7
服硒组 1978 12,465 1 0.08
1979 11,146 3 0.27
1980 10,624 1 0.09
1981 10,282 0.00
1982 9,801 0.00
1983 8,730 1 0.11
总计 63,048 6 0.09

*每1.000人计

1975~1976年西安医学院在陕西店头公社用亚硒酸钠预防急发结果:服硒组53 7人的发病率为7.4%,而未服硒组54 0人的发病率为57 .4%,两者相差显著,再次证实了硒的预防效果。

20.3 克山病的流行病学特点和硒的关系

20.3.1 地区性

克山病分布在我们东北到西南的一宽带上,具有明显的地区性。据地质学单位的调查,这一条地带正好是贫硒地带。在带上,克山病又只在局部地区流行,成灶状分布。重病区常分布在山区和丘陵、高原沟壑等土壤受淋蚀的地区,因此微量元素的流失较大,饮水多偏软。平原地区极少发病。盐渍化较重的土壤多属非病区。病区由重到中、轻、非病区之间有逐渐过渡的现象。病区土壤又多为腐殖土或属腐殖淤泥较厚的土壤。我们实验室观察到这类地区土壤酸碱度往往偏酸。腐殖质和总铁含量偏高,从而使可供植物利用的水溶性硒含量偏低,少数病区如山东沂蒙地区土壤中有机质虽不高,但土壤本身含硒量较低,而土壤酸碱度又偏碱性,硒易于流失,故土壤中可供作物利用的硒为量也不高。由于大部病区土壤腐植质含量高,故土壤肥沃,作物生长较好,而临近农作物生长差,土地贫瘠地区往往反属非病区。病区土壤中硒的可利用量本来已经很低,再加上作物生长繁茂,故作物中硒的含量必然更为缺乏。以往已有记载;当雨水充沛。饲料作物生长繁茂年代,往往是动物白肌病流行的年代,这与克山病的流行有相似之处。某些自然条件影响克山病的流行。因此在重病区中,往往由于一山一水之隔即可形成病区与非病区的差别,或出现一个孤立的,为病区所环绕的局部非病区,即所谓“健康岛”。在此局部地区内,没有或极少有病人出现,而周围却为重流行地区。

根据以上地区流行特点,取得居民头发及其主食中硒的含量证实:凡属病区,硒的水平也较低,即硒水平的高低支配非病区和病区的分布,结果列于表20-5。

表20-5 克山病的地方性流行特点和本地地区的硒水平(ppm)*e

地方特点 头发 黄豆 白薯 地方性特点 头发 黄豆 白薯煎饼
丘陵,病区(山东沂水、莒县、日照) 0.104(79) 0.028(9) 0.004(15) 山东,病区(山东邹县) 0.084(20) 0.022(3) 0.003(4)
邻近沿海,非病区(山东日照) 0.282(40) 0.062(4) 0.009(4) 邻近平原,非病区(山东邹县) 0.217(40) 0.061(4) 0.009(2)
头发 小麦 燕麦
低盐渍化土壤、病区(河北沽源东南部) 0.056(20) 0.005(6) 0.005(5) “健康岛”(四川黄联) 0.060(18) 0.006(4) 0.008(5)
邻近盐渍化土壤,非病区(河北沽源西北部) 0.170(2) 0.020(6) 0.039(4) 邻近“健康岛”,非病区(四川黄水) 0.144(20) 0.025(4) 0.020(6)
高硒地区远侧,病区(湖北利川西部) 0.122(20) 0.006(9) 0.017(4)
高硒地区近侧,非病区(湖北利川东部) 0.270(2) 0.019(4) 0.044(4)

*主食按干重计( )内数字为样品数

20.3.2 人群多发

在同一病区内,克山病大多数发生在农业人口中,非农业人口及城市居民发病极少或不发病。在东北和西北病区,女性发病率较高,但此特点仅出现在21~50岁的人群中,女子的发病率高达男子的5倍。近年来儿童发病所占比重增加,西南病区亚急型克山病的病人几乎全属儿童,其中又以断乳后学龄前儿童最多。

根据人群分布的流行特点,测定各人群发硒水平。结果亦证实多发人群发硒水平(表20-6)及全血GSH-Px(谷胱甘肽过氧化物酶)活力(表20-7)均较低。

表20-6 病区多发人群(儿童)发硒水平(ppm)#的差别

地方 城镇 农村 P
四川冕宁县 0.131±0.014(16) 0.069±0.005(10) <0.001
地点 职工户 农业户 P
黑龙江这亮河公社 0.295±0.023(11) 0.151±0.011(20) <0.001
黑龙江乌吉密公社 0.357±0.021(22) 0.146±0.013(21) <0.001
山东桑园公社 0.238±0.011(7) 0.128±0.009(14) <0.001
四川先锋公社 0.161±0.007(16) 0.058±0.003(22) <0.001
地点 鲜族 汉族 P
黑龙江新民公社 0.168±0.007(20) 0.100±0.09(20) <0.001
黑龙江亮河公社 0.106±0.006(21) 0.057±0.005(24) <0.001

(X±SE)( )内数字代表样品数

表20-7 病区和非病区儿童、病区多发儿童全血GSH-Px活力的差别

地点 病区 非病区 P
四川冕宁县 60.5±0.7(63)
山东苔县 61.9±.8(20)
北京平谷县 77.5±.1(22) <0.001
成都文字公社 73.6±3.1(20) <0.001
地点 职工户 农业户 P
四川冕宁县 80.2±1.2(23) 60.5±0.7(63) <0.001
山东莒县 90.0±1.2(8) 61.9±.8(20) <0.001

酶活力单位定为每8全血在37C反应5分钟时,扣除非酶反应后使GSH浓度下降1的酶活力单位。()内数字代表样品数。

20.3.3 波浪性

从一个大范围的地区或省来看,克山病存在多发年和少发年的差别,并出现所谓“波浪性,的流行特征。但就某个高发点而言,就不一定存在此种“波浪性”了。暴发点的出现难以预料,随时间而移动。因此,这种所谓的“波浪性”难于作为传染病流行的特征。

季节多发随地区而异,各地区虽然四季均有病人,但北方寒冷地区每年发病高峰在冬季,东北称冬季的头场雪、三九天和过小年为三关;西南地区则以砟季为多发季节。我们曾于1973~1975年间监测四川冕宁及大竹,云南南华,山东莒县以及黑龙江尚志和富祫各县病区居民四季发硒水平的变动。结果:各地四季均处于病区低硒水平,但未发现在发病季节期间或其前后发硒水平有任何规律性的变动。说明硒是决定克山病流行的基本因素。但克山病的流行似尚需其它条件因素,如气候或随气候而进入人体致病的其它因素如生物因素等。

20.4 克山病的病因

通过全国范围内病区和非病区内外环境中硒水平的比较,证实了克山病区硒水平低于非病区,且属罕见的低硒水平。血中GSH-P活力及尿中硒排出量的测定结果,病区亦较非病区为低。大白鼠的灌胃结果及病区居民体外红细胞的吸取率试验,均证实食用病区粮后,动物组织中吸取快。故病区居民体内处于乏硒状态;用硒缺乏观点可以解释克山病在流行上的地区性和人群多发的流行特点,已如上述。极为重要的事实是用硒片预防克山病,在高发地区取得了显着的效果。这些事实强有力地证实了硒是克山病病区的水土因素。硒和克山病关系研究的结果说明:由于我国在自然地理上从东北到西南存在一个缺硒带,这一缺硒因素(水土因素)从土壤传到作物,再从作物到人体,这条食物链是否能对付体发生影响,关键在于居民的膳食特点,以往我国农村居民膳食成分及来源的单调状态极易将这一水土因素传给本地区生活的人群而致病。这时方性硒缺乏学说的要点。

低硒虽是克山病病区的水土因素,但只能是必要因素而不是唯一因素。其证据可总结为:①低硒地区不一定均是克山病地区;②病区新发病人与非病人全血硒及GSH-P活力无差别;③季节高发时期或其前后无相应的发硒水平下降;④流行期间不同地区的发硒均值可以不同。此外,膳食硒的生物利用率又受膳食中相关的因素如维生素E、C、A、蛋氨酸、不饱和脂肪酸、A、C、H、A及P等的影响。曾测定冕宁县病区急发及非克山病儿童血浆中维生素E含量,结果未发现新急发儿童及同一地区非克山病儿童血浆维生素E含量间存在显著差别(表20-8)。在动物病区饲料中补充蛋氨酸后,可以提高大鼠对硒的生物利用率,基它尚未发现明显影响膳食硒的利用率的因素。

表20-8 冕宁县病区新发儿童及同地区非克山病儿童血浆中维生素E含量间的差别

人群 人数 血浆维生素E 全血硒
新急发儿童,病区 16 5.5±0.9 0.019±0.003
非克克山病儿童,病区 19 4.8±0.6 0.026±0.005

与克山病发病有关的因素中,除水土因素硒及其相关因素外,尚有其它因素。季节高发提未可能存在某种条件因素,‘如气温或感染等牵累因素。文献上已有记载寒冷或炎热将促使猪出现缺硒病,故地方性缺硒在条件因素的协同作用下可以致病。

沿着硒的抗氧化功能着眼,在病区低硒食物的影响下,人的心肌细胞膜、细胞器膜或某些对氧敏感的细胞成分遭受体内失老弱病残控制的脂类过氧化作用的损害,这有可难是形成心肌坏死的基本原因。组织化学研究发现心肌坏死灶周围酸性磷酸酶活力上升,提示溶酶体膜可能受到损害。用病区粮喂养仔猪及大白很冷观察到动物心肌脂肪酸氧化障碍,游离脂肪酸堆积;仔猪心肌琥珀酸脱氢酶及细胞色素氧化酶活力下降;病区儿童红细胞总脂肪及总磷脂均低于非病区。心肌细胞生物膜完整性受损害问题,以及此问题与克山病心肌病变过程的联系,或与条件因素的联系,尚有待进行更多的工作。

除生物膜的损害外,从以往病理形态学的改变观察结果发现:克山病人心肌改变的特点与心肌缺投送血病人心肌病理改变相似。因此,克山病人心肌病理改变的发生,可难与病人对氧的利用失常,心肌供氧不足有关。

20.5 克山病的病理改变

克山病的病理主要见于心脏,表现为多发性灶性心肌坏死及其修复过程。其他胖器组织的病变不占重要地位。

20.5.1 心脏的大体改变

心脏多有不同程度的增重,横径增大。心腔普遍扩张,房、室壁厚度常无明显改变。心肌色泽暗,弹性差,切面可见多数条索状或斑点状病变,灰白或灰黄色,不规则分布于肌壁内,一般左室壁及室间隔受累较重。 心外膜及凡内膜一般无异地常。少数病例可见附壁血栓。冠状动脉无明显狭窄或阻塞。

20.5.2 心脏的组织病理改变

心肌组织切片可见大小和形状不一的病灶成簇或成带分布。有的病例可见病灶分布与冠状动脉 的小分枝走行一致。病灶内心肌实质细胞发生变性坏死。被及的传导组织同样可以受累。坏死的方式可分为液化性和凝固性两种类。

液化性坏死是心肌细胞的渐进性浴解过程。开始肌浆内出现数目不等和小空泡,继之空泡扩大、融合而细胞内其他成分逐渐消失,终于整个心肌细胞消失。凝固性坏死是心肌细胞的急性坏死方式。肌细胞失去原有纹理而呈现不规则的红染颗块及横带,随后出现大量世噬细胞吞噬坏死细胞残骸,并由胶原纤维增生形成瘢痕。这两种类型的坏死经常混合存在,但不同地区或不同型别的病例可 以某一类型坏死为主。

20.5.3 .心肌的超微结构改变

溶解性坏死的肌细胞表现为线粒体高度肿胀,基质透明,嵴断裂消失,形成一些气球样囊胞,堆积在核周围或原纤维之间。这种气球样变的线粒体压挤原纤维及其他细胞器,原纤维逐渐变形,肌节松弛以至解体。最后剩下残留的肌膜被 少量散乱的肌丝及无定形的分解产物包围。凝固性坏死的心肌细胞表现为原纤维高度收缩和断裂,形成大小不等 的肌丝质团块及多个肌节紧缩而成的异常收缩带。受损细胞 的线粒体结构紧密,与肌丝质团交错分布。肌核固缩,核 染色质凝集成大块。肌膜模糊不清或断裂。除上述两种基本改变外,在电镜下还可以看到肌浆网扩张,肌膜高度弯曲 ,溶本科体及脂肪滴增多等 多种改变。在病变的心肌细胞内还看到了一些特殊的颗粒结构,其性质尚未明了。

2.5.4 其他脏器组织的病变

和心脏相比,其他脏器的改变很轻。骨胳肌中有时可检出细小的坏死灶,以膈肌较常 见。小儿病例常伴间质性肺炎,肝脂肪变性、脾脏及淋巴结内淋巴滤胞生发中心细胞增生及吞噬活跃。各脏器的瘀血性改变与病程和心功能的代偿状态有关。

20.6 克山病的临床表现

克山病是一种慢性过程的心肌病,临床上根据心功能的代偿状态分为四型。20.6.1急型克山病多见于北方病区,寒冷季节高发。主要表现为急性心源性休克及严重的心律紊乱。体力负荷或精神刺激可成为诱发因素。起病骤,主诉头昏,心难受,胸闷,腹痛,恶心及频繁呕吐。患 者面色晦暗,皮肤湿冷,呼吸肤浅,体温偏低,表情淡漠或烦燥不安。血压低,脉压小。心界向两侧扩大,心音减弱。室性早搏频数,常呈二联律、三联律及阵发性心动过速。重者可有二度或三度房室传导阻滞或心房纤颤 。心电图检查 的主要发现是ST段移位,常呈上向性或下向性单向曲线长春偏 移的幅度常与心源性休克的程度平行。QT间期延长及房室传导阻滞亦属常见,但很少发现有异常Q波。心电图异常可以随殶情好转而恢复。X线检查可见心脏向两侧扩大,横径下移,搏动减弱。白细胞计数增高,多在10,000~20,000/mm3之间。血清谷草转氨酶、磷酸肌酸激酶及乳酸脱氢酶同功酶的活力均明显升高,其升高的程度与心蠄损伤的程度成平行关系。

急型克山病往往因严重休克和心律紊乱造成死亡。如救治及时,处理得当,约三分之二的病例可以达到临床治愈。

20.6.2 亚急型克山病

主要见于儿童,发病数远多于急型及慢型病例。发病高峰北方在冬春季,南方在夏秋季,起病稍缓慢,主要表现有倦怠、微热、气喘、食欲不振、恶心呕吐、腹泻及阵发性持续性腹痛。查体见患儿面色灰暗,眼睑浮肿,呼吸肤浅、脉搏细弱,血压下降。心界轻度或中度扩大,心率快,全心音或第一心音低钝,常闻舒张期奔马律。肝肿大,有压痛,下肢可有凹性水肿。心电图多哪现ST段移位及T波改变,以V 及V 导联较多见。X线见心脏常成球形增大,心底部增宽,搏动减弱。血液化学改变与急型病人的趋势一致,但程度可难较弱。

亚急型克山病不似急型凶险,如能早期 发现及时治疗,相当多的病例可以在三个内恢复正常。但也有部分病症状出现后,心功能迅速恶化,心脏明显扩大,短期内发生急性全心衰竭。这种病例一般预后不良。

20.6.3 慢型克山病

可以在不知不觉中缓慢发展而成,也可由其他型克山病转化而来。主诉为劳累后气急、无力、浮肿、尿少等。查体见患者呈慢性病容,双颊暗红,颈静脉怒张。心界明显向两侧扩大,左侧可达左腋前线,右侧可达胸骨旁线。儿童病例可见心前区隆起,心尖搏动点弥散。听诊第一心音减弱,常 可闻到舒张期奔马律。心律失常以室性早搏最多见,心房纤颤多发于中老年患者。肝脏中度或重度肿大,可有全身凹性浮肿及腹水。心电图可检出束枝传导阻滞、房室传导阻滞、室性早搏及心房纤颤等 改变。X线检查可见心脏重度增大。白细胞计数政党约半数病人血沉加快。血清乳酸脱氢酶同功酶的活力增高,其水平常与心力衰竭的程度相平行。

慢型克山病人往往症状 不很明显,但心脏却已重度扩大,稍加负荷功能很易衰竭。

20.6.4 潜在型克山病

多数为自然发生,少数为由其他型好转而来。患者无明显的自觉症状,心脏不增大或轻微增跑龙套,或可查到室性早搏。儿童病例多伴有肝脏肿大。心电图检查 ,完全性或不完全性右束枝传导阻滞最为常 见,甚至是某些病例的仅有阳性发现。

20.7 克山病的诊断和鉴别诊断

克山病病因不明,没有特异的诊断方法,需结合流行病学特点和临床表现,排除其他 疾病进行确诊。

克山病听发病率虽有明显的地区性,并在一定的季节和人群中多发。病区农民家庭的学龄儿童和生育期妇女最受累。从非病区标明入病区的人,要与当地农民过同样生活,并持续三个月以上才能发病。

克山病不论那一型都必须有明确的心脏体征叨唠心脏寺大,心律失常及心功能不全等 的临床、实验室或器械检查所见。对心脏体征不诊断有困难的病人,可列为疑似,进行对症治疗和严密观察。

急型克山病应注意与急性心肌啖、心肌梗塞心源性休克及感染中毒性休克等相鉴别。亚急型、慢型克山病应与风湿性心脏病二尖瓣闭锁不全,冠状动脉硬化性心脏病及心包炎等鉴别。

20.8 克山病的治疗

对各型克山病的治疗,已经积累了一些 比较成熟的经验,在《克山病防治工作标准》(试行)中已有全面总结。现仅把要点引述如下。

(1)急型克山病的治疗原则是努力代做到早发现、早诊断、早治疗。积极纠正急性心功能不全,防止转为慢型。

处理方法应首先采用大剂量维生素C静脉注射,每次5~10g,直到休克缓解,心律失常得到纠正,继之用较小剂量维持3~7天。与此同时应静脉补液,使用亚冬眠疗法,使用抗心律 不齐药物和积极防治肺水肿。当患者出现心脏扩大和心衰体征时,应使用作用快的强心甙类。

为防止转为慢型应注意加强生活指导。在急型表现得到控制后,一个月内不参加体力劳动,三个月 内复查一次。如出现心脏扩大等心衰体征时则应按慢型治疗。

(2)慢型克山病的治疗原则是长期服用洋地黄,控制钠盐摄入量,防止感染,减轻体力负荷,注意生活规律,采用营养素平衡而易于消化的膳食。

药物治疗主要是根据病人的临床特点,选用适当的强心剂常年服用,直到心功能恢复Ⅰ级或心脏大小恢复正常。如在限制钠盐摄入及服用洋地黄后,仍有浮肿,可间断并交替使用各种利尿剂。

(3)亚急型克山病的治疗方法同慢型,但宜视病情选用亚冬眠药物或镇静剂。常用洋地黄制剂静注或快速饱和,后按症状和体征恢复程度给予维持量。对并存心源性休克者按急型治疗。

(4)潜在型克山病的处理原则是注意生活管理,防止感染,妇女应计划生育。对不稳定的潜在型病人应对症治疗并随访观察。

20.9 克山病的预防

硒预防克山病的急发已证实有效。但由于硒的发病因素尚未完全弄清,因此比较妥当的预防办法是:在开展综合措施的前提下,重点进行补充硒的预防。

20.9.1 综合预防措施

(1)大力开展爱国卫生运动,改善环境卫生及个人卫生。

(2)饮 用过滤水、泉水或深井水,防止水源污染。

(3)注意包含卫生,防止食物发霉变质。

(4)消灭鼠虫。

(5)宣传计划生育,保证母子的营养和了卫生条件。

(6)消除诱因,防烟、防署、防寒,避 免定神激动,过度疲劳及暴饮暴食。

(7)建立健康防治网,保证补充硒计划落实到每一个人。要能早期发现并及时治疗病人。

20.9.2 硒预防

主张硒预防克山病的理由为:低硒是克山病流行的必要因素。因此,补充硒后,即使病区仍有其它致病因素存在,也不致引起克山病的流行。补充硒的方式 如下:

(1)口服亚硒酸钠片可用一次或2次连续给药的简化法:一次连续给药法,是在每年高发季节到来前,按每周亚硒酸钠剂量(1~5岁0.5mg;5~10岁1.0mg;10岁以上2.0mg)连续给药7~10天,停药3个月后,再连续给药5天(次)。以上方法均可使发硒水平于预防期内维持在0.2ppm左右。

(2)食物预防 硒盐及选择富硒食物

①硒盐:据现场观察结果,当成人每日每人进食盐量为15g时,则食盐中含有10ppm的亚硒酸钠,即能维持发硒在0.2ppm附近。因此,在开始前应先调查居民每日进食食盐的量,若不足或超过15g,则应按比例提高或降低硒盐中亚硒酸钠的浓度,故规定硒盐中亚浓度时应按实际测出值为准。居民食用硒盐半年后始可将发硒提高到希望水平,故在给硒盐前,应先用硒片连续服用7天。

②提高农作物的硒的含量-----用亚硒酸钠溶 液喷于作物叶面;据西北水保所报告,稻田每亩亚硒酸钠用量为1.5g时,收获后的水稻含 硒量为0.04~0.059ppm;玉米每亩用量为1.2g时,收获后的含 硒量为0.068ppm。所报告的粮食含硒量均在预防的需要范围内。

③病区中的相对富硒食物的选择:地区不同,同一谷物的含硒量不一定相同,如;黑龙江含硒量亦不一定相同。如;黑龙江病稻米含 硒量平均为0.023ppm,而西南病区0.07ppm。又不同谷物生长在同一地区的含硒量亦不一定相同。如黑龙江病区的玉米平均含硒量与西南病区稻米相当,但远低于同地区的稻米。我国农村膳食中硒的主要来源是主食,故选择当地的相对高硒品种进行推广,在防病上具有一定的意义。病区中动物食品如猪肾、蛋类、禽肉,水产品小虾、鳝鱼于、鳅鱼等以及海产动物食品含硒量较高,蔬菜中除菌蕈外,其他品种含硒量甚微,但菌类硒的生物利用率很低。宣传病区居民多吃当地相对富硒食物,有助于改善硒的营养状态。但由于在低硒地区,主食含硒量虽有相对高低之别,但绝对含硒量仍属有限,且某些含硒量较高的动物性食品在目前某些病区内消耗量亦属有限,故尚不能作为当前解决问题的主要途径,难于从根本上改变硒的不足状态和食物来源地区化的特点有所改变;从长锭看来,设法改善病区硒在自然界的循环,施硒肥以提高土壤中硒利用率,在提高作物生产条件下,使 土壤仍有足够的硒供给作物,每日从食物进入人体的硒就能满足需要。

参考文献

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15.杨光圻等:营养学报4:1,1982

21 必需脂肪酸缺乏病

21.1 必需脂肪酸的定义与功能

19 29 年Burr用无脂肪饲料喂鼠,初次发现必需脂肪酸(EFA)缺乏所引起的症状,当时不知所缺乏物质的性质,暂定名为维生素F。以后发现多种脂肪酸可以矫正这种缺乏症状。

人体脂肪内的不饱和脂肪酸可分4族:①棕榈油酸族,其母体棕榈油酸(palmitoleicacid),有一个双键,位置在自羧基端开始的第9位,此双键也就是该酸的最后一个双键,位于离甲基末端第7个碳原子处,故为ω-7,可写成9-16:1(ω7);②同酸族,母体为油酸(oleic acid,9-18:1)(ω9);③亚油酸族,母体亚油酸(linoleic acid,9,12,15-18:2)(ω6)。④亚麻油酸族,母体为亚麻油酸( -linolenic acid,9,12,15-18:3)(ω3)。由上述4种母体可延长碳链或去饱和而形成更长链的与更多双键的多不饱和脂肪酸,PUFA-见图21.1。

亚油酸族的亚油酸,Y-亚油酸18:3(ω6),同型Y亚油酸20:3(ω6)与22碳4烯酸20:4(ω6)都是活性很强的必需脂肪酸,而花生四烯酸20:4(ω6)则是活性最强的。亚麻油酸或w3族从营养功能看来与ω6族不同。幼鼠实验,亚麻油酸可以促进其正常生长,但不能预防或治疗EFA缺乏所致教授皮肤症状,ω3族在脑磷脂中含量很丰富,22:6(ω3)是含量最多的脑脂肪酸,ω3族在脑有特殊功能。Crawford and Walter指出亚麻油酸与学习过程有关。过去有人认为

高等动物主要PUFA转化通路

图21-1 高等动物主要PUFA转化通路

内包括哺乳组织中浓度较高的产物。

EFA的构造式应该是距羧基最远的双键,在由末端CH3数起的第6个和第7个碳原子之间亦即ω6族。但Schlenk和Sand指出ω5、ω7两个奇数族的脂肪酸也有EFA活性,可能完全的EFA活性在构造方面需要是20碳左右(19,20或21)及在长链中心有四个双键。或者是这类脂肪酸的前体,因此在各族中最有活性的EFA是20:4(ω6),19:4(ω5)及21:4(ω7)Houtsmulldfer于1973年指出花生四烯酸有两个异构体,即4,8,11,14-20:4(ω6)与8,11,14,18-20:4(ω2)在防止线粒体严重肿胀方面 也有活性,而对一般听EFA缺乏症状效果不大。

19 30 年Burr提出亚油酸(linoleic acid)、亚麻油酸(linolenic acid)及花生四烯酸(arachidonic acid)三者为必需脂肪酸。 Le Breton 及 Ferret(19 60 年)指出必需脂肪酸应包括二种意义:①可以维持某些生理功能;②不能在人体内合成。如果从第二点来说,亚油酸与亚麻油酸族只能在植物体内合成,人体必需由膳食取得,而花生四烯酸可自亚油酸形成。但对预防及治疗EFA缺乏引起的皮肤症状来说,亚油酸与花生四烯酸的活性强,亚麻油酸则无效,故有人认为亚油酸和花生四烯是必需脂肪酸。但如上所述亚麻油酸对脑有特殊作用,故 James F.Mend认为也许EFA 的定义可以扩展为:“必需脂肪酸是指膳食中的能预防或治疗试验动物脂肪酸缺乏症状的任何一种脂肪酸。”如此,上述有EFA活性的各种PUFA似皆包括在内,此问题尚无最后定论。目前仍有人认为Burr所提三种脂肪酸可认为是EFA 。各种脂肪酸的重要性也与动物种属有关。有些动物如猫由于缺乏代谢亚油酸的酶,必需自食物获得花生四烯酸。各族脂肪酸的重要性也与动物种属有关,在鱼类w3族更为重要,对哺乳类动物则以w6族更重要。

必需脂肪酸的功能可分为两方面 :

(1)分子构成方面

①构成细胞膜的重要成分。EFA 可合成脂类,膜的磷脂双层中富含EFA。而磷脂双层中脂肪酸组成对正常细胞膜的性质有重要作用。不同组织需要不同性质的膜,构成该膜的磷脂层中所含脂肪酸链的长度、不饱和度与分支对膜的粘度、维持完整性的作用以及转动功能有关。

②合成前列腺素与血小板噁烷,前列腺素PG是脂肪酸的衍生物,可分为PGG、PGB、PGC,PGD、PGE、PGF、;GG、PGH及PGI等9型,各PG之间在某些功能方面有拮抗作用。PG与其前体的关系如下:

前 体 产 物
8,11,14,20:3(w6) PGG1,PGH1,PGE2,PGF1a,PGD2
5,8,11,14,20:3(w6) PGG2,PGH2,PGD2,PGF2a
5,8,11,14,17,20:5(w3) PGH3,PGA3,PGI3,PGG3,PGF3a

PGG2或PGH2在血小板内可转变为非常不稳定的、前列腺素衍生物凝噁烷(Thromboxane,TX)TXA2和TXB2有血小板聚集作用;在血管内皮转为PGI2可抑制凝血噁烷的作用。

(2)生物活性与代谢方面

①维持水平衡

②调节胆固醇代谢

③促进儿童生长发育

④维持皮肤健康,促进毛发增长

⑤维持生殖作用

⑥可供应能量

21.2 必需脂肪酸缺乏的病因

脂肪组织的甘油三酯中亚油酸约占10~12%,一个成人脂肪组织中可能有700g必需脂肪酸,如能自组织动员出一部分EFA可供人体应用数周,能防止必需脂肪酸缺乏,但新生儿体内必需脂肪酸储存很少,较成人易发生必需脂肪酸缺乏症EFAD的可能性大。

发生EFAD的原因有三:

(1)饮食中缺乏必需脂肪酸 可见于婴幼儿,成其是母亲在妊娠哺乳时营养不良,缺乏乳汗,婴儿无适当代乳或离乳食品时可发生本症。新生儿组织中EFA含量很低,如喂给含亚油酸很低的配方牛奶,可加重EFA 缺乏。新生儿缺乏EFA 一周后,就可发生皮肤症状。四个月大的小儿,若喂给脱脂奶粉,由亚油酸生热占总热量的0.1%以下时,三个月后可发生EFA缺乏的皮肤症状。在有严重蛋白质、能量营养不良的Kwashiorkor婴儿,给缺脂高蛋白质食物时,可促进生长发育,但也促使EFAD症状较早出现。学龄儿童在每日吃入的EFA少于3 ~4g时,可得蟾皮症(phrynoderma)。Gopalan认为此病与EFA及维生素B族缺乏有关,给EFA7g·d-1可愈。

(2)长期使用未加脂肪乳剂的静脉营养 这时一方面由于缺乏EFA摄入,另一方面由于持续注射大量葡萄糖而引起高胰岛素血症,发生肝内糖原和脂肪的蓄积过多,导致肝功损害及脂肪肝,同时抑制脂肪分解,阻碍脂肪组织中储存的必需脂肪酸释放入血,因而发生EFAD。成人可于用三天至四周不含EFA的静脉营养后,发生EFAD的生物化学变化,经1~2个月后发生临床症状。对小儿则发病更快。胖人敏感性较低。

(3)小肠切除术后 因各种原因切除了大部分小肠的病人,在口服脂肪后可引起腹泻,故常采用低脂膳 ,而引起EFAD。

21.3 症状

Burr1929年给刚离乳幼鼠以无脂饲料,它们在2~3贮存器内能正常生长,然后生长速率下降,到8~10周停止生长,同时可见皮肤上有湿疹样鳞皮,尤以尾部更为明显。除鳞状变外,还可坏死,脚爪及全身各部皮肤无处不受影响,口周围皮肤粗糙、脱毛,肩胛中间最为明显。

人类缺乏EFA的症状与鼠相似。

(1)皮肤症状与失水 由于细胞膜构造及功能失常所致,实际上所有易于见为的缺乏症状皆因此而起。毛细血管通透性及脆性增加,红细胞脆性增加,易发生渗透性溶血,线粒体异常肿胀。皮肤呈现干燥、脱屑、肥厚、鳞皮、毛发稀疏,发生红色斑疹或丘疹,有的婴儿经三个月无脂静脉营养后,三个半月发生躯干及四肢片状剥脱性皮炎。一般皮肤症状先见于前臂,个别成人皮肤症状不明显。

(2)生长发育速率降低 由于线粒体功能失常,导致代谢率增高,而致能量不足,因而婴儿生长迟缓。

(3)肠胃道及肝、肾异常 因肠道粘膜细胞分泌脂肪微粒的能力降低,而致肠内膜细胞中充满脂肪,可以导致腹泻。肝脏释放极低密度脂蛋白的能力也降低,脂肪在肝中存积而形成脂肪肝。又由于脂肪中前列腺素缺乏,不能抑制脂解作用,因而大量脂肪酸涌向肝脏,也促进脂肪肝的形成。肾脏可有退行性变化。

(4)血小板功能失常 由于前列腺素合成受影响,血小板粘附性增加,易于聚集,但有的EFA缺乏的新生儿发生血小板解聚异常迅速,以致有出血倾向。由此可见,EFA缺乏症状反映了前列腺素缺乏的症状。

(5)易感染 用缺少EFA的奶制品喂养的婴儿,易于感染,EFAD患儿可死于感染。

(6)血脂及体脂组成异常 用无脂肪的静脉营养几日后,就可发现血清甘油三酯中16:1及18:1脂肪酸较对照者增加,这是由膳食中碳水化合物形成的。正常婴儿胆固醇酯中的脂肪酸主要为18:2ω6及18:1ω9,含20:4ω6可达54±1.6% ,而20:3ω9仅有痕迹量。缺乏EFA时,20:3ω9升高,20:4ω6降低。血清磷脂中的脂肪酸构成的变化最明显,因其中含有更多的20:4ω6及其长链多不饱和脂肪酸,缺乏EFA时可首先见到血清磷脂中16:1及18:1增加,20:4ω6及18:2ω6及18:2ω6降低,20:3ω9增加,然后血清中有同样变化。血清中w6脂肪酸减少后,继之以脏器脂类中w6脂肪酸的减少。成人血浆及血小板中脂肪酸组成也有类似变化。婴儿血中脂肪酸组成变化快,可能因其体内18:2ω6储存少而生长组织对其需要更高之故。如一个婴儿4月用无脂静脉营养4.5个月后,死于感染,其血清卵磷脂中20:3ω9/20:4ω6比值为5.95,胰、肝、肾上腺、肾、结肠、脊髓中脂肪酸此比值分别为6.0、4.95、3.93,2.69、2.53,及1.1。20:3w9/20:4w6比值也可简作T3/T4(表21-1)。

表21-1正常成人与EFAD患者血浆及血小板中脂肪组成(%)(X±SE)

脂肪酸 血浆管 血小板 血清卵磷脂
正常人(8例) EFAD患者(9例) 正常人(11例) EFAD患者(9例) DFAD婴儿
16:0 18.9±0.6 24.2±0.81 19.0±0.78 21.7±1.7 30.1
16:1ω7 3.8±0.42 16.9±1.0 6.5±0.74 11.6±1.2 5.5
18:0 3.9±0.24 4.50±0.24 7.1±0.68 5.5±0.58 12.3
18:1ω9 17.9±0.85 24.8±0.95 22.8±1.2 21.3±1.1 30.8
18:2ω6 38.3±1.8 12.2±1.9 17.3±1.6 14.8±4.8 1.8
18:3ω3 0.64±0.06 0.41±0.27 0.56±0.11 0.92±0.86
20:0 0.83±0.06 1.3±0.17 0.61±0.08 1.2±0.49
20:3ω9 1.6±0.21 1.1±0.08 13.1
20:3ω6 1.1±0.09 1.4±0.09 1.0±0.13 1.5±0.41
20:4ω6 8.1±0.38 5.1±0.34 9.6±0.94 6.3±0.98 2.2
T3/T4 0.31±0.05 0.20±0.01 5.95

21.4 诊断

如前所述EFAD患者血浆中脂肪酸组成有变化,最明显的是正常人血浆中20:3ω9为痕迹量,EFAD患者20:3ω9增多。正常情况下亚油酸可以抑制油酸的代谢,18:1ω9很少形成20:3ω9,当ω6脂肪酸缺乏时,18:1ω9代谢不受抑制,20:3ω9形成较多(见图21.2),18:3ω9与20:4ω6的比例增加到较大,一般认为血浆中T3/T4比值(triene/tetraene)>0.4表示有EFAD,Holman 1979年提出此值>0.2表示有EFAD。有人认为血清中磷脂内含有的20:4ω6及其他长链PUFA 所占比例较大,可作为观察膳食中EFA含量影响的最佳指标。Martin Preaene认为如检查EFAD患者血浆吕磷脂酰胆碱(即卵磷脂)中的脂肪组成,triene/tetraene比值可定为“1”,较更有临床意义。一般在血中脂类的T3/T4比值有显著变化后,至少一方有临床症状出现,故可用此比值作为EFAD早期诊断指标。而皮肤症状及营养史可作为临床症状的诊断指标。

亚油酸对油酸代谢的限制

图21-2 亚油酸对油酸代谢的限制

21.5 治疗

实验动物出现的EFAD,除性腺萎缩外,皆可治愈。人体的EFAD可用EFA治愈。EFA入体途径有三①如胃肠道吸收良好,可能自膳食供应。不能正常用膳而需鼻饲者,可采用各种经肠营养用要素膳,其中含有足量蛋白质、脂肪及热能。国外几种口服或管饲膳食的营养素含量见下表21-2。国内已研制应用。因静脉营养需作静脉穿刺,并有感染的可能,现对不能正常用膳的病人应尽量采用管喂,静脉营养可适用于家庭病床。

表21-2 国外几种口服或管饲用膳的蛋白质与脂肪含量

商 品 名 用量(ml) 蛋白质(g) 脂肪(g) 热能(kJ)
Fortison energy plus 2000 100 130 12600
Ensure plus 1800 104 101 11928
Isocal 1896 64 84 8484
Ensure 1886 70 70 8400
Nutrauxil 2000 76 68 8400
Clinlfeed protein rich 1875 150 55 10500
Nutranel 1750 80 20 8400

②可自静脉输入脂肪乳剂,脂肪乳剂是由脂肪(开始用棉籽油,现多用豆油,也有用龚花油者),以起稳定作用的乳化剂(如大豆磷脂、卵黄磷脂)乳化,加入保持水相等渗的物质如葡萄糖、山梨醇、甘油等制成的乳剂。乳化后脂肪颗粒直径小于0.5um,10%乳剂能供能量4620kJ,无抗原性,可反复应用。其脂肪微粒入体后清除与血浆乳糜微粒、甘油三酯清除的动力学相同。国际静脉营养学会提议,静脉营养液热量分配是氨基酸20%,糖类50%,脂肪30%,三者之外还要加上无机盐与维生素。脂肪乳剂剂量是1~2g·kg-1·d-1,有人用到4g·kg-1·d-1,现将国内外常用品种列于表21.3。不论口服或静脉输入,亚油酸所供热能必需超过总热能的2%,为治疗EFAD,静脉或口服上述含脂肪制剂应在11天以上方有效果。

③经皮肤涂抹,作过肠切除或有其他肠道疾患不能口服脂类者,可用葵花籽油直接搽在EFAD病人皮肤上,仅需2~3mg·kd-1·d-1就能纠正皮肤症状,治疗后1~2周,血清T3可从治疗前的10~12%下降到<4%,12周后降为1%,亚油酸从2~4%升高到18~20%。

表21-3 国内外几种脂肪乳剂组成(静脉注射用)

原料 Intralipid 瑞典制 Lipofundins 西德制 Intralipos 日本制 Infatmul中国制
油脂% 10% 20% 10% 20% 10% 15%
大豆油(g) 100 200 100 200 100 150
大豆磷脂(g) 20 20 7.5 15 15
蛋黄卵磷脂(g) 12 12 12
甘油(g) 25 25 25 25
山梨醇(g)
木酮糖(g)
加蒸馏水至 1升 1升 1升 1升 1升 1升

21.6 预防

(1)营养卫生知识的广泛宣传 让广大群众了解热能及各种营养素的生理意义,EFA对人体机能的重要性及来源。需要量及补充方式。宣传母乳喂养,因人乳中亚油酸较多,人乳喂养儿血磷脂中T3/T4低于牛乳喂养儿。

(2)研究不同人群EFA需要量、供给量,EFA 的供给量应能预防皮肤病变,并促进儿童生长发育。Cuthbertson测知婴儿需要15mg·100kj,EFA供热至少应为总热能之0.6%,Holman认为EFA 供热占总热能的1.4%更好。较大儿童EFA 供给量应该是5~10g·d-1。成人患者需要EFA48mg·100kJ或EFA 供热占总热量2%,EFA需要量与患者饥饿程度及分解代谢加速的程度有关。对健康成人需要量稍低,达到热量的1%时,可避免皮肤症状发生。

(3)EFA主要食物来源是植物油,其他食物中也有少量见表21-4。

表21-4 每百克食物中亚麻油酸与亚麻油酸含量

食物名称 脂肪含量(g) 亚汪酸含量(g) 亚麻油酸含量(g)
猪油(炼) 99 8.2 0.2
鸡油 99 24.5 1.3
豆油 100 52.2 10.6
玉米油 100 47.8 0.5
花生油 100 37.6
芝麻油 100 43.7 2.9
菜子油 100 14.2 7.3
棉子油 100 55.6
猪 心 6.3 1.5 0.3
鲤 鱼 2.7 0.4 0.1

(4)EFA用量亦不可过多。最大的摄入量不得使其热比超过40%。膳食EFA对一些脂肪酸合成酶不抑制作用,由于脂肪合成受抑制,膳食中脂肪可沉积于体脂中。摄入大量EFA的害处是:①增加维生素E的需要量,由于PUFA半寿期比维生素E长,所以在给大量PUFA后,虽再降低PUFA,组织中维生素E储存量仍低;②由于PUFA对各种细胞的生长都可加强,故对恶性肿瘤细胞生长,尚无定论;③PUFA可生成过氧化物,但过氧化作用并非随处发生,而是在细胞膜部位脂质双层的PUFA,在组织分裂时遇到含铁的本科氧及其他前氧化剂(proxident),如抗坏血酸等才能发生,平时与这些物质并不相遇。活体组织可吸许多方法保持自己不被氧化,主要保护物是生育酚,故食入PUFA必须同时食入维生素E,酒精可引起肝线粒体膜的过氧化,不宜多饮用。

(5)医生要避免医源性的EFAD,对必需使用肠外营养的病人必须在氨基酸、葡萄糖之外给脂肪乳剂。不能口服脂肪者也可用皮肤上涂抹植物油的方法经皮供给EFA,医生对患者食用EFA的具体数量与来源应予指导。

参考文献

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5.Nicolas G.Bazan at al;CurrentTopies in Nutrition and Disease Voluma 5.Alau R..Liss,Ine.New York 1981

第三篇 疾病与营养

22 引言

近代医学主张,采取包括医疗、护理和营养三方面密切合作的综合治疗才能获得最好的疗效。营养不但对正常人的健康有重大的影响,对病人尤为重要。许多疾病需要营养配合治疗,有些疾病主要依靠营养治疗,对于一般病人,营养能够影响疾病的机转,改善代谢,修补组织,促进病情好转,使病人早日痊愈。医院营养工作的质量直接影响医疗效果。

22.1 营养治疗在医疗上的重要性

(1)意义 医疗营养是根据疾病的病理,病人的心理及生理基本特点,给以恰当的营养素,藉以增强机体抵抗力,促进组织修复,减低器官负担。调整营养素的供给量,以配合临床的需要,早日恢复功能;节制或定量控制营养素的摄入,以纠正因代谢失常而产生的矛盾。在医院中医疗营养——饮食治疗是病人综合治疗的一个组成部分。饮食治疗与药物、手术、理疗及其它专门疗法具有同等重要性。合理的饮食不但可以改善病人的一般状况,促进疾病的治愈及健康的恢复,而且有时本身就是一种积极的治疗因素。如大面积创伤病人在很大程度上需要依靠营养作为主要的治疗方法。

《医宗金鉴》说:“伤饥失饱即伤脾”,意即调节饮食对脾胃的健康有很重要的关系。而胃和脾是对食物起腐熟、运化作用。通过消化吸收营养全身,这说明了营养治疗在综合治疗中的作用。《素问》提出“毒药攻邪,五谷为善,五果为助,五畜为益,五菜为充,气味合而服之,以补益壮气”。说明药物主要是清除病邪,而以五谷、五果、五畜、五菜这些富有营养的食物来补益精气。这样邪气去,正气才可早日恢复。还指出“饮食有节,饮食有时,饥饿得中”。又如“虚则补之,药以祛之,食以随之”。指出了有病不要单靠药物治疗,而忽视营养。因此住院病人既需要合理的医药治疗,同时也不能忽视营养配合。合理的营养膳食,要营养成分好,平衡,食品多样化,烹调适口,菜色美观,增进食欲,以保证食物最大限度的利用,使病人由病态转向恢复新生,有着极其重大的意义。

(2)目的

①因新陈代谢的改变,对营养素的需要既有增加,又有减少;常因食欲的减退、呕吐、痉痛,病人失去知觉不能从口摄入食物时,必需由静脉或管喂来供给食物。如吸收不良综合征、肠道疾病、腹泻、胃肠道手术后,都会导致减少营养素的摄入;在某种情况下,如发烧、手术后、烧伤,营养素的需要量必需增加。蛋白质,成人每公斤体重2~3g,儿童6~8g,保证优质蛋白质占70%左右。脂肪含量不应超过总热量的30%,应注意脂肪消化率最好用人体必需的不饱和脂肪酸。碳水化物每日应在400~600g之间(包括静脉点滴的葡萄糖)。热量成人每公斤体重就应给予210~252kJ,儿童应为630kJ。特别在烧伤病人更需要丰富的食物,而不能由口摄入,所以静脉或管喂饮食更加重要。

许多疾病因分解代谢的影响,手术后消耗大,甚至供给足够的营养素,仍然出现负氮平衡。卧床,或固定术患者,休息,导致负氮和钙的平衡。

为了改善缺乏病,建立治疗制度,癌肿病人用放疗及化疗时,因厌食不能吃,影响了营养摄入不适当,并受药物酚酞、秋水仙碱、新霉素等干扰,影响小肠对营养素的吸收;抗维生素者,而使复合维生素的缺乏,这些药物会导致患者营养缺乏,使病情更加严重,故在使用药物时,营养情况必需密切注视。

②由于体内代谢紊乱或疾病不能使用营养素,氨基酸代谢紊乱,形成个别氨基酸增加造成中毒,即需要减少氨基酸的量,如苯丙氨酸尿症——是遗传代谢缺陷病的一种,其病因,是患儿肝脏缺乏苯丙氨酸羟化酶,以致苯丙氨酸不能羟化为酪氨酸,只能变成苯丙酮酸,大量苯丙氨酸及其酮酸累积在血和脑脊髓里,并随尿排出。大量苯丙氨酸及酮酸对正在发育的婴儿神经系统造成不同程度的损害,在饮食治疗中应减少含苯丙氨酸的食物摄入。

③调整营养素的供给量 对于严重尿毒症患者,我国已开展透析疗法和肾移植治疗。但对于多数慢性肾功能不全患者,用饮食控制氮血症,仍为一种简便有效的治疗法,采用高质量的低蛋白质及足够热量的饮食,如牛奶227g,鸡蛋一只和少量瘦肉类等。在控制总蛋白的摄入和保证足量的热量方面 ,采用麦淀粉为主食,取得了一定的疗效。

④节制和定量控制营养素的摄入,以纠正因代谢失常所产生的矛盾不 有些疾病必需调整膳食中某种营养素的摄入以适应身体使用该种营养素的能力,如糖尿病患者,因为身体使用碳水化合物、脂肪、蛋白质紊乱,所以它不能正常利用膳食中的蛋白质、脂肪和碳水化物,故需合理调整膳食中碳水化物、脂肪、蛋白质的含量。

⑤促进消化和吸收 有些疾病需用烹调方法来改变食物的性质,以适应患者的消化吸收能力,例如胃肠病患者不能利用食物中的粗糙部分时,在烹调时即应去掉其中的粗纤维,对消化不良患者要把食物煮软,煮烂。如黄豆整粒吸收率为60%,磨成豆浆则可达90%以上。

⑥修补组织促进伤口愈合率,有大面积创伤大量出血的病人,健康情况很差,必须增加营养如高蛋白质的饮食,每人每日应摄入蛋白质150~200g。加强身体的抵抗力,从营养角度创造物质条件,有利于治疗及伤口愈合。

22.2 营养治疗的基本原则

病人住院时,为计划治疗饮食,应先考虑以下几个原则。

(1)首先了解环境因素在配制治疗饮食中的意义 病人的家庭情况、经济条件、生活、地位、职业、以前患过疾病、是否手术、药物过敏、住院治疗;市场供应情况及烹调方法,喜欢与不喜欢的食物习惯,每天食物的摄入量并分析其营养价值。

(2)实施治疗饮食前及实施过程中宣传工作的重要性 住院病人一般的需要、心理及生理的基本需要。凡刺激较强的食物及治疗上需要限制的食物,事先要把食物对病情的影响的基本原理,向病人说明清楚,使他能乐意配合接受食物的治疗,

在进行食物治疗时,饮食应按照原则的要求计划食谱、选择食物、供应方法,并听取病人的反映。

用膳时间的改变,各种饮食有各种不同的餐次,如流质,半流质一日5~6次,鼻饲一日6~8次,普食一日3次,软饭一日5次。

(3)出院后的营养治疗 出院后病人需要继续治疗时,在制定饮食方案时,要有利于家庭、亲戚及护士的护理。在病人需要特别护理时,需要家庭成员及访视护士共同商讨计划,订出饮食治疗方案。

(4)具体执行计划时应注意事项

①营养治疗用的饮食配制应该常常改变花样或烹调方法,注意色香味与合乎卫生要求以保证其营养充分,质量良好。

②治疗用的膳食,不但应注意减轻患者器官的工作或使它接受一定的锻炼,而且也应该注意它对整个机体所引起的作用。

③注意病人总热量的消耗:一个受热能严格限制的病人,必须遵守卧床休息生活制度。

④在指定营养治疗时必须对病人解释营养治疗的目的,使病人相信为他配制的饮食的合理性,与遵守这种饮食制度的重要性,绝不能为了满足一种嗜好与要求而破坏营养治疗的原则,这特别对于用任何一种定量膳食的患者是很大意义的。

22.3 医院膳食的种类

医院膳食分为基本膳食与治疗饮食二大类,基本膳食按其质地及烹调加工原则又分为普通饭、软饭、半流质、流质四种。

22.3.1 基本膳食

(1)普通饭 适用于体温正常、无消化道疾病、康复期、不需膳食限制者及产妇等均可采用。

配膳原则:

①必需适合身体需要的平衡膳食,含有充足的各种营养素。

②一般正常的食品均可采用。

③避免应用强烈辛辣刺激性的食品或调味品。

④脂肪食品、油炸食品及其它不易消化的食物应少用。

⑤烹调应多变花样,注意色、香、味、美,以增进食欲。

⑥每日供应3餐,总热量为9240~10920kJ。蛋白质70~90g。

膳食内容,见表22-1。

表22-1 普通饭膳食举例*

餐次 食物 重量(g) 蛋 白 质 (g) 脂肪(g) 碳水化物(g) 热量(KJ) 钙(mg) 铁(mg) 胡萝 卜素(mg) 硫 胺 素(mg) 核 黄 素(mg) 尼 克 酸(mg) 抗坏 血酸(mg)
稀饭 100 6.3 1.1 77.7 1453 19 1.9 0.24 0.05 1.5
面包 50 5 38 722 12 3.25 0.6 0.07 2
大头菜 25 1 5 101 53.2 2
大米饭 200 12.6 2.2 155.4 2906 38 3.8 0.48 0.10 3
青菜 200 3 4 118 282 7.8 2.6 0.04 0.10 3 140
鲳鱼 150 17 9 9 777 103 0.6 0.19 4
15 15 567
大米饭 150 9.4 1.6 116.5 2180 28.5 2.8 0.36 0.075 2.4
卷心菜 180 3 4 118 111 1.2 5.9 0.05 0.04 0.5 108
口条 45 7 5 1 323 9 1
甲方肉 45 7 16 762
15 15 567
合计 71.3 65 410.6 10555 655.7 24.35 8.5 1.77 0.625 14.40 248

*介乎半流质到普通饭中间的一种饮食

(2)软食 适用于有轻微发烧、消化不良、口腔疾患或咀嚼不便的患者以及3~4岁的幼儿。

配膳原则:

①食物要易于消化,便于咀嚼,因此一切食物烹调要切碎,烧烂煮软。

②不用油炸及粗纤维多的食物,忌用强烈辛辣的调味品;

③长期采用软饭,因蔬菜都是切碎煮软,维生素损失较多,故要注意补充,如多用维生素C含量丰富的食物,如鲜番茄水、鲜果汁、菜水等。

④营养素含量不低于普通饭,饮食需鲜美可口,一日3餐,在经济条件许可时,下午增加一餐点心。

膳食内容 见表22-2。

表22-2 软饭膳食举例

餐 次 食 物 重 量 (g) 蛋 白 质 (g) 脂 肪 (g) 碳水 化物 (g) 热 量 (Kj) 钙 (mg) 铁 (mg) 胡萝 卜素 (mg) 硫 胺 素 (mg) 核 黄 素 (mg) 尼 克 酸 (mg) 抗坏 血酸 (mg)
稀饭 50 3.1 0.55 38.8 727` 9.5 0.95 0.12 0.025 0.75
面包 50 5 38 726 12 3.25 0.6 0.07` 2
馒头 50 5 38 726 12 3.25 0.6 0.07 2
鸡蛋汤 35 4 5 273 20 1.5
蒸烂饭 150 9.4 1.6 116.5 2180 28.5 2.8 0.36 0.075 2.3
肥瘦肉 50 4.7 29.9 0.45 1218 3 0.7 0.265 0.06 2.1
青菜 200 3 4 118 282 7.8 2.6 0.04 0.1 1 140
波菜 100 10 76 1445 24.0 6.5 1.2 0.14 0.6 38
10 10 378
稀饭 50 3.1 0.55 38.8 726 9.5 0.95 0.12 0.025 0.75
馒头 100 10 76 1445 24.0 6.5 1.2 0.14 4
香干 60 12.2 0.1 0.15 273 59.1 4.8 0.012 0.006 0.06
肥瘦肉 50 4.75 29.9 0.45 1218 3 0.7 0.265 0.06 2.1
青菜 100 1.5 2 59 1.41 3.6 1.3 0.02 0.05 0.5 70
10 10 378
合计 68 88 357.45 10563 706.6 38.07 6.9 3.62 0.821 18.16 248

(3)半流质运用于体温稍高、身体较弱、不便咀嚼或吞咽大块食物有困难者。施行手术后,刚分娩后的产妇及有消化道疾患的患者等。

配膳原则:

①食物应极软,易于消化,易于咀嚼及吞咽,呈半流动液体的食物。

②少食多餐,通常为每2~3h进餐一次,每天5~6次。其热量在6300-8400kJ之间,蛋白质应达到正常需要量。

③如有消化道出血的病人,应采用少渣半流质。对伤寒、痢疾病人的饮食不能给含纤维及胀气的食物,如蔬菜、生水果等,对痢疾病人的饮食不能给牛奶及过甜胀气的食品。

④可用的食物包括有:米面类(大米粥、碎菜肉末粥、豆沙粥、蛋花粥、枣泥粥、鱼生粥、鸡末粥、虾仁粥及肝末粥);面条(各种面如馄饨、面包、馒头、麦片、苏打饼干、蛋糕等软点心);

荤食类(肉类采用筋少的瘦肉类及鸡、鸭、鱼虾、内脏等);蛋类(煮蛋、炒蛋、蒸蛋、水泡蛋、芙蓉蛋、冲蛋花、卤蛋、咸蛋,皮蛋等);乳类(牛奶、羊奶、炼乳、冰粸淋、奶油、黄油、奶酪及牛奶做成的软点心;豆浆、豆腐脑、豆腐、香干、赤豆、绿豆、蚕豆瓣等);苹果类、碎叶菜类、煮烂瓜果、土豆、果子水、煮水果等。

⑤禁用食物:油脂多或油煎炸的食物,及粗纤维食物,还有辛辣调味品等。

(4)半流质膳食 内容见表22-3

餐次 食物 单位 重量 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化合物(g) 热量(KJ)
稀饭 75 5 `1 60
卤鸡蛋 一只 50(市品) 6 5
9时 牛奶加糖 250ml 8 10 12
15 - 15
甜面包 面粉 50 5 1 38
12时 番茄猪肝面 面粉 100 10 2 75
猪肝 50 11 2 1
番茄 50 1
10 10
3时 过箩赤豆泥汤 赤豆 25 5 1 24
15 15
5时 稀饭 75 5 1 60
白菜豆腐鸡蛋 鸡蛋 50(市品) 6 5
豆腐 75 5 1
白菜 75 1 2
8时 15 15
藕粉加糖 藕粉 15 13
15 15
共计 67 53 332 8707

(5)流质 适用于急性感染、高烧、口腔咽部咀嚼困难、急性消化道溃疡或炎症、大手术后及腹部手术后的病人(包括妇产科)和重危病人等。

配膳原则:

①食物呈液体或在口中溶化为液体者。

②少食多餐,每2~3h供应一次,每日6~7次,每次200~250ml。

③凡腹部手术者及痢疾病人,为避免胀气不给牛奶、豆浆及过甜的液体。

④喉部手术者,如扁桃体摘除手术后应给予流质(冷流质),同时禁用过酸、过咸的饮料,以免伤口刺激疼痛。

⑤凡用鼻管喂入的流质,忌用蛋花汤,浓米汤,以免管道堵塞。

⑥这种饮食所供热量及营养素均不充足,均不宜长期采用。

⑦可用食物:米面类(米汤,各类米面糊,如芝麻糊、枣泥糊、杏仁茶、核桃酪、油炒面糊及过箩的花生酪等);汤类(排骨汤、牛肉汤、鸡汤、肝泥汤、过箩菜汤、番茄汁等);豆类(豆浆、嫩豆腐脑、过箩绿豆、赤豆汤);乳类(牛奶、牛奶冲蛋花、牛奶蒸蛋、牛奶可可、冰淇淋、杏仁豆腐、奶油、奶酪等);饮料(果子汁、水果冻、菜水、麦乳精等)。

流质膳食内容 见表22-4:

表22-4 流质膳食举例

餐次 食物 单位 重量(g) 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化合物(g) 热量(KJ)
米汤加糖 12 1 10
15 15
9时 牛奶加糖 牛奶 250 8 10 12
15 15
11时 蒸嫩鸡蛋 一只 50(市品) 6 5
5 5
3时 甜豆浆 250 10 5 5
加糖 15 15
5时 排骨汤冲蛋 鸡蛋 50(市品) 6 5
5 5
8时 冲藕粉加糖` 藕粉 20 20
15 15
总计 31 35 107 3641
附注 ①或用豆腐脑②或用菜汁、菜水、菜汤等③或用过箩枣泥汤、西瓜汁、果子水、核桃酪、花生酪等

22.3.2 治疗膳食

治疗膳食种类很多,大致归纳为四类:①增减营养素饮食;②特别制备膳食;③体重控制膳食。以上各膳食均在以后各种疾病的各章中详细陈述。

(1)增减营养素饮食

名称 适用对象 配膳原则及内容
高热量 体重不足,长期患消耗性疾病,如肺结核、伤寒、肿瘤、甲状腺机能亢进及病后康复期患者 尽可能增加主食量及菜量。
除正餐外,可加2-3次点心,如牛奶、甜点等含热量高的食物
低热量 需减轻体重的患者 减低膳食中总热量,根据医嘱按所需热量,计算后个别制备饮食
高蛋白 营养不良,手术前后,贫血,肝硬化腹水,慢性肾炎,结核病及烧伤患者 另加富有动物性蛋白质的食品,如鸡、鸭、鱼、肉、蛋、牛奶、黄豆及黄豆制品
可在正餐中加一全荤菜或加点心
低蛋白 急性肾炎、尿毒症、及肝功能衰竭患者 ①每日蛋白质不超过40g(包括动植物蛋白);②采用蔬菜,每天适当选用优质蛋白,如牛奶、鸡蛋等12-15g;③采用麦淀粉饮食代替主食

(2)特别制备膳食

名称 适用对象 配膳原则及内容
少盐 适用于心、肾、腹水、浮肿、高血压及先兆子痫等症 ①禁用一切用盐腌制的食品,如咸肉、香肠、咸蛋、皮蛋、酱菜、甜面酱等;②每日食盐含量不超过2g(或酱油10ml),为调剂口味,可用糖醋烹炖
无盐 较上述症状更为严重者 禁用食盐及一切含盐食物
少钠 较上述症状更为严重者 ①除禁用食盐外,还禁用加碱的食物,如加碱的馒头、面条、发酵粉做的点心;②每日膳食中含钠量不超过100mg或遵照医嘱;③食物中钠量参阅有关钠量表
少油 用于胆囊胆道及肝脏胰脏病患者 ①每日脂肪量限于40g以下,禁用油炸物、肥肉、猪油及含脂肪多的点心。②食物调可采用蒸、卤煮、烩等,少用油或不用油的方法来改善食物的色、香、味
少渣 凡腹泻、肠炎、肛门肿瘤、喉部及消化道手术、伤寒、痢疾及溃疡病康复期等病人 介于半流质与软饭之间,一切食物均应切小剁碎煮烂,蔬菜做成菜泥。食物除了少纤维外,禁用含脂肪过多的食物,如肥肉、油煎油炸的食物等
无渣 比上述情况严重者 选择在消化后留下极少渣滓的食物,如牛奶、鸡蛋、鱼、豆浆、豆腐脑、豆腐等
肉类、菜泥、果泥等均不宜采用
高纤维素 无蠕动力的便秘或误食异物需刺激肠道蠕动使异物排出。现对冠心病、高血脂、高胆固醇、糖尿病等患者均提倡吃高纤维食物 ①采用含纤维多的食物如韭菜、芹菜、黄豆芽等蔬菜,水果及粗粮;②清早饮水可刺激肠道蠕动;③蜂密、浓糖水、果酱、豆类等产气食物也能刺激肠道蠕动
低胆固醇 用于肝、胆及血管疾病患者 ①胆固醇每日限制在300mg;②牛奶、鸡蛋、瘦肉等可少量选用,而对含胆固醇高的食物,如动物内脏、蛋黄、脑、鱼子等应尽量少吃;③不用肥肉及动物油
附注①以上各种膳食,可根据病情还可配以少盐少油,少盐少渣等流质、半流质、软饭、普通饭或少盐、低胆固醇、高纤维素等。
②这些膳食都需禁用强烈辛辣的食物及调味品。
③饮食宜用植物油烹调。
胃病饮食(胃溃疡及胃十二指肠溃疡) 用于消化道溃疡,伴有出血者 ①止血后宜多采用牛奶、豆浆以中和胃酸。禁用浓肉汁汤、浓茶、酒类;②要少食多餐,饮食不宜过酸、过冷或过热;③根据病情好转程度,其量逐步由少增多,如食物由流质—半量半流—少渣半流—少渣软食;④膳食举例见附表1
胃手术后饮食 用于胃术后患者 ①不给胀气食物,如牛奶、豆浆或过甜食物,以免影响伤口愈合;②少食多餐。食物由流质减半开始—全量流质—半量半流—全量半流—半量少渣软食;③膳食举例见附表2
管喂饮食 运用于鼻管和肠管 ①供应的膳食分混合奶和要素膳两种。前者食物来源丰富,价格低,各医院使用已较为普遍;后者可由药房或营养室配制供应(参阅第39章);②混合奶是以牛奶为主配制的食物。也可用豆浆、米汤、藕粉、鸡蛋、奶油、黄油、麻油、巧克力、白糖、炒面、食盐等;③膳食举例见附表3

附表1 胃病饮食食

种类
饮食内容
餐次
1 2 3 4
牛奶200ml 牛奶 少渣菜半份粥50g 渣菜1份,馒头、粥各50g
9:00 藕粉200ml 藕粉 牛奶 牛奶
去油肉汤250ml 蛋花面条50g 肉末碎菜叶面条100g 半荤少渣菜1份,烂饭100g
3:00 豆浆250ml 豆浆 豆浆、饼干2片 豆浆、饼干2片
去油肉汤250ml 蒸嫩蛋1个,粥50g 少渣菜半份,粥、馒头各50g 同午餐
7:00 牛奶200ml 牛奶 蛋糕1块 蛋糕
适应情况 ①呕血停止24h;②仅有轻微黑便;③疑有幽门梗阻时;④疼痛剧烈 ①出血已停止48h;②病情有改善第一种饮食已不能满足 ①无剧烈疼痛呕吐;②经治疗病情有显著好转 症状全部消失,逐渐过度至少渣饮食

附表2 胃手术后饮

种类
时间
第一种 第二种 第三种 第四种 第五种
淡米汤125ml 淡米汤 淡米汤,饼干2片 蛋花、粥25g,饼干2片 蛋花、粥50g,饼干2片
9:00 藕粉125ml 藕粉 藕粉 牛奶 牛奶
去油肉汤 肉汤 蒸嫩蛋2个 肉末粥或肉末面条100g 少渣菜半份,粥50g
3:00 橘子水100ml 橘子水 橘子水 橘子水 橘子水
同午餐 肉汤 肉汤 同午餐 肉末粥50g
7:00 藕粉125ml 藕粉 饼干2片 蛋糕半块 蛋糕1块

注:上述两表食谱可与临床医生配合制定,第1-3种为试探性进食,如患者感到某一种饮食吃后很舒服就可多吃几天,一般服用第五天饮食后就可出院休养。

附表3 混合奶配制(此表以1000ml混合奶含量热量4200kJ计

配料 重量 蛋白质(g) 脂肪(g) 糖(g) 热量(kJ)
牛奶 600ml 18 24 20
米汤(含糖5%) 300ml 1 - 12
鸡蛋 4个 20 16
70 70
麻油 5 5
2
总计 39 45 112 4200

制法:①将牛奶、米汤、豆浆混在一起煮开。

②鸡蛋必须洗净去壳打碎,同时慢慢加入熬熟的冷油,边搅,边倒进油,直至搅匀,待用。[鸡蛋的做法如撒拉(Salad)的做法]

③500g面粉用60ml植物油,炒熟。

④糖与炒面充分和匀,然后用烧开的混合奶冲入炒匀的面内。

⑤混合奶做成后,即加入已调匀的鸡蛋,边倒边搅匀,即可使用。

注意:①橘子汁、蕃茄水等,必须单独管喂,以免牛奶、豆浆遇酸凝结。

②加温时不能直接放在火上煮,以免鸡蛋煮成蛋花,不能管喂,加温必须隔水热。

③如有腹泻症状,配料内不放油,牛奶或少放糖,也要去脂。

(3)体重控制饮食。

名称 配膳原则及内容
糖尿病 ①要求临床医生开医嘱时写明病员姓名,病室,病号,住院号,日期及病员饮食中含蛋白质、脂肪、糖的数量,及其在3餐中的分配量,于第二天开始供应
②营养技术人员根据医嘱要求计算,配制糖尿病食谱,并访问病员了解其饮食习惯,并嘱其在医院供应的食物外,不得进食其他食物③制备治疗饮食的炊事员必须严格按照食谱用天平称重后进行烹调 ④出院前要通知营养室,由营养技术人员指导病员回家后如何配制饮食
⑤有关糖尿病饮食计算,配制的详情,参阅第24章糖尿病
痛风症 ①正常人饮食含嘌呤量为600~1000mg,痛风症者应减少到150mg
②限制蛋白质,每日每公斤体重0.8g,热量要较正常低10~15%
③多用蔬菜、水果、碱性食物及含维生素B1和C丰富的食物。
④根据医嘱,参阅含嘌呤食物表,制定食谱按称重配制
阿狄森病 ①饮食要求高钠低钾,每日食盐15~30g,钾1~2g
②要少食多餐,并选用易于消化的食物,具体要求,可根据医嘱计算配制
甲状旁腺机能亢进 膳食要求分两部分计算(钙与磷)。
1.低钙正常磷的膳食:测定尿钙的变化(正常值<150mg·d-1
①每日膳食中钙含量不超过150mg,磷在600~800mg
②共吃5天,前3天为适应期,后2天为代谢期
2.低蛋白、正常钙磷膳食:纠正肾小管回收磷的功能(正常值80%)①每日膳食中蛋白质不超过40g,且不含动物蛋白质
②钙500~800mg,磷600~800mg
③共吃5天,前3天为适应期,后2天为代谢期
肾上腺皮质功能亢进症 1.钾钠平衡膳食 钠160mmol(1mmol的钠=23mg)钾60mmol(1mmol的钾=39mg)
2.高钾低钠膳食
3.根据医嘱要求及钠钾含量表计算
酮体膳 1.运用于癫痫患者
2.该饮食营养素的含量及比例根据医嘱决定进行计算配制

附注:1.以上疾病膳食必须根据医嘱正确给予计算、配制、称重、烹调。

2.事前必须访问病员,了解病员口味、食量、并指导其在进膳食时不吃它物,并将配制的饮食吃尽。

3.凡临床上需要某种营养素定量供应的膳食,均可按上述情况,开医嘱通知,给予计算配制。

22.3.3 试验膳食(诊断用膳食

名称 运用对象 配膳原则及内容
隐血试验膳食 配合检验粪便中是否有隐血,诊断胃肠道有无出血 ①禁用肉类、肝、动物血(如猪、鸭、鸡血)、深色蔬菜及其它含铁丰富的食物
②一般食用3天。
③可吃鸡蛋及白颜色的菜
④如果用还原酚酞法作隐血试验,可用瘦肉,但一天用量需在100g以下。绿叶蔬菜在烹调时要煮沸10分钟,忌用动物血及肝、菠菜
干膳 用于病人检查尿沉淀物,及尿浓缩功能 ①用膳食时告诉病员选用含水量低的食物,如米饭、无碱馒头、香干、蛋、肉类
②禁用汤类、粥类及任何饮料
③不用过甜过酸或过咸的食物,以免病员口渴
④对用少盐、无盐膳食病人在供应干膳时,按少盐无盐膳食原则
注意事项如:
不用发酵的馒头,可用无碱馒头(如鲜酵母)
忌用在制作时已经加盐的食物,如面包、香豆腐干等
脂肪餐 放射科,超声波用于检查胆囊及胆管造影 给予脂肪量不低于20g的食物,如煎鸡蛋2-3个或牛奶200g,冲鸡蛋2只或巧克力40-50g等易于制备的食物
肌酐试验膳食 试验小便中肌酸酐含量来测验重症肌无力及肾功能是否正常 ①试验期3天。
②低蛋白饮食,每天蛋白质的总量不超过40g,禁用肉类、鱼类、鸡鸭类
③生食要限量,每日荤食以不超过一个鸡蛋为原则
莫氏试验膳食 诊断较早期的肾功能减退 ①当日早、午晚三餐如常,但每餐膳食含水量须在500-600ml
②24h内除试验餐外不得进其它食物
胃液分析试验餐 胃液分析是将胃中分泌的液体吸出,进行物理、化学及显微镜等检查,胃液的质与量与所进食物的种类有密切关系,因此抽取胃液检查前要给予试验餐,以促进胃液的分泌,协助诊断消化系统疾病、贫血 ①检查前一日晚9时后不再进任何食物
②检查当日清晨也禁饮食
③试验餐可用馒头50g或面包二片及开水400ml。烤干的馒头片或面包糊均可
饱餐试验餐 检查心脏功能 ①一般饱餐采用平时饮食,量稍多些
②或加脂肪餐(高蛋白、高脂肪,包括油20g和鸡蛋2只),饭量即主食与副食和平时相同
③或在病员平时原有食量增加炒瘦肉片75g
测定基础代谢率的膳食 用于甲状腺功能的测定,观察治疗效果,或其它内分泌腺病如嗜铬细胞瘤,垂体前叶功能减退等的辅助诊断 ①测验前一日晚餐避免过饱,并应少吃富含蛋白质的食物
②测验当天禁食早餐,并避免饮茶、咖啡等兴奋性饮料,如有口渴可饮少量开水
同位素吸收131碘试验 协助诊断甲状腺功能亢进和甲关状腺机能减退症 1 凡吃过下列海味需停吃二个月才能做试验。如海带、海蜇2皮、紫 菜、苔条(包括苔条饼、苔条脆麻花),3 淡菜等
4 凡吃过下列海味需停吃二周。如海蜒、梭子蟹、毛蚶、干贝、蛏子等
③凡吃过以下海味需停一周后才能做试验,如带鱼、黄鱼、鲳鱼、鲞鱼、乌贼鱼、虾皮等

22.4 食谱的编制

食谱的编制首先要满足人体对热量和营养素的需要量,而按营养素的供给量标准来选择各种食物。以经济条件、季节、用膳人的饮食习惯、各个民族、各地区人民以及某个人的饮食习惯,以最习惯的方法加以烹调保证饭菜的色香味和品种多样化,采用适当的烹调方法变化花样,这样可以促进食欲,有利于食物的消化吸收,并能充分利用各种食物在营养价值上的特点,发挥互补作用。使食物的质和量方面符合合理的营养原则,组成平衡膳食以充分满足机体的需要。

医院膳食有其特殊性,对象是患者,许多患者在营养方面有一定的特殊要求;制定食谱时应根据各类饮食的治疗原则适应对象,合理的膳食制度,卫生要求,而安排编制不同的食谱,如流质、半流质、普、软饭。有一日三餐、四餐、五餐、六餐制,按时、按质定量供应。食物内容,有粗糙精细,固体和流质以及浓缩和稀薄的食物;菜方面尽量争取有菜有汤,荤素兼备;饭也要粗细搭配,粮豆混食,有米有面,有干有稀,适当配合而成,符合了治疗要求为病者康复创造物质条件。

食谱制定具体编制方法——应以膳食原则为基础,参考用膳者的经济条件,食物供应情况——季节,以及炊事人员的技术水平,按用膳者的年龄、劳动性质、生理健康情况和营养素的供给标准为基础,考虑各方面的影响因素,适当调整,定出每人每日所需的总热量和营养素的数量,如每日所需的总热量为9240~12600kJ,则可按适当比例,将蛋白质、脂肪和碳水化物的数量计算出来,如蛋白质应占总热量的13~15%,脂肪15~17%,碳水化物65~70%。

全天各餐食物分配的比例在一般情况下最好是午餐最多,早餐和晚餐较少。通常早餐应占全天总热量的25~30%,午餐占40%,晚餐占30~35%,这样分配更适应生理状况和工作需要。

23 肥胖

23.1 前言

肥胖不是一种状态,而是一种疾病。本章所论之肥胖系单纯性肥胖(simple obesity),是一种多见于生活条件较好的人群中的营养不良性疾病。这种营养不良性疾病,主要不是由于营养缺乏,而是由于营养过剩所造成。它的特点是:机体脂肪和脂肪组织过多,超过了正常生理需要,并有害于身体健康。

在新中国成立以前,我国广大劳动人民由于经济状况下,食物供应不足,基本上不存在肥胖问题;并报中国成立以后,随着社会主义经济的发展、人民生活水平的提高,在某些体力活动较少的人群中间,肥胖正在逐渐变成日常保健工作中的现实问题。至于在欧、美一些经济发达国家,当前,肥胖则已成为突出的社会问题;人们对它已由一般的关心变成压倒一切的忧虑。据美国关于肥胖和节制饥饿感问题的权威、哈佛大学营养学Mayer教授1973年在其所著《肥胖问题》一文中指出:“肥胖在许多情况下是一种‘文明世界的疾病’”。“我和同事们在波士顿研究青少年的这二十年期间,曾看到青年期肥胖已严重地增加了百分之五十。现今在中学毕业时,每五个年轻人中就有一个人的体重明显地超过了对良好健康与外貌说来他所应有的重量”。又据国际体重监护组织医务主任、哥伦比亚大学Williams营养学讲座荣誉教授—Sebrell Jr.1980年在其主编的《食品和营养》一书中指出:“现在美国大约有1/4的人肥胖,更多的人过重”。“在联邦德国,饮食过量是普遍的现象,肥胖已为卫生造成问题”。而联邦德国营养协会在此期间所发表的一份年度报告中也提到,在他们那里成年人中“百分之五十的妇女和百分之四十七的男子患有肥胖”。苏联和民主德国等国学者亦有与上述类似的报道。

肥胖患者,不仅有较高的死亡率,而且有潜伏糖尿病、动脉粥样感化、高血压、冠心病、呼吸通气不良、骨关节炎、痛风、胆结石、自家免疫性疾病与结/直肠癌的危险,以及对各种应激的反应低下,不能适应环境骤变,不能所抵抗各种感染,不能耐受麻醉和外科手术等等。同时,肥胖在治疗上十分困难,一般疗法难以奏效;迄今所知,除了持之以恒地切实减少能量的摄入和增加能量的消耗之外,尚无别的最终有效的减肥良法。如何教育、培养良好而正确的饮食习惯,以及注意坚持适人、适时、适时的运动,这对防治肥胖至关重要;但必须在相当长的时间内才能观察到效果。欲速则不达。目前,尽管我国肥胖还远不象欧、美一些国家那样突出,那样引人注目,但“前车之覆,后车之诫”,实有及早认真对待之必要。

23.2 临床表现和诊断

23.2.1 肥胖与病态肥胖(morbid obesity)

肥胖的正确定义是机体脂肪的过度积聚与脂肪组织的过量扩增,判断肥胖的科学方法是准确测定机体脂肪或脂肪组织的量。目前对于体脂的含量,虽可用脂溶气体同位素85氪(85Kr)密闭吸入稀释法直接测得,或用体Dm)或比重测定计算、同位素40钾或42钾全身扫描以及重水(D2O)稀释法等间接测得。但由于这些方法操作复杂,并需特殊设备,不便于临床应用。在临床实践中,对肥胖程度最为简易的办法,一般认为是体重测量和皮褶厚度测量。

鉴于体脂的积聚、脂肪组织的扩增通常可导致体重的增加,尤其对于一个健康的成年人来说,如果不从事重体力劳动或剧烈体育锻炼,由于其肌肉发达已达平衡状态,倘若出现体重的渐增,以致超过了标准体重的一定限值,一般就可以认为这是肥胖的表现。虽然过量液体的潴留(水肿),也可导致体重的增加,但通过测量、对比清晨与傍晚的体重,很容易将其辨明。正常人,除月经期前的妇女之外,早晚体重相差通常都在1kg以内。若傍晚体重超过清晨体重1.5kg以上,同时此情况又持续存在,则足以证明是水肿。一个有经验的临床医生,是不会将水肿所致的体重增加误诊为肥胖的。

根据体重来估计肥胖,必须考虑种族、地区、年龄、性别、身高及体格类型;对于妊娠期妇女,则尚须考虑由妊娠所造成的正常体重增加。我国目前还没有统一的、全面系统的体重/身高/年龄/性别标准数据,这里仅将我国1975年北京、西安、哈尔滨、南京、上海、武汉、广州、福州和昆明九市儿童青少年与1979年上海地区15~75岁成人身高体重的标准数据,以及美国1959年大都会(纽约)人寿保险公司有关的统计数字与英国1978年Craddock对妇女在妊娠期正常体重增长观察所得的结果,分别列表如下(表23-1~7),以供实际工作中作为参考。

表23-1 九市城区正常男童的体重百分位数(1975年)

年龄组 百分位
3 10 25 50 75 90 97
初生 2.62 2.79 3.03 3.27 3.52 3.77 4.04
1月~ 3.75 4.17 4.53 4.97 5.40 5.80 6.29
2月~ 4.56 5.03 5.44 5.93 6.43 6.93 7.45
3月~ 5.29 5.76 6.18 6.67 7.22 7.69 8.24
4月~ 5.85 6.27 6.71 7.29 7.88 8.41 9.07
5月~ 6.09 6.57 7.11 7.64 8.28 885 9.07
6月~ 6.67 7.05 7.54 8.15 8.77 9.48 10.17
8月~ 7.03 7.50 8.05 8.64 9.32 10.02 10.74
10月~ 7.41 7.91 8.45 9.10 9.79 10.49 11.33
12月~ 7.83 8.32 8.89 9.58 10.34 11.08 11.87
15月~ 8.23 8.83 9.41 10.14 10.85 1160 12.44
18月~ 8.71 9.29 9.94 10.69 11.45 12.26 12.99
21月~ 8.97 9.62 10.28 1114 11.98 12.91 13.91
24月~ 9.77 10.40 11.07 11.93 12.87 13.73 14.65
21/2岁~ 10.47 11.24 11.94 12.77 13.77 14.70 15.66
3岁~ 11.19 11.87 12.63 13.61 14.61 15.50 16.56
31/2岁~ 11.75 12.60 13.39 14.44 15.49 16.42 17.66
4岁~ 12.60 13.34 14.24 15.23 16.30 17.37 18.46
41/2岁~ 13.02 14.01 14.96 16.01 17.26 18.41 19.46
5岁~ 13.83 14.72 15.67 16.75 17.97 19.24 20.83
51/2岁~ 14.34 15.42 16.44 1754 18.83 2020 21.66
6岁~ 15.74 16.76 17.82 19.13 20.52 22.00 23.73
7岁~ 17.00 18.05 19.24 20.73 22.45 2404 25.393
8岁~ 18.48 19.73 21.12 22.70 24.69 26.54 28.88
9岁~ 20.47 21.80 23.15 24.98 26.91 28.97 31.64
10岁~ 2154 23.05 24.64 26.72 28.97 91.45 34.97
11岁~ 23.61 25.48 27.32 29.60 32.36 34.97 38.43
12岁~ 25.77 27.80 30.05 32.51 35.53 39.17 42.74
13岁~ 27.66 30.09 32.50 35.91 40.32 44.67 49.75
14岁~ 30.44 33.61 37.18 41.57 46.36 50.61 55.58
15岁~ 34.60 3825 42.69 47.01 51.30 55.39 58.87
16岁~ 39.48 34.17 46.86 50.61 54.47 58.48 62.16
17~18岁 42.39 45.92 49.40 52.91 56.81 60.48 63.75

表23-2 九市城区正常男童的身长百分位数(1975年)

年龄组 百分位
3 10 25 50 75 90 97
初生 47.2 48.2 49.3 50.4 51.7 53.1 54.5
1月 52.2 53.6 55.1 56.4 58.1 59.6 61.3
2月 54.5 56.3 58.0 59.6 61.3 62.9 64.3
3月 57.6 59.1 60.6 62.3 64.1 65.4 67.2
4月 59.9 61.2 62.7 64.4 66.1 67.4 69.1
5月 60.9 62.7 64.3 66.1 67.5 69.2 70.5
6月 63.1 65.0 66.4 68.2 70.0 71.4 73.2
8月 65.3 67.2 68.8 70.4 72.3 74.0 75.6
10月 68.0 69.4 71.2 73.0 74.8 76.5 78.3
12月 70.1 71.8 73.7 75.6 77.6 70.4 81.4
15月 72.5 74.4 76.4 78.4 80.4 82.3 84.3
18月 74.9 77.0 78.9 80.9 83.0 84.9 87.0
21月 76.8 78.9 80.8 83.1 85.5 87.8 89.9
24月 79.8 81.9 84.2 86.6 89.1 91.5 94.1
212 83.4 85.7 88.0 90.5 93.1 95.6 98.1
3岁 86.4 88.8 91.3 93.9 96.7 99.0 101.6
312 89.7 91.9 94.4 97.3 100.1 102.9 105.6
4岁 92.6 95.3 97.8 100.7 103.8 106.9 109.8
412 95.5 98.5 101.0 104.0 106.9 109.8 112.5
5岁 98.7 101.3 104.4 107.2 110.3 113.1 116.4
512 101.1 103.8 106.9 110.1 113.1 115.9 119.2
6岁 106.0 108.7 111.6 114.9 118.1 121.2 124.3
7岁 110.2 113.6 116.5 119.9 123.4 126.5 129.6
8岁 114.8 118.1 121.3 125.0 128.5 131.9 135.3
9岁 119.9 122.9 126.1 129.8 133.6 137.2 140.9
10岁 123.4 126.5 130.1 133.9 137.7 141.7 145.4
11岁 128.0 131.3 134.9 138.9 142.9 146.6 150.4
12岁 132.4 136.2 139.7 143.8 148.3 152.8 157.4
13岁 135.6 139.6 143.7 143.8 148.3 152.8 157.4
14岁 140.5 145.2 150.7 156.2 161.6 166.3 171.0
15岁 145.8 151.6 157.3 162.1 166.7 170.7 174.3
16岁 152.0 157.2 161.4 165.5 169.8 173.3 177.1
17-18岁 155.5 159.7 163.4 167.4 171.5 175.0 178.7

表23-3 九市城区正常女童的体重百分位数(1975年)

年龄组 百 分 位
3 10 25 50 75 90 97
初生 2.59 2.74 2.94 3.16 3.43 3.65 3.92
1月 3.58 3.93 4.24 4.59 5.02 5.38 5.70
2月 4.24 4.64 5.04 5.46 5.95 6.38 6.85
3月 4.89 5.28 5.71 6.21 6.67 7.20 7.69
4月 5.26 5.72 6.15 6.63 7.21 7.73 8.24
5 月 5.68 6.17 6.61 7.03 7.61 8.27 9.00
6月 6.10 6.53 7.03 7.56 8.02 8.76 9.37
8月 6.51 6.87 7.44 8.05 8.67 9.29 9.99
10月 7.01 7.42 7.92 8.49 9.15 9.88 10.64
12月 7.26 7.80 8.37 8.98 9.67 10.34 11.18
15月 7.67 8.24 8.82 9.50 10.21 10.93 11.92
18月 8.16 8.71 9.31 10.04 10.78 11.52 12.39
21月 8.39 9.08 9.74 10.55 11.33 12.05 13.08
24月 9.25 9.87 10.52 11.32 12.16 12.88 13.73
212 10.03 10.63 11.37 12.25 13.13 13.94 15.11
3岁 10.82 11.44 12.22 13.08 14.09 14.92 15.90
312 11.47 12.16 12.96 13.94 14.91 15.91 17.00
4岁 12.18 13.02 13.82 14.84 15.84 16.85 18.09
412 12.85 13.62 14.55 15.60 16.72 17.78 19.03
5岁 13.44 14.40 15.35 16.43 17.60 18.74 20.67
512 14.12 15.03 15.95 17.01 18.33 19.55 20.67
6岁 15.16 16.23 17.38 18.60 20.04 21.44 23.12
7岁 16.30 17.45 18.64 20.14 21.75 23.44 25.43
8岁 18.07 19.15 20.97 22.09 23.96 25.89 28.25
9岁 19.46 20.97 22.42 24.32 26.42 28.41 31.08
10岁 21.13 22.72 24.51 26.67 29.09 31.69 34.72
11岁 23.42 25.27 27.35 29.87 32.95 36.44 40.28
12岁 25.97 28.39 30.91 34.15 38.11 42.07 45.64
13岁 28.47 31.33 34.41 38.23 42.51 46.11 50.17
14岁 32.52 35.16 38.45 41.81 45.75 49.71 53.62
15岁 35.49 38.26 41.17 44.73 48.83 52.30 56.25
16岁 38.09 40.63 43.49 47.21 50.99 54.72 58.73
17-18岁 39.23 41.94 44.95 48.24 52.05 55.63 58.98

表23-4 九市城区正常女童的身长百分位数(1975年)

年龄组 百 分  位
3 10 25 50 75 90 97
初生 47.0 47.9 48.8 50.1 51.1 52.3 53.8
1月 51.0 52.5 54.1 55.5 57.1 58.4 60.1
2月 53.9 55.3 56.8 58.4 60.1 61.5 63.2
3月 56.3 58.0 59.4 60.9 62.5 64.0 65.7
4月 58.0 59.9 61.2 62.8 64.4 65.8 67.8
5月 59.7 61.5 63.1 64.4 66.2 67.6 69.2
6月 61.6 63.2 65.1 66.7 68.4 70.1 71.8
8月 64.1 65.6 67.2 69.1 70.9 72.5 74.4
10月 66.6 68.1 69.8 71.4 73.2 74.9 76.7
12月 68.8 70.6 72.3 74.2 76.2 77.9 80.0
15月 71.2 73.2 75.0 77.0 79.0 80.8 82.9
18月 73.4 75.5 77.4 79.5 81.7 83.7 86.0
21月 75.0 77.5 77.4 79.5 81.7 83.7 86.0
24月 78.9 80.9 83.1 85.2 87.7 89.9 91.9
212 81.9 84.6 86.9 89.4 91.9 94.0 97.0
3岁 85.5 88.0 90.3 92.9 95.5 98.0 100.3
312 88.8 91.1 93.6 96.3 99.0 101.7 104.1
4岁 92.2 94.6 97.2 99.9 102.7 105.4 108.4
412 94.9 97.6 100.3 103.3 106.1 108.8 111.3
5岁 98.3 100.9 103.5 106.4 109.4 112.3 115.0
512 100.5 103.1 105.8 108.8 111.9 114.6 117.5
6岁 104.9 107.9 110.8 114.2 117.4 120.4 123.8
7岁 109.1 112.5 115.5 118.9 122.5 125.8 129.1
8岁 114.2 117.3 120.5 124.2 127.9 131.4 134.7
9岁 118.4 121.7 125.3 129.1 133.0 136.7 140.4
10岁 122.8 126.2 130.2 134.3 139.0 142.6 146.7
11岁 128.6 132.0 134.9 140.0 144.6 148.9 153.0
12岁 133.7 137.6 141.6 146.3 151.1 154.9 158.9
13岁 138.1 142.6 146.6 150.9 155.0 158.9 162.2
14岁 142.9 146.3 149.7 153.5 157.3 160.3 163.4
15岁 144.7 148.1 151.6 155.4 159.1 162.1 165.4
16岁 146.6 149.6 153.1 156.8 160.3 163.7 166.9
17-18岁 147.0 150.3 153.4 157.0 160.8 163.8 167.1

表23-5 上海地区成年人标准体重表(1978-1979)

140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180
15 41 38 42 39 43 40 44 42 45 44 47 45 48 48 50 51 53 54 55 58 58 64
17 44 42 44 43 45 44 47 46 48 47 49 49 51 52 53 54 55 58 58 62 61 67
19 45 43 46 44 47 46 49 47 50 49 51 51 53 53 55 56 57 59 60 63 67 69
21 47 43 48 45 49 46 50 47 51 49 53 51 54 53 56 56 59 59 61 64 64 69
23 48 44 49 45 50 46 51 48 52 49 54 51 55 53 57 56 59 59 62 64 65 69
25 48 44 49 45 50 46 51 48 52 49 54 51 56 54 58 56 60 60 62 64 66 69
27 48 45 49 46 50 47 51 48 53 50 54 52 56 54 58 57 60 60 63 65 66 70
29 49 45 50 46 51 47 52 49 53 51 55 53 56 55 58 58 60 61 63 65 66 71
31 49 46 50 47 51 48 52 49 54 51 55 53 56 55 59 58 61 61 64 66 67 71
33 50 46 51 47 52 48 53 50 54 51 56 53 57 56 59 58 62 62 64 66 67 71
35 50 46 51 48 52 49 53 50 55 52 56 54 58 56 60 59 62 62 65 67 68 72
37 51 47 52 48 53 49 54 51 55 53 57 55 58 57 60 60 62 63 65 67 68 73
39 51 48 52 49 53 50 54 52 55 53 57 55 59 58 60 60 63 64 65 68 69 73
41 51 48 52 50 53 51 54 52 56 54 57 56 59 58 61 61 63 64 66 69 69 74
43 51 49 52 50 53 51 55 53 56 55 57 56 59 59 61 62 63 65 66 69 69 75
45 52 49 53 50 54 52 55 53 56 55 58 57 59 59 61 62 63 65 66 69 69 75
47 52 50 53 51 54 52 55 53 56 55 58 57 60 59 62 62 64 65 66 70 70 75
49 52 50 53 51 54 52 55 53 57 55 58 57 60 59 62 62 64 66 67 70 70 75
51 52 50 53 51 54 52 56 54 57 55 58 57 60 60 62 62 64 66 67 70 70 75
53 52 50 53 51 54 53 56 54 57 56 58 58 60 60 62 63 64 68 67 70 70 76
55 52 51 53 52 54 53 55 54 57 56 58 58 60 60 62 63 64 66 67 71 70 76
57 52 51 53 52 54 53 55 55 56 56 58 58 59 61 61 63 64 67 66 71 64 76
59 52 51 52 52 53 53 55 55 56 56 57 58 59 60 61 63 63 67 66 71 64 76
61 51 50 52 51 53 53 55 54 56 56 57 58 59 60 61 63 63 66 66 70 69 76
63 51 50 52 51 53 52 55 54 56 55 57 57 59 60 61 62 63 66 66 70 69 75
65 51 50 52 51 53 52 55 54 56 55 57 57 59 60 61 62 63 65 66 70 69 75
67 51 50 52 51 53 52 55 54 56 55 57 57 59 60 61 62 63 65 66 70 69 75
69 51 50 52 51 53 52 55 54 56 55 57 57 59 60 61 62 63 65 66 70 69 75
71 51 50 52 51 53 52 55 54 56 55 57 57 59 60 61 62 63 65 66 70 69 75
73 51 50 52 51 53 52 55 54 56 55 57 57 59 60 61 62 63 65 66 70 69 75
75 51 50 52 51 53 52 55 54 56 55 57 57 59 60 61 62 63 65 66 70 69 75

(上海第一医学院附属华山医院等调查统计)

表23-6 美国成人标准体重(≥25岁室内着衣)

身高(穿鞋) 小骨架 中骨架 大骨架
呎 吋 Cm Lb Kg Lg Kg Lb Kg
男性
5 2 157.5 112-120 50.8-54.4 118-129 53.5-58.5 126-141 57.2-64
5 3 160 115-123 52.2-55.8 121-133 54.9-60.3 129-144 58.5-65.3
5 4 162.6 118-126 53.5-57.2 124-136 56.2-61.7 132-148 59.9-67.1
5 5 165.1 121-129 54.9-58.5 127-139 5.76-63 135-152 61.2-68.9
5 6 167.6 124-133 56.2-60.3 130-143 59-64.9 138-156 62.6-70.8
5 7 170.2 128-137 58.1-62.1 134-147 60.8-66.7 142-161 64.4-73
5 8 172.7 132-141 59.9-64 138-152 62.6-68.9 147-166 66.7-75.3
5 9 175.3 136-145 61.7-65.8 142-156 64.4-70.8 151-170 68.5-77.1
5 10 177.8 140-150 63.5-68 146-160 66.2-72.6 155-174 70.3-78.9
5 11 180.3 144-154 65.3-69.9 150-165 68-74.8 159-179 72.1-81.2
6 0 182.9 148-158 67.1-71.7 154-170 69.9-77.1 164-184 74.4-83.5
6 1 185.4 152-162 68.9-73.5 158-175 71.7-79.4 168-180 76.2-85.7
6 2 188 156-167 70.8-75.7 162-180 73.5-81.6 173-194 78.5-88
6 3 190.5 160-171 72.6-77.6 167-185 75.7-83 178-199 80.7-90.3
6 4 193 164-175 74.4-79.4 172-190 78.1-86.2 182-204 82.7-92.5
女 性
4 10 147.3 92-98 41.7-44.5 97-107 43.5-48.5 104-119 47.2-54
4 11 149.9 94-101 42.6-45.8 98-110 44.5-49.9 106-122 48.1-55.3
5 0 152.4 96-104 43.5-47.2 101-113 45.8-51.3 109-125 49.4-56.7
5 1 154.9 99-107 44.9-48.5 104-116 47.2-52.6 112-128 50.8-58.1
5 2 157.5 102-110 46.3-49.9 107-119 48.5-54 115-131 52.2-59.4
5 3 160 105-113 47.6-51.3 110-122 49.9-55.3 118-134 53.5-60.8
5 4 162.6 108-116 49-52.6 113-126 51.3-57.2 121-138 54.9-62.6
5 5 165.1 111-119 50.3-54 116-130 49-59 125-142 49.4-64.4
5 6 167.6 114-123 51.7-55.8 120-135 54.4-61.2 129-146 58.5-66.2
5 7 170.2 118-127 53.5-57.6 124-139 56.2-63 133-150 60.3-68
5 8 172.7 122-131 55.3-59.4 128-143 58.1-64.9 137-154 62.1-69.9
5 9 175.3 126-135 57.2-61.2 132-147 59.9-66.7 141-158 64-71.7
5 10 177.8 130-140 59-63.5 136-151 61.7-68.5 145-163 65.8-73.9
5 11 180.3 134-144 60.8-65.3 140-155 63.5-70.3 149-168 67.6-76.2
6 0 182.9 138-148 62.6-67.1 144-159 65.3-72.1 153-173 69.4-78.5

(大都会人寿保险公司1959年11-12月的统计数字)

表23-7 妊娠期正常体重增长的均值

每周增长(kg) 总体重增长(kg)
9-13 0.23 0.9
14-20 0.32 2.3
21-30 0.34 3.4
31-40 0.31 3.2
合计 9.8

当然,对于每个成年人来说,其更为可靠的标准体重,系各自本身在20~25岁、健康无病、体重平衡时的实际体重。个人的实际体重如超过标准体重的10%,即为过重,就应矛以足够的关注;若超过20%而又无其它原因可寻时,即可诊断为肥胖。超过量<30%不轻度肥胖,在30~50%之间为中度肥胖,>50%为重度肥胖,而>100%则为病态肥胖。

上述方法的主要缺点是:不能将肥胖和过重明确地区分开来。肥胖和过重,虽然都是机体能量正平衡的结果,但它们却是两个有着不同内涵的的不同概念。肥胖固然可以导致过重,但一些运动员及体力劳动者的过重,往往不是由于肥胖而是由于肌肉发达所引起的;反之,一些平日不爱活动或活动量极小的所谓“虚胖”的人,即使并不过重,也不等于没有体脂的过度积聚。这也就是说肥胖不一定就过重,而过重也不一定就肥胖。 Wamsley等以体重≥标准体重(按体重/身高/年龄标准表)的115%者为过重,以体脂≥体重的20%者为肥胖;对51名年龄为26~32岁的美空军飞行员作了调查,发现肥胖而过重的人有5人,不胖而过重得有6人,肥胖而不过重者则有15人。Kalkhoff等对因肌肉发达而过重的人和因肥胖而过重的人进行了对比观察,证明前者不存在肥胖的病理改变,其血糖、胰岛素和生长激素的反应曲线均在正常范围之内。因此,必须将此两者明确区别,尤其是要及早地去发现那些体重正常,而体脂临近或达到、甚至已超过了正常生理最高限值的人,尽快采取必要的防治措施,以免为时过晚。

由于皮下脂肪组织是人体最大的脂肪库,其估计脂量约占总体脂的一半;而皮下脂肪层的厚薄,又大致和机体的肥胖程度相平行。故通过测量法、简易超声测量法、X线软组织照像法和超声波反向照像法等,而目前以第一种方法最为常用(第二种方法为新生事物,很有发展前途)。皮褶测量常取的部位为三头肌下端(S1)、肩胛骨下角(S2)、髂骨嵴与腋中线交叉处(S3)。测试者以左手拇指和食指将被测者的皮肤连同皮下组织捏起呈皱褶状,然后用皮褶厚度计测量皮褶根部的厚度。测量压力,通常要求固定为10g/mm2。一般夹皮褶2~3s后读数。连测3次,取其均值。最后按相应的公式计算出体脂(F)占体重的百分率(%)。当前,我国在这方面同样尚缺全面系统的调查数据以及与之相应的一系列计算公式;仅成年男性可按下式进行计算:

F(%)=0.91137S1-0.17871S2+0.15381S3-3.60146

正常成年男性体重的15-20%女性体重的20-25%为体脂,超过了这一正常值之高限,即可诊断为肥胖;超过其高限1倍或更多者为病态肥胖。

此外,判断青少年是否肥胖,尚可采用直尺试验和周径测量等简便方法。直尺沿身体中线放其腹部,尺端应与骨盆区和肋骨有接触,否则即表示脂肪过多。周径测量是指胸、腹周径的测量,正常胸围应有大于腹围;反之,则表示肥胖。

23.2.2  肥胖综合征

轻度肥胖患者除肥胖外,一般无其它症状;而中度以上之患者,则常有下列综合征与症状。一旦肥胖消除,其它也将随之而好转。

(1)通气不良综合征(pickwickiansyndroma)主要是由于腹腔、纵隔障、胸壁和心脏周围大量脂肪堆积,造成肺活量、储备呼气量、功能残气量及全肺容量的减少,并致使腹压上升,膈肌抬高,腹壁增厚,显著地影响心肺功能、呼吸运动和血液循环,导致肺部经常通气不良,肺泡换气不足,残气率升高,再加上体脂多、体重大,活动时耗氧量增加,致使二氧化碳滞留,血二氧化碳结合力超常,呈呼吸性酸中毒。由于血二氧化碳分压升高、氧分压下降,致使患者呼吸短促、易感疲劳,不能耐受较重的体力活动,并懒得动。后者又进一步促进了肥胖,形成恶性循环。同时,由于长期的动脉血二氧化碳分压增高,通过血脑屏障,使脑脊液中的碳酸根逐渐升高,pH值下降,致使中枢神经对高碳酸血症的反应低下,使血中二氧化碳增高所诱发的呼吸中柢兴奋处于失灵状态,对低氧呼吸反应也不灵敏,从而导致周期性呼吸困难或潮式呼吸,由此也就扰乱了患者夜间的正常休息,反复多次惊醒,甚至终夜不得安眠,终于因高度困乏而导致昼夜嗜睡。患者不仅平时会有头错昏、头痛、脉速、心悸、多汗、无力、腹胀、下肢浮肿等症状,而且因长期缺氧,还易继发红细胞增多,致使呈多血质外貌,血液粘稠度加大,循环阻力增加,肺动脉增高,进而导致慢性肺心病和心衰。

(2)心血管系症状  肥胖特别是重度以上肥胖,由于脂肪组织的过量扩增,有效循环血量、心每搏和每分输出量以心肌负担均相应加大,加上因心脏长期负荷过重而招致高搏出量性心肌内外脂肪沉积而易导致心肌劳损,最终则因有下述三种异常,即:①胰岛素受体异常(数目减少或亲合力下降);②葡萄糖运转异常(载体分布异常,大多数集中于原浆膜,而不象正常人那样分布于细胞内池及原浆膜,并根据需要移动于这两者之间);③葡萄糖代谢能力异常(胰岛素刺激糖代谢的能力下降),以致对胰岛素的作用不敏感,使其抗性增加、效应下降。因而,尽管肥胖者血浆胰岛素浓度是正常人的2-3倍,但仍有糖代谢障碍;其糖耐量常降低,血糖倾向于增高,血总脂、胆固醇、甘油三酯及游离脂肪酸均常增高。这就为诱发糖尿病、动脉粥样硬化、冠心病、胆石症等奠定了基础。同时,这也是导致肥胖不断升级的重要内丰因素之一。

可能是由于能量过剩而减少了机体对面生长激素的需要和释放,以致患者血液中生长激素含量明显低于健康人。同时,能量过剩所导致的细胞增大还防碍了生长激素和受体的结合。机体能量过剩不仅会引起血中生长激素最初含量的降低、垂体前叶的储存量明显减少,而且还会引起垂体功能和下降和激素活性的紊乱。患者对低血糖、饥饿和运动等刺激所导致的激素分泌效应表现为低水平,使耗能不能来自脂肪的分解。这也是促使肥胖升级的又一个重要的内丰因素。肥胖儿童之所以无生长障碍,这是因为其生长递质正常,并由于胰岛也具有生长递质的特性,胰岛素的增加对生长激素的减少起到了代偿作用的缘故。

肥胖者性激素的改变也极为显著。男性雄激素明显减少而雌激素显著增多。18~25内装肥胖男性与同年龄正常人比较,24h血浆平均游离睾丸酮、睾丸酮总量是正常人的2/3倍,而雌酮(E1)、雌二醇(E2)分别是正常人的3倍和2倍。性激素比例的异常改变,常使男性肥胖者面部皮肤变得细腻,并表现为轻度性机能低下、阳萎和性欲减退,但可能由于其组织中缺乏雌激素受体的缘故,因而无明显的女性性征出现。重主度以上肥胖的女性,则可有雄激素的增加,为正常人的2倍。其雌激素虽亦持续增高,然而因其雌激素原有水平高,以致所增加的具体数值较其基础值也就显得微不足道;但E1/E2值的增加显著,为正常人的2倍。因卵巢发育与雌激素有关,故青春期前肥胖的女孩常有月经初潮提前的倾向。而雌激素水平的持续偏高,又可导致卵巢功能的异常。临床观察表明,肥胖女性基础体温一相性(不排卵)者是正常人的3倍,闭经和月经稀吵者则分别是正常人的2倍和4倍。长期雌激素的持续偏高,还可刺激乳腺和子宫的异常增生(尤其的绝经后),从而导致乳腺癌和子宫内膜癌的发病率明显增加,为正常人的3~4倍。

肥胖症学可促使血清甲状旁腺激素(PTH)升高,25(OH)D3与24,25(OH)2D3减少而1,25(OH)2D3增加。可能因肥胖者雌激素分泌增加,直接或间接通过PTH使1,25羟化酶活化,致使24,25(OH)2D3等向1,25(OH)2D3的转化增加;同时,肥胖者体积增大,组织与25(OH)D3结合增加,这也造成了25(OH)D3的减少。这些趋钙因素改变,再加上因肥胖者胰岛素分泌增多,磷随葡萄过多地进入细胞参加磷酸化而导致血清磷偏低,以及因雌激素增加而导致尿钙排出增加,这对肥胖者的骨质病变、免疫功能低下似都有一定的关系。此外,肥胖还会促使胃肠激素脑啡肽、神经降压互让增加;尤其对寒冷反应低下的肥胖者,舒血管肠肽的增加更为明显。

肥胖者24h尿17羟固醇、17酮类固醇、皮质醇常高出正常范围,有时可达库兴综合征(Cushing’ssyndroma)那样高的水平。若再加上高血压、紫红纹和轻度多毛现象等临床表现,极易与库兴综合征相混淆,但地塞米楹抑制试验及血浆皮质醇昼夜周期性改变均正常,则可提示其与肥胖有关而肾上腺皮质功能并不亢进;尿中排泄量增加,是由于转化率增加而并非生成增多。

由于肥胖者在某些方面与甲状腺功能低下相似,以致多年来临床医生常常把肥胖和甲状腺机能低下。尽管肥胖者T3可偏高而基础代谢率可偏低,当肥胖发展特别快时亦可伴有浮肿,但通常其不会存在精神淡漠、皮肤干燥、毛发脱落等体征。若再进一步作甲状腺摄碘率等甲状腺功能试验,则不难区别。

Sims等报道,当对志愿者提供过量的饮食,这些异常就与肥胖相伴随而发生;一旦控制饮食,所有这些异常也就伴随肥胖的消失而自行纠正。这一结果,也为大量临床观察所验证。由此可见,上述种种内分泌代谢的异常,与肥胖一样是能量入超的后果;尽管这些异常对肥胖的发生与发展有很大的促进,然而,通常却不是肥胖的起因。

(4)消化系症状及其它 肥胖者常有胃纳亢进、多食善饥、便秘腹胀等消化系症状,特别是伴有糖尿病者则更为明显。约有25-58%的肥胖者有不同程度的肝脂肪变性而肥大,影响对胰岛素的摄取和利用。有10%的肥胖者(尤其是妇女),可有夜食综合征,其谢意食欲旺盛、过食、失眠,而白天食。伴有胆石症的肥胖者,则可有慢性消化不良与胆绞痛发作史。此外,肥胖者多汗、怕热,腰背痛和关节痛也较多见,皮肤皱折处易磨损,其臂外侧、大腿内侧、膝关节、下腹部等处的皮肤下,还常会有细而淡的紫红纹分布。

23.3 病因

肥胖的原因复杂,迄今尚未完全清楚。一般认为,机体长期的能量入超是肥胖的直接起因,据多年来的研究所示,与之相关的因素很多,尤以如下几点值得注意:

23.3.1 遗传因素

社会调查表明,肥胖在某些家族中特别容易出现,而60-80%的严重肥胖者有家族发病史。国外一些学者曾经统计七组双亲肥胖者1,562例,其下一代肥胖发生率,最高组达87%最低组63%,而对照组则仅为38和36%;另外又统计父、母单一肥胖者各101例,下一代肥胖发生率分别为38和51%,而对照组则分别为2和38%(详见表23-8)。这说明有一个遗传因素存在。此外,有人还发现,不但肥胖有遗传性,而且脂肪分布的部位也有遗传性。又据动物研究证明,有若干遗传性的肥胖种属动物存在。例如,以显性遗传方式传代的黄胖小鼠和以隐性遗传方式传代的OB/OB肥胖小鼠就是很好的例证。当然,这里也必须指出,即然地有家族发病史的肥胖者,其发病也并不一定就是遗传因素起决定作用。因为一个人的饮食、生活、工作习惯都各受其家族传统生活环境的影响,这可能比遗传因素更为有力地证明,在全球范围,通过国家与国家、民族与民族、同一国家和同一民族之不同社会阶层,以及世居本土保持原生活习惯与移居客地改变了原有习惯的居民间的对比观察,则就更为有力地证明,在现实生活中,对肥胖的发生起决定作用的,通常是其能量的入超而有是其遗传潜势。

表23-8 肥胖家族史的调查统计

对象 肥胖 正常对照
Gurney 1935 双亲 50/61(82%) 1447(38%)
Rony 1940 双亲 175/256(69%)
Bader 1945 双亲 730/1,000(73%)
Gelvin 1957 双亲 34/39(87%)
Damson 1961 双亲 74/100(74%)
Lord 1966 双亲 24/28(86%)
Chaddock 1967 双亲 49/78(63%) 18/50(36%)
Mullins 1958 38/101(38%) 1/50(2%)
52/101(51%) 19/50(38%)
兄弟 35/10135%) 2/50(4%)
姐妹 43/101(43%) 14/50(28%)

23.3.2 神经精神因素

临床经验告诉我们,有些脑膜炎或后遗症患者,常以多食、肥胖为其临床表现,而其病变则可能在下丘脑。关于下丘脑损伤性肥胖的机理,当前有以下几个观点:①过食学说。即传统的关于下丘脑内侧核饱食中枢与腹外侧区摄食中枢(两者统称“食欲平衡中枢”)呈现交互抑制以调节摄食的学说。根据此学说,过食与其说是由于饥饿所引起,不如说是由食欲诱发引起。食欲是一种吃的愿望,包括心理和生理的过程;而饥饿,则是机体需要能源的一种纯生理反应。摄食中枢激发吃的冲动,饱食中枢则抵消这种冲动。对一个正常人来说,当机体对能源食物的要求已经得到满足时,饱食中枢就会发出信号,令摄食中枢停止激发吃的冲动。当饱食中枢发生故障,食欲就会变得异常旺盛,过食也就难免,结果则就导致肥胖;②植物神经学说。即认为下丘脑腹内侧核存在一个“交感神经中枢”,而下丘脑外侧则存在一个“迷走神经中枢”。当双侧腹内侧核区遭到破坏,植物神经系统就发生改变,于是交感神经活动降低而迷走神经或副交感神经活动增强,这样对任何刺激,其综合效应都会使胰岛素分泌增加,遂使体脂合成大于动用,从而导致机体肥胖。这一学说概括起来,就是“迷走神经亢进→高胰岛素血症→肥胖”;③小肠对葡萄糖吸收增强学说。即认为下丘脑损伤所引起的过食和肥胖,其代谢紊乱首先是在于小肠对葡萄糖吸收增加。除了上述这些之外,还有人认为,下丘脑食欲平衡中枢可能与中脑网状结构、大脑苍白球以及小脑扁桃体部位有神经束联系;管理摄食的有仅是下丘脑,而且脑干上行纤维边缘系统(如杏仁核、膈区)及下行纤维束也参与调节,并通过植物神经系统或垂体影响内分泌机能复杂,它可影响机体心血管系统功能、胃肠道运动、体温调节,并通过植物神经系统或垂体影响内分泌机能,所有这些均可能与摄食活动以及其他等等。因此,对下丘脑摄食调节及肥胖的机理尚需进一步深入研究。1949年间由Sheldon所提出的“母性肥胖综合征(maternal obesity syndrome)”,据认为,这就可能是一种由于妊娠引起下丘脑功能紊乱所导致的脂代谢失衡。其临床特点是:在妊娠过程或产后,骨分泌功能异常,体脂剧增而分布均习对称,形成明显的肥胖。产后经一段时间,有的逐渐消瘦而恢复原样,有的则一直保持肥胖状态。经采取措施以控制能量入超,则预后良好。实验还发现,肥胖者下丘脑饱食中枢反应往往表现迟缓或减弱。有些人戒烟后发胖,则可能与其摄食中枢受尼古丁的抑制被解除有关。此外,肥胖者对环境温度变化的应激反应低下。通常体温每升高1℃,基础代谢率要要升高12%,所以肥胖者用于产热的能量消耗减少,将多余的能量以脂肪的形式储存起来,形成或维持肥胖。据认为,这也可能是由中枢神经系统功能异常引起的。

临床实践还表明,不少肥胖者有精神、情绪方面的问题。由于事业遭到挫折、精神受刺激、情绪不稳定(如悲伤、焦虑、抑郁或趋向被遗弃的感觉)或由于疲倦,或者为了回避现实生活中的某些难以处理的问题,或为了回避某种紧张气氛,或为了回避与别人接触,而采取代偿性进食,想通过餐桌上的乐趣来补偿日常生活中的种种不快,这亦会导致一部分人逐渐肥胖起来。当然,同样的环境压力所致之精神负荷,对不同神经活动类型的个体,可产生截然不同的效应:一部分人可表现肾上腺素能受刺激或交感神经兴奋,以致其食欲受到抑制长此以往人即消瘦;而另一部分人,则表现为迷走神经兴奋、胰岛素分泌增加、食欲亢进,持续下去人即肥胖。那些存有精神、情绪方面问题的肥胖者,很可能还与其神经活动类型有关。同时,一些研究还证明,当一个人通过眼、鼻等感觉器官接受食物的信息后来,由于条件反射,体内胰岛素的分泌就会相应地增加;如果这种食物是自己所喜爱的,其分泌就会更多一些。对于肥胖者来说,一方面由于他们对于食物的色香、味、形等反应不同于正常人,他们对外界刺激往往内部因素(如胃的收缩和饥饿)容易起反应,所以对食物所发出的“提示”特别敏感,因而其胰岛素的分沁无疑也就会比一般人更多;另一方面,由于他(她)们还往往丧失了食欲的控制机制,完全为外部因素所左右,而表现出这样的行为障碍,即趋向于吃完所有放在他们面前的食物。因此,他们也就比一般人更易于发肥。

23.3.3  生化因素

根据热力学的定律,由摄入食物的总能量减去消耗的能量,应相当于体内的能量变化,即相当于机体的体重变化。如果摄入量大于消耗量,那么体重就会增加;反之;体重则就下降。可是,用目前所通用的方法作实际调查,其所得结果却往往并非如此。当能量的摄入并不符合机体需要,同时又在没有增加或减少活动量的情况下,相当一部分人却可维持体重不变;虽然也有一些人逐渐变得肥胖或消瘦起来,然而那些变肥胖或消瘦的人,却并不一定全部比一般人吃得更多或更少一些。这里除了其它因素的影响外,显然还存在着生化因素的影响。就目前所知:①不同的个体,其所含有的钠/钾三磷酸腺苷酶(Na+K+-ATP酶)及脂蛋白酶(清除因子脂酶)之数量与活性是不同的。如众所周知,Na+K+-ATP酶,是机体维持正常体重和适量体脂而不发生肥胖或消瘦的两项重要“调节装置”。肥胖者与正常者相比往往表现为其所含的Na+K+-ATP酶之数量和活性较低,或者清除因子脂酶数量和活性较高,或者两种情况兼而有之,故其饭后热生成仅及正常人的一半,以致入超能量常在肥胖形成之前就已存在,而肥胖形成之后则更为明显。从而也就表明,这不仅与遗传,而且与饮食-营养-代谢、神经-内分泌系统功能等等均有密切相关;②体脂在合成或分解时,都要使脂肪酸在脂酰辅酶A酶的作用下形成脂酰辅酶A。近年的研究表明,这类酶有两种。一种专管合成,另一种专管分解;前者的数量和活性往往高于后者;③在机体内,总能量中仅一部分被转化为ATP或其它高能键化合物的能,才是“可利用的能”,即可用于做功(进行劳动和合成代谢)的能,而其余的则均转化为热能而散失。理论上认为,在细胞色素系统中,能量最高保存的有效形式是:每1g原子的氧的摄入,能形成3g分子的ATP,而这只有当酶作用物的氧化橉酸化在“很紧的偶合”时才会发生。近年来的研究已发现,体内不仅有一系列的“偶合因子”与“脱偶合因子”等对ATp 的产生效率起控制作用,而且还存在有两种类型的细胞色素b(即bT及bK)。实验表明,当电子进入细胞色素bT时可产生1g分子和ATP,但细胞色素Bkmj 不会产生ATp 。很显然,当这些因素的平衡失常时,能量就必然会较多地趋向于ATP的产生或较多地趋向于热的释放,最终也必将导致机体肥胖或消瘦。晚近通过对机体棕色脂肪组织(IBAT)产热机制的深入研究,则更进一步证实了这一点(祥见23.4.4)。此外,有人还发现,动物体内存在某些(已知不少于四种)影响食欲的神经递质,肥胖动物体内的含量明显高于正常动物;人体内是否也有这些物质存在,尚待研究。关于激素已于23.2.2及23.4.2所述。有些人在青春期发胖,据认为可能与激素的变化有关。

23.3.4 饮食因素

肥胖的直接起因是机体长期处于能量的入超。而导致能量入超的原因,通常则不外乎:①摄入过多;②消耗过少;③既摄入过多而又消耗过少。对于这些,祖国医学早有认识。如《饮食鉴》(元,朱丹溪)就指出:“卷彼眯者,因纵口味,五味过之,疾病起……;山野贫贱,淡薄是谱,动作不衰,此身亦安“。《寿世保元》(明,龚延贤)也指出:”善养生者养内,不善养生者养外。养内得以恬脏腑,调顺血脉,使一生之流行冲和,百病不作。养外动恣口腹之欲,极滋味之穷饮食之乐,虽肌体充腴,容色悦泽,而酷烈之气,内蚀脏腑,精神虚矣,安能保膈太和,以臻遐龄。……人之可畏者,衽席饮食之间,而不知为之戒,过也”。这里已明确地提示我们,饮食因素与起居作息对于肥胖的发生和发展起着举足轻重的作用。而从最近在纽约召开的“第四届国际防止肥胖会议”所提供的资料来看,一些经济发达国家那种异常严重的“肥胖为患”的情景,则完全可以这么说,这是一种“过食之罪”。这些国家的人口仅占世界人口的一小部分,可是他们却消耗了世界上每年所生产的大部分食品,特别是肉、乳、蛋、糖等高能食品。当然这种“过食之罪”并非非今天才有,也不仅是发达国家才有。因而,肥胖不是一件新鲜事,也不是一个新问题。只不过是在过去或在一些不发达国家,它仅仅是较多见于少数上层富有者之中;而目前在一些发达国家,它的存在则就比较普遍、比较突出,尢为令人注目的是它还较多出现于低社会阶层的人群之中。这一部分人的肥胖,在很大程度上可能与过度的代偿性进食有关。

在日常生活中,饮食常被人们作为生活乐趣之一,只要经济上有可能,就尽量设法将其搞丰富些;同时,食物还常用以显示主人的殷勤好客,亲朋间的热情友好往往见之于饭菜的数量与质量,有些人还习惯于通过请客吃饭来进行社会交际等。因此,所吃进的食物,往往取决于经济的许可与社交的需要而不是生理的需要。对于儿童,许多人常误认为孩子越胖越健美,所以问题想法让孩子多吃一些,除了正常膳食供应之外,还经常买些糖果、糕点、麦乳精之类具有高能密度和诱人口味的食品任其食用。凡此种种都是造成能量入超而导致肥胖的不可忽视的饮食因素。

此外,人们的饮食习惯和膳食组成对体脂的消长也有影响。有人做过这样的试验:两组条件基本相同的人进食同样的食物,并都只吃一餐,一组是早上7:00进食,另一组则在傍晚5:30进食。结果早上进食者体重渐降,而傍晚进食者体重则渐增。据认为,这是由于人体内的各种生理和代谢变化都有其内在的生理节律,通常晚上迷走神经的兴奋性和胰岛素的分泌要高于白天,再加上晚上一般体力活动较少,从而有利于体脂的积聚。因此,在实际生活中,那些将晚餐安排得十分丰富而又过食的人,就难免要比一般人易于发胖。每日摄食得意忘形能量相同,少餐次者又要比多餐次者易于发胖,这是餐次多不仅能减少脂肪和积聚,而且还能对食欲有更好的控制。不同的膳食组成,既可影响消化吸收率,又可因能源物质的成分与来源不同而有不同的潜能,以致也会对体脂的储存与动用带来不同的影响。有的人结婚后发胖,认为这可能与其饮食习惯和膳食组成的改变有关。

当然,我们也不能简单地把肥胖的发病机制理解为单纯由于饮食因素,因为这也并不符合于事实。一个正常人,如果勉强予以增加进食量而能量消耗的原水平维持不变,需要经过十分努力来完成高能量进食任务,才能争取得到增加体重25%的肥胖成绩。但这种实验性肥胖是不稳定的,往往不容易长期维持下去,一旦停止饮食管理,听任受试者自由进食,体重很快就会下降到正常水平,并稳定在正常水平上。同样,一个肥胖者通过长时间的低能量饮食控制,其体重可以下降到正常或接近正常水平。但为了巩固疗效,则必须长期坚持饮食控制制度,一点也有能松懈,不然肥胖就很容易重新出现。观察还证明,维持肥胖者所需能量为正常人的65%,过度进食的瘦者所需能量则是正常人的135%。因此, 我们既要重视饮食因素的作用,又不能忽视其它因素的影响,不然,均不利于对肥胖的防治。

23.3.5  体力活动因素

机体对能量的需要,通常取决天以下四个因素:①体力活动;②体型和组成成分;③年龄;④气候和其它生态学的因素。而对每一个具体的人来说,体力活动则是决定其能量消耗多少的一种最重要的因素;同时,体力活动也是抑制机体脂肪积聚的一种最强有力的“制动器”。正因为如此,所以肥胖现象也就很少发生在重体力劳动者或经常积极进行体育运动的人群之中。通常,人们在青少年时期,由于体力活动量大、基础代谢率高,同时限于种种条件较好、同时又不注意积极进行力所能及的体力活动(包括体力劳动和体育锻炼)的人,入超的能量就会转化为体脂而导致肥胖。至于在一些经济发达国家,则由于汽车和各种节省劳力的机器联合起来,大大减少了人们的体力活动,加以机体不能相应地降低食欲来适应体力活动的进一步减少,于是,过剩的能量也就只得转化为脂肪而积聚起来,Johnson等对肥胖的和不胖的高中女生各28名作了对比观察,证明活动过少比饮食过多更能引起肥胖。Mayer与rose调查了从出生至第15个月的31名婴儿,发现肥胖儿往往是那些食量适中但不爱活动的婴儿,而不是那些吃得虽然很多但却非常活泼爱动的婴儿。Mayer还与Bullen利用电影技术,每隔3min拍下一段正在游戏的肥胖和正常青少年的3s镜头。并分析了这样的镜头29,000个,结果发现肥胖者在打排球时有80-90%的时间是站不动的,在打网球时有60%的时间不动,在游泳时则大多浮于水面或坐、站于水中,以致平均每分钟游泳仅比静息时多消耗能量不超过4.2kJ以上。尽量这些究竟是肥胖的原因还是肥胖的结果尚待探明,但有一点可以肯定,即这种不活动乃是使肥胖状态有可能自行长期持续,甚至得以升级的主要因素之一。

体力活动有助于减少脂肪在体内的积聚,这是众所周知的事实;而不同性质的体力活动,对于体脂含量则又有不同的影响,且差异极为显著。研究表明,以有氧代谢为特征的动力的活动对降低体脂的效果最为明显。据认为,这主要是由于影响了神经-内分泌系统的功能与有关脂代谢酶系的活性所致。首先,动力性活动可引起交感神经兴奋、血浆胰岛素减少,而儿茶酚胺(肾上腺素和去甲肾上腺素)、胰高血糖素和生长激素等则先后增加,其效应也加强,从而提高了脂肪细胞内环腺苷酸(cAMP)的水平,激活了激素敏感的脂酶的活性,抑制了清除因子脂酶的活性,于是也就促进了脂肪的分解。其次,动力的活动可降低6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性,此酶可提供合成游离脂肪酸(FFA)所必需的还原型畏酶Ⅱ(NADPH)作为供氢体,当此酶活性降低时,FFA的合成即受到阻止;同时,动力的活动还可使α-磷酸甘油脱氢酶的活性升高,此酶则可促使α-磷酸甘油的氧化,从而妨碍了甘油三酯(TG)的合成。结果也就导致脂肪分解加强而合成减少,因而就能有效地防止或消除肥胖(图23-1)。而一些以无氧代谢为特征的静力的运动项目,虽然也会增加机体的能量消耗值的降低,由此导致食欲的亢进和FFA消耗的受阻,故其减肥效果也就远不如动力的活动的差别。比如,长跑运动员与举重、柔道运动员相比,前者的体脂无论是绝对含量或百分比,均远较后者为低,其原因也就在于长跑属于以有氧代谢为特征的动力的运动,而举重和柔道则主要属于以无氧代谢为特征的静力的运动。有人还做过这样的实验,将实验动物吊在一个直梯上,每天吊3-4h,经过一段时间后,发现这种静力的活动,故易于引起体脂的积聚而肥胖。对于这种人来说,在其日常生活中,除了应该做到凡是能靠自己体力去完成的事就不借助于“机械能”之外,还必需每天坚持一定时间的、以有氧代谢为特征的动力的活动,如慢跑、中快速步行(每分钟115~125步)、体操、游泳、爬山、打太极拳等,并要养成经常摆手(即不要将手背在身后)散步的习惯,特别应坚持饭后散步,要学会在漫步中思考问题,而不要长时间地坐在椅子上思考问题。这样做,对于防治肥胖必将大有好处。

动力的活动防止肥胖的机制示意图

图23-1 动力的活动防止肥胖的机制示意图

(+)酶活性升高,(-)酶活性降低

23.4 病理生理

由于肥胖的主要发生地点是在机体脂肪组织,所以有关这一节的论述,也就以机体脂肪再重复。

23.4.1 脂肪组织的作用、结构和成分

脂肪组织是结缔组织的一种特殊形式,是机体较大的组织之一。在正常成年男性,它占总体重的15~20%;在正常成年女性,则占总体重的10~25%。它分布于机体某些特定部位,如皮下、网膜、肠系膜、腹膜后、胸腔纵隔障和胸腹浆膜下等处,起着保护和机械支持的作用,并以TG的形式储存能量(这是机体最有效、最紧凑的储能方式),参与糖和脂代谢及体内能量平衡的调节。其中尤以皮下脂肪组织为机体的最大脂肪库,其储脂量约占总体脂量的一半。脂肪组织并不象通常所设想的那样是一种“没有多少生活力的组织”,它具有与常代谢活跃组织所具有的相同的全套亚细胞结构。在神经内分泌因素影响下,其TG的合成和分解代谢极为活跃。一些研究表明,当机体进行3H以上的有氧代谢活动,其所需能量几乎70%要由脂肪组织来提供,而且随着时间的延长,这一比例还会加大。因此,一定数量的脂肪组织的存在,不仅不是机体的一种“额外负担”,而恰恰正是机体具有良好身体素质的表现,是机体维持长时间有氧代谢活动的耐力所必需。

脂肪组织主要由脂肪细胞所组成。此外,尚含有少数纤维母细胞和少量细胞间胶原物质。脂肪细胞就处于支持这些细胞及通过这个细胞群的毛细血管和神经纤维的胶原结构之中。脂肪细胞就处于与毛细血管网一道的较原始的原发细胞;原发细胞分化为储存脂肪的脂肪细胞是受营养和许多内分泌的因素所控制的。

脂肪组织含脂量为60~80%;其所含脂肪都存在于脂肪细胞之内。脂肪细胞的数目,是由遗传因素和幼年时的饮食因素所控制;而中、晚年时的摄能状况,则主要影响已有脂肪细胞体积的大小。当前一般认为,正常人全身脂肪细胞数为26.8±1.8×109;但这只是一项参考数值。人体脂肪细胞较为准确的正常数值之所以迄今尚未确定,这是因为:①用目前的方法,一个脂肪细胞一定要在含有最少量的脂质时才能与其它结缔组织细胞相区别而能以作出鉴定;②目前所用方法在计算机体脂肪细胞总数时,假定全身各部脂肪细胞的平均直径是相同的,这又与客观事实不相符合;③因雌激素水平的不同,正常男性与女性,不仅其体脂含量而且其脂肪细胞数也是不同的,单一数值显然难以代表。

脂肪代谢的某些特征示意图

图23-2 脂肪代谢的某些特征示意图

脂肪细胞是机体最大的细胞,正常人皮下脂肪细胞的平均直径为67~98um,其每一肪细胞的平均含量约0.6ug。含脂质的脂肪细胞在构造上不同于其它细胞的最大特点,主要是由TG组成的一个的中心脂肪滴,将细胞推移到一旁,至少有两个脂肪区域,一个是由许多快速转换的细胞质颗粒所组成,另一个则是前者的最终储存库,即转换缓慢的中心性大脂肪滴。脂肪细胞的主要功能是合成、运转和储TG。这些功能受神经、激素和酶系所控制,并以FFA形式释放入血液,以供其它组织的能量需要。脂肪细胞对TG的储存和释放,完全取决于机体营养与代谢的需要;脂肪代谢的某些特征,如上图所示(图23-2)。葡萄糖是通过胰岛素调节。胰岛素不仅促进清除因子脂酶的活性增加,从而增强血浆中脂肪向脂肪细胞内转移;而且还促进脂肪细胞对葡萄糖的摄取以及对TG的合成。所以,血浆中胰岛素的浓度,显然是决定脂肪组织中脂肪积聚的重要因素。

在机体能量出超的条件下,脂肪组织内所储存的TG经激素敏感的脂酶的作用而释放FFA;从脂肪细胞内弥散出来的FFA与作为载体的白蛋白结合或直接进入其他细胞,以供其他组织的能量需要。现在已知,机体大多数组织均可利用FFA,在许多组织中FFA还是一种优先的能源物质。体内绝大多数的激素,如肾上腺素、去甲肾上腺素、生长激素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺激素、黄体生成素、催乳素、胰高血糖素及肠促胰液肽等等,都属于促进脂肪组织释放FFA的激素。

23.4.2 脂肪组织中脂肪储存与释放的机理

在正常情况下,脂肪组织中的脂肪含量极其恒定,这意味着控制脂肪合成和储存的反应与控制脂肪分解和动和的反应处于动态平衡之中。为了弄清肥胖的形成,需要复习一下脂肪组织储存脂肪的调节过程(图23-3)。

脂肪组织中储脂途径示意图

图23-3 脂肪组织中储脂途径示意图

由上图可知,脂肪组织储存脂肪是通过以下两条途径:第一,血浆中的脂肪转移进入脂肪细胞。结合于β-脂蛋白和乳糜微粒的肝源性和肠源性的TG,经秘细血管内皮细胞表面之清除因子脂酶的水解而成为甘油和FFA;接着在酶的调节下FFA进入脂肪细胞,并重新合成TG而储存起来。为了这个途径能顺利和有效地进行,葡萄糖的摄取和代谢是必需的因为分解的激素,故统称为“脂解激素”;它们通过刺激脂肪细胞表面的特异感受器,激活与膜结合的腺苷酸环化酶,使细胞内环腺苷酸(cAMP)的浓度增加,进而激活素敏感的脂酶,于是导致FFA的释放。第二,胰岛素则为抑制脂肪分解的激素;它以下四种方式限制FFA的释放:①抑制腺苷酸环化酶;②激活cAMP磷酸二酯酶,从而促进cAMP的分解;③减慢FFA从脂肪细胞外流;④促进脂肪细胞对葡萄糖的摄取和对FFA的酯化。其所涉及的具体反应如下图所示(图23-4)。

脂肪细胞中脂肪的动员

图23-4 脂肪细胞中脂肪的动员

脂肪细胞的数目,年龄愈小愈多;在20岁以后所发生的肥胖,则几乎全由于原有脂肪细胞的肥大所致。这说明,除了遗传因素之外,儿少时期的能量入超,也是一部分人之所以有较多的脂肪细胞的原因。

肥胖与不肥胖者的脂肪细胞与年龄的关系

图23-5 肥胖与不肥胖者的脂肪细胞与年龄的关系

凡因脂肪细胞体积扩大所致的肥胖,通常称为肥大性肥胖;而因脂肪细胞数目增加所致的肥胖,则称增生性肥胖。Widdowson等指出,肥胖一旦形成,不论脂肪细胞有多少,其维持低体重的成功率都是低的。尤其是那些缺乏医学知识的肥胖者,其成功率就更低。临床经验还表明,增生性肥胖较肥大性肥胖尤为难治,特别是那些在母体内及刚出生时就已过重的婴儿。

由上可见,脂肪组织对脂肪的储存与动用,是在营养、激素和酶系的控制下进行的;而胰岛素在调节这两个过程中所起作用成为重要。

23.4.3  肥胖过程脂肪组织的变化

当肥胖发生和发展时,随着体脂积聚,脂肪细胞含脂量渐增,其体积也明显扩大。以皮下脂肪为例,每一细胞的平均含脂量可由原来的0.6ug增至0.91~1.36ug,其平均直径则可由原来的67~98um增至127~134um。尤其当肥胖的发生与发展过程是缓慢而持续时,有仅可发生更为肥大的脂肪细胞,而且通过脂肪组织的毛细血管内皮细胞表面还可含更多高活性的清除因子脂酶。同时,某些肥胖者还会具有数目较多的脂肪细胞,其全身脂肪细胞数可达77.0±13.5×109。无论是脂肪细胞体积的扩大或脂肪细胞数目的增多,或者是两者兼而有之,其结果都是机体脂肪组织的扩增。

Salans等对78名肥胖者和21名非肥胖者作了对比观察,结果(图23-5)表明:发生肥胖婴儿期明显肥胖、青春发育期肥胖,有这样长期持续肥胖史的成年肥胖者,往往是脂肪细胞的肥大和增生同时并存,其治疗难度也就更大不仅不易取得疗效,而且还能于巩固疗效。据Lioyd报道,有这样长期持续肥胖史的肥胖者,在整个成年肥胖者中占1/3;而其余的2/3,则分别发生于一生中各个有生理性增加体脂的阶段。而Abrham等对10~13岁肥胖和正常儿童各100名(男女对半)作了长期的对比观察,历时20年,结果肥胖儿男性43/50、女性40/50变成肥胖成人,正常儿则男性21/50、女性9/50变成肥胖成人。由上可见,从胎儿时期开始,直至一生中各个有生理性增加体脂的阶段,及早地采取措施预防肥胖,也就至关紧要。

23.4.4  TBAT之状况与机体胖瘦的关系

在人和多数哺乳动物(特别是婴儿和新生仔畜)的颈、肩、腋窝和背部肩胛间,还存在一种特殊类型的脂肪组织。它的结构特点是在脂肪细胞中除含大量分散的TG滴之外,还含有大量线粒体,血液供应丰富,由于其线粒体中细胞色素多,而使之呈现棕色,故通常也就称之为“棕色脂肪组织(IBAT)”。与其相对应,前述之普通脂肪组织则就称之为“白色脂肪组织”。

IBAT的主要功能是产热。成年机体遭受刺激,通常可通过战栗和化学两种途径产热;可是,婴儿及新生仔畜由于还不会通过战栗途径产热,其所需之热几乎全要靠化学途径来供应。除Na+-K+泵外,IBAT就是机体化学产热的又一“重要装置”;在某些小动物甚至其所需总热量的一半是由IBAT所提供。故一定数量质量的IBAT的存在,对机体适应寒冷刺激具有重要意义。IBAT的产热作用,是在交感神经与一种分子量为32000的蛋白质类“脱偶合因子”的控制下进行的。交感神经有丰富的神经末梢支配这种组织;而这种组织的呣粒体中则有大量的为其所特有的“脱偶合因子”的存在。寒冷刺激引起交感神经兴奋,其末梢就释放儿茶酚胺,于是就通过cAMP而使激素敏感的脂酶活化,促使TG水解为FFA。这时,又由于该组织中有大量细胞色素及其所特有的“脱偶合因子”的存在,同时高水平的FFA亦有脱偶合作用,致使FFA被氧化,但偶合则很少,从而能量也就很少产生ATP,而大部分以热能的形式放出。再加上,脱偶合结果导致了ATP~ADP比值的减少,而较多的ADP又使氧化磷酸化及呼吸作用加快,这样也就更使热生成作用增强。

晚近通过对IBAT产热机理的深入研究,发现IBAT之数与质的状况与机体的胖瘦之间有着密切的相关。就目前所知,消瘦、正常、肥胖三者相比,除了机体所含白色脂肪组织明显顺序递增而IBAT明显顺序递减外,其IBAT线粒体中所含的特有的“脱偶合因子”的数量和活性也明显顺序递减。正常者由于其白色脂肪组织与IBAT之间比例为平衡,而且“脱偶合因子”的数量和活性也较适中,能对产热和产生ATP进行有效的调节,故在通常情况下能使机体能量得以维持正常的平衡,即能使之不过多以热生成的形式而被消耗,又能使之不过多转化为脂肪而在体内积聚。至于消瘦者,则往往是因为其IBAT含量较多,以及其“脱偶膈因子”的数量和活性较高,致使其能量较多地以热生成的形式被消耗了,所以在一般情况下也就难以有较多的体脂积聚;反之,肥胖者则由于其所含IBAT量少或功能障碍,致使产热这一有效的调节方式失灵,所以引起能量的入超,其大部分就转化为脂肪而积聚起来。

23.5 治疗原则

23.5.1 总的原则

肥胖既然是直接起因于长期的能量入超,治疗就必须坚持有足够的时间,持之以恒地致力于改变原有的生活、饮食习惯,长期地控制能量的摄入和增加能量的消耗,彻底纠正其能量代谢的入超,因此,治疗一定要有耐心,切不可急于求成。尤其是对于那些有精神情绪问题的肥胖者,在这之前,首先还得彻底弄清其问题的实质所在,有针对性地做好思想疏导工作,切实改变其原有心理状态,然后才有可能落实有关治疗的措施,并取得疗效。

长期地控制能量摄入和增加能量消耗,这是现阶段肥胖的基础治疗缺一不可的两根支柱。同时,这又是一项极为艰巨的对原有生活、饮食习惯彻底改造的过程,需要有极大的意志、坚强性和一系列行之有效的措施,特别是那些有婴幼/青年期肥胖史的患者,不仅因其长期所形成的生活、饮食习惯难于一下彻底改变,又由于其脂肪细胞、脂肪组织已大量增生,潜在的肥胖趋势也难于很快制止。因此,若没有长期坚持的顽强精神,没有持之以恒的决心和毅力,没有控制饮食和增加体力活动的多种措施,也就必然难于取得疗效和巩固疗效。历史上曾经有过多种“快速减肥疗法”,并由于瞬间的迷人假象而风靡一时,但最终均无成功的记录,有些还酿成了严重的后果,此种教训值得吸取。

对肥胖的治疗,尽管国内外每年都有“惊人突破”的成果鉴定或报道,但事实上迄今尚无真正有效的特效药物,同时长期服药也难免有副作用发生,而空回肠短路手术则不仅适应症有限,而且并发症也严重,要冒很大风险,所以当前依然唯有控制饮食和增加体力活动才是肥胖的一种最佳疗法。这种方法不论对成年开始的肥胖或是对幼年开始肥胖都同样起作用。不过,少吃与多动这两个方面必有必须同时兼顾,长期坚持。如果只增加体力活动而不控制饮食,其所增加的能量消耗就极易从饮食摄入上获得补偿,于是也就难于达到减肥的目的;反之,如果不增加体力活动而只是一味地控制饮食能量,患者则将有可避免;①要长期忍受十分严重的饥饿之苦及其它心理上的负担;②会发生组织蛋白较多的丢失,有损于机体健康的维护;③原已较低的基础代谢率将会变得更低,以致对体质带来更为有害的影响。因此往往难于坚持下去,于是,治疗也就难免会以失败而告终。

如在控制饮食的同时,确能适当增加体力活动,则不仅可改善糖耐量,降低胰岛素分泌,促进体脂分解,减少体蛋白丢失和增加体蛋白合成,有利于机体正常氮平衡的维持;而且当体力上经受一定刺激之后,还会使人感到精神振奋,有一种难以形容的“健康感”,可有效地改善心理状态、增强治疗信心。开始即使每天能多消耗210kJ能量也很有益处;随后可酌情循环渐进地逐步加大活动量,以使每天能多消耗>420kJ的能量。至于活动项目,则应根据具体对象的体质状况,首先可考虑慢跑、快走、跑走结合、体操、打太极拳等;体质较好者,可选择游泳、爬坡、打乒乓球或羽毛球等。但一般不宜参加竞赛性活动。 肥胖者控制能量摄入和增加能量消耗,贵在养成习惯、长期坚持;一时性的节食和间歇性的锻炼,则百害而无一利。不少肥胖者尽管迫切希望减肥,只要有一点可能减肥的指望,他们都会抓住不放,甚至甘冒极大的风险去采取某些极端的措施;可是,他们却以往往缺少足够的意志和坚强性,将控制能量摄入和增加能量消耗长期地坚持下去。因此,适当和外力帮助与促进,使之逐渐养成习惯,也就至关紧要;尤其在下述两个关键时刻,必须切实做好工作:①采用低能膳的开头几天,由于肌肉组织蛋白丢失较多,水分随之丢失,因而变化明显、体重下降幅度较大,对患者士气有所鼓舞;可是当机体对此逐渐适应之后,负氮平衡就会缩小,尤其在膳食有足够优质蛋白的供应时,能量负差将大部分落在体脂的消耗上,于是体重下降的幅度也就变小,再加上适当增加体力活动,虽然促进了体脂的分解,而却又减少了体蛋白的丢失和增加了体蛋白的合成,以致尽管是减了肥,但体重却看有出有什么明显的变化。在这一时刻,必须反复将问题的实质向患者说清楚,以免其产生错觉,误认为治疗无效,因而半途而废,不再坚持下去;②当治疗取得了明显的效果,体脂接近或已恢复到正常水平的时候,应及时向患者发出告诫:必须随时注意体脂的变化动态,继续掌握好膳食能量摄入和日常能量消耗的平衡,切勿使能量入超的情况再度发生;否则,必将前功尽弃并给机体带来更大的危害。

23.5.2 饮食治疗原则

(1)膳食供能量应酌情合理控制 ①膳食供能量必须低于机体实际耗能量,亦即必须供应低能膳,以造成能量的负平衡,促使长期入超的能量被代谢掉,直至体重恢复到正常水平;然后注意控制能量摄入与消耗的平衡,以维护好这一水平;②供能的具体数值,则应依据下述情况统筹考虑:首先要看治疗前长期以来患者日常的膳食能量水平;其次应视肥胖是处在上升发展阶段还是在平衡稳定阶段;再者,对儿童要考虑其生长发育的需要,对老人则要注意有无并发症存在;③对能量的控制,一定要秩序渐进,逐步降低,并适可而止;切忌骤然猛降或降至最低安全水平以下;④通常应;辅以适当的体力活动,以增加其能量消耗。对万不可盲目过于苛求控制饮食,以免导致神经性厌食(anorexia nervosa)的发生;可是对于孕妇,为保持其胎位正常,减少妊娠毒血症的发生,则应以合理控制能量摄入为主,而有宜提倡多作体力活动;⑤一般来说,对于成年轻度肥胖者,可按每月稳步减肥0.5~1.0kg,即每日负能525~1050kJ的标准来确定其一日三餐膳食的供能量。而对成年中度以上的肥胖者,鉴于其潜在的肥胖趋势较大,且常有食欲亢进及贪食高能食物的现象,同时因肥胖限制了其体力活动,使能量消耗又进一步下降,形成了恶性循环,以致肥胖的趋势往往难于遏止,为了打破这一格局,必须加大其负能值,当以每周减肥0.5~1.0kg,每日负能2310~4620kJ为宜,并应适当从严控制;但尽量勿使其每人每日膳食之供能量低于4200kJ,因为这是可在较长时间内坚持的最低安全水平;⑥限制膳食供能量,必须在营养平衡的前提下有分寸地去限制,并仅仅只限于对一些能源物质的限制;决不可脱离营养平衡的前提列分寸地去限制,而更不可将其扩大为对一切营养的限制。不然,低能膳也就成了营养不平衡膳或低营养膳;这都会对机体造成严重危害,都是不可取的。为此,侯祥川教授等在《试论〈内经〉配餐与饮食之原则》一文中所阐述的见解,非常值得借鉴。

(2)在各种能源物质中尤须对低分子糖、饱和脂肪酸和乙醇严加限制①由于低分子糖消化吸收快,易使机体遭受糖的冲击性负荷,而导致反馈性的胰岛素过度分泌,于减肥不利。同时,过多食入低分子糖类食品,还可促使铬的排出量增加,造成机体丧失重要微量元素;②广泛流行病学调查结果表明,过分贪食含有大量饱和脂肪酸的脂肪,是导致肥胖、高脂血症、动脉粥样硬化和心肌梗塞的一个重要危险因素(若同时又贪食低分子糖类食品,其危险程度则就更大);③乙醇亦即酒精,尽管其不是一种主要的能源物质,可是在某些人的日常膳食供能量中,有相当一部分的能量却来源于它。由于其可诱发机体糖原异生的障碍,故可导致体内生成的酮体增多,因此长期连续饮用所谓“社交性”数量的酒精饮料,血浆TG就会持续地升高(即使膳食在其它方面都是适当的,酒精仍会影响脂族;如果膳食中含有较多的脂肪,那么,其对脂代谢的不良影响则就更为显著)。同时,酒精还有诱发肝脂肪变性的明显作用;而肝脂肪变性又可影响对胰岛素的摄取和利用,导致C肽/胰岛素比值下降,即高分泌低消耗,致使糖耐量减低;④低分子糖类食品(如蔗糖、麦芽糖、糖果、蜜饯等)、饱和脂肪类食品(如肥肉、猪牛羊油、椰子油、可可油等)和许多酒精饮料,往往都是一些能量密度高而养分含量少的食品,它们给机体提供的只是些“空白能量”,而这恰恰正是肥胖者所最为忌讳的。综上所述,为了减肥,必须对这些成分严加限制;凡含这些成分较高的食品,应尽可能少吃,最好是不吃

(3)中度以上肥胖者其膳食能量的分配应较正常要求适当降低碳水化物比值,提高蛋白质比值,而脂肪之比值以控制在正常要求的上限为妥,因为:①膳食能量主要来自碳水化物、脂肪和蛋白质这三大能源物质,其中尤以碳水化物最为主要,也最为经济;按正常要求,人们日常由其所提供的能量以占膳食总能量的55~70%较为理想。由于碳水化物饱食感低,可引起食欲增加,而中度以上肥胖者又常有食欲亢进现象,若为其所提供的低能膳之能量分配中碳水化物的比值仍按正常要求,甚至高于正常要求,那么,患者必将难以忍受;可是另一方面,为了防止酮病的出现和负氮平衡的加重,以及为了维护神经系统正常能量代谢的需要,对碳水化物的限制又不可过苛。因此,既要降低其比值而又不可过分降低;其供能量当以控制在膳食总能量的40~55%为适宜,亦即其供给量当以100~137.5g/4200kJ,为适当。至于食物纤维则不在限制之列,凡含食物纤维多的食品可酌情多用;每人每日膳食粗纤维供给量尽可能不低于6g;②由于限制膳食能量的供给,不仅会促使体脂消耗的增加,而且还会造成机体组织蛋白的供给,这也就意味着低能膳中之蛋白质比值必须予以提高;但另一方面,蛋白质作为机体三大主要能源物质之一,尽管它对机体的主要功用并非供给能量,然而它的含能量却丝毫也不低于碳水化物,肥胖是能量入超的结果,那么任何过多的能量,无论来自体积能源物质,都可引起肥胖,食物蛋白当然亦不例外。同时,在严格限制膳食能量供给的情况下,蛋白质的营养过度还会导致肝、肾机能不可逆的损伤,这些又决定了低能膳中蛋白质的供给量不可过高。因此,对于采用低能膳的中度以上肥胖者,其食物蛋白的供能量当以控制在占膳食总能量的20~30%(亦即每供能4200kJ就供蛋白质50~75g)为适宜;③一方面由于膳食脂肪具有很高的能量密度,易于导致机体能量入超尤其在限制碳水化物的情况下,过多脂肪的摄入还会引起酮病,这就要求在限制膳食能量供给的时候,必须将膳食脂肪的供给量也加以限制;而另一方面,又因膳食脂肪具有较强的饱腻作用,能使食欲下降。为使膳食含能量较低而耐饿性较强,则又不可对膳食脂肪限制过苛。所以,肥胖者膳食脂肪的供能量以控制在占膳食总能量的25-30%为妥;任何过高或过低的脂肪供给都是不可取的。至于膳食胆固醇的供给量则与正常的要求相同,通常每人以≤300mg·d-1较为理想;即使心血管系统与血胆固醇含量均为正常的肥胖者,最高也不宜高于500mg·d-1;④多年来,国外曾经流行过许多种“生酮的”高脂肪低碳水化物膳食,诸如:好莱坞明星膳(Beverly Hills Diet)、阿特金斯膳(Atkins Diet)、梅奥膳(Mayo Diet)、美国滑雪队膳及嗜酒者膳等等。尽管肥胖者在采用这些膳食的初期,均可使体重明显下降而使人误认为是减肥有效;但这只不过是一种迷人的假象,它是由早期酮病所引起的大量水-盐从尿中的排出造成的。正因为这样,所以其最终不仅都不可能达到所预期的目的,而且还会导致高脂血症与动脉粥样硬化的发生与发展;或则由于机体水分和电解质的过多流失,导致体位性低血压、疲乏、肌无力和心律失常;或则由于酮病的发展与肌肉组织损耗所致体内尿酸的滞留,而导致高尿酸血症、痛风、骨质疏松或肾结石;或则由于整个代谢性内环境的严重紊乱,而使肾脏和大脑遭致损伤,使整个机体蒙受危害,尤其可使肾病患者的肾代偿机能进一步失调,甚至导致死亡。这是必须引以为戒的。

表23-8 食谱举例之一:6300kJ·d-1

餐次 食品名称 净食量(g) 蛋白质(g) 碳水化物(g) 脂肪(g) 粗纤维(g) 胆固醇(mg) 钙(mg) 铁(mg) RE(ug) B1(mg) B2(mg) PP(mg) C(mg)
早餐 淡豆浆、豆浆 250 11 5 4.5 63 6.3 0.08 0.03 0.3
烤馒头片、馒头 35 2.1 17.1 0.1 0.1 7 0.5 0.04 0.01 0.3
卤猪肝、猪肝 50 10 1.5 2 184 6 12.5 1320 0.20 1.06 8.1 9
点心 麦麸饼干 20 2.8 11.4 0.8 2.1 2 0.8 0.12 0.04 2.8
荷叶茶 适量
中餐 米饭、标二粳 100 6.9 76 1.7 0.4 10 1.5 0.24 0.05 1.5
炒胡萝卜 胡萝卜 100 6.9 76 1.7 0.4 19 1.9 467 0.04 0.04 0.4 8
菜油 5 5
酱牛肉 牛肉 50 10.1 0.9 3.1 32 3 1.6 0.07 0.15 6.0
拌绿豆芽 绿豆芽 100 3.2 4 0.1 0.7 23 0.9 7 0.07 0.15 6.0
麻油 3 3
汤菜 小白菜 100 1.1 2 0.1 0.4 86 1.2 172 0.03 0.08 0.6 36
虾皮 10 3.9 0.9 0.3 61 200 0.5 0.01 0.3
晚餐 米饭 标二粳 70 4.8 53 1.2 0.3 7 1.1 0.17 0.04 1.1
笋干 笋干 25 4.1 7 0.6 1.6 30 2.6
烧肉 瘦猪肉 40 6.7 0.5 11.5 30 4 1.0 0.24 0.10 3.4
菜油 4 4
芹菜 芹菜 100 2.2 2 0.3 0.6 70 2.5 493 0.04 0.13 0.6 31
豆腐干 炒干子 30 5.6 2.1 2.3 0.1 24 2.4 0.02 0.01 0.1
菜油 4 4
汤菜 菠菜 100 2 2 0.2 0.6 70 2.5 493 0.04 0.13 0.6 31
合计 77.5 193.4 46.2 7.8 307 714 45.9 2477 1.39 1.85 26.5 96

表23-9 食谱举例之一:5460kJ·d-1

餐次 食品名称 净食量(g) 蛋白质(g) 碳水化物(g) 脂肪(g) 粗纤维(g) 胆固醇(g) 钙(mg) 铁(mg) RE(mg) B1(mg) B2(mg) PP(mg) C(mg)
早餐 米粥、标二粳 10 0.7 7.6 0.2 1 0.2 0.02 0.01 0.2
烤馒头片、馒头 35 2.1 17.1 0.1 0.1 7 0.5 0.04 0.01 0.3
煮黄豆、黄豆 50 18.2 12.5 9.2 2.4 182 5.5 33 0.04 0.13 1.6
点心 麦麸饼干 20 2.8 11.4 0.8 2.1 2 0.8 0.12 0.04 2.8
荷叶茶 适量
中餐 米饭 标二粳 60 4.1 46 1.1 0.2 6 0.8 0.14 0.03 0.8
猪肝 猪肝 50 10 1.5 2 184 6 12.5 1320 0.20 1.06 8.1 9
炒洋葱 洋葱 200 1.6 16.4 3.0 82 2.2 0.02 0.02 0.2 14
菜油 4 4—
拌豆腐 豆腐 100 7.4 3 3.5 0.1 277 2.1 0.03 0.03 0.2
麻油 2 2
汤菜 冬瓜 40 0.2 0.8 0.2 8 0.1 0.01 0.1
海带 5 0.4 2.8 0.5 59 2.5 5 0.01 0.02 0.1
晚餐 米饭 标二粳 50 3.5 38 0.9 0.2 5 0.7 0.12 0.03 0.7
莴笋 莴笋 100 1.1 1.8 0.2 0.3 16 1.0 0.24 0.10 3.4
炒肉片 瘦猪肉 40 6.9 0.5 11.5 30 4 1.0 0.24 0.10 3.4
菜油 3 3
拌绿豆芽 绿豆芽 160 5.1 6.4 0.2 1.1 37 1.4 11 0.11 0.10 1.1 10
麻油 2 2
汤菜 小白菜 100 1.1 2 0.1 0.4 86 1.2 172 0.03 0.08 0.6 36
合计 65.2 167.8 40.8 10.6 214 778 31.8 1541 1.49 1.69 20.6 79

表23-10 食谱举例之一:4200kJ·d-1

餐次 食品名称 净食量(g) 蛋白质(g) 碳水化物(g) 脂肪(g) 粗纤维(g) 胆固醇(g) 钙(mg) 铁(mg) RE(ug) B1(mg) B2(mg) PP(mg) C(mg)
早餐 淡豆浆 豆浆 250 11 5 4.5 63 6.3 0.06 0.03 0.3
蒸南瓜 南瓜 300 3.6 12.3 1.8 93 3.3 210 0.06 0.03 0.6 18
点心 麦麸 饼干 20 2.8 11.4 0.8 2.1 2 0.8 0.12 0.04 2.8
荷叶 适量
中餐 豆米饭 标二粳 35 2.4 26.6 0.6 0.1 4 0.5 0.08 0.02 0.5
饭豆 25 5.5 13.6 0.5 1.0 25 1.9 0.08 0.03 0.6
空心菜 空心菜 100 2.8 3.6 0.3 1.0 180 1.1 300 0.05 0.20 0.7 28
豆腐干 35 6.6 2.5 2.7 0.1 28 2.8 0.02 0.02 0.1
炒干子 菜油 3 3
黄瓜炒 黄瓜 125 1.0 2.5 0.2 0.8 31 5 51 0.05 0.05 0.4 19
肉片 瘦猪肉 30 5 0.3 8.6 23 3 0.7 0.18 0.07 2.5
菜油 3 3
汤菜 小白菜 100 1.1 2 0.1 0.4 86 1.2 172 0.03 0.08 0.6 36
虾皮 5 2 0.5 0.2 31 100 0.3 0.1
晚餐 豆米粥 标二粳 20 1.4 15.2 0.3 0.1 2 0.3 0.05 0.01 0.3
赤豆 12 2.5 7 0.1 0.6 8 0.6 0.04 0.01 0.3
西瓜皮 150 0.6 3 0.9 29 0.5 6 0.02 0.03 0.5 24
拌三丝 豆腐干 25 4.7 1.8 1.9 0.1 20 0.5 6 0.02 0.03 0.5 24
海带 10 0.8 5.7 1.0 118 15 10 0.01 0.04 0.2
麻油 3 3
卤猪肝 猪肝 50 10 1.5 2 184 6 12.5 1320 0.02 1.06 8.1 9
合计 63.8 114.5 31.8 10 238 798 54.5 2069 1.08 1.73 18.3 134

(4)必须按正常标准要求,保证膳食有足够而平衡维生素和矿物质的供应。为此,食物必须大众化、多样化,而切勿迷信时髦减肥食品,并切忌偏食。事实上,只要含能量低、来源分配得当,而且营养平衡,那么任何普通膳食都可成为良好的减肥膳食。至于色、香、味、形的选择与调配,则应尽可能符合具体对象的具体爱好。

(5)每日之餐次,当以三餐或更多为好。

23.6 成年肥胖者治疗膳食食谱举例

临床实践表明,住院成年中度以上肥胖者,当其每日膳食供能量超过6300kJ时,一般往往无效。故其能量限制常从6300kJ开始,以后再酌情逐步降至5460与4200kJ。因此,这里就将6300、5460和4200kJ三种能量供给的治疗膳食之食谱按“三餐一点”之要求,列表举例如下(表23-8~23-100,以供参考。食谱中之兽肉,当条件可能时,可代之以禽肉和鱼类。

至于非住院病人,特别是一些轻度肥胖者,通常无需另拟食谱,而只需根据饮食治疗原则,并参照如下几项数据(表23-11),在原有膳食的基础上,首先严格控制零食、糖果和酒类,然后再逐步适当减少饭量(或其它高碳水化物类食品)和油脂量,并适当增加体力活动即可。

由上可知,对于一个处在平衡稳定阶段的轻度肥胖者,为使其每日减少25g粮食和增加15~20min慢跑活动即可;对于一个处于向上发展阶段的轻度肥胖者,假设其平均每月增加体脂0.25kg(相当于入超7875kJ能量),那么每日还须再减少摄入或增加消耗7875/30=262kj 的能量,亦即相当于再减少摄入18g粮食或7g食油,或则再增加36min散步或14min快走。

表23-11 每420kJ能量之相应值

甲.机体脂肪组织的重量(g) 13.33
乙.非竞赛性各项活动之时间(min)
Ⅰ.散步、摔手 60
Ⅱ.中速行走 30~40
Ⅲ.快走、跑步走、打太极拳、骑自行车 20~25
Ⅳ.慢跑、爬坡、上下楼梯、游泳、打乒乓球或羽毛球 15~20
丙.各种食品之数量(g)
Ⅰ.高碳水化物类食品
蔗糖、糖果 25
米、面、杂粮、挂面、藕粉、饼干、干杂豆、粉丝、干粉皮、菱粉、薯干、干果、蜜饯、曲酒 23
馒头、烧饼、烙饼、面包、生面条、麦麸 40
米饭、熟 面条、黄酒 80
慈菇、百合、萝卜干、鲜枣、山楂、海棠 100
土豆、芋头、荸荠、藕、苹果、香蕉 125
山药、鲜黄花菜、梨、鲜荔枝、啤酒 150
广柑、蜜橘、葡萄、柿子、桃、李 200
Ⅱ.高脂肪类食品
食油 11
花生米、核桃仁、杏仁、芝麻酱 15
五花肉、火腿、干乳酪 30
Ⅲ.优质蛋白类食品
大豆、大豆粉、腐竹、油豆腐 25
淡奶粉、肉松、牛肉干 30
毛豆米、千张、豆腐干、腐乳、精肉、心、肝、胰、全蛋 63
禽肉、肫、肚、肺、腰子 100
豆腐、黄豆芽 125
鲜乳、酸乳 150
豆浆、豆腐脑 200
鱼虾、蟹、贝 250
Ⅳ.低能量(高维生素和矿物质)食品
蒜苗 250
胡萝卜、洋葱、蒜头、香椿 300
香菜 、萝卜、茭白、春笋 400
鲜豆荚、空心菜、韭菜、油菜、太古菜、包菜、荠菜、大葱、青蒜、 冬笋、鞭笋、丝瓜、西瓜、辣椒 500
鲜菇、小白菜、菠菜、芮蒿、生菜、豌豆苗、大白菜、龙须菜、蒲菜、芹菜、杨花萝卜、莴笋、苤兰、黄瓜、南瓜、苦瓜、瓠子、冬瓜、西葫芦、茄子、蕃茄、绿豆芽 1000

23.7 预防

大量实践表明;肥胖的预防远较治疗易于奏效,其最为根本的预防措施,也就是有充分的体力活动和适当的饮食进量,关键则在于及早采取措施以防患于未然,并养成习惯持之以恒。

从妊娠中期胎儿至劝儿期5岁以前,是人的一生中机体生长最劢的时期,这一时期的能量入超,将会促使全身各种组织细胞,包括脂肪细胞的增生肥大,而为终身打下体库增大解剖学基础。因此,预防工作就应从此开始。其重点是纠正传统的“婴儿越胖越好”的错误观念,切实掌握好能量摄入与消耗的平衡,勿使有能量的过剩;对哺乳期婴儿来说,必须提倡母乳喂养;待孩子稍大一点,就应培养其爱活动、有零食、不暴食等正确良好的生活饮食习惯。中年以后,由于机体的能量需要随着年龄的增长而递减;若与青年时期相比,40~49岁者要减5%,50~59岁者减10%,60~69岁者减20%,>70岁者则减30%。因此,必须及时调整其日常的饮食与作息,切实按照祖国医学所倡导的“体欲常劳,食欲常少;劳勿过极,少勿至饥”的原则去妥善安排。此外,人们在青春发育期、病后恢复期、妇女产后和绝经期等,以及在一年中的冬春季节和一日内的夜晚,其体脂往往也较易于引起积聚。所以,在这些时期或时刻,都必须及时根据具体对象与当时的具体情况,有针对性的对体力活动和饮食进量进行相应的调整,以不致体内有过剩的能量积聚。

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24 糖尿病

24.1 概述

糖尿病是一种有遗传倾向的慢性代谢紊乱疾病或内分泌疾病。其内分泌改变主要是由于胰岛素分泌绝对或相对不足所引起的碳水化物、脂肪蛋白质、水及电解质的代谢紊乱。其临床表现有糖耐量低减,高血糖,糖尿和多尿,多饮,多食,消瘦乏力(三多一少)等症状。其得不到满意的治疗,易并发心血管、肾脏、眼部及神经等病变;严重病例可发生酮症酸中毒,高渗性昏迷,乳酸酸中毒以致威胁生命。但如能及早治疗,使病情控制,病人寿限可明显延长,而且能从事正常工作。

祖国医学对糖尿病认识较早。战国时期《内经·素问》中,名之为消渴症。病因与肥胖有关,提出“此肥美之所发也,此人数食甘美而多肥也,肥者令人内热,甘者令人中满,故其气上溢,转为消渴”。对其症状描述为“肺消者,饮一溲二”。唐代孙思邈在《千金方》中提到此病的治疗和并发症。书中说“治之愈否,属在病者……”,“其所慎者有三。一饮酒,二房室,三咸食及面。能慎此者,虽不服药而自可灭也;不知此者,纵有金丹可救”。“消渴之人,愈与未愈,常须思虑有大痛”。唐代王焘《外台秘要》:“不欲饱食便卧,亦不宜终日久坐……”。“食毕即须行步,令稍畅而坐卧”。强调了适当体力活动的必要性。总之,祖国医学的某些提法符合近代医学的观点。

世界其它文明古国,如埃及、希腊、罗马、印度等在古医书中也有关于糖尿病的记载。Diabetes是希腊医生Aretaens(公元30~90年)提出的,意思是“尿水通畅”之意。Mellitus是1672年英国Thamas Willis描述糖尿病人的尿“甜如蜜”,后由William Cullen在Diabetes后面加上了mellitus。当时仅视此病为肾脏功能衰竭所致,并未与胰脏联系起来。1869年,德国医生Langerhams发现胰脏有特殊的小岛组织,并命名为兰格罕小岛(Islands of Langerhams)。1889年,德国von Merring 和Minkowski发现狗切除胰岛素后即引起糖尿病,确定了胰脏与糖尿病的关系。1922年,加拿大生理学家Banting和Best从狗的胰腺提取了胰岛素,并应用于临床。1965年,我国首先合成了胰岛素,随着美国、德国也相继合成。自此,为糖尿病的治疗增添了内容。此外,对于糖尿病的发病机理、病因、诊断方法以及预防治疗等方面还都在大力研究中。

众所公认,营养治疗是治疗糖尿病的基本措施,自胰岛素应用后,营养治疗原则亦由30年代的低热能、低碳水化物、高脂肪的饮食改为目前所主张的合理控制热能,适当提高碳水化物和食物纤维的摄入,减少脂肪进量。碳水化物占总热能的比值已由过去的20%增至45~65%。学者们认为提高碳水化物,减少脂肪进量是有利于防治必血管并发症的发生与发展。但是,饮食内容的改变对长期并发症的影响未弄清,有待进一步的研究。

24.2 临床分型

随着对糖尿病的病因和发病机理研究的不断深入,对其临床分型也提出了新的建议。1980年,世界卫生组织糖尿病专家委员会第二次报告提出了按美国国立卫生研究院糖尿病资料组方案分型的意见,见表24-1。

表24-1 糖尿病及糖耐量低减的分型

类型 以往命名 临床特点
糖尿病(DM)
胰岛素依赖型(NIDDM) 1.幼年型 1.任何年龄都可发生,但多在15岁以下
2.酮体抵抗型 2.病人不一定注射胰岛素,防止酮症,某些人为纠正持续高血糖需要注射胰岛素
1.非肥胖 3.稳定型 3.在应激时可发生酮症
2.肥胖 4.血胰岛素水平可正常或升高或低减
5.发病前不少病人有肥胖史
其它类型 继发性糖尿病 1.由其它因素引起:①胰腺病;②内分泌病,如肢端肥大症与库兴综合征;③服用引起血糖升高的激素和化学药物
2.除糖病外,还有其它的症状。
葡萄糖耐量低减 1.无症状糖尿病 1.口服葡萄糖耐量试验(OGTT)轻度低减,也可能是正常的波动
(IGT) 2.化学性糖尿病 2.易发生动脉硬化、高血压、高血脂及肥胖
1.非肥胖
2.肥胖
妊娠糖尿病 1.在妊娠期发现口服葡萄糖耐量试验不正常
(GDM)产后命名为潜在的葡萄糖耐量低减) 2.产后5~10年发生糖尿病机会多
过去有葡萄糖耐量低减 1.隐性糖尿病
2.糖尿病前期
(PREVAGT)
潜在的葡萄糖耐量低减 1.潜在的糖尿病 从未有不正常的葡萄糖耐量,但肯定有发生糖尿病的危险性,如有糖尿病的单卵双生子(或女)
(POTAGT) 2.糖尿病前期

24.3 发病情况、病因、机理

24.3.1 发病情况

糖尿病是一种常见病。世界各国、各民族都有发病。由于各国诊断方法不统一,所以发病率的统计数据难于比较。据世界糖尿病学会Entmacher和luft报道,全世界多数国家的发病率为1~2%。工业发达国家的发病率较发展中国家为高。美国的发病率是5~6%,而且近年来有增长趋势,每年增长6%。日本的发病率为0.6~5.10%。根据我国1980年13个省市30万人口调查,实际患病率为6.09%,标化率为6.74%。其中宁夏最高(10.62%),贵州最低(1.51%):经标化后则以北京为最高(11.04%),贵州仍最低(1.56%)。见表24-2。

世界各国各民族糖尿病的发病率差别很大。有人调查在美国西南部少数民族中印第安人中间,糖尿病发病率很高,男占41%,女占56%;而在阿拉斯加州爱斯基摩人中发病率却很低,在705名成年人中仅发现一名糖尿病人。这说明种族、遗传可能是影响因素。此外,即使在同一人群中,发病率也不尽相同,如年龄、性别以及环境等不同因素都可影响发病率。最为明显的是年龄差别,

表24-2 我国各省市糖尿病患病情况

省名 调查人数 诊断人数 患病率(隐 +显) 标化率(隐+显)
可疑 隐性 显性 失访
北京 39,896 171 162 129 11 7.20 11.04
黑龙江 20,855 97 54 98 80 7.29 7.58
内蒙 6,900 15 7 15 3.19 4.90
宁夏 10,548 66 31 81 55 10.62 10.94
青海 10,285 41 23 34 5.57 8.09
甘肃 10,285 49 10 57 23 6.51 9.18
山西 32,904 106 52 49 39 3.07 3.39
山东 30.149 108 88 72 63 5.31 5.59
浙江 31,597 150 130 90 51 6.96 5.96
福建 36,819 178 181 119 94 8.15 9.27
广东 42,789 160 132 43 84 4.09 5.54
广西 20,297 154 77 103 63 8.87 8.69
贵州 11,263 24 8 9 9 1.51 1.56
新疆 10,358 2 1 20 …… 2.00 1.70
合计 304,537 1,270 955 899 549 6.09 6.74

各国调查资料都表明,老年人的发病率高于儿童或青少年。美国糖尿病发病率高峰是65~75岁,我国的资料是20岁以下的最低,40岁以上的猛增,60岁组为最高(42.7%),男性高峰在70岁以上组(46.91%),女性高峰在60岁组(43.34%)。见图24-1。

我国十三省市各年龄组合

图24-1 我国十三省市各年龄组合

关于性别,似乎无一致性。欧洲和北美的糖病发病率,女性与男性之比是1.4:1,女性多于男性。东南亚国家中,男性患病率高于女性。我国13省市的资料,男女发病率之比为1.08:1,差别不显著(P>0.05)。这份资料还表明患病率以干部组为最高22.18%,农民为5.26%,牧民为3.19%。提示发病率可能与劳动强度、生活水平、饮食内容等有关。

根据流行病学的调查资料肯定了饮食营养因素对成年型糖尿病发生的影响。但是,由于各民族、各地区的饮食习惯不同,饮食结构各异因此至今尚难明确是与那一种单一成分有关。譬如,对高食糖,高脂肪饮食的调查,结果很不一致。在West的调查资料中提出马来西亚中委内瑞拉两国的食糖消耗量几乎相近,但后者的发病率却高于前者,并未发现食糖与发病率的关系。对高蛋白质饮食的影响也是如此。爱斯基摩人是以肉类和脂肪为主食,而该地区糖尿病人则甚少。因此,多数学者认为,饮食营养因素影响的关键在于营养过劢,热能摄取过多,导致肥胖而使发病率提高,因为肥胖是糖尿病的诱发因素。West调查了10个不同国家群体的糖尿病发生情况,从中发现发病率与标准体重百分比成正相关。体重轻者,发病率低;高者发病率高。如图24-2 所示。所以值得提醒的是随着人民生活的日益提高,生活条件的不断改善,重视合理的饮食管理,加强体力活动,控制肥胖人群的增长是十分必要的。此外对营养不良或营养失调的影响也不可忽视。譬如,在热带地区,像牙买加、印度、印度尼西亚等国有一种类型的糖尿病,在这类病人中都有儿童重度营养不良史。因为严重缺乏蛋白质,可以使胰岛素β细胞减少,功能减弱,甚至造成β细胞不可修复的损伤。又如在缺乏食物纤维或佩量元素铬或锌的地区,糖尿病的发病率比不缺乏的地区高。再如,长期以木薯为主食的热带地区,由于蛋白质摄入太低,致木薯所含的氰化物在体内积聚以致损伤胰岛,使之钙化或纤维化,亦可引起糖尿病的发生。因此,加强饮食管理,注意营养平衡,避免食物过于精细也是应当注意的问题。

图24-2 标准体重%与糖尿病发生率的关系EP:孟加拉 M:马来西亚 E:萨尔瓦多 P:巴拿马 G:危地马拉 H:洪都拉斯 N:尼加拉瓜 C:哥斯达黎加 V:委内瑞拉 U:乌拉丰

24.3.2 病因

糖尿病的病因是个复杂问题,迄今并耒完全阐明,但有些致病因素比较肯定。

(1)遗传因素 根据流行病学的调查和统计学的研究,遗传基因已被肯定为糖尿病的致病因素。Pinens和White在1933年调查了糖尿病和非糖尿病的家族史,发现在糖尿病人组和非糖病人组中,其父(或其母)有糖病的分别为8.33和1.96%;其同胞有糖尿病的分别为5.85和0.62%。White等还对挛生糖尿病发病率进行了调查,发现单卵挛生者中有75对是幼年型,在53对单卵挛生者中有47对是成年型。说明遗传基因对成年型糖尿病的作用较强,只要有些外界因素影响,如肥胖即可诱发糖尿病;对幼年型则不然,非有较强的外界因素,如病毒感染才能起作用。这也提示,不同类型的糖尿病原因也有不同。

(2)环境因素 诱发成年型糖尿病的因素,有肥胖、应激、感染和妊娠。

肥胖被视为成年型糖尿病的重要诱因。据临床分析,超重10%者,糖尿病发病率为正常体重者的1.5倍;超重20%者为3.2倍,超重25%者为8.3倍。这类病人发病彰多为食欲亢进,身体肥胖,血糖经常处于高水平状态,致使胰岛素分泌增多而失代偿。或由于肥胖者周围组织的胰岛素受体减少,致使胰岛素的敏感性减弱,必须分泌多量胰岛素才能满足需要。其结果是使胰岛β细胞陷于应激状态,久而久之胰岛功能衰竭,分泌相对减少,终于引起糖尿病。因此,对肥胖者加强饮食控制,降低体重是防治糖尿病的一项重要措施。

皮肤化脓性感染、心肌梗塞、外科手术、创伤等感染和应激因素可使成年糖尿病表面化。因为感染可以引起病人的胰岛素需要量增多,应激可使肾上腺皮质激素、肾上腺素、生长激素、胰高血糖素等拮抗胰岛素的激素分泌增多,从而诱发糖代谢紊乱。

妊娠也被视为成年型糖尿病的诱发因素。生育期有糖尿病家族史的妇女,往往在妊娠后期发病,分娩后可能缓解也可能不缓解。其原因可能是妊娠期胎儿生长需要母体供给大量的葡萄糖和氨基酸,结果促进了母体的糖元异生作用。同时类似生长激素的人胎盘生乳素(HPL)和胎盘分泌的雌激素、孕酮都有拮抗胰岛素的作用,均可引起血糖升高。

引起幼年型糖尿病机理也是个非常复杂而未完全阐明的问题,但较肯定的胰岛素绝对不足或相对不足是引起三大代谢紊乱的中心环节。近年来,应用放射免疫技术对各种糖尿病的胰岛素浓度及其分泌量进行了研究。测定结果是幼年型的血浆胰岛素浓度很低,甚至测不出来,认为这类病人的胰岛β细胞机能低下,胰岛素分泌绝对不足。而成年型的血浆胰岛素浓度可能接近或略高于正常水平,只是糖负荷反应性分泌迟缓。因此这类病人的胰岛β细胞分泌功能有相当保留,但反应迟钝,胰岛素分泌相对不足。

胰岛素是体内唯一的降血糖激素,也是唯一的促使能源贮留的激素。它对多数组织都有作用,特别显著的是对肝脏、脂肪组织和肌肉,而红细胞,肾和脑组织相对地不受它的影响。现将胰岛素的降血糖作用归纳如图24-3所示。

表24-3 正常人胰岛素对物质代谢的调节

代谢物质 肝脏 脂肪组织 肌肉
糖类(碳水化物) 促进糖元合成 促进葡萄糖转运入脂肪 促进葡萄糖转运入肌肉组织
激 活葡萄糖激酶 细胞
激活肝糖元合成酶
抑制糖元分解 促进糖酵解,供给α-磷 促进糖酵解
抑制磷酸化酶 酸甘油以合成脂肪 促进肌糖元合成
抑制糖元异生
脂肪 促进脂肪酸合成 ,酯化, 促进甘油三酯合成
释放甘油三酯,从而生成脂肪 抑制脂肪分解
蛋白质 抑制蛋白质分解 促进肌细胞吸取氨基酸
促进肌肉蛋白质合成

总之,胰岛素的主要生理功能是促进合成代谢,抑制分解代谢。一旦胰岛素缺乏,物质代谢即发生紊乱。严重时出现酮症酸中毒,甚至昏迷死亡。

糖代谢紊乱:肝脏中糖元分解增加,合成减少,糖元异生增加。脂肪组织和肌肉中葡萄糖的利用减少,糖进入脂肪组织及肌肉减少。肌肉中糖酵解减弱,肌糖元合成减少,分解加速。其结果是血糖增高,糖尿排出,引起多尿、多饮和多食。

脂肪代谢紊乱:由于糖代谢失常,引起能量供应不足,促进脂肪大量分解。经β-氧化而产生的大量乙酰辅酶A又不能与足够的草酰乙酸结合,于是转化成大量酮体,造成酮血症。乙酰乙酸和β-羟丁酸通过肾脏流失,带走大量碱基,造成代谢性酸中毒;同时大量糖尿、酮 尿引起多尿、脱水。严重临床表现为糖尿病酮症中毒、昏迷。乙酰辅酶A的增多,促进胆固醇合成旺盛,血中胆固醇增高。脂肪代谢失常的另一结果是血中甘油三酯增高,成为引起糖尿病血管并发症的重要因素。

蛋白质代谢紊乱:由于糖代谢失常,能量供应不足,使蛋白质分解亢进,合成减少,氮质呈负平衡。使 儿童生长发育受阴,病人消瘦,抵抗力降低,伤口不易愈合。蛋白质分解亢进后从细胞中释放的氨基酸增多,尿中氮及钾增多,影响水及酸碱平衡,引起肾功能损伤,导致酮症酸中毒、昏迷、死亡(图24-3)。

胰岛素缺乏的代谢紊乱

图24-3 胰岛素缺乏的代谢紊乱

24.4 临床症状及诊断

24.4.1 临床症状

糖尿病是一种慢性进行性疾病。典型症状是三多一少,即多尿、多饮、多食、消瘦乏力。多尿系因血糖增多,超过肾阈值,致使大量葡萄糖由肾脏排出,带走大量液体而引起,尿多者一日20余次,总量2000~3000ml以上。多饮是多尿的必然结果。多食是由于大量葡萄糖自体内排出,造成体内能源物质缺少,从而使患者感到饥饿、思食。另外,高血糖刺激胰岛素分泌亦可引起食欲亢进。糖尿病人缺乏胰岛素,不能充分利用葡萄糖供给热能,只得借助于肌肉和脂肪的分解,致使高能磷酸键减少,氮质呈负平衡,并出现失水等现象,因而患者在发病前多有肥胖史,但得病后体重也有所减轻。

全身症状,有腰痛、四肢酸痛、手足蚁感、麻木、视力减弱。妇女外阴搔痒、性欲减退、月经失调、宯经。男性阳萎。儿童夜间遗尿。重症伴有酮症酸中毒与电解质丢失。

以上症状在幼年型患者中表现明显,发展较快。在成年型患者表现不明显,而且进展缓慢,常在出现并发症时才被发现。值得注意的是成年型患者在发病的早期或发病前可有午饭或晚饭前低血糖反应,表现为乏力、多汗、颤抖及饥饿感。有的反应较轻,有的较重,进食后缓解;当糖尿病情明显后,低血糖症状随着减轻或消失,此症状可持续1~20年。

24.4.2 诊断

除症状与体征外,尿糖与血糖的生化指标是诊断糖尿病的主要依据。

尿糖的检验:正常人的尿含有微量的葡萄糖,用常规方法不能测出。患糖尿病者的尿糖常与血糖浓度平行。饭后尿糖最多,下午及晚间较少,清晨及早饭后又多。因此早饭后2~3h易发现尿糖,一般常规尿糖化验为定性和半定量,化验报告中“±”、“+”、“++”、“+++”、“++++”分别代表0.25、0.5、1.0、1.0、2.0g%尿糖浓度。这种定性化验有局限性,受饮水量的影响。例如,某病人饮水少,尿量少,测其尿糖为“++++”,若饮水多,尿量多时,再测其尿糖,可能减至“+”。因此应尽量测其24h尿糖定量。必需提出,尿糖值与肾阈值有关,正常的肾阈值是160~180mg%。年老患 者、久病患者往往高于此值。故不宜以尿糖有无而判断此类病人的血糖高低。

血糖的检验:如尿中发现有糖,必须测定血糖浓度。空腹血糖正常值(15-50岁)为100±20mg%(Folin-吴法),饭后敌国糖上升,一般不超过160~180mg%。逾50岁者,按每增加10岁,血糖标准增加10mg%计算。对血糖高于正常值而难于确诊的病例可采用口服葡萄糖耐量试验。在空腹时给受试者一定量的葡萄糖。一般一次口服100g或75g或每kg体重1.75g的葡萄糖。于口服前及后分别在30、60、90、120、180min采血。收集尿,并测血糖、尿糖值。观察血糖上升和下降变化以及尿糖有无以推测糖耐是否正常。糖尿病人空腹血糖正常或高于正常范围,进葡萄糖后高峰出现得早而且高,超过180mg%,同时高血糖持续时间延长,2-3h不能恢复到进糖前水平,更不能到正常水平如图24-4所示。对空腹血糖明显增高的重型显性病例,不宜做口服葡萄糖耐量试验,并排除体力活动、情绪激动、升糖药物等于扰因素。

口服葡萄糖耐量曲线

图24-4 口服葡萄糖耐量曲线

如欲了解胰岛β细胞的贮备功能,可采用放射免疫法测定空腹血浆胰岛素、C肽(胰岛素原断下的肽段)以及尿C 肽等。正常人空腹胰岛素浓度为5~10ug·ml-1,餐后为空腹的8-10倍;C 肽为1.0±0.23ug·ml-1,口服葡萄糖60min后,增至3.1ug·ml-1,尿中正常人24h尿中排出的C肽量为36±4ug。

24.5 治疗

24.5.1 一般治疗原则

治疗糖尿病的措施有药物治疗(包括注射胰岛素和口服降糖药)、营养治疗、运动疗法等。不管采用那种措施,其目的均应考虑:①纠正代谢紊乱,使血糖、血脂达到或接近正常值并消除症状;②防止或延缓血管或神经系统并发症的发生与发展;③维持成年人的正常体重,使肥胖者减重,消瘦者增重;④保证儿童和青少年的正常发育并能维持较强的体力活动。

药物治疗:仅就其一般原则扼要介绍如下。

(1)对幼年型病人,绝大多数采用胰岛素治疗。

(2)对成年型病人,首先考虑饮食控制,对肥胖者尤需如此,若控制不满意,再予以药物治疗,其措施为:

影响控制糖尿病病情的因素是多方面的。除采用药物治疗、营养治疗外,尚须加强体育锻练。因为适当的体育运动和体力劳动可以促进糖的利用,减轻胰岛负担。此外,结病人进行宣教,举办各种类型的学习班,使之掌握糖尿病的基本知识,保持乐观与稳定的情绪和有规律的生活制度也是非常必要的措施。

关于病情控制还没有统一的标准。上海第一医学院:《实用内科学》(1981)提出的标准是除病人症状、体征获得减轻、消除或控制,体重恢复至正常标准±5%以内,劳动及工作能力完全恢复正常外,化验指标包括:

血糖(真糖法)(全血)理想控制较好控制 一般控制空腹血糖(mg%)<110 130 150餐后1h(mg%)<150 180 200餐后2h(mg%)<130 150 180餐后3h(mg%)<110 130 150尿糖(24h总量)(g)<5<10<15口服葡萄糖耐量试验* 恢复正常 明显好转 轻度好转血脂浓度恢复正常 明显下降中轻度下降胆固醇(mg%)△<200< 230<250甘油三酯(mg%)▲<110< 130<150游离脂肪酸(mol·L-1)<600<800<1000*肾糖阈不正常者例外△国内正常范围 110-200mg%,高限230mg%。▲国内正常范围 20-110mg%,高限130mg%。

近年来,采用测定糖基血红蛋白(HbA1)的含量作为评价糖尿病控制优劣的一种方法糖基血红蛋白是血红蛋白主体和糖缩合的产物。它的含量与血糖水平直接相关,能反映测定前几周的体内平均血糖控制水平。未经控制日报糖尿病人HbA1为正常人的2~3倍。首都医院,向红丁等用微柱层析法测定50个正常人的HbA1,结果为6.38±0.38%。

24.5.2 营养治疗

营养治疗是治疗糖尿病的基本措施。无论是轻型的还是重型的,无论是用胰岛素的还是用口服药的,都必须通过饮食控制以减轻胰岛β细胞的负担,改善症状。对于年长、体肥而无症状或少症状的轻型病例,尤其是血浆胰岛素空腹时及餐后偏高者常常以营养治疗做为首要措施。对于重型或脆型病例,除药物治疗外,更宜严格控制饮食以防病情波动。

(1)营养治疗的原则 随着胰岛素的问世和临床研究的不断深入,对糖尿病的营养治疗原则也有所改变。30年代,胰岛素问世前后,营养治疗的原则是半饥饿疗法,以我国当时治疗的为例,总热能的供给量按105KJ·kg-1·d-1计算相当于病人的基础热能消耗。治疗初期碳水化物量为60~100g·d-1,占总热能的20%;脂肪量为100g左右,占总热能的60%,病情好转后碳水化物不超过240g·d-1,纯属低热能、低碳水化物、高脂肪饮食。内容见表24-4。50年代略有改变,即保证生理需要,轻体力劳动的病人,每日热能供给量是6300~8400kJ,蛋白质80~120g;碳水化物所供热能占总热能的40%。按我国的饮食结构来衡量仍属低碳水化物饮食。直至60年代,由于血管并发症已成为糖尿病人的主要死亡原因时,才提出了应提高碳水化物的进量,减少脂肪进量的主张。所美国糖尿病委员会报告,糖尿病人比非糖尿病人心脏病的发病率多2倍,坏疽多5倍,肾功能衰竭者多17倍,双目失明者多25倍。血管并发症的机理虽然尚不十分明了,但是实验资料说明控制血糖、血脂的升高,改善病情是可以减少或延缓并发症的发生和发展。首都医院的病历分析,病情控制好与尚好的糖尿病人,冠心病的发病率是34.3%,控制较差和差的,其发生率为48.2%,差别显著,P<0.025;控制好或尚好的糖尿病人在十年内眼底病变无恶化升2~4级者有38~52%,差别非常显著,P<0.005。因此,在制定营养原则时必须与防治血管并发症结合起来进行考虑。

表24-4 30年代糖尿病初期治疗的食谱内容

食物名称 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化物(g) 热能(kj)
鸡蛋6个(每个35g) 24.1 18.9 1084
瘦肉3两*(94g) 19.1 17.8 6991
白米1.5两*(47g) 3.9 0.1 37.1 701
蔬菜2斤(1000g) 10.0 30.0 672
油2两*(62g) 62.0 2343
总计 57.1 98.8 67.1 5792

*当时1斤=16两,1两=31g。

①总热能:多数学者认为合理控制热能是糖尿病营养治疗的首要原则。糖尿病人的热能供给以能维持或略低于理想体重为宜。对肥胖者必须减少热能摄入以减轻体重。对消瘦者必须提高热能摄入以增加体重。热能计算方法见“饮食的计算与计划”一节。

②碳水化物;近年来实验资料表明,在合理控制热能的基础上给予高碳水化物饮食(占总热能的60%左右),不仅能改善葡萄糖耐量,而且也不增加胰岛素的需要量。高碳水化物饮食可提高胰岛素的敏感性,尤其对有内源或外源胰岛素的患者更是如此。认为影响血糖升高的因素主要在于总热能的摄入。除碳水化物能供给机体需要的葡萄糖以外,其它热源营养素也可提供。至于提高碳水化物进量是否可促使血清甘油三酯升高的看法并有一致。因为影响空腹血脂的因素甚多,如膳食中的总脂肪量、饱和脂肪酸量、总热能等等都是影响因素。有人认为在糖尿病人中高碳水化物所引起的空腹甘油三酯升高是暂时性的,一旦病情控制好,血清甘油三酯可降低。目前,多数主张饮食中碳水化物提高到占总热能的60%左右,日进量控制在250~350g。对肥胖者可控制在150~200g,相当于粮食150~250g。对使用胰岛素的患者可适当放宽。对单纯饮食控制而又不满意者可适当减少。

含碳水化物的食物有:①蜂蜜(含葡萄糖34.2%,果糖40.5%)、白糖、红糖等精制糖,所含碳水化物属双糖类,含量约90%,这类糖在肠道易于吸收,故升血糖作用较迅速,因此糖尿病人应忌食。低血糖时例外。凡欲甜食者可以少量木糖醇,甜叶菊等代替精制糖;②米、面等谷类,主要含淀粉属多糖类,含量约80%,在肠道的吸收速率低于双糖类。糖尿病人可按规定量食用;③土豆、山药等块根类食物,其所含淀粉为多糖类,含量在20%,可代替部分主食食用;④水果类含果糖较多,约含碳水化物10%左右,其吸收速率较快,对血糖、尿糖控制不好的病人最好免食。一般,建议于两餐之间或晚间睡觉前试食少量;⑤蔬菜灯含有少量碳水化物,含纤维较多。如叶菜类仅含1~4%的碳水化物。其吸收速率甚慢,可适量多用。

近期文献报道,含碳水化物食物的组成不同,血糖升高的反映亦不同。Jenkins等人给健康受试者分别食用62种含碳水化物食物,然后测其血糖指数

(血糖指数+某食物在2h内血糖升高面积/相当含等量葡萄糖在2h血糖升高面积×100)

结果是块根类食物的血糖指数大于谷类,谷类又大于豆类,而且血糖指数还受烹调方法的影响,譬如新鲜土豆的血糖指数为70±8,炸土豆片的则为51±7。首都医院也对正常健康者做了24种的含碳水化物食物的血糖指数。结果见表24-5。

表 24-5 多种作物的血糖指数

95-100% 90-94% 85-89% 80-84% 75-79%
粳米 籼米 玉米面 二合面* 莜麦面
白菽 小米 玉米渣7/10云豆3/10 三合面**
糯米 标准面粉 绿豆2/10粳米7/10海带1/10 燕麦片
高粱米 乔麦面
绿豆1/4籼米3/4

*二合面:玉米面:黄豆粉=3:2

**三合面:玉米面:黄豆粉:标准面粉=2:2:1

上表说明二合面、三合面、莜麦面等升血糖的作用较白米、白面缓慢,这类食物是否可推荐为糖尿病人的较佳食品还是待于进一步的验证。这又为糖尿病的食物选择提供了新的课题。

③脂肪:既然防止或延缓血管并发症的发生与发展是治疗糖尿病的一个原则,那么减少饮食中脂肪进量也就十分重要了。目前的主张是,饮食中脂肪所供热能应减到占总热能的25~35%甚至再低些,按每公斤体重计算应低于1g。并限制饱和脂肪酸的摄入。富含饱和脂肪酸脂肪有牛、羊、猪油、奶油等动物性脂肪(鸡、鱼油除外)。植物油如豆油、花生油、芝麻油、菜籽油等含多不饱和脂肪酸(椰子油例外),可适当多用。除上述油脂外,肥肉含脂肪量按肉的肥瘦程度而定,高者可达90%。花生、核桃、榛子、松子仁等的脂肪含量也不低,含量在40~60%。胆固醇与心血管病关系密切,一般主张,每日摄 入量应低于300mg。值得提出的是血清胆固醇浓度除与饮食胆固醇含量有关外,尚受饮食总热能、总脂肪量及多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(P/S)等因素的影响。此外,血清胆固醇主要是由各组织细胞合成(以肝脏合成为主,占60~80%),仅有少量由食物摄取。而且食物胆固醇还可通过反馈作用调节肝细胞的合成。再有,食物胆固醇的吸收也随摄入量的增加而递减。有人观察摄食1、3、6g胆固醇后其吸收率分别为60、40或30%,因而对高胆固醇血症的治疗不宜单纯强调胆固醇的摄入量,而应考虑全面。富含胆固醇的食物有脑、肝、肾等脏腑类和蛋类。由于影响因素较复杂,故有人认为每日吃一个或隔日吃一个鸡蛋均未尝不可。

④蛋白质:糖尿病人的蛋白质供给量与正常人近似。成年人为1g·kg-1·d-1。但当病情控制不好时,易出现负氮平衡,故供给量需适当增加,按1.2~1.5g·kg-1·d-1计算。目前主张蛋白质所供热能占总热能的10~20%,其中动物蛋白质占1/3。素食者,供给量要提高,因植物蛋白质的生理价值低于动物蛋白质。

乳、蛋、瘦肉、干豆及其制品含 蛋白质较丰富。谷类的蛋白质含量虽不高(含7~10%),但由于在我国膳食中用量较多,因此也是供给蛋白质不可忽视的来源。若每日吃谷类300g,即可摄入蛋白质21-30g,约占全日供给量的1/3~1/2。

⑤维生素和无机盐是调节生理功能所不可缺少的营养素。凡病情控制不好的患者,易并发感染或酮症酸中毒,要注意维生素和无机盐的补充,因为这类病人的糖原异生作用旺盛,B族维生素消耗增多。补充B 族维生素,包括B12可改善神经症状。粗粮干豆类、脏腑类、蛋类及蔬菜(尤其绿叶蔬菜)类B族维生素较多。补充维生素C可防止因缺乏而引起的微血管病变。新鲜蔬菜是供给维生素C很好的来源。酮症酸中毒时要注意钠、钾、镁的补充以纠正电解质的紊乱,平时钠盐摄入不宜过高,过高易诱发高血压和脑动脉硬化。三价铬是葡萄糖耐量因子(GTF)的组成成分,作用于葡萄糖代谢中的磷酸变位酸,没有铬的参予时,其活性下降。有人观察给老年患者每日补充含铬酵母8g,可改善葡萄糖耐量,降低血清胆固醇和总脂质。含活性铬的食物有酵母、牛肉、肝、蘑菇、啤酒等;锌能协助葡萄糖在细胞膜上转运。每一分子胰岛素含有2个锌原子,估计锌与胰岛素活性有关。锌的主要来源是动物性食物。

⑥食物纤维:流行病学的调查以及临床研究都提出食物纤维有降低空腹血糖和餐后血以及改善葡萄糖耐量的作用。其作用机理可能与纤维的吸水性,与纤维能改变食物在胃肠甩的道传送时间等特点有关。因此主张在糖尿病饮食中要增加食物纤维量。至于增加多少或增添那类纤维还无明确规定。Jenkins等所用的高纤维饮食是选用可溶性的纯净纤维瓜耳胶(guar),用量为每日25g。Amderson等的高碳水化物、高纤维饮食是选用含 不溶性的纤维如整谷、麸皮、豆及蔬菜等。饮食中碳水化物占总热能的70%,蛋白质占19%,每4200kJ含食物纤维12~28g。Liranda等人的高纤维纤维饮食,每日供给粗纤维20g。值得提出的是无论添加那类纤维,一定要符合卫生学要求,防止有害杂质的掺入和霉菌的污染。添加可溶性纤维果滧可瓜耳胶时,要注意纤维的粘度。有人给正常人50g葡萄糖负荷时,若加瓜耳胶,则血糖值较对照组明显降低,但如代之以水解后无粘性的瓜耳胶,则降血糖作用消失,说明降血糖的作用与纤维水溶液的粘度呈正相关。在补充不溶性纤维如麦麸、黄豆皮等时,用量不宜过多,否则影响无机盐和维生素的吸收。再有,食物纤维最好与碳水化物食物混有一起依用以发挥它的作用。目前,有些食物成分表的粗纤维含量有足以反映食物纤维的实际含量,因为测定粗纤维仍用Hernrich Einhol 方法,此法可使8%的半纤维素、50~90%的木质素、20~25%的纤维素漏掉。

⑦酒精:每g酒精可供热能29kJ,酒精代谢不需要胰岛素。因此,有人认为少量饮酒是允许的。但是,我们认为,还是以不饮为宜,因为酒精除供热能以外,不含其它营养素,长期饮用对肝脏不利,易引起高甘油三酯血症。另外少数服磺脲类药物的患者饮酒后易出现心慌、气短、面颊红燥。注射胰岛素的患者易引起低血糖。

⑧餐次:为了减轻胰岛素的负担,使之合理分泌胰岛素,糖尿病人一日至少进食3餐,而且要定时定量。注射胰岛素或易出现低血糖的患者还应在3次正餐之间增添2~3次加餐,即从三次正餐中匀出一部分食品留做加餐用。这是防止低血糖,行之有效的措施,值得采用。三餐饮食内容要配搭均匀,餐餐有碳水化物、脂肪和蛋白质。这样有利于减缓葡萄糖的吸收,增加胰岛素的释放。David Estrick等将成年型病人分组,一组单纯给葡萄糖50g(CHO组),另一组除葡萄糖外尚加酪蛋白钙(Cacaseinate)30g和脂肪(鳄梨油,avocadooil)40g(CHO-P-F组),然后观察各组的升血糖反应。如图24-5所示。经口葡萄糖组,血糖升高快,加蛋白质和脂肪组,血糖升高慢。

不同营养内容的血糖反应

图24-5 不同营养内容的血糖反应

(2)饮食的计算与计划

①营养素供给量的计算:

热能计算:按照患者的年龄、性别身高、现实体重、劳动强度确定热能供给量。凡现实体重超标准体重20%者为肥胖,低于20%者为消瘦。标准体重可从表24-6查找,亦可按下述公式粗略计算:身高(cm)-105=体重(kg)。如身高170cm者,其标准体重应为170-105=65kg。然后再参看表24-7的热能供给标准计算时即参考前述治疗原则,(三者占总热能分配比分别为45~65、10~20、25~35%),又要结合患者的饮食习惯、病情需要等。对消瘦患者,蛋白质和脂肪摄入量应适当提高;对肥胖者,肥胖和碳水化物摄入量要相应减少等。

举例:患者,身高170cm,现实体重80kg,标准体重65kg,体型肥胖,从事办公室工作,平时食量中等。单纯饮食治疗。

全日热能供给量为65kg×(84~105)kJ=5460~6825kJ。既然该患者平时食量中等,体型肥胖,为了使其减重,那么全日热能供给量即可按5460kJ估算。减重饮食中蛋白质进量不宜过低,因此按占总热能的20%计算,碳水化物、脂肪分别按55和25%计算。即全日蛋白质供给量为(5460kJ×20%÷17kJ)65g,碳水化物为(5460kJ×20%÷17kJ)180g,脂肪为(5460kJ×25%÷38kJ)36g。

②食谱内容的计算与计划:按食品交换份(详见“食物交换份”一节)计算与计划 根据患 者的全日营养供给量,半结合其日常饮食内容和习惯,利用表24-10所列各类食物的计划营养成分计算和计划食谱内容。

表24-6 上海地区成年人的理想体重表

①男性理想体重(kg)

年龄(岁) 身高(cm)
140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180
15 41 42 43 44 45 47 48 50 53 55 58
17 44 44 45 47 48 49 51 53 55 58 61
19 45 46 47 49 50 51 53 55 57 60 67
21 47 48 49 50 51 53 54 56 59 61 64
23 48 49 50 51 52 54 55 57 59 62 65
25 48 49 50 51 52 54 55 57 59 62 65
27 48 49 50 51 53 54 56 58 60 63 66
29 49 50 51 52 53 55 56 58 60 63 66
31 49 50 51 52 54 55 57 59 61 64 67
33 50 51 52 53 54 56 57 59 62 64 67
35 50 51 52 53 55 56 58 60 62 65 68
37 51 52 53 54 55 57 58 60 62 65 68
39 51 52 53 54 55 57 59 60 63 65 69
41 51 52 53 54 56 57 59 61 63 66 69
43 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
45 52 53 54 55 56 58 59 61 63 66 69
47 52 53 54 55 56 58 60 62 64 66 70
49 52 53 54 55 57 58 60 62 64 67 70
51 52 53 54 56 57 58 60 62 64 67 70
53 52 53 54 56 57 58 60 62 64 67 70
55 52 53 54 55 57 58 60 62 64 67 70
57 52 53 54 55 56 58 58 61 64 66 69
59 52 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
61 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
63 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
65 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
67 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
69 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
71 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
73 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69
75 51 52 53 55 56 57 59 61 63 66 69

②女性理想体重(kg)

年龄(岁) 身高(cm)
140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180
23 44 45 46 47 49 51 53 56 59 64 69
25 44 45 46 47 49 51 54 56 60 64 69
27 45 46 47 48 50 52 54 57 60 65 70
29 45 46 47 49 51 53 55 58 61 66 71
31 46 47 48 49 51 53 55 58 61 66 71
33 46 47 48 50 51 53 56 58 62 66 72
35 46 48 49 50 52 54 56 59 62 66 72
37 47 48 49 51 53 55 57 60 63 67 73
39 48 49 50 52 53 55 58 60 64 68 73
41 48 50 51 52 54 56 58 61 64 69 74
43 49 50 51 53 55 57 59 62 65 69 75
45 49 50 52 53 55 57 59 62 65 69 75
47 50 51 52 53 55 57 59 62 65 70 75
49 50 51 52 53 55 57 59 62 66 70 75
51 50 51 53 54 55 57 60 62 66 70 75
53 50 51 53 54 56 58 60 62 66 70 75
55 51 52 53 54 56 58 60 63 66 71 76
57 51 52 53 55 56 58 60 63 67 71 76
59 51 52 53 55 56 58 60 63 67 71 76
61 50 51 52 54 56 58 60 63 66 70 76
63 50 51 52 54 55 57 60 62 65 70 75
65 50 51 52 54 55 57 60 62 65 70 75
67 50 51 52 54 55 57 60 62 65 70 75
69 50 51 52 54 55 57 60 62 65 70 75
71 50 51 52 54 55 57 60 62 65 70 75
73 50 51 52 54 55 57 60 62 65 70 75
75 50 51 52 54 55 57 60 62 65 70 75

③男性±10%理想体重(kg)

年龄(岁) 身高(cm)
140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180
15 37~45 38~46 39~47 40~48 41~50 42~52 43~53 45~55 48~59 50~61 52~64
17 40~48 40~48 41~50 42~52 43~53 44~54 46~56 48~58 50~61 52~64 55~67
19 41~50 41~51 42~52 44~54 45~55 46~56 48~58 50~61 51~63 54~66 57~69
21 42~52 43~53 44~54 45~55 46~56 48~58 49~59 50~62 53~65 55~67 58~70
23 43~53 44~54 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 53~65 56~68 59~71
25 43~53 44~54 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 52~64 54~66 56~68 59~73
27 43~53 44~54 45~55 46~56 48~58 49~59 50~62 52~64 54~66 57~69 59~73
29 44~54 45~55 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 52~64 54~66 57~69 59~73
31 45~54 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 53~65 55~67 58~70 60~74
33 45~55 46~56 47~57 48~58 49~59 50~62 51~63 53~65 56~68 59~70 60~74
35 45~55 46~56 47~57 48~58 49~59 50~62 52~64 54~66 56~68 59~70 60~74
37 46~56 47~ 57 48~ 58 49~59 50~61 50~62 52~64 54~66 56~68 59~72 61~75
39 46~56 47~57 48~58 49~59 50~61 51~63 53~65 54~66 57~69 59~72 62~76
41 46~56 47~57 48~58 49~59 50~62 51~63 53~65 54~66 57~69 59~73 62~76
43 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
45 47~57 48~58 49~59 50~61 50~62 52~64 53~65 55~67 57~69 59~73 63~76
47 47~57 48~58 49~59 50~61 50~62 52~64 54~68 56~69 58~70 59~73 63~77
49 47~57 48~58 49~59 50~62 51~63 52~64 54~66 56~68 58~70 60~74 63~77
51 47~57 48~58 49~59 50~62 51~63 52~64 54~66 56~68 58~70 60~74 63~77
53 47~57 48~58 49~59 50~62 51~63 52~64 54~66 56~68 58~70 60~74 63~77
55 47~57 48~58 49~59 50~61 51~63 52~64 54~66 56~68 58~70 60~74 63~77
57 47~57 48~58 49~59 50~61 50~62 52~64 53~65 55~67 58~70 59~73 62~76
59 47~57 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
61 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
63 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
65 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
67 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
69 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
71 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
73 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76
75 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 51~63 53~65 55~67 57~69 59~73 62~76

④女性±10%理想体重(kg)

年龄(岁) 身高(cm)
140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180
15 34~42 35~43 36~44 38~46 40~48 41~50 43~53 49~56 49~59 52~64 58~70
17 38~46 39~47 40~48 41~51 42~52 44~54 47~57 49~59 52~64 56~68 60~74
19 39~47 40~48 41~51 42~52 44~54 46~56 48~58 50~62 53~65 57~69 62~76
21 39~47 41~50 41~51 42~52 44~54 46~56 48~58 50~62 53~65 58~70 62~76
23 40~48 41~50 41~51 42~52 44~54 46~56 48~58 50~62 53~65 58~70 62~76
25 40~48 41~50 41~51 43~53 44~54 46~56 49~59 50~62 54~66 58~70 62~76
27 41~50 41~51 42~52 43~53 44~54 47~57 49~59 51~63 54~66 59~72 63~77
29 41~50 41~51 42~52 44~54 46~56 48~58 50~61 52~64 55~67 59~72 64~73
31 41~51 42~52 43~53 44~54 46~56 48~58 50~61 52~64 55~67 59~73 64~78
33 41~51 42~52 43~53 45~55 46~56 48~58 50~62 52~64 56~68 59~73 65~79
35 41~51 43~53 44~54 45~55 46~56 48~58 50~62 53~65 56~68 60~74 65~79
37 42~52 43~53 44~54 46~56 48~58 50~61 51~63 54~66 57~69 60~74 66~80
39 43~53 44~54 45~55 47~57 48~58 50~61 52~64 54~66 58~70 61~75 66~80
41 43~53 45~55 46~56 47~57 49~59 50~62 52~64 55~67 58~70 62~76 67~81
43 44~54 45~55 46~56 48~58 50~61 50~62 53~65 56~68 59~72 62~76 68~83
45 44~54 45~55 47~57 48~58 50~61 51~63 53~65 56~68 59~72 62~76 68~83
47 45~55 46~56 47~57 48~58 50~61 51~63 53~65 56~68 59~72 63~77 68~83
49 45~55 46~56 47~57 48~58 50~61 51~63 53~65 56~68 59~73 63~77 68~83
51 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 56~68 59~73 63~77 68~83
53 45~55 46~56 48~58 49~59 50~62 52~64 54~66 57~69 59~73 63~77 68~84
55 46~56 47~57 48~58 49~59 50~62 52~64 54~66 57~69 59~73 63~77 68~84
57 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 52~64 54~66 57~69 60~74 64~78 68~84
59 46~56 47~57 48~58 50~61 50~62 52~64 54~66 57~69 60~74 64~78 68~84
61 45~55 46~56 48~58 49~59 50~62 52~64 54~66 57~69 59~73 63~77 68~84
63 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 57~69 59~73 63~77 68~83
65 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 57~69 59~72 63~77 68~83
67 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 57~69 59~72 63~77 68~83
69 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 57~69 59~72 63~77 68~83
71 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 57~69 59~72 63~77 68~83
73 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 57~69 59~72 63~77 68~83
75 45~55 46~56 47~57 49~59 50~61 51~63 54~66 57~69 59~72 62~77 68~83

⑤男性20%理想体重(kg)

年龄(岁) 身高(cm)
140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180
15 33~49 34~50 34~52 35~53 36~54 38~56 38~58 40~60 42~64 44~66 46~70
17 35~53 35~53 36~54 38~56 38~58 39~59 41~61 42~64 44~66 46~70 49~73
19 36~54 37~55 38~56 39~59 40~60 41~61 42~64 44~66 46~68 48~72 50~76
21 38~56 38~58 39~59 40~60 41~61 42~64 43~65 45~67 47~71 49~73 51~77
23 38~58 39~59 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 47~71 50~74 52~78
25 38~58 39~59 40~60 41~61 42~62 43~65 45~67 46~70 48~72 50~74 53~79
27 38~58 39~59 40~60 41~61 42~64 43~65 45~67 46~70 48~72 50~76 53~79
29 39~59 40~60 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~70 48~72 50~76 53~79
31 39~59 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 47~71 49~73 51~77 54~80
33 40~60 41~61 42~62 42~64 43~65 44~66 46~68 47~71 50~74 51~77 54~80
35 40~60 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~70 48~72 50~74 52~78 54~80
37 41~61 42~62 42~64 43~65 44~66 46~68 47~71 48~72 50~74 52~78 54~82
39 41~61 42~62 42~64 43~65 45~67 46~68 47~71 48~72 50~76 52~78 54~80
41 41~61 42~62 42~64 43~65 45~67 46~68 47~71 49~73 50~76 53~79 55~83
43 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 47~71 49~73 50~76 53~79 55~83
45 42~62 42~64 43~65 44~66 45~67 46~70 47~71 49~73 50~76 53~79 55~83
47 42~62 42~64 43~65 44~66 45~67 46~70 48~72 50~74 51~77 54~80 56~84
49 42~62 42~64 43~65 44~66 46~68 46~70 48~72 50~74 51~77 54~80 56~84
51 42~62 42~64 43~65 45~67 46~68 46~70 48~72 50~74 51~77 54~80 56~84
53 42~62 42~64 43~65 45~67 46~68 46~70 48~72 50~74 51~77 54~80 56~84
55 42~62 42~64 43~65 44~66 46~68 46~70 48~72 50~74 51~77 54~80 56~84
57 42~62 42~64 43~65 44~66 45~67 46~70 47~71 49~73 51~77 53~79 55~83
59 42~62 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 47~71 49~73 50~76 53~79 55~83
61 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83
63 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83
65 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83
67 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83
69 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83
71 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83
73 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83
75 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~68 43~71 49~73 50~76 53~79 55~83

⑥女性 ±20%理想体重(kg)

年龄(岁) 身高(cm)
140 144 148 152 156 160 164 168 172 176 180
15 30~46 31~47 32~48 34~50 35~53 36~54 38~58 41~61 43~65 46~69 51~77
17 34~50 34~53 35~53 37~55 38~56 39~59 42~62 43~65 46~70 50~74 51~80
19 34~52 35~53 37~55 38~56 39~59 41~61 42~64 45~67 47~71 50~76 55~83
21 34~52 36~54 37~55 38~56 39~59 41~61 42~64 45~67 47~71 51~77 55~83
23 35~53 36~54 37~55 38~56 39~59 41~61 42~64 45~67 47~71 51~71 55~83
25 35~53 36~54 37~55 38~56 39~59 41~61 43~65 45~67 47~71 51~77 55~83
27 36~54 37~55 38~56 38~58 40~60 42~64 43~65 46~68 48~72 52~78 57~85
29 36~54 37~55 38~56 39~59 41~61 42~64 44~66 46~70 49~73 52~78 57~85
31 37~55 38~56 38~58 39~59 41~61 42~62 44~66 46~70 49~73 52~78 57~85
33 37~55 38~56 38~58 40~60 41~61 42~62 45~67 46~70 50~74 53~79 58~86
35 37~55 38~58 39~59 40~60 42~62 43~65 45~67 47~71 50~74 54~80 58~86
37 38~57 39~59 39~59 41~61 42~62 44~66 46~68 48~72 50~74 54~80 58~88
39 38~58 39~59 40~60 42~62 42~64 44~66 46~70 48~72 50~77 54~82 58~88
41 38~58 40~60 41~61 42~62 43~65 45~67 46~70 49~73 51~77 55~83 59~89
43 39~59 40~60 41~61 42~64 44~66 45~67 47~71 50~74 52~78 55~83 60~90
45 39~59 40~60 42~62 42~64 44~66 46~68 47~71 50~74 52~78 55~83 60~90
47 40~60 41~61 42~62 42~64 44~66 46~68 47~71 50~74 52~78 55~83 60~90
49 40~60 41~61 42~62 42~64 44~66 46~68 47~71 50~74 53~79 56~84 60~90
51 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 48~72 50~74 53~79 56~84 60~90
53 40~60 41~61 42~64 43~65 45~67 46~70 48~72 50~76 53~79 56~84 61~91
55 41~61 42~62 42~64 43~65 45~67 46~70 48~72 50~76 53~79 56~84 61~91
57 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~70 48~72 50~76 54~80 57~85 61~91
59 41~61 42~62 42~64 44~66 45~67 46~70 48~72 50~76 54~80 57~85 61~91
61 40~60 41~61 42~62 43~65 45~67 46~70 48~72 50~76 53~79 56~84 61~91
63 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 48~72 50~74 53~79 56~84 60~90
65 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 48~72 50~74 52~78 56~84 60~90
67 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 48~72 50~74 52~78 56~84 60~90
69 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 48~72 50~74 52~78 56~84 60~90
71 40~60 41~61 42~62 33~65 44~66 46~68 48~72 50~74 52~78 56~84 60~90
73 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 48~72 50~74 52~78 56~84 60~90
75 40~60 41~61 42~62 43~65 44~66 46~68 48~72 50~74 52~78 56~84 60~90

表24-7 不同劳动强度的热能供给标准(kJ·kg-1·d-1

体型 劳动强度
重体力 轻(中)体力 极轻(脑力)体力 卧床
正常 160 147 126 63~84
肥胖 147 126 84~105 63
消瘦 160~210 160 147 84~105

例:患者全日营养素供给量为热能5460kJ、碳水化物180g、蛋白质65g、脂肪36g。平时每日吃牛奶250g,蔬菜500g。其食谱内容的计算如表24-8所示。

表24-8 食谱内容计算

食谱内容 交换份 食品量(g) 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化物(g) 热能(kJ)
牛奶(豆、乳类) 1 250 12 8 11 672
蔬菜类 1 500 5 15
26
336
谷类 (180-26)/38≈4 4 200 20
37
4 152 3024
瘦肉类(65-37)/9≈3 3 150 27 15
27
1008
油脂类(36-27)/9≈1 1 1汤匙 9 336
合计 64 36 178 5376(5426)

第一步:计算碳水化物食品量。已知患者每日可食牛奶250g,蔬菜500g,由表24-9查出二者共供碳水化物26g。全日需碳水化物180g,不足之数需由谷类补充。每份谷类供38g碳水化物,因此全日谷类量应为(180-26)g÷38g≌4交换份。即200g9表24-10)。

第二步计算蛋白质食品量。患者已从牛奶、谷类、瘦肉类摄取脂肪37g(从表24-9查出)。全日需65g蛋白质,不足之数需由瘦肉类供给,每份瘦肉类供蛋白质9g。因此全日应有瘦肉类(65-37)g÷9g≌3交换份,即150g(表24-10)。

第三步计算脂肪食品量。患者已从牛奶、谷类、瘦肉类摄取脂肪27g(从表24-9查出),全日需脂肪36g。不足之量由烹调油补充。每份油脂类供脂肪9g。因此全日烹调油为(36-27)g÷9g≌3交换份,即1汤匙(表20-10)。

表24-9 食品交换分类表

分类 食品 交换份 重量或容量 热能(kJ) 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化物(g)
谷类:包括绿豆,红小豆、土豆 、山药,粉皮,粉条 1 白米或白面50g 756 4 1 38
蔬菜类: 甲种:含碳水化物1~3% 甲种约500~750g 336 5 5
乙种含碳水化物4~10% 乙种约500~750g 376 1 21
水果类 1 按水果含碳水化物量而定 376 1 21
瘦肉类:包括禽,鱼,蛋豆制品等 1 瘦肉50g 336 9 5
乳类:包括豆浆,干黄豆等 牛奶250g 756 12 8 11
油脂类:包括花生,核桃芝麻酱等等 1 烹调油1汤匙 336 9

按照上述计算,患者全日饮食量为牛奶250g(1瓶)、蔬菜类500g、谷类200g、瘦肉150g和烹调油1汤匙。若三餐按1/5、2/5、2/5分配,其食谱内容计划如表24-10所示。

表24-10 食谱内容与举例

食谱内容 全日交换份 全日 食品量(g) 早餐 午餐 晚餐
交换份 食品量(g) 交换份 食品量(g) 交换份 食品量(g)
牛奶 1 250 1 250
蔬菜类 1 500 0.5 25 0.5 25
谷类 4 200 1 50 1.5 75 1.5 75
瘦肉类 3 150 1.5 75 1.5 75
烹调油 1 1汤匙 0.5 半汤匙 0.5 半汤匙
食谱举例* 早:牛奶250g(1瓶)馒头50g 午:鸡蛋1个,炒豆芽150g,瘦肉25g,波菜汤100g,米饭75g(米),烹调油半汤匙 晚:豆腐干50g,炒芹菜150g,瘦肉25g,白菜100g,汤面75g(面粉),烹调油半汤匙

*参看食品交换表24-11~24-16选择食物品种。

③食品交换份法:营养治疗虽是治疗糖尿病的基本措施,但要求过于严格,计算过于精确,这是不必要的。因为人是复杂的机体,影响病情的因素甚多,不应将营养供给量的要求,食物成分表的含量做为唯一有依据。所以那种将热能计算到“J”,称重精确到“克”的要求不仅使病人难于执行,难于坚持,反而给病人带来精神负担,对治疗不见得有利。美国自50年代开始采用食品交换份法代替“精确”计算法以后,很多国家都仿效之,只是设计内容知有不同。首都医院营养部和内分泌科糖尿病研究室参考美、日等国的资料,结合我国国情制定了糖尿病的食品交换表。现介绍如下:

A.将糖尿病人常用食品按所含营养成分的特点分为六类:

第一类:富含碳水化物的谷类,包括土豆、山药等块根类和粉条、粉皮等淀粉类食品。

第二类:富含无机盐、维生素和食物纤维的蔬菜类。

第三类:富含无机盐、维生素和果糖的水果类。

第四类:富含蛋白质的瘦肉类,包括蛋类和豆制品。

第五类:含有蛋白质、脂肪、碳水化物等营养素的乳类,包括干(青)黄豆、豆腐粉、豆浆。

第六类:富含脂肪的油脂类,包括花生、核桃等硬果类。

将上述六类食品按常用仪器的常用量计算出每一份的营养值。营养值尽量用整数表达,便于记忆。如每一交换份白面,即50g白面供热能756kJ,每一交换份瘦肉,即50Guvh 肉供热能336kJ等等。

B.根据当地的供应情况和饮食习惯,在每类食品中列出其它等值(营养值基本相等)食品交换量。如谷类值表中列出50g白米可换成土豆250g;瘦肉类等值表中列出50g瘦肉可换成大鸡蛋一个等等。

C.按照粮尿病营养治疗原则列出不同热能的交换份内容和数量,见表24-17,供医生和营养工作者制订食谱的参考。

表24-11 等值谷类交换表

每份谷类供蛋白质4g,脂肪1g,碳水化物38g,热能756kJ

食品 每份重量(g) 食品 每份重量(g)
白米或小米 50 高梁米 50
白面 或玉米面 50 咸面包 75
挂面 50 苏打饼干 50
生面条 60 干粉皮或粉条 40
鲜玉米(市品) 75 荸荠或慈姑 150
凉粉 750 山药(市品) 250
绿(赤)豆 75 土豆 (市品) 250

表24-12 等值蔬菜类交换表

每份蔬菜类供蛋白质5g,碳水化物15g,热能336kJ。

甲种:含碳水化物1~3%的蔬菜;乙种:含碳水化物4%以上的蔬菜
甲.下例蔬菜每份重量约500~750g 乙.食品 每份重量(g)
叶菜类:白菜,圆白菜,菠菜,油菜,韭菜等 倭瓜 350
根茎类:芹菜,苤兰,青笋等 柿椒 350
瓜果类:西葫芦,西红柿,冬瓜,黄瓜,苦瓜,茄子, 萝卜 350
丝瓜等 鲜豇豆 250
其它:绿豆芽,茭白,冬笋,菜花、鲜磨,龙须菜等 扁豆 250
胡萝卜 200
蒜苗 200
鲜豌豆 100
水浸海带 350

表24-13 等值水果类交换表

每份水果供蛋白质1g,碳水化物21g,热能378kJ

食品 每份 重量 (市品,g) 食品 每份重量(g)
鸭梨(2小个) 250 西瓜 750
桃(2小个) 250 苹果(2小个) 200
桔子(2中个) 200 李子(4个) 200
盖柿(1中个) 200 葡萄(20粒) 200
鲜荔枝(6个) 200 鲜枣(10个) 100

表24-14 等值瘦肉类交换表

每份瘦肉类供蛋白质9g,脂肪5g,热能336kJ

食品 每份重量(g) 食品 每份重量(g)
精瘦牛、羊、猪肉 50 南豆腐 125
肥瘦牛、羊、猪肉 25 北豆腐 100
瘦香肠 20 麻豆腐 100
蛤蜊肉 100 豆腐干 50
大鸡蛋(1斤9个) 1个 豆腐丝 50
小鸭蛋(1斤9个) 1个 油豆腐 50

表24-15 等值乳类交换表

每份乳类供蛋白质12g,脂肪8g,碳水化物11g,热能6720kJ

食品 每份重量(g) 食品 每份重量(g)
牛奶 250 豆浆(豆粉冲) 300
酸奶(无糖) 1瓶 豆粉 40
奶粉(无糖) 30 干黄(青)豆 40
蒸发淡奶 125

表24-16 等值油酯类交换表

每份油酯类供脂肪9g,热能378kJ

食品 每份食品量(g) 食品 每份食品(g)
烹调油 10(约1汤匙0 葵瓜子(市品) 30
花生米 15(约20粒) 南瓜子(市品) 30
杏仁 15 核桃(市品) 30(约2个)
芝麻酱 15(约1汤匙)

表24-17 不同热能糖尿病饮食内容(举例)

热能(kJ) 热能分配(%) 谷类 蔬菜类 瘦肉类 乳类 油脂类
蛋白质 脂肪 碳水化物 交换份 重量 (g) 交换份 重量 交换份 瘦肉重量 (g) 交换份 牛奶重量 (g) 交换份 烹调油重量 (汤匙)
4200 17 27 56 3 150 1 500 2 100 1 250 1 11
5100 17 27 56 4 200 1 500 2 100 1 250 1.5 1.5
5880 18 27 55 4.5 225 1 500 3 150 1 250 1.5 1.5
6720 18 27 55 5 250 1 500 4 200 1 250 1.5 1.5
7560 17 26 57 6 300 1 500 4 200 1 250 2
8400 16 26 58 7 350 1 500 4 200 1 250 2.5 2.5
9240 15 24 61 8 400 1 500 4 200 1 250 2.5 2.5
10080 15 23 62 9 450 1 500 4 200 1 250 3 3

举例;如某患者需要7560kJ的饮食,则可按表24-17所供内容安排食谱,即全日可吃主食300g,蔬菜500g,瘦肉类(包括蛋和豆制品)200g,牛奶250g(1瓶),烹调油2汤匙。其3餐食谱安排如下:

早餐:牛奶250g

卤豆腐干50g,

馒头(面粉)50g,白米25g粥

午餐:瘦肉75g,炒莴笋100g

拌蒿子杆150g

米125g饭,烹调油1汤匙

晚餐;鸡蛋1个,炒小白菜150g

瘦肉25g,川小萝卜100g汤

花卷(面粉)100g,烹调油1汤匙

食品交换份法的计算比较粗略,但易于掌握,而且还为食谱变换花样提供了方便,因此病人愿意使用。

(3)特殊情况的营养治疗原则

①糖尿病合并妊娠;胰岛素问世前,糖尿病妇女多数不孕。即使偶而妊娠,死亡率和婴儿转围产期死亡率也很高。胰岛素应用后,情况有所好转,孕妇死亡率已由原来的45%降到近年来的几乎0%,婴儿围产期死亡率已由原来的40%降到目前10~15%。即使如此,新生儿畸形仍是妊娠糖尿病的重要问题。根据观察资料,畸形的发生与妊娠前后病情控制好坏有着密切关系。如哥本哈根的资料,在116例糖尿病孕妇中有15例发生先天性畸形的。他们在妊娠14周以前对这116例孕妇做了HbA1c(糖基红蛋白)的测定,结果 HbA1c值越高者,畸形儿发生率越高,如表24-18所0示。因而加强对妊娠糖尿病患者控制是十分必要的。

表24-18 116例糖尿病孕妇中HbA1c值与畸形数

HbA1C% 例数 畸形例数(%)
<6.9 19
7.0 ~8.5 39 2(5.1)
8.6~9.9 35 8(22.9)
>10 23 5(21.7)
合计 116 15

妊娠糖尿病患者的营养治疗原则应是营养素的供给量能满足母体和胎儿生长发育的需要,又要严格监护使其体重不宜增长过快,最好在妊娠期体重增长不超过9-10kg。妊娠期前4个月的营养素供给量与正常人同,后5个月比正常需要每日增加热能1260kJ,增加蛋白质25g,并注意钙、磷、铁和多种维生素的补充。对有浮肿倾向者和高血压者要限制钠盐供给低盐饮食。对肥胖患者不宜采用低热能饮食降低体重,否则易影响胎儿的发育。

②儿童糖尿病:指15岁以下的患儿,绝大多数为IDDM。近数十年来,由于胰岛素和抗生素的广泛应用和对酮症酸中毒治疗技术的提高,使儿童糖尿病的预后有了较大的改善。Craig介绍10岁糖尿病患者的寿命为一般同龄儿童的73%。White报告有的糖尿病患者的寿命已超过60岁,不少儿童患者至成人后能正常生活和工作。Drash指出控制不好的患儿死亡率为控制好的2倍。因此加强管理是减少糖尿病患儿死亡的重要措施。

儿童糖尿病的营养治疗原则;①供给充足的热能和各种营养素以维持正常的生长发育和正常生活的能力。热能供给量可按下述公式计算。

总热能=1000+100(年龄-1)?4.2kJ。

例5岁患儿的总热能=1000+100(年龄-1)?4.2kJ=5880kJ。蛋白质按2-3g·kg-1·d-1计算,青春期的热能供给量女为10080-11340kJ·d-1,男为12600-15120kJ·d-1。无机盐、维生素的供给量参看正常儿童的;②预防心血管并发症的发生,饮食中脂肪量不宜过高,尤其是动物性脂肪。蛋白质、脂肪和碳水化物占总热能的比值分别为20、30和50%;③强调饮食定时定量。除3次正餐外,另给加餐2-3次以防血糖过度波动。

③糖尿病肾病是糖尿病人,特别是幼年型患者死亡的主要原因。其临床表现为蛋白尿、血浆蛋白下降、血浆胆固醇升高、全身性浮肿、高血压和肾功能下降,最后可发展为肾功能衰竭、尿毒症。

糖尿病肾病的营养治疗原则是饮食中所供热能要充足以满足日常活动的需要;所供蛋白质要根据病情决定。对肾功能正常者,供给量略高于正常需要量,每日约80g以下补偿尿蛋白的丢失,但过高增加肾脏负担,亦不相宜。对肾功能减退者,一般主张蛋白质供给量为每日35~45g,稍高于无糖尿病的肾功能衰竭的患者。并在限量内多用乳、蛋、瘦肉等动物性蛋白质。一方面要减少氮质潴留,另方面又要纠正低蛋白血症,确属矛盾。有人建议试用高质量低蛋白的麦淀粉饮食,因为麦淀粉的蛋白质含量仅有0.4~0.6%,用它代替部分米、面做主食,可将节省下来的蛋白质用动物性食品补充,以减少非必需氨基酸,提高必需氨基酸摄入,有利于改善氮质的潴留。

④肥胖型糖尿病:采用低能饮食减轻体重是治疗肥胖型糖尿病的首要措施。对糖尿病人的体重减轻不宜过速过猛,最好逐渐降低,特别对门诊病人更需注意。如欲每2周减重1kg,每日应减少热能摄入2100~2520kJ,其相应食品参看表24-10。热能总摄入不应低于4200kJ最好控制在4200~6300kJ。饮食蛋白质的含量不要过分限制,按占总热能的20%左右计算。因为蛋白质食物即有充作用,又可减少体脂的消耗。不致因为过分限制而使病人感到极度疲劳或饥饿。饮食中脂肪量要适当降低以促进体脂的消耗。忌用油肥厚食物,包括花生、核桃、瓜子等硬果类。烹调方法以蒸、煮、炖、拌等少油做法为充饥食品。此外在控制饮食的同时,活动量不应减少,必要时要适当增加。运动可促进糖的利用减轻胰岛的负担。

表24-19 供热能2100~2520kJ的食品量

食品 数量(g) 热能(kJ)
米、面等主食 150(3两) 2268
肥瘦肉(猪) 150(3两) 2200
肥肉(猪) 100(2两) 2436
花生米 100(2两) 2293
植物油 50(1两) 1890

⑤低血糖反应:凡空腹血糖低于80mg%的为低血糖。低血糖反应多发生于注射胰岛素后作用时间或因未及时进食而引起,重者昏迷。甚至死亡。临床症状,早期反应是心慌、手抖、出汗、头晕、烦躁、焦虑、饥饿难忍、全身无力。若不及时纠正,即会出现乱哭等精神症状。

对病人神志清、反应轻者可用蔗糖或红糖25-50g温开水冲服;稍重者再给馒头25g或水果1-2个,10min反应即可消失。病人神志不清,反应重者,可将蔗糖、红糖或葡萄糖放在病人口颊或牙齿之间,使之溶化咽下,或将糖调成糊浆,慢慢喂食,但是,对昏迷病人尽量避免喂食,以防食物吸入,引起肺炎不张。凡服糖10min后未醒者,需送医院急救。若因注射鱼精蛋白锌胰岛素(作用缓慢)而引起的低血糖反应,除喂食蔗糖、红糖外,尚应加些牛奶、鸡蛋或馒头等吸收较慢的食物,避免反复出现的低血糖反应。为了防止低血糖反应,糖尿病人要随身带着糖果、饼干等食品以应急需,并学会随着体力活动的增减而适当调整饮食的方法,这对注射胰岛素的病人尤为重要。表24-19可供病人增减运动量时调整饮食的参考数据。

表24-20 相当热能消耗量的食物补充量

食品(市品) 用 量(g) 热 能 (kJ) 走 路(3.5mph)(min) 骑 车(min) 跑 步(min) 游 泳(min)
苹果 200 378 36 26 17 15
香蕉 175 378 36 26 17 15
鸭梨 250 378 36 26 17 15
250 378 36 26 17 15
桔柑 225 378 36 26 17 15
西瓜 750 378 36 26 17 15
盖柿 250 378 36 26 17 15
馒头 25 378 36 26 17 15
牛奶 125 336 32 23 15 14
煮鸡蛋 50 336 32 23 15 14

⑥糖尿病人患急重症:糖尿病人患急重症时,应在医生指导下调 整饮食以适合疾病的情况,选用易于消化的流食或半流食,如牛奶,蒸嫩鸡蛋,鸡蛋汤,稀粥,藕粉,果汁等。进量少者可允许吃些甜食以满足热能和碳水化物的需要。若患者全顿饭未吃,可用可当于含碳水化物50~75g的食物予以补偿;如粥加糖(米25g+糖25g),冲藕粉加糖(藕粉25g+糖25g),牛奶加糖配饼干2小块(牛奶250g+糖10g)。凡不能进食者,应从静脉补充葡萄糖溶液。

(4)营养治疗小结

①主要目标是通过合理地控制饮食,使病人的血糖、尿糖、血脂达到或接近正常值以改善或稳定病情,防止或延缓心血管并发病的发生与发展,使体重维持在正常范围内,并能保持正常生长发育和从事日常的生活与工作。

②治疗原则由30年代的低热能、低碳水化物、高脂肪的要求改为合理控制热能摄入,适当提高碳水化物和食物纤维,减少脂肪,特别是动物脂肪的进量。总之,糖尿病人的基本需要应和非糖尿病人相同。表24-20 所列建议可供参考。另外对幼年型的营养治疗强调定时定量,少食多餐和灵活增减食品量;对成年型,则强调维持正常体重,超重者必须减重。

③计算营养需要量应结合病人的日常食量、生理特点、心理状况等等,不宜单纯考虑标

表24-21 饮食治疗的建议

(美、英、加拿大糖尿病协会)

美国 英国 加拿大
蛋白质 占总热能的1220% 最高达到占总热能的20% 最高达到占总热能的25%
脂肪 占总热能的3038%(限制单糖、精制糖) 最高达到占总热能的35%(限制单糖精制糖) 占总热能的3035%(限制单糖、精制糖)
胆固醇 限制进量 未提出限制 限制在400mg·d-1
碳水化物 占总热能的5060% 占总热能的5055% 不低于总热能的45%
食物纤维 久张采用来自天然食物的食物纤维
中等量 中等量 中等量
酒精 在医生监督下吵用 不推荐 在医生监督下少用
“标准”饮食 不主张使用统一的“标准”饮食单
主张适应个人需要安排饮食内容

表24-22 控制糖尿病人血糖正常的措施

(美国、英国、加拿大糖尿病协会)

幼年型 成年型
①胰岛素治疗加饮食控制
②少食多餐
③定时定量
④食物纤维可降低餐后血糖
⑤鼓励体育锻炼
肥胖型:
①首先要减体重
②低热能低饱和脂肪酸的饮食
③加强体育锻炼
非肥胖型:
①少食多餐
②食物纤维可降低餐的血糖
③鼓励体育锻炼。注射胰岛素者,处理同幼年型

准要求,因书本上规定的需要量是对群体观察的数据,在实际应用时要考虑个体差异。譬如根据标准要求计算,病人每日需摄入9240kJ热能,而按病人的食量计算则仅为7560kJ,那么,就应以7560kJ为基础安排热能及各种营养需要量。④食谱内容的设计也要切合实际。控制饮食虽视为治疗糖尿病的必要措施,但付诸实施却比较困难。因此在制定食谱时要尽量符合病人和家属一起进餐不至于感到过分特殊。若病人不能坚持饮食控制,则需了解原因,协助解决,必要时还要做些家访随访工作。企图用一纸饮食单来解决问题是不现实。

⑤糖尿病的营养治疗原则虽然比30年代前后有了较大的改变。但饮食内容的改变对长期并发症的影响迄今尚未弄清。碳水化物摄入量与血糖、血脂的关系,不同食物来源所含的碳水化物对血糖升高的影响,以及高纤维饮食的作用等等也均未搞清,因此都是今后需要研究的内容。

24.5.3 防治教育

糖尿病的防治教育已成为治疗糖尿病的一项内容,也是贯彻预防为主的一项有力措施。世界卫生组织糖尿病专家委员会第二次报告中指出“教育是有效的治疗和医学预防的基础。有效的治疗目的在于争取糖尿病患者短期和长期的身体健康,并有益于医院病床的有效使用和卫生经济的改进”。有的学者提出80年代糖尿病临床医师的主要任务是使糖尿病人维持代谢正常,预防后期并发症。治疗应包括胰岛素治疗和动员病人参加学习班—对病人进行防治教育。

教育对象除病人外还需有家属和有关社会成员。对病人进行教育的目的是使病人能对糖尿病有正确的认识,树立与疾病作斗争的信心和耐心。同时还使病人掌握病情变化的规律和防治方法,配合医生提高治疗效果。对家属和有关社会成员教育的目的是使他们对糖尿病有所了解,能够做到同情病人,支持病人,为病人创造良好的医疗条件和生活条件。

参加学习班的人员包括医生、护士和营养师,讲授内容:①什么是糖尿病;②如何检查尿糖,做好记录;③为什么要控制饮食,怎样控制饮食;④如何用口服降糖药;⑤如何注射胰岛素,根据病情,如何增减胰岛素;⑥病情控制与并发症的关系;⑦如何做好双脚的护理;⑧怎样防治低血糖反应;⑨有哪些影响病情的因素;⑩如何进行体育疗法等等。

首都医院内分泌科糖尿病研究室于1965年曾对13例不稳定型糖尿病人举办学习班,讲有关糖尿病的知识,并定期组织病人进行经验交流,使之互相鼓励,互相启发,并对有普遍意义的经验予以推广。经过长期观察,其中不少病人包括重危型患者都能保持正常的学习和工作能力,并发症也得到了较好产控制。这13例病人的24h尿糖平均值在参加学习班以前均在30g以上,多数在50 ~60g,高者达90g,三多症状明显,常需住院治疗。参加学习班以后,经过近20年的追查,其平均值皆在25g以下,住院次数由学习班前的44次降至8次。国外也有报道。美国某乡村医院糖尿病人每年平均住院日数,未参加学习班的为5.6日,参加学习班的为1.7日;奥地利维也纳医院,未参加学习班的住院日数为10日,参加过学习班的仅为0 ~1日。因此,举办学习班进行糖尿病防治教育不仅能提高疗效,而且也能获得经济效益,所以必须重视,予以推广。

参考文献

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25 痛风

痛风是一组与遗传有关的嘌呤代谢率乱所致的疾病。其临床特点为反复发作的急性关节炎及慢性的表现如痛风石、关节强直或畸形、肾实质损害、尿路结石、高尿酸血症。痛风并非单一疾病,而是一种综合征,有许多疾病可以引起血尿酸增高,并沉着于关节、结缔组织和肾脏而导致这些部位的损害。

25.1 嘌呤核苷酸的代谢

核酸的基本结构单位是核苷酸,核苷酸可分解为核苷和磷酸。核苷进一步分解为碱基(嘌呤碱和嘧啶碱)与戊糖。

25.1.1 嘌呤核苷酸的结构

(1)碱基-嘌呤碱核酸中常见的嘌呤碱有腺嘌呤和鸟嘌呤,它们由母体化合物嘌呤衍生而来。天然存在的重要嘌呤碱还有次黄嘌呤、黄嘌呤、尿酸等,次黄嘌呤与黄嘌呤是分解代谢的中间产物,尿酸是人、猿和鸟类分解代谢的最终产物。

嘌呤碱的化学结构

图25-1 嘌呤碱的化学结构

(2)核苷核苷由核糖和碱基缩合而成。核糖的C1与嘌呤碱的N9相连接。其结构如下:

核糖(左)与核苷(右,腺苷)的化学结构

图25-2 核糖(左)与核苷(右,腺苷)的化学结构

(3)核苷酸核苷中的核糖羟基被磷酸酯化生成核苷酸。常见的核苷酸有腺嘌呤核苷酸(AMP)、鸟嘌呤核苷酸(GMP)等,其结构举例如下:

核苷酸(5′-腺苷酸)的化学结构

图25-3 核苷酸(5′-腺苷酸)的化学结构

25.1.2 嘌呤核苷酸的合成

嘌呤的内源性合成主要在肝内进行,先由5′-磷酸核糖与ATP在磷酸核糖焦磷酸合成酶催化下合成5′-磷酸核糖焦磷酸,然后在谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸胺转移酶(Glutamine-5-phospho-ribosylpyrophosphateamido-transferase,GRPPAT)作用下与谷氨酰胺形成1-氨基-5′-磷酸核糖,这是最关键的一步。这一步可受核苷酸(腺苷酸,鸟苷酸和次黄嘌呤核苷酸)的抑制。然后又在甘氨酸、甲酸等作用下转变成次黄嘌呤核苷酸。谷氨酸的同类物重氮丝氨酸对此有抑制作用。次黄嘌呤核苷酸是最重要的核苷酸,并由此转变成其他嘌呤核苷酸;也可由此分解代谢产生次黄嘌呤、黄嘌呤及尿酸。另一重要步骤是依靠次黄嘌呤-鸟嘌噙磷酸核糖转移酶(HGPRT)将次黄嘌呤及鸟嘌呤转变成这二种嘌噙的核苷酸,借此控制尿酸的产量。当这种酶缺乏时,便失去控制,尿酸大量产生。同样,当合成嘌呤的底物增多,如5′-磷酸核糖焦磷酸增加及/或谷氨酰胺增多,或鸟嘌呤核苷酸,腺嘌呤核苷酸,次黄嘌呤核酸不足,则对合成1-氨基-5′-磷酸核糖的反馈减弱,嘌呤合成增多。前者见于PRPP合成酶活性增高,后者见于HGPRT缺乏。

通过同位素稀释法测定,发现参予代谢的尿酸库男性为1200mg(800~1600mg),女性为600mg。1/5在血浆,4/5在血管外体液中。特发性高尿酸血症者尿酸库增至1600~4000mg。有痛风者则尿酸库可增至2~7.5倍。尿酸库的尿酸65%即7000mg在不断更新,痛风患者的更新可达5~10g。

口服同位素发现N15甘氨酸后,发现约1/3痛风病人尿内排泄的尿酸N15比正常人多,在第3~4天达高峰。如把数日小便加起来。则所排泄的同位素总量较正常人大3倍。HGPRT缺乏者在上述试验中,尿同位素排量可较正常人增加15~20倍。上述结果表明这类病人体内嘌呤合成代谢增多,当然还有一部位病人尿同位素增加不显著,可能与肾脏排泄尿酸过少有关。

25.1.3 嘌呤核苷酸的分解

(1)腺嘌呤核苷酸→次黄嘌呤核苷酸 通过AMP氨基水解酶的作用,经脱氨基反应,腺嘌呤核苷酸转化成为次黄嘌呤核苷酸。

(2)次黄嘌呤核苷酸←→次黄嘌噙通过次黄嘌呤磷酸核糖基转酶使核糖部分被分解出来,因加入无机磷酸而转化成磷酸核糖焦磷酸(PRPP),留下游离的次黄嘌呤。此反应是可逆的。

痛风患者体内可能部分缺乏这种酶,患遗传性代谢缺陷病者-自毁容貌综合征(Lesch Nyhan二氏综合征)的病人,体内完全缺乏此酶,可出现严重的智力低下与自我残毁等症状,还产生大量尿酸并引起结石。

①谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转移酶 ②次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶③磷酸核糖焦磷酸合成酶 ④腺嘌呤磷酸核糖转移酶⑤腺苷脱胺酶⑥嘌呤核苷酸化酶⑦5′-核苷酸酶 ⑧黄嘌噙氧化酶。PRPP:磷酸核糖焦磷酸

图25-4 嘌呤核苷酸的合成

(3)次黄嘌呤→黄嘌呤黄嘌呤氧化酶使次黄嘌呤在C-2被氧化而生成黄嘌呤与过氧化氢。

黄嘌呤尿症的患者体内严重缺乏或无这种酶,患者的尿酸形成减少,趋向于形成次黄嘌呤或黄嘌呤的结石。

(4)黄嘌呤→尿酸同样在黄嘌呤氧化酶的催化下,使五元环中的C-8被氧化,而形成尿酸,人体嘌呤的分解代谢到此为止,除人、猿以外的其它动物,代谢还可继续进行生成尿囊素、尿素或氨。

(5)鸟嘌呤核苷酸←→鸟嘌呤该反应同样受次黄嘌呤磷酸核糖基转称酶的催化,与次黄嘌呤核苷酸→次黄嘌呤的反应相似。

(6)鸟嘌呤→黄嘌呤 鸟嘌呤酶使C-2上的氨基被羟基取代。

各反应步骤如下:

尿酸排泄途径有三:20~25%的尿酸从肠道排泄。肠道细菌有尿酸酶,使尿酸转变成尿囊素,最后分解为二氧化碳和所随粪便一起排出。细胞内分解约2%。其余均由肾脏排泄。肾小球滤过后约为血浆中尿酸的95%。而其中98%被近端小管重吸收。尿酸排泄主要依靠明小管再分泌。分泌部分代表总尿尿酸的80%,分泌部位在近端还是远端肾小管尚未完全清楚。重吸收和分泌可能都在近曲小管。肾小管重吸收研究表明:尿酸清除/肌酐清除=0.1,肌酐清除量远大于尿酸清除;肾小管分泌研究显示尿酸清除/肌酐清除〉1。这一现象可以解释某些药物的副作用,如阿斯匹林,保泰松、丙碘舒在小剂量时可减少肾小管的尿酸分泌而减少了尿酸,大剂量时则重吸收减少大于分泌减少,所以增加尿酸的排泄。

在普食情况下,24h尿酸平均为750mg·d-1(或尿酸氮200mg·d-1)。忌嘌呤饮食下为350mg·d-1。尿酸在尿中以尿酸或尿酸盐形式存在,尿越呈碱性,则以尿酸盐的形式存在越多。后者的溶解度较前者大17倍。所以酸性尿易形成肾结石或沉积于肾髓质。

嘌呤核苷酸的分解

图25-5 嘌呤核苷酸的分解

25.2 痛风的分类和发病原理

高尿酸血症是痛风的重要特征。尿酸的血中水平决定于尿酸产生和排泄之间的平衡。正常男性血尿酸高限为417μmol·L-1。98%临床痛风患者,血尿酸≥417μmol·L-1,而3~4%女性痛风患者,血尿酸介于357~417μmol·L-1,所以妇女性痛风患者血尿酸高限定为357μmol·L-1。尿酸的高低还受种族、饮食习惯、年龄、体质(肥胖)等因素的影响。高尿酸血症男性起于青春期,女性多在更年期以后。特殊酶缺陷者例外,可起于婴儿期。男性儿童经睾酮治疗,血尿酸明显增高,而儿童或去势者及生殖期妇女从未发现有痛风患者。

高尿酸血症可以是尿酸产生过多(75%),也可以是尿酸排泄过低(25%)。尿酸是嘌呤最终代谢产物。嘌呤存在于核酸中,参与DNA及蛋白质的合成。嘌呤来源于:①内源性嘌呤合成增多,主要利用谷氨酸在肝内合成;②内源性核酸代谢不断更新,最后分解为尿酸;③外源性核酸分解,所有蛋白质均是嘌呤的来源。

从病因上痛风可分为原发性和继发性两类。原发性痛风属先天性遗传性,而非继发于其它疾病或其它先天性疾病的一种次要临床表现;而继发性痛风或高尿酸血症是继发于其它疾病过程中的一种临床表现,也可以由于某些药物所致。

25.2.1 原发性痛风

(1)尿酸清除过低 约占痛风患者的90%,其依据为总尿尿酸〈600mg·d-1。尿酸清除明显低于正常人。实验证明,在痛风患者中肾脏尿酸清除/菊糖清除比值降低,要达到正常的清除比,则血中尿酸值应比正常人高119~179μmol·L-1,75~80%痛风患者显示肾脏对尿酸清除有缺陷。其机理可能如下:①肾小球滤过减少:在痛风病人的尿酸盐与蛋白质结合。结合部分的尿酸盐不能滤出肾小球;②肾小管重吸收增加。重吸收可超过滤过的尿酸量。因此尿酸的重吸收可能是高尿酸血症的一个重要因素;③肾小管分泌减少。此可能是无高尿尿酸痛风患者高尿酸血症的原因。某些有机酸如乳酸、β-羟丁酸的分泌和尿酸在同一部位,当血中有机酸增高时,即对尿酸排泄具竞争性抑制作用。有人假设这类痛风患者存在有轻度的有机酸代谢障碍。

(2)尿酸生成过多 主要依据为测定24h尿酸排量。在无嘌呤饮食及未服影响尿酸排泄的药物的情况下,尿尿酸600mg·d-1视为正常;在普食时,尿尿酸1000mg·d-1属过高。800~1000mg·d-1为正常高限。原发性痛风患者约有10%是由于尿酸产生过高。这些患者嘌呤合成加速,由于HGPRT缺乏,PRPP合成酶活性增高,或葡萄糖-6-磷酸酶缺乏。新近有人发现,ATP脱氨酶异常,可导致核苷酸分解代谢加速,增加尿酸产生,引起痛风。此外,在细胞培养下,发现腺嘌呤琥珀酸合成酶缺乏时,嘌呤代谢产物过高,嘌呤合成增加。这些观察提示在人类中可能有类似现象。HGPRT部分缺乏见于青春期或成年期,其主要临床表现是高尿酸血症和高尿酸尿,无明显精神神经损害。

典型的HGPRT部分缺乏者有高尿酸尿,其范围介于10~36mg·d-1·d-1〔正常儿童和成人的上限分别为18和10mg·d-1·d-1〕。因此尿中有尿酸结晶,多见肾结石,经常以肾结石作为初发症状而求医。由于高尿酸尿,可造成对抗利尿激素(ADH)的对抗而呈多尿。血尿酸介于417~883μmol·L-1。大多数患者有急性痛风关节炎史,多数有痛风石,少数有不典型的神经损害,智力减低。红细胞内HGPRT活性各家族间有别,约为正常的0.01~30%。

HGPRT部分缺乏引起的高尿酸血症机理有三。由于IMP或GMP的减少使嘌呤的合成增加,因为IMP和GMP是嘌呤合成重要的抑制物;其次是PRPP浓度增多、即合成基质增多;第三是减少次黄嘌呤的再利用,最后氧化成尿酸。

遗传特点为X联性隐性遗传。女性为携带者,男性发病。杂合子女性可以有轻度生化改变,即血尿酸浓度较高,但无临床症状。某些闭经期后痛风,可能与HGPRT缺乏的杂合子有关。

PRPP合成酶活性增加,使PRPP增加,因而嘌呤合成增加,所以有明显的高尿酸血症和高尿酸尿。临床表现为痛风,发病年龄20~39岁。

25.2.2 继发性痛风

(1)肾脏尿酸排泄减少:依据是24h尿尿酸〈600mg·d-1。有些继发性痛风是由于肾脏尿酸排泄减少,当肾脏滤过率降低即伴有尿尿酸排泄减少。肾小球病变所致的高尿酸血症即与此有关。多囊肾、铅中毒可使肾小管分泌降低引起尿酸排泄减少。因肾功能衰竭引起高尿酸血症的痛风较少见。肾小管对尿酸重吸收减少,同样也可有高尿酸血症。

利尿剂特别是噻嗪类利尿剂可使血尿酸增高,约占服药者的75%。在美国,高尿酸血症患者中20%是由于应用利尿剂。由于利尿剂排钠,血容量减少,因而使肾小管对尿酸钠的重吸收增加,使分泌减少。如补充血容量即可避免高尿酸血症。其它药物如阿斯匹林、吡嗪酰胺、乙胺丁醇、乙醇、烟酸等同样可致高尿酸血症,但机理尚未完全清楚。

饮食中蛋白质含量过度:高尿酸血症及痛风患者在富有者多见。第二次世界大战期间,在西欧的人群中痛风及高尿酸血症者罕见。在战后又渐趋增多。肥胖者血尿酸较相同年龄、性别的对照组高,经饮食控制后尿酸可以降低。这是因为①蛋白摄入过度,核酸分解过多;②碳水化物丰富,使5′-磷酸核糖增加,因而PRPP增加(此为嘌呤合成的底物);③血中脂肪增加,血酮浓度升高,抑制尿酸在肾脏排泄;④酒精能诱发高尿酸血症。当血中酒精浓度近0.00220mmol·L-1时,即可导致高尿酸血症。

体内有机酸增加:可竞争性抑制肾小管尿酸的分泌,引起高尿酸血症。如糖尿病酮症酸中毒、任何原因的高乳酸血症、乳酸性酸中毒(感染、休克等)。

(2)尿酸产生过多有许多继发性高尿酸血症和痛风是由于核酸的分解代谢加快。多见于骨髓和淋巴结增生的疾病。诸如多发性骨髓瘤、急性白血病、淋巴瘤、红细胞增多症、溶血性贫血等。尤其在白血病和淋巴瘤化疗和/或放疗过程中,由于大量细胞破坏,核酸代谢加速,导致高尿酸血症及代偿性嘌呤合成增加。

过度ATP的分解也可能是尿酸产生过多的重要原因。如急性心肌梗塞,一次大量吸烟、癫痫持续状态与体力不相称的剧烈运动,均可使ATP大量分解成尿酸。

HGPRT完全缺乏属于先天性遗传性疾病,前已提及,但HGPRT完全缺乏的主要临床表现是中枢神经病变。高尿酸血症和痛风仅为其次要临床表现。因此可看作继发性痛风。糖原沉积病I型(von Gierke's病)由于肝内缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,使6-磷酸葡萄糖不能转变为葡萄糖,而参与旁路代谢,使体内5′-磷酸核糖增多。5′-磷酸核糖是合成PRPP的基质,故增加了嘌呤的合成。但其主要表现为低血糖、高血脂、高乳酸血症,而高尿酸血症及痛风仅为次要表现。痛风性关节炎:尿酸结晶在急性关节炎发作中的作用似乎已肯定。急性发作期,滑膜液白细胞内见大量双折光晶体。这些结晶能被尿酸酶消化。实验显示尿酸钠晶体可引起人和动物的皮肤、皮下组织和关节炎反应。症状非常类似痛风,并可被秋水仙碱所缓解。同时发现,急性痛风第一次发作后第二天,在滑膜上有尿酸盐及微尿酸石,这些晶体可以从滑膜上脱落,被中性白细胞或滑膜细胞吞噬,引起急性炎症。

滑膜液中尿酸过饱和是急性痛风发作的条件。高尿酸血症和痛风关节炎发作存在一定关系,但不尽然。有些高尿酸血症并无痛风发作。反之,有些正常血尿酸却有急性痛风发作,说明还有一种促使沉淀的因子。如将痛风患者的滑膜液加入过饱和尿酸液中,能明显增加结晶。而类风湿性关系炎病人的滑膜液则不然。

糖蛋白的作用:在尿酸盐沉积多的组织中,极富有糖蛋白。当糖蛋白加速分解,滑膜液中尿酸钠浓度升高,又由于关节腔血管少,循环差,对尿酸钠吸收慢,促使痛风发作。

温度的作用:尿酸钠的溶解度在37℃是357μmol·L-1,而在30℃是268μmol·L-1。人体内部和外周环境存在温差。膝关节在休息状态的温度为32℃,运动时可以上升。所以急性关节炎发作均在夜间休息时,且多在肢端(尤其是下肢末端)和耳廓。这些部位循环差,温度低。外伤也是关节炎的促发因素,大足趾的蹠趾关节尤易累及。这一部位最易受损,因为单位面积承受压力量大,结缔组织的损伤,使尿酸盐晶体释放入关节腔的滑液内。

老年人易发是因为老年人血循环差,局部体温较青年人低,局部的尿酸盐不易吸收。

pH的影响:受伤时白细胞无氧酵解增加,乳酸增多,局部pH降低。由于尿酸钠的溶解度在pH6~6.5时较7.4时为高,故pH的降低只能增加尿酸的沉淀,而发作时的白细胞内为尿酸钠,所以局部pH的改变对急性痛风发作影响较小。

白细胞的作用:尿酸钠的反应依赖于多形核白细胞。给予狗万古霉素或抗多形核白细胞的血清,造成白细胞缺乏症,尿酸盐即不能诱导炎症反应;如补充白细胞,炎症反应恢复。在白细胞吞噬晶体后还能释放对其他白细胞的趋化因子。如给予秋水仙碱RNA合成,趋化因子明显减少。说明趋化因子是一种蛋白质。这些趋化因子将吸引更多白细胞进入关节腔,导致炎症反应。

溶酶体酶的作用:在急性炎症反应和痛风的破坏性改变中,溶酶体酶释放起关键作用。白细胞的溶酶体含有阳离子蛋白,后者致使肥大细胞颗粒破裂,诱导炎症反应,还含有可使毛细血管通透性改变的蛋白酶及分解软骨中的糖蛋白的酸性蛋白酶。软骨中糖蛋白分解进一步导致尿酸盐结晶增加。当然,溶酶体可看作所有其它关节病变损伤因素的最后途径。在关节里、滑膜内层细胞、软骨细胞、游走和固定的大吞噬细胞、血管的外膜细胞、多核白细胞内均有溶酶体。

25.3 痛风的临床表现

痛风在我国过去认为少见,近年来发病率有上升趋势。在西方成年人中为0.5~1%。因关节炎就诊者5%为痛风,而特发性高尿酸血症为5~20%。男性多见,好发年龄30~40岁,约50%有遗传家族史。国内浙江医院报告40例中39例(97.5%)发病于50岁以后。多见于肥胖、脑力劳动者。发病似与啫酒、盛餐、过敏体质有关。女性痛风仅占5%,多数在更年期后发病。

25.3.1 无症状期

这一阶段仅表现为高尿酸血症。高尿酸血症发生率远较痛风为高。美国统计为13.2%。高尿酸血症的上限男性为417μmol·L-1,女性为357μmol·L-1。儿童期血尿酸盐的均值是214μmol·L-1,在青春期后男性开始增高,而女性尿酸增高主要在更年期后。无症状期仅有高尿酸血症,而无关节炎、痛风石、肾结石等临床表现。大多数病例,急性痛风的发作在持续高尿酸血症后20~40年,其10~40%患者在第一次痛风发作前有过一次或数次肾绞痛发作史,也可有肾功能损害如蛋白尿、血尿,显微镜下白细胞尿。但诊断痛风应有尿酸盐沉着和组织炎症反应,而非仅有高尿酸血症及/或肾结石。大部分病人终生停留于高尿酸血症,仅小部分发生临床痛风。如未作实验室检查,往往漏诊。

25.3.2 急性期

以急性关节炎为主要表现。第一次发作在大足趾的蹠趾关节者占60%。

(1)促发因素 85%患者能找到促发因素,如饮食如度、局部外伤、体力或脑力劳动过度、受冷潮湿、过度激动、感染、外科手术及某些药物应用(如丙磺舒、利尿剂、皮质素、汞剂、酒石酸麦角胺)等。

(2)前驱症状第一次发作较为突然,以后发作时70%患者有前驱症状。如局部不适感、下肢静脉曲张、头痛、失眠、易怒、疲劳、不能胜任工作、腹胀、嗳气、便秘或腹泻、肾绞痛发作等。

(3)急性关节炎第一次发作多数起始于凌晨1~2点钟,94%在单个关节,累及下肢达95~98%。远端关节占90%,半数以上患者第一次累及大足趾的蹠趾关节内侧面,极度过敏,盖上层被褥即可有疼痛感,往往夜间突然发作而痛醒。局部有红、肿、痛、热、静脉曲张,触之痛剧,向下肢放射,至白天可主诉好转,但局部体征反而加剧。第二天凌晨疼痛重新加剧,局部皮肤由红色转为紫蓝色,有凹陷性水肿。一般持续3~20天左右,症状渐渐减轻,局部体征好转,肿退,皮肤出现皱纹、脱屑。全身情况和局部体征发展平行。一般体温正常或低热,但也可高达39℃以上,伴有寒颤、全身不适、头痛易怒、心动过速、腹痛、肝脏肿大、明显多尿,尤其在急性期发作后。尿尿酸在发作前数天降低,发作末期明显增高,发作停止后进一步升高,然后逐渐恢复到正常的水平。发作期血沉增高,一般为30~50mm·h-1,偶见50~100mm·h-1白细胞增高伴中性白细胞增多。

(4)病程 如及时给予秋水仙碱治疗。1~3天完全缓解,若任其自然发展,则病程延长,但大部分能完全恢复。有1/10病人可累及关节,留下不适感。

25.3.3 间歇期

即两次发作之间的一段静止期。大多数病人一生中反复发作多次,某些患者发作一次后从未再发。多数患者发作间隔时间为六个月至一年。少数患者间隔时间可长达5~10年。据Gutman's报道,在第一年内复发的为62%。第1~2年复发者16%;第2~5年复发约11%,第5~10年复发为4%。7%病人随访10年或10年以上未见复发。在未用抗高尿酸药物治疗的病人,发作次数渐趋频繁。病程越是晚期,常累及多关节、病情重,持续时间长、缓解慢。在间歇期仅根据病史和高尿酸血症疹断比较困难,但抽取蹠趾关节液体,如能找到尿酸盐结晶,有助于诊断。

25.3.4 慢性期

慢性期的主要表现为痛风石、慢性关节炎、尿路结石及痛风性肾炎。

(1)痛风石由于尿酸沉积于结缔组织,逐渐形成痛风石。过程隐袭,小的仅能触及,大的肉眼可见。痛风石出现的时间在发病后3~42年。平均出现时间为10年。少于5年有痛风石者少见。10年后约1/2患者有痛风石。以后逐渐增多,20年后只有28%无痛风石。下肢功能障碍达24%。尿酸沉积于关节内和关节附近,与血尿酸浓度密切有关。出现的部位按频率依次为耳轮、手、足、肘、膝、眼睑、鼻唇沟。比较少见的部位尚有脊椎关节、心肌、二尖瓣、心脏传导束及咽部等。初期形成的结石较软,表皮红色,内含乳白色液体。其中有尿酸钠结晶。数周内,急性症状消失,形成肾硬痛风石,并逐渐增大,使关节受到破坏,关节强直,畸形,关节活动受限。痛风石可以溃烂,形成瘘管,化脓较罕见。

(2)慢性关节病变 经过10~20年演变,累及上下肢诸多关节。由于痛风石的不断增大增多,软骨及关节周围结缔组织尿酸盐沉着,纤维增殖,骨质破坏,导致关节强直、畸形,可出现假性类风湿性关节炎样关节,使功能完全丧失。

(3)肾脏病痛风的肾脏病变可分为尿酸盐性肾脏病和尿酸性肾脏病。它们的发生与长期高尿酸血症有关。

①尿酸盐性肾脏病变:慢性肾脏病变是痛风最常见的表现之一,占痛风患者的20~40%。临床表现有两种类型:一是以肾小球病变为主,即所谓痛风性肾炎。这些患者的间质损害相对较轻,平均发病年龄55岁。在急性痛风发作后15~25年多见,也可见于痛风发作前。早期的表现为间歇性微量蛋白尿。浓缩功能减退是肾功能损害的早期表现。1/3患者伴高血压,最后导致氮质血症,肾功能衰竭。第一次就诊有时难以决定痛风与肾炎之间的因果关系。但以前的痛风性关节炎病史能提示痛风属原发性。慢性肾炎罕见能引起痛风,但可加重原已存在的痛风。其机理与传统的观点有别。最近认为一是由于尿酸盐的沉积损害了亨利攀上皮及其周围的间质组织,同时伴有肾小球毛细血管玻璃样变性及较大血管中层内层的增生。从间质得到的晶体,经X光衍射分析,证实为尿酸盐(而非尿酸)结晶。痛风者高尿酸对肾脏的损害已得到公认,但并非肾脏损害的唯一因素(甚至并非主要因素)。痛风病人中常见的共同存在的其它疾病(如高血压、慢性铅中毒、缺血性心脏病,原已存在的隐性肾脏病变)可能在痛风性肾炎中比尿酸更起重要的作用,尤其是老年痛风患者;二是由于间质性肾脏病变。这一类肾小球损害相对较轻,可有反复尿感,白细胞尿,病程相对长,最后导致肾功能衰竭,此可能与尿酸盐阻塞肾小管有关。

②尿酸性肾脏病:也可分为争性尿酸性肾肘病和尿路结石。前者由于严重高尿酸血症。一次大量的尿酸沉积于集合管和输尿管,引起尿闭,急性肾功能衰竭。这类病可见于痛风患者中嘌呤代谢明显增加者,剧烈运动和癫痫大发作后。但更多见于白血病和淋巴瘤患者。病人的核酸代谢加速,尤其同时进行化疗(细胞毒性药物)和放射治疗,加速了细胞破坏,更增加肾的尿酸负荷,使尿酸排泄增加3~5倍。在化疗过程中,病人因厌食、恶心、呕吐以致脱水,因而造成高浓缩低容量尿。同时因为有酸中毒,使尿酸沉着于集合管,而阻塞了管腔。该病的发生与尿尿酸(而非尿酸盐)排量相关。最后导致近端肾单位扩张,小管上皮变性。动物实验证实了上述观点。临床表现和诊断:高尿酸血症患者,平均血尿酸盐为1190μmol·L-1(714~2140μmol·L-1)、最高记录〉4760μmol·L-1。有少尿或无尿及氮质血症。如有尿,则在尿中可见结石或大量尿酸结晶,尿中尿酸/肌酸大于1。而其它原因肾衰则小于1。后者结石在痛风病人中比较常见。在一般人群中尿酸盐结石的发生率为0.01%,而在痛风病人中尿酸盐结石为10~25%。较健康人群大1000倍。在痛风病人,每年尿路结石的发生率为1%。无症状高尿酸血症则为0.2%。尿路结石的发生率与血尿酸浓度及尿尿酸排泄相关。当血尿酸〉774μmol·L-1,则尿路结石的发生率达50%。有40%病人尿路结石出现先于痛风。少数病人结石的发生先于痛风10年。结石的化学分析证实70~80%为纯尿酸结石,其余为尿酸盐及草酸盐混合结石、纯草酸钙或磷酸钙结石。出现结石的平均年龄44岁,比初次痛风发作年龄迟2年。在继发性痛风尿路结石的发生率较高,如在骨髓增殖性疾病中统计可达42%。相反,铅中毒痛风患者尿路结石罕见。机理是有促使尿酸结晶形成的因素,尿尿酸量增多,pH低,尿液浓缩,尿的质和量改变,均可影响尿酸的溶解度。尿酸是弱酸,(pK5.75),在尿pH6.75时,91%呈尿酸盐形式存在。尿pH4.75时91%以尿酸形式存在。尿酸的溶解度较尿酸盐低(pH6.82时,尿酸盐溶解度比尿酸大10倍)当pH降低,大量以尿酸形式存在时,就出现尿酸的过饱和。高有机质核心存在即可形成结石。当尿pH〈5.5~5.7,尿中尿酸总是呈过饱和状态,特别是在应用促尿酸排泄药物时,可以使尿中尿酸增加,而导致尿路结石形成。约16%结石是在应用促尿酸排泄药物以后发生。结石的产生是在用药的早期,因此,应投予碱化尿液的药物(如碳酸氢钠),增加入水量等预防措施。

25.3.5 继发性痛风的临床表现

以高尿酸血症为主,痛风的临床症状不典型,往往被原发病所掩盖,大多继发于肾脏病、高血压和骨髓增殖性疾病。尤其是白血病和淋巴瘤。由于病程短,痛风的临床未及表现。由于核酸代谢旺盛,或排泄受阻,所以血尿酸往往较原发性痛风为高。

25.3.6 痛风的并发症

(1)肥胖常见 体重平均超过标准体重的10~30%。

(2)糖尿病 高尿酸血症中2~50%有糖尿病,痛风病人中糖耐量减退者占7~74%,有临床糖尿病表现者一般为Ⅱ型糖尿病。

(3)高血脂 痛风病人中高甘油三酯达75~84%。在高甘油三酯病人中,高尿酸达82%。

(4)高血压 在未经治疗的高血压病人中,22~38%有高尿酸血症,明显高于普通人群中的高尿酸发生率。在高血压病人中,痛风的发生率为2~12%,血尿酸盐浓度与肾血流量及尿酸盐清除成反比。因此,高血压伴高血压尿酸可能与高血压病人肾血流量减少有关。

(5)动脉硬化动脉硬化病人中,高尿酸血症的发生率明显增高,高尿酸血症看作为冠心病的危险因素。

从上述统计数字看,痛风与肥胖、糖尿病、高血脂、高血压、动脉硬化似乎相关,但根据性别、年龄、体重矫正后,二者之间未发现明显相关。似乎在高尿酸血症病人中,高血压、糖尿病、高血脂和肥胖等因素共同作用,导致高尿酸血症和动脉硬化。

25.3.7 痛风的诊断

典型的痛风容易诊断。有痛风素质,家庭史,常见于下肢远端的蹠趾齹内侧面,半夜发作,剧痛,白天好转,秋水仙碱有特效。尿路结石史,高尿酸血症和高尿酸酸尿症。慢性痛风的诊断依据是病史和痛风石,但很少有痛风患者均有上述症状。可采用下述诊断标准:

(1)血尿酸男性>417μmol·L-1;女性>357μmol·L-1。

(2)有痛风石。

(3)关节内找到尿酸钠结晶或组织内有尿酸钠沉积。

(4)有两次以上发作。

(5)有典型的发作突然起病,夜剧昼缓,局限于下肢远端。

(6)秋水侧碱治疗48h内缓解。上述标准中有两项符合即可诊断为痛风。

25.4 痛风的防治

治疗的目的是尽快终止急性症状,预防急性关节炎的复发;减少并发症的产生或逆转并发症,阻止或逆转伴发病。因此,治疗上,一方面控制急性痛风性关节炎,另一方面促使尿酸排泄增加,控制高尿酸血症。

25.4.1 无症状期高尿酸血症的治疗

目前意见不一。一般认为不必药物治疗。因为单纯高尿酸血症发生痛风临床症状的危险性不大,但应避免饮酒。切忌肥胖,应进低热量、低嘌呤饮食,多饮水、如血尿酸明显增高,还应考虑药物治疗。

25.4.2 急性痛风关节炎的治疗

在急性期应卧订休息,多饮水,忌酒,宜采用低势量低脂饮食。一旦诊断明确,尽早给予药物治疗。治疗越早,疗效越好。控制急性症状的药物有秋水仙碱,消炎痛,保泰松。三种药物可轮换应用,如秋水仙碱治疗后48h无效,应疑及其它疾病。若诊断肯定,也应更换其它药物,秋水仙碱对迁延型痛风疗效欠佳,而保泰松则有较好的疗效,如仍无好转,可采用可的松关节腔内注射。中药治疗:急性期宜宣表祛风散寒。羌活4.5g,防风4.5g,桂枝4.5g,赤芍9g,桑枝12g,秦艽9g,晚蚕砂9g,防已4.5g,络石藤12g,威灵仙9g;寒重加附子4.5g,川草乌4.5g;湿重加厚朴4.5g,苍术9g,加石膏30g,知母9g。

25.4.3 慢性期及间歇期的治疗

主要目的是阻止急性关节炎的发作,阻止或减少尿酸在组织中浸润。

控制饮食减少体重,使恢复到理想体重,但应逐渐减少,避免突然降低。因过度饥饿可使血酮升高,抑制尿酸从肾小管排泄。低脂肪、低嘌呤饮食,忌酒。一次过量饮酒可使血尿酸增高,经常饮酒,兴奋嘌呤合成,因而导致高尿酸血症和尿酸排泄增多。有时一次过量饮酒,特别是同时伴高嘌呤、高蛋白、高脂肪的盛餐,可引起急性痛风的发作。自有促尿酸排泄药物和抑制嘌呤合成药应用以来,绝对忌嘌呤饮食并非必要,除非肾功能减退者或用药物治疗不能控制高尿酸血症时。但过度含嘌呤饮食仍需避免。限制嘌呤饮食可以减少尿尿酸200~400mg·d-1,血尿酸降低59.5μmol·L-1,某些患者甚至更多。在正常人和痛风患者,内源性嘌呤合成在高蛋白饮食者较中等蛋白饮食者为高,这可能是增加了尿酸的前体。因此,一般蛋白摄入量限制在1g·kg-1·d-1。

静止期的秋水仙碱持续应用能预防急性痛风性关节炎的复发,剂量为0.5~1mg·d-1。睡前口服,有效率为75%。近来有人应用消炎痛预防复发获得成功。剂量25mg,每日2次口服。

药物治疗可分两类,阻止内源性嘌呤合成的药物(如别嘌呤醇)及促尿酸排泄的药物,使血尿酸降低到381μmol·L-1以下,使沉积的尿酸盐溶解,尿尿酸排泄少于700mg·d-1。单用别嘌呤醇和丙磺舒均可使血尿酸降低,但一般应首选促尿酸排泄的药物。因为大部分原发痛风患者尿尿酸排泄过低。而且这一药物相对较为安全,不影响嘌呤和嘧啶代谢。应用指征:小于60岁,肾功能正常(内生肌酐清除〉80ml·min-1),尿尿酸排泄少于700mg·d-1(在普食情况下),无肾结石。

应用促尿酸排泄药,尿中尿酸增多,并使尿液pH降低,因而易产生肾结石,或肾小管中尿酸结晶沉着。又由于血尿酸降低,尿酸库的尿酸被动员,血尿酸经过关节腔可促使急性痛风发作。为防止上述意外,我们可采用碱性药物(碳酸氢钠或枸橼酸钠),碱化尿液。增加入水量,保持尿量2L·d-1以上。同时服用秋水仙碱1mg·d-1,或消炎痛,防止急性发作,待血尿酸正常后,可以停药。

25.4.4 肾结石的处理

痛风已有肾结石,应给病人大量饮水2~3L·d-1。特别是尿尿酸排泄过高者,这些患者约占总数的20~25%。合用碱性药物,矫正尿液pH在6.0~6.5,可使尿酸转变成易溶性的尿酸盐,降低血尿酸。

25.4.5 继发性痛风的治疗

治疗原则同前。由于骨髓增生性疾病引起,有大量尿酸产生,如用促尿酸排泄药物,可加重肾脏负担。若固肾功能衰竭所致者减轻负担更为必要,所以一般采用别嘌呤醇为主,阻止尿酸的产生。

25.5 膳食治疗的原则

食物中的核酸多与蛋白质结合成为核蛋白,以核蛋白形式被摄取。核蛋白在胃中受胃蛋白酶作用,分解为核酸与蛋白质,胰液中的核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶,还有肠中的多核苷酸酶或磷酸酯酶,使核酸分解成单核苷酸,单核苷酸再经各种核苷酸酶和磷酸酶的作用水解成核苷,这些核苷可直接被吸收,也可经肠磷酸化酶水解成游离的嘌呤再被吸收。

采用限嘌呤膳食,一般仅能降低血清尿酸0.5~1.5mg·100ml-1。加上目前采用别嘌呤醇来治疗痛风,该药的作用在于抑制次黄嘌呤转变为黄嘌呤,从而减少自生尿酸的合成,因此认为没有必要象过去一样地严格限制膳食中的蛋白质与嘌呤。

痛风膳食治疗的目的在于减少外源性的核蛋白,以降低血清尿酸水平并增加尿酸的排出。

25.5.1 总热量

保持或达到理想体重,最好能低于理想体重10~15%,根据情况给予6440~8280kJ·d-1。对肥胖患者的减体重措施,应循序而进,须经历数月的过程,切忌减得太猛,因突然减少热量的摄入,会导致酮血症,酮体与尿酸相竞排出,使尿酸的排出减少,能促进痛风急性发作。

25.5.2 蛋白质

蛋白质的摄入要适量,每公斤体重给予0.8~1.0g,或每日50~70g。选用牛奶、乾酪、鸡蛋、谷类和蔬菜作为蛋白质的主要来源。

25.5.3 脂肪

因脂肪可减少尿酸的正常排泄,故主张用中量或较低的脂肪量,一般控制在每日50g左右。

25.5.4 碳水化物

由于碳水化合物可防止组织分解代谢并产生酮体,还有增加尿酸排除的倾向,故应是热量的主要来源。果糖能增加尿酸的生成与排出,故果糖在碳水化物中所占比例不要太大。

25.5.5 酒

尽管以前认为痛风患者少量或适度饮酒不一定引起急性发作,但酒能造成体内乳酸堆积,乳酸对尿酸排泄有竞争性抑制作用,因此不饮酒为好。

25.5.6 咖啡、茶和可可

过去建议患者禁用咖啡、茶和可可,因为它们含有可可碱、茶叶碱和咖啡碱。其结构如下:

茶叶碱、可可碱和咖啡碱的结构

图25-6 茶叶碱、可可碱和咖啡碱的结构

这些建议是根据以往的动物实验结果引伸到人,以为人类也可将这些甲基黄嘌呤转变为尿酸。事实上,狗、兔等动物排出尿囊素而非尿酸,用比较敏感的酶法进行分析,并以鸟类作研究,其结论是可可碱、茶叶碱和咖啡碱在人体代谢成甲基尿酸盐,而非尿酸盐,并不沉积在痛风石里。因此禁用茶、咖啡、可可尚缺乏充足的科学根据,所以亦有人主张应适量选用。

25.5.7 水

应大量进水、果汁和矿泉水等饮料,至少每日在2000ml以上,以保持尿液稀释。

25.5.8 维生素

维生素应充足,特别是维生素B和C。尿酸在碱性环境中容易溶解,蔬菜和水果既是成碱食物,又能供给丰富的维生素与无机盐。

25.5.9 嘌呤

过去主张用无嘌呤或严格限制嘌呤的食物,但也限制了蛋白质的进量,长期服用对营养摄入带来不良影响。目前主张仅禁用含嘌呤高的食物,并根据不同的病情,决定膳食中嘌呤的含量。

急性期的膳食 在急性期应严格限制嘌呤在150mg以下,以免增加外源性嘌呤的摄入,可选用第三类含嘌呤低的食物,蛋白质按0.8~1.0g·kg-1供给,以牛奶、鸡蛋(特别是蛋白)、谷类为蛋白质的主要来源,脂肪不超过每日50g,以碳水化物补足热量的需要。禁用含含嘌呤高的肝、腰、胰、鲭鱼、鳀鱼、沙丁鱼、小虾、肉汁、肉汤、扁豆、乾豆类(因含腺嘌呤高)。液体进量不少于每日3000ml,此外,可用碳酸氢钠、枸橼酸钠等药物使尿液碱性化。

缓解期在缓解期,膳食配合药物达到尿酸负平衡,控制尿酸盐沉积和血清尿酸水平。膳食要求是给以正常平衡膳食,以维持理想体重。由于高蛋白质摄入能加速痛风患者生物合成尿酸,故蛋白质每日仍以不超过80g为宜。禁用含嘌呤高的第一类食物;有限量地选用含嘌呤中等量的第二类食物,其中的肉、鱼、禽类每日(或每周五次,视病情而定)用60~90g,还可用煮过汤的熟肉代替生肉,其中的蔬菜只能选用1小份;另外可自由选用含嘌呤低的第三类食物。

第一类 含嘌呤高的食物(第100g食物含嘌呤100~1000mg)

瘦肉类: 鱼类:
鲭鱼
鳀鱼
胰(胰脏) 鱼卵小虾
贻贝(蠔、淡菜)
禽类:
肉馅
肉汁、肉精 鹧鸪(斑鸡、石鸡)
肉汤(各种肉、禽制的浓汤或清汤) 其它:
酵母(酿造或烤面包用)

以上食物在急性与缓解期均应禁用。

第二类 含嘌呤中等的食物(每100g食物含嘌呤90~100mg)

除第一类食物之外的:
肉类 干豆类
禽类 干豌豆
鱼类 菠菜
贝壳类 扁豆
芦笋(龙须菜)
蘑菇

在缓解期,根据病情可每日(或一周五天)选用列入第二类的60~90g肉、鱼或禽;或一小份列于第二类的蔬菜。

第三类 含嘌呤很少的食物

谷类: 蔬菜类:
各种精白或强化的谷类及其制品,如大米、细加工的玉米面等 除列于第二类以外的蔬菜
精白或强化面粉制品,如面条、通心粉、蛋糕、饼干等 水果类:
乳类及其制品: 各种水果
牛奶、乾酪(企司)、适量奶油、冰淇淋 硬果类:
蛋类及其制品: 花生、杏仁、核桃等
鸡蛋 油脂类(适量):
植物油、动物脂肪、黄油、人造黄油
其他:
盐、糖、醋等调味品,茶、咖啡、巧克力、橄榄、泡菜、香料

第三类食物可每日食用。

引自Krause and Mahan,《Food,Nutrition and Diet Therapy》7th Editionp.679,1984

痛风急性期膳食举例

餐次 食物内容 用量g 蛋白质g 脂肪g 碳水化物g 热能kJ
早餐 牛奶 250 8 10 13
白米粥 25 2 - 10
白面包 25 3 - 19
果酱 15 - - 15
午餐 蔬菜汤(第三类) 100 1 - 3
西红柿炒蛋
西红柿 200 2 - 6
鸡蛋1个 35 5 4 -
炒油菜 200 2 - 6
米饭 100 7 1 77
西瓜(市品) 250 - - 6
晚餐 芙蓉菜花
蛋清2个 56 6 - 1
菜花 150 3 1 5
拌胡萝卜丝 200 2 - 16
富强粉花卷 75 7 1 59
细加工的玉米面粥 25 2 1 18
全日用油 25 - 25 -
饮料 2000
合计 50 43 254 6733(6.7MJ)

痛风缓解期膳食举例

餐次 食物内容 用量g 蛋白质g 脂肪g 碳水化物g 热能kJ
早餐 牛奶 250 8 10 13
甜发糕(富强粉) 50 5 1 38
10 - - 10
午餐 炒牛肉丝芹菜
牛肉 25 5 3 -
芹菜 100 2 - 2
熬冬瓜 200 1 - 5
西红柿豆腐汤
西红柿 100 1 - 3
南豆腐 40 2 1 1
米饭 100 7 1 77
3:00加餐 西瓜(市品) 250 - - 6
晚餐 鸡丝蛋皮丝拌黄瓜
熟鸡丝* 25 11 1 -
鸡蛋1个 35 5 4 -
黄瓜 1 - 3
小白菜 150 2 - 4
富强粉馒头 7 1 56
白米粥 25 2 - 10
全日用油 30 - 30 -
饮料 1500
20 - - 20
合计 59 52 248 7123(7.1MJ)

*用煮过汤的鸡肉

参考文献

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13 .Marie V.Krause and L.KathaleenMahan,Food,Nutrition and Diet Therapy,7th Edition,P67 7,W.B.Saunders Company,Philadelphia andLondon,1984.

26 胃肠道疾病

26.1 前言

胃肠道的功能全部或部分受损,就会严重影响食物的消化和营养素的吸收,日久即可引起营养不良。由于营养素缺乏更可加重功能的紊乱,所以营养与胃肠道有密切的相互关系。

因胃肠道疾病引起的营养不良主要表现有二:①体重损失——由于热量摄入不足或消化与吸收功能紊乱,都可导致体重下降。造成体重下降的原因见表26-1;②贫血——由于铁缺乏,胃肠道出血(见表26-2)或铁吸收不良,如叶酸和维生素B12吸收不良可造成巨细胞性贫血。

表26-1 体重下降的因素

心理因素 身体因素
亲人丧失 咽下困难
抑郁 恶心、呕吐
悲伤 疼痛(胃溃疡、胃癌)
神经性厌食 牙列不良

表26-2 胃肠道失血的原因

部位 原因
食道 食道炎、食道静脉曲张
溃疡、癌
十二指肠 溃疡、癌
结肠 息肉、癌、憩室病、克隆氏病、溃疡性结肠炎

胃肠道疾病的包含治疗原则:①根据病人的情况制定食谱,保证有适当的热量与蛋白质以及其它必需的营养素;②改善食物的质地(texture),使对粘膜无刺激:③适应病情而更改进食次数;④高速营养素的含量,如钠、脂肪;⑤完全取消某种物质,如麸质(gluten)、乳糖。

饮食治疗的目的:①减轻症状;②促进病变组织恢复;③改善营养状态。

古代,我国已注意到饮食治疗的意义,如《内经》曾有:“得谷者昌,失谷者亡;谷肉果菜,食养从之,虚则补之,药以祛之,食以随之”的记载。名医扁鹊称:“为医都应洞察病源,知其所犯,以食治之,食之不愈,然后会药。”元朝某太医于1330年刊行一本食谱,其序言中有:“故善养性者,先饥而食,食勿令饱,先渴而饮,饮勿令过。食欲数而少,不欲顿而多”。等句。上世纪及本世纪欧美盛行饮食治疗,有很多针对疾病制订的饮食,如溃疡膳、结肠炎膳,还有以姓命名的饮食,如Sippy膳、Meulengracht膳及Giordano-Giorannetti膳,前两者为溃疡病用,后者为肾功衰竭用。

胃肠道疾病的饮食治疗必须与其它治疗结合,必要时还须采用管饲或肠外营养。由于病人得到适当的营养支持,常可耐受特殊治疗,如手术、放疗与化疗。医师必须与营养师结合利用现代营养学与饮食学原理以配制适合病人的饮食,使治疗效果得到满意与早日康复。

下面叙述胃肠道疾病的病理生理及饮食治疗方案。

26.2 胃的生理功能

胃是消化道中最大的部分,成人的胃容量有3000ml。分贲门、胃底、胃体、胃窦和幽门,其中胃体、胃窦、幽门与食物消化的关系最为密切。

胃的消化功能是依靠机械和化学作用来完成的。食物进入胃后,胃开始运动,胃壁逐渐舒张来受纳食物。当食物刺激胃壁,通过中枢神经引起反射性、有规律的胃壁蠕动,将胃内食物进一步磨碎和胃液充分混合,形成粥样食糜,分批送入十二指肠。胃的完全排空约需4~6h,排空时间的长短与食物的质和量有关。水排空最快,流质饮料较固体饮料快些,固体饮料在胃窦磨碎后,与胃液混合,消化为液状或半流状食糜,然后才自胃排出。未消化的固体食物不能通过幽门,从胃窦又推回胃体,重新研磨。胃内食糜量越大,排空越快,当溶液浓度越高,则排空越慢。溶液的pH值小于3.5时,胃的运动就受到抑制。脂肪食物对胃的抑制作用大,蛋白质食物次之,碳水化合物的消化产物对胃的运动基本上不起抑制作用。

胃的化学性消化是由胃液完成的,胃液中含蛋白酶、盐酸和粘液,其中盐酸的作用最为重要,它能使胃蛋白酶原变成胃蛋白酶,并造成酸性环境,将食物中大分子蛋白质分解为小分子的碳水化合物的消化和吸收和胨,为小肠的进一步分解和吸收做好准备。胃酸入小肠后可刺激胰液、胆汁和肠液的分泌,并有助于小肠对铁和钙等物质的吸收。

胃神经对胃的运动和分泌是有密切的关系,两者相互协同。胃的分泌机理是受神经和体液因素的双重控制。人在进食时,虽然食物尚未进胃,但看到食物色、香、味时,与食物有关的信号传入中枢神经,再通过支配胃的传出神经,引起胃的分泌与运动,当食物在口腔内咀嚼,进行吞咽时,食物直接刺激口腔和食道,再引起胃液的大量分泌。但当神经和体液的调节受到破坏或任何一方过强过弱时,都可引起胃活动与分泌的失调,临床上就出现病理状态。

26.3 胃的病变

消化系统是最容易反映人体病态的一个系统。当内外因素使胃的生理功能发生失调时,胃的消化紊乱,逐渐形成疾病。胃的疾病种类繁多,症状复杂,对饮食的疗效也有不同的看法,正如对胃肠疾病的病因学也有不同的看法一样。一种食物可能对一些病人有疗效,但对另一些病人会出现过敏反应。有些胃肠道疾病是精神因素引起的,当病人痛苦、忧虑和失望时,胃的分泌和蠕动都降低,长期紧张、激动会使胃酸分泌增高,胃粘膜发脆,造成糜烂。虽然有些疾病的饮食治疗虽不能起决定作用,但如能合理调配,会使症状缓解,病人感觉舒适。以下叙述与饮食有关的疾病。

26.4 胃炎

胃炎是指由于各种原因引起的胃粘膜的炎症,临床上分急性与慢性两种:

26.4.1 急性胃炎

急性胃炎往往起病急、症状重,并带有恶心、呕吐、上腹部不适。原因是由于不洁食物中的细菌或某些素不素而使胃粘膜发生病变。

饮食治疗原则:大量呕吐者暂时禁食,略现好转时,由于失水多,宜少量多次喝水,每次100ml,缓解脱水现象和加速毒素排泄,然后先给米油汤、藉粉、杏仁茶、米汤加牛奶等流质饮料,以保护胃粘膜,再逐步过渡到蒸蛋羹、薄面片。少用脂肪及胀气食物。

26.4.2 慢性胃炎

慢性胃炎是我国常见病和多发病。根据胃镜检查与胃粘膜活组织检查等证明,慢性胃炎占受检总数37~75%左右。慢性胃炎中以浅表性胃炎与萎缩性胃炎最为常见,有时临床上两种病变同时存在。慢性胃炎的临床症状是由于胃功能失调后的多种因素引起的。因此,只依据胃粘膜病变的轻重程度并不能与病人所具备的症状完全一致,尤其当泌酸功能增强和胃里面动频繁时,胃部的症状就会加重。

(1)慢性浅表性胃炎我国慢性浅表性胃炎发病率较高,往往是急性胃炎反复发作后,胃粘膜病变经久不愈所致。因此,与饮食因素亦有关系,如长期饮用对胃有刺激的烈酒、浓茶、咖啡、过量的辣椒等调味品;不合理的饮食习惯以及摄食过咸、过酸与过于粗糙的食物,反复刺激胃粘膜。另外,营养素的缺乏也是一个重要的因素,蛋白质和B族维生素长期缺乏,使消化道粘膜变性。

浅表性胃炎因伴有高酸和胃蠕动频繁,故多数病人在中上腹部有饱闷感或疼痛、食欲减退、恶心、呕吐、反酸、烧心、腹胀等症状。当严重破坏胃粘膜、广泛糜烂时,也可能无症状。浅表性胃炎的病程缓慢,大部分经过合理的治疗是可以全愈的。如仍有部分反复不愈,就会演变为慢性萎缩性胃炎。

(2)慢性萎缩性胃炎慢性萎缩性胃炎的特点是胃腺体萎缩、粘膜皱壁平滑、粘膜层变薄、粘膜肌增厚。由于腺体大多消失和胃的分泌功能低下,盐酸、胃蛋白酶和内因子的分泌减少,影响胃的消化功能。因胃的内环境改变而有利于细菌和霉菌的生长,病人常伴有上腹部不适、胀满、消化不良、食欲减退、贫血与消瘦。如局部组织的再生过程占优势时,可发生息肉甚至于转变为胃癌。

26.4.3 慢性胃炎的饮食治疗原则

慢性胃炎的治疗原则是高速胃的各项功能。同一疾病在不同病变时,饮食也随之改变。酸多时要抗酸,应用营养胃壁的药物和饮食,使胃粘膜细胞、壁细胞获得再生。酸少时,用刺激胃粘膜细胞的食物,使其分泌。所以饮食治疗的特点,应注意以下几点:①细嚼慢咽,尽量减少胃部负担与发挥唾液的功能。唾液中有粘蛋白、氨基酸和淀粉酶等能帮助消化,还有溶菌酶有杀菌的能力,阻止口腔细菌大量繁殖,咽入胃后可中和胃酸,降低胃酸的浓度;②温和食谱,除去对胃粘膜产生不良刺激的因素,创造胃粘膜修复的条件。食物要做得细、碎、软、烂。烹调方法多采用蒸、煮、炖、烩与煨等;③少量多餐,每餐勿饱食,使胃部负担不过大。用于稀搭配的加餐办法,解决摄入能量的不足,如牛乳一杯、饼干2片、麦乳精一杯、煮蛋一个;④增加营养,注意多给生物价值高的蛋白质和含维生素丰富的食物,贫血病人多给含铁多的动物内脏、蛋类、带色的新鲜蔬菜和水果,如西红柿、茄子、红枣、绿叶蔬菜;⑤酸碱平衡,浅表性胃炎胃酸分泌过多时,可多用牛乳、豆浆、涂黄油的烤面包或带碱的馒头干以中和胃酸。萎缩性胃炎胃酸少时,可多用浓缩肉汤、鸡汤、带酸味的水果或果汁,带香味的调味品,以刺激胃液的分泌,帮助消化。当慢性胃炎伴有呕吐和腹泻等急性症状时,应大量补给液体,使胃部充分休息。当并发肠炎时,食谱中不用能引起胀气和含粗纤维较多的食物,如蔗糖、豆类和生硬的蔬菜和水果。

(1)浅表性胃炎食谱举例

早餐:牛乳、黄油涂面包、煮蛋一个。

加餐:藉粉、烤带碱的馒头片。

午餐:薄面片、煮熟去汤瘦肉、素炒白菜。

加餐:杏仁茶、梳打饼干。

晚餐:焦米粥、馒头、清蒸鱼。

加餐:牛乳、黄油饼干。

(2)萎缩性胃炎食谱举例

早餐:豆粥、醋溜白菜、酱豆腐。

加餐:浓鸡汤、蒸红薯。

午餐:肉汤面条、西红柿炒蛋。

加餐:红枣汤、果酱点心。

晚餐:馄饨、海米炒雪里红。

加餐:酸味果汁、饼干。

26.5 消化性溃疡

26.5.1 病因学

消化性溃疡是国内外的常见病,其发病率与地区、种族、生活环境、精神因素都有密切关系。因内报道十二指肠溃疡比胃溃疡多。胃溃疡和十二指肠溃疡是否出于同一病因,至今尚不清楚,不过消化道溃疡在以下三点是一致的:①胃酸和胃液,一般高于正常人;②胃粘膜对抗胃酸和胃液的作用减弱;③消化道溃疡病人与无溃疡病人相比,有高度的精神紧张和高度的焦虑心情。三个因素单有一项时不会发生溃疡病,第三个因素也很重要,但往往被人忽视。

国内报道溃疡病与十二指肠溃疡病的发病机理有所不同。十二指肠主要由于胃液自身消化而形成溃疡,而胃溃疡大多在胃的慢性炎症的基础上发生。所以,在病理生理及临床表现上不完全一致。十二指肠溃疡的发病率比胃溃疡多,约为2.0~5.6:1。

26.5.2 胃溃疡

正常的胃粘膜不会发生溃疡。胃溃疡一身受发生在慢性胃炎经久不愈时,有人认为当幽门括约肌功能紊乱时,引起胃排空延缓或胆汁反流入胃,造成胃酸分泌增多,胃液中盐酸超过一定酸碱度(pH<4),胃粘膜的蛋白质受到胃蛋白酶的水解,形成溃疡。胃溃疡多发生于小弯和幽门部,后壁较前壁常见,且溃疡发生的部位不同,出现的症状也不一。胃窦部溃疡者多伴有高酸与幽门功能失调,患者明显胃痛、反酸、烧心,因胃排空慢而出现胀满,食欲减退等症状。

26.5.3 十二指肠溃疡

十二指肠溃疡是指胃酸和胃蛋白酶接触的十二指肠粘膜发生的溃疡,常出现在幽门的数厘米范围内,约有90%发生在球部,它是一种慢性和反复发作的疾病。主要由于迷走神经功能亢进,胃泌素与壁细胞增多,出现胃酸分泌增高,以致形成十二指肠溃疡。胃溃疡和十二指肠溃疡疼痛的规律截然不同,前者出现的规律是“进食、舒适、痛、舒适”,就是进餐后约0.5~1.5h,病人感到很舒适,接着上腹部疼痛发作,直到胃完全排空后,又觉舒适。后者的疼痛规律是:“进食、舒适、痛”,一餐后有1.5~4h不痛,然后发生上腹痛,直到下次进餐后才缓解。这些疼痛是溃疡病的一般规律,有小部分病人无上腹部病史,在大出血和急性穿乳时才确诊。

26.5.4 消化性溃疡的饮食治疗原则

对溃疡病的药物治疗主要是中和胃酸,保护溃疡面,使之不继续受到损害,调节胃的运动功能。在饮食治疗方面有各种不同的溃疡病的饮食方案,从应用牛乳治疗、少量多餐及温和食谱,至今仍有争论,无统一的看法。

(1)对应用牛乳治疗的看法 在1915年Sippy制订了“Sippy膳”,每小时给活动期的溃疡病人用100ml牛乳,每天12次,中和胃酸。这种食谱,至今还不时应用。不过近年有人发现这种膳食有刺激胃酸分泌的作用。他们分别给5名溃疡病病人和5名正常人饮全脂乳、低脂乳。发现食乳后,病人胃酸明显升高。有些胃溃疡病学专著认为牛乳对溃疡病人治疗无大利益。但有些医院还把牛乳当做溃疡病的一个辅助治疗。有人研究了几个牛乳场的商品牛乳,证明牛乳中前列腺素E2的浓度较高,它有防止溃疡形成与促进溃疡愈合的作用,而且牛乳又是液体,应为溃疡病人的一种良好治疗剂。

(2)对少量多餐的温和食谱(bland diet)的看法根据印度对溃疡病流行病学的调查,似乎吃玉米、杂糖、豆类等粗糖比白米好,吃白米反而更易患溃疡病,推测可能与粗粮需要细嚼而增加唾液的分泌有关,唾液中的碳酸氢盐可中和部分胃酸,因此具有防护作用。但有人对世界各地300多所医院调查,有3/4医院经常采用不刺激胃分泌的温和饮食,根据病情需要,逐步过渡到普通饮食。多数医院主张进餐次数以每日6次以上最好,但有500所医院认为有规律的3餐有助于溃疡愈合,其效力不比多餐差。

溃疡病是一种慢性病,在病因学上讲精神因素是一个重要因素,合理的营养不仅可改善全身状况,而对大脑皮层功能的恢复亦有良好的效果。因此,溃疡病在综合治疗中,饮食是一个很重要的环节。

胃溃疡和十二指肠溃疡发生的部位和症状有所不同,但饮食治疗的原则是相同的,其最终的目的是促进溃疡愈合和防止溃疡的复发。凡无并发症的溃疡病,可采取下列饮食治疗原则:①食物须易消化,有足够的热量和丰富的蛋白质和维生素。它们能帮助修复受损伤的组织和促进溃疡面的愈合作用;②免除能发生化学性和物理性刺激过强的食物,如促进胃酸分泌的浓缩肉汁、肉汤、浓茶、浓咖啡、烈性酒、粗粮、韭菜、芹菜、豆芽及过甜、过咸、过酸、过辣的食物;③脂肪能抑制胃酸的分泌,急性溃疡病的初期,可用牛乳治疗,逐渐过渡到增加浓米汤、豆浆、蛋羹及发酵的主食。食谱因人而异,有些人对某些食物于食后感到舒适,但对这些食物有过敏反应的人则不应采用;④烹调方法宜以蒸、煮、炖、烩为主。熏炸、腌、拌的食物不易消化,在胃内停留时间较长,增加胃肠负担;⑤饱食会使胃窦膨胀,引起胃酸分泌。进食应定时定量、少量多餐,可减少胃的负担,又可使胃中常有适量的食物以中和胃酸,减少对溃疡面的不良刺激。吃饭时要细嚼慢咽,保持思想松弛。当溃疡病人出现并发症时,饮食应随病情而变更。

如病灶出血,出血量达5ml以上时,即可出现大便潜血阳性;出血量在60ml以上时即出现柏油便,伴有腹痛、腹胀、心慌、出汗、头晕等,此时应禁食。止血后24h给予少量冷流。因禁食并不意味着使胃部休息,少量流质可中和胃酸。食物要少,温度要低,如给冷牛乳,每小时100ml。待病情稳定,逐渐增加米汤、豆浆、蛋羹。牛乳则作为一种辅助的治疗饮食,再过渡到少渣半流、半流和软饭。

溃疡病食谱举例:

早餐:米油汤(粥油)、酱豆腐。

加餐:牛乳、梳打饼干涂黄油。

午餐:嫩蛋羹、蒸馒头片。

加餐:牛乳、面包涂黄油。

晚餐:小米浓汤、煮嫩蛋。

加餐:牛奶、黄油饼干。

溃疡病全愈期食谱举例:

早餐:小米粥、煮蛋、馒头片、酱豆腐。

加餐:牛乳、梳打饼干涂黄油。

午餐:软饭、白切肉、烩豆腐、菠菜汤。

加餐:牛乳蒸蛋羹。

晚餐:菜水煮挂面、卤肝(卤鸡、卤肉)。

加餐:麦乳精、饼干。

26.5.5 胃切除后的并发症

当溃疡病症状顽固,不能缓解,产生各种并发症,无法内科治疗,则须外科手术。胃切除后由于解剖结构及生理机能的改变,胃容量大为减少,储藏、消化、分泌、吸收均受到影响。某些病人在早期会出现胃排空障碍,吻合口梗阻和十二指肠残端瘘等症状。有些远期并发症与饮食有密切关系,如倾倒综合征、小胃综合征和营养障碍等分述如下:

(1)倾倒综合征正常人由于幽门的控制,胃内食糜能适量与适时地向小肠输送。胃切除后,由于没有幽门的控制,胃内食物突然倾入十二指肠和空肠,引起一系列的症状,即倾倒综合征。一般都在饭后不久发作,持续时间长短与食物的性质和容量有关,特别是进食大量甜食更易发生。发生机理目前尚未充分了解,有人认为肠腔过分膨胀,残胃受机械性的牵拉而引起。也有人认为术后胃变小,食物的排空时间较快,进入肠腔太快,肠腔功能不能适应。高渗食糜引起肠粘膜分泌大量肠液,经酶水解后,渗透压增加,细胞外液移入空肠内,以维持肠腔内容物与血浆间的等渗,因此血容量减少,周围血管扩张,血压降低,引起心率快,心肌缺血,中枢器官缺氧等一系列症状。

(2)低血糖综合征食物迅速进入空肠,葡萄糖吸收增加,体内尚没有足够胰岛素产生,使葡萄糖不能及时贮存于肝内,所以进食不久,血糖即过度增高,刺激产生过多的胰岛素,继而发生血糖过低。血糖低又刺激肾上腺素大量分泌,产生一系列症状,即低血糖综合征。一般都在饭后1~3h发作,病人极度无力、头晕、颤抖、心悸、出汗、血糖低于正常。稍进食物,症状即可缓解。

(3)体重的损失食物在胃内不能充分搅拌和与消化液混合,同时消化液分泌减少,残胃食物进入肠腔太快,引起肠蠕动过速,消化与吸收机能减退,大便次数多,粪内含有未消化的脂肪和肌肉纤维。有时也由于胃切后容积减少,稍进食物,即有饱满感,或由于病人餐后伴有其它合并症,对包含有厌感和惧怕心理,不敢多食,使总热量摄入不够,以致术后病人体重不增甚至下降。

(4)贫血正常情况下,铁盐在胃内为盐酸所溶解,然后在小肠上部吸收。胃切后,胃酸减少,小肠上部蠕动加快,含铁食物绕过十二指肠。因为铁主要是在十二指肠吸收,由于铁吸收减少而引起贫血。

一般医生、营养师和病人家属等都比较熟悉溃疡病膳食的特点,单纯考虑选用易于消化的牛乳及其制品,忽略了胃切除后的消化与吸收特点,甚至为了增加体重而采用较多的甜食,如麦乳精、可可、巧克力、牛乳饮料。他们确信这些饮料营养丰富。应是术后的主要食品,甚至在食后发现有不同程度的症状,也不愿放弃。这样,不按营养治疗原则,往往适得其反。所以,合理的饮食制度和正确的进餐方式,对预防胃切除病人的各种并发症的发生有很重要的意义。

26.5.6 胃切除后的饮食治疗原则

(1)少量多餐 术后宜少量多餐,每日进餐6餐,使胃不空不胀,除个别情况外,尽可能按照供给的餐次与数量,定时定量食用。实践证明少吃多餐不仅有能控制消化和吸收,而且还可增加总热量的摄入,预防体重减轻。少吃多餐,由于每次食物限量,不致会引起肠腔过分膨胀,牵引残胃产生一系列血管收缩症状。限制食物及糖类摄入,亦不致会使血容量增加产生很大的改变。

(2)干稀分食进餐时不用汤与饮料,因流质饮料通过胃肠太快,容易将干的食物连同液体一起进入小肠。如用饮料,须在餐前或餐后30~45min时饮用,饭后平卧或采用平卧位进餐法,使空肠内容物回流到残胃,减少空肠过分膨胀,又可使食物在胃中停留时间长些,通过小肠慢此,促使食物进一步消化与吸收。

(3)限制糖量胃术后初期,由于过多的糖分在肠内可引起肠液的大量分泌,使血容量急剧改变而产生一系列临床症状。所以,每餐糖类食物应适当限制,最好将单糖、双糖与多糖食物混食,延长吸收时间,防止“倾倒综合征”的发生。

(4)扩大“温和膳食”的范围在胃切术后恢复期中,有些体重不增加,甚至下降,主要原因是病人有惧怕心理,不敢多食。因此,营养素摄入量不够,不能恢复到术前标准。首先要耐心同病人交流,使他们逐步扩大他们的“温和膳食”的范围,敢于吃过去不改吃的食物,如油炸食等,然后逐步地吃正常人的饮食。

胃术后过渡饮食食谱举例:

例一:

早餐:米汤冲蛋、过渡到米粥、酱豆腐。

加餐:豆浆冲蛋、过渡到豆腐脑甩果(鸡蛋)。

午餐:鸡汤冲蛋、过渡到鸡汤面片甩果。

加餐:过箩菜汤、过渡到菜泥羹。

晚餐:蒸嫩蛋、过渡到蛋花粥、肉松。

加餐:浓米汤、过渡到牛肉汤。

例二:

早餐:米粥、煮蛋、饼干。

加餐:蒸蛋羹、饼干。

午餐:馄饨、松花蛋。

加餐:牛乳、面包。

晚餐:小米粥、鸡蛋饼、肉松。

加餐:肉丝青菜、细面条汤。

例三:

早餐:米粥、煎鸡蛋、丰糕、酱豆腐。

加餐:冲鸡蛋、咸饼干夹肉松。

午餐软米饭、蒸鱼、豆腐羹。

加餐:牛乳、面包干。

晚餐:小米粥、肉包子。

加餐:麦乳精、饼干。

26.6 小肠

26.6.1 小肠的生理功能

小肠是完成食物消化与吸收最重要的管道。小肠起自幽门、止于回肠末端,分十二指肠、空肠和回肠。远端至回盲部与大肠相接,小肠壁分粘膜、粘膜下层、肌层和肌浆层。

食物的消化与吸收功能主要由小肠来完成。我们每天所吃的食物大都是大分子化合物,如蛋白质、脂肪与多糖以及可吸收的无机离子与维生素。这些物质经过口腔与胃,变成食糜后进入小肠,但化学万分不变,在小肠内受胆汁、胰液和小肠液的作用,转化为简单的小分子物质,如单糖、低取胜肽与氨基酸、乳糜微粒,吸收入血,运送全身。根据推测,成人的小肠,每日能吸收3000ml液体、35~55g蛋白质、10~15g脂肪,碳水化合物在西方国家为400g、我国则每日吸收600g。

小肠壁肌肉的运动,主要起促进消化和吸收,将内容物向下推送,小肠的运动是分节运动、蠕动、绒毛收缩等几种形式,这些形式的运动都有利于食物与消化液的充分混合,完成消化过程。蠕动的强弱决定于肠内食物的刺激,在正常情况下,吃纤维多的蔬菜和白薯时肠蠕动就快。

小肠的吸收是将水解后的小分子物质,透过粘膜,进入血液。小肠长达5m以上,它和食糜接触主要是粘膜层,专司吸收功能。由上皮、固有层与粘膜肌层所组成。上皮及固有层共同形成指状突起,称为绒毛。据统计小肠全部绒毛共400万个以上,每个绒毛约长0.5~1.5μm,约占据一定的空间。所以明显地扩大了小肠与营养素的接触面积,有利于各种营养素的吸收,绒毛里还有平滑肌纤维,能不断地收缩和舒张,加速物质的吸收,不同物质的吸收是有很大区别的。

碳水化合物是我国膳食主要营养素之一,它每天供给的热量为70%。食物中的碳水化合物主要是淀粉(60%),也有少量蔗糖(30%)和乳糖(10%)等。食入的淀粉一小部分在口腔经唾液淀粉酶的作用分解为麦芽糖,麦芽糖以及食物中的蔗糖、乳糖经小肠粘膜上皮细胞刷状缘内的双糖酶(麦芽糖酶、异麦芽糖酶、乳糖酶、果糖酶)分解为单糖(葡萄糖、半乳糖、果糖)。生成的单糖经粘膜细胞的载体转运至细胞内并进入血液,缺乏乳糖酶的病人,乳糖不能分解与吸收,不吸收的乳糖分解为乳酸,引起腹泻。碳水化合物的消化吸收过程见图26-1。

碳水化合物的消化和吸收

图26-1 碳水化合物的消化和吸收

蛋白质的分子较大,结构也复杂,且具有种属特异性,若未经消化进入体内,就会出现过敏反应。食物中的蛋白质部分在胃内经胃蛋白酶分解为碳水化合物的消化和吸收、胨、肽和氨基酸。大部分蛋白质在十二指肠上部经胰蛋白酶等作用,分解为小肽(二肽、三肽),进一步被刷状缘的肽酶分解为单个氨基酸,经粘膜上皮细胞的载体,运转进入细胞,并运至血流。肠上皮细胞对肽类与氨基酸的吸收过程如图26-2。

肠上皮细胞吸收氨基酸和肽类的机制

图26-2 肠上皮细胞吸收氨基酸和肽类的机制

脂肪的消化与吸收与蛋白质、碳水化合物不同,几乎全部在小肠中进行。这不仅仅是因为小肠的弱碱性消化液提供了脂肪酶作用最适宜的环境,而且小肠液中含有胆盐,可激活胰脂酶及有助于乳化脂肪,有利于吸收。饮食内的脂肪,主要是长链甘油三酯,当它进入小肠后,即被胰脂酶水解成游离脂肪酸和β-甘油一酯,肠内的胆盐与脂肪酸和甘油一酯,形成许多微胶粒,由于大的脂肪颗粒乳化成很多的微胶粒,因而加大了其与小肠粘膜的接触面积,加快了吸收速率,这些微胶粒形式的脂肪酸、甘油一酯,在小肠上端,通过扩散作用,进入细胞,在细胞内再合成甘油三酯,这种甘油三酯与细胞内的蛋白质、胆固醇、磷脂形成乳糜微粒,进入肠绒毛中央乳糜管,进入淋巴管,由淋巴管运送,归入血液。脂溶性维生素随脂肪一起吸收。食物有少量中链甘油三酯易溶于水,它可直接进入细胞,也可被脂酶水解为游离脂肪酸和甘油,再进入细胞。短链脂肪酸不再乳化而直接透过细胞膜进入毛细血管。根据中链脂肪酸可不经过胆汁乳化、不经脂酶水解、仍能被吸收的特点,可以用这种脂肪乳剂给腹泻的病人补充热量。脂肪的消化与吸收过程见图26-3、26-4。

脂肪消化吸收过程

图26-3 脂肪消化吸收过程(1)TG甘油三酯、DG甘油二酯、FA脂肪酸、MG甘油一酯、CoA辅酶A、C10辅碳链为10的脂肪酸

脂肪消化吸收过程

图26-4 脂肪消化吸收过程(2)

食物中的磷脂在小肠经胰腺分泌的磷酯酶作用下水解为脂肪酸,脂肪酸进入细胞再乳化进入乳糜管,也有一部分磷脂可直接吸收入肠粘膜上皮细胞,胆固醇酯经胆固醇酯酶水解为游离胆固醇和脂肪酸,在胆盐作用下,从微胶粒形式进入细胞,再经淋巴管进入血流。

水的吸收是一个依渗透压的变动而被动吸收的,当肠粘膜主动吸收钠、氯、葡萄糖时,细胞内形成短暂的高渗透压状态,这时水分被动地通过细胞膜小孔进入细胞内,钠、钙、铁及部分氯主要是通过耗能的主动吸收过程进入细胞内。钾和部分氯离子是一个被吸收过程,这些水溶性物质多数是在小肠上段吸收。

饮食中的主要营养素的吸收如图26-5

饮食中主要营养素的吸收示意图

图26-5 饮食中主要营养素的吸收示意图 BA胆酸(盐)

26.6.2 小肠病变

各种食物的消化及其产物的吸收均由小肠来完成。因此,小肠病变最直接的后果是营养素吸收障碍。胃肠道病变和营养不良也是互为因果的,长期营养不良,特别是蛋白质摄入不足,也会出现小肠粘膜萎缩,绒毛变短、变宽,伴随而来的是继发性吸收功能降低,对全身营养善更有坏影响。

(1)吸收不良综合征(malabsorption syndrome)由多种原因可造成的营养素吸收不良的综合征。消化与吸收有密切的关系,消化不良,吸收一定不好;如消化功能良好,而吸收功能有缺陷,仍然无益。吸收不良原因很多,能引起各种营养素吸收障碍,其中常以脂肪吸收不良最为突出。

吸收不良一般可分为原发性和继发性两类,前者系病人缺乏水解麦麸素性成分的酶,食入麦类食物在小肠分解出麦醇溶蛋白(gliadin),破坏肠粘膜而引起吸收不良;后者系指原因明确的其它病变。如手术后,由于粘膜丧失,吸收面积减少而影响胆盐的重吸收,小肠运动过速,消化与吸收时间过短,或因小肠运动过慢,使细菌过度繁殖。另外,胰液胆汁分泌不足,亦易影响营养素的吸收。

由于吸收障碍,体重明显下降和消瘦、腹泻、排出大量灰黄油腻的稀便,伴有腹胀、虚恭多、精神不振、疲劳、口炎、舌炎、周围神经炎。因维生素K吸收也有障碍,使凝血酶形成不良,维生素D和钙也吸收发生障碍,出现手足搐搦,肌肉压痛而贫血,临床上面色苍白、头晕、心悸、食欲不良,晚期出现全身性营养不良。

饮食治疗原则:

①少量多餐,食物要做成糊状,每天保证在6餐以上,注意水份的供给、用细、碎、软、烂的食物,对病人加餐,引起他们的食欲。

②保证营养,如病人食欲不振,要千方百计多给此能吃和爱吃的东西,如再不行,要用代替性治疗,口服要素膳,保证达到正氮平衡,口服中链甘油三酯,保证热量供应。此外,要注意在饮食中多配些含钙、镁、铁和脂溶性维生素较多的食物。

③乳糜泻这是原发性吸收不良引起的,由于饮食中麸质破坏肠粘膜,故又称麸质诱发肠病(gluten induced entropathy orceliac-sprue)。1950年Dieke首先发现乳糜泻患者,在禁食麦类食物后,症状即可消失,进入麦类食物又可使症状发作。进一步研究才确定导致乳糜泻的有害物质是麦类中的麸质。面粉中含有两种成分:一是无害的淀粉,一是植物蛋白麸质,其万分中的麦醇溶蛋白能破坏肠粘膜,引起乳糜泻。又一说法称患者缺乏消化麸质的肽酶,使对肠粘膜有毒的多肽在粘膜积累,破坏粘膜致使吸收面积减少。

临床症状为:腹泻、腹胀、体重减轻、软弱无力、大便次数多量多,色淡、稀烂而恶臭、油腻状多泡,各种营养素吸收受到障碍,因此手足搐搦加重,骨质软化、日久出现低蛋白血症。

饮食治疗原则:饮食治疗是本病重要治疗之一,一旦诊断明确,应立即给予无麸质饮食。

饮食治疗原则:饮食治疗是本病重要治疗之一,一旦诊断明确,应立即给予无麸质饮食。严格禁食一切含有麦类(小麦、裸麦与大麦)及其制品,如面筋、烤夫和面制糕点。病人在无麸质治疗饮食开始后,对仪器应慎加选择,一般在2~3周内,可见明显效果。因长期慢性消耗,从腹泻中丢失大量蛋白质,故应在高热量的保护下,选用量少的优质蛋白,可纠正负氮平衡,防止体重下降。热能每kg体重给210kJ,蛋白质每kg体重给0.5g逐步加至每kg体重2g。脂肪要少,尤其在腹泻时,每日不要超过30g,烹调方法尽量多用氽、煮、炖、熬、蒸。为了避免刺激肠粘膜,采用纤维素少的果汁和菜汁。

无麸质膳食(可用食物):①大米、大米布丁、淀粉布丁、豆类、豆浆、豆腐脑、各种清的肉汤、肝汤和鸡汤;②纤维短的肉类、鱼类、禽类及蛋类,无乳糖酶缺乏者可用牛乳及乳制品;③白薯、土豆、南瓜、倭瓜、胡萝卜、山药等块根类食物及纤维少的蔬菜;④水果汁、水果冻、麦乳精、可可等饮料作为加餐用。

禁用食物:①馒头、面条、通心粉、麦片、蛋糕、饼干、点心及心各种用面粉制作的西点;②面筋、烤夫、油炸包;③西餐中的奶汁鸡、奶汁鱼、奶汁肉和用面制的汤。

无麸质膳的食谱举例:

早餐:小米粥、煮鸡蛋、酱豆腐。

加餐:牛奶蒸鸡蛋。

午餐:大米粥、猪肝炒菠菜。

加餐:果汁冲藉粉。

晚餐:大米粉面片汤、清蒸鱼块、酱豆腐。

加餐:牛奶冲麦乳精。

(3)短肠综合征 小肠切除超过20cm可引起吸收不良综合征。切除大量小肠的情况,大多是急性小肠扭转等,小肠血流供给受阻和肿瘤,创伤或误将胃与回肠吻合,多因大量切除而发病。

症状的轻重与预后和吸收障碍有关,吸收障碍的发生,又取决于切除的长度和部位。小肠对于各种营养素的吸收有很大的选择性。哪广泛切除近端小肠,主要累及三大营养素和钙与铁的吸收。因钙和铁在十二指肠吸收。因此病人会出现贫血和骨软化症。如切除在远端的小肠,则影响胆盐,脂肪和维生素B12的吸收,小肠大部分切除后会产生明显的脂肪痢和吸收不良综合征。

小肠消化吸收能力主要是十二指肠、空肠近端和回肠远端,完整的回盲瓣可促进剩余小肠的吸收能力。故只需保留十二指肠,空肠近端,回肠远端和回盲瓣,就是切除中段达50%,病人仍有良好的耐受性。有人报道,有的病人保留完整的十二指肠和15~30mg空肠,可长期生存,但切除整段十二指肠而剩余的空肠或回肠不足60cm,则生存者极少。可见本病的发生与切除小肠的长度有关外,更重要的还取决于那些具有重要生理意义与功能的小肠面积能否得到最低的保留。

饮食治疗原则:小肠大段切除后引起的短肠综合征,在临床上比较少见。国外采用TPN,待好转时用管饲或口服要素膳,再过渡到捣碎膳。进食能增加小肠酶的活性,增进小肠功能的改善与恢复,能促进营养物质的吸收,有利于机体的恢复。短肠综合征的饮食治疗原则是:只要小肠能保持最起码的消化与吸收功能,根据病情,细心观察,逐步加量,采用高碳水化合物、高蛋白、低脂肪、少渣与少量多餐的原则,会取得满意的疗效。

大量小肠切除后,按术后规律,针对病情分三个阶段。

第一阶段:术后数日至数周,以水与电解质丢失,腹泻、感染为主。病人出现明显失水,血浆蛋白低下,吻合口易裂开,胃酸分泌亢进,因钙、镁等元素丢失而引起抽搐,体重明显下降,呈现营养不良。此时,可用TPN纠正负氮平衡。只要胃肠功能恢复,就应及早进食。饮食宜清淡,由少量增多,采用易于消化而不油腻的食物,避免发生严重腹泻。必要时可采用管饲营养作为从TPN到经口摄食的过渡。

食谱举例:(由20ml开始,逐渐加量)。

早餐:小米粥汤(温性,对胃肠刺激性小)。

加餐:果汁冲淡葡萄糖水(肠内易吸收)。

午餐:大米油汤(有收敛润肠作用)。

加餐:胡萝卜水(增加维生素)。

晚餐:稀藉粉(保护胃粘膜)。

加餐:加钙及维生素果汁。

此食谱先不用蛋白质和脂肪的饮料,只用淀粉,观察病人肠腔是否通畅和其适应能力,以便逐渐加量。

第二阶段:此时腹泻情况有好转,水和电解质丢失较少,伤口开始愈合,消化与吸收也不是主要问题,但开始进食时会出现脂肪泻,疲乏无力,体重下降与胃痛抽搐。饮食先用淀粉食物,再用易消化的蛋白质食物。如腹胀就停用;如能消化,逐渐加些蛋白质食物及中链甘油三酯,因其溶解度大、代谢快,在没有胰脂酶的情况下,亦能消化吸收,进入毛细血管,不需再行乳化。饮食采用少量多餐,达到高热量和高碳水化合物膳食。并注意补充脂溶性维生素A、K、B12及铁剂,防止贫血。

食谱举例:

早餐:米粥、煮鸡蛋。

加餐:酸奶、饼干。

午餐:烂面条卧果(鸡蛋)、酱豆腐。

加餐:高压乳冲麦乳精。

晚餐:丰糕、豆腐羹。

加餐:杏仁茶。

第三阶段:术后三个月,小肠已有较好的适应能力。如食欲好,食量正常,饮食要采用低盐、高热量、高碳水化合物与少渣六次半流食。因小肠大量切除后,小肠对水和电解质的吸收可代偿地增强,钠、钾从粪便排出量比正常人多,吃盐过多,会发生高渗性腹泻。可多用中链甘油三酯,改善营养,使机体减少尿氮排出,增加内源性蛋白质的吸收以减低粪氮的迁丢失。此阶段营养素供给量为蛋白质每日每kg体重2g,热能每日每kg体重给210kJ。虽长期脂肪吸收不良,也可维持氮平衡。

食谱举例:

早餐:小米粥、煮鸡蛋、酱豆腐。

加餐:牛乳、黄油果酱面包。

午餐:软饭、蒸鱼、豆腐蛋花汤。

加餐:麦乳精、奶油蛋糕。

晚餐:馄饨、松花。

加餐:酸奶、梳打饼干。

此食谱病人如能耐受、食欲好、无腹泻现象,可逐步改用少渣、低脂肪软食。

(4)克降低病(Crohn′s discase)克隆氏病是一种原因不明的慢性炎症肠病。又名末端回肠炎、结节性肠炎。1932年克隆氏首先描述本病,1973年世界卫生组织定名为克隆氏病。多发于20~40岁的青壮年。病因一般认为与遗传或感染、免疫因素有关。病变可从口腔到肛门,累及整个消化道,以回肠末端的淋巴结最为多见。有人认为回肠的末端管腔狭窄,上部肥厚而扩张,有害物质下达该处时,停留时间过长,引起淋巴回流受阻。本病起病缓慢,可拖延数月、数年,甚至几十年,有一个潜伏期的慢性过程。

病人常有腹痛、腹泻、低热、便血、食欲减退、腹胀、厌食、恶心、呕吐、全身乏力、贫血、体重减轻与营养不良。部分病人有急性肠梗阻、穿孔、黑便、低蛋白血症。

饮食治疗原则:克隆氏病因病情变化多端,病人可获得自然缓解的趋向,但自发全愈常少见,故仍宜积极治疗。本病治疗不仅要有耐心,而且还要积极主动,根据个体差别,因人因时而异。在病情活动期,要严密观察。缓解期,加强随访,注意复发。治疗饮食亦需随病情改变,其原则如下:①高热量、优质蛋白、多咱维生素。活动期要限制牛乳;②不用胀气食物,如黄豆、怱头及粗粮;③少用茎、叶类蔬菜,可用根块类蔬菜,如山药、土豆、胡萝卜等;④不用油炸与渍煎,多用蒸、煮、烩、炖等烹调方法。

克隆氏病活动期食谱:

早餐:浓大米汤、蒸嫩蛋、酱豆腐。

加餐:冲藕粉、饼干。

午餐:薄面片甩果、蒸胡萝卜。

加餐:红枣汤。

晚餐:小米粥、肉泥蛋羹。

克隆氏病缓解期食谱:

早餐:烂米粥、煮鸡蛋。

加餐:果子汁、蛋糕。

午餐:丰糕、豆腐羹、蒸丸子。

加餐:麦乳精、饼干。

晚餐:米粥、烩鸡丝。

加餐:杏仁茶。

不用带刺激性的调味品,如辣椒、芥茉等。

26.7 大肠

26.7.1 大肠的生理功能

大肠是从盲肠到肛门,肠腔表面有许多囊状膨隆,分为盲肠、结肠和直肠,长约150cm。在腹腔内围成框形,腔的大小与内容物的充盈有关。它们既有相对的组织结构,也有不同的特点,大肠壁由粘膜、粘膜下层,肌层和浆膜层组成。

大肠主要生理功能是吸收水份和贮存食物的残渣,形成粪便。大肠粘膜的腺体能分泌浓稠的粘液并呈碱性,可中和粪便的发酵产物。大肠分泌液不含消化酶,但有溶菌酶。大肠的细菌来自口腔,经过胃时大部分被胃酸杀死。在回肠结肠中,可能由于弱碱环境的关系,又能繁殖。这些细菌能产生各种酶,可继续分解食物残渣和植物纤维,又能利用肠内某些简单物质,合成少量B族维生素和K,对人体的营养具有重要的意义。若长期使用抗生素,肠内细菌大量被抑制,可能引起B族维生素和K的缺乏及腹泻。

大肠每天从回肠接受600~1000ml的食糜残渣,从中吸收水份500~800ml,正常人消化道中约有150ml气体,其中50ml在胃,100ml在大肠内,气体中60~70%是吞入空气的残余,其余是细菌发酵的产物,所以大肠发生病变或运动停滞时,气体积存而引起腹胀。

粪便进入直肠后,由于牵张直肠壁和刺激直肠壁内感受器,传到大脑皮层引起便意。由于排便反向受大脑皮层控制,所以意识可控制排便。直肠对粪便压力刺激减少,粪便在大肠内停留过久,水份吸收过多,粪便过于干硬,排便困难,形成便秘。

26.7.2 大肠病变

大肠在消化功能上比胃与小肠的作用要少得多,但大肠的生理功能发生障碍和失调,可直接影响食物消化、营养素吸收与排泄废物等功能的全过程。长期失调,必然会出现病理上的变化,尤其是发生了大肠的病变,如慢性腹泻、便秘,溃疡性结肠炎等,严重时可合并下消化道出血。

(1)腹泻腹泻是临床上常见的一种症状,未经完全消化的食物残渣,在肠道内运进过速,引起排便次数增加,粪便稀薄。原因很多,胃酸过少或缺乏,胃切除术后内容物流入肠腔过速,肠道受细菌毒素感染,肠道肿瘤,肠道因各种病症的吸收缺陷或对食物过敏性反应都可引起腹泻。如慢性胰腺炎、肠道乳糖酶缺乏、肠粘膜本身的病变,也可因吸收能力减退而引起腹泻。在许多腹泻中,最常见的是消化不良引起的。消化不良是胃的功能失调,分泌障碍,使肠内菌丛改变,一般可分为三种:

①发酵性消化不良:肠道内啫酸性细菌增多,肠腔内碳水化合物食物或发酵食物过多,如多吃白薯、黄豆、葱头、超守肠所能负担时,便引起腹泻。病人腹胀、粥样粪便带有泡沫与酸臭味,粪色淡,有许多未消化的淀粉,镜检时发现大量啫酸性细菌。

②腐败性消化不良:蛋白质食物消化障碍,因病人缺乏胃酸,肠内腐败作用增强,有时对蛋白质丰富的食物咀嚼不充分,吃饭快、对食物中结缔组织成分不消化。病人全身消瘦,便多稀薄与呈暗黑色,混有未消化的肉食。便中氮含量增加。

③脂肪性消化不良:由于脂肪消化受到障碍,食物通过过快,胰液和胆汁液入肠内受阻,病人排便次数不多,便稀薄呈中性反应,镜检下发现有许多脂肪酸和皂体颗粒。

腹泻的饮食治疗原则:腹泻的饮食治疗原则是补充损失的营养素和减少对肠道产生的机械性和化学性的刺激,采用清淡、温养、理气的食物,少食油腻、干硬及海腥、鲜发之物。由于吸收障碍,肠粘膜破损,肠道渗出物多。因此,机体对蛋白质需要量增多,尤其是生物价值高的蛋白质食物。慢性腹泻病人需要补充无机盐及各种维生素,食物宜少渣,刺激性要小。有发酵性粪便时,饮食中应适当限制碳水化合物,有腐败性粪便时,应适当限制蛋白质食物;有泥状粪便时,要适当限制脂肪食物。

腹泻时食谱举例:急性发作时,禁食与补液,使肠道休息。略有好转,逐渐增加收敛性和清淡的流汁饮料。

早餐:粥油。

加餐:茶水。

午餐:焦米粥汤。

加餐:稀藕粉。

晚餐:大米粥、油汤。

加餐:稀杏仁茶。

慢性发作时,反复不定的腹泻。食物除易消化外,需大量补充蛋白质食物,少用碳水化合物及脂肪、粗纤维和强烈的调味品以及胀气的萝卜、葱头、黄豆与生葱姜。

早餐:米粥、酱豆腐、煮鸡蛋。

加餐:去油肉汤、烤面包片。

午餐:烂面条加菜叶、肉松。

加餐:牛奶、烩水果。

晚餐:小花卷、氽肉丸子加菜叶。

加餐:藕粉、饼干。

(2)便秘便秘是一种症状,不是一种单纯的疾病。主要是粪便在肠腔内滞留过久,内容物的水分过低,粪便过于干燥坚硬,以致不易排出。正常人食物经过胃肠道消化剩下的残渣到达直肠约需24~48h。当肠道受刺激不足,腥壁交感神经作用过强,肌肉紧张,因收缩而狭窄,大便难以通过,或因精神抑闷,大便干燥,色深而不畅,直肠疼痛,便时困难;有时由于饮食不足,脂肪过少,缺乏饮料,膳食中纤维少,食物过于精细,也有因年老体弱、膈肌、腹肌、肛门肌肉萎缩,以及器质性疾病引起的结肠癌、直肠癌和营养不良等慢性消耗性疾病,都能引起便秘。

病人往往感到左下腹有胀压感,里急后重、欲便不畅,由于胃肠功能紊乱,病人正腹部饱胀不适、反酸、嗳气、口臭、虚恭多。慢性便秘,有食欲减退、恶心、口苦、精神萎糜、头晕无力、全身酸痛、轻度贫血和营养不良等现象。

便秘饮食治疗原则:饮食不要过于精细,要增加适量的纤维,每日10~15g。促使结肠蠕动,维生素B1缺乏时,影响神经传导,胃肠蠕动慢,可多用些胀气的豆类。另外,如纠正不良的生活习惯,养成定时排便、根据生理、年龄状况参加适当锻炼,增强腹肌。

便秘食谱举例:

早餐:起床后淡盐水一杯、豆粥、煎蛋、凉拌菜。

加餐:酸奶、饼干。

午餐:窝窝头、牛肉炒胡萝卜、菠菜汤。

加餐:洋粉(琼脂)冻。

晚餐:米饭、葱头炒米饭、炸花生、青菜豆腐汤。

加餐:红枣银耳汤。

(3)溃疡性结肠炎溃疡性结肠炎是肠壁发生密厚的纤维性渗出物,化脓继发为溃疡。至今原因不明,主要累及直肠与乙状结肠粘膜,也可向上扩展至结肠。一般多见于20~40岁的中青年。世界不同地区认为发病原因既有免疫又有遗传因素。精神因素及微生物感染,只是诱发因素。

由于结肠粘膜受累,不能吸收粪便中的水份和电解质,加之结肠粘膜炎症而使分泌增多,使稀粪直接排出,机体只能借肛门括约肌来约束大便次数,故粪便中的钾、钠皆高于正常人,造成水、电解质和蛋白质的丢失,出现低蛋白血症。

病人的主要症状是腹痛、腹泻、粪便中有血脓和粘液,病程缓慢,长期消耗而造成营养不良,体重减轻、乏力而消瘦。此病是一个严重的慢性病,需要长期耐心地治疗。暴发型的病例应当卧床静养,严重时禁食,轻型和慢性病例,饮食治疗比较重要。

饮食治疗原则:饮食应少刺激性,少残渣,并供给足够的热量与优质蛋白质、无机盐和丰富的各种维生素,尤其是维生素E。如缺乏会有出血的倾向。疾病发作时,宜忌食生蔬菜,生水果和带刺激性的葱、蒜、辣椒等调味品。腹泻时可用红茶、焦米粥汤等收剑饮料,加餐宜少量多餐,增加营养。

溃疡性结肠炎食谱举例:

早餐:小米粥、煮嫩蛋、肉松。

加餐:去脂酸乳、饼干

午餐:烂挂面、清蒸鱼、烩豆腐。

加餐:蒸鸡蛋

晚餐:米粥、花卷、肉丝烩鸡丝、煎鸡蛋。

加餐:冲稀藕粉、饼干。

总之,胃肠道疾病的饮食疗效,有不同的看法。一种食物对一些病人有疗效,但对另一些病人会出现过敏反应。有些胃肠道疾病是精神因素引起的,如溃疡性结肠炎。也有不少是由于消化道以外的疾病,如心脏病、肾脏病引起的。当然某些食物会对某些病人引起胃肠疾病。因此,要因人而异,逐渐摸索以找到适合于病人的饮食,来适应病人的病情。

参考文献

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2.Hodges,R.E:Nutritionin Medical Practice,Chapt 3,W.B.Saunders Co.,Philadelphia,1980

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致谢:本章承北京军区总医院李世荣主任参加部分编写。

27 肝胆系统疾病

营养是维持肝脏正常结构与功能的物质基础,肝脏作为参与物质代谢最活跃的器官,对营养的要求也最高。而结构完善、功能精细的肝脏又是充分发挥营养效能的重要条件。在肝胆疾病的防治措施中,合理营养具有特殊意义。本章包括肝胆疾病的营养性病因和营养治疗两方面的内容。

27.1 营养性肝脏疾病的原因

27.1.1 营养不良

营养缺乏虽不是肝脏损害的原发性病因,但它可为中毒性和感染性物质侵袭肝脏创造条件。毒物在肝脏代谢的重要酶类——肝微粒体混合功能氧化酶(简称MFO)及细胞色素P450可受营养因素的影响。如缺乏必需脂肪酸、蛋白质量少质差、葡萄糖不足以及缺乏维生素(E、B、C)和钙、镁、锌等,都可以通过不同途径,抑制MFO的活性及降低P450水平,增强毒物在体内的毒性。如缺乏蛋白质可引起肝细胞发生不同程度的损害。轻度缺乏肝细胞中蛋白质及核蛋白减少,肝细胞成分重新分配,肝内线粒体等有形成分减少,肝中酶活力降低,造成代谢紊乱,严重缺乏可致肝坏死。在蛋白质缺乏的人群中病毒性肝炎的发病率高。恶性营养不良儿童的重要病变之一是肝脏脂肪变性。儿童时期营养不良可损害肝脏,,成年后对肝毒物更为敏感,易患肝病。实验动物因缺乏趋脂(抗脂肪肝)物质(蛋氨酸、肝碱等)而发生脂肪肝。缺乏胱氨酸、维生素E和硒可引起弥散性肝细胞坏死。这种营养性损伤与人类急性黄色肝萎缩、大块性肝坏死相类似。缺乏蛋白质和B族维生素可引起肝坏死、脂肪性变、纤维化最后恶变成肝癌。绝食或长期饥饿可使肝脏缩小、肝细胞内脂褐质增加、肝糖原消失、肝细胞内谷胱甘肽减少、肝细胞脂肪变性有利于毒物在肝内蓄积而加剧毒性。这都表明营养缺乏可加重肝细胞损害,影响肝脏的结构和功能,导致肝脏病变恶化或迁延不愈。

另一方面,由于营养过度、热能入超、导致肥胖而诱发脂肪肝的病例并不少见。一般经过控制热能摄入,使患者减轻体重,其肝脏功能亦随之恢复正常。此外,营养不平衡亦可影响肝脏。如静脉营养液配比不当:碳水化物过高、蛋白质不足,可使患者肝脏肿大、肝脏功能发生某些改变(门冬氨酸转氨酶和碱性磷酸酶活性增高),通过高速糖氮比值,病人肝脏功能即可恢复正常。其它如长期服用尼克酰胺或大量维生素A引起的慢性中毒都可损害肝脏。

27.1.2 乙醇(酒精)中毒

长期或间断性大量饮酒可引起乙醇性肝损伤,包括乙醇性肝炎、乙醇性脂肪肝,少数可发展为肝硬化。这三种情况可以单独或以联合形式存在。饮酒量越大,持续饮用时间越长,其后果也越严重。妊娠妇女嗜酒,乙醇可通过母体胎盘影响胎儿造成胎儿乙醇综合征(Fetal alcohol syndrome,FAS)。急性乙醇中毒所引起的急性肝损伤,使肝细胞严重变性和坏死,引起急性肝功能衰竭,多因消化道出血,诱发肝昏迷而死亡。

乙醇在肝中被氧化为乙醛,继而在乙醛脱氢酶的催化下,迅速脱氢转化为乙酸,最后生成二氧化碳和水放出能量。长期饮酒迫使肝细胞的乙醇代谢亢进,正常酶系统功能遭到破坏,肝中NADH增多,NADH/NAD比值增大。乙醛浓度上升,线粒体的呼吸机能与氧化反应受到抑制,乙醛代谢率降低。乙醇直接毒害肝细胞。影响其结构及功能。引起代谢紊乱,不能利用或无力贮存营养物质。随病程进展,肝内营养物质耗竭,遂出现各种营养缺乏症状和体征。在饮食质量差,营养不良的嗜酒者中发生维生素缺乏症比其它人群更为普遍。

27.1.3 饮食因素(含有向肝性毒物)

(1)霉菌毒素污染的食物 许多霉菌毒素对肝脏有剧毒,不但本身可诱发肝癌,而且它们还是一种免疫抑制剂或促进其它毒物的致(突)变作用。如黄曲霉毒素可阻止胸腺嘧啶核苷与DNA结合,抑制RNA聚合酶影响蛋白质合成。除造成肝脏损伤,肝细胞脂肪变性、坏死、硬变,胆管增生进而发生肝癌外,还可引起机体免疫水平下降,从而有利于乙醋埒炎病毒的持续感染、演化和癌变。

其它如从粮食中分离出的岛青霉毒素、杂色曲霉等毒素的代谢物,都对肝脏有剧毒。

(2)化学物质污染的食物亚硝胺有很强的致癌作用。它在自然界分布很少。仅在烟草、谷类、洒精中含有微量。烟熏的鱼和肉中含有少量。但亚硝酸盐和促胺在自然界广泛存在,并可在胃中合成致癌的亚硝胺。肝癌高发区水土中普遍含有较多的硝酸盐和亚硝酸盐。当地居民常吃的咸鱼、咸菜中可检出亚硝胺。在被有机氯农药严重污染或过量施用硝酸盐肥料的土壤中生长的农作物可积蓄大量硝酸盐或亚硝酸盐。某些细菌有促使硝酸盐还原为亚硝酸盐的作用。食物发霉后,仲胺、亚硝酸盐和硝酸盐的含量均很高。

(3)误食有毒的食物误食毒蕈(瓢蕈、白毒伞蕈等)可引起致命性肝脏损害。中毒者早期呈胃肠炎症状,出现黄疸、脂肪肝,短时间便进入肝肾衰竭、中枢神经系统和心肺等脏器的损害。病情凶险,死亡率甚高。

其它如木薯淀粉(苏铁苷)、千里光生物碱等植物毒素也可引起肝脏损害。

(4)污水我国学者发现不洁饮水与肝癌发病有关。生长于污水中的贻贝及牡蛎,食前加工处理不当,食之亦可损害肝脏。

27.1.4 遗传缺陷引起的代谢异常

这类代谢性肝病包括由于先天性碳水化物代谢障碍引起的果糖不耐受症、半乳糖血症、糖原积累症(Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型),先天性脂质代谢障碍引起的Wolman病、胆固醇酯积存病,由于先天性蛋白质障碍引起的酷氨酸血症,胆汁酸代谢障碍引起的Byler病(肝脾肿大、吐泻、发育不良、对称性肾上腺钙化、贫血、许多器官有甘油三酯和胆固醇酯沉积),Zellweger综合征,以及由于铜和铁等先天性代谢障碍所致的肝豆状核变性和血色病等等。证明遗传易感性也决定着个体易于发生某些肝病。虽然对其发病机理尚未彻底弄清,有的还缺乏特效的治疗药物。不过有些代谢性肝病,如能早期发现并已确诊,及时采取相应的营养治疗措施,终生限食或免食某些食物,对控制或缓解病情,延迟其发展恶化是有益的(表27-1)。

表27-1 先天性遗传缺陷所引起的一些代谢性肝病及其饮食治疗措施

遗传缺陷 缺乏的酶 临床表现 饮食治疗
一、碳水化物代谢异常
1.先天性果糖不耐受症
果糖,磷酸醛缩酶 肝肿大、呕吐、黄疸、低血糖、血尿酸及SGOT升高、肾功能不良 免果糖蔗糖膳食
2.半乳糖血症 半乳糖1-磷酸尿苷酰转移酶 肝肿大硬化、肝功异常、呕吐、黄疸、智力发育障碍、低血糖、白内障 免乳糖膳食
3.糖原积累症Ⅰ型 葡糖-6-磷酸(酯)酶 肝肿大、发育不良、低血糖、高血脂、血中尿酸酸中毒 高蛋白膳食、夜间鼻饲防止发生低血糖
4.糖原积累症Ⅲ型 淀粉-1,4-糖苷酶 肝肿大、发育不良、肌无力、低血糖、高血脂 高蛋白膳食少食多餐
5.糖原积累症Ⅳ型 α-1,4淀粉糖苷转移酶 肝脾肿大、吐泻、肝功异常、酸中毒 高蛋白饮食少食多餐
二、蛋白质代谢异常先天性酪氨酸血症 延胡索酸酶 肝脾肿大、发育不良、黄疸、佝偻病、肝功异常、肾功能不良 低苯丙氨酸、低酪氨酸膳食

27.2 病毒性肝炎

27.2.1 病因及发病机理

本病是由肝炎病毒所引起的急性性肝细胞损伤,肝脏实质发生弥温性炎症。从病原学角度可分为甲型、乙型和非甲非乙型肝炎。

甲型肝炎有较短的潜伏期(2~8周)和病毒血症期。经口传染性很高,经常在一个集体内流行。很少转为慢性,更没有长期带毒者,几乎没有肝外症状,也很少发生肝功能衰竭的结局。

乙型肝炎是一种传染病,也是一种免疫性疾病。有很长的潜伏期(2~8个月)和较长的抗原血症期。病人和乙型肝炎表面抗原携带者是本病的传染源。本病经血传染的机会很多;并随病人的唾液、汗、尿、羊水、乳汁、精液、胆汁等途径进行传播。昆虫叮咬、密切接触、理发、针灸、注射、采血针管、拔牙等口腔科操作、内窥镜等极微量血液污染。以及通过手等接触也可传播。约10%病例可演变为慢性肝炎,有的还发展为肝硬化,甚至发生癌变。

乙型肝炎的免疫病理可能有以下二种情况:一种是由于B细胞功能不足,所产生的抗体量不足以中和乙型肝炎病毒,使其在肝细胞内不断地复制。在复制过程中可能有一部分HBsAg或HBcAg与肝细胞膜成分结合成自身搞原,后者不断刺激B细胞。虽然抑制性T细胞正常,但对B细胞已失去控制能力,因而B细胞得到继续不断地产生自身免疫反应物质(临床表现为HBsAg阳性慢活肝)。另一种情况是体内有足够的抗体量来清除乙型肝炎病毒,但由于抑制性T细胞(Ts)功能缺陷,不能控制产生自身免疫反应的B细胞。后者持续发生自身免疫反应引起肝细胞损伤(临床表现为HBsAg阴性慢活肝)。

非甲非乙型肝炎病毒主要是通过输血、皮肤破裂等肠道以外途径进入体内,但并不排除日常生活接触而传播的可能性。

不同类型肝炎并无交叉免疫。

27.2.2 临床分型及其主要表现

根据病毒性肝炎的临床经过及其病理改变,可分为急性型(黄疸型和无黄疸型)、慢性型(活动型和迁延型)及暴发型肝炎。

急性型肝炎以无黄疸型最为多见。其主要症状为食欲不振、恶心、腹胀、肝区不适或隐痛、低热、乏力等。多数病例有肝脏肿大和压痛。肝脏功能损害较轻。部分病例可毫无自觉症状而被漏诊。急性黄疸型者起病急,黄疸前多有高烧及胃肠症状。随后进入黄疸期,尿色加深,巩膜、皮肤先后出现黄疸,大便呈粘土色,肝肿大而有压痛。谷丙转氨酶明显升高,浊絮反应异常。血清胆红素在17μmol·L-1以上,尿胆红素阳性。

慢性活动性肝炎症状明显。肝肿大而质硬,脾肿大,转氨酶反复或持续升高,有的病例反复出现黄疸,一般健康情况下降。个别病例可发展至肝硬化甚至癌变。病程超过半年未愈者是慢性迁延性肝炎。这种肝炎病情较轻,肝脏组织仍保持完整结构,肝细胞坏死不显著肝脏功能轻度受损。大部分病列预后良好。

暴发性肝炎黄疸型,肝红素超过170μmol·L-1,凝血酶原时间明显延长,高度乏力,食欲减退或恶心、呕吐、重度腹胀合并腹水,急性肝坏死,并迅速出现烦躁不安、谵妄、躁狂、抑郁等神经精神症状,随后进入肝昏迷。病人多于数日内因肝肾综合征、肝功能衰竭或严重出血而死亡。

27.2.3 一般治疗原则

(1)适当休息肝炎活动期及时静养,可减轻肝脏的生理负担,并使其能有较充分的血液供应,从中摄取充足的氧气和营养物质。据对肝脏血流量测定:以卧床时血流量为100,则静立时为60,运动时减到20~50。过度劳累可加重病患的肝脏缺氧、缺血情况,肝细胞因得不到足够的血液供应而坏死。休息则应适当掌握。根据个人病情和体质,每日起床活动1~2个小时,做些力所能及的活动,以不感觉疲劳为度。过分休息会引起血行不良,加重消化功能障碍,降低身体抵抗力,甚至由于热能入超,导致体重增加,不利于肝脏功能的恢复。

(2)合理营养(见27.4.4“营养治疗”)。

(3)慎用药物许多药物都需要在肝中代谢。滥用药物,病变肝脏无力解毒,肝细胞反受其害。因此,对于肝炎治疗多主张慎用药、少用药、药量不宜过大,以免加重肝脏负担,导致病情迁延。一般是有针对性地选用一些能够高速人体免疫功能,对肝细胞无害且有保持性作用的中西药物,以缓解病情、有利康复。祖国医学对肝炎的治疗是根据其不同类型和病程所处阶段,采用清热祛湿、疏肝理气、活血化瘀、补肝益肾等疗法,因人而异地进行辨证施治。所用中草药如茵陈蒿、五味子、黄芩甙、田基黄等可制成不同剂型或单味成药作为肝炎的辅助治疗。常用西药如葡萄糖、维生素、酶和酶制剂等作为肝脏病人的营养补充或促进肝细胞代谢。近年来免疫疗法取得相当进展。一些调节免疫功能的药物如转移因子、免疫核糖核酸、胸腺素,类固醇激素等已应用于临床,治疗肝炎取得一定的疗效。但疗程长,有些免疫抑制剂还有副作用。在使用过程必须经常观察肝脏功能的动态变化,维护重要器官的功能和预防发生合并症。

27.2.4 营养治疗

营养治疗是肝炎治疗的基本措施之一。其目的是减轻肝脏负担,同时给予充分营养以保护肝脏,并促使肝脏组织与功能的恢复。

在急性肝炎初期或慢性肝炎发展恶化,病人常感倦怠、厌食、纳差、脂肪吸收障碍。此时不可强迫进食。饮食供应须量少、质精、易消化,尽可能照顾病人口味,并考虑其吸收利用情况。如病人恶心、拒食或食量太少,无法满足其生理需要,可由静脉输入葡萄糖、维生素和电解质以维持基本营养和保持水和电解质平衡。对急性暴发型肝炎病人可采用静脉营养。如病人病情急剧变化,血氨高,有肝昏迷先兆,则应减少其蛋白质摄入量,或短时间内采用无蛋白质饮食(见27.7肝昏迷的营养治疗)。

慢性肝炎(或肝炎康复期)病人的饮食,基本是平衡膳食。其具体要求是:

(1)热能的供给应适当 过去许多学者主张采用高热能饮食治疗肝炎,认为可以改善病人的临床症状,甚至认为增加热能摄取比高速热源的质量更为重要。但临床实践证实效果适得其反,如Calwell采用16800~21000kJ的饮食治疗肝炎。结果近半数病例发生脂肪肝。国内亦有类似报道。说明高热能饮食不但增加肝脏负担,加重消化机能障碍,且可导致肥胖,甚至诱发脂肪肝、糖尿病,影响肝脏功能的恢复,反而延长病程。而热能摄入不足,亦可增加身体组织蛋白质的损耗。不利于已损伤的肝细胞的修复与再生。因此对肝炎病人的热能供给,须与其体重、病情及活动情况相适应,尽可能保持热能收支平衡,维持理想体重。

一般认为卧床病人每日每公斤(理想)体重约需84~105kJ。从事轻度和中等活动者则分别需要126~147kJ·kg-1和147~168kJ·kg-1。根据病人活动情况,每日可供给8400~10500kJ,并须按照个人的具体情况作相应的调整。

(2)供给质优、量足、产氨少的蛋白质肝脏是蛋白质合成和分解的主要场所,也是蛋白质代谢速率快的器官。病毒性肝炎血清蛋白及内分泌发生改变,如急性肝炎可见α1-抗胰蛋白酶、铜蓝蛋白及运铁蛋白下降。慢性活动性肝炎尚见补体C1及血浆纤维结合素下降,在黄疸性肝炎血清前白蛋白也有所下降,重症肝炎常有多种蛋白代谢紊乱,因而引起酶的活性异常,机体免疫功能、凝血系统等一系列内环境平衡紊乱。供给足量优质蛋白质可以维持氮平衡,提高肝中各种酶的活性,使肝细胞脂肪浸润消失,增加肝糖原含量,改善肝脏功能,有利于肝细胞损伤的修复与再生。国外学者认为对肝炎病人应供给高蛋白饮食,即每日1.5~2.0g·kg-1,或占全日总热能的18%以上。国内一些资料表明每日供给1.5~1.8g·kg-1的蛋白质(约占总热能的15~16%),即可取得比较满意的效果。

采用高蛋白饮食治疗肝炎,有其有利的一面。但是蛋白质代谢过程产生多量废物,增加肝、肾负担。如超出肝脏的解毒能力,可使血氨升高,成为肝昏迷的潜在诱因。因此,片面强调高蛋白是不恰当的。保持各种氨基酸的适当配比,提高蛋白质的质量比单纯强调数量更为重要。对于慢性肝炎或处于康复期的病人,食物要易于消化、量少质精,动植物性蛋白质可以混用,充分发挥其互补作用,力求减少一些氨的来源,每日供给80~100g蛋白质。如有其它合并症。蛋白质供给量须作相应的调整。

(3)碳水化物要适量碳水化物对蛋白质有庇护作用,并能促进肝脏对氨基酸的利用。补充碳水化物能增加肝糖原储备,对维持肝微粒体酶的活性,增强肝细胞对毒素的抵抗力有十分重要意义。因此对肝炎的营养治疗一直沿用高糖饮食或输入葡萄糖。不过碳水化物最好由主食及副食品中所含天然糖类来供给,如摄入量已满足需要,则不宜过多食用甜食或简要单糖类,以免影响食欲,妨碍其它营养物质的摄取,或引起胃肠胀气。而且糖类超出实际需要,将转化为脂肪积存,引起血脂升高及肥胖,反而加重病情,不利肝脏功能恢复。只有在病人食欲不振、纳差、热能不足的情况下可适量食用一些葡萄糖、麦芽糖等以补充营养。尤其蜂蜜中40%是果糖,转化为糖原量比葡萄糖多一倍以上,对肝炎病人是有益的。全日碳水化物总量约为300~400g。

(4)脂肪不必过分限制关于肝炎治疗膳食中的脂肪用量,意见不一。有人认为用高脂肪膳食治疗肝炎,可以增加热能供应,缩短病程。但肝炎病人厌油腻,脂肪过多,延长胃排空时间,影响食欲。脂肪代谢严重障碍可导致酮症,不利于肝细胞的修复和再生。过多脂肪未必相宜。肝炎病人血中亚油酸浓度下降,胆固醇酯化作用减弱,限油烹调又不甚可口,因此过分限制脂肪亦无必要。肝炎病人每日脂肪的供给量应以本人能够耐受,又不影响其消化功能为度,烹调时用植物油,可供给必需脂肪酸。全日脂肪供给量一般不超过60g,或占全日总热能的25%左右为宜。对伴有脂肪肝或高脂血症者则应限制脂肪。患胆汁淤积型病毒性肝炎者易发生脂肪痢,减少脂肪摄取可以改善症状。发生严重脂肪痢严格限制食油时可采用中链甘油三酯(MCT)作为烹调油,以增加热能摄入,改善菜肴风味而刺激食欲。

(5)维生素供应须充裕维生素对肝细胞的解毒、再生和提高免疫等方面有特殊意义。在临床上有人提出用多种维生素治疗肝炎来消除或减轻肝脏损伤。如日本东京大学医院用维生素K、C、E或与其它药物协同作“强力疗法”治疗肝炎。治疗1583例中,99.49%急性病例在一周内转氨酶下降,20~30日内临床全愈;慢性病例的治愈率亦达81.91%。对于复发病例再用同样方法治疗。大部分全愈。国内资料亦有用维生素K3注射治疗病毒性肝炎的肝区疼痛,或用维生素K1作“激饲疗法”。认为可以促使肝细胞活力增强,激发肝细胞对营养物质的吸收,加速肝脏功能的恢复。维生素K应用于黄疸性肝炎的治疗,可使血清胆红素及胆固醇浓度下降,黄疸时发生的搔痒有所缓解,对单项转氨酶升高的病例,亦有使其降低的效果。

对于临床上采用维生素C治疗肝炎的效果并不一致。有人曾给肝炎病人每日静滴维生素C10g,使其血清胆红素下降到正常水平,肝脏功能亦有所改善,病程缩短。但也有的报道未能肯定维生素C对于肝炎的明显疗效。

重症和慢性肝炎病人常有不同程度的维生素缺乏,影响康复。因而在摄入不足的情况下,适量补充还是有益的。

(6)戒酒、不吃霉变食物,避免加重肝细胞损伤肝炎病人由于肝实质损害,肝脏功能减退,特别是乙醇代谢所需要的各种酶分泌量减少,活力降低,因而影响了肝脏对乙醇的解毒能力,即使少量领酒,也会使肝细胞受到进一步损害,导致肝病加重。因此肝炎病人应戒酒,不吃霉变和含有防腐剂,着色剂等的食品。对于一些辛辣或有强烈刺激性的调味品,都应慎用或不用,以保护肝脏,避免饮食不当,加重肝细胞损害。

(7)少食多餐 肝炎病人每日可用4~5餐。每次食量不宜太多,以减少肝脏负担。食物应新鲜、可口、易消化,在不妨碍营养原则下,应尽量照顾病人饮食习惯。

(8)肝炎饮食举例(表27-2)。

表27-2 肝炎饮食举例

半流质饮食 软饭
早餐 大米粥(大米50) 大米粥(大米50)
蛋糕(蛋糕50) 枣丝糕(红枣50玉米面50)
白腐乳(少量) 卤鸡蛋(鸡蛋35)
加餐 牛奶(牛奶200、糖20) 维生素强化峰蜜水(蜂蜜20)
脆片(脆征30) 蛋糕50
午餐 西红柿面片汤(西红柿100、面粉50) 软饭(大米100)
蒸蛋羹(鸡蛋35) 溜肝片(黄瓜50(去皮切薄)、猪肝50)
西红柿烩豆腐(西红柿100、豆腐100)
加餐 肝汤豆腐脑(嫩豆腐50肝汤适量) 赤豆沙(过箩红小豆50、糖10
鲜果汁(梨汁、桔汁、藕汁、西红柿汁均可) 煮水果(水果200或熟香蕉、软柿子)
晚餐 去油肉汤煮稀饭(大米50) 小米粥(小米20)
松糕(面粉50) 饺子(面粉150、瘦肉100、白菜150)
肉松20 海米莴笋丝(海米2、莴笋100)
加餐 茶汤(茶汤粉30、糖15)
咸饼干(咸饼干30)
大致营养成分含量 蛋白质83g,脂肪36g,碳水化物423g 蛋白质86g、脂肪44g、碳水化物413g
热能9861kJ 热能10046kJ(全日烹调油10g)

* 维生素强化饮料补充剂量如下:维生素C100~500mg,叶酸1.0mg,维生素B13~15mg,尼克酸20~50mg,泛酸10~20mg,维生素B65~25mg(以上为全日补给量),如临床上已另行补充,则不一定要配制成饮料

27.3 脂肪肝

肝脏是脂类的合成、运转和利用的场所,但并不大量贮存脂肪。正常人肝脏脂类总量约占肝脏湿重的3~5%,其中半数以上为磷脂,甘油三酯和胆固醇仅占少量。当肝内脂肪的分解与合成失去平衡,或运出发生障碍,脂肪(主要是甘油三酯和脂肪酸)就会在肝实质细胞内过量积聚。如其总量超过常量的一倍,或组织学上肝实质脂肪浸润超过30~50%时,称为脂肪肝。

27.3.1 病因及发病的生化机理

肝脂肪变性是肝脏对多种损害因子的一种非特异性反应,也可能是某些疾病的病理表现。

据国内资料以肥胖、糖尿病、高脂血症、肝炎而引起的脂肪肝较多,其它类型的脂肪肝如乙醇性脂肪肝、妊娠急性脂肪肝、药物中毒及营养不良性脂肪肝则相对少见。

不同病因引起的脂肪肝机理各异,也可能几种因素同时起作用。促使脂肪肝形成的有关因素为:

(1)进入肝脏的脂肪酸过多,摄入脂肪过多引起脂血症。摄入碳水化物太少或代谢障碍、利用不良、皮质激素分泌增加和交感神经活动增强,从脂库中动员的脂肪酸增多,大量进入肝脏,超出它的处理能力,促使脂肪肝的形成。

(2)肝内形成甘油三酯增多或氧化减少糖类摄取过量,在代谢过程形成α-磷酸甘油和乙酰辅酶A增多,为大量合成甘油三酯提供了原料;肝内脂肪酸氧化减少或酯化作用增强;都直接或间接地使肝内甘油三酯增多。

(3)脂蛋白合成减少或释放障碍甘油三酯主要是与载脂蛋白结合以脂蛋白形式输送至血流。肝细胞合成载脂蛋白需要ATP和多核糖体。由于肝细胞粗面内质网损伤,ATP水平下降,载脂蛋白合成减少;磷脂是合成脂蛋白的原料,缺乏必需脂肪酸和胆碱,使肝内磷脂的合成减少,影响脂蛋白的合成;肝细胞功能减退,引起甘油三酯与载脂蛋白结合发生障碍;脂蛋白合成减少,甘油三酯不能有效地输出,而在肝中积蓄。

27.3.2 临床表现

不同病因所引起的脂肪肝,其临床表现随原发病而异。轻症患者可无自觉症状或并无特异性临床症状。部分病例有食欲不振、乏力、腹胀、在上腹或剑突下有疼痛感。肝可触及,质软或韧,边缘圆钝,表面有充实感。一般无压痛(或只有轻度压痛)。病程长的病例可有脾肿大和肝掌。重症病例可有血浆蛋白过低,电解质紊乱,出现浮肿及腹水。肝功能严重减退,对其它致病因子更为敏感。如进一步发展恶化,可发生肝细胞坏死与纤维性变和肝硬变。少数病例可有黄疸,胆红素增多或有蜘蛛痣和门静脉高压。不少病例伴有不同程度的维生素缺乏症状。

27.3.3 一般治疗原则

脂肪肝是多种疾病的一个病理表现,如及时发现,早期治疗是可以全愈的。但如不采取有效措施加以控制,亦可发展为不可逆转的严重病变。对脂肪肝的一般治疗原则包括消除病因,治疗原发病。在病因治疗的基础上,可采用抗脂肪肝药物,以促进脂肪酸氧化,增加脂蛋白的合成,加速肝内脂肪的输出。在治疗过程中,饮食管理十分重要。而且对不同病因所引起的脂肪肝,营养治疗应该有所侧重。第一节重点讨论营养过度所致的脂肪肝的营养治疗。

27.3.4 营养治疗

(1)控制热能摄入对脂肪肝患者的热能供应不宜过高。一般认为对从事轻度活动的肝炎恢复期病人,每日每公斤体重可供给126~147kJ热能,以防止发胖诱发脂肪肝。对于肥胖或超重者,每公斤体重可供给84~105kJ,以控制或减轻体重。韩康玲等采用减少热能摄入,适当增加体力活动等综合措施治疗肝炎取得较好疗效。随病人体重减轻,肝内脂肪浸润明显减少,肝脏功能、高血脂和糖耐量也随之改善。

但对热能的控制不能骤然剧减,以免病人不能适应,感觉饥饿,甚至引起全身衰弱和低血糖反应。为解决“低热能”与“饱腹感”的矛盾,实施营养治疗时,必须注意食物选择及其制备方法。如鱼、虾、内脏、鸡、兔等肉食,含蛋白质高而含脂肪少,所供给热能比等量猪肉少3~6倍。

(2)适当地提高蛋白质量肝细胞中核糖核酸含量取决于膳食中蛋白质含量。当细胞内蛋白质合成增加时,核糖核酸含量及其代谢活性增高。因此供给高蛋白膳食(1.5~1.8g·kg-1)可以避免体内蛋白制裁损耗,有利于肝细胞的修复与再生;并可纠正低白蛋白血症,和防止肝细胞进一步受损害。

蛋白质中许多氨基酸如蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸、苏氨酸和赖氨酸等都有抗脂肪肝作用。而且蛋白质有较高的食物特殊动力作用,可以刺激新陈代谢,有利于减轻体重。病人饮食必须保持必需氨基酸的平衡。

(3)减少糖类和甜食碳水化物主要由谷糖供应。除蔬菜、水果中所含天然碳水化物外,不用精制糖类、蜂蜜、果汁、果酱、蜜饯等甜食和甜食和甜点心。因为过多的糖类可转变为脂肪,导致肥胖,促使脂肪肝形成。限制碳水化物可减少肝内二碳基团的供应,减少胰岛素分泌,从而减少肝内脂肪的生成。因此,有人认为控制碳水化物的摄入量比降低脂肪更有利于减轻体重和治疗脂肪肝。

(4)控制脂肪和胆固醇关于脂肪的供给量有两种不同意见:国外有些学者认为糖类可刺激脂肪酸的合成,而脂肪则否。因而主张对脂肪肝病人的饮食应限制糖类而不一定限制脂肪。但我们认为高脂肪低碳水化物饮食并不符合我国民族习惯。而且脂肪太高,热能难以控制,对减轻体重不利。植物油不含胆固醇,所含谷固醇或豆固醇和必需脂肪酸有较好的趋脂作用,可阻止或消除肝细胞的脂肪变性,对治疗脂肪肝是有益的。对脂肪肝病人,全日食物和烹调油所供给脂肪总量不宜超过40g;对含胆固醇高的食物宜作适当控制。

(5)补充维生素、矿物质和食物纤维补充对治疗肝病有益的各种维生素和矿物质,特别是富含叶酸、胆碱、肌醇、尼克酸、维生素E,维生不经C、维生素B12、钾、锌、镁等的食物和制剂,以促进和维持正常代谢,纠正或防止营养缺乏。对肝脏功能明显障碍、伴有腹水或浮肿者则应限制钠盐。

饮食不宜过分精细,主食应粗细杂粮搭配,多用蔬菜,水果和藻类,以保证摄入足够数量的食物纤维。既可增加维生素、矿物质的供应,又有利于代谢废物的排除,对调节血脂、血糖水平也有良好作用。其它方面同病毒性肝炎。

(6)脂肪肝治疗饮食举例

早餐:

大米粥(大米25)

薄皮菜馅小蒸包(面粉50,扁豆50,虾皮2)

煮老鸡蛋二小个(鸡蛋70)

午餐:

软饭(大米100)

家常熬鱼(带骨鱼100)

素烩(香菇5,面筋70,木耳2,莴笋100)

虾皮小白菜汤(虾皮5,小白菜100)

晚餐:

小米粥(小米25)

薄饼(面粉100)

炒合菜(瘦肉30,菠菜100,绿豆芽100)

香干50,拌芹菜100

注:

①含糖量低的瓜果(西瓜、西红柿、梨等)可加餐生吃

②全日烹调油8g

③上述食谱的大致营养含量:蛋白质90g,脂肪35g,碳水化物240g,热能5700kJ

27.4 肝硬变(肝硬化)

肝硬变是肝脏结构发生慢性弥漫性病变的一种疾病。常见病因为病毒性肝炎,乙醇和药物中毒、营养不良、代谢障碍、肝脏循环阻滞及胆道阻塞、充血性心力衰竭及多种感染等。一种或多种致病因素单独或联合作用,反复或持续地损害肝脏,使肝细胞变性、坏死、再生、肝结节与纤维化形成。以致肝脏结构失常、肝内血循环障碍、肝脏硬化变形。晚期肝脏功能失去代偿,引起许多系统的功能紊乱,即所谓肝硬变(或肝硬化)。

在我国则以肝炎性肝硬化及血吸虫性肝硬化较为多见。

27.4.1 肝硬变的代谢障碍

(1)蛋白质代谢障碍

①蛋白质合成障碍:人体白蛋白、凝血因子和多种氨基酸等都是由肝脏合成,并加以贮存、运转。弥漫性肝实质损害使蛋白质合成功能减退,血浆中许多蛋白质参数发生变化(表27-3)。

表27-3 肝硬变时血中一些蛋白质临床指标的变化

项目 对照组 肝硬变病人
白蛋白(g·L-1 35~50 18~27
凝血酶原时间(%) 90~100 43~70
凝血因子Ⅱ(%) 75~100 18~49
凝血因子V(%) 75~100 23~56
胆碱酯酶(kU·L-1 4.5~7.9 0.5~2.5
结合珠蛋白(mg·L-1 700~2200 0~400
铜蓝蛋白(mg·L-1 200~450 50~180

其它凝血因子(Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、Ⅷ)浓度显著降低。多种凝血因子的缺乏是肝硬变未代偿期的可靠指标,常提示预后不良。蛋白电泳分析可见白蛋白的α1、α2部分减少,β轻度增加,γ显著增加。血清中总蛋白值一般均属正常。

②凝血障碍:凝血因子几乎全部由肝脏制造,以酶原形式存于血流,一旦被激活即迅速被肝脏清除。纤溶酶原与抗纤溶酶亦在肝内合成。肝脏可将纤溶酶原激活物质从循环中清除出去,避免发生纤维蛋白溶解。进行性未代偿期肝硬变,常因凝血因子合成减少或消耗过多而发生凝血障碍。此外,脾功能亢进,血小板生成减少,或大量被扣留在脾内,或因血小板的其它缺陷,也会发生血液凝固障碍与血块收缩不良。

③氨基酸代谢紊乱(见“肝性脑病”)。

(2)碳水化物代谢障碍由于内源性胰岛素被灭活,其它激素在肝硬变时的代谢紊乱,绝大部分肝硬变病人的糖耐量曲线呈病理性改变。据Bockus对1967个肝硬变病例的统计,其中16.4%发生肝源泉性糖尿病,血胰岛素免疫反应(简称IRI)呈高反应值。肝硬变病人葡萄糖激酶活力降低,肝细胞摄取血糖的反应受抑制。

(3)脂类与胆汁酸的代谢紊乱肝硬变时内源性肿固醇合成减少,及其在血浆中半衰期缩短,酯化作用减弱,因而血浆中胆固醇浓度降低,胆固醇酯含量减少。甘油三酯的转化时间延长及其廓清率降低而出现甘油三酯增多。

胆固醇是肝细胞合成胆汁酸的唯一前体。肝硬变病人可有胆汁酸合成及排泌障碍。肝细胞内胆固醇7α-羟化酶及12α-羟化酶活力降低,胆酸的合成明显减少,血中三羟胆酸/二羟胆酸的比值下降。肝脏排泌胆汁酸的功能障碍,使胆汁酸从血中的清除速率减慢,导致血中胆汁酸的浓度升高,尿中胆汁酸的排出量可达正常人的10倍以上。皮肤中胆汁酸浓度的升高,可能使病人感觉搔痒。体内胆汁酸盐不足,影响脂类和脂溶性维生素的吸收和代谢,可发生乳糜泻及暗适应障碍。

(4)电解质紊乱肝硬变病人常有电解质紊乱,出现腹水或其它合并症后,这种改变更为显著。

①低钠血症:肝硬变虽有继发性醛固酮增多,但低钠血症仍较多见,且与肝功能代偿不全有一定的关系。重度腹水病例低血钠(<125mmol·L-1)的发生率比无腹水者多见而且严重。

病人因血钠低而出现水肿、肌张力降低,甚至出现神经精神症状、尿少及尿中排钠减少与氮质血症。

②低钾血症与代谢性碱中毒:肝硬变病人体内钾储备不足,严重肝功能损害者钾储备更低。病人进食少、吐泻、继发性醛固酮增多及长期应用排钾利尿剂,都可使钾丢失。由于热能摄入不足,使肝糖原消耗及组织蛋白分解增加,释放出钾由尿排出。长期注射高渗葡萄糖或使用激素,亦可加重血钾降低。低钾血症发生后常导致代谢性碱中毒,因而加重病情或诱发肝昏迷。

③低血氯:由于继发性醛固酮增多或应用利尿剂致尿中排氯增多。尿钠/氯比例可由正常的0.92降至0.25。呕吐丢失大量胃液,也是造成低氯的常见原因。低血氯亦可导致代谢性碱中毒。

④其它:肝硬变病人血磷、钙均有所降低。一般肝硬变病人铁的吸收正常,但肝内可有大量铁沉积,发生继发性血色病。

27.4.2 临床表现

在肝硬变早期可无特异性临床症状。病人的一般健康减退、易感疲劳、食欲不振、恶心、呕吐、腹胀、上腹不适或隐痛。肝脾肿大,肝质地较硬(晚期明显缩小),常有肝掌和蜘蛛痣。随病情进展,肝脏功能减退,丧失代偿能力。出现门脉高压、脾功能亢进,胃底静脉曲张、轻度或中度黄疸,免疫功能异常,内分泌失调。血浆白蛋白减少,球蛋白增加,絮状反应阳性。75%以上病人晚期出现腹水,并有出血倾向和凝血缺陷。

肝硬变的并发症主要有上消化道出血(多为食道、胃底静脉曲张破裂出血)、感染、肝肾综合征、肝性脑病等可导致严重后果。

27.4.3 一般治疗措施

肝硬变的基础治疗包括卧床休息、加强营养,应用一般护肝药物,积极消除致病因素,控制腹水等。

(1)卧床休息卧床可减轻肝脏的代谢负担,增肝脏血流量(正常人肝血流量为764~1713ml·min-1,而肝硬变者为495~1266ml·min-1),有利于肝脏功能的恢复。而且卧床时肾脏血流量增加,醛固酮分泌量减少,有利于改善钠、水的潴留。

(2)加强营养对改善肝脏功能极为重要(见27.4.4“营养治疗”)。

(3)治疗原发病如药物中毒引起的肝损害,则应停用致病药物;如果继发于其它疾病的肝损害,应积极治疗原发病;如是血吸虫等寄生虫感染则应治疗寄生虫病;如因病毒性肝炎演化成的坏死后肝硬变,则应采取免疫疗法,消除病毒感染;如为营养不良所引起的肝损害,则应加强营养;并须根据病情,随证施治。

27.4.4 营养治疗

(1)通过各种途径保证足够的热能,并根据病情的动态变化及时调整蛋白质的供给量。

高热能、高蛋白质饮食可能改善病人的肝脏功能及其营养状态。对于那些血浆蛋白过低,伴有浮肿及腹水者高蛋白饮食尤为必要。蛋白质的供给量应以病人能够耐受、足以维持氮平衡、并能促进肝细胞再生而又不诱发肝性脑病为度。开始时可试用含蛋白质50g、热能2520kJ的基本膳食。一周后如无不良反应(消化良好、血氨亦未升高,其它指标并未恶化),则每周可递增10~15g蛋白质,直到一日蛋白质供给量达85~100g。热能供应随活动情况而定,卧床、坐起或起床活动都有所不同,大致为8400~12600kJ。伴有顽固性腹水者,食欲极度减退,必要时可采用要素膳、经肠营养或静脉营养。如出现肝昏迷先兆,则需将蛋白质供给量降低到25~35g,以免血氨升高,加重病情。发生肝昏迷时,则应暂时不给蛋白质,采用无蛋白质流质或其它营养支持措施(见27.5“肝性脑病”)。

在肝性脑病的发病机理中氨中毒是一个重要的致病因素。肝硬变病人地铵盐尤其敏感。一个50kg重的健康人服用2g氯化铵,并不影响血氨,但肝硬变病人即使服用微量(0.063g)亦足以引起起其血氨浓度发生变化。因此,营养治疗就面临着必须解决的矛盾:既要闰少氨的食物来源,又要提高蛋白质的供给量。

各种食物蛋白质和氨基酸的产氨量并不相同(表27-8)。

表27-4 不同含钠量的常用食物

每100g含量在50ml以下者:
面粉、玉米、大麦米、高粱米、稻米、荞麦面、稻米、薏米、西米、无盐面包、无碱馒头、面筋、干豆类豆腐、豆浆、腐竹、香干、千张、油豆腐、百页、马铃薯、山药、毛豆、青豆嘴、芦笋、豇豆、韭菜、豌豆、番茄、青蒜、蒜黄、樱桃萝卜、苋菜、茄子、洋葱、小葱、茭白、龙须菜、荠菜、鲜蘑、瓜类、冬菇、核桃、桃、杏、杨桃、草莓、樱桃、西瓜、葡萄、柚子、橙子、柠檬、牛肉、猪肉、小黄鱼、白鲢、黄鳝、对虾、青虾、蜂蜜、果酱、无盐人造黄油、代乳品、藕粉、烹调油、蔗糖
每100g含量在50~100mg之间者:
玉米粉、燕麦片、黄豆芽、冰吉凌、扁豆、圆白菜、胡萝卜、甘兰菜、黄瓜、莴苣、鲜蘑、芥菜、洋葱、甜薯、白萝卜、大白菜、小白菜、太古菜、油菜、藕、枣、李子、粟子鸡、鸽子、羊肉、野兔、舌、肚子、鲤鱼、草鱼、鳗鱼、比目鱼、鲱鱼、鲑鱼、河鳟鱼、大黄鱼、色拉油、蕃茄酱。
每100g含量在100mg以上者:
挂面、切面、苏打饼干、加碱馒头、油饼、油条、脆麻花、紫菜头、芹菜、金花菜、红萝卜、菠菜、芥菜、茴香、蕹菜、水萝卜、生菜、茼蒿、杏、无花果、动物内脏和脑、鸭肉、鹅肉、牛肉、火腿、咸肉、香肠、蛤贝、甜面酱、黄酱、酱油、虾油、味精、榨菜、冬菜、紫菜、冬菇、豆豉、豆腐干、鱼干、豆付皮、炸豆面丸子、熏鱼、鱼子、带鱼、大虾米、海米、鱼、肉罐头、鸡蛋、鸭蛋、松花蛋、牛奶。

表27-5 不同含钾量的常用食品

每100g含量在150mg/100g以下者:
稻米 小麦粉 粉丝 粉皮 水面筋 炸面筋 南豆腐 豆腐片 鸡蛋 鸭蛋 松花蛋 猪肉 猪 心墨斗鱼 南瓜 西葫芦 冬瓜 茄子 菜瓜瓠瓜 蛇瓜 辣椒 大蒜 洋葱 葡萄 柠檬 苹果 沙果 京白梨 鸭梨 烟台梨 红肖梨 菠萝
每100g含量在150~250mg/100g之间者:
小麦粉 小米 芋头 带鱼 大黄鱼 鲜豇豆 胡萝卜 白萝卜 心里美萝卜 大白菜 圆白菜 蒿子杆 芹菜(茎) 青韭 蒜黄 蒜苗 小葱黄瓜 丝瓜 茄子 黄瓜 番茄(红) 柿椒 香瓜 橙子 柑桔 鸭广梨 柿子 牛奶 带鱼 大黄鱼
每100g含量在250mg/100g以上者:
玉米 玉米面 高粱米 鲜豌豆 扁豆 甜薯 马铃薯 山药 变萝卜 藕 荸荠 小白菜 油菜 香菜 紫菜头 菠菜 苋菜 莴笋 韭菜 青蒜 大葱菜花 倭瓜 番茄(黄) 鲜蘑 香菇 银耳 木耳 海带 紫菜 榨菜 柚子 桃 杏 红枣 红果 香蕉 川冬菜 雪里红 牛肉 猪肉 鸡肉

据临床观察每日供给65~75g蛋白质即可维持肝硬变病人的正氮平衡。过多的蛋白质,不但增加病人的代谢负担,超出其耐受限度即有诱发肝性脑病的潜在危险。因此,按病人的理想体重每日供给1.5~1.8g·kg-1蛋白质比较稳妥。一般不宜超过100g。如用生物价高的蛋白质,其供给量还可略为降低。不过不宜少于1.2g·kg-1。

(2)脂肪虽不必过分限制,但敢不宜太高,对肝硬变病人的脂肪供给量一般为40~50g。如发生脂肪痢,则需对脂肪的摄入量加以限制,改用低脂膳食。有人在肝硬变病人膳食中采用中链甘油三酯(MCT)作烹调油,2周后发现其肝脂成分发生变化(但亚油酸含量未变),血清白蛋白浓度增加,表明其肝脏功能有所恢复。说明MCT不但能提高热能供应,改善食物味道,且对肝硬变也有良好作用。

(3)充足的碳水化物以保肝、解毒充分的糖原贮备有利于解毒、保肝。并可纠正肝脏功能不良时可能发生的低血糖。每日可供给碳水化物300~450g。食欲不振、主食摄入量少时可适量补充一些甜食、蜂蜜、以及按病人需要配制的维生素强化饮料。也可口服或静脉注射葡萄糖。

(4)防止微量营养素的缺乏给予大量叶酸和锌可加速脱氧核糖核酸的合成,增强组织修复能力,有利于肝细胞的再生。维生素C可促进糖原合成和叶酸、铁等的利用,对氨基酸和脂质代谢都有特殊意义。但有人认为维生素C对原胶原合成有促进作用,是否用于治疗肝硬变尚有争议。对有出血倾向和凝血缺陷者应补充维生素K,对暗适应阈提高者定期服用维生素A和硫酸锌。

临床观察到肝硬变病人血中铁、锌等含量都低于肝为病人。说明微量元素含量变化与肝脏的病理损害程度有一定的关系。如肝硬化病人常有程度不等的贫血。因此,膳食应充分供给利于补血的各种微量营养素,国外已将含不同成分的维生素、铁、钴、锰、钼和肝等制成补血药物用于临床。

(5)采取限盐、限水等治疗腹水的措施一般认为肝脏血流出受阻与血浆白蛋白降低是形成腹水的主要因素,肾脏血流动力学改变导致水、钠潴留,是腹水形成的促进因素。此外,肝脏功能失代偿所致某些体液物质的生成和灭能作用的改变,对腹水的形成和持续也有一定影响。

严格限制钠和水的摄入是治疗腹水的重要措施。据Shear等经给3例肝硬变病人每日进食112mmol钠盐。经4~6日后观察到病人体重剧增,几乎所食的钠全被潴留。其中36~47%是以腹水形式存在。钠的正平衡导致水的潴留(每1g钠可滞留200ml液体)。在严重病例,甚至大量应用利尿剂也不能抵消摄入高钠饮食的水潴留作用。钠的负平衡要相应地失水,顽固性腹水常与不能坚持低盐饮食有关。

据临床观察肝硬变伴有腹水者,每日尿中排出200mg钠。肾外性钠的损耗约为500mg。一日钠的摄入量多于750mg,则将引起腹水。因此,如要通过饮食控制消退腹水,其一日钠的摄入量必须限制在500mg以下。根据限盐或限钠程度,大致可分为“少盐”、“低盐”、“无盐”和“低钠”四种:(常用食物的钠含量见表27-4)。

少盐膳食:禁用一切盐渍、酱制、腌熏及含盐分高的咸味食品和调味品及含钠或苏打的食物。对含钠低的食物随量,含钠中等者适量,含钠高者少用。烹调时允许加5g·d-1食盐(或25ml酱油)。

低盐膳食:禁用食品原则同上。不过烹调用盐要更少些。即2~3g·d-1食盐或10~15ml酱油。

无盐膳食:禁用食品原则同上。但烹调时不允许加盐或酱油,限制含钠高的蔬菜。注意水和药中含钠量。

低钠膳食:限500mg·d-1钠。比上述三种限盐膳食更为严格。除上述限制外,蔬菜限用含钠量在50mg·100g-1以下者。牛奶用量不超过500ml(或用奶粉冲服,减少液体摄入量)。水中含钠量亦应计算在内,限250mg·d-1钠。低钠膳食饮食限制更为严格。停用所有乳类制品及含钠多的食物。全日钠量应包括饮水、食物所含的钠及食品加工过程所用的各种形式的钠盐。如调味品中的食盐、味精(谷氨酸钠)、发酵粉,小苏打、磷酸二氢钠、亚硫酸钠、安息香酸钠以及其它食品添加剂都不许食用。含钠药物也应慎用。目前我国医院临床上常用的是“低盐”、“无盐”、“低钠”(限500mg·d-1钠)三种膳食。

祖国医学认为许多食物如鲜鲤鱼、甲鱼、赤小豆、丝瓜、冬瓜、南瓜、杨桃等对治疗肝硬变腹水有效。可适量用于食疗。对一些能够提高免疫功能改善病人营养状况的食品如白木耳等,条件允许时,可以采用。

单凭饮食控制腹水疗效不显,则应在限钠、限水的基础上合并应用利尿药物进行治疗。果、干豆类、肉、鱼、蕈类都是钾的丰富来源。如患者每日尿量不少于1000ml,还可采用“无盐酱油”(只含钾而不含钠)代替食盐调味。但如患者尿量过少,或血钾超过5.0mmol·L-1,则不宜食用无盐酱油或其它含钾多的食物,以免引起高血钾,产生严重后果(见表27-5)。

由于肠腔内胆汁酸盐减少,脂肪吸收不良,而与钙形成“钙皂”排出体外。维生素D摄入不足及代谢障碍也能影响钙的吸收利用。偶见骨质变化病例,说明钙镁的补充也是非常需要的。

(7)烹调方法及食物选择烹调方法多样化,注意菜肴的色、香、味型。对于限盐饮食更要精心调配,以刺激食欲。但对辛辣刺激性食品和调味品尽量少用或不用。

食物应力求新鲜,无霉变。由于肝硬变时肝脏解毒能力差,对含有食物添加剂的食品和附有残效农药的水果、蔬菜,都应特别慎用,以免食后加重肝细胞损害。

饮食的质地应细软,避免一切生、硬、脆和粗糙的食物:如带刺的鱼块,带碎骨的肉或鸡,干炸丸子、脆排叉以及含粗纤维多、未经切碎、剁细、煮软的蔬菜(如芹菜、韭菜、黄豆芽等),以免食物制备不当,引起曲张的食道静脉破裂出血,造成严重后果。

(8)供给足够的食物纤维食物纤维可以利胆、通便。有些食物纤维并不粗糙。如果胶、海藻等可以做成点心(如果汁冻、西瓜糕、杏仁豆腐等)、小食品(羊羹全糕)、果酱等;都很受肝硬变病人欢迎、但制作过程不可添加人工香料、防腐剂、着色剂等。

(9)特殊情况的处理对伴有食道静脉曲张者应供应流食、半流食或软食。上消化道出血时应禁食。改用其它途径(经肠或静脉)补充营养。

对胆汁性肝硬变者应采用低脂肪、低胆固醇饮食。定期补充维生素A、D。凝血酶原时间超长者补充维生素K和钙质。

其它措施同病毒性肝炎。

(10)肝硬变高蛋白饮食举例

早餐:

大米粥(大50)

开花馒头(面粉50,糖20)

茶叶蛋(鸡蛋35,免五香粉)

加餐:

山楂酪(鲜山楂50,藕粉20,糖20)

枣泥山药(红枣泥50,山药100)

午餐:

软饭(大米100)

番茄鱼丸(西红柿150,鱼肉100)

腐竹焖扁豆(腐竹20,扁豆80)

加餐:

酸牛奶(去脂酸奶200,糖10)

水果(烤苹果或熟香蕉,软柿子)

晚餐:

稠粥(大米30煮稠粥半碗)

馒头(面粉100)

炖牛肉(牛肉100,胡萝卜50)

青菜烧豆腐(碎嫩菜叶100,南豆腐50)

加餐:

豆浆(豆浆200,糖20)

蛋糕(蛋糕50)

全日烹调油10g

上述食谱的大致含量:蛋白质100g、脂肪40g、碳水化物440g、热能10584kJ。

27.5 肝功能衰竭与肝性脑病(肝昏迷)

在临床上出现黄疸、腹水、肾功能障碍、出血倾向、代谢紊乱等表明“肝功能衰竭”(以上简称“肝衰”)。急性或慢

【此处缺少部分内容】

原因 诱发肝性脑病的机理
消化道出血 1.增加氨的产生。消化道积血,含蛋白质150~200g·L-1,经肠道细菌作用产生氨等毒性物质并吸收入血
2.低血容量可损害肝、肾脑功能。肾功能障碍使尿素的肝肠环增强,因而产氨较多
3.输入库存血含氨较多(在4℃时保存一天含氨100μmol·L-1,保存4天为193μmol·L-1,31天为428μmol·L-1
4.休克或/和缺氧时组织分解增强、产氨增多,加重了肝细胞的损害与脑组织对毒性物质的敏感性。
水、电解质平衡失调 1.利尿剂导致低钾性碱中毒,增加肾静脉中氨含量使血氨增高,通过血脑屏障的氨量增多。
2.利尿、放腹水、腹泻等使血容量减少,加重脑、肝缺氧,易形成肾前性氮质血症
镇静剂麻醉剂 1.对脑的直接抑制作用
2.用后加重脑组织缺氧
3.外科手术麻醉剂的毒性作用,组织分解增加失血等
尿毒症 1.增加尿素的肠肝循环,产氨增多
2.对脑有直接毒性作用
1.组织分解增强,产氨增多
2.脱水和肾功能受损
3.微生物的内外毒素加重肝损害
4.缺氧和发烧均可加重氨的毒性
便秘 氨和其它含氮毒物产生和吸收增多

27.5.2 发病的生化机理

肝性脑病的发病机理尚未完全阐明。早年有氨中毒学说,七十年代初Fischer提出假性神经递质学说,继而发展为氨基酸平衡失调学说。1975年Munro发现了高胰岛素血症、血浆氨基酸失衡与肝性脑病的关系。对上述假说作了补充。发病与某些物质的代谢紊乱、平衡失调也有一定关系。

(1)氨中毒正常情况下,体内氨不断产生,又不断被清除,血氨浓度不超过67μmol·L-1。当肝脏功能衰竭时体内产氨过多,肝清除能力下降,都可破坏血氨的相对稳定,使其浓度增高(超过117μmol·L-1,甚至高达587μmol·L-1)。游离状态的氨能透过细胞膜对中枢神经系统产生素性,诱肝性脑病。

体内的氨主要来源于胃肠道、肾脏和骨胳肌。

摄入的蛋白质、消化道积血以及胃肠道脱落细胞的分解产物氨基酸,部分经肠道细菌作用分解为氨,在肝内经鸟氨酸循环合成尿素而被消除。肝衰时肠道细菌丝紊乱,繁殖旺盛,分泌的氨基酸氧化酶和脲酶增多,使肠内产氨增多。但由于肝细胞严重损伤,其线粒体摄取氨的能力降低,同时ATP生成减少,储备不足,鸟氨酸循环缺乏能量供应,有关酶的活力降低,合成尿素的功能减弱或丧失,以致血氨升高。近年发现侧枝循环的形成,肠内产生的氨不经肝脏直接进入体循环,也是血氨升高的重要因素。

在生理pH的情况下氨和铵离子并存。绝大部分氨基氮是NH4+,不跨越细胞膜。肝细胞严重损害时常合并低血钾性碱中毒,使细胞外液中NH3-NH4+平衡起变化,同时肾小管形成的氨亦难以排出,致使血氨浓度增加,弥散到细胞内,通过血脑屏障,产生毒害作用。

脑清除氨的机理之一是将氨先与α-酮戊二酸相结合,再与谷氨酸形成谷氨酰胺,其中消耗大量还原型圃酶I(NADH)和ATP。线粒体NADH储备减少,妨碍呼吸链中的递氢过程。ATP消耗过多而生成不足。而α-酮戊二酸是三羧循环的重要中间产物,与氨不断结合被消耗掉,脑组织得不到补充,三羧循环不能顺利进行。能量供应不足,不能维持中枢神经系统的兴奋活动。

另一方面神经递质发生改变。谷氨酸、谷氨酰胺、γ-氨基丁酸及天门冬氨酸约占脑内氨基酸及其酰胺的75%。这些氨基酸的转化与脑的功能密切相关。谷氨酸与增高的血氨相结合而被消耗掉,其脱羧产物γ-氨基丁酸(简写为GABA是一种抑制性神经递质)的生成相应减少,由GABA转化为琥珀酸进入三羧循环亦减少,影响脑细胞代谢及供能。及至肝病晚期,氨对γ-氨基丁酸转氨酶的抑制,使原本减少的γ-氨基丁酸反而在脑内积蓄。由于氨阻碍,丙酮酸生成乙酰辅酶A与ATP不足,乙酰胆碱及其它兴奋性神经递质如谷氨酸、天门冬氨酸都减少,而出现中枢神经系统机能障碍。

也有人认为氨能抑制细胞膜上Na+-K+-ATP酶,减少ATP生成,对神经原细胞膜产生直接毒性作用。肝性脑病所表现的临床症状与氨对中枢神经原的刺激有关。

但血氨增高并不能完全解释肝性脑病的发病相理。不少深度昏迷的肝病患者血氨却是正常的。氨中毒可能不是引起肝性脑病的唯一原因。

(2)假性神经递制裁的形成正常情况下蛋白质水解产物苯丙氨酸和酷氨酸(都是芳香族氨基酸,简写为AAA),经肠道细菌脱羧酶的作用,分别生成苯乙胺和酶胺,由门静脉吸收入肝,被肝中单胺氧化酶氧化分解。肝衰时苯乙胺与酷胺未经肝代谢而进入体循环,并透过血脑屏障进入脑组织为神经末梢所摄取。经过β-羟化酶催化,分别生成苯乙醇胺和胺,其化学结构与正常神经递质去甲肾上腺不经和多巴胺相近似(图27-1、27-2)被称为假性神经递质。它们排挤和取代了正常的神经递质,但其效能仅相当于后者的十分之一,不能完成神经传导功能。由于正常神经传导递质形成减少,或假性神经递质在神经末梢突触处积存,或由于上述两种因素同时起作用,使神经兴奋冲动受阻,传导发生障碍,从而引起神经系统功能紊乱,发生一系列神经精神症状,终于导致昏迷。

正常神经递质与假性神经递质的化学构造

图27-1 正常神经递质与假性神经递质的化学构造

肾上脉素与假性神经递质形成过程示意图

图27-2 肾上脉素与假性神经递质形成过程示意图

酪氨酸经肠道细菌作用除产生酪胺外,还可产生酚类如甲苯酚和苯酚。肝衰时未被代谢或经侧枝循环直接进入体循环而产生毒性作用。

(3)血浆氨基酸平衡失调肝功能不全病人血浆内假性神经递质增多,与血浆中氨基酸平衡失调有关。

除亮氨酸,异亮氨酸和缬氨酸三种支链氨基酸(简写为BCAA)外,必需氨基酸的代谢主要或只能在肝中进行。由于肝功能不全或门腔侧枝循环形成,使血浆中芳香族氨基酸(AAA)的浓度明显增高。另一方面,由于胰岛素在肝中灭活减弱,流入体循环的高浓度胰岛素增强,骨胳肌对支链氨基酸的摄取和分解导致BCAA/AAA的比值由正常的3~3.5下降到0.6~1.2,反映肝实质细胞的损害。

肝组织坏死可释放出色氨酸,血浆白蛋白尝试下降及游离脂肪酸增多,也可使血浆中游离色氨酸增多,进入脑组织的量也增多。色氨酸是5-羟色胺的前身。高胰岛素血症可引起5-羟色胺合成增多、更新加速。色氨酸与支链氨基酸比值的改变,能反映肝性脑病的严重程度,对肝性脑病的发生及其严重性有重要意义。

芳香族氨基酸与支链氨基酸是由同一载体运转,通过血脑屏障时相玭竞争。过多的芳香话话基酸进入脑内(表27-7),使假性神经递质形成增多,抑制了正常神经递质的合成,干扰了神经细胞的正常功能。此外,肠道中蛋白质分解产生的色氨酸,在肠道细菌作用下生成毒性物质吲哚,正常情况下可在肝内解毒,但在肝功能不全时,无力解毒。高浓度的吲哚对脑细胞的呼吸有抑制作用。有人认为色氨酸在诱发肝性脑病中起着关键作用。

表27-7 健康人与肝病患者血浆中氨基酸含量

氨基酸 健康人 慢性肝病患者*
缬氨酸 30.1±1.9 14.8±1.5
亮氨酸 18.5±1.2 8.26±0.9
异亮氨酸 10.0±0.7 3.80±0.69
苏氨酸 14.5±1.8 9.20±0.69
蛋氨酸 3.7±0.2 10.86±3.5
苯丙氨酸 8.2±1.1 22.84±1.4
色氨酸 9.0±1.0 12.65±2.2
谷氨酸 7.7±0.8 29.35±7.8
丙氨酸 33.6±2.2 24.28±2.22
酪氨酸 11.3±1.3 25.48±3.1

摘自Rosen H.M.等(1977)

*肝性脑病患者每日摄入蛋白质20g。

(4)短链脂肪酸与硫醇含量增高 含10个以内碳原子的短链脂肪酸如丁酸、戊酸、辛酸等,可来源于食物中脂肪的分解,也可由碳水化物或氨基酸经肠道细菌作用而形成。含硫氨基酸(包括蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸)在肠内经脱氨基等一系列反应而生成硫醇,在肝内代谢解毒。肝功能衰竭时,不能从血中摄取短链脂肪酸加以利用,或由于从脂肪组织动用增多,而使务右短链脂肪酸增加。同时,硫醇亦未能在肝内解毒。它们对脑组织有毒性作用。与氨协同可以诱发肝性脑病。其发生机理有以下几种说法。

①阻碍氧化磷酸化偶联,干扰脑组织的能量供应。

②直接与神经膜或突触部位结合,影响神经膜的电生理效应。

③在神经突触部位与正常神经传导递质如多巴胺、5-羟色胺相结全,使正常神经冲动发生障碍。

(5)代谢紊乱和肝性因子缺乏

①糖代谢障碍:肝脏损害糖原的合成与分解以及贮备均减少,引起低血糖,影响脑细胞的能量供应。糖代谢产物丙酮酸不能继续氧化以致血液和脑组织中丙酮酸堆聚、乳酸增多而发生代谢性酸中毒,促使发生肝昏迷。

②脑正常代谢的进行必须有肝性因子和ATP等有关物质参加。

③电解质紊乱:进食过少,呕吐、腹泻到及长期应用利尿剂、糖皮腩激素,注射葡萄糖等常可引起缺钾星期期缺钾易引起肾损害和低钾性碱中毒,氨更易透过血脑屏障。血氨升高可以刺激呼吸中枢。镁、钠、锌、铁等元素的缺乏都可以加重病情,诱发肝性脑病,或促其发展恶化。

由此可见肝性脑病的发生往往是多种因素综合作用的结果。如对慢性肝病(肝硬变尤其是有门腔侧枝循环者),氨中毒可能是其发生肝昏迷的主要致病因素;而继发于其它肝病(如暴发性肝炎)的肝昏迷,可能与神经递质失常,以及碳水化物、电解质、微量元素的代谢紊乱,酸碱平衡失调、缺氧状态以及内毒素毒血症等有密切关系。

27.5.3 营养治疗原则

(1)供给足够热能和碳水化物以满足生理需要发现有肝昏迷先兆应,停止摄入蛋白质,暂时供给无蛋白流质饮食。每日由葡萄糖供给5040~6720kJ热能。完全不能经口进食者,可由静脉滴注10%葡萄糖,或通过鼻饲输入葡萄糖、维生素、能量合剂、电解质等。

足够的热能和充足的葡萄糖,可以满足脑组织能量代谢的需要。避免发生低血糖,减少体内组织蛋白质的分解,增强肝细胞对毒素的抵抗力,促进肝脏功能的恢复,对保肝、解毒、恢复和改善中枢神经系统的功能都有良好作用。

病人复苏后,随其病情好转每日可供给6300~8400kJ的热能,其中含蛋白质20~30g,碳水代物仍占相当大的热量比重(70~75%),并可由脂肪供给一小部分热能。

病人上消化道出血时应严格禁食,通过静脉补充营养。

(2)控制蛋白质的质与量,减少外源性氨的来源从饮食上减少氨的来源,抑制其产生或减少其吸收,仍是对肝衰及肝昏迷营养治疗的重点。控制饮食中蛋白质的摄入量是防止血氨升高的基本措施之一。重症肝衰,临近昏迷必须停用蛋白质或降到极微量。在肝昏迷期间采用葡萄糖维持营养。但停用蛋白质时间不宜太久,以免身体组织蛋白质分解,增加内源性氨的形成。且导致负氮平衡以影响肝细胞的修复与再生,也不利于控制腹水或浮肿。因此,病人复苏后(或持续昏迷超过3天),每日可经口服或鼻饲含有20~30g蛋白质的流质饮食。以后可根据其病情变化,病人对蛋白质的耐受程度,逐步高速其蛋白质的供给量。开始时可按病人的理想体重供给0.5g·kg-1的蛋白质(一日总量约为20~30g)。试用后密切观察病人的临床表现。如食后能充分消化,血氨并未升高,肝功、脑电图等指标亦未恶化,且神经精神症状有所好转,则每隔2~3日在病人饮食中递增10g蛋白质,直至其全日蛋白质供给量能达到1.0g·kg-1。有人认为每日供给50g蛋白质即可维持肝性脑病患者的氮平衡,并能促进蛋白质合成,控制浮肿和促进肝细胞的修复与再生。如在调整过程中血氨再次升高,或出现肝昏迷先兆,则需将其蛋白质摄入量重新降低到25~35g。慢性病人对蛋白质的耐受量常为40~60g。Rudman根据服用氨基酸后血氨升高程度将它们分为三组:形成氨最多的是甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、组氨酸、赖氨酸以及谷氨酰胺和天门冬酰胺;其次为亮氨酸、丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、酪氨酸和脯氨酸;形成氨最少的是精氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸和色氨酸。

故选用的蛋白质应是量少质优、产氨少的食物(表27-8)。植物性蛋白质含蛋氨酸较低,代谢产生的硫醇类衍生物也较少,不致助氨为害。它所含的苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸亦较动物性食品低。另一方面它含较多精氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸,对降低血氨有益。且机体为植物性蛋白质的消化吸收率较低。素食含纤维素较多有利通便,并能改变肠道细菌丛,从而减少内源性氨的产生和吸收。在动物性食品中乳类、蛋类产氨少于肉类(表27-9)而且酸奶可降低肠道pH,减少致病菌的繁殖,减少氨的产生和吸收。其它动物性食品中鱼肉和鸡肉所含支链氨基酸比畜肉多(表27-10),亦可酌量采用。

表27-8 一些常用食物的产氨量

食物 含氮量(g·100g-1 氨氮/总氮(%) 食物 含氮量(g·100g-1 氨氮/总氮(%)
大米 0.320 0.04 长豇豆 0.160 0.46
面包 0.320 0.94 甜薯 0.288 0.61
玉米屑 0.192 洋白菜 0.208 0.82
咸肉 4.864 0.33 胡萝卜 0.176 0.81
鸡肉 3.808 0.45 菜花 0.302 1.41
火腿 2.704 0.58 芹菜 0.144
汉堡包 3.872 0.26 黄瓜 0.144 3.27
意大利香肠 2.800 3.97 菠菜 0.480 0.20
乳酪 0.576 2.75 青豆 1.008 0.60
牛奶 0.560 0.35 西红柿 0.167 2.09
牛奶+奶油(各半) 0.512 2.27 南瓜 0.192 4.28
蛋清 0.744 0.05 马铃薯 0.416 2.33
蛋黄 2.560 0.16 莴苣 0.144 0.55
各式干酪 3.44~4.0 1.75~4.00 扁豆 1.433 0.21
苹果 0.032 0.36 鲜蘑 0.304 2.18
香蕉 0.176 葱头 0.240 11.20
葡萄柚 0.80 2.07 小萝卜 0.160 2.77
葡萄 0.208 4.20 法式色拉酱 0.096 14.00
0.064 3.78 人选黄油 0.096 21.96
0.112 2.67 蛋黄酱 0.176 23.33
柠檬汁 0.080 2.90 葡萄酒 0.016 11.20
橘汁 0.112 3.16 明胶 13.096 0.25
葡萄干 0.400 2.37 啤酒 0.048 1.62
花生酱 4.448 1.10 酵母 6.208 0.35

根据Rudman MD et al(1973)资料整理

表27-9 含有7g蛋白质的奶、蛋、肉中产氨最多的几种氨基酸含量(mg)

氨基酸 牛奶(200g) 鸡蛋(55g) 牛肉(44g)
甘氨酸 138 249 436
丝氨酸 412 591 285
苏氨酸 322 350 311
组氨酸 184 169 245
赖氨酸 544 450 615
总量 1600 1809 1892

摘自Mitchell HS等(1976)

表27-10 鱼、鸡、肉中支链氨基酸含量*(mg·100g-1

氨基酸 猪肉
缬氨酸 1071 1012 853
亮氨酸 1751 1490 1207
异亮氨酸 1011 1088 842
总量 3833 3590 2902

*根据中国医学科学院卫生所《食物成分表》计算

肝功能不全,肝内转氨酶活力降低,氨基转换作用等发生障碍,膳食中供给一部分非必需氨基酸对蛋白质的合成比较有利。必需氨基酸和非必需氨基酸应保持1:1的比例。因此,充分利用动植物性蛋白质的互补作用,以提高蛋白质的营养价值就更有实际意义。

优质、少量蛋白质质合理地分配于膳食中(4~6餐)。每次食入量不多,不致增加肝脏负担和引起血氨升高,透过血脑屏障,加重病情。

(3)脂肪不必过分限制肝衰病人对脂肪的消化吸收能力降低,厌油腻,或食后感觉不适。且血中游离脂肪酸增多与血浆白蛋白相结合,使后者与负氨酸结合减少,以致游离色氨酸增多,透入脑中影响神经系统的正常功能。但脂肪可供给必需脂肪酸和脂溶性维生素,增加食物美味促进食欲,并能润肠通便。肝衰病人血中亚油酸含量降低。在病人无胆系合并症,本人又能耐受的情况下,膳食中的脂肪无需过分限制。每日供给量可在50g左右。

(4)维持水-电解质平衡及酸碱平衡由于大量注射葡萄糖和过分利尿,可出现低血钾症和低钾性碱中毒,从而增加肾静脉氨的输出,加重氨向血脑屏障转移。低血钾还可影响细胞膜ATP酶的活力,影响细胞的正常代谢,一旦发生肾功能障碍,出现尿少或肾衰,则又可引起高钾血症,诱发心律不齐的严重后果。因此必须密切注意血钾及其它电解质的变化。及时采取相应措施进行防治。对于低血钾病人可补充钾盐和含钾多的食物,如浓缩果汁、菜汁、蘑菇等,出现高钾血症则需避免用含钾多的食物,并注射葡萄糖以纠正之。

钠盐的限制是根据病人合并腹水的程度与排尿量、体重变化及临床生化指标而定。见肝硬变一节。

对因肾功能不全、缺氧、呼吸循环衰竭而引起的酸中毒,除病因处理外,可适当补充谷氨酸钠予以纠正。

易于缺乏的锌、镁、钙、铁等,应根据临床检验结果予以补充。

(5)防止维生素缺乏肝衰时各种维生素摄入量少,吸收障碍、利用不良、丢失增多与贮存耗竭。大量注射葡萄糖或长时间用激不经治疗也增加了对维生素的需要。对已知与肝脏功能有关的维生素(B1、B2、B6、B12、C、A、E、K、叶酸、泛酸、生物素、尼克酸等)必须全面补充。所补充剂量常超过正常生理需要量的几倍或十几倍。所以最好联合补给,以免影响素生素之间的平衡。

有不少作者认为采用游离型维生素无效时改用活化型注射可取得较好的临床效果。为促进维生素活化可与ATP等促磷酸化物质合并使用或与葡萄糖合用都可以提高其利用率。有些维生素B1的衍生物如丙基-硫胺素(thiamine propyl disulfide,TPD)、呋喃硫胺(thiamine tetrahydrofurfuryl disulfide,TTFD)等在消化道的吸收良好,排泄慢,不易被硫胺分解,作用也较持久,可在血中维持较高水平,并能转变为辅酶型,但长期服用有副作用(如头晕、眼花、焦躁等)。四氢呋喃二硫胺素毒性较小,与硫辛酸合用治疗肝脏病人,一周后其血中丙酮酸浓度明显下降。

许多学都对大量补充多种维生素持保留态度。认为如有维生素缺乏应予以补充,并保持充裕。但对应用大剂量的必要性,或长期使用有无副作用等问题,尚有争论。

(6)正确掌握液体的摄入量肝衰时,特别进入肝昏迷阶段不能正常进食。液体全靠人工补给。如摄入量不足,则将影响其它措施的疗效;而摄入过量又会加重浮肿和腹水,甚至诱发脑水肿。因此正确掌握液体摄入量是治疗成功的重要环节。通常是参考前一日排出奶粉,使等溶量的乳液中营养更为丰富。又如等量做成软饭所含水分就少于稀饭。余类推。

(7)供给适量质软而无刺激性的食物纤维便秘对于肝衰者(特别是有侧枝循环或有上消化道出血者)是十分有害的。它使肠内容物或因出血凝成的血块,经细菌分解产生氨,被吸收入血,而增加血氨浓度。此外,肠内产生的吲哚、粪臭素等有害物质,也会增加肝脏代谢负担。食物纤维不但有利胆作用,且能刺激肠道蠕动,有利通便。但为减少其对伴有食道软化。可利用质地柔软的食物纤维如水果中的果胶(pectin),海藻中的藻胶以及豆类中的古柯豆胶(guar),做成各种美味食品,以利通便。

(8)少食多餐。

(9)限制蛋白质饮食的计划与实施

①限制蛋白质饮食的食品用量:低蛋白质饮食可由各种不同的食物组成。根据患者病情、饮食习惯、食量等具体情况灵活掌握。每提供20g和30g蛋白质的饮食组成及所用食品量如表27-11。

表27-11 低蛋白饮食的食品用量举例

食品 20g蛋白质饮食 30g蛋白质饮食(g)
半流质(g) 软饭(g)
面粉 50 50 150
大米 100 150 150
麦淀粉 100 100
蔬菜(或菜汁、菜泥) 100 300~400 300
水果(或果汁)* 250 250 250
蜂蜜 20 20 20
80 60 60
藕粉 10 20
琼脂 5 5 5
油脂 8 25 20
牛奶 100*
蛋糕 25
粉丝(粉条) 30 10
红枣泥 20
果酱

*用量为ml。

肝衰肝性昏迷限制蛋白质饮食举例

限制蛋白质(30g)饮食举例

早餐:

大米粥(大米50)

果胶面包(果胶10糖20面粉50)

加餐:

维生素强化蜂蜜水(蜂蜜20克)

果汁糕(果汁50琼脂5糖10)

午餐:

西红柿汤面(西红柿100面粉50)

丰糕(大米粉50糖10)

炒嫩黄瓜片(黄瓜100去皮)

加餐:

煮水果(水果200)或熟香蕉、软柿子

晚餐:

素馄饨(面粉50粉丝10西葫芦100)

枣泥发糕(大米粉50红枣泥20)

全日烹调油用量20g。

上述食谱的大致营养含量:蛋白质29.8g,脂肪25.6g,碳水化物369.2g,热能7669kJ。

表27-12 限制蛋白质(20g)的半流质饮食和软饭举例

半流质饮食 软饭
早餐 大米粥(大米25煮粥150毫升) 大米粥(大米25煮粥半碗)
饼干(麦淀粉50糖10) 米糕(大米粉50糖10)
加餐 维生素强化蜂蜜水(蜂蜜20水150) 维生素强化蜂蜜水(蜂蜜20水150)
烤苹果(苹果100去核加糖10) 烤苹果(苹果100去核加糖10)
午餐 稠菜粥(大米50菜泥50用油8炒过) 软饭(大米100)
蛋糕卷(蛋糕25果酱10) 烙饼(麦淀粉50)
糖醋胡萝卜黄瓜丁(胡萝卜50黄瓜50糖10)
加餐 素炒小白菜粉条(小白菜50粉条10)
山楂酪(过箩鲜山楂50藕粉20糖20) 山楂酪(过箩鲜山楂50藕粉20糖20)
脆片饼干(麦淀粉50糖10) 果汁糕(鲜果汁100琼脂5糖10)
晚餐 大米粥(大米粥25煮粥半碗) 大米粥(大米25煮粥半碗)
丰糕(面粉50糖10,切薄片) 素馅蒸饺(面粉50麦淀粉50粉条20西葫芦100)
西红柿烧茄子(西红柿100茄丁50)
加餐 牛奶冲藕粉(牛奶100藕粉10糖10)
果汁糕(鲜果汁100琼脂5糖10)
全日烹调8g 全日烹调油25g
大致营养素含量 蛋白质19.4g,脂肪16.3g,碳水化物347.5g,热能6779kJ 蛋白质20.7g,脂肪29.0g,碳水化物399.8g热能8160kJ

②调整蛋白质供给量:下列各组食物(或一种食物)约含蛋白质10g。根据病情好转,需要递增饮食中蛋白质量。每调整一次递增10g蛋白质。可在含蛋白质20g饮食的基础上(表27-12)选用下列任何一组(或一种)食物进行调整。当然也可以全部食物重新组合。约含10g蛋白质的食品用量(g或ml)如下:

牛奶150加鸡蛋35 肝50或鸡肉50或牛肉50
酸奶150加鸡蛋35 鱼60或虾60
牛奶150加酸奶150 鱼粉20或海米20
牛奶300或酸奶300 南豆腐200或豆腐脑200
鸡蛋70(约2个小的) 南豆腐100加豆腐脑30
瘦猪肉100 北豆腐100加豆腐干15
瘦猪肉50+鸡蛋35 (余类推)

如限液则需控制饮食中液体的摄入量。如以增加10g蛋白质为例,增加牛奶300ml不如用牛奶150ml另加鸡蛋35g。稀粥(米25g)用半量(约150ml)。用稠粥不如用蒸软饭,有利于控制流体摄入量。

食量小,或蛋白质增加时,则不必用麦淀粉,而改用其它方法增加热能。

27.5.4 危重肝病的营养支持

如危重病人不能耐受蛋白质,且血浆中芳香话氨基酸明显升高,则可输注高浓度的支链氨基酸作为肝衰和肝性昏迷的营养支持。

(1)支链氨基酸的临床意义目前认为输注支链氨基酸是治疗肝性脑病的最有效的措施。其临床意义是:

①肝衰时葡萄糖生物氧化作用不能正常进行,生酮作用发生障碍时,支链氨基酸可为机体提供其总需热量的30~40%,以维持脑的能量代谢。

②补充支链氨基酸可减少体内组织蛋白的分解,使从肌肉中释出和流入体循环的芳香族氨酸减少。

③支链氨基酸能促进肝脏和肌肉中蛋白质的合成,有利于肝细胞的修复和再生,恢复肝脏功能。

④由于芳香族氨基酸用于合成新蛋白质,其在血中的浓度降低,透入血脑屏障者相应地减少,从而维持血液和脑中氨基酸的平衡,脑组织中正常神经递质增多,从而改善中枢神经系统的功能,有利于提高肝性昏迷病人的复苏率和存活率。

(2)支链氨基酸的应用方式

①大剂量作为应急治疗药物单独使用:24h输注60g支链氨基酸,对肝性脑病的复苏率随病情轻重而定。由于利尿剂使用不当所诱发的肝昏迷病例,于1.5~6h即可使病人复苏。对继发于其它诱因(如上消化道出血)的肝昏迷例,应用支链氨基酸注射液平均经19h亦可取得满意疗效。大剂量支链氨基酸作为临床急救措施之一,可赢得抢救时间或可减少死亡。短期应用,并未发现有毒性作用。但应用时间不宜太久,否则将因缺乏其它必需氨基酸而导致负氮平衡,对肝细胞再生和肝脏功能恢复不利。病人复苏之后即需改用营养更为全面的平衡氨基酸溶液继续进行治疗。

②支链氨基酸与葡萄糖合用:对急性或慢性脑病患者都可以静脉滴注35%的支链氨基酸与高渗葡萄糖混合液。糖对蛋白质有节省作用,并为合成蛋白质提供所需能源,两者合用可增加病人营养,维持氮平衡,防止病情恶化或缓解其临床症状,并改善全身状态。其疗效超过单独使用葡萄糖溶液;也比应用葡萄糖和新霉素更能提高病人对蛋白质的耐受力。

③作为长期的营养支持:支链氨基酸与要素膳合用可提高病人对蛋白质的耐受力,防止慢性肝脏功能衰竭者病情恶化或发展为肝昏迷(即使发展为肝昏迷,病情亦较轻)。许多临床指标(如血浆蛋白、胆红素、凝血时间等都会有所改善)。

其它氨基酸制剂如谷氨酸、精氨酸、鸟氨酸等亦可降低脑细胞内氨的毒性,改善脑的代谢。Herlong等认为应用必需氨基酸的α-酮酸类似物,在与氨结合后可转变为必需氨基酸,既能抵消高血氨,又能弥补蛋白质的不足,有助于蛋白质的合成。采用由支链氨基酸类似物与其他必需氨基酸的混合液更比较理想。Walser等(1980)报道采用支链酮酸的鸟氨酸盐(ORN-BCKA)于慢性肝性脑病有利。

国内外已有专供肝病用的氨基酸配方,如国产的BCAA-3H,肝脑清(HE-1)、肝醒灵、肝安等以及国外临床应用较久的HepatAmine、A662、Travasorb Hepatic,Hepatic Aid等。各种商品所含的支链氨基酸含量不等,除含有必需氨基酸外,还含有一定量的非必需氨基酸,可用于口服、肠外营养(parenteral nutrition)和经肠营养(enteral nutrition)。其中HepaticAid还可做成方便食品即食布丁(Instant pudding)。每小包含蛋白质14.5g,可与无蛋白饮食或低蛋白饮食联合使用。

选用那种配方,取决于肝功能受损程度、肝性脑病的严重程度,是否合并腹水、电解质紊乱和酸碱失衡情况。肝脏功能衰竭引起的肝昏迷选用高浓度(35~50%)的支链氨基酸比较有益。当伴有高醛固酮血症,有水、钠潴留,出现腹水及浮肿时则需选用含钠少和含适量钾盐的氨基酸配方。热能密度应>6.3kJ·mg-1。如胃肠功能正常,最好采用经肠营养而不用肠外营养。如病人已能耐受40g蛋白质,水电解质情况稳定,则可改用其它价格比较便宜的配方膳。

27.6 肝豆状核变性(Wilsons氏病)

27.6.1 病因及发病情况

肝豆状核变性是一种先天代谢缺陷病。其病理生理基础是铜代谢呈正平衡。全身组织内有铜的异常沉积。本病散见于世界各地不同的民族。从遗传学研究估计本病发病率约为人口的16万分之一。我国(包括台湾)的不完全统计有220例。大多数在少年或青年期发病,以10~25岁最多,男女发病率相等。幼儿发病多呈急性,在数月或数年内死亡,30岁以后发病多属慢性型。

27.6.2 发病机理

铜是生命所必需的微量元素。正常人体含铜量约为100~150mg,其中大部分分布或贮存于不同组织的蛋白质和血液中,以肝和脑的含量最高。肝是铜代谢的中心。肠道吸收的铜,绝大部分(约90~95%)在肝内与α2-球蛋白牢固结合形成铜蓝蛋白,仅少量与血中白蛋白疏松地结合为转运铜,进入各组织与红细胞结合。由肝细胞溶酶体排入胆汁,并经肾小球滤过和排出。正常情况下摄入的铜与排出者维持动态平衡。

由于肝内肽酶缺陷或缺乏,铜蓝蛋白的合成减少,与白蛋白疏松结合的铜显著增加,弥散到组织,主要沉积于中枢神经系统、肝脏、肾脏、角膜等处(基底神经节内含铜量为正常量的10倍,肝脏、肾脏、胰脏等器官含铜量为正常量的7~10倍)。引起各脏器形态结构破坏与功能改变。与此同时,肝细胞溶酶体无力将铜分泌入胆汁,而从肾小球滤过大量排出。由每日低于80μg的排泄量增加到300~1200μg。血清中铜蓝蛋白降低(表27-13)。

表27-13 肝豆状核变性病人体内铜含量的改变

项目 正常含量 肝豆状核变性
血浆铜总量μmol·L-1 18(13~23) 10.5(3.3~18)
血浆直接反应铜(μmol·L-1 1.2(0~3.5) 4.6(2.1~7.0)
血浆间接反应铜(μmol·L-1 5.8(3.9~7.5) 1.6(0~1.6)
尿铜(μg/24小时) (5~25) 522(95~1300)
肝脏铜(μg/g肝,湿重) 5(3~10) 79(53~100)

据Richterich研究认为引起铜蓝蛋白合成减少的可能机理是:铜蓝蛋白因分子量不同分为贮存型和转运型两部分。其中20%为贮存型铜蓝蛋白,80%为转运型。正常情况下,贮存型铜蓝蛋白经肝内肽酶作用转变为转运型者。肝豆状核变性病人,由于肽酶缺陷或缺乏,肝脏只能合成贮存型铜蓝蛋白,不能形成和转变为转运型铜蓝蛋白,以致血中铜蓝蛋白浓度降低。

27.6.3 临床表现

早期表现为一般消化道症状:消化不良、嗳气、食欲不振等,脾肿大、黄疸、肝功能异常、类似肝类、迁延不愈。以后肝脏逐渐缩小、质硬,表面有结节,发展为坏死性肝硬化。

精神症门面常表现为性格异常、忧郁癔病样发作,以及智力、记忆力减退、言语等表达能力障碍。

神经方面症状以锥体外系运动障碍为主:不自主运动、震颤、共济失调、甚至肌强直、全身痉挛。

眼部出现Kayser-Fleischer角膜色素环。铜浓缩在溶酶体中,肝铜含量显著增加。血铜蓝蛋白浓度降低。铜在红细胞内沉着引起溶血性贫血和黄疸。白细胞的细胞色素氧化酶明显减少。

肾脏损害主要表现为氨基酸尿、尿中铜、尿胆素原、钙、磷酸和尿酸的排泄量增加。磷、钙的丢失可引起骨、关节异常。

27.6.4 治疗措施

本病主要采用驱铜疗法阻止铜的吸收,促使铜的排出。包括服用青霉胺或注射二巯基丙醇(BAL)增加尿铜的排出。有人主张饭后服用硫化钾,使铜与硫结合阻止其吸收。补充钾盐也有助于纠正肾小管酸中毒。

在采用驱铜疗法的同时,应给予高蛋白饮食,严格限制铜的摄入。严格限制饮食中的铜盐比较困难,但应尽量避免含铜高的食物。如肝、血、猪肉、蛤贝类(蛤蜊、牡蛎、田螺)、坚果、干豆类(黄豆、黑豆、小豆、扁豆、绿豆)、芝麻、可可、巧克力、明胶、樱桃和一些含铜高的茉蔬(蘑菇、荠菜、菠菜、油菜、芥菜、茴香、芋头、龙须菜等)。(表27-14)。对铜制餐具、食具也应慎用。

表27-14 不同含铜量的食物

含铜量高的食物(>8ppm) 猪肉、肝、动物血、牡蛎、蛤蜊、田螺、干豆、(黄豆、青豆、黑豆、小豆、扁豆、绿豆)、芝麻、坚果、可可、巧克力、明胶、樱桃、蔬菜类(芋头、蘑菇、油菜、菠菜、茴香、荠菜、茄子、龙须菜、芥菜、萝卜缨、葱等)
含铜量中等的食物(2~8ppm) 谷粮类(糙米、小麦、面粉、荞麦、小米、黄米、玉米面、高梁、高梁面)、豇豆、薯类(土豆、甜薯、甜薯干、山药)、蔬菜类(胡萝卜、紫皮萝卜、蔓菁、苤兰、大白菜、小白菜、瓢儿菜、藕、南瓜、芹菜等)
含铜量低的食物(<2ppm) 白米、玉米、牛奶、黄油、干酪、蔗糖、其它蔬菜和水果。

此外,还需补充维生素B6和锌。为防止缺钙磷引起的骨胳变薄需要补充钙和维生素D3。病儿贫血者应给予铁剂治疗。合理使用保肝药和调节营养神经药物。对神经系统症状可根据病情对症治疗。

Starzl主张采用肝移植以恢复铜的正常代谢。不过还有待进一步研究。

27.7 胆系结石和感染(胆石症与胆囊炎)

27.7.1 胆石症的历史和现状

胆石症是胆道系统的常见病。我国出土古尸中即发现过胆系结石。祖国医学早在1700多年前即对本病有所认识。认为是由于“气血郁积胆腑”、“湿热淤结于中焦”造成胆道梗阻、胆汁淤积、感染、虫积所致。

当代医学分析表明:组成胆石的主要化学万成为胆固醇、胆红素钙、碳酸钙等,以不同比例形成各类胆石。不同种族、环境因素作用下所形成的胆石种类及胆石症的发病率亦有所不同。西方国家以美国、瑞典、捷克等国发病率最高,以代谢性结石和胆囊结石最为多见。而东方各国如日本、泰国等发病率较低,且代谢性结石亦较少见。东非的土著居民发病率最低。

本病发病率大致与年龄成正比。发病率往往随年龄增长而明显增高。国外以40~60岁病例较为常见,女性病例较男性高1~2倍。我国胆石症在病因病理学和治疗方法上与国外有很大不同。发病年龄早于国外,多在20~45岁之间,男女病例几乎相等。结石发生于胆总管者约占50~80%,发病与胆道感染、胆道蛔虫病等关系密切。以胆红素钙为主的混合性泥消结石占首位。但在华南、西南、西北等地胆固醇结石并不少见。常因反复感染或发生胆汁性肝硬化而死亡。

27.7.2 胆石症的病因及发病机理

不同类型的胆结石,其病因和发病机理各不相同。目前有代谢障碍、胆道感染、异物核心等理论,但仍有许多问题尚未完全弄清。

①肝脏胆固醇代谢异常或胆汁酸的肝肠循环障碍:正常胆汁中胆汁酸与胆汁酸盐、卵磷脂保持一定比例形成微胶粒、呈分散溶解状态。Admirand对胆固醇在胆汁中溶解和析出进行了研究,用三角座标表示胆汁中脂质成分比例(图27-3)。当胆囊发生器质性或功能性病变时,胆汁中胆固醇含量过高,或胆汁酸盐及卵磷脂浓度降低,破坏了三者的正常比例,则形成可致结石的胆汁(Lithogenic bile)。

胆固醇结石患者,肝内β-羟-β-甲戊二酰辅酶A(HMG-GoA)活性增加,7α-羟化酶(促使胆固醇转化为胆汁酸的限速酶)活性减低,于是胆固醇的合成增多,胆汁酸的形成减少,肝肠循环障碍,随粪便丢失的胆汁酸和胆盐增多,而肝细胞合成数量又不足以弥补损失,以致胆汁酸代谢池缩小,胆汁酸组成亦有所改变,使胆固醇从胆汁中析出,沉淀、融合,集结而成为胆石。胆汁酸代谢紊乱与胆汁成分改变及理化特性异常,可能是形成胆石的生化基础。

胆汁中脂类成分比例的三角座标

图27-3 胆汁中脂类成分比例的三角座标

注:1.三角座标表示胆汁中胆盐,卵磷脂、胆固醇三者与胆汁物理状态的相关

2.图中百分比表示每种物质占三者总毫克分子数的百分比

3.曲线表示胆固醇与各种比例的胆盐与卵磷脂混合的最大溶解度

4.(a)点落在曲线以下,(胆固醇占5%,卵磷脂15%胆汁酸和胆盐占80%)胆固醇溶解于混合胶粒中

(b)点落在曲线以上表示胆汁中含有过量的胆固醇(处于过饱和状态)形结成石性胆汁,胆固醇结晶析出。

②胆系感染:胆囊粘膜因浓缩的胆汁或反流的胰液的化学性刺激而产生炎变。在此基础上又极易招致断发性感染而加重炎症。细菌能分解胆汁酸为游离胆酸,后者形成微粒的能力较差。感染性胆汁中的细菌多为大肠杆菌。细菌性β-葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase)能将结合胆红素转变为游离胆红素。胆系炎症时胆汁中钙离子含量增多,胆囊粘膜分泌的钙明显增加,胆红素钙更易形成沉淀和析出(图27-4)。此外,寄生虫残体、虫卵、胆囊中脱落的上皮细胞和粘液等常可构成胆石的核心,有助于胆固醇结晶的不断沉积,形成胆石或胆沙。粘液又可中增加胆汁的粘稠性,使之易于网罗胆固醇结晶,促使胆石增大。在我国胆道寄生虫(蛔虫、华枝自睾吸虫)感染相当多与胆红素钙石的发生有重要的因果关系。但这种关系并不是绝对必然的。其中还涉及个体差异性或内在因素的问题。

形成胆红素钙结石示意图

图27-4 形成胆红素钙结石示意图

Y(Z)蛋白系肝细胞内两种载体蛋白,能特异地与胆红素结合,经肝内质网的酶使胆红素转化为胆红素-葡萄糖醛酸酯

③胆汁淤积:胆系炎症使胆总管痉挛、胆道梗阻或胆道口括约肌功能失调、肌囊运动障碍以及长时间静坐少动、肥胖、妊娠可使腹壁松弛,内脏下垂、胆囊张力减低,排空延缓。此外,精神抑郁、紧张导致内肘植物神经功能失调,影响胆囊功能,以致胆汁淤积。胆汁滞留于胆囊,增加水分的重新吸收。胆汁过度浓缩,使已处于临界饱和度的胆固醇易于形成过饱和状态,刺激胆囊粘膜而产生炎变。胆汁碱度增高,胆盐溶解胆固醇的能力降低,胆汁成分比例失调。胆汁淤积及其理化性质的改变,是促使胆红素结石形成的内因。

④饮食因素:胆石的形成在桔柑种程度上与营养过度、缺乏或不平衡有一定的关系。如西方膳食中热能高、多动物性脂肪和精制糖,但缺少食物纤维,成为诱发胆石症的饮食因素。实践证明:食物纤维(如麦麸)可与胆酸相结合,使胆汁中胆固醇的溶解度增加。胆汁成分的改变而可减少胆石的形成。非洲土著居民膳食中多食物纤维而少精制糖,其胆石症的发病率最低。摄入大量精制糖可使肝内合成胆固醇增多,并能抑制肝脏分泌胆汁酸,使胆汁酸代谢池缩小。多食、少动与热能入超可使人发胖,肝中合成和分泌的胆固醇增多,为形成胆石提供了有利的条件。

动物实验证明:饲料中缺乏必需脂肪酸,可促使肝脏合成胆固醇,并使其在胆汗中的分泌量增加2~3倍,为形成胆固醇结石提供了物质基础。人服用亚油酸后,其胆汗中胆汗酸和卵磷脂含量有所增加,胆固醇的形成率有所降低.不过有些作者不同意上述论点,认为增加植物油和限制胆固醇的饮食反而会增加胆石的形成。是否还有其它成石因素,有待进一步探讨。

其它如缺乏维生素C或使胆固醇转化为胆汁酸的速率减慢。低蛋白饮食可能成为胆石症的一个致病因素也日益引起重视。

此外,胆石的形成与饮食制度也有一定的关系,饥饿时缩胆囊素不分泌,胆汁滞留于胆囊而过度浓缩,可诱发炎症或形成胆石。尤其是夜间分泌的胆汁比白昼分泌者更富于成石性。因此,省去早餐或全天只吃一、二餐者,患胆石症的可能性就更大些。

⑤雌激素:雌激素直接影响肝脏的酶系统,使甘油三酯增多,并抑制胆汁酸的合成,胆固醇浓度增加,超过饱和而析出结晶。它还能干扰胆囊的张力和排空,造成胆汁淤积,促使胆石形成。因而成年女性、多次妊娠者胆固醇结石的发生率显著高于男性及不育女性。长期应用雌激素者其胆固醇结石的发生率亦高。表明雌激素对胆石形成可能有一定的关系。

⑥遗传:部分遗传性“胆石素质”者,先天性胆汁中胆汁酸盐含量过低,使胆固醇易于过饱和而析出沉淀形成结石,表现为胆石症的“家庭集聚性”。

⑦其它:某些疾病如糖尿病、肾炎、甲状腺功能低下、血中胆固醇浓度升高、胆汁中胆固醇排出量也相应增多,易于发生胆固醇结石。患溶血性疾病者胆石症发病率高,溶血时大量形成结合胆红素而不能完全重吸收,胆汁中胆红素增多,沉积成结石。长期服用安妥明、菸酸等药物也会增加患本病的危险性。此外某些手术,破坏胆囊的排空功能造成胆汁淤积及胆红素重吸收减少。小肠远端广泛切除引起肠肝循环障碍,使发生胆石的可能性增加。胆道手术引起的胆道狭窄、慢性炎症、留置导管、或结扎线,都可能促使胆石的形成。

27.7.3 胆石症的临床表现

胆石症可反复发作,有时可持续数十年。胆囊结石可无症状或间断性右上腹闷重钝痛感。当结石阻塞胆囊管时即发生疼痛并向右肩放射。常伴有恶心,呕吐、发热。可诱发急性胆囊炎。胆囊肿大常可扪及并有触痛。X-线检查可现结石。

胆总管结石除有上述症状外,还因结石阻塞胆总管而发生黄疸、疼痛、寒战和发热,并可发生化脓性胆管炎,还可并发急性胰腺炎。肝细胞严重损害时可影响凝血因子的制造,可有出血倾向,忍甚至发生纤维性变导致胆汁性肝硬变。胆道造影可见胆总管增粗或透亮区。

27.7.4 胆石症的防治

国外以手术取石为治疗本病的主要手段,但复发率高,对肝内胆管结石手术效果亦不够理想。目前对某些病例的非手术疗法包括内窥镜取石、服药消石,体外震波碎石或针刺排石等。我国采用中西医结合治疗胆石症取得肯定疗效,为防止本病复发,还应注意以下各点:

①保持精神愉快、科学安排作息、劳逸结合与动静结合,避免长时间伏案静坐。

②调整饮食,避免高热能、高糖、高胆固醇饮食,充分供应必需脂肪酸,维生素C和蛋白质食物,限制脂肪,合理安排餐次,防止热能入超和中年发胖。

③积极防治胆囊炎、糖尿病、肾炎等疾病和寄生虫感染。合理使用激素和降脂药物。尽量避免诱发因素。

27.7.5 胆囊炎的病因

急性肿囊炎是一种非特异性为症,多发于有结石的胆囊,也可继发于胆管结石和胆道蛔虫等疾病。胆道阻塞、细菌感染是常见病因。邻近脏器化脓性病变也可直接波及胆囊。此外,胆囊粘膜可因浓缩的胆汁或反流胰液的化学性刺激而产生炎变,因而招致继发性细菌感染,加重炎症。一般好发于40岁以上的人,尤以肥胖、多子女女性多见。

慢性胆囊炎多为急性肿囊炎的后遗症,也有人说急性胆囊炎是慢性胆囊炎的急性发作。胆石是慢性胆囊炎最常见的病因(胆囊炎并发胆囊结石乾占65~75%)。胆道结石阻塞胆道可造成感染。进而波及胆囊。胆囊壁增厚、萎缩或胆囊积水。胆囊机能丧失,胆汁成分改变,也可造成慢性胆囊炎。起病前常有诱因:如饮食不当、过劳、精神刺激等。

27.7.6 胆囊炎的临床表现

急性胆囊炎的主要症状是右上腹部持续性疼痛,阵发性痠痛,腹肌紧张或强直,常有右肩放射痛,伴有恶心、呕吐,当发生化脓性胆囊炎或炎症波及胆总管时,可有寒战、高烧、黄疸。胆囊区触痛明显。

胆囊粘膜发生水肿、充血,继而波及胆囊壁可使胆囊膨胀。严重者,特别是老年病例,胆壁化脓、坏死、穿孔而易发生休克。在炎症消失后可造成纤维化瘢痕灶。炎症可影响胆汁成分比例,促使胆石形成。结石又可使胆道引流不畅,促使炎症发作,两者常并存,互为因果。由于胆总管结石梗阻并发的急性胆囊炎,当结石排出、梗阻解除后,胆囊炎可逐渐消退。

有些慢性胆囊炎病例可毫无症状。有的则感到右上腹隐痛、腹胀、嗳气和厌食。在进食高脂肪饮食后,消化不良明显。除上腹部有轻度触痛外,无其它阳性体征。

27.7.7 胆系结石和感染的营养治疗

(1)手术前的饮食管理急性发作时呕吐频繁、痠痛严重应禁食。采用解痉、利胆、排石、消炎、抗感染等中西医结合的综合性措施,并由静脉补充营养,保护肝脏功能。维持水-电解质平衡。当症状缓解或症状较轻的病例,能经口进食,可采用低脂肪、高蛋白质、高碳水化物、多维生素的饮食以加强营养,作好手术前准备。术前12h禁食。

(2)手术后的饮食调配 术后24h完全禁食,由静脉注射葡萄糖、电解制和维生素等以维持营养。当肠蠕动恢复,不腹胀,并有食欲时,可进些低脂肪清淡流食。尔后逐步过渡到采用易于消化的低脂肪半流质饮食和低脂肪(少渣)软饭。

(3)营养治疗原则

①热能供应要能满足生理需要,但要防止热能入超。一般为7560~8400kJ。不过要根据病人的具体情况区别对待。对于肥胖者须限制其热能摄入以利减轻体重。而对于消瘦病例则应酌量增加热能供应,以利康复。

②限制脂肪,避免刺激胆囊收缩以缓解疼痛。手术前后饮食中脂肪应限制在20~30g。随病情好转,如病人对油脂尚能耐受可略为增多(40~50g)以改善菜肴色、香、味,而刺激食欲。烹调用植物油,既能供给必需脂肪酸,又有利胆作用。忌用油腻、煎、炸以及含脂肪多的食物。如肥猪肉、羊肉、填鸭、肥鹅、黄油、奶油、油酥点心、奶油蛋糕等。

③控制含胆固醇高的食物以减轻胆固醇代谢障碍,防止结石形成。对于运动内脏、蛋黄、咸鸭蛋、松花蛋、鱼籽、蟹黄等含胆固醇高的食物应该少用或限量食用。

④充足的蛋白质。胆囊炎在静止期,肝脏功能并未完全恢复,或有不同程度的病理损害。供应充足的蛋白质可以补偿损耗,维持氮平衡,增强机体免疫力,对修复肝细胞损伤、恢复其正常功能有利。鱼、虾、瘦肉、兔肉、鸡肉、豆腐及少油的豆制品(大豆卵磷脂,有较好的消石作用)都是高蛋白质和低脂肪食物,每日蛋白质供给量为80~100g。

⑤适量的碳水化物以增加糖原贮备,和节省蛋白质,维护肝脏功能。它易于消化、吸收,对胆囊的刺激亦较脂肪的蛋白质弱。但不可过量免引起腹胀。每日供给量约为300~350g,对肥胖病人应适当限制主食、甜食和糖类。

⑥维生素和矿物质须充裕。选择富含维生素、钙、铁、钾等的食物,并补充维生素制剂和相应缺乏的矿物质。维生素B族、C和脂溶性维生素都很重要。特别是维生素K,对内脏平滑肌有解痉镇痛作用,对缓解胆管痉挛和胆石症引起的痠痛有良好效果。

⑦不可忽视膳食中的食物纤维和水分。多食物纤维饮食可减少胆石的形成,嫩菜心、西红柿、土豆、胡萝卜、紫菜头、菜花、瓜类、茄子等鲜嫩蔬菜以及熟香蕉、软柿子和去皮水果,可切碎煮软,使食物纤维软化。并可选用质地软、刺激性小的食物纤维品种如古柯豆胶、藻胶、果胶等作成风味食品或加入主食,都可增加食物纤维的供应量,有利于防止便秘,减少胆石形成(便秘是胆结石、胆囊炎发作的诱因)。同时要多饮水,以利胆汁稀释。

⑧节制饮食、少量多餐、定时定量。暴饮暴食,特别是高脂肪餐,常是胆石症或胆囊炎发作的一个诱因。因此,饮食要有规律,避免过饱,过饥。胆汁淤积,易发生感染,甚至导致胆病复发。饮食宜清淡、温热适中、易于消化,有利胆汁排出,避免胃肠胀气。

⑨戒酒以及不用一切辛辣食物和刺激性强的调味品。它们可以促使缩胆囊素的产生,增强胆囊收缩,使胆道口括约肌不能及时松弛流出胆汁,可能引起胆石症或胆囊炎的急性发作或恶化。

⑩食疗便方:

甲.冬瓜皮(60~90g,鲜品加倍)加水浓煎,一日饮2~3次,作为急性胆囊炎的辅助治疗。

乙.鲫鱼(一尾)、赤小豆(120g)、陈皮(6g)煮烂食用。适用于慢性胆囊炎。

丙.核桃仁、冰糖、香油混合捣泥服用,可供给不饱和必需脂肪酸,有利胆作用,适用于胆石症。此外,白扁豆粥、绿豆(去皮)粥、荷叶粥等都具有止呕、解吐、清热的疗效,其它如酸梅汤、西瓜水等冷食品也可采用。

表27-15 胆道疾病低脂饮食举例

低脂半流质饮食 低脂膳食
早餐 稠米粥(大米50) 稠米粥(大米50)
脆片(面粉50) 开花馒头(面粉50糖10)
酱豆腐20 卤鸡蛋(鸡蛋35)
加餐 脱脂乳(脱脂牛奶200糖20) 维生素强化蜂蜜水(蜂蜜20)
果汁糕(鲜果汁100琼脂5糖10 同左
午餐 宽汤小馄饨(虾肉50面粉50油5 软饭(米100)
枣泥山药(枣泥50山药100金糕10) 清汤鱼丸(鱼肉100加小白菜50)
素烩(香菇5面筋50胡萝卜50黄瓜50
加餐 去油肝汤豆腐脑(嫩豆腐50) 水果200(烤苹果或熟香蕉)
山楂酪(山楂泥50藕粉20糖30) 枣泥山药(红枣50山药100金糕10)
晚餐 西红柿汤面(西红柿100面粉50油5) 大米粥(大米30)
蒸蛋羹(鸡蛋35) 蒸面龙(面粉150西葫芦200廋肉50)
香干拌莴笋丝(香干50莴笋100切细丝)
加餐 茶汤(茶汤粉30糖15) 全日烹调油5g
蛋糕(蛋糕25)
大致营养含量 蛋白质52.4g脂肪22.4g碳水化物390.4g热能8287kJ 蛋白质96.6g脂肪39.2g碳水化物337g热能8765kJ

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28 心血管疾病

28.1 前言

心血管疾病是危害人类健康的严重疾病。它是造成死亡的主要原因之一。本病种类繁多,病因复杂。其中有些疾病。如动脉粥样硬化和冠心病,高血压病和心力衰竭等与营养因素关系密切,合理的膳食已成为防治这些疾病的重要措施之一。为了更好地讨论这些问题,首先简略地介绍有关心血管营养学的一些基本概况。

28.1.1 历史和现状

许多心血管疾病的发生和流行,在某种意义上说是同人类历史的发展相联系的。远古时代,人们过着采集和狩猎的群居生活,他们所摄取的都是未经加工的天然食物,营养成分相对平衡。随着生产的发展、阶级的分化、环境(包括饮食)的改变,营养不平衡的现象逐渐发生。少数人可能出现营养过剩,而更多的人则处于营养缺乏的状态。这两种极端,加上其他因素,均可导致各种不同的心血管疾病的发生。根据历史资料,古罗马的贵族过着奢侈豪华的生活,其膳食成分与现今西方国家十分接近,已记录这些人中有心绞痛和突然死亡发生。在埃及贵族的干尸中也发现有明显的动脉粥样硬化。我国长沙马王堆出土的距今两千多年的西汉宫室女尸,经现代病理学证实有动脉粥样硬化和心肌梗塞的病理变化。尽管如此,本病在古代究竟仍属少数。

到了近代,尤其是西方国家,人们的生活方式和饮食结构发生了越来越大的变化。根据晚近资料,美国平均每人每日摄入的脂肪在100g以上,而且主要为动物脂肪,食物胆固醇为400~700mg,平均560mg,粗粮的摄入很少,而精糖的消耗量却很高(100g以上)。此外,酒精和食盐的消耗量也很大。总热量摄入过多以及各种营养素之间的平衡失调可能是造成心血管病,尤其是冠心病广泛流行的主要原因之一。Bajusz在指出西方人饮食变化及其带来的危害时,曾引用一句俗语“人们正在用自己的牙齿挖掘自己的坟墓。”这种情况已引起心脏病学家、营养学家、公众及社会有关部门的重视。目前,世界上有十六个关于“饮食脂肪与冠心病”的专家委员会纷纷提出一系列的膳食改革措施。美国国会于1977年提出“饮食脂肪方针”(dietary goal),倡导人们进食更多的谷物,以使复杂的糖摄入量,由原来仅占总热量的28%增加到48%,脂肪的摄入由总热量的40%降至30%,并适当控制动物脂肪与植物渍的比例,增加蔬菜和瓜果,限制胆固醇、蔗糖和盐的摄入。

当前世界饮食改革的内容,实际上在两千多年前,我国第一部医学经典著作《黄帝内经素问》中已充分得到体现。它指出,人们的合理膳食应该是“五谷为养、五畜为益、五果为助、五菜为充。”这种观点为仅正确地阐明人类膳食中必需具备的各种营养素,而且辩证地指出它们之间的主次关系(即养、益、助、充)。它奠定我们民族优良的膳食特点,对保障人民健康、预防疾病,尤其是冠心病具有深远的指导意义。

这种正确的观点,在历代许多食疗专著中不断地得到补充和发展。如明代龚廷贤在《寿世保元》一书中对控制膳食的重要性有相当精辟的论述:“善养生者养内,不善养生者养外,养内者以恬脏腑,调顺血脉,便一般流行中和,百病不作,养外者恣口腹之欲,极滋味之美,穷饮食之乐,虽肌体充腴,容色悦泽,而酪烈之气,内蚀脏腑,精神虚矣,安能保令太和,以臻遐龄……人之可畏者,饪席饮食之间,而不知之为戒,过也。“这段论述,对今日防治肥胖,高血脂、高血压和冠心病,对中、老年人的健康和延年益寿仍然是十分重要的。

我国古代医学对营养与健康和疾病(包括心血管病)的认识和贡献,来源于人民丰富的实践,同时也指导着人民的实践。正因为这样,它才具有世界上任何其他民族所不可比拟的、广泛而深刻的群众基础。几千年来,我国劳动人民早就利用各种食物来养生保健和预防疾病,其中不少由于世代相传,已成为风俗习惯。然而,另一些国家情况却大不相同。例如,Dock在《营养与心血管疾病》一书中写道:“在2千多年前,古希腊名医Hippocrates时代,尽管医师劝导人们通过改变饮食习惯来预防和控制疾病,但绝大多数病人宁可吃药或忍受疼痛,而不愿意采取饮食措施。”我国古代劳动人民早就知道素食可延年。近代科学证明,素食中的许多成分,例如素油含有大量多不饱和脂肪酸和维生素E,香菇、木耳则既能降脂,又能改善血液凝固状态,它们对预防高脂血症和冠心病均有好处。

综观历史和现状,不难看出营养与心血管疾病之间有着十分密切的联系。

28.1.2 营养与心血管重量和病量的关系

(1)营养对心血管系统的重要性在维持心血管系统的结构和功能方面,具有十分重要的意义。

①营养是重要的能量来源:任何机械功都需要能量,心脏担负着极其繁重而复杂的任务,因此,它必须将食物中的化学能转化为机械能。正常心肌细胞自血液中摄取的营养物质,最主要的是游离脂肪酸(FFA)(约占67%),其次是葡萄糖和乳酸(各占17%左右),此外还有氨基酸、酮体和丙酮酸等。若按体重计,则正常人心脏每天约需18g脂肪酸、11g葡萄糖、10g乳酸和0.6g丙酮酸。可见其摄取的营养物质数量是相当可观的。

心肌细胞对营养物质的摄取和利用受到各种因素的影响和调节。其中最主要的是营养物质在血中的绝对浓度。浓度越高,则摄取的数量越大。例如,空腹时,血中葡萄糖和胰岛素水平低下,脂肪组织释放大量的FFA,造成其在血中的浓度增高。因此,空腹时心肌细胞对FFA的摄取和利用也显著增高。相反地,餐后血中葡萄糖和胰岛素水平增高,而FFA的含量则降低,故心肌主要摄取和利用葡萄糖。另方面,当剧烈运动时,血中乳酸含量显著增高,此时它便成为主要的供能物质。可见,正常心肌细胞对各种营养物质的摄取和利用具有很强的适应性。然而,在病理情况下,例如,急性心肌梗塞时,缺血心肌细胞对营养物质的适应能力则显著减弱。此时,FFA对它是有害的物质,而葡萄糖则成为它良好的底物。因此,在急性心肌梗塞时,滴注葡萄糖和极化液(葡萄糖加胰岛素和钾)是有好处的。

和心肌组织一样,动脉壁也需要不断地从血液中获得各种营养物质,包括蛋白质、糖脂肪和胆固醇等。其中胆固醇(包括部分甘油三酯和磷脂)以脂蛋白形式(主要是LDL)进入动脉壁后,便通过细胞表面受体途径进入细胞内,作为细胞的结构成分加以利用。这可能也是食物胆固醇被清除的途径之一。

②营养素参予心血管系统中若干重要的生理生化过程:心肌的舒缩除了需要一定的能量外,还需要某些金属离子,如钾、钠、钙等的参予。此外,食物中的一些维生素以及微量元素还是心肌组织和动脉壁代谢中若干重要酶系统的辅基。

(2)营养缺乏或过剩对心血管系统的危害营养缺乏或过剩均可使心血管系统正常的结构和功能遭受破坏,从而导致心血管疾患。

营养不良,例如,由于维生素B1缺乏引起的脚气性心脏疾病,早为人们所熟知。近年来一些动物实验表明,膳食中钾、镁、氯缺乏,可增加心肌细胞对致病因素的易感性,从而诱发原发性坏死性心肌病。我国局部地区发生的克山病是一种原因未明的心肌病,可能与膳食中某些微量元素,例如硒、镁、钼等缺乏有关。镁缺乏可引起心电图异常,促进心肌选择性发生钙化,诱发致死性心肌痉挛和快速心率失常。维生素B6和C缺乏可影响动脉壁结构的完整性。食物纤维缺少与心血管病、糖尿病和肿瘤发病率的增高密切相关。

营养过剩对心血管系统所造成的危害较之营养缺乏更为严重和普遍。总热量、饱和脂肪酸、胆固醇和精炼蔗糖等摄入过剩易于诱发肥胖、高血脂和动脉粥样硬化,已如上述。钠盐摄入过多与高血压病的发病有关。除此之外,近年来还发现某些特殊的食物成分,例如,过量的芥酸(22碳-烯酸)可引起动物心肌损害。个别植物油中尚含有某些毒性物质可抑制动脉壁中胆固醇酯水解酶的活力,因而可诱发动脉粥样硬化。

所有这些进展,为从细胞和分子水平上了解心血管病的发病原理以及开展防治提供有利的基础。

28.2 营养和血脂及动脉粥样硬化

动脉粥样硬化的发病是多因素的,除了遗传以外,更密切地还是与环境因素,特别是与营养因素有关。营养通过影响血浆脂类和动脉壁成分,直接作用于动脉粥样硬化发生和发展的不同环节上,也可通过影响高血压病、糖尿病以及其他内分泌代谢失常而间接导致动脉粥样硬化及其并发症的发生。因此,了解营养与血脂和动脉粥样硬化之间的关系对冠心病的防治十分重要。

28.2.1 脂类代谢与动脉粥样硬化

(1)血脂的代谢

①血浆脂类和脂蛋白的基本概念:血浆中的脂类,主要有胆固醇(包括游离胆固醇和胆固醇酯)、甘油三酯和磷脂,此外,还有少量的游离脂肪酸以及脂溶性维生素和固醇类激素等。

血浆中的脂类不能游离存在,它们必须与某些蛋白质结合成脂蛋白大分子,方能循环于血液之中,脂蛋白主要有四种,用超速离心法可分为乳糜微粒、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)。它们在滤纸和醋酸纤维薄膜电泳上分别相应于原点、前β、β和α1位置。四种脂蛋白的物理性质、化学组成、代谢特点及其与动脉粥样硬化的关系各不一样(表28-1)。

表28-1 人血浆脂蛋白的物理性质和化学组成

脂蛋白 电泳 密度 Sf* 分子大小(A) 化学组成(%)
蛋白质 胆固醇 甘油三酯 磷脂
乳糜微粒 原点 <0.96 >400 800~5000 1 4 90 5
VLDL 前-β 0.96~1.006 20~400 250~800 10 15 60 15
LDL β 1.006~1.063 0~20 200~250 20 50 5 25
HDL α1 1.063~1.20 65~95 45 25 5 25

*Sf值指在密度1.063超速离心24h的漂浮系数单位10-13cm/sec/dyne/g

乳糜微粒是一种食物来源的脂肪颗粒,主要含外源甘油三酯(约占90%),颗粒最大,密度最低,当其在血浆中的含量增加时,可使血浆外观混浊,放置4℃冰箱过夜可上浮成奶油样盖。乳糜微粒的生物半衰期甚短,转换极快。

VLDL主要由肝脏合成,其中内源甘油三酯约占60%,颗粒较乳糜微粒小,而密度则比它略高,当其在血浆中的含量增高时,可使光发生散谢而致血浆外观混浊,但不上浮成盖。空腹时如无乳糜微粒存在,则混浊的血浆常表示VLDL或甘油三酯含量增高。

LDL是VLDL的降解产物,其颗粒较VLDL小,而密度则比它高。LDL主要含内源胆固醇。其含量再高也不引起血浆外观混浊。LDL和VLDL与动脉粥样硬化发病有关,故也被称为致动脉粥样硬化脂蛋白。

HDL主要由肝脏和肠壁合成,其颗粒最小而密度最高,主要含蛋白质(约占45%),其次为胆固醇和磷脂(各占25%),被认为具有抗动脉粥样硬化作用,可能与它能将周围组织(包括动脉壁)的胆固醇运转到肝脏进行代谢有关。

除了上述四种脂蛋白外,近年来还提到一种所谓“中间密度脂蛋白”(IDL),它是VLDL向LDL转经过程中的一种中间代谢物,生物半衰期极短,正常人血浆中未能发现,但在某种病理情况下(如Ⅲ型高脂蛋白血症),血浆中可有此种脂蛋白的异常堆积,表现为电泳中的“阔β”带。

进一步的研究还表明,上述各种脂蛋白也是极不均一的,通过适当的方法可将它们分成各种微细的亚组分。如LDL可发成7种以上的亚组分,HDL可分成HDL2和HDL3等多种亚组分。一些实验室正在观察各种亚组分与动脉粥样硬化的关系以及饮食和其他因素对它们的影响。

②脂类运转的生理:如上所述,血浆中的脂类均以脂蛋白的形式进行运转。其中甘油三酯的运转速率最快,每天的转换率约为100~150g,而胆固醇和磷脂则相当缓慢,每天的转换率低于1~2g。

外源甘油三酯的运转哪图28-1所示。食物中的脂肪在小肠中乳化,并经胰脂酶水解成甘油一酯和游离脂肪酸,这些水解产物进一步与胆盐结合形成混合微粒。后者经过微绒毛而进入肠粘膜细胞内,并进一步合成为甘油三酯,经过一系列的加工修饰,最后以乳糜微粒的形式通过淋巴进入血流。少量脂肪酸和中链甘油三酯直接通过门静脉进入循环。外源高甘油三酯血症可由于摄食脂肪过多,或周围组织清除不力而引起。正常人进食100g脂肪后血浆中可见到乳糜微粒,并于4h后达到高峰,8~12h后即可被完全清除。故采血测定血脂一般宜于餐后12~16h进行。

乳糜微粒和VLDL代谢略图

图28-1 乳糜微粒和VLDL代谢略图

内源甘油三酯的运转哪图28-2所示。肝脏能将肠道吸收的糖和从脂肪组织中动员出来的脂肪酸以及各种来源的二碳化合物合成甘油三酯,然后以VLDL的形式运送入血。一旦肝脏合成太快或清除障碍,则VLDL或甘油三酯将过多地堆积于血浆之中,造成内源高甘油三酯血症。

肝脏中的内源甘油三酯的生成

图28-2 肝脏中的内源甘油三酯的生成

内源或外源甘油三酯在体内都必须遭受分解代谢。这一过程与营养状况密切相关,餐后血浆中脂蛋白酯酶活力显著增高,大量乳糜微粒和VLDL中的甘渍三酯被分解成甘油和游离脂肪酸,后者进入脂肪组织重新合成甘油三酯;饥饿时脂肪组织的激素敏感的脂酶活力显著增高,脂肪细胞中的甘油三酯遭受水解,游离脂肪酸动员入血,其中部分运送到各器官组织作为能量底物,部分则返回肝脏,重新合成内源甘油三酯。

血浆中的胆固醇包括两种来源:外源性,主要来自食物;内源性,主要由肝脏和肠壁合成。肠道吸收的胆固醇能反馈抑制肝脏胆固醇的合成。肝内的胆固醇部分以脂蛋白形式(主要为LDL)运送入血,部分则降解为胆汁酸,后者多数重吸收返回肝脏,此即所谓“胆汁酸的肠肝循环”(图28-3)。

肝脏胆固醇代谢略图

图28-3 肝脏胆固醇代谢略图

③血清脂类和脂蛋白的正常范围与过高界限:血清脂类和脂蛋白含量受到一系列因素的影响颇大,因而不同地区、不同实验室所得数值不尽相同,即使同一地区,由于受检者年龄、性别的不同也可能会有差异。表28-2列举上海医科大学在上海市市区进行的大规模普查时所得到的不同年龄和性别的健康人的血清脂质和脂蛋白含量。对于为了观察某一特定年龄的对象的血脂是否处于正常范围时,本表有一定参考价值。

在临床实际中,为了简便和实用,我们根据统计学、流行病学和实验室资料,提出健康成人血脂的正常界限和过高界限,如表28-3所示。凡血脂重复测定2次以上超过过高界限者定为高脂血症,处于正常界限和过高界限者仅属血脂偏高。上述暂定的过高界限与国外许多营养教科书及流行病学资料基本一致。

表28-2 上海市健康人血清脂质和脂蛋白含量(mg·100ml-1

年龄组 例数 胆固醇(平均值±标准差) 甘油三酯(平均值±标准差) β脂蛋白(平均值±标准差) HDL-胆固醇(平均值±标准差)
男性
新生儿 91 75.76±17.37 25.88±8.34 141.21±40.20. 40.9±6.0
1~9岁 60 138.00±29.12 54.32±21.42 324.00±62.04 -
10~19岁 63 124.60±23.68 58.57±23.84 295.57±70.12 50.6±9.5
20~29岁 123 134.39±31.08 57.33±32.84 315.61±93.72 55.3±10.9
30~39岁 339 151.89±31.60 77.84±47.12 378.83±128.14 57.0±10.8
40~49岁 467 161.00±30.62 87.90±55.59 412.71±136.39 57.7±10.9
50~59岁 335 162.83±36.19 87.79±54.41 409.14±136.14 59.0±10.7
60~69岁 175 161.08±33.65 87.48±48.65 419.08±138.30 62.4±12.2
70岁以上 43 178.37±36.66 78.37±31.76 421.86±91.69 59.3±10.9
女性
新生儿 102 78.12±18.81 27.35±14.22 147.65±47.63 40.7±7.8
1~9岁 49 134.08±24.22 57.34±28.02 311.43±73.04 -
10~19岁 80 135.05±24.28 64.75±22.98 304.50±71.56 54.3±10.4
20~29岁 129 139.30±27.30 52.85±26.12 303.72±78.88 57.5±10.6
30~39岁 319 152.0±31.57 67.80±47.29 354.43±109.93 62.8±12.6
40~49岁 590 157.08±31.36 78.70±53.15 398.04±125.52 63.1±12.9
50~59岁 214 176.82±37.04 106.30±58.01 466.72±137.58 63.2±10.9
60~69岁 101 185.10±39.14 103.90±51.88 469.90±161.32 63.3±12.4
70岁以上 22 177.28±30.48 110.90±47.67 467.27±134.64 60.5±12.5

表28-3 健康成人血脂的正常界限和过高界限

血脂 正常界限(mg·100ml-1 过高界限(mg·100ml-1)
胆固醇 180 220
甘油三酯 110 160
β脂蛋白 500 610

(2)高脂血症和高脂蛋白血症高脂血症系指血液中一种或多种脂类成分的异常增加。由于血液的脂类以脂蛋白形式进行运转,故高脂血症常反映了高脂蛋白血症。

①诊断:主要依靠实验室检查,其中最主要的是测定血清胆固醇和甘油三酯含量,同时参考放置4℃冰箱过夜的血清外观,必要时可作脂蛋白电泳或超速离心分析。为了使测定结果能反映患者的稳定状态,要求采血前应维持原来规则的饮食至少两周,保持体重稳定,并停服任何降脂药物及激素。4~6周内应无急性病发作。急性心肌梗塞、妊娠、应激以及其他创伤均可影响血脂含量,此时测定的血脂不能反映基础水平。

此外,病史、家族史、临床症状(如黄色瘤、青年角膜弓等)以及其他实验室检查,如电心图、血糖、甲状腺和肝肾功能等对本病的疹断也有一定的帮助。

②分型:按血脂增高可分为高胆固醇血症、高甘油三酯血症和混合型高脂血症(胆固醇和甘油三酯同时增高)。

按脂蛋白增高可分为五种类型,其中Ⅱ型尚可分为Ⅱa和Ⅱb两个亚型。各型的各称、生化特点及临床表现列于表28-4。

表28-4 各型高脂蛋白血症的生化特点及主生临床表现

类型 名称 发生率 生化特点 其他检查 主要临床表现 可有类似脂蛋白图象的其他疾病
血外清观 血脂改变 电泳图谱
胆固醇 甘油三酯 胆/甘 乳糜微粒 β 前-β α
高乳糜微粒血症 甚罕见 上层“奶油”样盖,下层澄清 正常~+ 增加 <0.1~0.2 深染 正常 深染 轻染 (1)脂蛋白脂酶活力下降(2)脂肪耐量显著异常
(3)低脂饮食试验
(1)偶见疹状黄色瘤
(2)视网膜脂血症
(3)肝脾常肿大
(4)常有腹痛发作(急性胰腺炎)
(1)脂肪进食过量
(2)重度未控制的糖尿病
Ⅱa 高β蛋白血症 常见 完全澄清 ++~+++ 正常 >1.5 深染 轻染 轻染 (1)可见眼脸黄斑瘤,肌腱黄色瘤和皮下结节状黄色瘤(2)青年角膜弓(3)早发动脉粥样硬化 (1)胆固醇进食过量(2)粘液性水肿(3)肾病综合征(4)肝内或胆道梗塞(5)骨髓瘤
Ⅱb 澄清或混浊 ++~+++ +~++ 可变 深染 深染 轻染
“阔β”带型 相对不常见 混浊 ++~+++ +~+++ ≥1 “阔β” (1)扁平状黄色瘤,肌腱黄色瘤和皮下结节状黄色瘤(2)冠状动脉及周围动脉粥样硬化表现,进展迅速。(3)常伴肥胖(4)可见血尿酸增高表现 (1)粘液性水肿 (2)γ-球蛋白异常(3)未控制的糖尿病
高前-β脂蛋白血症 常见 混浊或澄清 正常~+ +~+++ <0.8可变 正常 深染 轻染 (1)糖耐量试验多异常
(2)血尿酸显著增高
(1)疹状黄色瘤,肌腱黄色瘤,皮下结节状黄色瘤及眼脸黄斑瘤(2)视网膜脂血症(3)进展迅速的动脉粥样硬化 (4)血尿酸增高 (1)重度糖尿病 (2)肾病综合征 (3)糖原贮积病(糖原病)(4)妊娠
高前-β脂蛋白血症和乳糜微粒血症(混合型) 不常见 上层“奶油”样盖,下层混浊 + ++++ >0.15和<0.6 深染 中染 深染且拖尾至原点 轻染 (1)疹状黄色瘤(2)视网膜脂血症(3)进展快的动脉粥样硬化(4)肝脾常肿大(5)急性腹痛发作(6)常伴肥胖和糖尿病 (1)未控制的糖尿病
(2)骨髓瘤
(3)肾病综合征
(4)酒精中毒
(5)胰腺炎

国内临床以Ⅱ型和Ⅳ型最为多见, Ⅴ型和Ⅲ型少见,Ⅰ型未见报道。除家族性Ⅱ型外,一般临床表现均比国外报道者为轻。

③病因:高脂蛋白血症的类型确立后,就必须考虑病因问题。基本上可分为两大类,即原发性和继发性。原发性系由于遗传缺陷(如Ⅰ型中脂蛋白脂酶先天性缺陷,Ⅱ型中细胞表面LDL受体缺乏)或某些环境因素(如饱食、药物等)所引起。继发性国内临床相当多见,如不仔细检查则其原发病因常可被忽视而不利于治疗。可能引起继发性高脂蛋白血症的疾病包括甲状腺机能过低、糖尿病、肾病综合征、肝病(包括脂肪肝、梗阻性肝病和急慢性肝炎等)及胰腺炎等。它们可能合并或继发高脂蛋白血症,其类型如表28-5。

表28-5 与各种常见疾病有关的高脂蛋白血症类型

疾病 高脂蛋白血症类型
甲状腺机能过低 Ⅱ、Ⅳ
未控制的糖尿病 Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、(Ⅱ、Ⅲ)
肾病综合征 Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ
梗阻性肝病 不定
胰腺炎 Ⅳ、Ⅴ
异常球蛋白血症 Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、(Ⅱ)
自家免疫高脂蛋白血症 Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、(Ⅱ)

括号内为继发性高脂蛋白血症类型,其他为合并的高脂蛋白血症类型

④发生机理:如前所述,高脂蛋白血症的发生包括如下三个主要因素:第一、遗传因素,见于各种类型的家族性高脂蛋白血症;第二、饮食因素,多数病例是由于饮食中糖和脂肪长期过量,引起胰岛素分泌过多(hyperinsulinism)和胰岛素抵抗(insulin resistance),产生内源高脂血症,部分病例可伴有肥胖或出现动脉粥样硬化的临床表现;第三、激素和代谢异常。上述三个因素在产生肥胖、内源高脂血症和动脉粥样硬化的关系可由图28-4表示。

高脂蛋白血症的发生机理

图28-4 高脂蛋白血症的发生机理

(3)动脉粥样硬化是动脉硬化中最常和最重要的类型。主要发生于大中动脉,如主动脉、冠状动脉、脑动脉和肾动脉等,其特点是粥样化。由于一系列的原因(见后)引起动脉内膜脂类(主要是胆固醇及其酯)和其他成分的灶性堆积,肉眼观察常呈灰白色的隆起,形如粥状,故称动脉粥样硬化。根据病变程度一般可分为三种类型:①脂肪条纹,系一黄色不固着的病变,常见于青年人。其特点是少数内膜平滑肌细胞呈灶性堆积,在这些平滑肌细胞内外均有脂质沉着。由于脂肪条纺系一平坦的内膜病变,本身不使受累动脉阻塞而引起缺血性症状,这种早期病变是可逆的:②纤维斑块,是进展性的动脉粥样硬化的特征性病变。肉眼观察为一隆起于动脉管腔的白色乃至灰色的珠状物,主要由含类脂质的内膜平滑肌细胞及其他各种基质成分堆积而成,这种病变是造成动脉粥样硬化临床表现的最主要原因。因为当斑块增大时,可使动脉管腔逐渐狭窄,直至最后阻塞血液流入组织;③复合病变,是由于纤维斑块出血、钙化、细胞坏死和附壁血栓发生变性的病变,常与动脉管腔闭塞有关。

①病因:动脉粥样硬化的发生与一系列因素有关,这些因素称为易患因素或危险因素(risk factor)。

年龄:一般说来,动脉粥样硬化和冠心病的发病率均有随年龄而增加的趋势,中老年比较多见。我国人较西方人发病年龄推迟,病变程度也相对较轻。

性别:根据国内外临床资料,男性发病离高于女性,但女性在绝经期后则有所增高,这与雌激素分泌的改变有关。

脂质和脂蛋白代谢异常:大量资料表明,高胆固醇血症是本病的主要易患因素之一。国外大规模流行病学资料显示,血胆因醇含量在260mg·100ml-1以上者的冠心病的发病率为200mg·100ml-1以下者的5倍多。上海市心血管病研究所报告冠心病患者的血胆固醇含量显著高于健康对照组(183mg·100ml-1对160mg·100-1)。

关于高甘油三酯血症与本病的关系,目前的意见尚有分歧,但多数作用认为两者存在显著的正相关。

从高脂蛋白血症来看,除Ⅰ型外,其他各型均与本病的发病密切相关,尤以Ⅱ型和Ⅳ型发病率最高。

近年来的研究进一步表明,HDL-胆固醇是冠心病的负危险因素。其含量越低则冠心病的发病率越高。根据弗来明汉地区的调查资料,HDL-胆固醇低于35mg·100ml-1者,冠心病发病率为65mg·100ml-1以上者的8倍。国内资料也显示冠心病人的HDL-胆固醇含量显著低于健康人。

高血压:也是主要的易患因素之一。国外有报告提到心肌梗塞患者40~70%合并有高血压病。国内报告60%左右的冠心病患者俣并有高血压病。流行病学调查表明血压高者较血压正常者冠心病发病率约增高2~4倍。高血压病者易患冠心病机理尚未完全明了,可能与血压增高引起血液对动脉壁的应力增强,或与高血压病人血中某些化学物质有关,如儿茶酚胺和血管紧张素Ⅱ等含量增加,刺激内皮细胞,使动脉内膜通透性增强,致使动脉粥样硬化物质得以沉积其中。

吸烟:根据弗来明汉地区的调查,每天吸20支烟以下者冠心病死亡率为不吸烟者的1.5倍,每天吸20支烟以上者则高达3.2倍。分析表明,年龄越轻危险性越大。新近从香烟中已提炼出400种以上的化学物质,包括尼古丁、吡啶、丙烯醛、焦油和酚类等。虽然对这些物质与动脉粥样硬化的关系尚缺乏了解,但已证明吸烟时所产生的一氧化碳可与血红蛋白结合成一氧化碳血红蛋白,使原来的血红蛋白失去运载氧的能力。由此造成的缺氧状态,将对动脉内膜产生病理性的刺激,使局部的通透性增加,脂类更容易沉积于动脉壁中。

糖尿病:最常合并有心血管病变。据日本人糖尿病死因调查,其中全合并心血管病者男性达40%,女性则达65%。前瞻性研究表明,血糖增高的患者心肌梗塞的患病率2倍于血糖正常者。

肥胖:肥胖者冠心病患病率高。例如,北京普查的资料表明,超重者冠心病患病率为7.84%,非超重者为3.15%,两者有非常显著差异(P<0.01)。但也有认为肥胖本身并不是一个独立的易患因素,因为这些人常合并有高血压、高血糖和高血脂。新近的研究也指出肥胖者血中HDL-胆固醇含量显著偏低,提示其与冠心病的发生有一定的联系。

其他因素:缺少体力活动、精神过分紧张、家族史、高尿酸血症(痛风)、凝血机制、免疫功能以及其他环境因素(包括微量元素)等均与本病的发生有一定的关系。

综上可见,冠心病的发病是多因素的。各种因素之间并不是各自独立,而是彼此联系、相互作用的。前瞻性分析表明,具有二个以上易患因素者冠心病患病率显著增高。有人报告40~59岁男性无易患因素与有高血压、高胆固醇血症和心电图异常者的比较。有其中一项者冠心病的“危险性”高1.5倍,2项以上者高2.5倍,3项以上者则高达4倍。北京市冠心病协作组对高胆固醇血症、高血压、超重、吸烟、脑力劳动五个因素进行联合分析,结果显示,有1、2、3、4个易患因素者冠心病的患病率分别为无易患因素者的3、8、16、23倍。这些资料表明,对动脉粥样硬化和冠心病的防治应从多方面着手。饮食固然重要,但尚需包括其他措施。

②发病机理:有关动脉粥样硬化斑块形成的学说提出不少,主要有如下几种:

损伤反应学说:是对早先脂质浸润学说的补充和修正。主要认为动脉粥样硬化的发生始于动脉内膜,在种刺激因素的反复作用下发生损伤,继而引起血浆脂蛋白的浸润和脂类的沉着。

已知正常动脉壁的内膜是由单层内皮细胞所组成。细胞之间存在着一定的间隙(约200~400Å),故除HDL和部分颗粒较小的LDLD和VLDL有可能进入动脉壁外,大量的致动脉粥样硬化脂蛋白流动于血液之中。病理情况下,例如在某些致动脉粥样硬化因素(如机械损伤、高血压、高血脂、免疫和炎症等)以及血管活性物质(如舒缓激肽、组织胺、儿茶酚胺、5-羟色胺、前列腺素E等)的作用下,内皮细胞受到损伤而收缩,以致细胞之间的间隙可增碱至900Å。此时血液中的大量脂蛋白(除乳糜微粒因颗粒太大外)将浸润到动脉的内膜中,继而引起内膜平滑肌细胞的增生,结缔组织和基质成分合成增加以及脂类沉积细胞内外,直至形成动脉粥样硬化斑块(图28-5)。这一假说已由免疫荧光、同位素标记和化学分析等实验加以证实。它可满意地解释上述多种易患因素在动脉粥样硬化和冠心病发病中的作用。

损伤反应学说略图

图28-5 损伤反应学说略图

血栓形成学说:认为动脉粥样硬化起源于动脉内膜表现血栓的形成。含有不同比例的纤维蛋白、血小板、红细胞和脂类的微栓子量早发生在动脉内膜表面,以后逐渐为增生的内膜所覆盖而结合到动脉壁中。最早的研究强调血栓由纤维蛋白所形成。近年来则认为血小板聚集是血栓形成的重要机理。根据这一学说,斑块中沉积的胆固醇和其他脂类被认为系来自血栓中的血小板或红细胞崩解后释出的产物。实际上是把斑块视为机体化的血栓。此学说虽也取得许多实验的支持,但仍有许多问题不能解释。

血管动力学学说:认为斑块的形成与动脉壁中局部因血液动力产生的应力的变化有关。它解释了高血压何以容易发生动脉粥样硬化以及动脉粥样硬化病变何以最常发生在动脉变叉、弯曲或移动度小的地方。

单无性繁殖系学说:认为动脉粥样硬化的每一病变均来源于动脉壁每一单个的平滑肌细胞。这一细胞在病毒、化学物质及其他环境因素的作用下不断增殖,进而形成类似于良性肿瘤的粥样斑块。

其他尚有毛细血管出血学说、脂类吞噬细胞转移学说等。

28.2.2 营养成分对血脂和动脉粥样硬化的影响

虽然,祖国医学在食疗方面有许多成就,但用现代科学方法研究营养万分对血脂和动脉粥样硬化的影响,则始于本世纪,尤其是近几十年。早先曾强调食物肿固醇在本病发生中起重要作用,随后又注意到脂肪的量和质的问题。近20年来,对糖和蛋白质的种类以及纤维素和现量元素等引起了足够的重视。兹分述于下:

(1)胆固醇和脂肪

①胆固醇:自从用胆固醇喂饲兔子,成功地造成类似人类的动脉粥样硬化模型以来,有关食物肿固醇与本病的关系一直引起人们的重视。调查表明,凡居民膳食中胆固醇含量高者,血胆固醇含量和冠心病的发病率和死亡率均相应增高,提示适当限制食物胆固醇摄入,对本病的防治可能会有好处。但在日常生活中对胆固醇的作用存在着两种片面的观点,其一是认为它是极其有害的东西,应从食物中予以排除。其实胆固醇是人体细胞的重要组成成分,也是某些重要激素及维生素合成的前体,具有重要的生理功能。体内一些重要器官如脑、肝脏等都富含胆固醇。机体一方面从外界摄取一定数量的胆固醇,另方面又在体内不断地合成。当摄入增多时,合成便相应减少;当摄入减少时,合成便相应增加,称为“反馈调节”。借助这种机制,体内的胆固醇得以维持在一个动态平衡的状态中。因此,进食适量胆固醇对人体并无危害。而且,由于胆固醇常与其他营养素一起存在于食物之中,故过分限制反而对人体健康不利。其二是认为对胆固醇摄入不必作任何限制,这种观点也是片面的。因为人体胆固醇的反馈调节机制毕竟是不完善的、有限度的。长期过多的胆固醇摄入可使这种机制遭受破坏,以至造成平衡失调,胆固醇堆积于组织,尤其是动脉之中,终至形成动脉粥样硬化和冠心病。这已为一系列尸检、动物实验、临床和流行病学的资料所证实。

根据营养学家的计算,大约每进食100mg食物胆固醇可使胆固醇含量增加1~2mg·100ml-1。食物中除蛋黄、动物内脏和脑以及某些甲壳类动物,如蚌、螺、蟹黄等含有大量胆固醇外,瘦肉、鱼类(包括多数淡水鱼和海鱼)含量均不太高。

胆固醇主要存在于动物界中,在植物界还存在另一类结构与其十分相似的固醇,称为植物固醇。它最常分布于植物油中,尤以麦胚油最为丰富。植物因醇的种类颇多,其中最重要的是β谷固醇。此种固醇随食物进入肠道后能竞争性抑制胆固醇的吸收,因而具有降低血胆固醇作用。但由于一般食物中含量不高,故其实际作用也较轻微。

②脂肪:自然界中,脂肪的分布比胆固醇更广,一般食物中的含量也比胆固醇为高。因此,脂肪对血胆固醇含量的影响更加重要和复杂。其作用主要取决于脂肪酸碳链的长短及不饱和的程度。饱和脂肪酸可使血胆固醇含量增高,多不饱和脂肪酸(碳链上有两个以上双键)可使血胆固醇含量降低,而单不饱和脂肪酸(碳链上仅有一个双键)则影响不大。其间的关系可用下列公式表示之:

△C=1.2(2△S-△P)+1.5△Z

式中△表示含量的改变,C表示血胆固醇,S表示食物中饱和脂肪酸含量,P表示食物中多不饱和脂肪酸含量,Z表示食物中胆固醇含量的平方根。可见,多不饱和脂肪酸的作用仅为饱和脂肪酸反向作用的一半。换言之,每进食1g饱和脂肪酸所引起的血胆固醇含量增高至少需要进食2g多不饱和脂肪酸才能抵消。

进一步的研究,还表明各个脂肪酸对血胆固醇含量和动脉粥样硬化的影响也不尽同。例如,饱和脂肪酸中肉豆蔻酸(C14)和软脂酸(C16)增高血胆固醇作用远较硬脂酸(C18)明显,而10个碳原子以下者对血脂无影响。多不饱和脂肪酸的降胆固醇作用与碳链长短及不饱和键数目有关。碳链越长、双键数目越多,降低血胆固醇作用就越显著。

实际工作中为了简便,常用P/S(即多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸)值作为评价一种食物营养价的指标。P/S值越高越好。表28-6列兴趣部分食物的P/S值。可见,多数植物油的P/S值都比较高,但其间相差很悬殊。因此,合理的选用颇为重要。多数动物油的P/S值均较植物油低,但鱼油则为例外。许多鱼类,不论河鱼或海鱼均含有大量的不饱和脂肪酸,和植物油比较,其碳链更长,不饱和程度更高(植物油主要为18碳二烯酸和三烯酸,而鱼油中22碳五烯酸和六烯酸占相当比例)。因而,对降低血胆固醇和防治冠心病更有好处。流行病学资料表明,鱼类摄入较多的居民。如生活在北极圈的爱斯基摩人以及日本和我国舟山群岛的渔民冠心病的发病率均显著偏低。临床上用鱼油治疗冠心病,随访病人19年,发现鱼油可使患者的血胆固醇含量下降,生活时间延长,死亡率降低,与未服鱼油的对照组比较,差异非常显著。近年来鱼油用于临床治疗高脂血症和冠心病的报告日渐增多。

表28-6 食物脂肪的含量(g.100g-1)及其脂肪酸成分*

食物名称 脂肪(g) 脂肪酸组成(%) 食物名称 脂肪(g) 脂肪酸组成(%)
P S N P/S P S N P/S
油脂类 羊肉(瘦) 13.6 12.1 42.4 45.3 0.29
猪油 100 8.5 42.7 45.6 0.19 羊脑 11.4 8.2 40.3 51.4 0.20
牛油 100 6.3 51.6 42.7 0.12 羊心 8.6 20.4 39.8 30.6 0.51
羊油 100 3.9 62.6 33.5 0.06 羊肺 2.8 18.4 37.1 40.0 0.50
鸡油 100 26 25.9 48.0 1.00 兔肉 0.4 26.8 44.6 28.6 0.60
鸭油 100 20.5 29.1 49.4 0.70 鸡肉 2.5 29.9 25.6 44.5 1.17
黄油 82.5 5.8 58.3 35.9 0.10 鸭肉 7.5 23.8 25.2 51.0 0.94
豆油 99.9 62.8 14.8 22.3 4.24 奶蛋类
菜油 100 21.5 4.5 74.0 4.78 人奶 3.2 10.7 53.6 35.7 0.20
玉米油 400 48.3 15.2 36.5 3.18 牛奶 4.0 6.7 59.6 33.7 0.11
芝麻油 99.7 46.6 12.5 40.9 3.73 牛奶粉(全脂) 30.6 4.9 61.9 33.2 0.08
棉子油 100 55.6 27.9 16.5 1.99 牛奶粉(脱脂) 1.0 4.5 63.1 32.4 0.07
花生油 100 37.6 19.9 42.5 1.89 羊奶 4.1 6.1 62.1 31.7 0.10
米糠油 100 35.2 20.8 44.1 1.69 干酪 35.9 6.6 58.7 34.6 0.11
茶油 100 7.6 9.9 82.3 0.77 鸡蛋 11.5 9.3 38.1 52.6 0.24
橄榄油 100 16.9 19.1 58.8 0.88 鱼类
椰子油 100 3.3 81.9 10.2 0.04 白鱼 4.3 20.2 31.9 47.9 0.63
棕榈子油 100 1.3 79.8 13.5 0.02 鲁鱼 5.1 22.2 19.1 58.6 1.16
文冠果油 100 47.6 7.9 44.5 6.00 鲫鱼 1.1 20.4 25.9 53.7 0.79
红花油 100 72.9 9.8 11.7 7.44 黄鳝 0.9 30.1 29.0 40.9 1.04
肉类和家禽 黄鱼 0.8 20.2 37.3 42.5 0.54
猪肉(瘦) 28.8 13.8 34.9 51.3 0.40 带鱼 7.4 15.7 37.3 47.0 0.42
猪肉(肥) 90.8 8.7 41.7 49.7 0.21 黑鱼 0.7 37.5 54.8 7.7 0.68
猪舌 12.7 15.1 36.0 48.9 0.42 对虾 0.7 15.4 33.7 45.5 0.41
猪心 6.3 44.7 34.3 21.0 1.30 谷物及其他
猪肝 4.5 15.6 45.7 25.8 0.34 玉米 4.2 60.5 10.5 28.9 5.76
猪肺 4.0 18.4 37.1 40.0 0.50 米(糙) 1.8 9.0 54.5 36.4 1.00
猪肾 4.8 28.2 44.7 27.1 0.63 花生 19.4 35.9 23.4 40.8 1.53
猪肚 2.9 8.5 54.1 37.4 0.16 黄豆 17.7 55.7 13.8 30.5 4.04
猪大肠 15.6 18.0 33.0 49.0 0.55 芝麻 52.8 35.3 23.7 41.0 1.49
猪肉皮 22.7 12.2 32.2 48.9 0.42 橄榄 68.5 10.0 41.0 49.0 0.24
猪肉松 12.4 16.0 33.5 50.0 0.48 椰子 28.2 3.4 85.8 10.9 0.04
牛肉(前腿) 5.5 7.5 43.4 49.1 0.17 榛子 54.2 5.5 6.0 88.5 0.92
牛肉(后腿) 6.0 8.6 44.8 46.4 0.19 胡桃 63.6 74.0 8.3 17.8 8.9
牛肉(瘦) 6.2 9.0 46.3 44.8 0.19 西瓜子 41.2 62.8 21.5 15.6 2.9
牛肚 3.7 8.5 22.6 65.7 0.38

*本表根据中国医学科学院卫生研究所编著的《食物成分表》及国外资料整理而得。表中P,S,N,分别代表多不饱和、饱和及单不饱和脂肪酸。

虽然,有人指出过量地摄入多不饱和脂肪酸可能带来一些不良作用,但大量的流行病学及临床资料仍支持其在防治高脂血症和冠心病中的有益作用。根据多数学者的意见,膳食中总的P/S值以控制在1~1.5为佳。已证明多不饱和脂肪酸除具有降胆固醇作用外,对改善血小板功能及血液凝固状态的也有好处。

(2)糖及总热量糖对血脂的影响与其种类有关。简单的糖,如蔗糖、果糖等可使血清甘油三酯含量增高,特别是肥胖或已有甘油三酯增高的个体更为明显。在一些脂肪摄入较高的国家和地区,当糖类的用量增加时,冠心病的发病率也增高。临床上有人报告,冠心病患者中糖引起的高脂血症最为多见。动物实验和人体观察表明,当蛋白缺乏时,摄入过量的糖极易在肝脏中转化为甘油三酯而堆积起来,以至形成脂肪肝。临床上还可见到不少肝病患者,由于长期营养不当,如进低蛋白、高糖、高脂肪饮食,以至形成严重的高甘油三酯血症(多数为高脂蛋白血症Ⅳ型,少数可为Ⅴ型)和冠心病。

总热量的摄入也是一个重要的因素,从冠心病的体检中可以见到,其中不少是肥胖的或超重型的,说明这类患者的热量经常相对过多。这些人的血胆固醇含量有时不一定增高,但甘油三酯增高者则颇为多见。其机理可能是由于肥大的脂肪细胞对胰岛素的反应缺乏敏感性,因而使葡萄糖的吸收和利用受到限制(胰岛素抵抗);而为了维持葡萄糖在体内的稳态,胰脏必须分泌更多的胰岛素,造成了高胰岛素血症,后者将促使肝脏更快地合成内源甘油三酯,终致形成高甘油三酯血症。新近的研究还表明由于热量摄入过多引起的肥胖,尚可使血中HDL-胆固醇含量显著降低。通过限制热量摄入或增加消耗而使体重降低时,血脂异常的性冲也可得到改善。

(3)蛋白质蛋白质与脂质代谢和动脉粥样硬化的关系,尚未完全阐明。近年来,大量的报告指出,食用植物蛋白多的地区,冠心病的发病率较食用动物蛋白多的地区显著地低。动物及人的试验还表明,用大豆蛋白完全代替动物蛋白可使血胆固醇含量显著降低。临床上用大豆蛋白治疗高胆固醇血症患者(包括家族性Ⅱ型)收到良好效果。据认为这与其中的氨基酸组成有关。

(4)维生素维生素与脂代谢和动脉粥样硬化有一定的关系,其中较受重视的是维生素C。已知它在维持血管壁的完整及脂代谢中起重要作用。长期服用维生素C对大鼠、家兔和豚鼠的实验性动脉粥样硬化有预防作用。对肝脏和肾脏的脂肪浸润也有一定的保护作用。临床中大剂量维生素C对治疗部分高胆固醇血症有一定效果。蕨是维生素B6,据称它与构成动脉壁的组织介质(酸性粘多糖)的代谢以及脂代谢中重要的酶类(脂蛋白脂酶)的活力有关。生物体在B6存在的情况下,能将亚油酸转变为多不饱和脂肪酸,如花生四烯酸,后者为前列腺素合成的重要前体。当猴子的饲料中缺乏B6时,可诱发动脉粥样硬化。B6广存于许多植物,尤其是谷物的外皮之中,进食正常饮食的人一般并不缺乏。除B6外,B族的其他成员,如B12、泛酸、硫辛酸等也得到重视,且用作降血脂和防治冠心病药物的辅助成分。近年来,有关维生素E的抗氧化、抗衰老和抗凝血等作用已引起人们的重视,但对它是否有降血脂和提高HDL-胆固醇作用则仍属怀疑。维生素E常与不饱和脂肪酸一起存在于自然界,尤其是油料作物的种子之中,起着天然的抗氧化作用。

(5)食物纤维一般系指食物中不能被消化酶所消化的糖类或其类似物,包括纤维素、木质素、半纤维素、戊糖、树胶和果胶等。它虽无营养价值,但能给人以饱满感和帮助排便。近年来认为食物中适量纤维素对预防多种疾病,如动脉粥样硬化、结肠癌和糖尿病等均有好处。非洲人食物中富含纤维素,故上述疾病明显减少,而欧美人食物纤维少,上述疾病则较为普遍。

新近的研究指出,不同类型的纤维,对脂代谢的影响不尽相同。动物实验表明,纤维素的作用很小,而果胶则可引起大鼠肝脏胆固醇含量的降低,人体观察也显示其具有很好的降血胆固醇作用。此外,紫花苜蓿已在多种动物身上证明其有显著的降胆固醇作用。

食物纤维在防治动脉粥样硬化和冠心病方面的有益作用,可能与其相对减少食物热量摄入,缩短食物通过肠道时间、增加胆酸的排泄等有关。

(6)微量元素和水质硬度近十年来,对于微量元素与心血管病的关系,曾引起人们的极大重视。目前,了解得比较清清楚楚的是铬和锰。这两种元素参予体内许多重要的代谢过程。用缺乏这两种元素的饲料喂饲大鼠和家兔,可形成动脉粥样硬化。一般说来,食物中均含有这两种元素,其中尤以全谷类、豆类、坚果及茶叶等含量最高。然而,食物经过加工精制后,这两种元素的含量却大为减少。碘被认为有防止脂类在动脉壁沉着的作用。钠和镉被认为与高血压的发病有关,因而也可间接地影响动脉粥样硬化。而锌则具有对抗镉的作用。据称这可能是由于锌和镉能与同一蛋白质(一种含高半胱氨酸、低酪氨酸的)相结合,因而在代谢方面相拮抗的缘故。一般说来,食物中的锌/镉比值越高越好。全谷类、豆荚、坚果、海味、茶叶等的比值都较高,而食物经过加工精制之后,比值显著下降。

水质硬度与冠心病的发病有关,美国科学家曾对163个城市进行调查,发现水质硬度与冠心病的死亡率呈负相关。有人对6个硬水地区和6个软水地区的居民进行配对研究,发现后者较前者血胆固醇含量、心率和血压均显著增加。这种现象不仅见于美国和英国,而且也见于瑞典、加拿大和荷兰。在日本几乎所有的水都是软水,而这个国家脑血管意外是死亡的首要原因,大多数是由于出血。这被人认为与软水的酸性较高有关,因它可腐蚀水管,从而释放出有毒元素镉。但也有认为可能与在不同水质中,有益元素镁、钙、铬、锰和钼的含量不同有关。已知硬水地区人们摄入大量的这类元素,而软水地区则显著减少。可见,硬水、尤其是含有多种有益微量元素的矿原水,对预防动脉粥样硬化和冠心病是有好处的。

(7)其他特殊的营养成分随着科学的发展,越来越发现一些特殊的营养成分,它们可能与脂代族动脉粥样硬化有一定的联系。

①香菇、木耳:自古以来被我国劳动人民视为素食佳品的香菇、木耳,经现代科学证明对大鼠具有显著降胆固醇作用。新近已提炼得单体,其中Ⅳ部分对多种动物及人体均有降胆固醇和甘油三酯作用,且比目前临床上有效的降脂药物——安妥明作用强10倍。一些报告还提到木耳具有抗凝血作用,因而对防治动脉粥样硬化是有好处的。

②洋葱、大蒜:将洋葱、大蒜与安妥明用兔子作比较研究,发现三者增色可使血胆固醇和血纤维蛋白原下降,凝血时间延长,血纤维蛋白溶解酶活力增高,主动脉脂类沉着减少。其作用是大蒜优于洋葱,洋葱优于安妥明。新近已从这两种植物的精油中提炼出一种含烷基的二硫化物,动物及人的试验均证明其有一定的降脂作用。

③海生植物:海带及某些海藻(如褐藻),除含碘、镁等有益的微量元素外,还含有昆布氨酸(Laminine)、褐藻淀粉(Lamindran)和昆布多糖(Laminarin)等,某些动物实验已证明其中有些有明显降血脂和抗凝血作用,并将在临床用作降脂和预防动脉粥样硬化的药物。

④酒精、茶叶、咖啡和牛奶:酒精对脂代谢的影响比较复杂,一方面,它可使血中游离脂肪酸含量增高,因而引起肝脏合成更多的内源甘油三酯。在西方国家,由于酒精摄入过多而引起脂肪肝和高甘油三酯血症者相当普遍。Ⅳ型和Ⅴ型高脂蛋白血症患者对酒精的摄入特别敏感。另方面,近年来的研究又表明,中度饮酒可使HDL-胆固醇含量显著增高,提示其在冠心脏病预防方面可能有好处。但也有提出相反意见,目前仍在争论中。

茶叶中除含多种维生素和微量元素外,还含有植物皂素等物质。流行病学及动物实验证明茶叶具有降血胆固醇、降血压和预防动脉继样硬化的作用。故适当饮茶似有好处,但浓茶并不提倡,尤其对失眠及伴有心律失常的患更应避免。

咖啡对脂类和动脉粥样硬化的影响报告不一。某些作用认为它可引起血中游离脂肪酸和甘油三酯含量暂时增高,这可能与儿茶酚胺释放有关。但一些流行病学未能证实饮用咖啡与冠心病发病率之间有正相关。故一般认为除伴有必律失常者外,不必禁忌。

牛奶中含脂肪3.7%(多数含饱和脂肪酸),胆固醇为80mg·500ml-1,为此西方国家某些学者曾建议将其从食物中去除。但近年来发现牛奶中含有一种能降低血胆固醇的因子。有人将牛奶加于鼠肝切片或匀浆之中,发现胆固醇的合成受到明显的抑制。进一步用牛奶喂大鼠,发现其肝脏中胆固醇和脂肪酸合成酶活力显著降低,胆固醇含量也下降。机理尚不明了,可能与牛奶中存在β-羟-β-甲戊二酸和乳清酸有关。流行病学的资料也支持上述的发现。例如,Basel调查4500人发现牛奶消耗量大者,血胆固醇含量反而偏低。虽然,最后的评价有待于更多的工作,但对于摄入量不多的居民来说,至少不必过多地担心其在冠心病防治中带来的有害作用。

综上所述,有两点必须强调:第一,各种营养成分的影响相当复杂,它们可能作用在动脉粥样硬化发生和发展的各个环节上,只不过其中某些具有有害作用,而另一些则具有有益的作用。第二,上述各种营养成分并不是孤立的,而是相互联系、相互作用的。例如,进食高胆固醇低脂肪和高胆固醇高脂肪膳食相比较,产生高胆固醇血症的程度很不一样。糖与脂肪和蛋白质之间也是相互影响的。

28.2.3 高脂血症和冠心病的饮食防治

(1)冠心病的饮食防治原则一种良好的饮食,对预防动脉粥样硬化及其并发症的发生是十分重要的。目前,在一些冠心病高发的国家和地区里正在进行两种试验:一种是一级预防试验,主要是针对未患冠心病者;另一种是二级预防试验,主要是针对已患冠心病者。这两种试验的所有措施都是以健康的饮食为基础的。在一级预防方面,最有名的洛杉矶退伍军人、芬兰精神病院以及纽约抗冠心病俱乐部三个研究组已获得令人鼓舞的结果,它证明,采用改良的健康饮食可显著地降低血胆固醇含量和冠心病的发病率。对年龄较轻、原来胆固醇含量较高者效果尤佳。关于二级预防的结果尚不一致。

总结上述研究的经验,结合16个专家委员会提出的建议,下列饮食措施可作为冠心病防治时参考。

①注意热量平衡,鉴于许多冠心病患者常合并肥胖或超重,故应通过限制热量的摄入或增加消耗使达到理想体重的范围。理想体重可根据下列公式粗略计算,即理想体重(kg)=身高(cm)-105。每人每天所需热量常因年龄、性别、劳动强度和健康状况而有很大不同。一般在8400~12000kJ之间。对合并有高甘油三酯血症的肥胖患者,通过限制热量以使体重达到并维持至理想水平尤为重要。

②糖在总热量中的比例,除合并有某些类型的高有旨蛋白血症患者外,一般应控制在60~70%。宜多吃粗粮、蔬菜、瓜果,以增加筣杂的糖类、纤维素、维生素含量。单糖与双糖,如果糖、蔗糖等应适当限制。肥胖或高甘渍三酯血症患者尤应注意。

③脂肪的摄入应控制在总热量的30%以下,且以植物脂肪为主。P/S值以控制在1~1.5为宜。胆固醇的摄入量每天应少于300mg。适当吃些精肉、家禽、鱼类是完全允许和必要的。即使牛奶、鸡蛋少吃些也无妨。

④蛋白质的来源是重要的,植物蛋白应占总蛋白质摄入量的50%以上。多吃些大豆蛋白及其制品对降低血胆固醇颇有助益。

⑤饮食宜清淡,低盐,对合并有高血压者尤为重要。建议食盐的摄入量每天控制在5g以下,但随工种、季节及健康情况可适当增减。

⑥适当进食一些保护性食物,如洋葱、大蒜、紫花苜蓿、香菇、木耳、海带、紫菜等。适量饮茶也有好处。

至于饮酒少量并不禁忌,过量则不相宜,尤其对合并有高脂血症者更应避免。香烟必须戒除。

(2)高脂蛋白血症的饮食治疗方案饮食是高脂血症治疗的基础,不论在采用任何药物治疗以前,首先都必须进行饮食治疗。只有在饮食治疗无效或病人不能耐受时,方才应用药物治疗。即使在进行药物治疗的过程中,也不应放松合理的膳食措施,因它常可增强药物的疗效。兹将各型高脂蛋白血症的饮食治疗方案列于表28-7。

表28-7 各型高脂蛋白血症的包含治疗方案*

Ⅰ型 Ⅱ型 Ⅲ型 Ⅳ型 Ⅴ型
食谱 低脂,25~35g 低胆固醇,增加多不饱和脂肪酸 低胆固醇,食物中蛋白质、脂肪、碳水化全物各占总热量的20%,40%,40% 控制碳水化合物(约占40~45%热量)限制胆固醇(中度) 限制脂肪(30%热量),控制碳水化合物(50%热量),中度限制胆固醇
热量 不限制 不限制,但Ⅱb型常需降低体重 达到并维持至理想体重,必要时减少饮食 达到并维持至理想体重,必要时减少饮食 达到并维持至理想体重,必要时减少饮食
蛋白质 总蛋白摄入不限制 总蛋白摄入不限制 高蛋白 除需控制体重者外,不限制 高蛋白
脂肪 限制至25~35g脂肪种类不重要 限制饱和脂肪增加多不饱和脂肪 控制在40%左右,用多不饱和代替饱和脂肪 除控制体重外,不限制(用多不饱和代替饱和脂肪) 限制至30%热量,(多不饱和代替饱和脂肪)
胆固醇 不限制 低于300mg或尽量低,胆固醇的唯一来源为肉 低于300mg,胆固醇的唯一来源为肉 中度限制胆固醇(300~500mg) 中度限制胆固醇(300~500mg)
碳水化合物 不限制 不限制(Ⅱb型可能需限制) 控制,去除极甜食物 控制,去除极甜食物 控制,去除极甜食物
酒精 不推荐 不宜多 限制 限制 不推荐

*本方案仅供参考,实施时应根据实际情况而定。

Ⅰ型:到目前为止尚无有效的药物,故饮食乃是本型的唯一治疗方法。此类病人的高乳糜微粒血症用无脂肪饮食时即可消失。脂肪的摄入量应控制到能减轻症状和预防腹痛为限度。一般成人每天约25~35g,儿童0~15g。脂肪及含脂肪的食物均应避免。必要时可补充中链脂肪酸,因它可直接通过门静脉进入肝脏,无需经过乳糜微粒的形成(图28-1)。

Ⅱ型:重点是限制胆固醇和饱和脂肪酸。胆固醇摄入量每天应低于300m,对家族性Ⅲa型患者甚至应控制在100~200mg。避免蛋黄及动物性脂肪,可适当进食精肉、家禽(瘦且去皮)和某些鱼类。同时增加多不饱和脂肪酸,如素油和植物蛋白,如豆制品。对Ⅱb型患者,尤其是合并有肥胖或超重的患者,应控制总热量和碳水化物的摄入。某些严重患者,尤其是家族性者除控制饮食以外,常需适当补充药物。

Ⅲ型:本型一般对饮食治疗反应快速,即使大多数严重病例,通过饮食治疗,或适当加上药物常可使血脂回到正常水平。应使体重达到并维持至理想水平。治疗方法类似糖尿病。胆固醇应<300mg·d-1。糖、脂肪和蛋白质分别各点总热量40、30、和30%。

Ⅳ型:重点是控制体重,体重降低常可使血清甘油三酯降至正常。应限制糖和酒精的摄入,去除极甜食物、中度限制胆固醇。采用含多不饱和脂肪酸的脂肪以代替含饱和脂肪酸的,并适当补充植物蛋白。

Ⅴ型:由于血清VLDL和乳糜微粒增高是本型的特点,病人一般对脂肪和糖的反应比较敏感。为了降低血清甘油三酯,两者均需限制,且脂肪的限制应该更为严格。控制体重对本型也很重要。瘦的人有时宜增加药物。

28.2.4 与营养有关的其他因素

如上所述,营养对动脉粥样硬化的发病及防治均具有重要的作用。但它并不是孤立的,而是受到各种因素的影响,包括:

(1)遗传因素同样的营养对不同的人说来,反应可能完全两样。具有高脂血症家族史的人对饮食中的脂肪、胆固醇和糖反应比较敏感,而具有高血压家族史的人则对盐的摄入比较敏感。有人用猴子做实验,发现生活在同一环境的动物对食物胆固醇的反应差异很大(血胆固醇含量从110mg·100ml-1到1180mg·100ml-1),基本上可分为低反应、正常反应和高反应三种类型。这种现象也见于狗、家兔、大鼠等,人类也不例外。这些结果证明营养治疗必须个别化。

(2)运动和体力活动营养对运动和体力活动程度不同的人的反应不同,这一点已为日常生活及大量的流行病学的资料所证实。例如,巴西人尽管他们消耗的肉类和奶制品比美国人还要多,但他们的血胆固醇含量和冠心病发病率却很低。其原因之一是体力活动较多。一系列的研究表明,运动和体力活动在增加热量消耗、促进机体代谢、改善心脏及其他器官组织的功能等方面,具有重要的意义。此外,运动还可显著降低血清胆固醇和甘油三酯的含量,使部分Ⅳ型高脂蛋白血症患者的电泳转为正常。新近还报告,参加长跑等项运动的人比同样营养条件的静坐者血清HDL-胆固醇含量显著增高。可见,运动和营养在冠心病的防治中具有同样重要的意义。

(3)药物 营养与药物的关系包括两方面:第一,两者之间有相辅相成的作用。在高脂蛋白血症的治疗中,当饮食管理失效时,常需借助药物;而在使用药物的过程中,又不应放松饮食管理措施。其次,许多降脂药物可能直接或间接地影响营养素的吸收及其在体内的代谢。例如,消胆胺(cholestyramine)为一种离子交换树脂,常可引起脂溶性维生素吸收不良,故服药期间宜适当补充维生素A、D、K、E。β谷固醇能对食物来源的胆固醇起竞争性抑制作用,促使其排泄增加。烟酸可抑制肝内脂类和脂蛋白的合成。

此外,精神因素、内分泌功能以及其他各种环境因素也与营养有关。这些在动脉继样硬化和冠心病的防治中均应注意。

28.3 营养和心肌梗塞

心肌梗塞是由于冠状动脉闭塞、血流中断,导致心肌严重而持久的缺血所引起的部分心肌坏死。绝大多数病例(95%以上)系由于冠状动脉粥样硬化所致。

有关我国心肌梗塞的发病率,目前尚缺乏系统的统计。根据部分地区的报告,年发病率为0.3~0.5‰,明显低于西方国家,但近年来似有增高的趋势,而且华北地区远较南方为高。

28.3.1 心肌梗塞的病因和发病原理

(1)病因 本病绝大多数(约占95%)发生于40岁以上的中老年人。男性远较女性多见,两性比例约为2~3:1,且女性发病约比男性推迟10年,但女性在绝经期后发病率有所增高。本病城市比农村、脑力劳动比体力劳动多见,但近年来资料表明,工人和农民患此病者也占一定比例。本病的发生与许多疾病有关。据报道,60~89%患者伴有或在发病前已有高血压史。近半数的病人以往有心绞痛史。肥胖、糖尿病、高血脂、吸烟和缺少体力劳动者易患本病。急性心肌梗塞在冬春发病较多,似与气候寒冷有关。部分患者可有诱因,例如情绪激动、精神紧张,过劳,饱餐,大便用力等,也有部分病人并无明显诱因,而在睡眠或完全休息时发作。

(2)发病原理心肌梗塞的直接原因系由于冠状动脉闭塞,以致心肌缺血而发生不可兼管的结构改变,终于形成坏死。

长期以来认为心肌急性严重缺血系与冠状运动在粥样硬化病变部位有血栓形成有关,但也可能由于在原有冠状动脉狭窄病变的基础上发生休克,大量出血,阵发性心动过速,或冠状动脉强烈痉挛而造成局部血流灌注不足,或由于过度体力劳动或强烈情绪激动等因素而引起心肌负荷加重及其对血液供应的需要量显著增多,最终导致严重而持久的心肌缺血。此外,心肌代谢障碍在本病的发病中也起着重要的作用,特别是在各种紧张和应激状态下。,过多儿茶酚胺的产生可显著增加心肌的耗氧量,诱发心肌急性缺血缺氧和电解质紊乱,加重心肌损害,导致多灶性、小灶性坏死,最后或形成心肌梗塞。

28.3.2 心肌梗塞的临床表现和防治措施

(1)临床表现不少患者在急性心肌梗塞前有先兆表现。如突然出现与过去相比较剧烈而频繁的心绞痛或心绞痛持续时间较久,发作时间固定,用硝酸工城油不能缓解,疼痛时伴恶心、呕吐、大汗和心动过缓,或伴急性心功能不全,严重心律不齐,血压大幅度波动。同时,有心电图改变者,应警惕近期内心肌梗塞发作的可能。

一旦心肌梗塞发作,则因梗塞的部位、大小、发展速率及原来心功能情况不不同可有下列各种表现。包括心前区(部分病人可于上腹部)持续发作疼痛、休克、心律失常、心力衰竭、胃肠道症状(恶心、呕吐、上腹部胀痛、胀气、呃逆)及发热等。

心电图检查,多数可发现有牲性的改变。实验室检查可见白细胞增加、中性粒细胞增多、嗜酸性粒细胞减少或消失、血沉增快,可持续1~3周。各种血清酶活力[包括谷草转氨酶(GOT)、乳酸脱氢酶(LDH)及其同功酶(LDH1)、肌酸磷酸激酶(CPK)及其同功酶(MB)等]以及肌红蛋白与肌凝蛋白氢链等,可于发作不同时间内显著增高。

(2)防治措施

①预防:主要是对动脉粥样硬化的预防,包括积极治疗高血压、高血脂、糖尿病。进行适当的体育锻炼(但不宜过剧、过久),注意合理的饮食,避免饱餐,停止吸烟,防止强烈的情绪波动或过度精神疲劳等。

②治疗:原则是保护和维持心脏功能,挽救濒死的心肌,防止梗塞扩大,缩小心肌缺血范围,及时治疗各种并发症,使病人不但能渡过急性期,而且康复后,尽量保持更多的有功能的心肌组织。

急性心肌梗塞的一般治疗措施包括休息、吸氧和护理(有条件者还应进行心电图、血压、呼吸和血液动力学的监护);缓解疼痛(包括杜冷丁、吗啡、镇痛新、可待因和罂粟碱等以及中药冠心苏合香丸、苏冰滴丸等含用或口服,或静脉滴注复方丹参注射液等);其他治疗,包括促进心肌代谢药物、极化疗法、抗凝疗法、溶解血栓疗法,使用透明质酸酶及β肾上腺能受体阻滞剂、体外反搏等。

28.3.3 心肌梗塞的营养治疗

(1)研究进展心肌梗塞营养治疗的晚近进展包括如下几方面:

①研究改良膳食(低脂、低胆固醇、高不饱和脂肪酸)以心肌梗塞患者的治疗效果已有一系列的报道,但结果尚不一致。一些组别显示疗效显著。例如,有人曾将一批心肌梗塞患者分为两组,一组为膳食治疗组(P/S为3:1);另一组对照组(进食一般西方饮食),观察5~11年,发现饮食治疗组血胆固醇稳步下降,该组5年后心肌梗塞死亡率和复发率显著减低(图28-6)。但另一些组别则未能显示明显的效果。

致死性心肌梗塞11年存活曲线

图28-6 致死性心肌梗塞11年存活曲线。

②研究缺血心肌的营养代谢,为急性心肌梗塞的治疗开辟新的途径。已经证明急性心肌缺血时,心肌代谢将发生一系列显著而急速的变化。此时如能采取适当的措施,包括改善心肌的营养供应,则有可能防止心肌由可逆的损伤转化为不可逆的损伤,使治疗获得成功。已经报道的极化溶液(即葡萄糖-胰岛素-钾溶液)对缩小心肌梗塞范围、防止并发症的发生、降低死亡率及促进梗塞心肌的愈合有好处,但临床疗效尚不一致。

③研究镁在心肌梗塞发生及防治中的作用。有关镁与本病关系的报道颇多。成人镁的需要量为300~600mg·d-1。临床研究指出,膳食中缺少镁可诱发致死性心肌痉挛,而膳食中含有一定量的镁,则可使心肌梗塞的发病率和死亡率降低。镁对缺血性心肌病具有良好的保护作用,它能帮助心肌细胞解除心脏的毒性物质并维持正常节律。近年来,临床上已成功地将镁盐作为辅助剂,治疗一些急性心肌梗塞伴心力衰竭患者在使用洋地黄中毒时所引起的心律失常。它对其他原因所致的快速型心律失常也有一定疗效。用镁盐治疗心肌梗塞可减少疼痛并降低死亡率。

(2)治疗措施 急性心肌梗塞发作后2~3天应以流质为主,每日总热能约2100~3360kJ,容量约100~1500ml。包括豆浆、藕粉、米汤、菜汁、肉汤、淡茶水等,避免过热、过冷,以防引起心律失常。浓茶与咖啡以不饮为佳。液体容量及易引起腹胀的饮料也应适当控制,以免引起膈抬高,加重心脏负担。食物中的钠、钾、镁必须加以注意。一般建议低盐饮食,尤其是对合并有心力衰竭的患者。但由于急性心肌梗塞发作后,小便中常见钠的丢失,故若过分限制钠盐,也可诱发休克。因此,必须根据病情适当予以调整。此外,对于不能口服的患者或根据病情需要,尚可补充胃肠外营养。例如,静脉滴注葡萄糖、或葡萄糖加维生素C、辅酶A和肌酸酐钠以及极化液。

随着病情的好转可适当增加半流质。急性期后总热能可增加至4200~5040kJ。膳食宜清淡、富有营养且易于消化。允许进食适量的瘦肉、鱼类、家禽、蔬菜和水果。食物不宜过热、过冷、并应少吃多餐,经常保持胃肠通畅,以防止大便过分用力。

3~4周后,随着闰人逐渐恢复活动,饮食也可适当放松,但脂肪和胆固醇的摄入仍应控制,对伴有高血压或慢性心力衰竭患者仍应限钠。肥胖者应减食。饱餐(特别是进食多量脂肪时)应当避免,因它可引起心肌梗塞再发作,这可能与餐后血脂增高,血液粘度增高引起局部血流缓慢,血小板易于凝集而致血栓形成有关。另方面,饮食也不应限制过分,以免造成营养不良和增加病的精神负担。

恢复期后的包饮食可参考动脉粥样硬化部分。

28.4 营养与充血性心力衰竭

心力衰竭系指心功能改变,心排出量不能满足机体组织代谢需要的一种病理状态。取决于基本病因及受累的部位(如心肌、瓣膜或传导系统),可分为急性、慢性、左心及右心衰竭等各种类型。

慢性心力衰竭(充血性心力衰竭)是指由于心力衰竭的结果,发生异常的循环充血。此时血液常可从毛细血管转移到组织间隙。在肺循环中如液体转移速率超过淋巴回流速率,就会发生肺水肿;在体循环则可导致静脉充血,肝肿大和周围水肿。充血性心务衰竭大多发病缓慢而伴有水钠潴留。合理的营养对本病的治疗和康复具有重要的意义。

28.4.1 充血性心力衰竭的病因和病理生理

(1)病因 包括以下几方面。

①心肌病变引起心肌收缩力减低:包括心肌梗塞、心肌炎、肺心病以及心肌代谢、中毒性改变等均可引起心肌收缩力减弱而导致心力衰竭。

②心室压力负荷(后负荷)过度:如肺、主动脉瓣狭窄或体循环高压(见于高血压、二尖瓣狭窄及肺气肿等)。可分别引起左右心室负荷加重,导致心力衰竭。

③心室容量负荷(前负荷)过度:如瓣膜关闭不全,心内或大血管间左至右分流等,均可使左室舒张期容量增加,前负荷加重,从而引起继发性心肌收缩力减弱和心力衰竭。

④心室前负荷不足:二尖瓣或三尖瓣狭窄,心脏压塞综合征或限制型心肌病等均可引起心室充盈障碍,导致体循环及肺循环充血。

⑤组织代谢增加或/及血液循环加速:甲状腺机能亢进、贫血、动静脉瘘、脚气病等疾病中,周围血管阻力降低、心排血量增多,也可引起心室容易负荷加重,导致心力衰竭。

除了上述基本病因外,绝大多数心力衰竭均有一定诱发因素。包括感染、过劳或情绪激动、钠盐摄入过多、心律失常、妊娠和分娩、输液(特别是含钠盐的液体)或输血过快或过多,洋地黄过量或不足等。

(2)病理生理充血性心力衰竭时,机体发生一系列的病理生理变化。不仅涉及到心脏和循环的功能,而且也包括肾脏、肾上腺皮质以及身体中其他与水和电解制裁代谢有关的机制的改变。

①钠、水潴留发生的原理:水肿是充血性心力衰竭的主要临床表现之一。正常成人组织间隙里水分大约为7kg。而心力衰竭患者则可增加至15~20kg。水肿发生的重要关键当然是患者由肾排出的液体低于其摄入量,而肾脏排水量降低是由于肾脏排钠量降低。钠的潴留使水分也潴留在体内。其机理比较复杂。已知在充血性心力衰竭时,心排血量降低,肾血流量也降低,同时随着交感神经功能亢进,选择性地产生周围血管收缩,肾缺血更加显著,造成肾小球滤过率减低。而且,随着肾内血流重新分布至肾髓质,使得钠和水的重吸收显著增加。因此,钠水排出减少。另方面,肾缺血又可刺激近球小体分泌更多的肾素。肾素作用于肝脏合成的血管紧张素原,产生血管紧张素Ⅰ和Ⅱ,血管紧张素Ⅱ是一种强有力的血管收缩物质,它可刺激肾上皮质分泌更多的醛固酮,使钠潴留增多。后者可使血浆渗透压增加,刺激下丘脑视上核附近的渗透压感受器,反射性地使垂体后叶释放更多的抗利尿激素,引起水潴留。此外,肝脏郁血和肝动脉血流降低,一方面使血浆白蛋白合成减少,产生低蛋白血症;另方面,也可使醛固酮和抗利尿激不经的清除率降低,这些更进一步促进钠、水潴留(图28-7)。

充血性心力衰竭钠、水潴留与水肿图解

图28-7 充血性心力衰竭钠、水潴留与水肿图解

②钾平衡失调:钾平衡失调是充血性心力衰竭最常见到的代谢失常之一。与药物及营养之间有着密切的关系。

由肾小球排出的钾经近曲小管完全被重吸收,绝大部分尿中的钾是通过在远曲小管与钠进行交换后排出的。故钾的排出受着到达远曲小管的钠量的影响。同时也与醛固酮的分泌有关。如摄入钠减少,或近曲小管钠的重吸收增加(见于严重心力衰竭),则到达远曲小管的钠减少,钾的排出也减少。如果醛固酮分泌增加(见于伴有继发性醛固酮增多的充血性心力衰竭病人),则远曲小管钠的重吸收增加,钾的排出也增加。使用一般利尿剂可使到达钠­钾交换部位的钠量增加,从而也使钾的排出增加。此外,大量利尿时,可使钾流入细胞,导致低血钾,出现所谓浓缩性碱中毒。

28.4.2 充血性心力衰竭的临床表现和一般治疗原则

(1)临床表现充血性心力衰竭的主要临床表现是“充血”,其次是周围组织灌注不足。临床上按心力衰竭发生于那一侧和充血主要表现的部位,分左心衰竭、右心衰竭和全心衰竭。

①左心衰竭的主要临床症状为呼吸困难,系由于肺瘀血和肺顺应性降低致肺活量减少所引起。开始仅发生于较重劳累的同时,休息后很快消失。随着病情的发展,轻度劳累后即感呼吸困难,并常在夜间突然惊醒,病人被迫坐起,片刻后呼吸困难逐渐平息,称为阵发性夜间呼吸困难,及至后期,即使平卧休息时,每感呼吸困难,常被迫采取半卧位,以减轻呼吸困难,称为间坐呼吸。其他症状包括咳嗽、咯血、疲乏无力、失眠、心悸、甚至夜间心绞痛等。

左心衰竭的体征包括原发性疾病和代偿功能减退所致的体征。如瓣膜的杂音,心脏浊音界扩大,心尖抬举性搏动以及左心衰竭本身的体征,如室性奔马律、交替脉、肺底湿罗音和胸水等。此外,胸部X线、心电图及超声心电图可有异常改变。

②右心衰竭:多由于左心衰竭所引起,临床表现为体循环静脉压增高和器官瘀血。与左心衰竭比较,其症状不很明显,也缺乏特异性,可有乏力、怠倦、食欲减退、上腹部胀痛、尿少等。体征主要有水肿、肝肿大、压痛和颈静脉怒张等。轻度水肿仅局限于下垂部分凹陷性水肿,重度水肿则有全身性水肿,包括腹水和胸水。晚期病例可出现心源性肝硬化和黄疸。部分病人可出现低蛋白血症和恶液质。X线及心电图检查可协助诊断。

③全心衰竭:同时有肺循环和体循环瘀血的临床表现。

(2)治疗原则

①减轻心脏负荷:包括体力活动、精神负担及食物的摄取。体力活动限制的程度和时间长短应视病情轻重及对治疗的反应而定。严重患者应绝对卧床休息两周以上,但卧床过久容易招致动脉血栓形成和肺炎等并发症以及食欲不振、精神萎靡等不良后果,应予注意。其次是解除精神负担,必要时口服少量安定、安宁、安神补心丸等镇静剂。

②增强心肌收缩力:一般通过正性心肌收缩药物,如洋地黄、毒毛旋花子甙、夹竹桃制剂、铃兰毒甙、福寿草、β肾上腺能受体兴奋剂和胰高血糖素等。

③减轻水钠积聚:主要是限制钠盐摄入和应用利尿剂。利尿剂的作用是通过半加肾小球滤过率或减少肾小管对钠的重吸收,使尿量增多,血容量减少,因而减轻心脏的前负荷。

④其他辅助治疗:包括血管扩张药、机械辅助循环措施(如主动脉内气囊泵反相搏动)等,以减轻心脏胶后负荷,增加心搏量。

28.4.3 充血性心力衰竭的营养治疗

营养在充血性心力衰竭的治疗中占有极其重要的地位,它同药物治疗是彼此联系而又相辅相成的。

(1)营养治疗的原理和方法营养治疗的目的在于控制体内钠、水潴留,减轻心脏负荷,促使患者早日康复。

①限制钠盐摄入:这是控制充血性心力衰竭的最为适当的方法。因它无需限制患者的液体摄入量,而且可以避免排尿较多时引起的不良副作用,如身体乏力、水肿的反复出现,低钾和低钠血症等。

根据临床及营养学研究,一般认为轻度充血性心力衰竭病人每日摄入的总钠量应限制为2,000mg(相当于5g食盐),中度充血性心力衰竭病人每日钠摄入量应限制为1000mg(相当于2.5g食盐),重度充血性心力衰竭病人则每日不得超过500mg(相当于1.3g食盐)。必须指出,钠不仅存在于食盐之中,而且也存在于各种食物及调味品(尤其是味精)、防腐剂、添加剂和一些药物之中。故在编制食谱及临床治疗时均需注意。临床实践表明,低钠饮食对于右心衰竭病人的皮下水肿、腹水、肝脏肿大均有良好的影响,对左心衰竭的阵发性呼吸困难、肺水肿等也有明显的预防效果。但病人对于低钠饮食不易执行,常因低钠饮食乏味而引起食欲减退、恶心和虚弱无力等。长期低钠饮食加上利尿剂的应用可以产生电解抽紊乱,尤其是低钾血症。故也需根据病情适当加以调整。对于老年人或已有肾功能损害的患者,低钠饮食尤当谨慎。

②钾的摄入:如前所述,钾平衡失调是充血性心力衰竭中最常出现的电解质紊乱之一。临床中最常遇到的为缺钾,主要发生于摄入不足(如营养不良、食欲缺少和吸收不良等);肾外丢失(如呕吐、腹泻、吸收不良综合征);肾脏丢失(如肾病、肾上腺皮质功能亢进、代谢性碱中毒、利尿剂治疗)以及其他情况(如胃肠外营养、透析等)。缺钾可引起肠麻痹,严重心律失常,呼吸麻痹等,并易诱发洋地黄中毒,造成严重后果。故对长期使用利尿剂治疗的病人应鼓励其多摄食含钾量较高的食物和水果,例如香蕉、桔子、枣子、番木瓜等。必要时应补钾治疗,或将排钾与保钾利尿剂配合应用,或与含钾量较高的利尿中草药,如金钱草、萹蓄草、木通、夏枯草、牛膝、玉米须、鱼腥草、茯苓等合用。

另一方面,当钾的排泄低于摄入时,则可产生高钾血症,见于严重的心力衰竭,或伴有肾功能减损以及不谨慎地应用保钾利尿剂。轻度患者对控制饮食中钾和钠以及停用保钾利尿剂反应良好,中度或重度高钾血症宜立即采用药物治疗。

③水的摄入:充血性心力衰竭中水的潴留主要继发于钠的潴留。身体内潴留7g氯化钠的同时,必须潴留1L水,方能维持体内渗透压的平衡,故在采取低钠饮食时,可不必严格限制进水量。事实上,摄入液体反可促进排尿而使皮下水肿减轻。国外学者认为,在严格限制钠盐摄入的同时,每日摄入2000~3000ml水分,则钠和水的净排出量可较每日摄入量1500ml时为高,但超过3000ml时则不能使钠和水的净排出量有所增加,考虑到这种情况,加上过多的液体摄入可加重循环负担,故国内学者主张对一般患者的液体摄入量限为每日1000~1500ml(夏季可为2000~3000ml),但应根据病情及个体的习惯而有所不同。对于严重心力衰竭,尤其是伴有肾功能减退的患者,由于排水能力减低,故在采取低钠饮食的同时,必须适当控制水分的摄入,否则可能引起稀释性低钠血症,这为顽固性心力衰竭的重要诱因之一。一旦发生此种情况,宜将液体摄入量限制为500~1000ml,并采用药物治疗。

④蛋白质:一般说来,对蛋白质的摄入量不必限制过严,但高蛋白饮食则似不相宜,因蛋白质的特殊动力学作用可能增加心脏额外的能量要求,故主张每日摄入量为0.8g·kg-1

⑤热量:已知肥胖不论对循环或呼吸都是不利的,特别是当心力衰竭发生时,由于它可引起膈的抬高,肺容积的减少及心脏位置的变化,因而成为一个更加严重的因素。此外,肥胖还将加重心脏本身的负担,因此宜采用低热能饮食,以使患者的净体重维持在正常或略低于正常的水平,而且,低热量饮食将减少身体的氧消耗,从而也减轻心脏的工作负荷。

⑥钙、镁、钴:钙与心肌收缩性密切相关。高钙可使收缩性增强,并引起期外收缩和室性异位节律。洋地黄治疗可使这些反应加重,故在充血性心力衰竭治疗中应予重视。另方面,低钙将使心肌收缩性减弱和S-T段延长。钙的吸收需要食物中同时存在脂肪,但脂肪含量太高反可使其吸收减少。同样为了使脂肪有最大吸收,也要求食物中含有一定的钙量。维持钙平衡在充血性心力衰竭的治疗中具有积极意义。

镁对心脏的重要性已如前述。充血性心力衰竭时伴有镁的缺乏,可能与下列因素有关:小便中的排出增加,与对照组比较,充血性心力衰竭患者尿镁的排泄比尿钾更多;组织无氧代谢及醛固酮增多症可引起缺镁;强利尿剂(如利尿酸和速尿)明显增加镁的排泄而导致缺镁(但噻嗪类对镁排泄影响极小,三氨喋啶既保钾又保镁,螺旋内脂无保镁作用);强心甙本身可引起缺镁;内脏血管显著充血敢影响对镁的吸收。而镁浓度降低更进一步加重心力衰竭并诱发洋地黄中毒。可见,增加镁的摄入对充血性心力衰竭患者是有好处的。

醇性心肌病所引起的充血性心力衰竭,钴与酒精有协同的毒性作用。

⑦维生素:充血性心力衰竭患者一般胃纳较差,加上低钠饮食缺乏味道,故膳食应注意富含多种维生素,必要时应口服补充维生素B和C等。慢性维生素B1缺乏可招致脚气性心脏病,并诱发高排血量型的充血性心力衰竭。叶酸缺乏可引起心脏扩大伴充血性心力衰竭。

⑧其他:为了限制总热能的摄入,过量饮酒者难于获得足够的蛋白质、维生素以及其他必需的营养成分。此外,国外报告酒精可引起心脏病患者的排血量减少及动脉压下降以及左心室工作效能和扩张时间指数(tension-time indes)降低,故过量饮酒于本病防治不利。当然少量黄酒并非绝对禁忌,需根据个体情况而定。啤酒含钠量较高,宜避免之。

较淡的咖啡和茶水可以随意饮用,但如引起患者失眠或心悸则宜避免。

香烟对心力衰竭患者有害无益,特别是对有气急、咳嗽和左心衰竭患者尤为不利。吸烟尚可影响心率和血压,并诱发心律夫常。

(2)膳食的实施原则上应采取低钠、低热能。膳食宜平衡、清淡、容易消化且富有营养(包括足够的维生素、中度蛋白质、适量的碳水化物和脂肪以及其他无机盐等)。应注意少吃多餐。每日总量分五次摄取,以减轻外销后胃肠过度充盈、膈的抬高和避免心脏工作最的增加。高碳水货物摄入有时可引起室性过早搏动。夜间阵发性呼吸困难患者宜将晚餐时间提前,晚饭后不进或少进任何食物或水分。钠盐的摄入量则应视病情轻重而定,具体实施方法如下。

对于极轻度的心力衰竭患者,可摄食不用盐烹调的膳食和避免咸味食物,同时每日另外给予食盐1~2g(小号牙膏盖平装含盐量为1g),进餐时随意加在菜上,这样滋味较为适口,易为病人接受。一般中度或重度充血性心力衰竭患者的饮食,最好于治疗开始2~3天内每日早餐给豆浆250ml,大米粥250ml(可加适量糖)和青菜(可用油炒,但不加盐和酱油),午餐及晚餐各给大米饭一中碗,豆腐、鲜肉类或淡水鱼30~60g,青菜及素油少许。此外,患者可吃适量水果,复合维生素B和C各1片及茶水。此种低钠、低热能饮食约含钠量400~450mg(表28-8)。

表28-8 低钠(<500mg)食谱

食物名称 每日量 含钠量(mg)
牛奶(或豆浆) 250ml 125(15)
米饭、粥或面食 300ml 5
瘦肉、淡水鱼或豆腐 60~120g 30~100
脂肪 20g 1
蔬菜 500g 50~100
鸡蛋 1只 40
水果 3只 10
食糖 少话 -
茶水 适量 -

类似此种饮食可使患者感到舒适、轻松,并使其脉搏变慢,血压下降,基础代谢率降低,从而减轻心脏负担,使心功能得到改善。绝大部分病例在充血性心力衰竭获得控制、水肿消失后,宜维持含盐较低的饮食,即每日钠摄入理2000~3000mg(相当于食盐5~7g)。表28-9列举充血性心力衰竭患者的宜忌食物,供参考。

表28-9 充血性心力衰竭患者的食物选择

食物类别 允许摄食的食物 禁食或少食的食物
谷类及其制品 大米、面粉、卷子面、小米、玉米、高梁 各种面包或切面、饼干、油条、油饼及发酵做的各种点心
豆类及其制品 各种豆类、豆浆、豆腐 豆腐干、霉豆腐等
禽、肉类 猪肉、牛肉、鸡肉、鸭肉(瘦肉) 含食盐及安息香酸钠的罐头食品、香肠、咸肉、腊肉、肉松
油脂类 植物油为主、动物油少量 奶油
水产类 淡水鱼类(<120g.d-1)及部分含钠低的海鱼 咸鱼、熏鱼及部分含钠高的海鱼、
奶蛋类 鸡蛋或鸭蛋等(每日少于1只)、牛奶(<2500g.d-1 咸蛋、皮蛋、乳酪等
蔬菜 多种蔬菜(含钠较低的) 咸菜、酱菜、柞菜、及部分含钠较高的蔬菜、如菠菜、卷心菜、芹菜等。
水果 各种水果(橙、柑橘、梨、苹果、桃等) 葡萄干、含有含盐及安息香酸钠的水果罐头或果汁、水果糖等
调味品 醋、糖、胡椒、葱、姜、咖喱 味精、食盐、酱油、蕃茄酱、豆板酱等
饮料 淡茶、咖啡等 汽水、啤酒、牛肉汁等

低钠饮食的滋味可用调味品(忌用味精)和调换烹调方法使病人容易耐受。至于各种代盐品(如氯化钾的代食盐或酱油)都不能使病人满意,以不用为佳。肾功能不全患者长期使用含氯化钾的代盐品可致高钾血症,故仅能间隙使用。长期利尿或有血钾偏低者可摄食一些含钾、镁量较高的食物。

(3)营养与药物的相互作用,营养与药物的相互作用在充血性心力衰竭的治疗中表现得特别明显。首先,营养可能影响药物。例如,低钠饮食时若过多地使用利尿剂极易引起电解质紊乱,尤其是低钾血症,并进一步诱发洋地黄中毒,但当适当补充钾盐时则可使洋地黄的毒性反应得以纠正。镁也有类似的作用。此外,当应用足量洋地黄后,若给予过多的高碳水化物饮食,或静脉滴注钙或高渗葡萄糖,则因营养因素对洋地黄的协同作用而可引起一时性的低钾血症,从而诱发异位节律。又如采用利尿剂治疗的病人,若过多地给予味精,则可引起暂时性血钠过高,个别患者可出现头痛、四肢灼感和胸痛。国外已有报道,并称之为“中国餐馆综合征”。其次,药物也可影响营养的摄取、吸收和代谢。例如,洋地黄类药物可引起厌食、恶心、呕吐;利尿剂可引起钠、钾、镁及维生素的丢失;雌激素等可引起水钠潴留。此外。某些药物,如小苏打、阿斯匹林等均含有钠。这些在充血性心力衰竭的治疗中都必须充分重视。

28.5 营养和高血压病

高血压是一种常见的以体循环动脉血压增高为主的临床综合征。

正常人的血压在不同生理情况下可有一定的波动,而且其收缩压往往随年龄而增高。过去临床认为,在安静休息时,如血压经常超过190/120mmHg,即为血压升高,至于判定是否为高血压,则以舒张压的增高为主要依据,而收缩压则应参考病人的年龄而定。最近我国已接受世界卫生组织的标准,并规定收缩压等于或高于21kPa,舒张压等于或高于13kPa(95mmHg),二者有一项经核实者即可确认为高血压,如≤19/12kPa(≤140/90mmHg)者为正常,介于正常和高血压之间者称为“临界高血压”,对于过去虽有高血压史,但长期(3个月以上)未经治疗,此次血压正常者,不列为高血压;如一般服药治疗,而此次血压正常者,则仍列为高血压。

高血压可分为原发性和继发性两类。原发性高血压一般称为高血压病(约占高血压总数的90%),继发性高血压又称症状性高血压。

根据以往标准所进行的普查资料表明,高血压在我国成人中的患病率为3~10%,平均7.8%,有随年龄而增高的趋势,以40~50岁以上者较为多见,城市多于农村,北方多于南方。

28.5.1 高血压病的病因和发病原理

(1)病因高血压的病因尚未完全明了,可能与下列因素有关。

①遗传因素:调查表明,约60%左右的高血压病人均有家族史,但遗传的方式未明。某些作者认为属单基因常染色体显性遗传,但也有认为属多基因遗传。此外,焦虑性格也有遗传性,可能也与本病的发病有关。

②环境因素:包括饮食习惯(如饮食中热能过高以至引起肥胖或超重以及高盐饮食等)、职业、噪音、吸烟、气候改变、微量元素和水质硬度等。

③神经精神因素:缺少运动或体力活动、精神紧张或情绪创伤与本病的发生有一定的关系。

(2)发病原理有关高血压病的发病原理,学说提出不少,包括精神神经源学说、内分泌学说、肾源学说、遗传学说以及钠盐摄入过多学说等。各种学说各有其根据,综合起来可以认为高级神经中枢功能失调在发病中占主导地位,体液、内分泌因素、肾脏以及钠盐摄入过多也参予本病的发病过程。

外界环境的不良刺激以及某些不利的内在因素,引起剧烈、反复、长时间的精神紧张和情绪波动,导致大脑皮质功能障碍和下丘脑神经内分泌中枢功能失调。由此可通过下列几条途径促使周围小动脉痉挛,进而形成高血压(图28-8):①皮质下血管舒缩中枢形成了以血管收缩神经冲动占优热的兴奋灶,引起细小动脉痉挛,外周血管阻力增加,血压增高,②大脑皮质功能失调可引起垂体后叶释放更多的抗利尿激素,后者可直接引起小动脉痉挛,也可通过肾素-醛固酮系统,引起钠潴留,进一步促使小动脉痉挛;③大脑皮腩功能失调也可引起垂体前叶促肾上腺皮质激素(ACTH)和肾上腺皮质激素分泌增加,促使钠潴留;④大脑皮质功能失调还可引起肾上腺髓质激素分泌增多,后者可直接引起小动脉痉挛,也可通过增加心排血量进一步加重高血压。

高血压病发病原理示意图

图28-8 高血压病发病原理示意图

此外,钠盐摄入过多在本病发病中的重要性及其原理也引起了足够的重视(详见营养治疗部分)。

28.5.2 高血压病的临床表现

根据高血压病起病的缓急和病程进展情况可分为缓进型和急进型两类。临床上最常见到的为缓进型,急进型仅占1~5%。

(1)缓进型高血压病起病缓慢,早期仅在精神紧张、情绪波动或劳累后出现轻度而暂时的血压升高,去除原因或休息后即可恢复。这个阶段可持续相当长的时期。以后随着病情的发展,血压可逐渐升高并趋向持续性。部分病人可无任何症状,血压升高仅于体检时发现。有的病人可有头痛、头晕、头胀、耳鸣、眼花、健忘、注意力不集中、失眠、胸闷、乏力、心悸等症状。及至后期,由于高血压可能对眼底、心脏、肾脏、脑血管和下肢动脉等重要器官造成损害,因而部分病人可出现一系列严重的临床表现。例如,脑溢血、脑血栓形成、间隙性跛行、肾功能严重减退、尿毒症、心力衰竭,不少病人尚可合并心绞痛或心肌梗塞等。

(2)急进型高血压病又称恶性高血压病,临床少见,其特点为病程发展迅速,血压显著升高,舒张压常持续在17~19kPa(130~140mmHg)或更高。症状明显,常于数月至1~2年内出现严重的心、脑、肾损害,发生高血压脑病、心力衰竭及尿毒症,并常有视力模糊和失眠。眼底检查可有出血、渗出及视神经乳头水肿,病人多死于尿毒症。

28.5.3 高血压病的营养治疗

在利尿剂及其他降压药问世以前,高血压的治疗主要以饮食为主,随着药物学的发展,饮食治疗逐渐降至次要地位。然而近年来关于高血压病因和发病机理的研究又促进人们重新评价营养在本病防治中的重要作用。在西方国家,尤其在美国,有关高血压病的营养治疗(特别是低钠饮食)的兴趣和宣传几乎达到高潮。其主要原因是由于:第一、高血压病作为一种常见病,其发生与环境因素,特别是与营养因素密切相关;第二、现有的各种降压药物均有一定的副作用,而营养治疗不仅具有一定的疗效,而且合乎生理,因此更适宜于大规模人群的防治。此外,营养如与药物俣用也可使其剂量降低。

(1)营养因素在高血压病防治中的作用

①钠和钾的摄入与高血压病的发病和防治有关,其证据是多方面的。首先,流行病学方面,大量资料表明,高血压病的发病率与居民膳食中钠盐摄入量呈显著正相关。例如,阿拉斯加的爱斯基摩人食盐的摄入量极低,几乎未见高血压。相反,日本北部农村的居民平均每天摄入25g以上的食盐,高血压的发生率几近40%。弗来明汉地区的调查显示,居民每天食盐量自8~13g,高血压的发病率自20%增至24~37%。其次,临床观察表明,不少轻度高血压病人,只需中度限制钠盐摄入,即可使其血压降至正常范围,部分对盐敏感的个体,对低盐饮食反应尤佳。即使是重度或顽固性高血压病患者,低盐饮食也常可增加药物疗效,减少用药剂量。第三、动物实验表明,钠盐摄入过多可使小鸡和大鼠形成高血压,血压增高的程度与盐量成正比。进一步研究还表明,钠盐对血压的影响可能与遗传因素有关。通过近亲交配所产生的对盐敏感的大鼠,即使喂以钠盐不高的饲料,也可产生高血压。钠盐摄入过多引起高血压的机理尚未明了。据认为可能与细胞外液扩张,心排血量增加,组织过分灌注,以至造成周围血管阻力增加和血压增高。有人发现高血压患者小动脉中每单位干重所含钠盐较正常人为高,这可使动脉壁增厚,血管阻力增加,也可使血管的舒缩性发生改变。

钾不论动物实验或人体观察均提示其具有对抗钠所引起的不利作用。Mencely等用大量的钾喂饲由于高盐引起的高血压大鼠可使其存活率增加,寿命延长。Dahl等发现,低钾可使对盐敏感的大鼠血压增高。临床观察表明,氯化钾可使血压呈规律性下降,而氯化钠则可使之上升。一些日本居民尽管膳食中钠盐含量很高,但由于同时吃进大量的钾,因而高血压的发病率也未见增高。新近Langford等的研究显示食物中Na/K比例与舒张压之间存在显著的正相关,并认为当钾的摄入量由每天50mmol增至200mmol时,则对200mmol以上的钠盐摄入具有对抗作用。可见高钾低钠饮食对高血压病的防治十分重要。

②水质硬度和微量元素:如前所述,软水地区高血压的发病率较硬水地区为高,这可能与微量元素镉有关。动物实验已证明,镉可引起大鼠的高血压,而当用镉的螯合剂时则可使其逆转。尸检发现高血压及脑血管病患者的肾脏中镉含量增高。上海市高血压病研究所发现不论健康人或高血压患者的血压增色与血中镉含量的对数呈正相关。锌具有对抗镉的作用,其含量降低可使血压升高。此外,也有报告提到镁对高血压患者具有扩张血管作用,能使大多数类型病人的心排血量增加。

③其他因素:包括热能、蛋白质、碳水化物和脂肪等也与本病的发生和防治有一定的联系(见后)。

(2)防治措施

①限制钠盐摄入:代谢研究表明,健康成人每天钠的需要量仅为200mg(相当于0.5g食盐)。而一般西方人日常摄入量约为生理需要量的5~20倍。我国人食盐的摄入量颇高(平均约15g·d-1)。为了更好地开展高血压病的防治工作,必须广泛宣传低钠饮食的重要性。对于高血压病患者或有高血压病家族史的个体,尤当提倡。从预防角度,应从儿童乃至婴儿开始,养成少盐、清淡的饮食习惯。

1944年Kempner等采用的米饭——水果饮食(含钠20 0mg)以及19 45 年Grollman等改良的此类饮食(含钠50 0mg,相当于食盐1.3g),对治疗高血压相当有效,但很难在临床中普遍推广。从实际出发,对大多数高血压病人(无合并心力衰竭者),建议每日食盐的摄入量控制在2~5g。对一般居民也以勿超过5g·d-1为佳(但对从事高温及重体力劳动者可适当放宽)。在低钠饮食的同时,可适当补充钾盐或摄食一些含钾量较高的食物。这一点在使用利尿剂,特别是当血钾含量偏低时尤为重要。但若使用保钾利尿剂(如安体舒通、三氨喋啶等)则钾盐摄入不宜过多(见心力衰竭部分)。此外,对于肾功能衰竭的患者,钠盐的限制不宜过严。

②限制热能摄入:高血压患者常合并有肥胖或超重。而肥胖和高血压两者均可使心脏的工作负荷增加。因此,控制总热能摄入可使体重达到并维持在一个正常范围之内,对高血压病的防治十分重要。即使是每餐的热能也需要限制,因为饱餐之后可使高血压病患者的血管舒张调节功能降低,从而引起血压的显著波动。临床观察表明,多数患者的血压常随体重的减轻而下降,即使血压变化不大的患者,其临床症状,例如疲乏和呼吸困难,也可得到显著的改善。

③蛋白质:以往对高血压病患者强调低蛋白饮食,但目前认为,除合并有慢性肾功能不全者外,一般不必严格限制蛋白质的摄入量。关于蛋白质的来源方面,新近某些学者认为鱼类蛋白可使血压及脑座中的发生率降低,而大豆蛋白则虽无降压作用,但也能防止脑卒中的发生,这可能与氨基酸组成有关。看来高血压患者进食此类蛋白质颇为相宜。

④食物脂肪:应适当控制食物胆固醇(<300mg·d-1)和饱和脂肪的摄入,同时增加多不饱和脂肪。由于高血压是动脉粥样硬化的主要易患因素之一,故此类饮食也有助于预防缺血性心脏病。

⑤其他:进水量一般不必限制,茶水、咖啡可以随意饮用。少量饮酒不必禁忌,但过量则有害(尤其对合并有搞脂血症与肝病患者)。吸烟可影响心率与血压,对本病的防治不利。应建议患者多吃些瓜果与蔬菜,必要时可补充维生素C与B6等。

此外,在高血压的治疗过程中,还必须注意某些营养素与药物之间的相互作用。如使用单胺氧化酶抑制剂(优降宁)治疗时,不宜进食含酪胺高的食物(如干酪、酸奶油、扁豆、蘑菇、腌肉或腌鱼、啤酒、红葡萄酒、鳄梨、香蕉、葡萄干等)。因酪胺能促使节后交感神经末梢释放去甲肾上腺素,引起血压急剧上升而发生高血压危象的严重后果。又如,进行一般降压治疗的患者,不宜用天然甘草或含有甘草的药物(如治疗胃炎的甘链片)。因其中所含的甘草酸可引起低钾血症的钠潴留。还有使用利尿剂容易引起电解质紊乱,故宜适当调整膳食中钠钾的含量。

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29 肾脏疾病

29.1 前言

肾脏是人体的主要排泄器官之一。体内的种代谢产物、剩余的水和电解质以及某些有害物质大部分都由肾脏排出。它对调节和维持人体水、电解质、酸碱平衡等人体的内环境稳定起了主要作用。肾脏疾病的发病率占人口的1%以上,且患者大都是儿童及青壮年,是危害人类健康造成死亡的主要原因之一。

肾脏疾病与营养因素关系密切。近二十年来在饮食治疗上有很大进展,在配合医疗上起到了一定的疗效作用。使许多病人病还必须得到缓解,延长了生命。现将肾小球肾炎、肾病综合征、急性肾功能衰竭、慢性肾功能衰竭、代谢性肾病、肾结石、透析疗法等分别简要介绍其病理及临床表现,并结合临床营养和我国饮食特点提出肾脏疾病的饮食治疗原则。

29.2 肾小球肾炎

肾小球肾炎是具有蛋白尿、水肿、且常伴有高血压、血尿和肾功能损害等临床表现的一种肾小球疾病。临床上分型颇多,表现亦不相同,本节就与饮食治疗关系较密切的两种常见肾炎分述如下:

29.2.1 急性肾小球肾炎

急性肾小球肾炎是由感染后变态反应引起的两侧肾脏弥温性肾小球损害为主的疾病,可发生于任何年龄,而以儿童为多见,多数有溶血性链球菌感染史。上海瑞金医院将国内报告的3484例急性肾小球肾炎的前驱症种类作了统计,证实上呼吸道感染及脓毒病占绝大多数,其它感染包括各种球菌或杆菌、病毒等也可诱发,但例数不多。

急性肾小球肾炎的病理改变主要为弥漫性毛细血管内皮增生及系膜增殖性改变,程度轻重不等,轻者可见肾小球血管内皮细胞有轻中度增生,系膜细胞也增多,重者增生更明显,且有炎症细胞浸润等渗出性改变。增殖的细胞及渗出物可引起肾小球毛细血管腔狭窄,引起肾血流量及肾小球滤过率下降。一般在4~6周内逐渐恢复,少数呈进行性病变,演变成慢性肾小球肾炎,个别患者病变严重有毛细血管襻坏死及新月体呈现急进性肾炎表现。

(1)临床表现

①起病急,病前2~3周常有上呼吸道炎等链球菌感染史。

②发病后常有少尿,每日尿量少于400ml,有水肿,可出现短期肌酐、尿素氮增高,主要因肾小球滤过率急骤下降、水钠潴留而引起,常同时伴有血尿、蛋白尿、管型尿和中等程度血压增高。

③起病1~2周后尿量增加,浮肿消退,血压下降,小便常均由异常逐渐减少而消失。

④少数发展为肾病综合征者预后较差,多数可痊愈。

29.2.2 慢性肾小球肾炎

慢性肾小球肾炎是由多种原因引起的一组肾小球疾病,而以免疫炎症为主,可原发或继发于其它疾病。本病病程长,尿常规检查有程度不等的蛋白尿、血尿和管型尿,早期肾功能可正常,但大多数患者有不同程度肾功能减退。本病可发生在不同年龄,以中青年为多,男女发病率之比为2:1。

慢性肾小球肾炎的病理改变可因病因、病理及病变活动程度而有所不同,病变可以局灶性或弥漫性,随发病时免疫病理机制的不同可表现为不同积蓄的系膜或/及内皮细胞增生,毛细血管基膜增厚,基膜增厚伴系膜增生(基膜增生性)及局灶性硬化,进而肾组织萎缩,出现固缩肾等。

(1)临床表现 本病可分为以下四种类型。

①慢性肾炎普通型:每24小时尿蛋白为1.5~3.5g,可有血尿、管型尿、高血压、肾功能损害等症状。

②慢性肾炎肾病型:除上述临床表现外,每24小时尿蛋白<3.5g,血浆蛋白低下,白蛋白<3g,由于丢失大量蛋白,血液胶体渗透压下降导致水肿,程度轻重不一。

③慢性肾炎高血压型:除普通型临床表现外,尚有持续性中度以上的高血压症状。

④隐匿性肾炎:可为慢性肾炎的轻型,肾功能损害轻,预后较好。

29.2.3 饮食治疗

饮食治疗的目的首先在于减轻肾脏负担,消除或减轻临床症状。肾小球肾炎分型多,临床表现交叉复杂,故饮食治疗的原则主要应根据病人蛋白尿的程度及肾功能善来确定,此外也要兼顾病人的浮肿、高血压等情况综合考虑。

(1)急性肾小球肾炎的饮食治疗

①起病3~6天,因肾小球滤过率下降,会产生一过性氮质潴留,因此需采用限制蛋白质的饮食。可多食水果、蔬菜、点心等,减少鱼、肉、蛋类的摄入,米、面等主食可不加限制。

②如尿素氮超过60mg%,每日饮食中蛋白质供给量以0.5g·kg-1计算或采用牛奶、鸡蛋等高生物价优质蛋白以减少非必需氨基酸的摄入量。国外有认为每日食用羊奶0.5~1.0kg,不但含有高生物价优质蛋白,且具有利尿消肿的作用,目前此疗法并未被广泛采纳。如病情好转,适当增加蛋白质的供给量,血尿素氮正常后蛋白质可不限制。

③有浮肿及高血压症的病人应根据其程度的不同在基本饮食中限制食盐用量;不采用一切含盐食品如酱菜、咸菜、榨菜、乳腐、咸蛋等和其它罐头制品,并根据浮肿程度的不同,分别采用盐、无盐包含或少钠饮食(详见肾病综合征节)。

④注意病人浮肿及尿量,浮肿严重者应限制摄入水分,严格记录出入液量。目前主张每日摄入水量以不显性失水量加尿量计算。S.R.Williams提出少尿期的入水量限于500~700ml·d-1

⑤急性期有持续少尿,严重氮质血症者若发生高钾血症,要避免含钾量高的食物。

⑥充分供给各种富含维生素的食物,特别是维生素B及C的食物,饮食中应多采用水果、蔬菜。

(2)慢性肾小球肾炎的饮食治疗慢性肾小球肾炎在病程的种个阶段临床表现不尽相同,饮食处理应按各期表现决定。

①无症状蛋白尿或血尿,尿蛋白丧失不多(1~2g·d-1)。可给一般饮食,略限盐。但如尿蛋白丧失较多,或有血浆蛋白低下,如无氮质血症,可适当增加饮食中的蛋白质量,以按每日1g·kg-1正常需要量供给外,尚需考虑增加尿中所失去的蛋白质量,根据最近的观点,长期高蛋白质负荷会加重肾脏负担,结果加速肾功能恶化。

②慢性肾小球肾炎急性发作,可按急性肾炎饮食治疗原则,有肾病综合征者参考该节饮食治疗。

③慢性肾炎高血压型患者肾功能多数有中等度损害,为控制血压,应限制盐的摄入,给予少盐饮食,严重者短期给予无盐饮食,由于多进钠盐不但可增高血压,且可加重肾脏损害,因此即使血压恢复正常,也以淡食为宜,以避免肾功能进一步恶化,蛋白质量亦宜适当控制。

④肾功能减退者,则应适当限制蛋白质的进食量,每日摄入总量(包括主食所含蛋白质)<30~40g,多采用牛奶、鸡蛋等高生物价优质蛋白质,并可适当调剂鱼、肉、鸡等动物性蛋白质以增进食欲。当病人肾功能明显减退时,不要过分限制钠盐,以免血容量不足加重肾功能减退乃至出现氮质血症。

29.3 肾病综合征

肾病综合征是由一组由多种原因包括慢性肾炎引起的临床症群,临床表现为大量蛋白尿、严重水肿、低蛋白血症和高脂血症。

29.3.1 发病机理

肾小球滤过膜由毛细血管内皮细胞层、基底膜和肾球囊脏层上皮细胞层组成。此滤过膜对蛋白质过滤起屏障作用。肾病综合征时,此屏障作用受损,蛋白质滤出增加,因而出现蛋白尿。尿中大量丧失蛋白质使血浆蛋白降低,血液胶体渗透压下降,改变了毛细血管内与组织间液体交换的平衡,水潴留在组织间隙内形成水肿。由于有效血容量减少,促进肾素、血管紧张素、醛固酮系统分泌增加,引起水钠潴留,另外因肾血流量减少使肾小球滤过率下降也促使水肿发生。

持久大量蛋白尿,使血浆蛋白特别是白蛋白浓度降低,可出现白、球蛋白比例倒置。病人常伴有营养不良,一般呈负氮平衡。

肾病综合征中脂质代谢紊乱的机理还不很清楚,大都认为与肾脏长期丢失蛋白质在促进肝内白蛋白的合成的同时亦刺激脂蛋白的生成有关。

29.3.2 临床表现

主要表现为大量持久的蛋白尿、水肿、高脂血症等,有血容量不足者血尿素氮常有轻度升高,此乃因肾小球滤过率降低而肾小管重吸收相对正常所致。因原发病变不同,肾产现综合征可合并有肾功能不全。

(1)蛋白尿 24h尿蛋白总量可在3.5g以上,有高达30g者,病程愈长,营养不良表现越明显,常有贫血、乏力、毛发稀疏、枯黄、肤色苍白失去润泽、指甲可见白色横行的宽带(Muchreke线)等。儿童患者可影响其生长发育。

(2)水肿 轻重不等,轻者可局限于眼脸部及足踝,重者波及全身,可有胸腹水。水肿常受摄入的钠量、病人的体位、组织的弹性、输入液量以及有无心肝疾患的影响,其严重程度与蛋白尿及低蛋白血症的程度不完全成线性比例。

(3)高脂血症血浆白蛋白降低时,血浆胆固醇一般明显增高,甘渍三酯和磷脂亦增加。

29.3.3 饮食治疗

肾病综合征的饮食必须针对患者具有大量蛋白尿、水肿、低蛋白血症和高脂血症的特点。

(1)除出现肾功能衰竭及氮质血症者外,血浆蛋白低于正常者,一般应给予高蛋白质饮食,每日供给量以1.5~2.0g·kg-1计算,除供给患得正常需要量外,还要弥补尿蛋白的泄失。如一旦出现肾功能衰竭或氮质血症应采用限制蛋白质的饮食,可参阅肾功能衰竭中饮食治疗的有关章节。

(2)不同程度的水肿患者,应给予少盐、无盐或少钠饮食。在服用大剂量激素(强的松)治疗时,易于使钠盐滞留而引起水肿,亦应适当限制食盐的进食量。

①少盐饮食:每日饮食中摄入盐量不超过2~3g(1g食盐的含钠量为400mg),不再另食其它含盐食物。

②无盐饮食:每日饮食中在烹调时不再加盐或用其他含盐食物,一般常加糖醋以增进口味,但食物内的含钠量应不超过1000mg。

③少钠饮食:一天饮食中除在烹调进时不再加食盐或其它含盐食物外,还要计算食物内的含钠量不超过250~500mg。食物含钠量可参阅表29-1。

患者长期食用少盐饮食后,往往喜食红烧食物,可按当地酱油含盐浓度,用酱油代盐,适量调节。一般酱油4~5ml中约有1g的盐量。

表29-1 每100g食物含钠量(mg)

西瓜 2.6 丝瓜 19 薸儿菜 44 芹菜 120
花生 5.0 芋头 19 红枣 44 紫菜头 130
白葡萄 8.1 猪肝 20 黄豆芽 47 干香菌 130
偻瓜 8.2 对虾 20 牛奶 51 葡萄干 133
龙须菜 8.4 菜瓜 20 香椿 53 高梁 140
甜柿椒 9.4 藕粉 21 大白菜 55 生菜 140
西葫芦 9.5 牛肝 22 生菜(团菜) 57 白萝卜 140
9.8 菜花 22 稻米(次) 58 绿苋菜 160
鸭梨 10 荸荠 22 北豆腐 59 油菜 170
柠檬 10 橘子 23 可可 59 洋白菜 170
蔛子 10 核桃 23 心里美罗卜 59 胡萝卜 170
番茄 10 24 精白面 60 菠菜 200
牛肉 11 大葱 25 青甜瓜 61 甘蓝菜 200
猪肉 11 黄瓜 26 杏干 62 红苋菜 220
南瓜 11 茄子 26 萝卜 68 空心菜 240
12 苤兰 27 69 香菜 260
紫葡萄 12 黄金瓜 28 鸡蛋 73 罗卜缨 260
柿子 13 杏仁 29 金花菜 73 干酸枣 260
鲜香菇 13 冬菇 31 稻米(高) 78 菖子杆 270
苹果 14 白薯 31 小白菜 80 黄豆 310
珍珠芛 14 32 嘎嘎菜 81 雪里红(咸) 360
冬瓜 14 紫菜苔 33 鸭蛋 82 紫菜 670
莴芛 14 土豆 34 盖菜 83 松花蛋 740
菠萝 14 慈菇 34 扁豆 84 五香介菜头 3340
山药 15 豇豆 36 塌棵菜 100 稀酱油 3880
角瓜 16 韭菜 36 黄玉米 110
豌豆 18 鲜蚕豆 36 小米(细) 120
绿豆芽 19 黄花菜 43 南豆腐 120

(3)严重浮肿者应限制水分并严格记录出入液量。

(4)严重高脂血症患者要限制脂肪的摄入量,应采用少油低胆固醇饮食,但高脂血症由低蛋白血症引起进食高蛋白质饮食补足时,脂类摄入量亦增加,因此对于脂类食物的限制可适当掌握,不必过严。食物含胆固醇量可参阅表29-2。

表29-2 每100g食物含胆固醇mg数

食物名称 胆固醇(mg) 食物名称 胆固醇(mg) 食物名称 胆固醇(mg) 食物名称 胆固醇(mg)
蛋白 鲫鱼 93 猪肚 150~159 蟹黄 466
海参 鲢鱼 97 螺肉 161 鱼肝油 500
奶酪 11 带鱼 97 猪肉松 163 鸭肝 515
酸牛奶 12 火腿 100 奶油 168 虾米 608
牛奶 13~24 牛舌 102 蛋糕 172 鸭蛋 634
海蜇皮 16~24 干酪 104~140 羊肉(肥) 173 松花蛋 649
脱脂奶粉 28 全脂奶粉 104 牛肉松 178 鸡蛋 450~680
羊奶 34 排骨 105 青蛤 180 小虾米 738
炼乳 39 鸡油(炼) 107 鸭肫 180 咸鸭蛋 742
冰淇淋(1杯) 51 猪肉(肥) 107~126 鳗鱼 186 虾子 896
牛奶冰棍(1支) 53 110 猪肠 150 蟹子 985
麻蛤 55 羊肉(炼) 110 牛肚 150 鸭蛋黄 1522
鸭油(炼) 55 猪舌 116 牛肉(肥) 194 鸡蛋黄 1705~2000
小肚 58 黄鳝 117 鸡肫 229 羊脑 2099
60~90 60~117 牛肺 234 牛脑 2300~2670
蒜肠 61 鲳鱼 120 河蟹 235 猪脑 3100
牛肉(瘦) 63~106 广东香肠 123~150 鱼松 240 鹌鹑蛋 3640
羊肉(瘦) 65~100 羊肚 124 牛肝 257~376
大腊肠 72 牛心 125~145 鱿鱼 265
猪肉(瘦) 77 梭鱼 128 墨鱼 275
甲鱼 77 沙丁鱼 130 黄油 227~295
大黄鱼 79~98 羊心 140 猪肺 314
80~101 羊舌 143 羊肝 323
草鱼 81 鸡血 149 羊肾 354
鲤鱼 83 对虾 150 猪肝 368~420
兔肉 65~83 青虾 158 牛肾 400
猪油(炼) 85~110 猪心 158 猪肾 380~405
鲑鱼 86 鸡肝 429
比目鱼 87 454
牛油(炼) 89 鲫鱼子 460
青鱼 90

(5)按照食欲,每日应供给足够的热量,以保证蛋白质的充分利用(210~252kJ·kg-1,按我国人民的饮食习惯,一般食欲难以达到此热量)。

(6)根据营养不良情况,可酌情给予水解蛋白,复方氨基本等,同时佐以富含各种维生素的食物以增强对疾病的抵抗能力。

29.4 急性肾功能衰竭

急性肾功能衰竭是指急骤发生的、早期以少尿、水电解质紊乱和尿毒症为主要表现的综合症。本节仅讨论因肾中毒及肾缺血引起急性肾小管坏死所致的急性肾功能衰竭。

29.4.1 发病机理

在各种原因引起肾缺血或中毒时肾脏受到损害,肾小管细胞发生坏死或功能性障碍,以致钠泵受影响,钠回吸收受阻,使尿钠浓度增高,并发生少尿及肾小球滤过率降低。后者的机理尚未完全阐明,有下列学说。

(1)肾小球血管痉挛及滤过膜通透性(滤过系数)降低,致使肾小球滤过率下降。

(2)肾小管上皮细胞(缺氧性者最可能为髓襻上升支原段,中毒性者则以近曲小管为主)有坏死、脱落和肿胀,并可形成管型使原尿下流受阻,肾内压力增加,使肾小球滤过率降低。

(3)肾小管细胞坏死或渗透性增加,致使原尿自管腔回流而致少尿。

可能由不同病因引起的肾小管病变并不完全相同,上述因素在特定的条件下均可参予发病。

少尿期的后期,上述三因素逐渐解除,损坏的肾小管上皮开始新生,但由于①新生及受损的肾小管缺乏浓缩尿液功能;②肾血流量及小球滤过功能已恢复;③潴留的氮代谢产物有渗透性利尿作用。因而,尿量增多,进入多尿期。

29.4.2 临床表现

急性肾功能衰竭按其病程演变可分为少尿期,多尿期及恢复期三个阶段。

(1)少尿期 属病情危急阶段,持续时间3天到数周不等,此期间由于水、电解质、酸碱平衡紊乱,氮质代谢产物潴留可有以下症状。

①少尿:24h尿量少于400ml者为少尿,少于50ml或100ml者称为无尿。尿液性质亦有改变,除有蛋白质、红白细胞、坏死的上皮细胞和管型外,尿比重常固定在1.010左右,尿中含钠量增加,常超过40mmol·L-1

②水中毒:主要由于分解代谢加强,使内生水增多以及大量补流和摄入水量过多,产生水潴留而引起代谢与功能上的障碍。急性肾功能衰竭中约有一半病人出现高血压,可能与体液过多有关;严重者可出现急笥肺水肿、肺水肿和心功能不全。

③代谢性酸中毒及尿毒症:为代谢产物潴留的结果。

④电解质紊乱:可在少尿期出现,包括有以下各项:

高钾血症——少尿使钾潴留,更因感染及组织分解代谢亢进而增剧,是急性肾衰少尿期发生死亡的主要原因之一。

低钠血症——饮水过多,补液中无钠盐及组织钠泵失灵,部分钠离子进入细胞内造成血钠降低,但体内钠总量不少,称为稀释性低钠血症。如起病前曾有呕吐、腹泻或大面积烧伤等使盐分丧失过多,则可导致缺钠性低钠血症。

低钙血症——可继发于高磷血症,急性肾功能衰竭多伴有代谢性酸中毒,使血钙游离度增加而不发生低钙性搐搦,但当酸中毒得到纠正时,则易于发生。

高镁血症——在重症时可出现,一般少见,可导致肌力软弱及轻度昏迷。

有贫血及出血倾向。

(1)多尿期在少尿后期,尿量渐增,排尿超过600~800ml·d-1即可认为是多尿期开始,此时病情仍严重,故仍应按少尿期处理,当每日尿量超过1500ml·d-1正式进入多尿期,患者症状开始好转,血尿素氮及肌酐开始下降,水肿好转。其他代谢紊乱也逐渐恢复,多尿期尿量可增至2000~3000ml·d-1或更多,此时钾、钠、水从尿中大量排出,可出现低钾、低钠及脱水,应及时补充,多尿期持续数天至2周,尿量逐渐恢复正常。

(3)恢复期多尿期后即进入恢复期。此时水、电解质均已恢复正常,血尿素氮已不高,但肾小管浓缩功能需经数月才能复原。少数病人可留下永久性功能损害。

29.4.3 饮食治疗

急性肾功能衰竭的饮食治疗应针对临床名期的不同表现来调节不同的营养成分,对病人及家属给予必要的营养指导,鼓励病人进食以达到治疗目的。

(1)急性肾功能衰竭少尿期的饮食治疗原则

①热量:足够的热量可以提高蛋白南的利用率,若热量供给不足,使体内脂肪及蛋白质分解增加以提供热量,加剧负氮平衡。急性肾功能衰竭病人的总热量应按性别、年龄、体重及参考发病原因而有所不同;由于分解代谢亢进,Sargent提出每日总热量应给予12600kJ(3000kcal)。但少尿期病人食欲较差,很难满足这样高的热量要求。若患者病情较轻,分解代谢不剧,一般主张卧床休息时每日摄入热量维持在4200~6300kJ(1000~1500kcal)。热量供给以易于消化的碳水化物为主,可多采用水果,配以麦淀粉面条、麦片、饼干或其他麦淀粉点心,加少量米汤或稀粥,为期3~6天,减少蛋白质及非必需氨基酸的摄入,以减轻肾脏负担和防止氮滞留加重。同时足够的碳水化物可防止或减轻酮症,减轻钾自细胞内释出而增高血钾。

②蛋白质:少尿早期按照上述供应热量的方法,并采用15~20g·d-1高生物价低蛋白饮食,这样既照顾了病人肾功能不全时的排泄能力,又酌量维持病人营养需要。在饥饿情况下,70kg体重病人每日分解自身蛋白质约70g,而6.25g蛋白质分解代谢生成1g尿素氮,释出2.5~3.0mmol钾离子。因此,暂时减低蛋白质摄入量和体内蛋白质的分解,可减轻氮血症及高钾血症;若每日供给4200kJ(1000kcal)热量,并给以100g葡萄糖可使体内蛋白质分解减少50%,给以150g葡萄糖则可使体内蛋白质分解减少到最低限度。少尿期时间如持续较长,广泛创伤或大面积烧伤丢失蛋白质较多时,除补充高生物价低蛋白外,尚要酌情配以要素膳(参见第39章)。高生物价低蛋白饮食必须挑选含必需氨基酸丰富的牛奶、鸡蛋等,但由于饮食单调,病人难于长期坚持,可适量采用肉类、鸡、虾等运动蛋白质交替使用,以调节病人的口味。

③维生素与无机盐:在计算好入液量的情况下,可适当进食各种新鱼水果或菜汁以供给维生素C等和无机盐。

④在少尿期应计算和记录一天的入水量,严格限制各种水分的摄入,以防止体液过多而引起急性肺水肿和稀释性低钠血症。食物中含水量(包括米饭及馒头)及其氧化所生的水亦应加以计算(1g蛋白质生水0.43ml,1g脂肪生水1.07ml,1g碳水化物生水0.55ml)。

⑤根据不同水肿程度、排尿程度情况及血钠测定,分别采用少盐、无盐或少钠饮食。

⑥若血钾升高,酌量减少饮食中钾的供给量,以免因外源性钾增多而加重高钾血症。由于各种食物中均含有钾,除避免食用含钾量高的食物外,可以冷冻、加水浸泡或弃去汤汁以减少钾的含量。食物含钾量可参阅表29-3。

表29-3 食物的钾含量(每100g食物的钾含量,mg)

含钾量低的食物 含钾量高的食物
菜瓜 88 牛肉 330 干蘑菇 4660
南瓜 69 猪肉 330 冬菇 1320
藕粉 鸡肉 340 杏子 370
鸡蛋 60 350
鸭蛋 60 黄豆芽 330 红高梁 440
皮蛋 70 韭菜 380 玉米(黄) 270
团粉(干) 15 青蒜 300 豇豆 210
白薯 110 红苋菜 320 扁豆 200
芝麻酱 140 绿苋菜 410 番茄 250
空心菜 150 芹菜 370 丝瓜 220
冬瓜 170 油菜 430 苦瓜 200
夜开花 180 太古菜 450
白萝卜 170 菜花 390
嫩豆腐 84 荠菜 470
蒜头 130 香椿 400
蒜苗 150 香菜 570
绿豆芽 160 黄花菜 380
青菜 130 菠菜 350
90 洋芋 590
面条 11 荸荠 370
面粉 120 冬笋 490
挂面 46 春笋 480
百合 490
干菜 100 紫罗卜头 440
110 干红枣 430
白葡萄 71 鲜蘑菇 280
紫葡萄 42 紫菜 1640
西瓜 22 榨菜 1260
橙子 160 川冬菜 1240
柿子 170 干玉兰片 2260

急性肾功能衰竭病情轻重不同,其饮食治疗应按其分解代谢的严重程度而区别对待:轻症无高分解代谢情况,一般估计用保守疗法于短期内可以好转者,应用低蛋白饮食,如患者胃肠道反应剧烈,短期内可从静脉补给,以葡萄糖为主;要根据尿量决定饮食中的入水量。若医院无条件透析,则病情早期均应给予低蛋白饮食,同时严格控制入水量。Berlyne等提出每日供给蛋白质16g、钠<12mmol、钾<16mmol、水500ml、热量>8400kJ(2000kcal)。Levin等建议用电透析过的乳清(乳白蛋白)作为优质蛋白的另一来源。此配方包括电透析乳清100g、植物油75g、糊精麦芽糖150g,加水300ml稀释,可供给蛋白质26g及热量6930kJ(1650kcal)、钠1mmol、钾<1mmol。可制成乳类饮料或蒸成羹食用。对高分解代谢的病例,如烧伤、创伤引起的急性肾功能衰竭,因应激反应剧烈。体内分解代谢旺盛,超过正常50%至一倍以上,脂肪组织及肌肉分解迅速,血肌酐、尿素氮及钾迅速升高,需要进行透析治疗。此时若不给予高蛋白及高热量12600kJ·d-1(3000kcal.d-1)的饮食,则组织消耗迅速。因此,在应激时,肾上腺皮质激素及肾上腺素等分泌增多,必须同时给予胰岛素以减少酮症,增加蛋白质的合成。水及盐分的补给由透析效果决定。

(2)多尿早期的饮食治疗基本原则与少尿期相同,当病情逐步好转、尿量增多、血尿素氮下降、食欲日渐好转,适当增加营养可加速机体修复。一天的总热量可增至8400~12600kJ(2000~3000kcal),多尿期若尿量过多,一天总入水量可以尿量的2/3来计算,多尿期易失钾亦应注意补充。

(2)恢复期一天的总热量可按12600kJ(3000kcal)供给,蛋白质的供给量可随血液非蛋白氮下降而逐渐提高,开始按0.5~1.0g·kg-1计算;逐步恢复时则可按1.0g·ml-1或更多计算,以保证组织恢复的需要。高生物价的蛋白质应占总蛋白的1/2~1/3。而亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸三个支链氨酸应占必需氨基酸中的40~50%,以有利于肌肉蛋白的合成。

(3)近年来国外在高热量饮食中常采用“Caloreen”作为能量补充剂,它是由5个分子的葡萄糖主要以1→4和少数(25%)以1→6糖苷键连接的低聚糖,每100g“Caloreen”供给1680kJ(400kcal)、Na<1.8mmol、K<0.3mmol。服后肠腔渗透压并不升高,可放入果汁、沙司、汤汁内饮用、或加入麦淀粉做成甜饼食用。国内已有低聚糖生产。

29.5 慢性肾功能衰竭

慢性肾功能衰竭是多种慢性肾脏疾病的晚期表现,有氮代谢产物的滞留、水与电解质紊乱和酸碱平衡失调,常危及生命。按肾功能不全的程度可分为肾功能不全代偿期、氮血症期及尿毒症期。

(1)肾功能不全代偿期 肾小球滤过率降至50~70ml·min-1,血中尿素氮和肌酐尚属正常,一般仅有原有肾脏病的表现,但在进食高蛋白饮食时,由于蛋白质分解代谢亢进,血尿素氮可有一过性升高。

(2)氮血症期 肾小球滤过率低于50ml·min-1,血中非蛋白氮>29mmol·L-1(>40mg%),血尿素氮>9.0mmol·L-1(>25mg%),血肌酐>177μmol·L-1(2mg%),伴有食欲减退、轻度乏力、夜尿、尿比重降低(固定在1.010左右)和不同程度的贫血。

(3)尿毒症期 肾小球滤过率<25ml·min-1,非蛋白氮57mmol·L-1(>80mg%),血尿素氮21mmol·L-1(>60mg%),血肌酐>442μmol·L-1(5mg%),伴有酸中毒、电解质紊乱,并出现严重的尿毒症的各种临床症状。

慢性肾功能衰竭(尿毒症期)常伴有高血压、贫血,有1/3~1/2病人有出血倾向,如皮肤、胃肠道的出血,后者又可加重贫血。皮肤瘙痒是尿毒症病人常伴有的一种症状,由于贫血、黑色素沉着而形成尿毒症特殊的褐黄面容。随着病情的加重可以发生烦躁不安,呼吸深而快,肌肉颤动或抽搐,胃肠道症状如恶心、呕吐、腹泻,常有神翅淡膜或最后发展到嗜睡、昏迷,甚至死亡。

29.5.1 病理生理

引起慢性肾功能衰竭的病因很多,但其发病机理和临床表现却基本相似,都是由于肾单位的严重破坏,当肾小球滤过率下降到<15%以下时,体内出现严重的内环境紊乱和代谢废物的滞留,常有下列代谢紊乱发生。

(1)钠和水平衡的紊乱在慢性肾功能衰竭病人,由于肾脏浓缩和黧功能的严重障碍而又摄入过多的钠和水可造成钠和水的滞留,引起水肿,高血压甚至充血性心力衰竭,若摄入过少,又易出现低钠及脱水,故亦不宜过度限制,一般钠的摄入量以不出现水肿为宜。

(2)钾代谢的紊乱肾小球滤过率极度降低时,肾小管不能充分排钾以及摄入过多含钾药物或食物(摄入量>70~90mmol时),代谢性酸中毒,溶血,感染,脱水等都可引起高钾血症,如因肾功能衰竭伴有多尿,呕吐,腹泻及钾摄入量不足时又可导致低钾血症。

(3)钙、磷镁代谢紊乱 肾小球滤过率降低到40~50ml·min-1时,使磷的滤过和排出减少,导致血磷升高,刺激甲状旁腺素的分泌,使尿磷排泄增加,血磷仍能控制在正常范围内。若肾功能进一步恶化,血磷的升高不能控制,高血磷以及肾实质的损害使肾脏合成活性维生素D[1,25(OH)2D3]能力减退,使血钙浓度下降。

慢性肾功能衰竭病人,由于饮食的限制或继发甲状旁腺机能亢进,抑制了镁的吸收,所以镁平衡可在正常范围。但尿少的病人,在大量镁负荷时很难排出,体液内过剩的镁可产生血镁过高。

(4)代谢性酸中毒是慢性肾功能衰竭进展过程中常见的一种症状,由于肾小球滤过率的下降,使代谢产物包括硫酸盐、磷酸盐等酸性物质在体内滞留。而肾小管合成氨与排泌氢离子的功能显著减退,因此常有酸中毒,若有腹泻使碱性肠液丢失,则可使酸中毒症状更为严重。

(5)蛋白质、脂肪、碳水化物代谢的变化

①蛋白质代谢:尿素是蛋白质分解代谢的主要产物,食物中蛋白质与血中尿素氮含量有密切关系,如摄食高蛋白质饮食,血浆尿素氮浓度和肾小球滤过率明显上升。当病人良欲低下,蛋白质及热量摄入不足就会出现负氮平衡及低蛋白血症。在一般饮食条件下,当肾小球滤过率下降到正常值的25%以下时,血中尿素氮即开始升高,经肾小球排出尿素减少而小部分须经肾外途径排出。尿毒症患者血中必需氨基酸如缬氨酸、色氨酸、异亮氨酸、组氨酸等降低,而苯丙氨酸升高,且非必需氨基酸中的酪氨酸降低,反应了慢性肾功能衰竭时特有的蛋白质代谢改变。

②脂肪代谢:尿素症患者可能由于高胰岛素血症而促进肝脏对甘油三酯的合成增加,同时组织清除脂蛋白脂酶的活力降低而易发生高脂蛋白血症。

③糖(碳水化物)代谢:约有70~75%的尿毒症病人有葡萄糖耐量降低,其血糖曲线与轻型糖尿病人相似,但空腹血糖正常。近年来发现慢性肾功能衰竭病人血浆中胰高血糖素浓度都有不同程度升高,并和氮血症有密切相关,对胰岛不经不敏感病人,经透析后可得到纠正,糖耐量曲线亦可恢复正常,但不能降低血浆胰高血糖素的浓度。

29.5.2 临床表现

尿毒症患者的毒性症状是由于体内氮及其它代谢产物的潴留以及平衡机制出现失调而出现的一系列症状。

(1)胃肠系统出现厌食、恶心、呕吐、腹泻、溃疡出血和顽固性呃逆等。

(2)心血管系统常有肾性高血压,可导致全身小动脉硬化,心机能不全;晚期患者在有水、钠潴留时易出现心力衰竭,并可有纤维素性心包炎或心包积液。

(3)造血系统尿毒症患者绝大部分会出现贫血,贫血是由以下一种或几种因素综合作用的结果:

①肾实质损害后红细胞生成素(erythropoietin)形成减少。

②蛋白质代谢产物的潴留,尤其是甲基胍抑制红细胞的生成。

③血液中代谢产物的潴留可抑制红细胞生成素的活性。

④铁、叶酸及蛋白质的不足,特别是运转蛋白的丢失,尿毒症病人如血清铁浓度及铁结合力降低,提示铁从网状内皮细胞中释放发生障碍。

⑤容易出血,常有皮下瘀斑,粘膜出血,黑粪等。

(4)呼吸系统酸中毒病人常出现深而快的呼吸,若累及中枢系统可有潮氏呼吸。患者易有肺炎,发病率约为40~62%。

(5)神经系统尿毒症早期可出现神经肌肉失调、头痛乏力、记忆力减退,随着病情加重可出现烦躁不安,肌肉颤动或抽搐,最后发展到嗜睡、昏迷,甚至死亡。

(6)皮肤系统皮肤干燥、脱屑,全身皮肤瘙痒,皮炎等。由于尿素析出可在皮肤上形成尿素霜。

29.5.3 饮食治疗

1930与与1948年Fishberg与Addis相继提出尿毒症患者要限制蛋白质,但未区分动植物蛋白的生理价值,因此在饮食治疗中一直应用低蛋白高热量饮食,蛋白质一天摄入量不超过30~40g,以素食为主,而不采用任何高生物价优质蛋白。这样虽可使症状得到改善,但由于长期供给这种低蛋白高热量饮食,食物品种单调,使病人食欲减退难于接受,进食量减少,且因摄入蛋白质中必需氨基酸不足,造成蛋白质营养不良而影响到全身营养状况。Giordano与Giovannetti在1963与1964年报道采用含必需氨基酸丰富的食物以减少非必需氨基酸摄入治疗尿毒症后,逐渐引起重视并相继应用获得一定的疗效。目前,尿毒症饮食治疗已成为慢性肾功能衰竭综合治疗中的重要环节之一。近十年来尿毒症的治疗饮食已结合病理生理特点,病情的不同变化,在营养要求上除考虑总氮摄入量,必需氨基酸的量与比例和热量供应外,还特别注意饮食中磷的含量及热量供应中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比值。目前,尿毒症除采用高生物价低蛋白饮食外,还有必需氨基酸疗法和α-酮酸或羟酸疗法。

(1)高生物价低蛋白饮食

①热量和蛋白质:根据患者性别、年龄、体重与结合肾功能改变情况,供给足够热量以提高蛋白质的利用率。热量来源主要是淀粉和脂肪。Giovannetti等提出要保持尿毒症病人的正氮平衡,每日需供给8400kJ(2000kcal)以上热量,并给予高生物价的蛋白质0.26g·kg-1。SHaw认为大多数尿毒症病人每日给予0.3g·kg-1可维持氮平衡。更多的学者则认为每日应给予蛋白质0.4~0.5g·kg-1才能维持氮平衡。Kopple认为每日给予0.55~0.60g·kg-1比每天供给20g蛋白质更易于获得氮平衡。但对降低血尿素氮并不满意。但后一种饮食品种单调,口味较差,病人难以坚持。为此,Carmena等人建议一周中连续6天供给24g高生物价低蛋白饮食,第7天可自由选择饮食,这样每日进食蛋白质的量可维持在30g左右,既能获得氮平衡,又能调节口味,增加病人食欲。作者曾对19例晚期肾衰病人进行观察,一年内没有出现尿毒症症状。上海第二医科大学生化教研室等在70年代曾对18例尿毒症病人采用高生物价低蛋白饮食(以麦淀粉为主食)治疗,平均治疗9.7月,病人自觉症状有不同程度的好转,血尿毒氮与肌酐下降,后者11例随机统计病人对照有显著差异。然而,饮食治疗对内生肌酐清除率<5ml·min-1的患者难以奏效,照例应作透析治疗。

在低蛋白饮食治疗过程中,如患者出现葡萄糖耐量降低、血糖轻度上升时,可将一天的进食量分为多次进食,经透析后可以得到纠正。如出现高尿酸血症应采用低嘌呤饮食。

②脂肪:由于脂肪代谢紊乱,可导致高脂血症,诱发动脉粥样硬化。因此,在脂肪供给上要注意不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(P/S)。有的学者认为在一定热量供应下,P/S值以1:1.5为佳。在应用上则以采用素油为宜。

③记录出入液量:若患者尿量不减少,一般水分不必严加限制,以利于代谢废物的排出。但对晚期尿量少于1000ml·d-1、有浮肿或心脏负荷增加的病人,则应限制进液量。在尿量过少或无尿时,又应注意避免食用含钾量高的食物以防饮食性高钾血症;患者亦可由于摄入量不足和利尿剂的应用出现低钾血症,此时又应补充钾盐。

④患者若无浮肿和严重高血压,不必严格限制食盐,以防低钠血症发生。

⑤高磷血症可使肾功能恶化,并使血清钙降低,低蛋白饮食可降低磷的摄入量。近来发现低蛋白饮食和低磷饮食有减缓慢性肾功能衰竭的进程,但对肾功能不全病人常仍不能有效地降低血磷,故除采用低磷饮食外,并用氢氧化铝等药物以降低磷的吸收。

⑥血钙过低常见于慢性尿毒症中,主要降低血磷,若血钙水平过低引起症状时,可给予高钙饮食,特别在纠正酸中毒时,可口服碳酸钙5~10g以提高血钙水平。但效果欠佳。

⑦病人常有缺铁性贫血,应供给富含铁质及维生素C的食物。

⑧尿毒症病人易患胃炎、肠炎而有腹泻,甚至有大便隐血,因此宜给易于消化的软饭菜,以防胃肠道机械性刺激而加重病情。

尿毒症病人的膳食兴趣例见表29-5~29-7。

(2)必需氨基酸饮食疗法近十年来尿毒症饮食治疗的一个进展是当肾功能恶化单采用高生物价低蛋白饮食已不能保持适当的尿素氮水平时,必需再降低蛋白质的摄入量,同时加入必需氨基酸制剂。常用的剂型有粉剂、片剂、糖浆等,尚可静脉补给。粉剂可以和麦、玉米淀粉做成各种点心进食。饮食中蛋白质,必需氨基酸的量和比例一般为:

每日非选择性蛋白质0.3g·kg-1+必需氨基酸2~3Rose单位+足够热量。

慢性肾功能不全患者血浆必需氨基酸比例低而非必需氨基酸高。有些学者发现上述饮食利用好,易于获得氮平衡。Furst认为口服必需氨基酸能促进肝脏蛋白合成,静脉注射则促进肌肉合成。采用必需氨基酸,蛋白质摄入量比高生物价低蛋白饮食更低,既能满足体内必需氨基酸的需要,容易获得氮平衡,又能减少氮代谢产物;同时可减少磷的摄入量,故能减轻钙质沉积对肾单位的损害。此外,蛋白质的选择不限于高生物价蛋白,这样有利于调节病人口味,使患者更易于接受。

(3)α-酮酸或羟酸疗法 Richards根据肠道内尿素降解的氨氮可部分在肝内转变为氨基酸,于1967年提出用必需氨基酸对应的α-酮酸治疗尿毒症。1971、1972年Richards及Giordano分别证明α-酮酸可饮食中取代缬氨酸和苯丙氨酸。Walser于1973年每天每公斤用0.3g非选择性蛋白+α-酮酸+足够热量。治疗尿毒症获得成功,使氮平衡改善,尿毒症缓解。α-酮酸不含氮,不会造成氮潴留,摄氮量亦比其他尿毒症饮食为低,但其价格高,有时用α-羟酸替代α-酮酸,羟酸治疗尿毒症的可能机理是利用体内的尿素氮转变成必需氨基酸,减少尿素生成,有利于蛋白质合成。血磷的控制也较必需氨基酸饮食更为满意。由于生产成本及口味等问题尚未普及应用。

29.6 代谢性肾病

29.6.1 糖尿病性肾病

糖尿病性肾病是糖尿病的一种严重并发症。主要为肾血管病变,可累及微血管和大血管,前者使肾小球硬化,而后者引起肾动脉、肾小动脉硬化。本病发病机理以代谢学说为主,认为胰岛素缺乏和糖代谢障碍是导致肾小球损伤的主要原因;遗传学说则认为糖尿病性肾小球病变是由于某种遗传缺陷所引起,后者目前支持较少。

(1)临床表现 糖尿病肾小球病变多见于I型糠尿病病程较长的患者,但在少数病程较短的青年型糖尿病患者中亦常有发现。病程可分为肾小球滤过率增加、蛋白尿、肾病综合征及肾功能衰竭4个阶段。

糖尿病早期由于血糖升高及内分泌紊乱(如生长激素及胰高血糖素分泌增多)而使肾小球滤过率增加,并可持续数年。以后由于代谢紊乱,肾小球及肾小动脉逐渐出现病变,肾小球滤过率亦缓慢下降。临床上糖尿病性肾小球硬化的最上表现为蛋白尿,由早期的间歇性而逐渐变为持续性;晚期可排出大量蛋白尿(>3g·d-1),并伴有低蛋白血症、水肿及高脂蛋白血症。这类糖尿病引起的肾病综合征预后较差,其最常见的病理变化为弥漫性肾小球硬化,特征性结节性肾小球硬化较少见,出现蛋白尿后继续发展至肾功能衰竭者约为35~72%,明显比非糖尿病者为高。Fanconi曾随访了87例青年型糖尿病患者,在16年内全部并发了肾脏病变,21年内全部死亡。如发生氮血症,其预后更差。据Rutstein报告,尿素氮>8.6mmol·L-1,肌酐>177μmol·L-1时,平均生存时间为2.7年;如尿素氮>29mmol·L-1时,平均生存时间仅6个月。目前,肾血管病变是糖尿病主要死亡原因之一。糖尿病性肾病主张早期透析治疗,透析2年有报道在50岁以下的存活率达80%左右。

表29-5 慢性肾功能不全——尿毒症饮食举例(一)

一日食物 (1)蛋白质30g热量7568kJ(1802kcal)内生肌酊清除率11~25ml·min-1尿素氮11~25mmol·L-1肌酊265~619μmol·L-1 (1)蛋白质25g热量6909kJ(1645kcal)内生肌酊清除率5~10ml·min-1尿素氮25~32mmol·L-1肌酊619~796μmol·L-1 (1)蛋白质20g热量6308kJ(1502kcal)内生肌酊清除率<5ml·min-1尿素氮>32~36mmol·L-1肌酊>884μmol·L-1
150g 150g 100g
麦淀粉 100g 100g 100g
牛奶 200ml 200ml 150ml
鸡蛋1个 40g 40g 40g
瘦猪肉 30g - -
冬瓜 200g 100g 100g
青菜 100g 100g 100g
桔子或苹果 1只 1只 2只
银耳或枣子 10g 10g 10g
54g 50g 54g
烹调用油 30g 30g 30g

表29-6 慢性肾功能不全——尿毒症的饮食举例(二)

一日食物 (1)蛋白质30g热量7560kJ(1800kcal)内生肌酊清除率11~25ml·min-1尿素氮11~25mmol·L-1肌酊265~619μmol·L-1 (1)蛋白质25g热量7560kJ(1800kcal)内生肌酊清除率5~10ml·min-1尿素氮25~32mmol·L-1肌酊619~796μmol·L-1 (1)蛋白质20g热量7560kJ(1800kcal)内生肌酊清除率<5ml·min-1尿素氮>32~36mmol·L-1肌酊>884μmol·L-1
150g 150g 100g
麦淀粉 100g 100g 150g
牛奶 200ml 200ml 150ml
鸡蛋1个 40g 40g 40g
瘦猪肉 30g - -
冬瓜 100g 100g 100g
青菜 100g 100g 100g
桔子或苹果 1只 2只 2只
银耳或枣子 10g 10g 10g
藕粉 20g 30g 30g
48g 52g 60g
烹调用油 30g 30g 30g

表29-7 饮食举例蛋白质30g热量7568kJ(1802kcal)

早餐 午餐 晚餐 点心
白米粥1碗50g 青菜麦淀粉片儿汤 大米饭1碗100g 煮苹果汁
煮鸡蛋1个40g 青菜100g 冬瓜瘦肉汤 苹果1只
牛奶1杯200ml 麦淀粉100g 冬瓜200g 糖25g
糖14g 烹调用油15g 瘦肉30g 银耳枣子羹1碗
烹调用油15g 银耳7g
枣子3g
糖15g

注换算 牛奶150ml 鸭子30g 牛肉25g鱼虾类30g

猪肝25g瘦猪肉30g 鸡25g

(2)饮食治疗糖尿病人的饮食都应控制,以减轻胰岛β细胞的负担。有关糖尿病饮食的具体原则与方法可参阅第24章,但对并发肾病的糖尿病患者,饮食控制还需考虑病人尿蛋白的丢失和肾功能状况。

①若有间歇性或持续性蛋白尿产生低蛋白血症,而无明显氮血症时,其蛋白质供给量除以每日1g·kg-1计算外,需再增加尿中所排出的蛋白质量,此时患者肾功能大多已有减退,故蛋白质用量不宜过高。

②兼有水肿或高血压时,应采用少盐、无盐、或少钠饮食,以防水肿的发展和血压的增高。

③肾病患者多数伴有高血压及高脂血症时,应适当减少脂肪并多采用不饱和脂肪酸,胆固醇应限制在300mg以下。

④根据空腹血糖情况参考食量大小,可适当增加碳水化物,但来自碳水化物的热量不应大于70%。

⑤有人认为糖尿病控制不佳者,红细胞释放氧的能力减退,主张用高磷饮食,但应以严格控制糖尿病为主,如有肾功能减退时,高磷饮食对病人不利。

⑥如出现贫血症状时,应在饮食调配中多供给富含铁质及维生素C的食物,如贫血严重必须辅以药物或甚至输血。

⑦糖尿病性肾病患者出现肾功能不全时,如进行肾移植或透析疗法,其饮食治疗原则可参考急慢性肾功能衰竭、透析疗法等有关内容。

饮食举例

姓名××,女性,45岁,身高160cm,体重53kg(标准体重应为55kg)、尿蛋白5g、血浆白蛋白20g·L-1、球蛋白30g·L-1、胆固醇7.8mmol·L-1、甘油三酯3.3mmol·L-1、尿素氮8.9mmol·L-1、肌酐141μmol·L-1、内生肌酊清除率45%、空腹血糖8.1mmol·L-1

本例为肾病综合征,肾功能已有中度毁损,故不宜给予高蛋白饮食。

医师开具饮食处方单——例①

姓名×× 性别× 年龄× 日期×

蛋白质60g

脂肪 60g

碳水化物 255g

总热量7560kJ(1800kcal)

按1/5、2/5、2/5分配

[注]蛋白质60×17=1020kJ占总热量的13.3%

脂肪60×38=2280kJ占总热量的30.0%

碳水化物255×17=4335kJ占总热量的56.7%

表29-8 糖尿病饮食计算方法——例①

食物 蛋白质60g(12+24×2) 脂肪60g(12+24×2) 碳水化物255g(55+100×2) 胆固醇mg
餐次 名称 重量(g)
早餐 大米粥 70 6 - 55 -
豆腐干 30 6 2 - -
烹调用植物油 10 - 10 - -
小计 12 12 55 -
午餐 大米饭 105 8 - 84 -
3%菜 200 2 - 6 -
水果1份 - - 10 -
牛肉 70 14 7 - 45~70
烹调用植物油 17 17
小计 24 24 100 45~70
晚餐 大米饭 105 8 - 84 -
3%菜 200 2 - 6 -
水果1份 - - 10 -
牛肉 70 14 7 - 45~70
烹调用植物油 17 - 17 - -
小计 24 24 100 45~70
总计 60 60 255 90~140

根据上述饮食计算方法,可供糖尿病人转轮使用的几种菜单:(g)

早餐 1.大米粥70 荷包蛋1只 烹调用油8 酱菜少许
2.大米粥60 煮花生米30 酱菜少许
3.切面90 肉丝25 菠菜或鸡毛菜100 烹调用油5
4.豆浆200 面包或馒头70 鸡蛋1/2只 黄油或麦淇淋10
5.牛奶200 大饼或馒头50 油条1根
午餐或晚餐 1.大米饭105 牛肉40 芹菜150 番茄100 鸡蛋1只 汤烹调用油16西瓜200
2.大米饭105 带鱼85 太古菜200 烹调用油20 苹果75
3.挂面105 鸡65 大白菜200 烹调用油22 梨110
4.菜肉包子(面粉105 瘦猪肉50 豆腐干25 大白菜200 植物油7)广柑80
5.菜肉馄饨(馄饨皮150 瘦肉类50 豆腐干25 青菜200 植物油7)桔子100

[注]1.如不吃苹果时,可将午晚二餐所含20g碳水化物折算为1/2两纯糖点心,在下午或晚上食用。

2.由于100g牛肉内含蛋白质20g脂肪10g作为基数,在用其他食物换算时较为方便。

医师开具饮食处方单——例②

姓名×× 性别× 年龄× 日期×

蛋白质60g

脂肪 60g

碳水化物 255g

总热量7560kJ(1800kcal)

按1/5、2/5、2/5分配

[注]蛋白60×17=1020kJ占总热量的13.3%

脂肪40×38=1520kJ占总热量的20.2%

碳水化物300×17=5100kJ占总热量的67.7%

表29-9 糖尿饮食计算方法——例②

食物 蛋白质60g(12+24×2) 脂肪40g(8+16×2) 碳水化物300g(60+120×2) 胆固醇mg
餐次 名称 重量(g)
早餐 大米粥 75 6 - 60 -
豆腐干 30 6 2 - -
烹调用植物油 6 - 6 - -
小计 12 8 60 -
午餐 大米饭 130 10 - 104 -
3%菜 200 2 - 6 -
水果1份 - - 10 -
牛肉 60 12 6 - 37~64
烹调用植物油 10 - 10 - -
小计 24 16 120 37~64
晚餐 大米饭 130 10 - 104 -
3%菜 200 2 - 6 -
水果1份 - - 10 -
牛肉 60 12 6 - 37~64
烹调用植物油 10 - 10 - -
小计 24 16 120 37~64
总计 60 40 300 74~128

根据上述饮食计算方法,可供糖尿病人转换使用的几种菜单:(g)

早餐 1.大米粥75 荷包蛋1只 烹调用油6 酱菜少许
2.大米粥65 煮花生米30 酱菜少许
3.切面95 牛肉片30 菠菜或鸡毛菜100 烹调用油3
4.豆浆200 面包或馒头75 鸡蛋1/2只 黄油或麦淇淋6
5.牛奶200 馒头55 油条1根
午餐或晚餐 1.大米饭130 牛肉30 芹菜150 番茄100 鸡蛋1只汤 烹调用油9西瓜200
2.大米饭130 带鱼75 太古菜200 烹调用油13 苹果75
3.挂面105 鸡肉55 大白菜200 烹调用油15 梨110
4.菜肉包子(面粉130 瘦肉30 豆腐干30 大白菜200 植物油5)广柑80
5.菜肉馄饨(馄饨皮180 瘦肉类30 豆腐干30 青菜200 素油5)桔子100

[注]1.如不吃水果时可将午晚二餐所含20g碳水化物折算为1/2两纯糖点心,在下午或晚上食用。

2.由于100g牛肉内含蛋白质20g脂肪10g作为基数在用其他食物换算时较为方便。

29.6.2 尿酸肾病

尿酸是嘌呤代谢的最终产物,存在于血液和组织间液中,它在pH7.4时主要为尿酸钠的形式。人体尿酸有2/3通过肾小球滤过,以尿酸盐形式从肾脏排出,其余1/3由肠道细菌分解为尿素,或由尿酸酶作用进一步氧化成较易溶解的尿囊素排出。嘌呤代谢失常导致尿酸产生过多或排泄减少,遂引起高尿酸血症(>330μmol·L-1)。尿酸肾病是尿酸及其盐类沉积于肾脏所产生的病量及临床表现。

尿酸产生过多的原因除嘌呤类物质生成过多,使体内合成嘌呤类物质经次黄嘌呤及黄嘌呤转化外,尚有由于恶性肿瘤在化学和放射治疗后,组织核酸分解过多以及大量摄入高嘌呤食物,增加了外源性嘌呤而产生尿酸过多和高尿酸血症。正常饮食中每日含嘌呤600~1000mg。

尿酸排泄障碍亦是导致高尿到血症原因之一,尿酸除由肾小球滤过外,肾小管也参予尿酸的重吸收和分泌,因此除特发性高尿酸血症外,各种肾脏疾病引起的肾功能减退,使滤过或分泌尿酸的机能损害而形成血尿酸过高。

(1)临床表现主要为急性或慢性痛风、尿酸肾病和尿酸盐肾结石。尿酸肾病早期可无症状或仅有轻度蛋白尿,因此尿酸盐沉积于肾髓质可引起慢性间质性肾炎,严重的间质性肾炎可导致慢性肾功能衰竭。急性高尿酸性肾病多见于恶性肿瘤化疗时,组织核酸大量分解,产生尿酸过多,一旦尿酸盐浓度超过其饱和溶解度时,大量尿酸就会沉积于间质及肾小管和集合管。痛风患者有肾功能损害,若有失水或体内氮代谢加重也有类似情况出现。临床表现是少尿、无尿,重者可发展至氮血症。

有些患者在血尿酸盐浓度升高的同时,尿中尿酸排泄也增多,易生成尿路结石,出现尿路梗阻症状,主要为肾绞痛、血尿、排尿困难,甚至突然尿闭,约有10~20%的痛风患者出现此类症状。

(2)饮食治疗尿酸肾病病人的饮食主要是针对其高尿酸血症来决定其饮食治疗原则。

①高尿酸血症:痛风病人应长期控制嘌呤的进食量,发作时应食用忌嘌呤饮食。一般情况下,Hench建议每周可采用2天忌嘌呤饮食,5天低嘌呤饮食,低嘌呤饮食一天嘌呤的摄入量应限制在100~150mg以内。低嘌呤饮食中即使采用含嘌呤低的食物或允许少量食用的某些鱼、肉、鸡等荤菜,烹调时应先用大汤生煮,这样可有50%左右的嘌呤溶解在汤内,然后弃汤食用,以减少嘌呤的摄入量。

②长期交替使用忌嘌呤与低嘌呤饮食时,限制了肉类,内脏及豆制品等,应适当补充铁剂、维生素B族、C、E等。

③患痛风者常肥胖,总热量宜较正常饮食略低10~15%,以免体重增加,根据工作情况一般以每日每kg体重105~126kJ(25~30kcal)计算。

④限制蛋白质的进食量以免增加体内尿酸的形成,蛋白质的需要量以0.8~1.0g·kg-1计算较为适宜。当肾功能受损时,则可根据病变情况适当调整,出现蛋白尿时,以患者血浆蛋白浓度和尿蛋白丢失量决定蛋白质用量,一般尿蛋白量少者可不予调整。如出现氮血症则采用低蛋白低嘌呤饮食。蛋白质的质与量可参阅肾小球肾炎饮食治疗的有关内容。

⑤采用低脂肪饮食,每天脂肪的进食量应限制在40~50g以内,因高脂肪饮食可使尿酸排出减少而使血尿酸升高。

⑥有机酸如乳酸,β-羟丁酸、草酰乙酸等能竞争性抑制尿酸的分泌,故减肥者要避免饥饿性酮症,并避免剧烈运动。

⑦痛风患者易有高血压,宜采用少盐饮食。有肾功能不全者亦以少盐为宜。

⑧应多食用含水量高的食物,如西瓜等各种含水量较高的瓜类水果,以利于尿酸的排出,最好每天饮用大量桫分,能保持20003000ml左大吃大喝,以维持一定的尿量是整个饮食治疗吕较为重要的一环。

⑨酒精饮料可使肾脏排出尿酸减少,必需严加控制。

⑩多选用蔬菜、水果等碱性食物,特别是高钾低钠的碱性蔬菜,既有利尿作用,又能促进尿酸盐溶解和排泄。

⑾食物以蒸、煮、炖、氽、烩等用油量较少的烹调方法为宜。

⑿急性期病人只限于食用食品中嘌呤含量分类表29-10所列食品,进入慢性期每周2天食用表29-10-①所列食品。另5天可挑选表29-10-②所列食品4次及表29-10①所列食品1次。忌食表29-10-4中嘌呤含量极高的所列食品。食物含嘌呤量可参阅表29-11~29-14。

表29-10 食品中嘌呤含量分类

①嘌呤含量很少或不含嘌呤食品
谷类食品:精白米、富强粉、玉米、精白面包、馒头、面条、通心粉、苏打饼干、甜馅饼(Pie)*
蔬菜类:卷心菜、胡罗卜、芹菜、黄瓜、茄子、苣荬菜、球茎甘蓝、莴苣、刀豆、南瓜、西葫芦、蕃茄、罗卜、厚皮菜、芜菁甘蓝、山芋、土哺养、泡菜、咸菜、甘蓝菜、龙眼卷心菜。
蛋类
乳类:各种鲜奶、炼乳、奶酪、酸奶、麦乳精
各种水果
干果类*
糖及糖果
各种饮料:汽水、茶**、巧克力、咖啡**、可可**
各类油脂*(应控制食用)
其它:花生酱*、洋菜冻、果酱
②嘌呤含量较少,每100g食品中嘌呤含量不超过75mg:
芦笋、菜花、四季豆、青豆、豌豆、菜豆、菠菜、蘑菇、麦片、青鱼、鲱鱼、鲑鱼、鲥鱼、金枪鱼、白鱼、龙虾、蟹、牡蛎、鸡、火腿、羊肉、牛肉、牛肉汤、麦麸面包。
③嘌呤含量较高,每100g食品中嘌呤含量为75~150mg:
扁豆、鲤鱼、鳕鱼、大比目鱼、鲈鱼、梭鱼、鲟鱼、贝壳类水产、熏火腿、猪肉、牛肉、牛舌、小牛肉、鸡汤、野鸡、鸽子、鹌鹑、鸭、鹅、兔、羊肉、鹿肉、肉汤、肝肠、火鸡、鳗及鳝鱼
④嘌呤含量极高 每100g食品中嘌呤含量为150~1000mg:
胰脏825mg,凤尾鱼363mg,沙丁鱼295mg,牛肝233mg,牛腰200mg,脑子195mg,肉汁160~400mg,肉卤(不同程度)

*1脂肪含量高的食品应控制食用

2Hench,P.S.认为茶和咖啡中所含的甲基嘌呤在体内不能转化为尿酸而可以少量饮用。

表29-11 常用食物嘌呤含量(mg%)

谷类 食物名称 嘌呤含量 食物名称 嘌呤含量
面粉 2.3 硬果类 蜂蜜 3.2
小米 6.1 核桃 8.4
大米 18.1 粟子 16.4
大豆 27.0 花生 32.6
蔬菜类 洋葱 1.4 奶蛋 牛奶 1.4
南瓜 2.8 鸡蛋1个 0.4
黄瓜 3.3 禽肉类 牛肉 40.0
西红柿 4.2 羊肉 27.0
青葱 4.7 母鸡 25~31
白菜 5.0 33
菠菜 23.0 猪肉(平均) 48
土豆 5.6 小牛肉 48
胡萝卜 8.0 70
芹菜 10.3 80
青菜叶 14.5 95
菜花 20.0 鱼类 桂鱼肉 24
水果类 杏子 0.13 枪鱼 45
葡萄 0.5 沙丁鱼 118
0.9
苹果 0.9
1.9
果酱 1.9

(引自“简明饮食治疗手册”)苏M.E.马尔沙卞主编

表29-12 低嘌呤饮食

食物名称 重量 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化物(g) 嘌呤(mg)
早餐 牛奶 200 6 8 10 2.8
精白馒头 100 9 - 80 2.3
小计 (15) (8) (9) (5.1)
午餐 白米饭 125 10 - 100 27.1
鸡蛋 2只 12 8 - 0.8
番茄 100 1 - 3 4.2
土豆 100 2 - 16 5.6
烹调用油 10 - 10 - -
小计 (25) (18) (119) (37.7)
点心 水果(苹果或梨) 1只 - - (10) (0.9)
晚餐 精白面条 100 9 - 80 2.3
青菜 100 1 - 2 14.5
牛肉 50 10 5 - 20.0
烹调用油 10 - 10 - -
小计 (20) (15) (82) (36.8)
合计 60 41 301 80.5
总热量7614kJ(1813kcal)

表29-13 低嘌呤饮食

食物名称 重量 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化物(g) 嘌呤(mg)
早餐 牛奶 200 6 8 10 2.8
精白面包 75 6 - 60 1.7
果酱 10 - - 4 0.2
(12) (8) (74) (4.7)
午餐 白米饭 100 8 - 80 18.1
鸡蛋1只 40 6 4 - 0.4
拌王瓜 200 2 - 4 6.6
烹调用油 10 - 10 - -
小计 (16) (14) (84) (25.1)
点心 水果(苹果或梨1只) (10) (0.9)
晚餐 精白面条 100 9 - 80 2.3
白菜 150 1 - 4 7.5
50 12 1 - 15.0
烹调用油 10 - 10 - -
小计 (22) (11) (84) (24.8)
合计 50 33 252 55.5
总热量6321kJ(1505kcal)

表29-14 低蛋白低嘌呤饮食

食物名称 重量 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化物(g) 嘌呤(mg)
早餐 牛奶 200 6 8 10 2.8
麦淀粉面饼 50 - - 43 -
烹调用油 5 - 5 - -
小计 (6) (13) (53) (2.8)
午餐 白米饭 100 8 - 80 18.1
瘦猪肉 30 6 9 - 9.0
番茄 100 1 - 2 6.3
土豆 100 2 - 16 5.6
烹调用油 10 - 8 - -
小计 (17) (17) (98) (39)
点心 水果1份(苹果或梨1只) - - (10) (0.9)
晚餐 麦淀粉面片 100 0.6 - 86 -
鸡蛋1只 40 6 4 - 0.4
白菜 100 1 - 3 5.0
烹调用油 10 - 10 - -
小计 (7.6) (14) (89) (5.4)
合计 30.6 44 250 48.1
总热量6376kJ(1518kcal)

29.7 肾结石及其饮食

肾及尿路结石是泌尿系统常见病之一,人体尿液的主要成分是晶体、基质和水。它们处于相互作用,其中有些晶体在过饱和状态,但在适当基质成分时并不结晶析出,如各种成分的质和量发生变化,则尿中某些晶体即可沉淀而形成结石。引起结石的因素很多,如代谢障碍,甲状旁腺机能亢进,尿路感染或因梗阻、化学因素等。但很多原因不明,水质、饮食、环境等因素也有关系。结石可根据所含主要晶体的成分分成草酸钙、磷酸钙、尿酸盐及胱氨酸结石等。据国内不完全统计,结石成分因地区不同而有差异,一般以草酸盐与磷酸盐为多,如上海、贵州报告结石的分析结果以草酸钙与磷酸钙为多,江西有报告主要为尿酸和尿酸盐结石。为此病人饮食治疗的原则应根据结石种类高速饮食成分及尿液的酸碱度使尿中盐类得以溶解。

针对肾结石病人中绝大多数为草酸钙、磷酸钙与尿酸结石患者,其饮食治疗分述如下:

29.7.1 草酸钙结石,磷酸钙结石

(1)由于尿液多呈碱性,采用酸性饮食使尿液酸化,即在饮食中多用成酸性尿食物,如鸡、鸭、鱼、肉等各种肉类食物,蛋类、脂肪等;同时可服用酸性磷酸盐、氯化铵等药物使尿液酸化以促进结石的溶解(表29-15、29-16)。

(2)限制蔬菜、水果等碱性食物,但可导致某些维生素的不足,必要时可给予药物补充。

(3)大量饮水,每日入水量不少于3000ml以利于小结石的排出。

(4)供给富含维生素A及B族的食物,当维生素A供给量不足时,使尿内粘膜变形角化,上皮细胞脱屑,如有晶体沉淀其上,即可形成结石核心的维生素D能调剂钙磷的吸收应加以控制。

(5)草酸钙结石采用低草酸低钙饮食,避免食用牛奶、豆制品、田螺、虾米等高钙食物及草酸含量较高的荸荠、苋菜、菠菜、青蒜、洋葱头、茭白、茭儿菜以及各种笋类、笋干等。

(6)镁能与钙竞争草酸而形成溶解度较大的草酸镁,以阻止尿石的生成,当维生素B6缺乏时可导致草酸及其前体生成增多可出现高草酸尿症和形成草酸钙结石。

表29-15 几种肾结石的饮食治疗原则

结石种类 饮食治疗原则 饮食灰分(尿的pH)
草酸钙磷酸钙 低钙饮食400mg 酸化饮食
低钙试验饮食200mg
低磷饮食(1000~1200mg)
草酸 低草酸饮食(<50mg)
尿酸结石 低嘌呤饮食 碱化饮食
胱氨酸结石 低蛋氨酸饮食 (低含硫氨基酸的蛋白质)
(限制牛奶、鸡蛋)
控制肉类

表29-16 食物的酸碱性

酸性食物 碱性食物 中性食物
肉类 红莓 牛奶
谷类 梅、李 蔬菜 脂肪
蛋类 葡萄干 水果(除红莓、梅、李、葡萄干外) 饮料(咖啡茶)
乳酪

29.7.2 尿酸结石

尿酸多呈酸性,如碱化尿液使pH达6.5时,尿酸较易溶解,因此饮食中应多服用蔬菜、水果、牛奶等碱性食物。并采用低嘌呤饮食以减少尿酸的生成(可参阅尿酸肾病的低嘌呤饮食有关内容)。

29.8 透析疗法

透析疗法是根据半透膜的“膜平衡”原理,使用一定浓度的电解质和葡萄糖组成的透析液和血液中积累的代谢产物、水及电解质进行渗透交换,从而达到治疗的目的。

29.8.1 血液透析及其饮食

血液透析又称人工肾。Abel等于1913年进行运动实验,1942年Kolff及Berk开始用于临床,直到1950年才广泛应用于急性肾功能衰竭,1960年以后使用于治疗慢性肾功能衰竭病人。现血液透析技术已日臻完善,国内许多医院已开展应用,目前使用透析器有平板型、盘管型,临床上大多采用中空纤维透型析器。

血液透析器是利用透析膜二侧血液和透析液内溶质的浓度差进行扩散交换,使患者血液中的代谢产物及其他尿毒物质通过透析膜进入透析液而被排出体外,同时利用膜二侧的压力差移除水分。急性肾功能衰竭、慢性肾功能衰竭、药物中毒等都可借助人工肾治疗。

饮食治疗:应用血液透析使病人病情得到改善,但要丢失某些营养素,如水溶性维生素、氨基酸等,因此在饮食治疗上应考虑以下几点。

(1)通过透析后症状改善,患者食欲增加,血尿素氮下降,因此可进食正常饮食,此时给予的蛋白质及热量可较正常略高以补足尿毒症时蛋白质及热量供应的不足,可根据病人营养情况及血浆蛋白浓度,肌肉萎缩程度决定进食量。

(2)氨基酸及多肽类物质可通过透析膜丢失,每次透析可丧失2~3.5g蛋白质。Giordano报道每小时透析可丧失氨基酸3g。因此饮食中蛋白质应适当增加,否则将引起或加重低蛋白血症,落营养不良及浮肿等。Schaeffer等曾报道透析病人进食蛋白质0.97g·kg-1尚有蛋白质营养不良发现。为维持氮平衡,透析病人每日应供给蛋白质1.0g·kg-1或略为超过1.0g以上。在饮食中可供给牛奶500ml左右,鸡蛋2只,并结合病人口味适当加食其他鱼、肉等动物蛋白。

(3)给予少油低胆固醇饮食,以免或加重动脉硬化。透析者常有高脂血症,因此应适当控制饮食中脂肪及胆固醇量。

(4)患者贫血程度在透析后可随全身各系统代谢的好转而改善,但慢性血透每年失血量在2.5~4.6L,因此饮食中还应补充富含铁质及维生素C的食物。

(5)透析病人胃、十二指肠溃疡发生率较高,在饮食中除增加优质蛋白提高营养外,还需注意给予软饭菜,以减少对胃肠道的机械性刺激。如溃疡合并出血,必要时可短期禁食,以后可按出血好转的程度,分别给以牛奶饮食、流质、少渣半流质、少渣软饭菜等逐步过渡到正常饮食。

(6)饮食中应注意钙、磷钠、钾等无机盐的调节,必要时可辅以药物,如一般血磷常增高,适量用氢氧化铝降低磷的吸收。

(7)通过透析有大理水溶性维生素丢失,应给予补充足量的维生素B族及C。

(8)根据血压、心血管情况及水肿程度给予少盐、无盐或低钠饮食。

(9)控制进水量,包括严格记录进食食物的含水量。血透一次除水一般为2.5kg。一般每周透析2~3次,因此若病人每日进水过多(如以米饭、稀粥为主食时)易产生浮肿,并另剧心血管负担。

29.8.2 腹膜透析及其饮食

Ganter在1923年首先采用腹膜透析治疗尿毒症,但限于当时条件,到50年代才广泛地应用于临床急救,近年来腹膜透析才应用于急慢性肾功能衰竭。其原理是以配制的电解质和葡萄糖组成的透析液输入腹腔,在腹膜两边的物质按其浓度梯度相互扩散,使体内积累的代谢产物通过透析液而排出,但要移除水分,透析液必需高渗,因此透析液中葡萄糖浓度较高。腹膜透析的适应症基本上同血液透析。

饮食治疗:腹膜透析的饮食治疗可按血液透析原则,一般一个透析日的透析过程中蛋白质丧失平均为1g·L-1,若进行连续卧床透析每日丧失蛋白质约10g左右,若有腹腔感染或透析液中葡萄糖浓度提高,则蛋白质丢失更多,可达10~30g·d-1,在漏出的蛋白中,主要是白蛋白和免疫球蛋白,并有氨基酸的丧失,因此需供给足量的蛋白质,每日供给蛋白质1.2~1.4g·kg-1。此外对糖尿病性肾病患者,除在透析液中加胰岛素预防血糖过高外,尚要按糖尿病饮食原则处理。

参考文献

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3.GoodhartR.& M.E.Shils:Modern Nutrition in Health and Disease 6th ed.P.1025~34Lea &Febiger,Philadelphia,1980

4.BethIsrael:Hospital:Diet Manual,P.150,D.C.Health Co.Lexington,Masschusetts 1982

30 营养与遗传

30.1 营养与遗传的密切关系

30.1.1 营养素与进化和遗传

器官的功能与物质代谢与遗传有关,这是在漫长的进化过程中形成的。水是重要的营养素,占人体体重60~70%。缺水就会影响全身组织与细胞的功能,甚至危及生命。为了保证身体不缺水,一方面通过神经肌肉的活动而喝水,另一方面通过垂体后叶(神经垂体)分泌激素作用于泌尿系统,从而增加水分的重吸收。在进化过程中,鱼类、两栖类、爬虫类、鸟类以至哺乳类,逐渐摆动脱了时刻沉浸在水中的生活环境,转移到陆地生活,获得了离开水的自由,这在很大程度上与神经垂体能分泌更有效和更足量的抗利尿激素(antidiuretio hormone,ADH)有关。在脊椎动物非哺乳类,其神经垂体只能分泌精氨酸血管催产素(arginne vasotocin)。这也是由8个氨基酸残基组成的多肽;它与血管加压素(vasopressin)在化学结构上的差别仅仅是在第3个氨基酸以异亮氨酸置换了苯丙氨酸。在硬骨鱼类、两栖类、爬虫类和许多鸟类的神经垂体还分泌催产素。而哺乳类,其中包括人类的神经垂体则分泌催产素和血管加压素。比较一下各种脊椎动物神经垂体分泌抗利尿激素的异同,其对水需要的程度,就说明生物的遗传明显地影响了营养素——水的代谢与需要。

食草类动物胃肠道的消化酶可以将含于草中的复杂的碳水化物分子结构分解,予以利用。人类只能消化淀粉、糖原和双糖,使之成为单糖而吸收。草含蛋白质的量少,故食草动物需有发达的胃肠道才能从草中获取足够的养料。人类食物营养价值高,胃肠道比较不发达。

维生素缺乏的环境因素固属重要,但维生素的代谢过程与其缺乏所致疾病与遗传有密切关系。鱼类不能合成维生素C;两栖类、爬虫类、低级的鸟类和大多数哺乳类能合成维生素C;高级的鸟类和哺肊类中的灵长类、翼翅类和天竺鼠却又失去合成维生素C的维力。人类属于灵长类,一般需要从食物中供给维生素C。但不同的人种和个体对于维生素C的需要量有所不同。诺尔曼人和居于沙漠的部族以熟食为主食,很少吃新鲜蔬菜。虽然他们每天达到的维生素C量少于2mg,但不发生坏血病。另一例证是当Vasco da Gama在1498年率船员在好望角探险时,由于船员长期缺乏含维生素C的食物,在160名船中100人死于坏血病。其他的人生存下来,有些人并无甚症状。以上说明有些人在一定情况下也能合成维生素C,可能仓促保存了生物进化过程中合成维生素C的潜在能力。

葡萄糖转变为丙酮酸之后,进一步进入三羧循环氧化是一个最基本的代谢过程。此代谢过程在生物中普遍存在,并需要硫胺素焦磷酸参与这一代谢过程。许多微生物都能合成维生素B1。但高等运动却必须从食物中获取维生素B1。既然微生物本来能合成维生素B1而这种维生素在生命中又如此重要,何以许多种生物需要B1的补充来维持生命呢?其解释是:B1本来是机体胞质内的组成部分,生物在进化过程中由于基因空变丧失了合成B1的作用。这是一种后退性的进化。

鞭毛原生动物(flagellate protozoa)的眼点已有胡萝卜素。甲壳纲和头足纲动物的眼睛出现维生素A1。脊椎动物淡水鱼开始出现维生素A2。以上是分子结构在进化和遗传上的例证。在低等运物,维生素A只参与视觉功能,而在高等动物维生素A不但保证视觉,而且对于保持皮肤与粘膜的健全,动物的生长和抵抗感染的能力均有关系。比较维生素A在低等动物与高等动物的功能,可以认识到在进化与遗传的过程中由于靶细胞起了变化,维生素A的作用也得到扩展。

综上所述,营养物质的需要、代谢、功能和缺乏所引致的疾病与遗传有关。

30.1.2 基因、酶与物质代谢

(1)基因突变引致代谢异常遗传的物质基础是基因。基因由脱氧核糖核酸(DNA)以双螺旋带的形式排列而成。DNA由脱氧核糖、磷酸基、嘌呤和嘧啶碱基组成。基因中的碱基排列顺序决定了蛋白质合成时氨基酸排列的顺序。酶是属于蛋白质,其生物合成也决定于相应的基因。染色体是基因的携带者。因此,染色体畸变或基因突变都可引起遗传物质基础的改变。基因突变若引起相应的酶的变化就导致代谢的改变,发生遗传性代谢疾病。新陈代谢的物质基础就是各种营养素,故遗传性代谢疾病的本质是营养素的代谢紊乱。例如,精氨(基)琥珀酸尿症(argininosuccinic aciduria)是一种常染色体隐性遗传性疾病,由于缺乏精氨(基)琥珀酸裂解酶(argininosuccinatelyase)与精氨(基)琥珀酸酶(argininosuc-cinase),因而病人尿中精氨(基)琥珀酸增加、血氨有时增加。临床表现为身体与智能发育迟缓,肝肿大、皮肤病变、头发脆而呈结节且在荧光照射下呈红色反应、癫痫和发作性昏迷。减少食物中蛋白质含量可减轻症状。

(2)利用营养素改善代谢有些遗传疾病的发病机制是营养素在吸收、转化和排泄过程的障碍,因而某些营养素在体内缺乏、累积或代谢产物过多,导致病变。利用营养疗法可以改善某些遗传病的症状。

①消化道转动系统缺陷:例如肠单糖酶缺乏症(intestinal monosaccharidase deficiency)的患者之肠道不能转动(吸收)葡萄糖和半乳糖,故又称葡萄糖-半乳糖吸收不良症。病人进食葡萄糖、半乳糖后发生腹泻;进食蔗糖或乳糖后因经肠道消化后亦产生葡萄糖或半乳糖故亦不能耐受。长期腹泻亦导致蛋白质、脂肪和维生素的缺乏,病儿消瘦、发育不良。治疗时只要食物中不含上述糖类好可使症状好转。患者对果糖与木糖却可耐受和吸收。

②体内酶的缺陷引起营养素不能代谢:这一类缺陷在遗传性代谢病中最为多见,属于此类的疾病病种极多。例如遗传性果糖不耐受症(果糖血症)是属于常染色体隐性遗传性疾病。患儿出生时良好,哺母乳亦佳;断奶后因食物中加入食糖(蔗糖),就不能耐受。食物中的蔗糖经消化后产生果糖,或食物中含果糖(水果)以致引起病儿呕吐、营养不良和低血糖,而血中果糖增高。发病机制是由于肝脏缺乏果糖-1-磷酸醛缩酶(fructose-1-phos-phate aldolase),不能利用果糖-1-PO4。果糖-1-PO4在血中升高,在肝与肾累积而引起症状。治疗原则是从婴儿期开始,食物中禁用果糖与蔗糖,可使患者健康。

③代谢产物的累积:前述体内酶的缺陷引致营养素不难代谢,可以有四种不良的后果。其一是能量供给不足。其二是形成某种组织器官结构原料的缺乏。其三是代谢产物的毒性作用。其四是累积于某些器官影响了器官的发育与功能。某种营养素代谢障碍可同时发生上述几种不良后果,或只发生一种不良后果。其中代谢产物的累积是许多遗传性代谢病的重要发病机制。

例如尿黑酸尿症(alcaptonuria)是一种常染色体隐性遗传病,缺乏尿黑酸氧化酶(homogentisc acid oxidase)。当食物中的蛋白质被消化后其中的酪氨酸被吸收入体内,酪氨酸转化为对羟苯丙酮酸,后者再转化为尿黑酸(homogentisic acid)。尿黑酸的进一步代谢则需要尿黑酸氧化酶,如其缺乏可导致尿黑酸累积。病者的尿放置后变成黑色,故名尿黑酸尿症。尿黑酸在血中浓度增高,沉积于软骨,分子聚合形成一种棕褐色物质,使软骨及关节呈棕褐色和变性。累积于心脏而发生心肌病和心肌梗塞。治疗原则应是低蛋白质或低酪氨酸的饮食。

④代谢产物过多呈现毒性:次黄嘌呤-鸟嘌呤转磷酸核糖基酶缺乏症[hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase(HGPRT)deficiency]的病者血中尿酸过多,引起四肢麻痹、弃挛、智能发育不全。由于痉挛而不自主地咬伤唇、舌、指等,故又名自毁容貌综合征。若此酶部分缺乏就发生痛风。患者食物应少含肉类、肝、肾、咖啡、茶等。

⑤代谢物质缺乏:甲状腺肿性矮呆症病人不能合成甲状腺激素,发生甲状腺功能减退症。此种病有若干类型,其中有些类型是由于利用碘不足或对碘不能回收使用,故食物中含大量碘对病人有好处。肾性尿崩症患者尿量剧增时,须补充大量水分。

⑥利用维生素改善某些代谢疾病:维生素以辅酶的作用帮助物质代谢。故大量维生素可使某些代谢性疾病好转。例如大剂量维生素B6对于吡啶醇依赖性抽筋,家庭性低色素性贫血、胱硫醚尿症、黄嘌呤脲烯酸尿症、高胱氨酸尿症和高草酸尿症等有疗效。

30.1.3 遗传病的营养治疗原则

(1)多则减少例如有许多种氨基酸代谢病,由于病者体内缺乏某种酶,致使相应的氨基酸不能进行代谢,其血液浓度升高,发生毒性作用。苯丙酮尿症、枫糖尿病、精氨(基)琥珀酸尿症、组氨酸血症、高脯氨酸血症、高胱氨酸尿症、鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症、瓜氨酸血症、精氨酸血症、高缬氨酸血症、异戊酸血症、丙氨酸血症、高甘氨酸血症、高赖氨酸血症、高蛋氨酸血症等都属于这一类疾病。这些疾病常有智能低下、癫痫、身体发育欠佳等症状。治疗的原则是从婴儿开始,给以含相应的氨基酸较少的食物。如有条件可以给特别制备的含该种氨基酸较少的多种氨基酸混合剂。同时给以适量的碳水化物、脂肪、矿物质与维生素。若无特制的氨基酸混合剂,则给以低蛋白饮食亦有一定效果。低氨基酸与低蛋白质饮食的控制目标是:其量刚可以保证婴儿或儿童的生长,又保证不发生相应的高氨基酸血症的毒性症状。

含蛋白质低的果子和蔬菜:苹果、香蕉、草莓、包心菜、香瓜、红萝卜、芹菜、樱桃、黄瓜、梅子、萝卜、柑橘、番茄、西瓜。淀粉中的玉米(玉蜀黍)含苯丙氨酸量低。利用上述素食品,可构成低蛋白饮食。

上述多则减少的原则可用以治疗许多种疾病。家庭性高胆固醇血症病者应用低胆固醇饮食。血色病患者应用低铁饮食。肝豆状核性变患者应用低铜饮食。

(2)缺则补充 遗传性肠病性肢皮炎(acrodermatitis enteropathica)患者缺锌,给以含锌的药物与食物可使病情好转。肾性尿崩症患者应补充大量水分。遗传性甲状旁腺功能减退症病人宜吃含钙多的食物。

(3)不耐受者禁食蔗糖酶缺乏症是常染色体隐性遗传病,服蔗糖后腹泻,应禁用蔗糖。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏的患儿吃蚕豆易发生溶血性贫血(蚕豆黄),故不能吃蚕豆。

(4)改善代谢 维生素B1改善乳酸酸中毒(lactic acidosis)和枫糖尿病。尼克酸对Hartnup病和色氨酸尿症有疗效。维生素B12对于甲基丙二酸尿症有疗效。生物素对于高丙酸血症有疗效。维生素B6改善数种遗传病的代谢已见前述。以上治疗均需大剂量的维生素方有奏效。

(5)减轻症状 遗传性肾炎(Alport病)患者若有尿毒症和水肿,应给予低蛋白,低盐饮食。胱氨酸尿症(cystinuria)患者易发生胱氨酸结石,多喝水可减轻症状。囊性纤维变性(cystic fibrosis)的患者胰腺外分泌欠佳,给以胰酶及适当饮食可减轻消化道症状。

(6)妊娠时更应注意营养治疗有些遗传病在妊娠时恶化。例如糖尿病属于多基因遗传病。妊娠时糖尿病常加重,其时饮食治疗非常重要。又例如患苯丙酮尿症的若者从婴儿期就给以低苯丙氨酸的饮食,可使生长发育正常。6岁之后由于酶系统逐渐代偿,可以在定期追踪复查的情况下,终止低苯丙氨酸饮食。若此女孩长大成人并结婚,于妊娠时又应恢复低苯丙氨酸饮食,以免孕妇的高苯丙氨酸血症引起胎儿神经系统的病变。

(7)营养治疗越早越好由于代谢性遗传病是与生俱来的,一些致病物质在婴儿期就引起损害。若延误治疗,病变已严重就不可能恢复。对于各种氨基酸代谢病均应在出生后开始治疗。

(8)营养治疗应注意年龄特点营养治疗与年龄的关系包括几个方面:①年龄与生长有关,例如在治疗儿童型糖尿病时,因考虑到儿童生长发育需要充足的营养这一特点,在饮食方面放宽一些,药物治疗加强一些。成人型糖尿病的饮食治疗就要严格一些;②年龄与妊娠有关,前文已述及;③年龄与发病有关。有些遗传病是从婴儿与儿童期发病的,但有些遗传病到老年才发病。例如:乳糖酶缺乏症在东方人是颇常见的。患者在婴儿时胃肠道乳糖酶正常,哺乳并无症状。但在中年之后乳糖酶逐渐减少,每吃牛乳或其制品发生腹泻。长期吃乳可引起慢性腹泻及消瘦。停服乳类后症状即好转。有一些患者给以少量可耐受量的牛乳,并且逐日递增。由于身体的适应能力,胃肠道乳糖酶逐渐增加,亦可恢复对牛乳的耐受;④年龄与病情有关。一些因代谢异常所致某种物质在体内累积的病,因年龄增长,该种物质累积渐多而病情加重。血色病患者由于铁在肝脏累积,往往于中年这后发生肝硬化。此时除驱铁疗法(包括放血疗法)之外,针对肝硬化的营养治疗就非常重要。

(9)增进健康营养疗法并非只图供给丰富的营养素,更不是要使身体越胖越好,而是在于增进健康。肥胖病属于有遗传倾向性的病。治疗以限制总热量与稍高的蛋白质为宜,同时加强身体锻炼,使体重减轻与体质增强。甲状腺功能亢进症也属于有遗传倾向性的病。因其代谢率亢进,身体消瘦,故应给以高热量及丰富的各种营养素,配合药物治疗,使体重增加,健康恢复。许多遗传病凡是身体消瘦虚弱、或缺乏某种营养时均应注意营养治疗。内经有“精不足者,补之以味”,是指阴髓枯竭、消瘦体弱应从饮食营养中使身体恢复,也是同样意思。

(10)注意喂养方法许多种遗传病具有兔唇或裂腭、或兼而有之。这使婴儿的喂养增加了困难,但必须克服。有些遗传病有抽筋或昏迷,在发生这些症状时须从静脉给予营养。有些遗传病患者智能低下,故喂养要耐心。遗传病种类繁多,症状各异,喂养要分别情况对待。

30.2 遗传病的营养治疗

已发现的遗传病已有三千多种,而且每年新发现的遗传病平均约100种。故遗传病的种类极多。本文只能列举若干种较常见的、且与营养治疗较密切的遗传病。本章前文已经提到的一般不再重复。

30.2.1 氨基酸代谢遗传性疾病

(1)苯丙酮尿症与其他苯丙氨酸血症苯丙酮悄症(phenylketonuria,PKU)是遗传性氨基酸代谢异常中研究最多的疾病。属于常染色体隐性遗传病。病者血中苯丙氨酸显着升高。根据苯丙氨酸血症的严重程度及酶缺乏的程度分为8型。其主要机制在于缺乏苯丙氨酸羟化酶,因而苯丙氨酸不能被利用转变为酪氨酸。生化改变的主要特点是苯丙氨酸血症、苯丙酮尿症及酪氨酸不足。影响神经系统的发育与功能,引致智力障碍,癫痫样发作等症状。各种临床类型见表30-1。

表30-1 各种苯丙氨酸血症的类型

类型 临床特点 缺陷 尿苯丙酮酸与苯丙氨酸代谢产物
Ⅰ典型PKU 生长与智力发育迟钝。抽筋。湿疹,有霉味。一岁后始治疗效果欠佳 苯丙氨酸羟化酶无活性 婴儿普通饮食:Phe 50~100mg%酪氨酸正常(<3mg%)成人普通饮食:Phe 30~50mg% 很显著
Ⅱ典型PK 生长与智力轻度至中度迟钝。EEG常异常。抽筋少见。湿疹,霉味。2~3岁后才治疗仍有效 苯丙氨酸羟化酶有很小的活性 婴儿普通饮食:Phe 30~50mg%酪氨酸正常成人普通饮食:Phe 20~30mg% 显著
Ⅲ变型PKU 不治疗亦常发育正常。可有霉味。EEG常正常 苯丙氨酸羟化酶不足 幼婴普通饮食:Phe 15~25mg%儿童普通饮食:Phe 30~40mg%成人普通饮食:Phe 12~20mg%酪氨酸正常 较少。PPyA偶出现
Ⅳ变型PKU 不治疗亦发育正常。EEG正常。于普查中发现 同上 婴儿普通饮食:Phe常<20mg%,偶达30mg%成人Phe稍高于正常值(4~6mg%) 很少。PPyA很少出现
Ⅴ变型PKU 不治疗亦发育正常。很少异味。EEG正常。血液普查中发现 同上 婴儿普通饮食Phe 10mg%。2岁时,Phe<6~8mg%。成年Phe 2~3mg%(正常)。成人高蛋白饮食时血异常 婴幼儿时oHPAA与PAG刚超过正常。成年只在高蛋白饮食时异常
Ⅵ转氨酶缺陷 正常,无异味 苯丙氨酸转氨酶缺陷 Phe 可增至30~40mg%。酪氨酸正常 Phe排出增加。其代谢产物不增加
Ⅶ新生婴儿酪氨酸血症 常见于早产婴或幼婴进高蛋白质饮食后。持续<1月 对羟苯丙氨氨氧化酶缺陷 Phe 可暂时升至25mg%,一般4~12mg%。酪氨酸5~50mg% Phe及代谢产物不高,酪氨酸及其代谢产物增高
Ⅷ酪氨酸病 肝大,佝偻病,生长欠佳。可能有黄疸。可能有蛋氨酸味 未知 Phe 4~6mg%酪氨酸3~10mg% 广泛性氨基酸尿,Fa-nconi综合征,Phe排出不固定

传统的概念认为苯丙氨酸堆积过多引起病变,即“中毒学说”。据此理论,治疗在于控制苯丙氨酸血症。治疗越早越好,宜在1岁以前开始治疗。如能在婴儿期间控制食物中的苯丙氨酸,使血中苯丙氨酸浓度降低,可使婴儿发育正常。苯丙氨酸血症Ⅰ与Ⅱ型必须在产后1个月内开始用饮食治疗。Ⅲ型应密切观察,必要时治疗。Ⅳ至Ⅷ型不需饮食治疗。总的要求是所给予的食物供给维持生长需要的L-苯丙氨酸,使保持正常体重,又使血浆苯丙氨酸水平为3~10mg·100ml-1。治疗最少至10岁,甚至终生。在停止饮食治疗前可作负荷试验,即进普通饮食后若血中苯丙氨酸浓度仍保持正常,脑电图亦保持正常,方可停止饮食治疗。除了“中毒学说”外还有“缺乏学说”,认为治疗在于补充酪氨酸之不足。病儿母亲属于异型合子,携带着本病的基因,其血中苯丙氨酸稍高于正常,酷氨酸亦略低于正常。故在妊娠期间应给母亲补充酪氨酸;分娩后则给婴儿补充酪氨酸。对于同型合子的婴儿(即患本病者),给予低苯丙氨酸及高酪氨酸饮食似最为合理。患本病之女婴若治疗恰当,可正常地生长发育;到结婚年龄并妊娠时,又应使用本病治疗饮食,以免因母亲发生高苯丙氨酸血症而影响胎儿。

有一些为本病特备的食物,如Ketonil、Lofenalac、Albumaid等商品。如果暂时不能获得特制的食物则应用前一节中述及的低蛋白质、瓜果、蔬菜可以选用。根据“缺乏学说”应给予酪氨酸。对于异型合子孕妇每日给以20mg·kg-1。对于同型合子孕妇每日给以50mg·kg-1。每日给婴儿90mg·kg-1

(2)Hartnup病病人消化道对于色氨酸吸收欠佳,自尿中也丧失氨基酸。色氨酸转变为尼克酸不足,故临床上表现为糙皮病。色氨酸在消化道经细菌作用转变为吲哚(indole)。吲哚被吸收后使神经系统中毒,表现为精神病和小脑性共济失调。凡属家族性的糙皮病均应考虑此病。

治疗:给以烟酰胺,每次服50~100mg,每日3次,情况好转后量酌减。有神经病变者加以维生素B6,每次服10mg,每日3次。

(3)色氨酸吸收不良症(tryptophanmalabsorption)是由于消化道吸收色氨酸不良,结肠杆菌将色氨酸转变为尿蓝母(indican),再被氧化为靛青(indigo)而呈蓝色。婴儿尿布有蓝色尿印,故称蓝尿布综合征。婴儿反复发热、生长缓慢、激惹、便秘、易夭折。对维生素D敏感,易发生高钙血症。

多吃色氨酸可使病情加重,故宜避免。

(4)高胱氨酸尿症(homocystinuria)本病由于胱硫醚合成酶(cystatohinine synth-tase)缺乏,致使高胱氨酸不能形成胱硫醚(cystathionine)。从而高胱氨酸堆积而胱氨酸缺乏。病人生长缓慢,智能低,走路蹒跚,皮肤与头发色浅,眼晶体异位。多数于1小时内死亡,亦有活至成人者。血小板易于凝集、发生血栓形成,是致死原因之一。

给于低蛋白质、低甲硫氨酸饮食。补充胱氨酸。有些病人用大剂量维生素B6(每日250~500mg)可使症状好转,其理未明。甜菜碱(betaine)治疗有好效果。

(5)组氨酸代谢病病人智能低下、语言障碍、抽筋、贫血、共济失调,但也可无症状。其肝脏缺组氨酸酶,引致高组氨酸血症。

治疗用低组氨酸食物。

(6)枫糖尿病(maplesyrup urine disease)本病是由于不能利用异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸,尿中含大量的此类氨基酸及其衍生物,尿呈枫糖味,故名。婴儿出生时正常,几天后肌肉强直、抽筋、昏迷。严重者如不治疗于4周内死亡,一般于一岁内死亡。若继续生存,出现智能低下。

治疗应控制饮食中亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和甲硫氨酸含量。给维生素B1,每日10~30mg,以帮助上述氨基酸的氧化脱羧。

(7)酪氨酸代谢病由于酷氨酸不能被利用,引起致酷氨酸血症。病人智能低下、肝功能衰竭、低血糖、或Fanconi综合征。

30.2.2 碳水化物遗传性疾病

(1)半乳糖血症 本病是由于缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷转移酶(galactose-1-phosphate uridyltransferase),故半乳糖不能被利用,发生半乳糖血症,沉着积累于各种脏器。病儿吃奶几天后就发生呕吐、腹泻、失水、黄疸。以后逐渐出现营养不良、智能低下,白内障、肝硬化、肝脾肿大。

严格地禁吃含乳糖食物,可使疾病停止发展。治疗应从新生婴儿开始。若延误诊断治疗,内脏及脑已经损害,则难以好转。

(2)先天性乳糖吸收不良症先天性乳糖吸收不良症(congenital lactose malabsorp-tion)是由于遗传性的乳糖酶缺乏,肠道对乳糖不能消化。病儿出生时正常,在第一次吃奶后就发生腹泻。频繁腹泻引致酸中毒与失水。若不及时诊治可引起死亡。

禁食一切奶类可避免症状。商品Nutramigen是一种不含乳糖的婴儿食物。炒米粉、豆浆、水解蛋白、肉汤等均可试作乳的代替品。以粪便质量是否正常来衡量治疗是否恰当。失水,酸中毒者予以纠正。

30.2.3 维生素遗传性疾病

(1)维生素D依赖性佝偻病(vitamin D-dependent rickets) 本病是一种常染色体隐性遗传性疾病。由于肾脏的1α-羟化酶不足,故形成1,25(OH)2D减少,引起佝偻病(成人为软骨症)的发生。患者骨胳疼痛、易发生病理性骨折及创伤性骨折。血钙、磷均降低。使用一般治疗佝偻病所需的维生素D剂量不发生疗效,但用大剂量维生素D,例如每日肌注4万单位可有疗效。每日服1,25(OH)2D可得良好效果。停药后症状又恶化,虽给以生理剂量的维生素D亦无济于事。只有用较大剂量的维生素D方可控制病情。故称为维生素D依赖性佝偻病。

(2)维生素D抗药性佝偻病(vitamin D-resistantrickets)本病属于性染色体显性遗传性疾病。临床表现为佝偻病(成人为软骨症)、血磷很低、血钙正常。每日用维生素D5~15万单位或更多,同时每日服磷酸盐,只有部分疗效。磷酸盐易从尿中排出,故宜每4~6小时服1次。口服磷酸盐可用以下配方:无水Na2HPO43.66g,NaH2PO4·2H2O1g、橙皮糖浆16ml、水60ml。此液呈中性,每60ml含磷元素1g。剂量是每次服10~30ml。本病发生的机制可能有二。其一是身体对1,25(OH)2D无反应,故肠道对于钙、磷吸收均欠佳。骨质再吸收加强,即骨钙从骨胳进入血液中增加,使血钙仍保持正常水平,而骨胳则受到损害。其二是肠与肾小管的上皮细胞对磷的吸收不佳,故主要是磷的丢失。上述两种可能性均可解释对维生素D的抗药性。

30.2.4 血液系统遗传性疾病

(1)遗传性溶血性疾病遗传性溶血性贫血有许多种。例如F地中海贫血、A2地中海贫血、A2F地中海贫血、血红蛋白病(G、D、E、H、Freiburg、S等类型)、遗传性细胞发育不良性贫血、遗传性球形细胞增多症、遗传性无β脂蛋白血症(棘形红细胞增多症)、遗传性椭形红细胞增多症、丙酮酸激酶缺乏症、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症等。

溶血性贫血患者在营养治疗上应给予蛋白质、多种维生素,有利于贫血的恢复。因不缺铁,无须用铁剂。吃生蚕豆可使G6PD缺乏症患者发生溶血,故宜避免。

(2)遗传性出血性疾病遗传性出血性疾病有许多种。例如:遗传性Ⅶ因子缺乏症(甲型血友病)、遗传性Ⅸ因子缺乏症(乙型血友病)、遗传性Ⅺ因子缺乏症、遗传性Ⅻ因子缺乏症(Hageman特质)、遗传性Ⅴ因子缺乏症(Owren病)、遗传性Ⅹ因子缺乏症(Stuart因子缺乏)、遗传性凝血酶原缺乏症、先天性纤维蛋白原异常症、先天性纤维蛋白原缺乏症、先天性低纤维蛋白原血症、先天性Ⅷ因子缺乏症(纤维蛋白稳定因子缺乏)、遗传性出血性微血管扩张症、血小板衰弱症、遗传性家族性单纯性紫癜、von Willebrand病等。

出血引致缺铁性贫血。营养治疗给以蛋白质、各种维生素与铁剂。在急性溶血性贫血,病人可能垂危与衰弱。营养治疗的方式、内容、质量均按具体情况而定。此时多数采用流质或半流饭食、辅以静脉补液、无机盐与葡萄糖。

30.2.5 卟啉病(porphyria)

卟啉病是一种遗传性的卟啉代谢异常的疾病。卟啉或卟啉前体增多以致发生病变和症状。根据卟啉产生的部位分为肝性卟啉病与红细胞生成性卟啉病。

在肝性卟啉病中的急性间歇型是一种常染色体显性遗传病。其发病机理是肝脏产生过多的卟啉前身物,即δ-氨基-γ-酮戊酸(δ-aminolevulinicacid,ALA)和胆色素原。引致发作性的神经功能异常,表现为急性腹痛、神经精神症状、抗利尿激素分泌过多而致水中毒。尿经暴晒后呈红色。因葡萄糖有抑制δ-氨基-γ-酮戊酸合成酶的作用,减少ALA的生成,故宜进食较多的碳水化物以预防发作。每日吃6两以上的米、面,即250g以上的碳水化物。当检查ALA和胆色素原有增加的趋势时,可静脉滴注10%葡萄糖溶液,每小时100~150ml,可使发作缓解。

红细胞生成性卟啉病也是一种常染色体显性遗传性疾病。主要表现是光敏感皮炎,出现红斑。每日服β-胡萝卜素120mg可减少光过敏。多吃胡萝卜及其他富含胡萝卜素的食物亦有益处。

30.2.6 泌尿系统遗传病

(1)遗传性肾炎 遗传性肾炎(Alport综合征)是常染色体显性遗传病。病者肾小球基底膜发育不完善,呈胚胎型结构;肾小管萎缩。临床表现极似一般的肾炎,但有耳聋及家族性肾炎的特点。营养治疗与对待一般的肾炎相同。浮肿者用低盐饮食,尿毒症者用低蛋白饮食。

(2)遗传性肾小管疾病遗传性肾小管性酸中毒患者可有多尿、失钾、失磷、失钙等一种或多种表现。营养治疗上可分别情况补充以水分、钾、磷或钙,假性甲状旁腺功能减退症是常染色体隐性遗传病,由于肾小管对甲状旁腺激素无反应,故血磷增高、血钙降低。治疗可用大剂量维生素D及钙剂。肾源性尿崩症也属性链遗传病,由于肾小管对抗利尿激素不发生反应故尿量大增。应给以充足的水分。

30.2.7 消化系统遗传病

糖原累积病I型又称肝肾糖原累积病或von Gierke病,属于常染色体陷性遗传。由于葡萄糖-6-磷酸酶含量低,肝糖原不能分解为葡萄糖,故有肝肿大与低血糖。营养治疗主要是低血糖的防治。

蔗糖酶缺乏症、双糖酶缺乏症、单糖吸收不良症等对于相应的糖吸收不良,发生腹泻。避免服用相应的糖可使腹泻停止。

遗传性胰腺炎在急性发作时给予输液、葡萄糖等支持疗法,并用低脂饮食。慢性者有肠道消化不良及吸收不良,则应给以胰酶、低脂饮食、要素膳等。

胰腺囊性纤维化病患者对脂肪消化不良,腹泻时排出大量粘稠粪便。治疗方法可补充胰酶。儿童给以双倍量的能量食物和维生素。低脂饮食。供给足够的盐与水。

30.2.8 心血管系统遗传病

家族性高胆固醇血症患者容易发生动脉粥样硬化、冠心病等。营养治疗应限制胆固醇的摄入量。蛋黄、鱼卵、肥猪肉、奶油、动物内脏、鱿鱼、墨鱼、虾类等均含胆固醇较多。食用油类以植物油为主。

家族性高甘油三酯血症患者容易发生冠心病和外周血管疾患。多数患者较肥胖。因血脂增高与进食糖类有关故营养治疗应限制热量摄入,减轻体重,戒酒,控制胆固醇进入量。

许多种遗传性心脏病最后可发展至心力衰竭。例如先天性心脏病可发生于许多种染色体畸变病(21、22、8三体型、45、X、49XXXXY)与肥厚型心肌病,心内膜弹力纤维增生症等基因突变病。营养治疗与一般心力衰竭者同。

参考文献

1.伍汉文:几种遗传性疾病。内科治疗学伍汉文等编人民卫生出版社,第一版650~663页,1984年

2.伍汉文:遗传与内分泌系统疾病。医学遗传学杜传书等编人民卫生出版社,第一版592~624,1988年

3.Nora J.J.and FraserF.C.:Medical Genetics 2nd ed.Lea &Febiger(Philadelphia),1981

31 营养与癌瘤

早在十九世纪四十年代就有人考虑到营养状况可能与肿瘤发病有关,但当时未受到广泛重视。近年来,许多研究证明环境因素可能是肿瘤发病的重要因素。其中饮食习惯,营养素摄入不足、摄入过多或营养素间不平衡都是重要的方面。膳食中某些因素可能抑制肿瘤发生而称为保护因子。

目前认为可能与人及实验动物肿瘤发生有关的因素为:脂类、维生素、蛋白质、微量元素、热量、纤维素、趋指物质(胆碱、蛋氨酸、叶酸及维生素B12)等。可能受营养影响的肿瘤主要为食管癌、胃癌、肝癌、大肠癌、乳腺癌、膀胱癌及肺癌等。

膳食中营养素可影响肿瘤的发生,而膳食中污染物质,如黄曲霉毒素又可加重某些营养素缺乏及不平衡而更增强其作用。

已患肿瘤的病人因代谢改变以及在接受各种治疗过程中,须注意营养问题以增进治疗效果,改善机体状况,延长寿命等。

目前有关营养与肿瘤发病关系的资料主要来自流行病学调查及实验动物观察的结果。有学者估计,女性肿瘤60%与膳食有关,男性肿瘤死亡30~40%与膳食有关。

31.1 膳食中营养素与癌瘤发生的关系

31.1.1 脂类

膳食中脂肪与肿瘤的影响可能是研究最彻底的因素。目前较一致的看法是高脂肪促进结肠癌及乳腺癌的发生。

世界上不同地区、不同国家、不同时期、同一国家不同膳食脂肪量以及移民的流行病学调查结果都认为高脂肪膳地区、国家及人群中结肠癌及乳腺癌发病率及死亡率高,动物脂肪的摄取量与此二种癌发病率及死亡率为正相关。如结肠癌在西欧、北美多发,而在亚洲、非洲低发;住在美国北部城市的黑人较住在南部农业区的黑人多发,住在美国的黑人较住在非洲的黑人多发,住在美国的日本移民较住在日本本土的日本人多发;日本第二次世界大战后饮食逐渐欧化,结肠癌发病率也逐渐升高。

近年来的病例对照研究,也认为膳食总脂肪、饱和脂肪酸摄入最增加了结肠癌、直肠癌的相对危险性。饱和脂肪酸摄取量还有剂量反应关系。未发现亚油酸摄取量与之有关。

膳食脂肪摄取量与乳腺癌死亡率之间的流行病学调查结果类似。如从1964~1966年48个国家和地区的平均脂肪总摄入量与1970年乳腺癌之间呈明显正相关。

关于胆固醇与肿瘤的关系也有些观察。高胆固醇血症被认为是动脉硬化症的主要危险因素之一,冠心病的死亡与血胆固醇为正相关。Kagan等(1981)报告7961名在檀香山的美籍日本男性的前瞻性心脏病调查,同时发现癌瘤死亡与血胆固醇为明显负相关。年龄调整死亡率在血胆固醇低于4.7mmol·L-1(180mg·100ml-1)的人中的癌瘤死亡率为血胆固醇高于7.1mmol·L-1(269mg·100ml-1)的人的4倍。

死于肿瘤的185人中,第一位为胃癌,其次为肺癌。除直肠癌及胰腺癌外,其他所有死亡于癌瘤的人的血胆固醇均值均低于其他原因死亡的或存活的人。

Cambien等进行的7603名法国巴黎市政府职员的前瞻性调查,平均追踪6.6年,死亡399人,其中34%(134人)死于肿瘤,21%(83人)死于冠心病。死于肿瘤的人年龄较大(平均47.6±1.8岁,存活者为47.2±2.0岁)肥胖指数较低(平均389±72,存活者为410±54),血胆固醇较低(分别为5.5±1.1及5.8±1.2mmol·L-1),差异都有显著性。

Beaglehole等前瞻性观察新西兰毛利人血胆固醇与肿瘤死亡率关系,对象为25~74岁630名,观察11年,结果无论男性或女性血胆固醇在5.1mmol·L-1以下的观察死亡数多于预期数,而胆固醇中等(5.1~5.8mmol·L-1)及高胆固醇(5.8~11.9mmol·L-1)观察死亡数少于预期死亡数。

一些动物实验结果支持流行病调查结果,如Carroll和Khor用20%及0.5%玉米油饲料比较对7,12-二甲基苯并蒽(DNBA)致癌作用的影响。发现高油饮料促进DMBA诱发纤维腺瘤及腺癌,并且发生肿瘤的时间也短。这种促癌作用与DMBA的吸收和分布无关,作者认为高油饲料主要系在乳腺癌癌诱发过程中的第二阶段即促癌阶段起作用。

也有比较各种油脂作用的实验,给大鼠饲料含3%或20%各种油脂,在给实验膳前一周给每鼠灌胃5mgDMBA。给DMBA后四月处死动物,观察乳腺癌发病情况。结果发现饲料含20%牛油、20%可可油或3%向日葵油的动物患肿瘤的发生率近似;而20%猪油、20%向日葵油、17%牛油加3%向日葵油含或17%可可油加3%向日葵油的各组患肿瘤数增加,为前面三组的二倍。向日葵油中亚油酸含量较高,所以作者认为一定量的多不饱和脂肪酸以及膳食高脂肪可促癌。

Gammal等将离乳雌大鼠分三组:第一组给20%玉米油(主要为不饱和脂肪酸);第二组给20%可可油(主要为饱和脂肪酸),第三组给0.5%玉米油。三组每日摄入热量及生长率类似。给实验饲料一个月,经胃管给10mgDMBA,在给DMBA前两及后一天时,所有动物给相同的标准饲料,以减少对DMBA吸收的影响。

乳腺组织中脂肪酸的分析说明饲料中油脂成分影响乳腺中脂肪酸的组成,摄入主要为不饱和脂肪酸的高玉米油饲料,乳腺组织中不饱和脂肪酸增加,特别亚油酸增加。而摄入主要为饱和脂肪酸的可可油的运动乳腺中不饱和脂肪酸下降,饱和脂肪酸增加,如月桂酸及肉豆蔻酸增加。摄入0.5%玉米油的动物乳腺成分界于二者之间,不饱和脂肪酸相对高些,主要为油酸。

肿瘤发生的情况说明,高玉米油有促进DMBA的诱发乳腺肿瘤的作用,高玉米油组促进肿瘤发生率为95.5%,高可可油组为66.7%,给玉米油组为57.1%,差别有显著性。每个大鼠平均可触及肿瘤数三组分虽为3.0±0.52、1.6±0.32和1.5±0.40,也有显著性差异。出现肿瘤的时间高玉米油组也短于其它两组。此实验结果也说明油脂的量和性质可影响致癌作用。

多不饱和脂肪酸,主要为亚油酸还可促进大鼠和小鼠移植乳腺癌的生长。Wicha等(1979)用大鼠正常乳腺上皮细胞及用DMBA诱发的乳腺肿瘤瘤细胞体外培养实验证明,不饱和的游离脂肪酸,如亚油酸、油酸及亚麻酸能促进正常乳腺细胞及乳腺肿瘤组织的生长;H3标记的胸腺嘧啶核甙掺入亦明显增加。饱和脂肪酸如硬脂酸则能阻止生长及胸腺嘧啶核甙掺入。

高脂肪膳也能促进肠道肿瘤的发生,Bull等于1979年用氧化偶氮甲烷作为致癌剂,每周皮下注射一次,共8周。然后分别给以给脂肪饲料(5%牛油,W/W)或高脂肪饲料(30%牛油,W/W)。结果后者明显促进肠癌发生率,与前者相比显著差异(P<0.0005)。但如在给致癌物这前或同时给高脂饲料,肿瘤发生数则无明显差别。

关于胆固醇,Reddy和Watanabe实验了石胆酸钠、胆固醇、胆固醇5α,6α-环氧化物、胆石烷-3β,5α,6β-三醇对无菌动物及普通大鼠致癌作用的影响。经直肠给大鼠甲基亚硝基胍(MNNG)做为致癌物。给MNNG及石胆酸钠的无菌动物和普通动物结肠肿瘤明显较只给MNNG的为多(P<0.05);只给石胆酸钠的动物未发现结肠肿瘤。给MNNG又给胆固醇或胆固醇环氧化物,或胆石烷三醇的动物与只给MNNG的动物间,无明显差异(P>0.05)。单独给胆固醇及其代谢产物的也未发现结肠肿瘤。此实验说明石胆酸、胆固醇及其代谢产物本身无致癌性,但石胆酸有促癌作用。

Broitman为评价胆固醇及不同量和质的脂肪与肿瘤关系,用4组大鼠,分别给20%或5%饱和脂肪(氢化可可油)及5%或20%多不饱和脂肪(红花油)。各组饮料皆加1%胆固醇、0.3%胆酸。吃一周实验饲料后则将各组分为两半,其中一半每周一次肌肉注射二甲基肼,共20周。其余一半每周留做对照。注射最后一次药后继续观察15周。结果给二甲基肼喂20%红花油的大鼠患大肠肿瘤的为100%;喂20%可可油的为85%;5%可可油的为50%。各组间差异有显著性。喂5%可可油组动物血胆固醇平均为13±2.3mmol·L-1,20%可可油组则为12±2.6mmol·L-1,20%红花油组则为4.5±0.29mmol·L-1;红花油组血胆固醇明显低,与其他两组相比,有明显差异(P<0.01)。所以多不饱和脂肪酸可降低血胆固醇,但也可能有促癌作用。

流行病调查结果说明前列腺癌也和摄入高脂肪膳食可能有关。如Blail及Franmeai(1978)调查了美国3056县的前列腺癌死亡率。在吃高脂食物(如油脂、牛肉、猪肉、蛋及奶制品等)多的地区,前列腺癌死亡率高。也有报告高脂膳与睾丸癌、卵巢癌有关。

高脂肪影响大肠癌发病的机理,大都认为是高脂肪使肝脏胆汁分泌增多,胆汁中初级胆汁酸在肠道厌氧细菌和作用下转变成脱氧胆酸及石胆酸。脱氧胆酸和石胆酸是促癌物质。有的临床检验资料证实,大肠癌患者粪便中的胆汁酸及厌氧性梭状芽胞杆菌浓度均高者占70%,其他肠道疾病患才只占9%。

此外,高脂膳还是影响小肠发生反应的条件,改变肠道细菌丛的成分和活性,如曾观察到食用高脂肪、高动物蛋白膳食者,粪便中厌氧菌增多,需氧减少。

高脂肪膳食促进乳腺癌发生的机理与大肠癌的不同,发生乳腺癌,激素是必要的因素。雌激素中的雌酮和雌二醇有致癌作用。高脂肪膳使胆汁分泌增多,产生的雌激素也增多。

31.1.2 维生素

有些维生素与肿瘤发生有关,主要有以下几种:

(1)维生素A及其衍生物流行病学调查指出维生素A或β-胡萝卜素摄入量和肿瘤如肺癌、胃癌、食管癌、膀胱癌、结肠癌等呈负相关。如McLennan对新加坡中国血统住院肺癌病人的病例配对调查,结果说明除与吸烟有关外,还与少吃深绿叶菜有关,作者认为可能肺癌与维生素A摄入低有关。

Bielke报告维生素A摄入指数高的肺癌发病低。除肺腺癌外,鳞状细胞癌、分化较差癌或小细胞癌的病人,维生素A摄入指数都低。将对象按吸烟情况分类素,维生A摄入指数高者在各种吸烟情况下肺癌危险性皆较低,但对不吸烟的人,维生素A摄入指数对肺癌发病危险情况无关。

Shekelle等在芝加哥进行的1954名男性的前瞻性流行病学调查,观察19年肺癌与膳食维生素A摄入关系,结果发现胡萝卜素指数(Carotene index)与肺癌发病率为相反关系,但与其他肿瘤及总肿瘤发病无相关。北京市冯霭兰等测定肺癌患者及健康成年人血清维生素A水平,肺癌患者平均为0.70μmol·L-1,而健康成年人为1.1μmol·L-1

王天元等调查河南鹤壁市郊区食管癌病人及正常人血中维生素A、β-胡萝卜素水平,结果说明癌变组平均值均小于正常组,尤以β-胡萝卜素更明显。但也有相反报告,如薛宏基等调查食管癌高发县林县患者血中胡萝卜素水平反而高于低发的范县(P<0.001);维生素A水平二县无差异。

关于维生素A与膀胱癌,Mettlin和Graham调查了140名女性和429名男性,原发性膀胱癌病人,并选非肿瘤730名男性及295名女性为配对。结果说明维生素A摄入量低则增加患腣胱癌的危险性,在女性中相对危险性增加更多。摄入量与膀胱癌之间有剂量反应关系。最近还有调查结果认为膳食中维生素A摄入量增加,喉癌危险性降低。

动物实验证实,维生素A缺乏动物易受化学致癌物诱发粘膜、皮肤和腺体肿瘤。据认为这是由于对化学致癌物敏感性增加之故。大鼠的试验证实,缺乏维生素A大鼠接触黄曲霉素毒素时,明显增加肝癌及结肠癌的发生。膳食中如增加维生素A的同类物——13-顺视黄酸量时明显有保持作用,减少二甲基联氨所诱发的结肠癌(20/20及8/20)。

Hitchcock报告维生素A可阻止甲基胆蒽使小鼠产生的前胃鳞状上皮癌。还有报告可阻止亚硝胺诱发的膀胱癌。

我国华北地区食道癌病因研究协用组1974年进行维生素A抑制亚硝胺致癌作用的实验研究,对食管上皮增生、乳头瘤及癌都有抑制作用,抑制率分别为62.6、60.7及25%。不仅抑制发生率,形态学上也有作用,对恶性程度也有影响。

蔡海英等对视黄酸(维生素甲酸)和新合成的衍生物对小鼠前胃上皮增生及癌变进行了研究。他们用人工合成的维生素甲酸,按每公斤体重200、10mg的剂量观察对N-亚硝基肌氨酸乙酯诱发的小鼠前胃癌变的影响,发现均有明显抑制作用,对已形成的不典型增生有明显的逆转作用。停止用药后其抑制作用还可延续一段时间。服大剂量维生素甲酸(200mg·kg-1体重)有毒性作用,小剂量(10mg·kg-1体重)对癌变有抑制作用,而无毒性作用。

他们还报道了9种合成的维生素甲酸衍生物对致癌物诱发的癌变有抑制作用,抑制率由7.6至73.0%。抑制率在45.8%以上有5种衍生物。肿瘤的重量亦较对照组轻。用氚胸腺嘧啶核苷掺入实验证明衍生物参前胃上皮细胞DNA合成有明显抑制作用。维生素甲酸衍生物对动物生长、一般状况及脏器等都未致异常,未出现高维生素甲症。说明这些衍生物无毒性作用。

对维生素A及其衍生物对肿瘤的预防及治疗原理有不少解释。如认为维生素A对气管、支气管上皮的作用是抑制DNA过度合成和基底细胞增生,使这保持良好的分化状态;若缺乏维生素A,气管上皮合成DNA和有丝分裂活动增强,基底细胞不是分化成粘液细胞和柱状纤毛细胞,而是分化成鳞状细胞。有的认为视黄酸对癌变细胞的影响主要是动员溶酶体的作用,它是溶酶体的不安定剂,对增强溶酶体的脆性,使溶酶体内的水解酶类(蛋白酶类等)释放进入细胞浆,增强肿瘤细胞的退化。有的认为维生素A可改变致癌物的代谢或起载体作用。有的则认为维生素A可增强动物的免疫反应及对肿瘤的抵抗力。

总之,从流行病学调查结果及动物实验结果虽不完全一致,但可看出维生素A、胡萝卜素以及人工合成的视黄醇类物质可降低肿瘤发生,提示了用维生素A及人工合成的衍生物防治肿瘤的可能性。

应当注意的是,大剂量应用天然的维生素A,有毒性作用。现在人工合成的视黄醇类已有近百种,其中全反式视黄酸在体内分布均匀,毒性较小。国内也进行了人工合成视黄酸衍生物的防癌研究。

(2)维生素C(抗坏血酸)一些流行病学资料显示,食管癌、胃癌高发区居民维生素C摄入量不足,在大量的人群调查中癌的发病率与人群维生素C摄入量成反比。胃癌高发区人群饮食中缺乏维生素C或维生素C量不足,如冰岛为胃癌高发国,居民吃鱼、羊肉等量多,谷类靠输入,蔬菜只见到少量土豆。除了利用温泉水或温室栽培少量水果外,不生产水果。而美国胃癌少的南方则生产柑桔类。

日本人胃癌高,但冲绳和夏威夷的日本人只为本土人发病率的一半,发病率低的一个理由为饮食习惯不同。冲绳和夏威夷人饮食相似,饮食中肉类、绿黄蔬菜和油脂类为日本本土的2倍。日本胃癌患者男性974人,对照2405人。以每日嘱绿黄蔬菜所占比例作χ2测验,χ2为6.51,有显著差别(P<0.01)。

Higginson在美国调查胃癌病人吃新鲜水果和蔬菜少。如胃癌组从不吃新鲜水果的为5.7%,从不吃或很少吃生蔬菜的为25.8%,而对照组分别为2.3及17.9%。

日本的胃癌低发区静岗县是中国柑桔产地中心。有人提出日本不患胃癌者大量吃生菜和芹菜。胃癌低发区的乌干达本地非洲人主食为香蕉。

关于食管癌与VC的关系也有流行病学资料。我国食管癌高发区普遍缺少新鲜水果、蔬菜,已在河南林县食管癌高发点使用VC等阻止食管上皮增生转化为癌。江苏省在食管癌高发扬中县和淮安县及低发区邳县和吴县调查,也是低发县的VC摄入量较高。最近的调查结果还认为VC摄入量增加,喉癌及宫颈癌危险性降低。

Mirvish等进行动物实验,首先证明VC能在体外阻断亚硝基化合物的形成,随之证明能在动物体内阻断亚硝基化合物的形成。其后的实验继续证实VC有阻断致癌性亚硝基化合物的形成。

Park等对白血病病人进行骨髓细胞体外实验,培养液中添加VC,并以谷胱甘肽(还原剂)及盐酸(同样降低pH)做对照,其结果为如向白血病病人骨髓细胞培养液中添加抗坏血酸浓度为0.3mM时,可使白血细胞生长受阻抑,阻抑程度平均为对照的21±9.2%;这种阻抑作用加了谷胱甘肽或盐酸后即不显示,因之不是由于pH改变或氧化还原作用。

这种作用是有选择性的,正常人骨髓细胞在VC浓度达1mM时才显示阻抑作用,而白血病病人细胞在小至0.1mM时(正常人体内可达到的水平)即显示阻抑作用。

Benedict等将鼠胚胎细胞株C3H/10R1/2接触致癌物3-甲基胆蒽(MCA)24h,其浓度为1μg·ml-1或5μg·ml-1,如每日添加VC,其浓度为1μg·ml-1则可完全阻止MCA引起的细胞转化,VC与MCA同时加到培养基可完全阻止转化,迟至MCA处理后23天再加维生素C也能完全阻止转化。经MCA处理6~8周后已转化的细胞,再每日加VC,使其浓度为1μg·ml-1,可使80%细胞逆转为正常细胞。

由目前已有资料看来,VC能够阻止致癌性亚硝基化合物的合成,因此可以认为VC有防癌作用。Pauling等在他们的专著“癌瘤与维生素C”中提出用增加VC摄入量来预防癌瘤。VC的作用可能由于VC的一般解毒作用而破坏致癌物以及刺激机体的自然保护机制即免疫体系。

(3)维生素E(生育酚)维生素E也像维生素C一样,具有阻断致癌性亚硝基化合物合成的能力,而VE还优于VC,因为它在脂溶液及水溶液两种体系中都能有阻断作用,它也可以阻断体内、外的亚硝基化合物的合成。所以从这点出发VE也是有防癌作用的。除此之外,也有观察VE抑制致癌物的动物实验,如Cook和McNamara用二甲基肼诱发小鼠结肠肿瘤的实验,动物食高VE饲料(600mg·kg-1)较低VE饲料(10mg·kg-1)组患总肿瘤数,腺癌数、一级及二级腺瘤数都明显低,差异有显著性,(P<0.01或0.005)。作者认为VE对致癌物有作用。还有些作者研究VE降低DMBA诱发动物乳腺癌,认为也有降低乳腺肿瘤发病的作用。

(4)其他维生素 Bell(1980)发现乳腺癌病人尿中维生素B6的主要代谢产物——4-吡哆酸低于中位数者,乳腺癌易复发。4-吡哆酸的排出量还可表示维生素B6的营养情况,B6缺乏可能免疫受损而使病人预后不良。

对膳食中趋脂物质(主要为胆碱、叶酸和蛋氨酸,也可包括维生素B12)对肿瘤关系也有些研究。据认为动物饲料中缺乏趋脂物质,动物的免疫功能下降,肝脏能解毒的一些酶活性降低,肿瘤发生率增加。Roebuck报告用氮杂丝氨酸诱发大鼠肿瘤,证明高不饱和脂肪酸(20%玉米油)饲料组,100%大鼠有胰腺肿瘤;趋脂物质缺乏组为95%,并且75%有肝细胞癌,与高蛋组和限食组差异都有显著性。Roger和Nuwberne认为趋脂物质缺乏主要是促进肝癌的发生,其次为结肠癌。对其他器官促癌作用不恒定。

关于前致癌物的致活或去活包括酶代谢过程,这与B族维生素有关。如维生素B2可对二甲基氨基偶氮苯所诱发的大鼠肝癌有保护作用,这就是由于黄素酶系统可加强去毒作用。van Rensburg认为食管癌高发区主食中VB2及尼可酸不足。但也有相反的报道,认为VB2可增强其他化合物的致癌作用,因前致癌物变成终致癌物的活化需维生素B2

B族维生素对化学致癌作用的影响可能较为复杂,因为多方面有关的代谢影响不同,再者与免疫反应,细胞复制等有关,这之间的相互关系难以用简单的实验讲清楚。

31.1.3 微量元素

现将机体生理上必需的,又是随食物摄入的和肿瘤发生有关系的几种微量元素简述如下:

(1)碘有些学者认为,碘缺乏影响甲状腺肿瘤;有的认为碘的摄入量与甲状腺肿瘤无关系;有的认为滤泡状甲状腺癌与碘缺乏有关,乳头状甲状腺癌与摄入高水平碘有关。

除此之外,尚有人研究膳食碘与乳腺癌、子宫内膜癌及卵巢癌的关系,但结论也不相同,Stadel认为碘摄入量低,甲状腺机能减退,而伴随催乳激素、性激素等不平衡而使乳腺癌、子宫内膜癌和卵巢癌发病增加。

(2)锌 Lin等分析了香港中国居民患食管癌病人的血、头发、食管癌组织、非癌食管样品中锌含量并与其他病人(其他类型肿瘤或非肿瘤患者)及正常人比较。患食管癌者血、头发中锌含量低(食管癌患者12.0±2.3μmol·L-1、162±33μg·g-1,正常人为15.8±2.8μmol·L-1、195±29μg·g-1)。癌组织内锌含量低于非癌组织部分。我国河南食管癌调查,发现饮水、食物、血、发和尿中锌量与发病率为负相关。

van Rensburg分析食管癌低发的21个不同国家和地区,其中包括我国山东省,又分析17个食管癌高发国家和地区,包括我国河南林县,他认为高发地区主要吃玉米或小麦,而主食中锌、镁、核黄素及尼克酸不足;食管癌低发区主食小米、高梁、红薯、花生等,所含营养素较多。因之他支持食管癌是由于长期缺少几种微量元素所致。

Fong等又以大鼠作为模型,用甲基苄基亚硝胺为食管癌致癌剂,证明锌缺乏的动物诱发的肿瘤发癌率高。并且发生肿瘤的时间早于锌正常的动物,所以作者认为锌缺乏可能与食管癌发生有关。但也有些动物实验报告锌缺乏能阻止肿瘤细胞生长,如白血病细胞,肺肿瘤细胞、Ehrlich腹水肿瘤细胞、浆细胞瘤等,他们认为肿瘤细胞的生长需要锌。Schrauaer还证明饮水中含特别高量锌(200mg·L-1)抵销了硒的保护作用而使肿瘤生长快。研究结果不一致,需进一步研究。

(3)钼中国医科院肿瘤防治研究所测定了食管癌高发县林县的低发县禹县、信阳及永清县居民和食管癌患者的血清钼、夜尿钼和发钼含量。林县居民血钼最低,为220ng·L-1;禹县、信阳及永清县居民分另为480、590及550ng·L-1,差异十分显著(P<0.001)。夜尿钼量也以林县最低,为56.9μg,而禹县为296μg,信阳为319μg,差异也很显著,(P<0.001)。发钼林县也最低(44.6ng·L-1),与禹县(76.6ng·L-1)、信阳(80.9ng·L-1)比,差异也十分显著(P<0.001)。林县居民血钼、尿钼及发钼与林县以外的各县食管癌患者比较无差异。植物缺钼易导致硝酸盐和铵聚集,此二者为合成亚硝胺前身物质,为体内合成致癌物质提供了有利条件。

他们又进一步观察对大白菜等6种蔬菜施钼肥后,菜中钼含量比不施的增加5~6倍。对8种蔬菜施钼肥后除菠菜外,都比对照平均增产6.6%(3.2~12%),并使维生素C含量平均增加24.8%,而硝酸盐含量减少19.0%,亚硝酸盐减少26.5%。所以从亚硝胺病因来看,钼可减少合成亚硝胺的前体物质——亚硝酸盐、硝酸盐。可是栾川县的钼矿附近粮食及土壤中钼含量高,也为食管癌高发区。所以钼的缺少还不能完全解释这一现象。

我国的研究工作者尚发现钼能抑制由亚硝基肌氨酸诱发的大鼠食管及前胃的肿瘤。国外有作者发现氧化钼能使小鼠肺腺瘤数目增加,钼酸能使细菌发生致突变反应。

(4)硒硒为抗氧化剂。硒和肿瘤为负的相关关系。如Shamberger等将美国的卅种饲料作物含硒量分为高、中、低三类,然后再观察年龄调整的肿瘤死亡率与硒的关系,见下表:

表31-1 1968年55~64岁年龄调整肿瘤死亡率与硒的关系

州数 饲料作物含硒量(ppm) 肿瘤死亡率(1/10万)(平均数±SE) P值(与硒低的州比)
6 特高,0.26+ 392±11.6 <0.001
19 高,0.10+ 429.7±12.8 <0.001
11 中等,0.06~0.09 450.0±12.2 <0.001
20 低,0.01~0.05 516.0±10.7 -

注:所列饮料作物包括苜蓿、大豆、玉米。

又分析了19个城市的35~74岁男女性的血硒及肿瘤年龄调整死亡率之间关系,相关系数为-0.49,P<0.05。

Sshrauzer等分析20多个国家食物消耗量,由此计算硒摄入量,发现硒摄入量与白血病、结肠、直肠、胰、乳腺、卵巢、前列腺、胆囊、肺和皮肤等部位的肿瘤成负相关。

我国胡荣华等测定了广东丛化,江苏扬中、福建薄田及甘肃截止威等14个胃癌不同死亡水平居民的饮水、土壤、男性健康人发样的硒含量,结果除广西扶绥(低发点)饮水中硒较高,福建长乐(高发点)稍低外,其余12个高发点偏高,低发点偏低,相关系数为:

r=0.58, P<0.05

而土壤硒及发硒则无规律性。

硒的实验研究很多。早期研究了硒的诱癌作用,后来研究硒的抗肿瘤作用及致突变作用。四十年代认为硒可能加强致癌物质的作用,因而导致美国食品药品管理局甚至缺硒地区也禁止在动物饲料中添加硒。但后来的研究证明硒有抗肿瘤作用,将硒加在饲料或或饮水中,多数报告可降低肿瘤发生率约50%。Schrauzer等报告小鼠乳腺自发性肿瘤对照组为82%,而补充硒组为10%。

Greeder和Milner研究不同硒化合物地小鼠移植性Ehrlich腹水肿瘤的影响。所用硒化合物有二氧化硒、亚硒酸钠、硒酸钠、胱氨酸硒或蛋氨酸硒,小鼠同时注射Ehrlich肿瘤细胞。凡注射2μg·g-1体重硒化物的小鼠皆无肿瘤,而对照组10只都有肿瘤。后来降低硒化物剂量为1μg·g-1体重,除蛋氨酸硒组外,其他硒化合物组仍然无肿瘤发生。剂量降至0.25μg·g-1体重,亚硒酸纳组仍无肿瘤,蛋氨酸硒组全部患肿瘤,其他化合物注射部位或有腹水肿瘤。另有报告硒对含高不饱和脂肪酸饲料及DMBA或大剂量DMBA所诱发的大鼠乳腺癌有保护作用。

有关硒与肿瘤关系,从目前已有流行病学及实验资料看来,硒可能还是有保护作用,但尚需继续深入研究。

(5)其他元素

铁:上消化道肿瘤可能与铁缺乏有关。瑞典北部曾流行Plummer-Vinson(Paterson-Kelly)综合征,该病是以缺铁性低血色素性贫血伴有咽下困难为特点。从瑞典北部地区1959~1974年女性口腔及咽下部(食道上部)肿瘤发病率来看,75%的咽下部癌瘤及25%口腔癌瘤患者有(或轻或重的)Plummer-Vinson综合征。此病在男性是很少见的病,但在男性咽下部癌瘤患者中也有几人有Plummen-Vinson综合征(7/49)。近年来瑞典女性咽下部癌瘤发病率下降,这可能由于营养及卫生保健改善而使缺铁性贫血减少,Plummer-Vinson综合征也减少有关。所以证明了缺铁与食道癌瘤可能有联系。

砷:一般食品中,尤其是海产品含有微量砷。还可通过农药、食品色素、盐酸等污染食品。许多流行病学调查砷与皮肤癌及肺癌有关。如台湾省曾调查饮高砷井水(0.5mg·L-1)的40,000居民,皮肤癌发病率为10.6/1000,高黑色素症184/1000,角化病71/1000和“黑脚病”9/1000;而附近低砷水的居民,无上述病例。皮肤癌患者在低砷(0.0~0.29mg·L-1)、中砷(0.3~0.59mg·L-1)及高砷(>0.6mg·L-1)的发病率分别为2.6/1000、10.1/1000及21.4/1000。上述其他疾病也有剂量反应关系。由职业接触砷的工人肺癌发病率高。

铜、铅及镉:现在也有些流行病学及实验研究的资料。但膳食中的铜、铅及镉是否确与肿瘤有关,尚需继续深入研究,方可下结论。

31.1.4 膳食纤维

有些研究认为膳食纤维与肿瘤呈负相关,多是以含纤维素较多的食物、如谷类、蔬菜及水果的摄取量来统计的。美国曾计算出一个州男性大肠癌与摄入谷物量呈高度负相关,相关系数为-0.974。认为纤维素能缩短食物残渣在肠道停留的时间,因而缩短潜在致癌物在肠道停留时间。因许多种纤维素有吸水性而增加粪便体积和促进肠道蠕动。还认为肠道细菌与纤维素作用产生挥发性脂肪酸而有通便作用。病例对照研究也有报告吃高饱和脂肪低纤维素食物患结肠直肠癌的相对危险性高于吃低脂肪高纤维素的人。

Hill等在香港居民中进行的调查,大肠癌随每人每月平均收入而升高,低、中、高收入组中35~64岁男性死亡率分别为11.7、11.6及26.7/10万,虽然他们摄入的含纤维素多的食物也是增加的。

近来有人主张膳食总的粗纤维与肿瘤关系不密切,因为纤维素的各种成分的性质并不相同,所以考虑粗纤维中某种成分与肿瘤有关。如Bingham研究英格兰、苏格兰及威尔士地区1969~1973年5年间大肠癌死亡率与同期膳食的关系,发现大肠癌与膳食脂肪、动物蛋白、膳食总纤维素无明显相关关系。但结肠癌死亡率与纤维素中的戊糖摄入量成负相关,并与除土豆外的蔬菜的摄入量为负相关,相关皆有显著性。作者认为纤维素中的戊糖可能有阻致癌的作用。

关于纤维素的实验研究主要是观察纤维素对某些化学诱癌物在实验动物中产生诱癌作用的影响,所观察的化学诱癌物有二甲基肼、氧化偶氮甲烷、甲基氧化偶氮甲醇醋酸酯、二甲基氨基二苯以及甲基亚硝基脲。所用的纤维素有麸皮、苜蓿、纤维素以及果胶等。有些实验证明苜蓿能结合胆汁酸,麸皮能降低某些化学物质的致癌作用,纤维素能保护大鼠由于化学物质诱发的肿瘤。有的实验还报告不同含量纤维素的作用,特高纤维(28%)及高纤维(15%)有保护作用。

但最近(Glauert等,1981)也有报告富含纤维的琼脂能增强二甲基肼诱发大鼠的结肠癌。每公斤含15g苜蓿、果胶、纤维素或麸皮的饲料喂大鼠6周,用电子显微镜观察,发现可损伤小肠及结肠的绒毛结构,从而可使上皮对致癌物敏感。

所以根据以上资料,膳食纤维对肿瘤的影响尚须深入研究。

31.1.5 蛋白质

膳食蛋白质可能与乳腺、子宫内膜、前列腺、结肠、胰和肾等部位的肿瘤有关。但富含蛋白质的食品常也富含其他成分、尤其是富含动物蛋白质的食品,所以也可能是由于其他成分所致。

Armstrong和Doll1975年分析了23个国家27种癌瘤的发病率及32个国家14种癌瘤死亡率与营养的关系。他们发现动物蛋白及总蛋白摄取量与乳腺癌、结肠癌、胰腺癌及子宫内膜癌有正相关。有的病例对照研究也认为牛肉、猪肉增加乳腺癌危险性。不同种族调查也认为动物蛋白摄取量与乳腺、子宫、前列腺癌有正相关。

用实验动物观察膳食蛋白对自发肿瘤或用化学物质诱发的癌瘤也有不少报告,但尚难得出一致结论。并且对蛋白质与肿瘤的调查与实验研究较对脂肪少得多。结合我国膳食情况,我们主张仍应供给适量的蛋白质,争取有适宜比例的优质蛋白质为好。

31.1.6 热量及碳水化物

(1)热量有关热量摄入与癌瘤的关系,多由食物消耗量计算而来。Hill等在香港调查每人每月平均收入低者,热量摄入低,大肠癌死亡率为11.7/10万;收入高者,热量摄取多,大肠癌死亡率为26.7/10万。Jain等的病例对照研究结果总热量高与直肠癌及结肠癌发病有关。Gaskill分析美国各地区乳腺癌死亡率认为与总热量有关。也有报告体重超过平均体重的,总癌瘤死亡率高。男性体重过重,以前列腺及结肠直肠癌死亡率高;女性以胆囊及胆道、乳腺、子宫、宫颈及卵巢等部位癌症为高。其他地区还有类似报告。

即使限制热量可能抑制人和动物肿瘤的发生,但不能考虑用限制热量的办法作为控制人类肿瘤生长的实际措施,因为限制膳食必然减少营养素的供给而造成机体衰弱,免疫能力下降,肿瘤却仍能发生或发展。

(2)碳水化物 Hems分析41个国家乳腺癌与膳食关系,他发现摄食精制糖量与乳酸癌发生率有关。Hakama和Saxen分析16个国家胃癌死亡率与谷类摄取量(面粉)呈正相关。对不同国家胃癌发病情况的研究表明,胃癌病人吃淀粉的量和次数明显地多于对照者。有的国家居民随着减少膳食中的土豆和面包的量,增加脂肪和动物蛋白的量,则胃癌发病率下降。也曾有人提出玉米是胃癌高发区经常食用的食物。但实际上并不是以高淀粉为主要膳食的国家胃癌也就很高。并且食物中碳水化物增多必然影响到其他食物成分的变化。因此难以确定高碳水化物食物是胃癌高发的普遍性因素。De Jong等发现吃面包及土豆量大的新加坡中国人食管癌危险性大;Kolonel等调查夏威夷居民癌瘤发病率,认为与碳水化物摄入无关。

31.2 食品中的自然致癌物

所谓食品中自然致癌物是指某些食品中自然存在的、并非人工添加的或是由于人们生产活动形成的污染物而使食品含有致癌物。其中霉菌毒素一般也放在自然致癌物中介绍,但霉菌毒素并非是食品中的自然成分,它是由于自然条件、气候造成食品霉菌生长而产生的有致癌性的代谢产物,所以它既不同于食品自然存在的致癌性成分,又不同于污染物。

31.2.1 霉菌毒素

黄曲霉毒素是霉菌毒素中致癌性最强和研究最多的一个。黄曲霉毒素(Aflatoxin)是黄曲霉和寄生贡霉的代谢产物。1961年即发现污染了黄曲霉的花生饼粕能诱发大鼠肝癌,1962年发现致癌物为黄曲霉毒素。二十多年来,国内外对黄曲霉毒素开展工作较多,有大量的科学资料。我国在大量调查研究及科学实验的基础上,制定出我国国家食品标准。

(1)黄曲霉毒素性质及其污染食品情况黄曲霉毒素是毒性和致癌性极强的物质,并且耐热,一般烹调加工破坏很少,黄曲霉毒素主要污染糖油及其制品,如花生、花生油、玉米、大米、棉籽等等。

从我国大规模普查食品污染资料来看,我国南方高温、高湿地区一些粮油及其制品也受到污染,而华北、东北及西北地区除个别样品外,一般不会受到黄曲霉毒素污染。

除糖油等食品外,也有报告干果类,如胡桃、杏仁、榛子、椰核、动物性食品,如奶及奶制品、肝、干咸鱼等以及辣椒中也有黄曲霉毒素污染。

一般大规模工业生产的发酵制品,如酱、酱油中无污染。但家庭自制发酵食品也曾报告可查出黄曲霉素素。

黄曲霉毒素的毒性比氰化钾毒性还高。主要病变为肝脏出血、坏死、胆管增生等。慢性损伤主要表现为肝功能变化,肝组织除类似急性毒性的变化外,还可以形成肝硬化,生长障碍,食物利用率低等。

人类也曾发生黄曲霉毒素急性中毒,如1974年鳊200个村庄曾暴发黄曲霉毒素中毒性肝炎,397人发病,死亡106人。自1974年10月开始共延续约两个月,流行仅限于农村以玉米为主食的部族,因该年玉米未收获时下雨,而使玉米发生霉变。人和狗食玉米数周后就发生了肝炎。症状以黄疸为主,还有呕吐、厌食及发烧等。部分较轻的人可恢复,但有的在二三周内迅速出现腹水,下肢水肿,脾大且硬,死亡病例死前有胃肠道出血。5岁以下儿童发病显著较少。婴儿完全不发病。发病的狗吃过病家食物。不吃相同食物的其它家畜不发病。5份病家玉米样品,全部检出黄曲霉毒素(含量6.25~15.6ppm),7个患者的血,2个测出黄曲霉毒素B1。非洲、亚洲等地也曾发生过人类急性中毒的情况。

我国台湾省曾有三家农民39人中有25人中毒,可疑食物为发霉大米。在米深棕色,黄曲霉毒素含量最高者为225.9ppb。25人中3个小孩死亡。用此批米喂鸭雏,肝脏发生典型的典曲霉毒素中毒病变。

上海奉贤县曾因食霉变玉米而发生人中毒和猪死亡的情况。停食玉米后逐渐恢复。中毒死亡的猪的肝黄染、肝大质硬。此批玉米有黄曲霉毒素300~400ppb,喂鸭雏有肝脏肿管增生,出血及坏死等。

(2)致癌性、致突变性及致畸性黄曲霉毒素能使鱼类、禽类、猴等实验动物及家禽诱发实验性肝癌,曾用大鼠实验得出很好的剂量反应关系。如按最低致癌剂量比较,鳟鱼最敏感,以含有B10.1mg·kg-1的饲料喂鳟鱼,6个月后可出现肝癌。给大鼠含B10.015mg·kg-1的饲料,经68~82周全部雄性及雌性动物皆发生肝癌。黄曲霉毒素是目前发现的最强的化学致癌物质。

国内进行黄曲霉毒素致癌试验中,曾用黄曲霉毒素污染的花生、玉米或大米喂雄性大鼠,高剂量组B1含量390mg·kg-1。肝癌发生率为32/33。10个月时出现第一只肝细胞癌,此时摄入黄曲霉毒素总量为1.74mg。除肝癌外,此组尚发生前胃乳头状瘤、肾小管腺瘤、泪腺癌、垂体腺瘤。低剂量玉米组、花生组及大米组B1为20mg·kg-1,也先后出现肝癌、前胃乳头状瘤及前胃鳞状上皮癌、纤维组织瘤、肾小管腺瘤、泪腺瘤、垂体腺瘤、睾丸间质细胞瘤和甲状腺瘤等。低剂量组癌瘤出现较高剂量组晚,其B1总摄入量也较高剂量组低,例如20mg·kg-1花生组出现第一只肝癌在第93周(656天),此时摄入B1总量约为230mg,仅为高剂量组的八分之一左右。可见长期小剂量摄入致癌物质的危险性。出现的肝癌多数为肝细胞癌,少数为胆管型和混合型。有肺、淋巴结、腹膜和肠系膜转移。出现肝癌的动物食欲下降、消瘦、精神萎靡。常见血性腹水及脾脏肿大。有的动物虽无肝癌,但可见胆管上皮增生、肝细胞增生及再生结节。国内还进行过其他致癌试验。除B1外,M1、G1及B2也有致癌作用。

黄曲霉毒素除在多种实验动物、家畜、家禽和鱼类等能诱发肿瘤外,尚能在灵长类诱发肝癌。迄今为止。由黄曲霉毒素诱发实验性肝癌的报道,虽然例数不多,但对阐明人类肝癌的原因有一定帮助。在恒河猴黄曲霉毒素最小致癌剂量仅有99mg,最短诱癌时间仅48个月,动物死前有黄疸、腹水、消瘦和肝昏迷等。有的血转氨酶和碱性磷酸酶活力和胆红素升高;血浆白蛋白和血糖降低。肿瘤有肝细胞癌、胆管腺癌、肝血管肉瘤以及肝硬化等。有的瘤组织向周围浸润,出现淋巴结转移和肺转移等。根据上述资料可以认为黄曲霉毒素能引起非人类的灵长类实验性肝癌,B1无论在有无S9的情况下都能使人体成纤维细胞发生程序外DNA合成;都能使鼠伤寒沙门氏菌TA98及TA100发生阳性致空变反应;枯草杆菌也呈现阳性反应。M1、黄曲霉毒醇、G1也有致突变性。给妊娠地鼠B1能使胎鼠死亡及发生畸形。

(3)黄曲霉毒素与人类肝癌流行病学黄曲霉毒素对人类持癌关系尚难以得到直接证据。由流行病学调查中发现,凡食物中黄曲霉毒素污染严重和人类实际摄入量较高的地区,肝癌发病率也高;如非洲撒哈拉沙漠以南的高温高湿地区黄曲霉毒素污染食品较为严重,肝癌发生率也较高,埃及等干燥地区污染不重,肝癌发病率则低。表31-2列举了黄曲霉毒素摄入量和成年人原发性肝癌的发病率,但须强调指出,表内所列系平均摄入量,个体摄入量有的要明显高于此值,并且某些食物中黄曲霉毒素的量未计算在内。菲律宾有一以玉米为主食的地区和另一常食自制花生酱的地区肝癌发病率比一般地区高7倍以上。在食花生酱地区的居民中,曾在食中污染花生酱的地区肝癌发病率比一般地区高7倍以上。在食花生酱地区的居民中,曾在食用污染花生酱的人尿液中检出黄曲霉毒素M1;7名儿童由于食用花生酱,每日摄入黄曲霉毒素B111.2~15.0mg,其中3名尿液中可检出黄曲霉毒素M1。我国某些地区的调查也有类似的规律。通过对黄曲霉毒素与人类肝癌的关系的流行病学调查,对黄曲霉毒素与人类肝癌的认识正在逐步深入。但尚需进行更为广泛深入的调查研究。

表31-2 黄曲霉毒素摄入量与原发性肝癌发病率

国家 地区 黄曲霉毒素摄入量(mg·kg-1·d-1 原发性肝癌
病例数 发病率(1/10万·年-1
肯尼亚 高地势地区 3.5 4 1.2
泰国 Songkhla 5.0 2 2.0
斯威士兰 高原 5.1 11 2.2
肯尼亚 中地势地区 5.9 33 2.5
斯威士兰 温暖草原 8.9 29 3.8
肯尼亚 低地势地区 10.0 49 4.0
期威士兰 Lebowbo 15.4 4 4.3
泰国 Ratruri 45.0 6 6.0
斯威士兰 低湿草原 43.1 42 9.2
莫桑比克 Tnhambane 222.4 462 13.0

预防黄曲霉毒素危害人类健康的主要措施是防止食品受黄曲霉菌及其毒素的污染,并尽量减少人类随同食品摄入毒素的可能性。为此,根本问题是加强对食品的防霉,其次为去毒,并应执行国家标准。我国食品中黄曲霉毒素B1允许量标准(国家标准GB2761-81)规定如下:

玉米、花生仁、花生油 不得超过20μg·kg-1

玉米及花生仁制品(按原料折算)不得超过20μg·kg-1

大米、其他食用油 不得超过10μg·kg-1

其它粮食、豆类、发酵食品 不得超过5μg·kg-1

婴儿代乳食品不得检出

其他食品可以对照以下标准执行。

除黄曲霉毒素外,还有些霉菌毒素也能诱发动物肿瘤,如杂色曲霉毒素、展青霉毒素、黄天精、环氯素以及镰刀菌毒素等。

31.2.2 亚硝基化合物

N-亚硝基化合物是一大类有致癌性的物质。其中研究较多的亚硝胺。除此这外,尚有亚硝酰胺、亚硝基脲、亚硝脒以及环状亚硝胺等。

在十九世纪六十年代就知道N-亚硝基化合物为毒性物质。但直到1954年发现二甲基亚硝胺使人发生肝硬变,随即于1956年发现它是大鼠的强致癌物。从这以后才广泛地进行研究。已研究的100多种N-亚硝基化合物中,约80%以上有致癌性。但其致癌强度可相差约一千倍,如二乙基亚硝胺平均诱癌量约0.0006mol·kg-1体重,而二乙醇亚硝胺为1mol·kg-1体重。一次给与大剂量或长期多次小剂量皆可诱发出肿瘤。N-亚硝基化合物所诱发的肿瘤多有明显的器官亲和性。有的亚硝胺多各市县发肝癌。另外的亚硝胺多诱发食管癌。此种器官亲和性和给药途径无关。亚硝酰胺和亚硝脒主要与消化道肿瘤有关,但涂抹皮肤也可诱发皮肤肿瘤,皮下注射可诱发皮下肉瘤。以亚硝基化合物总体来言,它可以诱发出大鼠、小鼠及地鼠的所有器官及组织的肿瘤。现已证明诱发肿瘤以肝、食管、胃等器官为主,但也可诱发脑、大小肠、皮肤、前胃、腺胃、肾、咽喉、肺、鼻腔、胰、血液、淋巴、周围神经、脊髓、肌肉、舌、膀胱等肿瘤。后来又证实可使乳腺、骨胳、心脏、生殖系统等诱发肿瘤。除了用啮齿类动物做诱癌实验,还曾用鱼类、鸟类、貂、兔、猪、狗、荷兰猪、猬、蝾螈、蛙及猴做实验。所有被试动物设有一种对亚硝基化合物的致癌性有抗力。N-亚硝基化合物对诱癌的靶器官与摄入作径无关,一般将诱癌物混入饲料或饮水中即可诱发出肿瘤。同一化合物在不同动物可能诱发不同的肿瘤,如N-亚硝基吗啉可诱发大鼠肝及鼻甲肿瘤,而小鼠只为肝肿瘤,而地鼠则为气管肿瘤。测定了几种亚硝胺的诱癌作用,显示了剂量反应关系。剂量愈大则肿瘤发生愈高,癌前病变亦多,而存活时间短。某些种亚硝胺如给药途径不同,所诱发动物的肿瘤部位亦可以不同。亚硝基化合物对器官的亲和性与结构有关。

亚硝基化合物可通过实验动物胎盘而使子代受损伤。一般在妊娠初期可使胎儿中毒死亡,在中期给毒可使胎儿发生畸形,在妊娠后期给毒可使子代发生肿瘤。亚硝基化合物还可通过乳汁使子代患肿瘤。

最近有报告乙醇能促进某些亚硝胺的致癌作用。

目前尚未发现人的肿瘤和亚硝基化合物直接有关的可靠证据。但一些作者怀疑亚硝胺是人类肿瘤病因的重要方面:

(1)人类食物及其他环境中有亚硝基化合物及其前体存在,人类能摄入这些物质;

(2)人血液中曾查出微量亚硝胺;

(3)人胃内可合成亚硝基化合物,并已在胃液内发现过;感染的膀胱内查出过亚硝胺;

(4)没有任何一种动物对亚硝基化合物的诱癌性有抗力,包括灵长类动物及对其他化学致癌物不够敏感的家兔及豚鼠。

(5)人肝的体外代谢实验证实,人肝与其他动物肝脏对亚硝基化合物代谢类似;

(6)人类亚硝胺中毒(如二甲基亚硝胺)与动物中毒类似;

(7)有的胃癌高发区,饮水或土壤中含硝酸盐量高。

有关亚硝基化合物致癌机理也有不少研究及学说,但到目前为止,尚在探索阶段,并无统一及成熟的看法。

亚硝基化合物除了通过胎盘可导致子代发生肿瘤外,还可诱发胎儿畸形。研究较多的是亚硝酰胺中甲基及乙基亚硝基脲,可使胎儿发生神经系统等畸形,亚硝胺类如在妊娠适宜时期给毒,也可使子代发生畸形。

有些亚硝基化合物是有毒性作用的,但因其具体的化学结构不同,而毒性大小不同。最主要是造成肝脏损伤,可有出血及坏死,胆管增生,纤维化等。还有肾、肺、睾丸、胃等部位的损伤。

肉类、鱼类、酒类及发酵食品中亚硝基化合物较为重要。肉制品如用硝酸盐或亚硝酸盐做添加剂,则多能测出亚硝基化合物,一般其量多在5μg·kg-1以下,个别香肠类制品可高达4520μg·kg-1

鱼类食品,尤其是盐腌干鱼中也含有亚硝基化合物,尤其是粗盐腌或用硝酸盐或亚硝酸盐做保存剂的。

发酵食品中酱油、醋、白酒、啤酒、酸菜等都可查出亚硝基化合物。除啤酒及酸菜外,一般含量皆在5mg·kg-1以下。啤酒中亚硝基化合物主要来自麦芽。

如给禽畜的饲料中含有二甲基亚硝胺,则其蛋、奶、肉内可查有亚硝胺,其量及持续时间,依所给剂量而异。

一般情况下,由于食品、水和空气中亚硝基化合物浓度不高,机体内可合成亚硝基化合物,人血、尿内发现过亚硝胺,而食品及水中硝酸盐易转变成亚硝酸盐,一些食品中又富含胺类。所以,一些学者认为内源性合成亚硝基化合物可能更重要。

新鲜蔬菜含很少亚硝酸盐,而蔬菜如在室温下存放,则由细菌及酶的作用由硝酸盐还原为亚硝酸盐。含大量硝酸盐的蔬菜有甜菜、菠菜、芹菜、大白菜、洋白菜、萝卜、菜花、生菜等。蔬菜中硝酸盐含量与品种、土壤中硝酸盐量、施用氮肥情况等有关。

从唾液腺管收集的唾液中并无亚硝酸盐,只有硝酸盐。但经口腔中细菌及酶的作用,使唾液中硝酸盐还原为亚硝酸盐。唾液及血液中硝酸盐量因个体及膳食种类而不同,一般由蔬菜中摄入大量硝酸盐后,经2~4h,唾液中硝酸盐及亚硝酸盐量达高峰,最高量能达几百mg·L-1

一般新鲜食品中胺类亦较低,但如蛋白质分解成为氨基酸后,再脱羰基即形成相应的胺类,海鱼中含三甲胺、二甲胺较多。我国发酵食品以及鲐鱼等含胺类较高。

经研究发现,一些物质能够阻止亚硝基化合物的合成。其中最有效的是维生素C,当其分子浓度2倍于亚硝酸盐时,可完全阻断。在机体内及食品中皆能阻断,其相理认为是竞争亚硝酸盐离子的作用,其他有些种竞争作用的还有维生素E,谷胱甘肽以及脯氨酸。脯氨酸形成的化合物对人无致癌性。最近发现我国特产野果猕猴桃及大蒜中含有新的阻断亚硝胺形成的物质。

预防及减少亚硝基化合物危害的措施有:

(1)制定食品中硝酸盐、亚硝酸盐使用量及残留量标准。我国规定只能在肉类罐头及肉类制品中使用。硝酸钠最大使用量为0.5g·kg-1,亚硝酸钠为0.15g·kg-1。残留量以亚硝酸钠计,肉类罐头不得超过0.05g·kg-1肉制品为0.03g·kg-1

(2)易腐的含蛋白质丰富的肉类、鱼类、贝壳类、含硝酸盐较多的蔬菜,尽量低温贮存以减少胺类及亚硝酸盐摄入量,培育含硝酸盐少的优良蔬菜品种。

(3)啤酒所用麦芽烘烤时,豆类食品干燥时,尽量用间接加热以减少亚硝胺形成。

(4)多食用维生素C、E以及新鲜野果等,以阻断体内亚硝基化合物形成。少食用腌菜、酸菜。

(5)胡椒,辣椒等香料与盐等分开包装,以减少加工肉类亚硝基化合物的量。

(6)曝晒粮食及饮水,使已形成的亚硝基化合物光解破坏,并减少细菌及霉类,以避免它们促进亚硝基化合物合成的作用。

(7)农作物使用钼肥可增产,并可减少作物中硝酸盐聚集。

(8)注意口腔卫生,减少唾液中亚硝酸盐等。

31.2.3 蕨类(羊齿植物)

一些报告指出,如饲料中含蕨类较多,则牛产生膀胱癌,大鼠膀胱癌和小肠腺癌,豚鼠膀胱肿瘤,小鼠肺腺瘤、鹌鹑小肠腺癌等。有的还可能有胃及组织内皮系统肿瘤等。近年来土耳其及巴西家畜食道和胃肿瘤发病率高,归因于蕨类中诱癌物质。

日本胃癌发病率高,曾有人认为与日本人喜吃蕨类有关,但流行病学调查未能证实。

蕨类对人类危害,可能因直接食用蕨类,也可能是间接的;奶牛如食蕨类其奶汁中含有毒性物质。通过奶及奶制品带给人类健康危害更大。

世界上现有蕨类共约12000种。我国蕨类约有2600余种。其中许多为药用植物、还有一些食用蔬菜,有的即称为菜蕨。南方一些地区食用较多。

31.2.4 槟榔

我国云南、广西、广东部分地区居民有嚼槟习惯。

国外调查报告指出,嚼槟榔习惯与口腔、喉、食道和胃肿瘤发生有关。一般印度人主要是女性有嚼槟榔的习惯较多,在这种人群中调查女性上消化道肿瘤发病率高于男性。如印度女性口腔肿瘤发病率为8.1/10万·年,男性为4.4;胃肿瘤女性为30.0/10万·年,男性为22.1;食管肿瘤女性为12.9/10万·年,男性为55,整个上消化道肿瘤(舌、口腔、喉、食管及胃)女性56.1/10万·年,男性34.5;而同居此地无嚼槟榔习惯的英国人中,女性消化道肿瘤为17.1/10万·年,男性为34.6。由此可见英国男性及印度人男性上消化道肿瘤发病率基本相同,而女性相比,则相差较多。故认为嚼槟榔习惯可能与上消化道肿瘤发生有关。

31.2.5 酒精性饮料

一些国家的流行病学调查结果认为饮酒能增加某些癌症的危险性。如饮酒又吸烟则可产生协同作用,增加口腔、喉、食管和呼吸道肿瘤的危险性。

1951年吴英恺等报告协和医院的食管及胃贲门癌共17 2例。病例中约50 %经常或每周饮几次白酒,饮酒时间多在5年以上,偶尔饮酒或饮酒少于5年者未包括在内。同时询问其他病的病人只有12 %有这种饮酒习惯。差异有显着性。因此,作者认为饮酒习惯可能是病因。

日本人Segi等对嗜酒和胃癌的关系在农村和城市做了调研,项目包括既往和现在的饮酒习惯,饮酒种类,饮酒量。调查结果,饮酒量较大,习惯于每晚饮“米酒”(含酒精15~16%)量在200~500ml的,其胃癌发生率较对照高(P<0.01,0.001)。平山分析日本胃癌死亡率与烧酒摄入量呈正相关。1979年日本流行病学调查,食管癌、直肠癌、前列腺癌与饮酒量之间在男性中有相关关系,而女性中未发现此关系。

饮酒与癌有关,是酒精本身还是酒中含有已知的致癌物?如威士忌酒中可含有痕迹量的致癌多环芳烃(苯并(a)芘,苯并(a)蒽和)。酒还可由石棉滤过而使石棉进入酒中,石棉也是人类的致癌物。

根据西德作者1980年报告,分析欧洲几个国家的各种啤酒215个样品,其中66%(141个样品)含有二甲基亚硝胺,最高含量为66μg·kg-1,平均含量为2.5μg·kg-1。一些国家已提出麦芽及啤酒中二甲基亚硝胺的最高允许量建议及标准,见下表31-3。

表31-3 麦芽及啤酒中二甲基亚硝胺最高允许量(μg·kg-1

国家 麦芽 啤酒
西德 2.5 0.5
瑞士1982 2
1983 1
1984 0.5
法国 5
荷兰 2.5 0.5
比利时 2.5 0.5
英国 5 0.5
美国 10 5

我国的啤酒中也检出有二甲基亚硝胺等亚硝基化合物,似亦应制定相应标准。

饮酒者常易造成肝硬化,而肝癌患者中相当比例合并肝硬化。因此,有的学者认为慢性酒精中毒先导致肝硬化,再发展成为肝癌。

长期慢性酒精中毒者常合并营养不良,而在维生素A、B、C锌、铁、抗脂肪肝物质(维生素B12、蛋氨酸、胆碱、叶酸)及维生素B2等营养素不足的人群中,一些肿瘤多发,所以饮酒造成营养不良也可能是诱发肿瘤的原因。

总之,预防癌瘤应避免经常饮酒,尤其是酗酒,酗酒有百弊而无一利。

31.2.6 含肼类的蘑菇

二孢蘑菇或称双孢蘑菇、洋蘑菇,光滑,菌肉厚,菌柄长4.5~9cm。国内普遍栽培,分布极广。味道鲜美,干粉中蛋白质含量高达42%,还含维生素B1、B2、PP等。此种蘑菇在北美、欧洲等地也普遍栽培,吃的人也较多。

二孢蘑菇中含有肼类衍生物,为鲜重的0.04%。此蘑菇本身又含有酶可使肼类衍生物水解,水解的肼类能诱发小鼠的肺癌和血管癌。

鹿花菌,又称假羊肚菌。菌盖外翻,呈不规则马鞍形,有时作亚球形,平坦或起伏不平,红褐色到黑褐色。柄长6~8cm,带白色或黄色。

有的人吃鹿花菌后可中毒,有的可致死。鹿花菌中含有11种肼类衍生物,最高含量为44.9mg·kg-1,最低为0.14mg·kg-1,总量为62.1mg·kg-1。这些肼类衍生物在酸性条件下,模拟人胃的条件下水解成肼类。给小鼠口服肼类衍生物后,其胃中有甲基肼。三种肼类即甲基肼、甲基甲酿酰肼和乙酰甲基甲酰肼经动物实验证明有致癌性,可使小鼠发生、肺、肝、血管、前胃、胆囊及胆管肿瘤,可使发鼠的肝、盲肠、胆囊及胆管发生肿瘤。

但有人曾的报道有的蘑菇有抗癌物质,但到目前为止均缺乏人群的流行病学调查报告。因此,蘑菇对人类肿瘤的关系。尚难下肯定结论。

除上述已提到的自然致癌物外,还有吡咯啶生物碱等也是食品中自然致癌物。另有些关于咖啡、植物激素、硫脲、丹宁酸、香豆素等诱发实验动物肿瘤的报告,由于研究很不深入,资料又少,或有明显的不同意见,此外就不作介绍。

31.3 食物中的癌瘤阻断剂

近年来很注意研究食物中的致癌阴断剂。一些营养素是阻断剂,如维生素A及C等已在前面讨论过,现仅就非营养素的阻断剂略加讨论。

流行病学调查发现摄入蔬菜,尤其是十字花科蔬菜与癌瘤发生率为负的关系,尤其与消化道肿瘤。Wattenberg和Loub研究了自然存在于十字花科蔬菜中(如洋白菜、花椰菜、布鱼塞尔芽甘蓝、菜花等)的吲哚-3-甲醇,3,3′-二吲哚甲烷吲哚-3-乙腈以及含量较少的吲哚-3-乙醛是否有阻断多环芳烃——苯并芘及7,12二甲基苯并蒽(DMBA)诱发肿瘤发大鼠乳腺肿瘤的作用,吲哚-3-乙腈无作用。而吲哚-3-甲醇,3,3′-二吲哚甲烷及吲哚-3-乙醛有阻断DMBA诱发大鼠乳腺肿瘤的作用,吲哚-3-乙腈无作用。而吲哚-3-甲醇,3,3′-二吲哚甲烷及吲哚-3-乙腈加到饲料中能阻断苯并芘诱发的前胃肿瘤。其机理可能与增强芳烃化酶活性有关。

Wattenberg还观察了某些阻断剂对7,12二甲基苯并蒽(DMBA)诱发大鼠乳腺癌的作用。在服DMBA的2、4或24小时前或4小时后口服阻断剂。结果说明在服DMBA前4小时服异硫氰酸苄酯,或硫氰酸苄酯或异硫氰酸苯乙基酯的大鼠患乳腺肿瘤动物百分数或是每只动物肿瘤数都明显低于对照(P<0.001)。

小鼠实验也证明异硫氰酸苄酯完全阻断了苯并芘诱发的小鼠前胃肿瘤,也明显减少DMBA诱发的小鼠前胃肿瘤(P<0.01)。异硫氰酸苯乙基酯也有明显作用。此外,此二种化合物还明显减少了DMBA诱发的肺肿瘤(P<0.01或0.001)。它们的作用机理尚不明。

Wattenbery等还试验了18种合成的酚类对苯并芘诱发小鼠前胃肿瘤的阻断作用。结果表明丁基羟基茴香醚(BHA)及对甲氧基酚的阻断作用最强。当对照组100%有肿瘤,而对甲氧基酚组只有65%;前者每鼠平均有肿瘤5.8±0.5。后者为1.3±0.3(P<0.01)。BHA的试验,对照组94%有肿瘤,BHA组为60%或79%,每鼠平均肿瘤数对照组为4.2±0.6,BHA组为1.1±0.3(P<0.01)或2.3±0.5(P<0.05)。除此之外,3,5-二叔丁基邻苯二酚也有较强阻断作用。肉桂酸的酚类衍生物,如邻羟基肉桂酸、3,4二羟基肉桂酸(咖啡酸)及4-羟基-3-甲氧基肉桂酸(阿魏酸)也都有阻断作用。

宋圃菊等还发现我国特产猕猴桃中含能阻断亚硝胺形成的物质,其作用比已知的阻断剂维生素C的作用强。刘近周等发现大蒜也有此作用。

在动物实验中证实有阻断致癌作用的化学物质是否一定立即可应用于人类,这是尚须研究的问题,因为有的化学物质有副作用。

31.4 食品烹调加工与致癌物

食品从生产、储存、运输到销售过程中要接触各种设备、工具、容器及包装材料等,这整个过程可能受到致癌物污染,所以应该采取相应措施预防。

有些诱癌物质是在加工烹调过程中形成的,如前述的亚硝基化合物;有些既与加工过程有关,又与加工方法有关。如苯并芘及其它多环芳烃与加工温度和是否经烟熏而影响食品中的含量。

美国与西欧的胃癌发病率近年来稳步下降,有作者认为与生产加工过程、冷藏及家用冰箱普及有关。用低温冷藏可减少胺类,亚硝酸盐及亚硝基化合物形成。

1977年Nagao及Sugimura等首先发现肉或鱼经高温加热烧焦的表面有很强的致突变性。如牛肉排的致突变性相当于每kg含45 00 mg的苯并芘,而实际熏制的牛肉排中每kg只含8mg以下。其后又经一些作者进行了系统的研究,还发现蛋、奶、动物内脏、干酪和豆腐等经高温烹调都可产生致突变物。目前普遍认为人体的癌瘤即为一种突变,所以高温烹调产生强致突变物,其实质即为致癌物。

一些研究进一步证明这些强致突变物系由蛋白质、氨基酸热解产生的。常见的氨基酸中色氨酸热解产生的物质致突变性最强。经纯化发现这是过去未曾报告过的色氨酸热解物,而命名为“色氨酸热解物-1”(Trp-P-1)及“色氨酸热解物-2”(Trp-P-2)。同样也命名“谷氨酸热解物-1”(Glu-P-1),“谷氨酸热解物-2”(Glu-P-2)、“赖氨酸热解物-1”(Lys-P-1)、“苯丙氨酸热解物1”(Phe-P-1)。当大豆球蛋白热解时可产生两个致突变物,也是过去未曾鉴定过的,分别命名为2-氨基-9H-吡啶并吲哚及-2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并吲哚,它们的简称分别为AaC及MeAaC。

最近已有人进行这些热解产物的动物诱癌实验。给大鼠含0.2%的色氨酸热解物,可发现肝癌前病变及肿瘤结节。如给地鼠每周一次皮下注射1.5mg色氨酸热解物-1,1,20周后则诱发肉瘤。饲喂小鼠含0.02%色所酸热解物-1,或色氨酸热解物-2的饲料,可诱发肝癌,其中还有的可转移到肺。谷氨酸热解物-1及-2,大豆球蛋白热解物AaC及MeAaC也可诱发小鼠肝肺瘤,有的可能诱发肝血管内皮瘤或肝血管内皮肉瘤。当然这些都是指烧焦烧糊的肉、鱼、大豆的表面或是氨基酸和蛋白质在250℃以上高温热解产物,而正常烹调,没有烧焦的食品中并不一定有这类的致癌物。不过最近有人研究的结果认为食品在较低温度的褐变反应(即食品在加热烧烤时食品颜色变成棕褐色的过程)也可能形成致突变物。这一工作尚在继续研究中。

31.5 癌瘤病人的营养代谢改变

癌瘤病人,尤其是晚期癌瘤病人最重要的共同症状是恶液质,并出现以下营养与代谢问题。

31.5.1 食欲缺乏或低下

食欲缺乏若食欲低下可在肿瘤早期症状或在肿瘤生长或扩散时出现。肿瘤生长影响病人的营养状况,因为吸收降低,低血糖,氨基酸不平衡,和丘脑下部(调节食欲及饱足感)生理机能受干扰。丘脑下部的低分子肽也影响脑功能,所以肽、核苷酸以及其他低分子量代谢物可能地肿瘤病人的食欲缺乏起作用。这些物质也可作用于中枢神经系统的感觉及反应细胞而发生无食欲。

动物在肿瘤生长的很早阶段就可发生无食欲。这些动物在恶液质出现前即表现对食物的食欲反应受损,昼间活动和饲喂形式改变。肿瘤仅为人体重0.01%时,每天食物摄入量即开始下降。当肿瘤为人体重3~5%时,即出一现明显恶液质,当肿瘤扩散或复发时,约15%的肿瘤病人有明显食欲缺乏,25%在一顿饭开始有饥饿感,但很快就感到饱了。无食欲导致体重下降,就使病人虚弱及发生继发的合并症,例如无力、褥疮、溃疡、体液和电解质异常,对感染的低抗力降低,对食物更无兴趣。医生、护士、营养师必须对无食欲给以特别注意,尽一切努力帮助病人克服。酒也可能是个较好的食欲促进剂。

31.5.2 味觉改变

病人用5-氟尿嘧啶治疗时,甜感觉阈提高,结束治疗后又降低。肿瘤病人对苦味阈降低,这也许是厌恶肉的原因。肉的苦味可能由于肉中有很少量的氨基酸,而无肿瘤的人是感觉不出的。锌缺乏可使味觉改变,这也可能是肿瘤病人味觉减退的另一个可能原因。味觉不正常的肿瘤病人失体重的发生率比正常者高。

31.5.3 代谢改变

一些患恶性肿瘤病人的基础代谢率约增加10%。蛋白质代谢亦受到干扰。开始时肿瘤消耗周围组织,后来造成低白蛋白血症。有一报告称肿瘤病人血白蛋白为29g·L-1(正常成人为40g·L-1),肿瘤扩散的病人较局限者更低。这可能是由于蛋白质合成降低,丢失又很多。

有效的肿瘤治疗能使正常组织内可有氮储留。当肿瘤退化时,甚至可使肿瘤的氮参与体内组织中去。

31.5.4 肿瘤治疗的营养失调

表31-4 总结了由于治疗(放射治疗、外科手术及药物治疗)所造成的营养问题。

表31-4 由于肿瘤治疗的副作用可形成的营养问题

放射治疗:
恶心、呕吐及影响食欲、造成无食欲
丧失味觉及咽下困难,粘膜炎
牙齿问题及口腔干燥
梗阻
腹泻、肠道受损吸收降低、急性肠炎
手术治疗:
由于口腔咽喉切除术所致的咀嚼及吞咽困难,依赖管饲
由于胃肠道部分切除术所致的吸收不良
由于胃切除术所致的倾倒综合征
由于胃切除术所致的低血糖
由于回肠和结肠造口术干扰水及电解质不平衡
由于胰切除所致糖尿病
化学治疗:
激素治疗所致体液及电解质不平衡
抗代谢剂及其他制剂所致胃肠道损伤
抗代谢剂及其他制剂所致无食欲、恶心、呕吐
由药物所致贫血

治疗所引起心理及心理作用加重了这些问题。

(1)放射治疗小肠细胞对放射的敏感性仅次于骨髓,腹部照射可造成对小肠的广泛损伤,可造成腹泻、脂肪痢、吸收不良和梗阻。放射治疗还可造成恶心与呕吐。

口腔咽喉部放疗能破坏味觉而成为“口盲(mouth blindness)”。降低唾液分泌使咀嚼时不舒服。其他不良副作用有粘膜炎、龋齿,进行性牙周病及放射性骨坏死。

成人肝脏对放谢治疗有抵抗力,但儿童肝脏对放射很敏感,接受长时间放射治疗须考虑由于肝功能低下或干扰而造成的营养不良。

(2)外科手术头颈部的根治术常干扰咀嚼及吞咽,可能需要长时间的管饲。胃肠道的不同部位的切除术可造成倾例综合征及不同程度的吸收不良。如不给以注意及营养治疗,此综合征可造成营养不良,恶液质,十分不适。

肠的大部切除术,只剩下3英尺或以下时可造成相当严重的长时间临床问题,难以维持适宜营养及水和电解质平衡。对正常人及已切除小肠的人的研究指出,除维生素B12外,如手术后至少留下100cm(40in)则所有营养素可被吸收。如切去可调节小肠内容物通过的回盲瓣,则造成腹泻及影响水和电解质吸收。

胰脏切除,由于无胰腺消化酶而形成消化及吸收不良,由于胰岛素及其他激素分泌减少而形成糖尿病。

(3)化学治疗化学药物可造成恶心、呕吐、无食欲、营养不良、腹泻及胃炎(表31-3)。

31 -3 肿瘤化学治疗药影响饮食的副作用

药物 胃炎 恶心 呕吐 腹泻 口腔溃疡 便秘 龈炎 金属味 长时间无食欲 腹疼 舌炎 食欲缺之 其他
放射菌素D + + + + + + 肝功能不良
博来霉素 + + + +
环磷酰胺 + + + 味觉改变
阿糖胞甙 + + + + +
阿霉素 + + + +
5-氟尿嘧啶 + + + + + + +
羟脲 + + + + + +
左旋溶肉瘤素 + + + +
6-巯基嘌呤 + + + + + 肝功能不良
氮芥 + + + +
氨甲喋呤 + + + + + + + 肝功能不良
亚硝基脲 + + + +
长春花碱 + + + + + + +
长春新碱 + + +

叶酸拮抗剂要影响所有细胞增生快的部位,如骨髓和肠粘膜。肠改变很像口炎性腹泻(sprue)时所见,并不造成糖、脂肪、蛋白质及其他营养素吸收低下。

氟化嘧啶类,如5-氟尿嘧啶,要影响粘膜而发生胃炎及腹淀。5-氟尿嘧啶治疗结束后,对甜味阈较高的情况可恢复至正常,此现象可能说明药物本身对味觉有影响。药物的续发作用可有贫血,尿中丢失蛋白质、钙及钾。某些化疗还可导致维生素B族缺乏及神经系统失调,在化学治疗的疗程内,如病人胃肠道功能正常应给病人营养治疗。

药物破坏肿瘤细胞而使代谢产物增加,这就增加了肾脏的负担。很少药物本身对肾及膀胱都有毒。腹泻和发烧是经常伴随治疗而发生的,也增加了额外的体液的需要量。采用烷化剂治疗的病人应增加液体摄入量以预防对肾脏的损伤。如用环磷酰胺治疗的病人应每天摄入2~3L的液体以预防膀胱炎。

31.6 肿瘤病的营养治疗

是否增加肿瘤病人的蛋白质和热量摄入可改善病人情况?动物实验结果说明营养好的自发性肿瘤生长更快,而蛋白质营养低下者降低。关于人类肿瘤生长速率有很少的报告认为改善营养状况可刺激肿

■[此处缺少一些内容]■

.1 强制饮食

早期对抗由于肿瘤生长的失重措施为强制饮食。当强制饮食时病人可维持体重或增重,但强制饮食一终止,则体重丢失很快。强制饮食约对一半病人有害无利。

31.6.2 管饲

另外方法系用鼻胃管、食管造口术、胃造口术以及空肠造口术管饲。大多数病人能耐受管径适宜的喂养管,但要分散度较好的流食。有的医院给碎菜泥、果泥和液体食物,这样则需较大的管子。因为味道对病人是重要的,所以需要真正的食物。

要素膳及静脉高营养也能保证癌瘤病人营养,增强病人耐受化学治疗及放射治疗能力的有效措施。请参阅本书有关章节。

31.6.3 癌瘤病人康复阶段的营养

肿瘤病人急性期过去后,仍应继续照顾直到病人完全康复致正常。如可能,病人应在两餐之间加餐,应该在许多食品中选用他们喜欢的食品来食用。医院应提供这种条件。营养师对病人选用食品应加以指导。病人间应互相鼓励多吃些食品。

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10 .刘近周等:山东医学院学报23 (2):31 ,19 85

32 营养与感染和免疫

虽然很早以前在某些贫穷地区工作的医生就已经认识到营养不良的人群对感染的敏感性增加,病死率也较高;改善营养和卫生条件可以减少传染病的发生。但是,只是近来对免疫系统的功能有了一定的认识后,人们才把注意力转向营养不良与免疫系统之间的关系。早期的研究工作是关于蛋白质-能量营养不良(PEM)对免疫功能的影响。近来有许多动物实验、也有个别人体观察证明单个营养素的缺乏和过多也会对免疫功能产生一定的影响。营养不良可以造成免疫器官发育不全、萎缩,对细胞免疫、体液免疫、补体功能和吞噬作用等几个方面都有重要影响。虽然营养免疫学的研究还处于早期阶段,但这方面已有很大的进展。

32.1 营养与感染之间的关系

32.1.1 营养缺乏导致对感染的敏感性增加

临床医生早已发现营养不良常与感染同时存在,表明二者是在同一生态环境下具有共同的致病因素,互为因果并起协同作用。并发的感染常是PEM儿童的首要致死原因。营养不良时,由于小肠的结构和功能发生变化,加上肠道菌群的紊乱,营养不良小儿的腹泻发病率比正常小儿高2~3倍。营养不良时常发生革兰阴性细菌的败血症,水痘容易扩散,对感染无发热反应,外伤感染后易发生坏疽而不是化脓,出麻疹时可能见不到皮疹,常合并肺炎而死亡,营养不良者的肝炎相关抗原的检出率也较高。

烧伤的患者由于渗出液中丢失大量的蛋白质,体内代谢的紊乱(高代谢),加上大面积的体表面失去表皮的屏障,常易发生感染。用完全胃肠外营养(TPN)的患者则常常由于营养素的供给不足或比例失当,或由于补充的营养素未经过肝脏,肝脏的酶未被激活而影响正常的代谢功能及出现营养不良。加之频繁地导管放置,用TPN的患者常死于合并的败血症。

32.1.2 感染加重营养不良的发展

感染常导致食欲不振,或因口咽疼痛而不愿吮吸和吞咽使进食量减少。腹泻和呕吐又加重了吸收不良。感染时分解代谢加快,尿氮、微量元素和维生素的排出都增加。感染时急性期反应物糖蛋白及免疫球蛋白的合成增加,造成不同的生理“代谢库”之间营养素的重新分配。肠道内细菌及寄生虫感染时,粪中蛋白质的丢失也增加,这些都加重了营养不良的发展。

但是也有些相反的报道,Murray(1977)总结了历史上的一些事实和一些流行病学的调查,支持禁食可抑制感染的发生,而进食可使某些感染活化的学说。例如在1914~1918年的全球性流行性感冒流行中,富人的发病率及病死率较高。当时在第二次世界大战的英国战俘营中的战俘吃得较好,而其流感的患者发病率高于其他的集中营。患神经性呕吐的病人接触传染原时发病率较正常人低。在非洲某些地区疟疾的定期暴发与其季节性营养改善有关。

因此,环境的影响和宿主因素在决定感染的严重性和敏感性方面是很复杂的;一方面临床上有很多材料证明营养缺乏与感染有协同作用,可能是营养缺乏使胸腺和其他淋巴组织萎缩、非特异性免疫和非免疫性保护机制受损。另一方面有些研究支持轻度营养不良和消瘦的状态对动物最有利,可以使动物有较长的寿命,恶性肿瘤的患病率较低,对自身免疫性疾病的敏感性较低,传染病的患病率也最低。许多调查材料证明肥胖者的寿命短。

32.2 营养不良对代谢和免疫功能的影响

营养不良和临床表现可以因其病因、营养素缺乏的程度、缺乏时间的长短、缺乏营养素的种类的不同而异。营养不良就其病因可以分为原发性,或称为外因性营养不良,是由于膳食中的营养不足或不当所致;继发性,或称内源性营养不良,是由于吸收不良、利用不当、需要增加或排出过多所引起。原发性或继发性营养不良可能同时并发。

蛋白质-能量营养不良的两种典型临床表现——恶性营养不良(Kwashiorkor)及消瘦型营养不良(Marasmus)。代表两种营养上的不平衡和营养上的不当,而不是两种不同膳食的结果;前者以水肿为特征,而后者主要表现为全身消瘦,其他表现为肝大,皮肤及头发的改变及精神状态的改变。

32.2.1 营养不良时的代谢改变

营养不良的婴儿表现为血清蛋白明显降低(成人营养不良时可能不明显),血清运铁蛋白的水平降低,有时比白蛋白降低更明显。血浆氨基酸谱也有一定变化,主要为必需氨基酸,特点是亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸(都属支链氨基酸)的水平降低,而甘氨酸高于正常水平,但这些变化与营养不良的程度没有直接相关。在禁食时,血浆中的氨基酸主要来自肌肉蛋白的分解,支链氨基酸被肌肉用来提供热能。

营养不良者的脂质代谢亦发生改变,恶性营养不良患者常有脂肪肝,主要成分为甘油三酯,血中游离脂肪酸的含量亦增加。营养不良时血糖含量低,可能与肝糖原及肌糖原的减少有关;对糖的耐量亦降低,而糖原异生作用增加。

32.2.2 营养不良时的免疫功能

大量的观察表明营养状况能左右宿主对感染的应答。一般说来,营养不良者的免疫功能低于正常。

(1)淋巴组织严重营养不良小儿的中央淋巴器官——胸腺和周围淋巴器官——脾和淋巴结的大小、重量、组织结构、细胞密度和成分都有明显的退行性改变。主要为淋巴细胞数减少。实验性营养不良动物的胞腺水,严重时甚至只有数毫克(小白鼠),有人称之为“营养性”胸腺切除。胸腺的小叶萎缩、皮质和髓质的界限不清,胸腺细胞数减少。营养不良对子宫内膙儿胸腺的发育也有重要的影响。营养不良主要损害淋巴结的副皮质胸腺依赖区,生发中心也变小,淋巴细胞数减少,浆细胞和吞噬细胞数相对增加。由于营养不良患者常有慢性反复的胃肠道感染,肠系膜淋巴结常增大。在脾动脉周围的胸腺信赖区受营养不良的影响最明显,细胞分裂减少。总的说来,营养不良对淋巴器官的胸腺信赖区的影响最大。以上现象的发病机制还不太清楚,但有人认为与营养缺乏时某些激素有变化,包括肾上腺皮质激素、肾上腺素、胰岛素和甲状腺素对有免疫功能的白细胞的影响有关。在营养不良时,血浆皮质醇的水平增加,加上血清白蛋白的减少,使大部分结合型的皮质醇释放出来,作用于组织。游离的皮质醇有使淋巴细胞溶解和免疫抑制作用。切除肾上腺的动物,蛋白质缺乏对胸腺的退行性变化的影响较小。

(2)细胞免疫功能在营养不良时,白细胞数轻度增加,但很难排队合并感染的结果;败血症常导致白细胞增多,而暴发性败血症可以抑制骨髓而导致白细胞减少。PEM患者的淋巴细胞总数及其占白细胞总数的百分比一般正常或减少,T淋巴细胞数减少,改善营养后,在其他临床表现及生代指标恢复以前,T淋巴细胞数就可显著增加。周围血液中的B淋巴细胞数在营养缺乏时一般正常或增高。从淋巴细胞亚群的分类来看,营养不良时主要为Tμ细胞(T-辅助细胞,T-helper cell)减少和祼细胞(null cell)增加。祼细胞只有极少量的Fc受体和C3受体,其功能还不太清楚;初步观察证明,在用致有丝分裂因子刺激正常T细胞时,裸细胞对T细胞的NDA合成有抑制作用。细胞免疫功能低下的病人,其裸细胞所占的百分比均较高。营养不良时Tr淋巴细胞(抑制性/细胞毒性淋巴细胞)增加。这些现象均提示T细胞的分化功能受到损害,与这些营养不忍受儿童的血清胸腺激素的活性低下有关。

临床上通常是用对抗原的皮试反应亚衡量细胞免疫功能。可以用宿主原来即已识别的抗原,如链球菌抗原(SK-SD),白色含珠菌素,结核菌素的纯蛋白衍生物(PPD)和肋腺炎病毒等。另外也可以用某些化学物质,如2,4-二硝基氯苯(DNCB),致有丝分裂因子,如植物血细胞凝集素(PHA)等。皮内注射这些制剂48~72h后如能见到硬结即为阳性。

对PPD及其他抗原的皮肤延迟型超敏反应时由三个部分组成,免疫应答的传入侧翼,即被巨噬细胞加工过的抗原对T淋巴细胞的致敏反应。免疫应答的传出侧翼的特点为当T淋巴细胞认识皮内注射的抗原时即与之起作用,产生可溶性化学介质或淋巴激活素。其最后的反应为局部皮肤对淋巴激活素的刺激所产生的炎性皮肤硬结。DNCB是作为一种半抗原,在皮肤中与蛋白质结合而引起T淋巴细胞反应。致有丝分裂因子在于诱导淋巴细胞的转化和产生淋巴因子。营养缺乏可以抑制迟延型皮肤超敏反应中的一个或几个过程。皮试有简便易行、可以重复体内反应的优点,可以在现声进行测验,但成人间的微细差别而不大可信,又因影响因素较多,如个体对化学刺激的反应差异等,都对最后的皮肤反应有影响。

(3)免疫球蛋白和抗体恶性营养不良病人的血清白蛋白含量低而消瘦型营养不良者相对正常或稍低,但不论总蛋白的含量如何,γ-球蛋白的含量相对正常或增加;主要由于营养不良经常合并感染。。用标记的蛋白质来进行研究,结果营养不良者的γ-球蛋白的合成不受影响,而合并感染时γ-球蛋白的合成增加而分解减少。随着膳食中蛋白质的进一步减少体重、血红蛋白和血清白蛋白降低,血清免疫球蛋白的合成亦减少,但抗体的应答相对受影响较少,表明蛋白质经济与合理地利用。在营养不良时免疫球蛋白的产生受影响较少,对抗体的防御机制有其重要意义。营养不良者对大多数适量抗原的抗体应答是正常的。表明B细胞的功能相对正常。

营养不良时粘膜局部的免疫功能大大降低,分泌性IgA的分泌显著减少,因而不能与肠细菌和肠毒素结合,肠屏障的效能减弱;同时其他的大分子物质,如膳食蛋白质、花粉等也可能跨越粘膜,在营养不良儿童血中常可发现对食物抗原的IgG和IgA的滴度增加。

体液免疫功能不仅依赖于对抗原应答所产生的抗体的量,并且也依赖于抗体对抗原的新和力和与抗原的结合能力。因此单独测定抗体的水平不能准确反映体液免疫状态。

(4)补体系统补体有放大免疫应答的作用,包括对调理作用,免疫附着、吞噬作用、白细胞的化学趋化作用和中和病毒作用的影响。营养不良时总补体及补体C3可能处于临界水平,是由于补体的合成速率降低。当感染引起抗原抗体结合时补体的消耗增加。

(5)吞噬细胞吞噬细胞在免疫应答的传入侧翼中的作用早已为人们所认识,在某些先天性或获得性多形核白细胞的功能缺乏者都会产生致死性感染,如在嗜中性白细胞减少症、慢性肉芽肿病、髓过氧化物酶缺乏病和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏病等。

营养不良者因常合并感染,白细胞数常增多。炎症反应一般与蓿主地感染局限化的能力有关,以及与宿主对病原处理的放大系统的能力有关。在营养不良时这些能力可能减弱。对细菌攻击的应答可能是发生坏疽而不是化脓。

(6)调理作用、吞噬和杀菌能力营养不良的儿童对已吞噬的细菌的杀菌力降低和减慢,而对细菌的吞噬作用可能正常。有趣的是营养过度和肥胖也可使多形核白细胞的杀菌力降低。

(7)溶菌酶溶菌酶可以溶解许多革兰阴性细菌的细胞壁的粘多糖,其他的细菌在接受抗体、补体、甘氨酸、螯合剂、pH变化、抗坏血酸和H2O2时也可能对溶菌酶的敏感性增加。在多形核白细胞和单核细胞中溶菌酶的浓度很高,在各种体液(包括血清、泪腺和唾液腺的分泌物)中也含有溶菌酶。营养不良时,血浆和白细胞中溶菌酶的活性降低。有感染时,白细胞中的溶菌酶参出到血浆中增多。血浆中溶菌酶的降低意味着粘膜表面的防御能力降低。

(8)铁结合蛋白血清中的运铁蛋白有抑制细菌的作用,早已为人们所知。铁结合力高度不饱和的血清可以抑制霉菌的繁殖,而地中海贫血者的铁饱和血清可以促地霉菌生长。母乳的抑菌作用与其中含有大量的乳铁蛋白有关;乳铁蛋白和运铁蛋白能与铁结合,如同时有抗体协同作用就可以抑制细菌的生长。如果使乳铁蛋白或运铁蛋白饱和,就可以消除其抑菌作用。

蛋白质-能量营养不良的患者,其血清运铁蛋白的浓度经常降低,并且与营养不良的程度相关。如在恶性蛋白质-能量营养不良患者的一般情况未改善之前补充铁,有时可能使他们合并败血症而死亡。有慢性肾盂肾炎的病人注射柠檬酸山梨醇铁可伴随尿中白细胞的排出增加。

32.3 感染对营养与代谢的影响

感染常导致代谢的平衡失调和激素内环境的失常,导致宿主抵抗力和营养状况的改变,其改变的程度与感染期的长短、感染的严重程度、病原的种类、所涉及的组织、感染前个体的营养状况和免疫功能都有很大的关系。

感染常伴随身体成分的丢失,体内贮存的营养素被迅速利用,营养素在体内再分配,即分解代谢和合成代谢过程同时发生,二者都可能造成体内某些组织的营养成分缺乏。对原来营养状况正常的人来说,轻度感染时这皯影响并不重要,但本来已处于营养缺乏边缘的儿童,感染可以使其平衡倾向于明显营养不良的一边。

32.3.1 对蛋白质代谢的影响

血浆游离氨基酸的浓度常用来作为蛋白质营养状况的评定指标之一。在感染的早期,血浆游离氨基酸的浓度降低,是由于肝细胞摄取这些氨基酸合成急性期反应物糖蛋白。同时,组织蛋白质的分解亦增加,特别是骨胳肌的蛋白质分解增加。所释放出来的氨基酸一部分被同一组织或邻近的组织利用来再合成蛋白质,一部分分解供给能量需要,剩余的氨基酸进入血液中。肝脏对所摄取的氨基酸,一条是通过生糖途径(主要是丙氨酸和谷氨酸)作为糖原异生的碳来源;另一条途径是合成急性期反应物糖蛋白。感染时血浆中的丙氨酸和谷氨酸增加,而缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸一般降低;特别是苯丙氨酸与酪氨酸的比值升高。因苯丙氨酸由骨胳肌中释出,不能为肌肉所再利用,其血中含量的增加超过肝细胞对苯丙氨本的摄取量,也可能因肝实质细胞中苯丙氨酸羟化酶和二氨蝶呤还原酶的活性受损,使血中苯丙氨酸的含量增加和酪氨酸的含量减少有关。血中苯丙氨酸的升高可影响大脑中神经递质儿茶酚胺的生物合成,可能与一些神经系统的症状有关。3-甲基组氨酸是组氨酸的类似物,是肌球蛋白和肌动蛋白的分解产物,因其不能被身体再利用,也不分解为CO2由呼气中排出,所以测定尿中3-甲基组氨酸可以作为追踪肌肉蛋白分解代谢速率的良好指标。

大多数传染病患者的肝脏中急性期反应物糖蛋白的合成增加,营养不良的患者在感染时急性期反应物糖蛋白的合成也增加,表明这种蛋白质在机体对感染的反应和生存上和重要性。此外,免疫球蛋白和对抗原非特异的宿主抵抗因子,如补体、激肽的前体和血凝系统的蛋白质的合成亦增多。这些都需要利用周围组织(主要是肌肉组织)分解的氨基酸。

32.3.2 对碳水化物代谢的影响

在急性传染病时糖原异生增加,对葡萄糖的耐量降低,胰岛素的需要量增加,血清胰高血糖素升高。由于肾上腺皮质素和生长激素的分泌增加,使糖原分解加快,造成空腹血糖升高。这是机体对能量的需要增加时的代谢反应。有些暴发性内毒素血症和病毒性肝炎的损害可以抑制糖原异生,导致低血糖。

32.3.3 对脂质代谢的影响

许多传染病,特别是革兰阴性细菌改血症时血清总脂增加,在感染初期,甘油三酯和胆固醇合成增加,加上周围组织清除脂肪的能力降低,导致血脂增高和肝细胞变态。在感染时,动员体脂以提供能量消耗的能力减低。而在非感染性禁食时,体脂被动员出来作为形成酮体的基质,而利用氨基酸来作为糖原民生和生酮作用减少。

32.3.4 对矿物质和电解质代谢的影响

感染时大多数的细胞内的矿物质如钾、镁、锌硫、磷等的丢失均与氮的丢失成正比。在感染的潜伏期时,血清铁明显减少,这与铁重分配到其他组织有关,也可能是一种保护机制,使细菌的含铁物(Siderophore)得不到铁,从而影响细菌的增殖能力。感染时血清锌的浓度也降低,锌有利于金属酶及细胞膜的形成和稳定,锌也可作为蛋白质、核酸合成的辅因子。与铁及锌相反,血清中的铜随与铜结合的铜蓝蛋白的合成与释放到血清中的含量增加而增加。

细胞外的钠离子和氯离子可以通过出汗过多、腹泻和呕吐而丢失。同时,发热可以刺激盐皮质激素的分泌,使尿钠和尿氯的排出大大减少。在暴发性败血症时,对细胞膜的毒性损害可以使钠在细胞内蓄积。中枢神经系统的感染常导致抗利尿激素的分泌,可造成稀释性低钠血症。

32.3.5 对维生素代谢的影响

在细菌和寄生虫感染时,维生素的丢失量增加,肠道的蠕虫和原虫的感染还可能导致失血和吸收不良。感染时,如原来的营养状况处于临界水平,可能表现出明显的营养缺乏症状如干眼病、夜盲、糙皮病、皮炎、脚气病和口角炎等。

32.4 单个营养素缺乏和免疫

如前所述,临床上所见到的营养不良,通常都是多种营养素同时缺乏的结果,因此很难找出个别营养素缺乏与宿主抵抗力这间的关系。可是从某些在特殊条件下,如在完全胃肠外营养的情况下的分析结果表明,单个营养素的缺乏或过多对宿主的抵抗财力物力可能有较特殊的影响。动物实验常常是探索这方面假设的唯一途径。这些研究也可以帮助我们研究蛋白质-能量营养不良、禁食、败血症和外伤所引起的复杂情况。关于单个营养素缺乏或过多及其相互之间的关系是最近研究较多的题目,其中有兴趣的是关于吡哆醇缺乏、抗坏血酸及铁的缺乏和过多、维生素E和硒的缺乏与免疫功能的关系。

32.4.1 吡哆醇缺乏与免疫功能

核酸和蛋白质的合成以及细胞的增殖都需要吡哆醇(维生素B6),因而吡哆醇缺乏对免疫系统所产生的影响比其他维生素B缺乏时的影响更为严重。

用缺乏吡哆醇的膳食并加上脱氧吡哆醇(一种吡哆醇的拮抗物)可以诱发动物的维生素B6缺乏症。在缺乏时,放射性磷掺入脾和胸腺的DNA中减少,缺乏的动物每克脾组织中的细胞数和DNA含量都较低。DL-14C-丝氨酸掺入肝、脾的RNA和DNA中都减少,8-14C-腺嘌呤及3H-胸苷的掺入亦少。表明维生素B6缺乏时总的核酸合成减少。

吡哆醇缺乏时对免疫组织的免疫功能都有影响。

(1)对淋巴组织的影响胸腺重量小,有的实验性B6缺乏动物的胸腺只有对照的1/8。脾发育不全,空斑形成细胞数少。淋巴结萎缩,周围血液中的淋巴细胞数减少。

(2)对体液免疫的影响 因维生素B6缺乏时影响核酸的合成,对细胞分裂和蛋白质的合成均不利,因而影响抗体的合成。吡哆醇缺乏时对绵羊经细胞所形成的凝集抗体减少,对白喉类毒素及流感病毒所形成的抗体少。抗体在体外与白喉毒素抗原的结合力下降。

(3)对细胞免疫的影响 维生素B6缺乏时,动物的皮肤迟延型超每反应减低,但如在缺乏期致敏而以后迅速恢复正常膳食,则动物对抗原仍有应答,表明在缺乏时免疫应答的传入侧翼或称致敏侧翼并未受影响,缺乏动物的淋巴细胞在体外试验中对PPD仍有反应性证实了这一点。

吡哆醇缺乏时,移植物的存活时间延长。因不同动物或不同个体都有组织适合性抗原,在接受异体组织后可以诱发宿主抗移植物反应。维生素B6缺乏时,宿主对移植物的耐受性增加,因而移植物存活时间延长。

维生素B6缺乏大鼠的胸导管中的淋巴细胞数减少,特别是T淋巴细胞数减少。胸导管淋巴细胞的混合淋巴细胞反应明显降低。3H-胸苷的掺入减少55%。实验性维生素B6缺乏对子宫中胎儿的免疫功能有显著的和长期的影响。

32.4.2 抗坏血酸与免疫

在所有的微量营养素中,抗坏血酸(维生素C)对宿主免疫功能的影响是前一段时期中最引人注目的题目之一。自从Pauling提出成人每天应摄入1.0g以上的抗坏血酸以来,有许多人从事这方面的研究,发现虽然用大剂量的抗坏血酸可以使感冒的症状有所减轻,病程有所缩短,但对发病率没有什么影响。有些报告认为每天服80mg抗坏血酸也可产生同样的效果。

患坏血病的动物的淋巴组织并不萎缩,周围淋巴细胞中的淋巴细胞数也正常,对抗原的体液反应虽略有减少,但亦属正常范围。用大量的抗坏血酸并不能使抗体产生发生变化。用绵羊红细胞所诱导的脾空斑形成细胞的计数并没有改变,对血清中的免疫球蛋白的含量亦无影响。

患严重坏血病的豚鼠对白喉类毒素和PPD的迟延型皮肤超敏反应减弱,经抗坏血酸治疗可以纠正。它们的淋巴细胞在体外对致有丝分裂因子有反应,也可将对PPD的敏感性转递给健康的正常动物。相反,如将健康对照动物的已致敏的淋巴细胞转输给有坏血病的豚鼠,不能引起后者产生迟延型皮肤超敏反应。有的实验表明患坏血病的豚鼠对白喉类毒素的血凝抗体滴度很高,但不能产生Arthus型皮肤超敏反应。坏血症动物的皮肤对组织胺不能产生炎症反应,移植的皮肤的存活期延长。虽然迟延型皮肤超敏反应和宿主抗移植物的反应是典型的细胞免疫功能,但坏血病时这些功能异常不能反映免疫功能低下,要能与患坏血病的动物皮肤的炎症反应能力低下有关。补充大量抗坏血酸可以使动物和人的淋巴细胞对致有丝分裂因子的反应有所增加,但在培养基中补充抗坏血酸并不能改变淋巴细胞对致有丝分裂因子的反应。

坏血病豚鼠腹腔渗出的吞噬细胞少,其吞噬功能降低,如在培养基中增加抗坏血酸,可使其功能恢复,并使其cGMP和已糖磷酸旁路的活性增加。接受皮质类固醇激素治疗的病人的嗜中性白细胞对硝基四唑兰的还原反应能力降低,口服抗坏血酸可使之恢复,但对其吞噬能力无改进。

32.4.3 铁与免疫功能

铁缺乏常与PEM同时存在,但铁缺乏作为单一营养素缺乏也比较常见。铁对免疫功能和宿主的抵抗力有比较重要的影响。铁缺乏或铁过多均可能产生不良后果。

铁对宿主的免疫功能的影响与几种因素的相互作用用关:①游离铁对微生物有促进生长的作用;②未饱和的铁结合蛋白有抑菌作用;③对免疫应答的直接作用:包括对体液免疫、细胞免疫和对吞噬作用的影响;④对非特异免疫的影响,如维持正常的上皮屏障和维持含铁酶的活性。

(1)游离铁的作用细菌在体内和体外为要达到充分地生长、繁殖和产生某些内毒素都需要适量的游离铁。在培养基中加入铁或高铁血清可以促进细菌和霉菌的生长。有些细菌可以分泌一种含铁物,而与周围的铁螯合以利细菌利用。细菌的毒力愈高,其产生含铁物的能力愈强。

(2)铁结合蛋白在细胞外液及人乳中含有两种铁结合蛋白,即运铁蛋白和乳铁蛋白的分子,有与铁结合的能力。这些铁蛋白可以从细菌的含铁物中把铁夺取过来,以限制体内细菌对铁的利用,从而达到抑制细菌生长的目的。严重的蛋白质营养不良时,血清运铁蛋白的含量减少,比总蛋白的减少更明显。如果此时用大量的铁来进行治疗,使本来已较低的血清运铁蛋白结合能力变为饱和。当铁结合能力接近饱和时,血清中的铁易被侵入的细菌的摄取,使细菌获得足够的铁而繁殖茂盛,引起宿主体内脓毒过程的发展。1970年McFarlane曾在非洲对40例恶性营养不良的小儿用抗疟药、维生素、叶酸、铁化合物和高蛋白膳食进行治疗。结果许多儿童死于败血症。他们发现在治疗两周后仍存活的小儿的血清运铁蛋白的含量为130μg·100ml-1;而死亡者仅33μg·100ml-1。此结果表明血清运铁蛋白含量低时,未结合的铁被细菌所利用,可以促进感染以致死亡。另有些报道对贫血者补充铁后使疟疾发作,或使原有的症状加重。人乳中含有乳铁蛋白,其饱和度为56~89%,如果在乳中加入的铁足以使这些乳铁蛋白饱和,则人乳大肠杆菌的抑菌作用消失。

此外,在慢性铁过多,如输知性铁沉着症者的组织内有一种分子量为1,500~5,000铁螯合物,它可以使芏兰阴性细菌摄取铁的量增加,并促进细菌的生长。

(3)缺铁对免疫器官、体液及细胞免疫功能的影响缺铁时淋巴器官的功能异常、血中的淋巴细胞数减少,线粒体空泡样变。

缺铁时血清免疫球蛋白、唾液IgA正常,对破伤风类毒素和伤寒疫苗的抗体应答正常。

缺铁时对PPD及白色念珠菌的皮肤迟延型超敏反应减弱,淋巴细胞在体外对抗原的反应亦减弱。用铁治疗后皮试反应改善,但仍低于正常,但仍低于正常;淋巴细胞在体外对抗原的反应仍无改进。在铁缺乏时巨噬细胞移动抑制因子受到显著的抑制,而治疗后改善。铁缺乏可以干预吞噬细胞的合成/或细胞内含铁金属酶的作用。含铁核糖核苷酸还原酶的活性降低可以使吞噬细胞合成髓过氧化物酶减少,以致影响这些细胞的杀菌力。

免疫功能与贫血没有关系,但铁的状况与免疫功能有关。

32.4.4 维生素A与免疫功能

实验动物缺乏维生素A一般可导致对感染的敏感性增加,抑制对抗原的抗体应答能力,以及淋巴细胞在体外对PHA、ConA(刀豆球蛋白A)及Lps(脂多糖)的反应减弱。大剂量维生素A有毒性作用,抑制炎性反应。因维生素A对维持上皮及粘膜的完整性很重要。因而补充适量维生素A有抗感染的作用是不足为怪的。

32.4.5 维生素E和硒与免疫

如补充的维生素E的量仅略高于供给量标准,人们就可以发现其对特异抗体应答、脾空斑细胞的形成、体外淋巴细胞转化、网状内皮细胞的清除能力和吞噬指数都有改进。维生素E与微量元素硒有协同作用,可能是通过对谷胱甘肽过氧化物酶系的作用。维生素E的用量过大是有害的。小鼠饲料中的硒超过1.0ppm使免疫功能下降。

32.5 感染和外伤病人的营养治疗原则

感染和外伤的病人由于食欲差、恶心和呕吐使其进食量减少,加上消化和吸收功能受到干扰使这些病人面临饥饿或半饥饿状态。由于发热、分解代谢加速,进一步消耗体内的贮存,这些病人体内氮的排出比正常禁食者多(禁食的人的代谢率低于正常人)。随着病情的恢复,代谢率和肌肉分解减慢,在临床上恢复正常后恢复氮平衡。代谢率和氮平衡的变化与感染的微生物的种类、严重程度、并发症、影响的主要器官(如肠、肾、神经系统)的不同有关。

从大量的人体观察和动物实验表明,当膳食中的热量未达到总热能需要量的一定比例以前,虽然膳食中含有适量的蛋白质仍不能维持氮平衡。正常成人每日热量的摄入如低于3780kJ(900kcal),则膳食中的蛋白质就被利用作为能量的来源。这时如增加热量摄入量就可以改善氮平衡。在任一热量水平时增加蛋白质也可以改善氮平衡。实验表明给术后病人补充足够的热量和蛋白质可以使他们维持氮平衡。

在感染和外伤时由于创伤和体细胞的分解代谢增加,造成对溶质排泄的负荷过重,因此需要维持一定的尿量。在肾功能正常情况下,每天至少需要排尿1200~1500ml。根据患者是否伴有发热、大量出汗、腹泻和呕吐,除膳食外每天至少供水1500ml,还要考虑电解质的补充。

虽然关于感染和外伤病人对维生素的实际需要量还不太清楚,病人的血清中的抗坏血酸和某些维生素B的水平显著低于正常,需要补充大量的维生素才能恢复正常水平,表明这些维生素的代谢异常,但这并不表明是生化上的缺乏现象。在营养不良的基础上发生感染常导致营养缺乏病的症状出现,这就是为什么许多临床医生给感染和外伤患者的大剂量抗坏血酸、维生素B及其他维生素的原因。Beisel(1972)按供给量标准给受感染的志愿受试者以各种维生素,其血清中的维生素A、抗坏血酸、叶酸或维生素B12的水平及其尿中的硫胺素、吡哆醇或尼克酸的排泄量都正常。

由于一般不能及时掌握患者的血及尿中的维生素的营养状况,现在一般认为对维生素A及其他脂溶性维生素采用或接近采用供给量标准,而对水溶性维生素采用双倍供给量。如果能证明这些病人原来对某些维生素吸收不良,可以增加用量。在补充维生素时应注意其成分中是否包括了各种必需的维生素,其比例是否平衡。

关于微量元素的作用逐渐引起人们的重视。能够经口进食的病人一般不致发生微量元素的缺乏,但用完全胃肠外营养的病人应考虑必需微量元素的补充。由于补充铁有促进微生物繁殖的危险,因此对伴有严重贫血的患者以办理红细胞或全血为好。

综上所述,在感染和外伤病人的膳食中,热量和蛋白质的含量应略高于正常水平。以易于消化、吸收的流食或半流食为宜,如含有牛奶、鸡蛋、瘦肉末等优质蛋白质。最好有新鲜蔬菜和水果;应避免大量脂肪,以免影响食欲。要补充足够水分,每天至少1500ml。维生素的补充要适量和平衡。由于食欲差或消化道的障碍而使进食量减少时,也可以采用管饲或完全胃肠外营养以维持正常的营养、减少病死率与加速全愈过程。

参考文献

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33 营养与烧伤

33.1 前言

烧伤是热力引起皮肤或其它组织的损害。面积大,深度多的严重烧伤,可引起全身一系列的生理紊乱,如神经、内分泌、呼吸、排泄系统;各主要脏器的功能与代谢以及免疫反应都发生变化。由于烧伤是一种全身性损害的创伤,在临床过程中,可能发生感染、毒血症败血症及其它严重并发症,病程甚为复杂,所以又称为“烧伤病”。

近年对烧伤后的全身反应及其临床重要性加深了认识。烧伤后长时间的负氮平衡,体内营养物质的严重损耗,以及上述一系列的生理紊乱,使营养在整个烧伤的临床过程中,起着极为重要的作用。

33.2 烧伤的代谢反应

烧伤后,在蛋白质、糖类及脂肪代谢方面出现一系列复杂的变化。早期研究创伤及烧伤后发生代谢改变的是Cuthbertson,他在40多年前即将创伤后的代谢变化分为两个阶段,提出早期的反应为短时间的基础代谢下降,称为代谢低潮期(在伤后1~2天内出现),继之出现较长时间的高潮期(从伤后第三天起可长达数周至数月),称为代谢旺盛阶段(或高潮期)。目前对于代谢旺盛阶段的存在已经证实,主要是分解代谢增强,产热和氧耗增加,蛋白质过度分解以及由于肌肉、脂肪和水分减少,体重下降一系列变化。近年的研究表明:烧伤后出现的代谢变化,一方面是糖原异生过程加速;另一方面是出现细胞代谢的紊乱,烧伤后机体组织破坏极为严重;长时间的负氮平衡,能量和蛋白质、脂肪、糖类等物质的储备严重损耗,使机体处于急性营养不良状态,以致严重影响烧伤创面愈合及康复过程。

33.2.1 热能代谢

近年着重研究了体内能量的产生。体温反映人体内热量产生和丢失间的平衡,并受丘脑下部体温调节中枢的控制。Stoner等人研究了大鼠双后肢烫伤后的代谢改变,在室温20℃的情况下,大鼠的产热能力受到抑制,在濒死的动物中,体温迅速下降到32℃或更低。此种情况可能持续数小时甚至24小时。在这段时间内,血内葡萄糖及乳酸盐增加,并出现脂肪分解。由于三羧酸循环的部分中断,导致葡萄糖及丙酮酸盐氧化不全。根据上述观察结果,可以认为:大鼠烧伤后出现代谢低潮期与中枢体温调节受到损害有关,至于出现的一些生化改变是属于继发的。

烧伤后代谢如何由低潮期转入旺盛阶段尚不了解。关于烧伤后人体内是否出现代谢低潮期,目前亦不能肯定。但临床上可见到烧伤后2~3日出现代谢旺盛阶段;代谢方面变为过度产热和氧耗增加,同时有心动过速和发烧,这种情况持续时间的长短与烧伤的严重程度有关。严重烧伤病人体温可在38~40℃之间,心率120+·min-1,可持续数月。大面积Ⅲ度烧伤时,代谢可增加50~100%。代谢率随烧伤面积增加而直线上升(表33-1)。代谢率也随伤后时间而变化,大约在伤后6~10天达到高峰,随着创面愈合或感染消退而下降到基础水平。在代谢增加的同时,病人出现体重减轻,脂肪动用与蛋白质分解代谢增加,并由尿内排出非蛋白氮。目前,认为过度产生的热量,有80%来自脂肪组织,15~20%来自蛋白质。

表33-1 烧伤面积和代谢率增高的关系

烧伤面积(%) 10 20 30 40 50 60
代谢率增高大于正常(%) 28 54 70 85 93 98

Wilmore观察到烧伤病人的平均体温和皮肤温度都高于正常。因此比正常人的蒸发散热多。目前大面积烧伤病人多采用暴露疗法,容易散失热量,如果室温低,热量丢失更多。

一些研究表明,造成过度产热的原因有多种;细菌感染能使代谢增加,在烧伤病人中,由烧伤创面上蒸发的水分也是丢失热量的重要原因。烧伤病人每小时蒸发丢失水分

(ml)=(25+体表烧伤面积%)×体表面积(m2

当皮肤温度在32℃时,蒸发每升水分需要产生2419kJ(kcal),才能保持体温不致下降。但Wilmore认为烧伤病人的蒸发失水并不是高代谢反应的主要因素,而是与产热增高和内源代谢活动的重调有关(2),即下视丘的体温调节点重新调整至较高水平。烧伤后儿茶酚胺增高,代谢率和儿茶酚胺呈直线关系。寒冷、感染都可增加儿茶酚的分泌,使高代谢进一步加强。有人提出:提高周围环境的温度可以降低体内蛋白质及脂肪的分解代谢,并减少尿内儿茶酚胺的排出,但需进一步研究加以证明。

33.2.2 蛋白质代谢

19 29 年Cuthbertson等发现骨折及其它组织损伤后,尿内的氮含量增加(表33 .2),这种分解代谢反应与创伤的严重程度成正比。

表33-2 创伤、烧伤或疾病对氮丢失的影响

创伤、烧伤或疾病 负氮平衡 分解代谢期(天数)
总量(g) 平均每日量(g)
阑尾炎 26 2.2 12
骨切开术 32 2.3 14
肱骨骨析 98 3.4 29
股骨骨折 124 3.0 41
烧伤 200 4.5 44

一些作者观察到烧伤后第二日尿内氮排出量增加,并持续数日,甚至数周。尿内丢失的氮每日可达28~45g。Soroff等研究中等烧伤的分解代谢可持续30天,分解的蛋白质累积数可达12kg。同时有磷、钙、钾、镁、锌及硫的丢失。通过测定排出的硫和磷与排出氮的比例,说明当时发生的分解代谢涉及全身组织,特别是肌肉。尿中排出大量钾也证明了此点。烧伤病人出现肌酸尿,表明肌肉发生分解,但心、肝、肾及其它器官不受这方面的影响。有人报告在烧伤病人尿中发现氨基酸,这种现象表明体内的氮丢失来自蛋白质的分解。Nardi在烧伤病人的尿中发现的氨基酸达10种之多,其中包含一些非必需氮基酸,如组氨酸、酪氨酸、谷氨酸及天门冬氨酸。此外,一些在正常情况下存于尿中的丙氨酸、甘氨酸及赖氨酸等在含量上也有都有增加。氨基酸尿持续到烧伤创面愈合为止。这种情况与尿氮丢失增加同时存在,有时甚至为时更长。这可能是肾小管重吸收功发生障碍,因而使氨基酸得以排出。

从烧伤创面还可丢失相当的数量的氮。面积达1/3的深度烧伤人,创面渗出液丢失的氮量占总丢失量的10~20%。而大面积深度烧伤病人丢失的氮可达总量的20~30%。

烧伤病人由于蛋白质的分解和尿氮增加,以致机体的损失氮是极其严重的。根据北京积水潭医院的资料(1960年),烧伤病人尿氮排出量与烧伤面积、深度万正比,病人发生负氮平衡。每次手术切痂、植皮及并发败血症时,尿内氮排出量显著增高(图33-1及33-2)。合并败血症时,尿内氮排出量高达60.5g。烧伤病人尿氮排出量受手术、严重感染以及全身情况的影响。

烧伤总面积54/Ⅲ°20%烧伤后手术及发生并发症时尿氮排出量变化

图33-1 烧伤总面积54/Ⅲ°20%烧伤后手术及发生并发症时尿氮排出量变化。

烧伤总面积86/Ⅲ°44%烧伤后每次手术及合并败血症时尿氮排出量的变化

图33-2 烧伤总面积86/Ⅲ°44%烧伤后每次手术及合并败血症时尿氮排出量的变化

近年来,烧伤治疗中采用了早期切痂植皮,消灭Ⅲ度创面、加强营养与减少消耗,使尿氮排出大为减少。如病例陈××(图33-3)早期切痂植皮,创面干燥,植皮生长好,渗出物少,高体温持续时间不长,进食佳,全身营养情况好,尿氮排出量最高为12g(伤后第12天)。表明大面积烧伤病人,及早消灭Ⅲ度创面,及时补充营养,是可以减少体内蛋白质的分解代谢。

烧伤总面积97/Ⅲ°45%尿氮排出量的变化

图33-3 烧伤总面积97/Ⅲ°45%尿氮排出量的变化

烧伤病人尿中氮的排出与病人的年龄、性别(男较女多)、体重、烧伤严重程度、伤前营养状态、感染以及蛋白质、糖类摄入多少都有一定关系。营养良好的人,体内蛋白质储备大,尿氮排出亦多。

烧伤病人由于长时间的负氮平衡,体内基础能量增加,饮食摄入减少,体重可迅速下降,烧伤愈重,体重丢失愈大。烧伤大于40%体表面积时,预测将可丢失20%的原有体重,在长时间的细菌感染后,体重可减少到原来的1/3。导致病人衰竭无力,恶液质。Soroff等揭示了体重的变化,可准确反映烧伤后数周内血浆的丢失。Newsome等观察到如不注意营养。烧伤面积>40%的病人二个月后将丢失入院时体重的22%。体内蛋白质丢失1/4~1/3,即有生命危险(相当于丢当40~50%体重)。故控制体重丢失在10%以下,是对病人加强营养支持的重要界限。增加膳食蛋白质和热能,可明显地改善负氮平衡和降低组织消耗。增加糖类可以减少氮的丢失。

在分解代谢阶段过去后,尿内氮排出减少到正常量以下,氮排出<氮摄入,氮在体内潴留,使蛋白质的合成和组织修复得以顺利进行。在一段时间内这种合成代谢非常活跃,甚至局部蛋白质分解的产物也重加利用作为组织修复之需。

关于烧伤后氮代谢改变的发生机制,目前对于这个问题的各方面还不十分了解。在尿内氮排出量增多的同时,肾上腺皮质类固醇(主要是糖皮质激素)的分泌和排出均?

■[此处缺少一些内容]■

00g以上。早期切痂也丢失大量可动用脂肪而使存脂减少。

早在1939年Christophe曾发现烧伤后病人有脂血症。近年,Harvengt研究了大面积烧伤但未经治疗的家兔血脂的变化,发现烧伤6h以后血浆总脂含量(甘油三酯)急剧上升,达正常值的7~8倍。血浆游离脂肪酸与总胆固醇水平也上升,在2日内恢复正常。烧伤后头12h内血浆磷脂减少,以后回升并可超过正常水平。Harvengt还发现在上述烧伤家兔中,如输给适量的右旋糖酐75或血清白蛋白,可推迟脂血症的出现(注射后24h才出现)。但输盐水则无此种效果。由于输给胶体溶液后,可以防止出现脂血症,血浆胶体渗透压下降似乎能促进脂血症的发生。

烧伤的水肿液中含有甘油三酯、胆固醇、磷脂及未酯化脂肪酸等。烧伤部位流出的淋巴液中亦含有较多的上述脂类。

脂肪代谢受多种激素及交感神经活动的调节,儿茶酚胺、甲状腺素、胰高血糖素及皮质激素均可促进组织内甘油三酯分解为甘油及脂肪酸(脂解),胰岛素及前列腺素则可抑止脂解。

Dolecek等及Birke等观察到烧伤病人血浆内未酯化脂肪酸水平上升。烧伤后未酯化脂肪酸的含量增加,数日后开始下降。烧伤面积愈大,这种变化也愈大。作者计算,未酯化脂肪酸的增加表明脂肪代谢转换高于正常,约相当于每日8400~12600kJ(2000~3000kcal)。

在兔的实验中,Harvengt也发现烧伤后血浆未酯化脂肪酸迅速上升,烧伤后第三日可达正常的4倍,其中相当大一部分进入肝脏。病理检查可见到肝细胞内有明显的脂类聚积。这与死于烧伤的病人,尸检时经常能见到脂肪肝是相符的。他认为这是烧伤时存脂动员到肝内的改变。Carlsor认为,肝内出现大量脂肪,可能是由于动员的脂肪酸在数量上超过了代谢的需要,他提出给病人静脉输注脂肪乳剂以补充膳食脂肪的摄入,或使病人处于温暖干燥的环境内以降低氧耗。这些治疗手段,可以减少未酯化脂肪酸增加的程度。

烧伤后脂类成为体内的主要燃料。Kinney提出,应激病人产生的热能80~85%来自脂类的氧化。但烧伤后,很少发生酮血症或酮尿症,表明脂类的氧化并未受到阻碍。

33.2.4 糖类代谢

1877年Claude Bernard观察到出血性休克后可以发生高血糖。近年来的研究表明:创伤、烧伤及其它应激状态时,肾上腺素分泌可诱发血糖的迅速升高。有时血糖过高可持续一段较长的时间,偶尔还可能复发。这种反应在烧伤病人中较为常见,而且也较为严重。大面积烧伤病人中有半数于伤于2h内出现高糖血症。烧伤早期也出现乳酸增多的酸血症(同时也有程度较轻的丙酮酸增加)。烧伤早期发生的血糖增加,其来源为肝内的糖原,在肝脏排出葡萄糖的同时,肝静脉血内钾离子含量增加,虽然肌肉内的糖原不直接分解为葡萄糖,但血内增加的葡萄糖是肌糖原通过无氧代谢分解为乳酸而来的。这部分乳酸经血液进入肝脏,于是产生了乳酸增多的酸血症。

肝内糖原含量与病人的营养状态,烧伤后时间的长短,肾上腺素引起的糖原分解与糖原异生之间的平衡变化都有关系。

烧伤后糖代谢的变化受肾上腺素、肾上腺皮质激素与胰高血糖素的影响。在烧伤的应激状态下,肾上腺皮质激素,儿茶酚胺及致糖尿激素的分泌都有增加,促进了糖原异生。胰岛素对肝脏糖原异生的抑制作用受到阻抑。严重烧伤时胰岛素与胰高血糖素之比值(I/G),较低,恢复后升高。交感神经、儿茶酚胺均可刺激胰高血糖素分泌,抑制胰岛素的分泌,造成高血糖和胰岛素抵抗等一系列变化,导致蛋白质分解代谢及糖原异生。从图33.4中可以看出:创伤后组织蛋白质发生分解,释出氨基酸进入肝脏进行脱氨基,形成的酮酸可转变成葡萄糖、脂肪或氧化供能;另一方面脂肪分解成为脂肪酸及甘油,甘油在肝内转化为丙酮酸,再合成葡萄糖或进入三羧酸循环中的有氧代谢。

创伤后碳水化物代谢变化图解

图33-4 创伤后碳水化物代谢变化图解

粗箭头表示分解增加,虚线箭头表示功能可能发生障碍。

Kinney发现,严重损伤病人的葡萄糖代谢和氧化均较正常时加速一倍,血糖水平上升,病人卧床休息时的CO2排出较正常时增加70%。通过计算发现,由脱氨基的氨基酸和脂肪分解形成的甘油产生的葡萄糖以及静脉输入的葡萄糖仅占这些病人体内合成的葡萄糖的60%,这就提出了关于糖原异生还有其它途径的问题。后来又发现,感染在造成葡萄糖代谢增加方面占很重要的地位。在没有感染时,葡萄糖的代谢和氧化基本接近正常。证明组织的严重消耗并不是糖代谢某些方面发生异常的原因。Kinney认为;烧伤后糖原异生加速的目的是为了给体内某些合成与代谢过程提供能理。例如,提供脑组织所需的葡萄糖。

不少烧伤病人都有糖耐量降低。糖耐量降低的发病机制看来是与肝脏内和细胞内出现胰岛素抵抗有关。胰岛素是体内促进合成代谢的主要内分泌激素。肾上腺皮质激素可以抑制葡萄糖酵解,促进糖原异生;肾上腺可以使体内的糖原储备减少,促进高糖血症的发生,并引起脂解。致糖尿激素可以促进糖原分解及糖原异生并抑制组织对葡萄糖的利用。而胰岛素则具有与上述激素相反的作用。

某些烧伤病人于伤后早期或二周内出现高糖血症,并可持续一段时间,但尿中没有酮体。证明在某些病例中,高糖血症肯定与烧伤有关。这种情况称为“烧伤假糖尿病”或“烧伤应激性糖尿病”。有时可能很严重;甚至造成死亡。

为了补偿烧伤后体内过度的分解代谢,常常令病人进食高热量和高糖的食物,每日16800kJ(4000kcal),也可能产生不良后果。由于多数烧伤病人胰岛素均有不同程度的耐受性,单纯的糖原异生并不能使血糖上升到如此高的水平。不少病例只有用高糖的摄入来解释体内大量葡萄糖的排出。摄入过多的糖可能导致胰腺功能障碍。在发生高糖血症的烧伤病人的胰腺病理检查中,发现了胰岛细胞有受损害的表现。但根据胰岛细胞的核分裂象来看,这种损害是可逆的。烧伤后存活的病人中不再出现糖尿症也证明了此点。

33.2.5 酸碱平衡紊乱

烧伤后常见的酸碱平衡紊乱是代谢性酸中毒、呼吸性酸中毒和急性缺钾性碱中毒。

(1)代谢性酸中毒人体内能量的产生来自体内的生物氧休。人体在生物氧化过程,不断释出氢离子,二氧化碳及其它酸性物质。但大面积烧伤后,休克、感染等均可使三羧酸循环运行障碍,使糖、蛋白质及脂肪氧化不全,产生的乳酸、丙酮酸、酮体等酸性物质在体内聚积,造成代谢性酸中毒(pH<7.2)。代谢性酸中毒的临床症状是:周围血管扩张、口唇樱红、软弱、思睡、头痛、恶心、呕吐、尿少、出汗、视神经乳头水肿、神志恍惚,昏迷、呼吸深而有力。

代谢性酸中毒多见于严重烧伤的早期。主要原因是:①低血容量、血管收缩、血液浓缩、细胞凝集、微血栓形成等原因,以致细胞缺氧,产生无氧酵解,结果乳酸、丙酮酸、磷酸等酸性物质增多;②严重烧伤后由于有效血循环量不足,心输出量下降,血压偏低,醛固酮增加,排尿量减少,酸性代谢产物不能迅速从肾脏排出,因而体内酸性代谢产物积聚;③早期输入过多的偏酸性溶液,碳酸氢钠补入不足;④严重感染,饥饿,肝、肾功能不全;⑤严重烧伤早期肺功能不好,引起呼吸不畅,产生低氧血症,因缺氧而产生酸性代谢产物聚积。

(2)呼吸性酸中毒严重烧伤往往因呼吸道梗阻和严重肺部并发症引起呼吸不畅,同时二氧化碳聚积引起呼吸性酸中毒。此外,因麻醉或其它药物也可引起呼吸抑制,并发脑水肿、感染等以使呼吸减慢,均可引起呼吸性酸中毒。

(3)急性缺钾性碱中毒急性缺钾时,细胞内钾离子渗出,细胞外的钠离子及氢离子进入细胞内,细胞外液中的氢离子浓度降低,pH值上升形成碱中毒(pH>7.5)。碱中毒的临床症状是:周围血管收缩、头痛、恶心、呕吐、感觉异常、手足搐搦、呼吸浅弱。当烧伤后血清钾离子浓度下降,临床上出现碱中毒症状时,纠正的办法是补钾离子,而不是补给酸性药物。

33.3 烧伤对内脏功能的影响

33.3.1 对神经内分泌的影响

严重烧伤后,中枢神经、自主神经、内分泌系统功能破坏或失调,“内环境”的稳定遭到了破坏。在应激状态下,交感神经-肾上腺髓质系统受到刺激,以致在烧伤后,儿茶酚胺、肾上腺皮质激素、醛固酮、垂体后叶分泌的抗利尿激素、垂体前叶生长激素的量均有增加。

儿体酚胺对心血管有强烈的作用,过多时可造成内脏缺氧,缺氧使乳酸增多,产生代谢性酸中毒。由于缺氧组织中还原型辅酶Ⅰ和Ⅱ(NADH、NADPH)增多,CO2减少,这都能抑制三羧酸循环,糖原异生和糖酵解。因此,使整个能量代谢受到破坏。儿茶酚胺排出量的增多与烧伤严重程度呈平行关系。在整个烧伤病程中,手术切痂、植皮以及严重的全身感染(败血症),增可置机体于应激状态下,使儿茶酚胺的排出量再度增加。

在严重烧伤后肾上腺皮质激素的分泌功能立即亢进。当病情好转时,分泌功能即可恢复正常。在休克、手术或败血症过程中,肾上腺皮质功能又可能重新处于亢进状态。

醛固酮的增加见于烧伤体液渗出期,是烧伤后应激反应的表现。它的增加可促使钠潴留(促进远端肾小管将钠离子重吸收)与钾排泄。

抗利尿激素(ADH)的主要作用是维持机体细胞外液渗透压的相对稳定,伤后它的分泌增加是机体的自卫反应。并因此可引起伤后早期发生少尿或无尿。此外,血容量下降时也可引起ADH的分泌,以致发生少尿或无尿。

烧伤及其它应激情况,均可引起垂体前叶生长激素的分泌增加。受伤后8~10天,在康复期合成代谢时,血液中有高浓度的生长激素。生长激素可增强氮和钾的潴留。烧伤体克期后,尤其是康复期临床上使用苯丙酸诺龙注射剂(Injection Anoroloni Phenylpropion-atis)、或康力龙片(Tabeiiae Stanozololi)等蛋白质合成激素,可促进蛋白质合成。使肌肉增长,体重增加,同时减蛋白质分解,降低氮血症,并可刺激骨髓造血机能,使红细胞、白细胞增加,病人精神状态好转。

33.3.2 对造血系统的影响

严重烧伤引起周围血液和骨髓的变化,是烧伤病理生理的重要改变之一。近年来对这方面的了解有所深入。

(1)血浆蛋白的变化严重的大面积烧伤,可通过创面渗出大量蛋白质液体(平均每公斤含40~60g蛋白质),24h内血浆丢失可达血容量的50%,引起血液浓缩,白蛋白减少。通过创面渗出的白蛋白多于球蛋白,血浆蛋白比例倒置,低蛋白血症的严重程度和持续时间与烧伤面积的大小有关。广泛的全层皮肤烧伤时,当血浆蛋白含量下降到40~55g·L-1时,出现严重的持续低蛋白血症。通过计算表明,烧伤后组织分解代谢的蛋白质丢失量比从血浆内丢失的蛋白质量要大得多。

烧伤面积少于体表面积的10~15%时,血浆蛋白在一周左右即可恢复正常。但是在大面积烧伤(广泛的全层皮肤受损)中,由于从创面不断渗出血浆,可使低蛋白血症进一步加重。低蛋白血症与肝脏合成白蛋白的速率减慢也有关系,血浆白蛋白的减少甚至可以达到水肿的程度。

北京积水潭医院20例大面积烧伤病人烧伤后血浆蛋白均明显下降,以后逐渐上升(图33-5、33-6)。烧伤面积>71%的病人血浆蛋白于伤后3个月恢复至5.9g,白蛋白4.2g。烧伤总面积<70%的病人伤后3个月血浆蛋白恢复至6.6g,白蛋白4.1g。20例中血浆蛋白(A/G)倒置的,全部是烧伤总面积≥71%的病人(表33-3),伤后4个月比例始恢复正常。

表33-3 20例严重烧伤血浆蛋白比例(A/G)倒置情况分析

病例数 烧伤面积 伤后1周 2周 3周 4周 2月 3月 4月
15 71~99%
Ⅲ°40~90%
3 4 3 1 2 2 正常
5 55~70%
Ⅲ°40~70%
正常 正常 正常 正常 正常 正常 正常

该院在重度烧伤病人中,曾观察到血清IgG、IgA于烧伤后均迅速下降,IgG于一周恢复正常,IgA于伤后两周左右恢复正常,IgM波动在正常范围下限,在败血症发生前或同时,球蛋白下降与烧伤严重程度有关,烧伤愈重下降愈明显。Candor提出IgG下降与烧伤死亡率有很大关系,降低到正常的35%,是死亡的危险边界。

临床上对烧伤后的低蛋白血症,需要应用浓缩白蛋白或血浆进行治疗,同时加强营养。近年,国内外对严重烧伤病人免疫球蛋白下降,由静脉补充非特异性的免疫球蛋白,获得了较好的治疗效果。

15例(烧伤面积70~90/Ⅲ°40~90%)烧伤后血浆蛋白的变化

图33-5 15例(烧伤面积70~90/Ⅲ°40~90%)烧伤后血浆蛋白的变化

5例(烧伤面积55~70/Ⅲ°40~70%)烧伤后血浆蛋白的变化

图33-6 5例(烧伤面积55~70/Ⅲ°40~70%)烧伤后血浆蛋白的变化

(2)红细胞的变化及烧伤后贫血在烧伤后最初的2~24h内,红细胞由于热力作用的破坏而丢失,使红细胞的总数减少。在以后的36~72h内,红细胞可继续减少,丢失量较前一阶段更大。在体外,血液加热超过50℃即可导致红细胞破裂,同时形成小球形红细胞受热后的红细胞变得脆弱和易于溶解。在烧伤不久以后,有人在显微镜下观察到小球形红细胞占红细胞的5%,同时有碎裂的红细胞。

关于深夜烧伤后红细胞早期破坏的原因:①在烧伤区域的红细胞受热力的直接影响发生溶血,并立即产生血红蛋白血和血红蛋白尿;②在烧伤后的24~48h,有些红细胞受到热的损害而变形,脆性增高,终于在不长的时间内破裂;③在烧伤部位的组织的毛细血管内发生栓塞,聚积在这些扩张血管内的红细胞部分不反回血循环,引起血流停滞,造成大最红细胞丢失。

有人采用51Cr和32P标记红细胞的方法,测定烧伤病人在烧伤48h内红细胞丧失量的变化。Ⅲ度烧伤在15%以下,伤后48h不出现有临床意义的红细胞丧失。Ⅲ度15~40%,伤后6h红细胞丧失量达12%,24h为18%。少数病人在伤后6h丧失量可超过30%。Ⅲ度面积>40%者,伤后48h平均丧失量可达正常红细胞总量的40%。从而证实了红细胞的破坏与烧伤面积大小成正比(表33-4)。

表33-4 烧伤面积与红细胞的破坏率

例数 红细胞死亡率 例数 红细胞生物半衰期(平均天数)
第1天(%) 第2天(%) 第3天(%)
健康人 5 2.24 - - 健康人 5 43.2±1.9
烧伤面积10% 6 5.6 10.2 13.8 烧伤面积5~9% 6 29.2±2.8
烧伤面积10~20% 7 8.5 14.83 20.66 烧伤面积10~20% 5 21.6±2.1
烧伤面积20~50% 6 12 21.2 28.2 烧伤面积20~50% 5 13.6±1.3
烧伤面积50%以上 6 21.2 - 34.2 烧伤面积50%以上 6 5.6±0.4

烧伤后期的红细胞破坏,可见于急性感染期。红细胞破坏可能与严重感染(毒血症与败血症)而使红细胞丢失速率增快,或烧伤后造血功能紊乱有关。

严重烧伤病人常并发贫血。引起贫血的原因可能为:①热力致使红细胞破坏;②营养不良,低蛋白血症,长时间的负氮平衡;③烧伤创面不断渗血(包括红细胞),多次手术切痂与取皮而失血,深度烧伤大血管破裂;④胃和十二指肠溃疡出血;⑤细菌感染,细菌侵入体内以及胃肠粘膜的渗出;⑥烧伤后营养代谢的变化引起血红蛋白合成紊乱;⑦大量输注混合血浆引起获得性溶血;⑧药物中毒或药物的副作用等。

(3)白细胞的变化白细胞增高开始于烧伤后30min到2h内,6~48h增加达到高峰,同时中性粒细胞增多,淋巴细胞减少。伤后3天白细胞开始下降,当发生创面感染与败血症时,白细胞又再度增多。

化学烧伤(如磷吸收中毒),瓦斯爆炸(煤气含一氧化碳)和严重败血症病人可见到白细胞减少。

一般认为烧伤早期的白细胞增多是因热力引起的全身反应之一。也可能和大量体液丢失、血液浓度有关。第二次增多则由于炎症反应所致。白细胞是吞噬细胞的一种,烧伤后的感染,特别是在创面脓毒症和败血症时,白细胞发生形态上及数量与质量上的变化。严重败血症时(尤其是固紫染色阴性杆菌感染时),白细胞的数量往往下降,尤其是中性粒细胞减少,同时形态上也有变化。最常见的是在胞浆中出现中毒颗粒,空泡和白细胞呈现碎片与溶解。严重烧伤后的白细胞内碱性磷酸酶活力增高。

(4)血小板变化烧伤休克期,血小板增高是因为血液浓缩。伤后7~14天浓缩消失,血小板也下降。烧伤面积超过40~50%,血小板可降至100000/mm3。烧伤康复期创面愈合又恢复正常。烧伤后并发严重败血症时,血小板可降至1200/mm3

一般认为血小板减少是消耗的表现。动物实验揭示,烧伤早期血小板减少,是由于血小板受到破坏或积聚在烧伤焦痂附近的皮肤所致。败血症时血小板减少,根据动物实验结果,可能是因为骨髓内多核巨细胞受到抑制所致。

(5)凝血机理的变化正常时,血液凝固有赖于凝血系统和溶纤维系统之间的平衡。严重烧伤后,一般凝血过程有不同程度的增加,血液较平时容易凝固。在此基础上,加以微循环灌流量不足以致组织缺氧,血小板即有可能在微循环中凝固。与此同时,纤维蛋白溶解系统得到活化,以求得到新的平衡,但二者很难一致,故临床上发生血液凝固机制的改变。

Currei等的研究,发现血小板的数目、纤维蛋白、凝血第Ⅴ因子和第Ⅷ因子在无并发症的烧伤前10~30日内,均有显著增加。这可能与血浆纤维蛋白原含量增加有关。

播散性血管内血凝固可导致微血管堵塞,局部血液灌流量与pH值降低,因而破坏细胞膜而使细胞坏死。这不难可加重休克的过程,也可加重感染的后果。甚至可导致多发性内脏坏死。同时由于大量的凝血因子的消耗,以致引起广泛的出血倾向。

33.3.3 对胃肠功能的影响

严重烧伤后,可引起胃肠道粘膜水肿、充血、糜烂、出血、溃疡等变化。这些变化与烧伤的严重程度密切相关。烧伤早期,胃肠蠕动较差,胃液及胃酸分泌减少,胃蛋白酶、胰蛋白酶分泌量下降,都可引起消化功能的减低。病人表现食欲差、恶心、呕吐、腹胀、腹泻等症状。严重时甚至出现肠麻痹或急性胃扩张。以后,病人往往因感染、手术、麻醉以及使用多种抗菌药物而延长胃肠道的的功能紊乱。甚至并发胃及十二指肠粘膜糜烂、出血。严重的出血性糜烂可引起大量失血,甚至造成病人休克死亡。

北京积水潭医院曾对30例Ⅲ°烧伤面积50~95%成人病例作了消化机能障碍的观察和分析,结果见表33-5。

表33-5 30例消化机能障碍分析

病例/临床症状 胃扩张 腹胀气 呕吐 腹泻 潜血
30 1 9 5 10 5

从8例死亡病例的病理解剖发现5例有胃肠水肿、充血、肠粘膜脱落与淋巴细胞浸润5例潜血症人已往都无胃病史;1例死亡病人的病理解剖,见到胃粘膜有散在性的出血性糜烂,形成溃疡,并有乙状结肠出血。

严重烧伤病人并发弥温性的胃及十二指肠溃疡,一般比较表浅,呈多发性,常发生在胃小弯、胃底和十二指肠后壁。

关于烧伤后急性胃及十二指肠溃疡的发病机理尚不清楚,可能与多种因素有关。目前,多数人认为系由应激状态所引起的。但也有人持否定态度,以为此类溃疡,尚不完全与应激性溃疡相同。

33.3.4 对肝功能的影响

烧伤后机体常因循环障碍、缺氧和中毒而引起肝脏发生病理改变。

在死于烧伤的病理解剖中,可见到肝脏肿胀、充血、肝糖原减少及脂肪性变。组织切片上显示窦状隙和中心小叶静脉被血液所扩张,肝细胞索结构破坏。由于水肿Disse间隙,变得明显,细胞浆和核变性,并出现空泡。肝的中心小叶内大部分肝细胞明显坏死。在后期,有核再生的象迹,有多核的表现。一些肝细胞的有丝分裂活跃和有双核现象。根据北京积水潭医院对39例Ⅲ°烧伤面积达5~95%的死亡病例(年龄1(1/2)~78岁)的肝脏病理分析结果(表33-6),其中19例死于败血症,其余死于其它严重并发症。合并败血症时肝窦内有少数中性白细胞,汇管区有少数中性和淋巴细胞浸润,肝细胞随全身严重情况而有不同程度的变化。

临床上也可看到肝脏功能的变化,如血清胆红素水平升高,马尿酸合成减少,血清转氨酶轻度或中度上升,凝血酶元时间延长,血浆蛋白(尤其是白蛋白)下降,蛋白代谢发生障碍,有的病人早期或晚期出现黄疸。

表33-6 39例死亡的烧伤病人肝脏病理变化

脂肪浸润 肝糖原缺乏 肝细胞肿胀变性 肝窦内及汇管区有中性白细胞及淋巴细胞 其它
8例 20例 14例 11例 8例

北京积水潭医院对130例大面积烧伤病人进行了肝功能分析(其中烧伤总面积80%以上的55例,90%以上的31例,Ⅲ度超过90%的9例),其中有99例(占76%)谷丙转氨酶(GPT)活力有不同程度上升。99例中GPT500以上的有18人(占18%)。所有病人未见麝香草脑浊度试验(TTT)升高,麝香草脑絮凝试验(TFT)及澳抗均为阴性,全部病人都有低蛋白血症,并有不同程度的消化道症状。其中肝功能明显异常的病人,恢复缓慢,病程延长。

该院又对99例中并发急性肝损伤的20例特重烧伤病人的血清GPT进行观察和分析,结果这些病人在伤后数月,GPT均有不同程度的上升,说明烧伤后整个临床过程(休克期、感染期、康复期)都有可能发生肝脏损害。

分析原因:烧伤早期可能由于休克、血容量不足、肝脏缺血、缺氧而引起肝损害。感染期可能与细菌感染、负氮平衡、手术麻醉有关。康复期则可能由于长期使用多种药物与输血等的影响。另外,大面积严重电烧伤肌肉大部分坏死。可能引起黄疸,也可能引起肾功能不全。

一些学者认为:肝脏的病理变化可能会涉及各种代谢改变,并与病人持续的体重丢失相关。Sevitt认为烧伤后容易受到多种因素的影响:如休克期进食少,血容量严重减少而影响肝脏的血液,毒素吸收引起中毒,细菌感染,肌肉的分解代谢的损失,各种药物和麻醉剂的作用,手术的干扰,输血的急性危险和迟发危险,都可使肝脏遭受损害。烧伤后,并发肝损害的病人应选择氨基酸适当的高蛋白膳,并适当限制脂肪(注意供给磷脂)。糖类热量应占总热量的65~70%,热量应充足。并保证充足的维生素C、B1、B2及E。这几种维生素的量均应比正常大6~10倍。肝脏受损的病程阶段,应多给清热、利尿、消炎、解毒的食物,如:西瓜水、鸭梨汁、绿豆汤、百合汤及各种新鲜果汁。

33.3.5 对肾功能的影响

烧伤后,由于休克、水和电解质平衡失调、心力衰竭等等原因,造成有效循环血容量降低,肾血流量减少、肾小球的滤过量也随着减少,以致发生少尿或无尿,尿比重高,尿钠含量低,血尿素氮升高,但经补液及血容量恢复后,则逐渐恢复正常。

严重烧伤引起的肾脏实质损害,可发生在肾小管,也可发生在肾小球,并可引起急性肾功能衰竭。急性肾功能衰竭可在严重烧伤后的任何一个时期发生,许多病人发生在休克期。早期型的肾性肾功能衰竭与烧伤、血液或血浆丢失引起的急性血循环力学改变有关。而晚期型则与发生某种并发症而引起的循环功能改变有关(如败血症、肾脏感染等)。

烧伤并发急性肾功能衰竭,可进行腹膜透析。腹膜透析开始愈早,肾脏功能恢复愈快。如条件允许,最好及早选用血液透析。

并发急性肾功能衰竭后,应给予高糖、高维生素、无盐的膳食。热能应在8400kJ·d-1(2000kcal·d-1以上,蛋白质应限制在30g·d-1以下,给予优质蛋白质。血尿素氮在35.7mmol·L-1以下,同时进行透析治疗的病人,可不限制蛋白质的摄入量。因透析能有效地清除氮代谢的废物。少尿期不给钠盐与钾盐,多尿者应按每天尿中电解质含量,补偿每天的丢失量,并补充足量的维生素A、D、K及C。少尿期能够进食的病人,必须避免进食含钾较高的食物,如:鲜蘑菇、冬菇、马铃薯、牛肉汤等,并控制水分摄入。每天水分的补给,应按显性失水量(尿、粪、呕吐物及引流液)加不显性失水量(皮肤、呼吸及烧伤创面的水分蒸发量)减去代谢水量来计算。

33.4 烧伤的临床过程

烧伤的临床过程一般分为三期,各期之间有密切关系,互相交错,有时很难截然分开。

33.4.1 休克期

这一期病程为2~3天。烧伤愈严重,出现休克的时间也愈早,甚至伤后30min到1h即可发生。轻度烧伤病人由于机体的代偿作用,多半不发生休克。严重烧伤病人若不能平稳度过休克期,病人抵抗力降低,可能合并早期败血症、急性肾功能衰竭、消化道溃疡、出血等。严重烧伤休克期处理失当,也可能造成病人死亡。

33.4.2 感染期

这一期紧接出现于休克期后或交错在休克期内。感染分为局部感染和全身感染(败血症)。一般烧伤48h后即可发生创面感染,伤后1~2周内,烧伤创面的细菌毒素和组织分解的毒素随时都可吸收入血循环而产生毒血症。毒血症的产生与烧伤程度或创面的严重感染成正比。烧伤2~3周,感染机会多,特别是深度烧伤创面,可随时产生菌血症。当机体抵抗力降低,细菌数量多,毒力强,血中的细菌可大量繁殖而产生败血症。早期败血症可发生在伤后10天内。如创面长期不愈,病人抵抗力极度低下,败血症也可发生在伤后一个月以后。目前,浓度烧伤均采用手术疗法,早期(伤后5~7天内)进行切痂植皮,一般在2周左右将Ⅲ焦痂切完,一次可能切除焦痂的30%,以异体皮覆盖创面。浓度烧伤面积大者,要多次进行手术。手术对机体又是一个刺激,手术切痂会引起出血及机体的应激反应,如果植皮失败,创面很大,又是一个感染机会,更增加了创面处理的复杂性。因此,感染期应积极消灭Ⅲ°创面,减轻体液丢失与创面渗出,纠正代谢紊乱与水电解质失衡、负氮平衡、低蛋白血症与贫血等。同时,营养治疗也特别重要。

33.4.3 康复期

康复期的长短,主要取决于创面的浓度、感染的程度。烧伤深Ⅱ°和Ⅲ°的创面愈合。需要一个锻炼或整形过程以恢复其功能。同时,在创面愈合后,某些内脏也需要一个恢复过程。因此,康复期加强营养,继续控制感染,增加身体抵抗力是非常重要的。

33.5 烧伤的营养治疗

33.5.1 营养治疗的重要性

营养是改善病人全身情况和组织修复的物质基础。烧伤后切痂、手术出血、创面渗出、负氮平衡、感染等消耗极大;病人与细菌搏斗需要抵抗力以及创面修复、供皮区再生、植皮成活需要原科。如果各种营养素得不到充分补被给,势必使病人处于急性营养不良状态,延迟创面愈合,降低抵抗力,使感染及各种并发症更加难于预防和控制,对治疗极为不利。因此,营养治疗自始自终都是整个烧伤临床过程中的重要治疗措施之一。绝不能忽视,小儿与老人烧伤,营养尤其重要。

33.5.2 营养治疗的原则

烧伤后的营养治疗原则根据烧伤的临床赛程分为三期:

(1)休克期以清热、利尿、消炎、解毒为主。补给多种维生素,不强调蛋白质和热量,应尽量保护食欲(休克期各种膳食举例附后)。

(2)感染期应继续利尿、消炎、解毒、给以高维生素膳食。逐渐增加蛋白质及热量以补充消耗,保证供皮区再生及植皮成活率,改善负氮平衡。强调补给优质蛋白质,并占全日蛋白质补给量的70±%(感染期膳食举例附后)。

(3)康复期应给予高蛋白、高热量、高维生素、丰富而有全价营养的膳食。继续控制感染,高速免疫功能,增强抵抗力,促使迅速康复(康复期膳食举例附后)。

烧伤后各期饮食原则及营养量见表33-7。

表33-7 烧伤后各病程阶段营养治疗原则及营养量

病程 膳食原则 一日营养量 食物内容 餐次
休克期 清热、利尿、消炎、解毒,补给多种维生素,不强调蛋白质和热量,保护食欲 蛋白质10~15g 糖90~100g 热量1680~1932kJ(400~460kcal) 茶、米汤、绿豆汤、西瓜水、鸭梨汁、牛奶、冰块酸奶,维生素饮料 6~8餐
感染期 继续清热、利尿、消炎、解毒。逐渐增加蛋白质及热量,补充消耗,减轻负氮平衡,保证供皮区再生及植皮成活率 蛋白质120~200g 脂肪70~100g 糖350~450g 热量10542~14700kJ(2510~3500kcal) 各种粥、面食、鱼、虾、肉类、禽类、肝、蛋、牛奶、巧克力、各种蔬菜。食物可制成半流型或馀饭型 5~6餐
康复期 高蛋白,高热量丰富而有全价营养的膳食。继续控制感染。调整免疫功能,增加身体抵抗力 蛋白质120~220g 脂肪80~100g 糖350~450g 热量10920~15036kJ(2600~3580kcal) 各种面食、米饭、肉类、禽类、鱼、虾、牛奶、蛋类、各种蔬菜、水果 4~6餐

33.5.3 营养素的需要量

(1)热量需要严重烧伤后,由于高代谢,产热和氧耗增加。因此,对热量的需要也增加。热量的供给应根据烧伤严重程度,营养状况,体重变化,按正常需要量加上发热、感染需要量来制定。

Curreri提出:面积>50%的烧伤病人每日热量需要量为:

成人:105kJ·kg-1+168kJ×烧伤总面积(%)

8岁以下儿童:168~252kJ·kg-1+147kJ×烧伤总面积(%)

热量和氮的比例最好为420~840kJ:1gN。

按照Reiss的建议:

成人热量需要量=210~252kJ×kgd-1

儿童热量需要量=630kJ×kg·d-1

(2)蛋白质需要量 Soroff对11例Ⅲ°15%以上烧伤病人的氮平衡进行了研究。提出了当摄入14700kJ·d-1和30%热量由脂肪供给时,伤后不同时间达到氮平衡的蛋白质需要量见表33-8。

表33-8 烧伤后不同时间病人的蛋白质需要量

烧伤后天数 蛋白质需要量(g·kg体重·d-1
7~16 3.20~3.94
30~39 2.02~2.53
60~69 1.44~0.51
90~99 1.08~0.51
对照 1.05~0.71

对严重烧伤病人的蛋白质需要量,成人2~3g·kg-1·d-1,儿童6~8g·kg-1·d-1,是比较适宜的。成人每日蛋白质摄入量最好维持在120~200g之间,必须保证优质蛋白质占70±%,这对维持氮平衡极为重要。有些氨基酸对烧伤病人是特别需要的,如蛋氨酸的甲基用于合成胆碱以抗脂肪肝,蛋氨酸又可转变为半胱氨酸而有解毒作用,在肝脏中毒时有保护作用。赖氨酸与色氨酸的比例也很重要,赖/色比例以6~7:1为最好,可提高蛋白质的利用率。同时赖氨酸是蛋白质合成时最需要的氨基酸,在烧伤膳食内必须注意供给。有人建议在补充氨基酸时,应考虑苏、丝、色、酪、组、谷、甘、丙、脯氨酸和支链氨基酸,这些氨基酸对烧伤病人都很重要。

在烧伤康复期蛋白质的合成代谢非常活跃。需要多种氨基酸作为氮源。各种非必需氨基酸也应注意供给,直接从膳食内摄入这些氨基酸,比病人自己合成又经济,又迅速。

组织蛋白的合成只有在足够的热量供应时,才能顺利进行。否则蛋白质合会用来供给热能,影响蛋白质的正常功能。因此,病人必需摄入足够的热量。另外,糖的补给量不足时,氨基酸容易转变成葡萄糖(膳食中每100g蛋白质可形成葡萄糖58g)以供给燃料。必需强调的是烧伤后发生的负氮平衡、低蛋白血症及各种组织消耗,都有赖于膳食补给蛋白质加以充实。

如果烧伤后并发肾功能不良,血液中尿素异常升高,或消化功能紊乱,则应根据病情适当地减少蛋白质摄入量。

(3)糖的需要量糖可以保护心、肾、肝以及防止酸中毒与减缓脱水。同时也是热能最经济而丰富的来源。烧伤后供的糖每日可在400~600g之间(包括静脉输入的葡萄糖在内)。如果按体重计算:1982年美国烧伤学会第14次年会Stacey等建议糖的供给量最好为5mg·kg·min-1。一个60kg体重的病人按此公式计算则为432g·d-1。糖补给不足时,病人可大量消耗体内脂肪,产生代谢性酸中毒,或消耗组织蛋白而使修复困难。

给烧伤病人的葡萄糖要适量。因葡萄糖产生高渗压导致上腹不适,胃排空时间延长,糖摄入过多会引起腹胀,粪呈酸性,表现消化不良。可给病人一些淀粉类食物。静脉补给葡萄糖时,应与氯化钾、胰岛素同时输入,这样可保证葡萄糖能充分转变为糖原,又不影响体液中钾的含量。

(4)脂肪需要量脂肪摄入太多,会使食欲减退,并引起胃肠功能紊乱,对肝脏亦不利。烧伤病人一日膳食中的脂肪量,以占总热量的30%左右为宜。

选择脂肪时,应注意脂肪的消化率。选用含磷脂丰富的食物(如鸡蛋、大豆及其制品)并注意补给必需脂肪酸。有的实验研究提示:烧伤后缺乏必需脂肪酸时,肝细胞内发生结构改变,并影响血清酶的浓度升高。另外,必需脂肪酸的供给能健全红细胞膜磷脂的结构。同时,脂肪是脂溶性维生素的良好溶剂,可促进脂溶性维生素的吸收和利用。

当烧伤后并发肝脏损害,并有胃肠功能紊乱时,则应适当减少一日的膳食脂肪量。

(5)维生素需要量烧伤后维生素的吸收发生障碍,故应大剂量补充各种维生素。

缺乏维生素A、B、C均可延迟创面愈合,影响正常代谢,降低机体抵抗力。

补给烟酸可减轻烧伤后血容量的丧失和水肿。叶酸及维生素B12可刺激红细胞、白细胞及血小板的生成,对造血有显著的促进作用。

维生素E缺乏并伴有蛋白质不足时,可引起急性肝硬化。补给充足的维生素E可以防止红细胞破裂而造成的溶血。由于维生素E有抗氧化作用,可减少烧伤后疤痕的发生。

综合国内外对烧伤病人维生素的各种投给剂量,并结合我国正常人需要量列表如下:

表33-9 维生素每日需要量(成人)

维生素 正常膳食需要量 烧伤后需要量 主要功能
A 3,300IU 25,000IU 促进表皮生长与创伤愈合
D 400IU 400IU 为钙与磷正常代谢所必需
E 男15,女12mg 200mg 有抗氧化作用,防止烧伤疤痕形成缺乏可引起溶血性贫血,还可引起核酸代谢紊乱,并影响胶原代谢
K 1.0mg 合成多种凝血因子
B1 男1.5,女1.4mg 60~90mg 促进糖代谢正常。缺乏影响氮平衡,并使机体合成脂肪能力降低
B2 男1.5,女1.4mg 30~60mg 是机体许多重要辅酶的组成成分,可加速烧伤创面愈合
B6 男2.2,女2.0mg 10mg 参与氨基酸及不饱和脂肪酸的代谢,止吐
烟酸 男15,女14mg 100mg 减少烧伤后血容量的丧失及水肿
泛酸 5~10mg 20mg 是辅酶A的组成部分,与物质代谢过程中的酰化作用密切相关
叶酸 400μ 1,500mg 与核酸血红素的生物合成有密切关系
B12 3μg 400μg 促进核酸与蛋白质的合成,促进红细胞的成熟
C 60mg 600~2,000mg 促进烧伤创面愈合,加速药物代谢,减少药物毒性,增强抗感染能力

(6)无机盐和微量元素需要量

①钠盐:在严重烧伤后的休克期内,血液中纳离子下降,伤后第三天血钠逐渐正常,伤后10天左右达到平衡。也有病人发生高钠血症(高渗性脱水,败血症时)。如果病人不发生水肿及肾功能障碍,可以不限制钠盐,每日从膳食中摄入食盐6g左右即可。

②钾盐:严重烧伤早期有钾升高,但在整个烧伤病程中较多出现的是低钾血症,从尿中及创面均丢失钾。钾的代谢常常与氮代谢平行,钾丢失时常出现负氮平衡。每1g蛋白质分解代谢放出0.5mg钾,1g糖分解代谢放出0.36mg钾,如在补氮同时给钾可促进机体对氮的有效利用。钾(mmol)与氮(g)的比最好为5~6:1。

Soroff关于烧伤后不同时期钠、钾需要量见表33-10

表33-10 烧伤后不同时间病人Na、K需要量

烧伤后天数 Na mmol·kg-1 K mmol·kg-1 K/N mmol·kg-1
7~16 3.78 2.69~4.32 5.2
80~39 1.98 1.95~2.17 6.0
60~69 2.00 1.48 6.4
90~99 1.70 0.74 4.2
对照 0.64 0.74~0.57 4.5

③磷:磷对烧伤病人非常重要。因为物质氧化供给能量的中心问题是如何将所释放的能量使二磷酸腺苷(ADP)进一步磷酸化为三磷酸腺苷(ATP),以供各种机械能的需要。因此,烧伤病人应查血磷,如血磷低,应立即补磷。肉类、豆类都含有丰富的磷。

④镁:烧伤后尿中镁排出量增加。如病人有腹泻、呕吐、胃肠减压、血镁含量下降,应加补充。镁瓣食物来源为大麦、小麦、豆类及肉类。

⑤锌:人体皮肤约占全身含锌量的20%,创面渗出液的含锌量是血浆的2~4倍。在许多酶中,锌和蛋白质结合在一起。所以蛋白质丢失时,也带走锌离子,烧伤后,尿锌排出量明显增高,可持续2月。锌可促进烧伤创面愈合,故烧伤后应补锌。肉类(猪、牛、羊肉)、鱼类、海产品、豆类含锌量都较高。

⑥铁:铁是血红蛋白和肌红蛋白的组成部分,参与氧与二氧化碳的运输。铁又是细胞色素系统和过氧化物酶的组成成分,在呼吸及生物氧化过程中起重要作用。烧伤后应注意补给铁。膳食中铁的良好来源是动物肝脏、瘦肉、蛋黄和绿色蔬菜。

⑦铜:烧伤后尿铜排出量明显增高。缺铜早期可使蛋白质合成受阻,血浆铜蓝蛋白减少,并可使铁蛋白中的铁利用受阻,易出现贫血。缺铜后期可使三磷酸腺苷(ATP)生成减少,使体内合成反应降低。一般食物均含有铜,丰富的来源为肝、肾、甲壳类、硬果类和干豆类。

⑧碘:碘是合成甲状腺素的原料。食物中缺碘或甲状腺吸碘能力低下,都可使甲状腺素合成减少,适量甲状腺素能促进蛋白质的合成。含碘丰富的食物有海带、紫菜、发菜、海蜇等。

进行完全静脉营养时每日的微量元素补给量见表33-11。

表33-11 微量元素每日建议供给量(mg)

微量元素 膳食供应量 完全静脉营养供给量
Fe 12(男)15(女) 1
Zn 15 10
Cu 2~3 2
Mn 2.5~5 5
Cr 0.05~0.2 0.2
I 0.15 0.5
Se 0.05~0.2 0.12
Co - 0.05

⑨水分需要量:严重烧伤后,维持体液的平衡至为重要。病人输液量减少后,每日食物含水量及饮水量应有2500~3500ml,同时保证尿量。烧伤早期创面丢失很多水分,约为正常皮肤的4倍。一般胖人比瘦人水分蒸发量更多。烧伤病人长期发烧也蒸发很多水分。在饲给高浓度的营养液时,更应多给病人饮水,以免引起高渗性脱水。

33.5.4 补充营养的途径

(1)经口营养口服营养是最主要的途径,不仅经济,而且营养素完全。一般休克期后,肠蠕动已恢复,可先给休克期流食,如淡茶、绿豆汤、西瓜水、维生素饮料、果汁冰块等,每日6~8餐。感染期和康复期,可根据不同病情及病人饮食习惯制定食谱,一日可多次进食(5~8次)。注意消化功能,不可强饲,也不可单纯追求热量,以免因给予大量食物而导致急性胃扩张或腹泻。食欲不振时,可用调理脾胃的中药以改善食欲及胃肠道功能。

面部深度烧伤结成焦痂,或口周围植皮影响进食者;或口唇周围烧伤后,疤痕挛缩的小口畸形,有的仅容一指通过。此外,口腔面部烧伤、口腔牙齿固定等都可妨碍进食。对这类特殊部位烧伤病人,食物均应用高速捣碎机打碎或煮烂过箩,不经咀嚼即可下咽,以改善消化条件(食谱举例附后)。

(2)管饲营养主要用于病人消化功能良好,但有口腔烧伤(尤其是会厌烧伤),其它原因进食困难(如颜面,口周严重烧伤张口困难),或老人、小儿进食不合作者。管饲部位有鼻饲、胃肠造瘘和空肠造瘘。管饲的营养液有混合奶和匀浆食物两种:混合奶中的蛋白质、脂肪、糖的比例最好为1:0.9:3(配方附后),实际应用中尚可根据病情调整。

严重烧伤早期,胃肠道功能紊乱,管饲可用要素膳(合剂将要素膳粉剂与大豆油乳剂以生理盐水稀释配制而成)。目前,美国的Vivonex和日本的ED-AC(现名Elental)两种要素膳都是由结晶氨基酸按人体需要配制的。vivonex有标准氮(STD)和高氮(HN)两种,Flexical系酪蛋白水解物(其中2/3是游离氨基酸,1/3是短肽)。国内有“要素合剂”(上海)、“标准及高氮要素合剂”(天津),“复方营养要素”(青岛)及“活力康”(广东韶关生化药厂),它们的氮源均为蛋白质水解物,都有产品供应。

严重烧伤的感染期及康复期可用匀浆食物,为多种食物的混合,营养成分较混合奶的营养素完全:系用牛奶、豆浆、牛肉、肝、鸡蛋、胡萝卜、糖、油、盐以高速捣碎机制成。1000ml中含蛋白质61g、热量4998kJ(1190kcal)(配方附后)。

鼻饲的硅胶管的管径量好为0.15~0.25cm,可将营养液借助输注泵于24h连续滴入或间断滴入(2h一次,每次量为150~200ml。用电脑装置控制进液的温度与速率;温度以37~38℃为好,过冷易刺激胃肠蠕动不适,过热引起胃粘膜烫伤。速率开始宜慢,成人40~50ml·h-1。一周以后逐渐加至50~60ml·h-1。过快过急造成反胃、呕吐,鼻饲液不可过浓,避免引起高渗性脱水。应保证水分摄入量,注意病人消化情况,观察有无腹胀、腹泻及大便性状。据此以调整营养液的质和量。匀浆食物比较粘稠,滴入时必须用输注泵辅助。

(3)经口加管饲营养当病人经口进食不能完全满足营养素的需要情况下,可采用经口与管饲混合的营养支持:即病人经口饮食不足的蛋白质和热量,用管饲营养补充。

(4)经口加周围静脉营养采用经口营养或要素膳仍不能满足蛋白质和热能的需要时,可同时采用周围静脉营养。周围静脉输注的营养液应等渗或较等渗稍高的,如果用5%葡萄糖和3%结晶氨基酸溶液,每1000ml供给总热量1260kJ(300kcal)或非蛋白质热量(NPC)170kcal和4.4g氮,如同时输注脂肪乳剂,则更能提高NPC的摄入。

(5)完全静脉营养(TPN)主要用于严重消耗而又不能采用经口/经肠营养的病人。烧伤分解代谢期,使用完全静脉营养可明显减少用血量,并使病人获得正氮平衡。静脉营养液以高渗葡萄糖(25%)和高浓度氨基酸溶液(4.25%)为主。长期应用必须补给必需脂肪酸、多种维生素及适量K,Mg、P和微量元素(Zn、Cu、Fe、I)。必需时加入胰岛素、ATP。辅酶A。应经常测定血糖和尿糖,以高速胰岛素的用量。

完全静脉营养由中心静脉补给。需要熟练的锁骨下穿刺静脉及插管技术,并认真细致地以无菌手续操作及处理整个静脉滴注过程。并加强护理。每日查尿氮及血尿素氮、血清电解质、血糖、尿糖,定期查肝功能及其它有关化验。注意霉菌感染和全身感染。

【附】各种膳食举例

休克期膳食配方:

绿豆汤200ml(绿豆30g煮后过滤,蔗糖20g),热量336kJ(80kcal)。

果汁蛋白水200ml(鸡蛋清20g,果汁20ml,蔗糖10g),蛋白质2g,热量470kJ(112kcal)。

西瓜水200ml(西瓜400g),蛋白质2g,热量239kJ(57kcal)。

鸭梨汁200ml(鸭梨500g挤汁),热量780kJ(188kcal)。

杏仁豆腐200ml(杏仁10g,牛奶20ml,琼脂5g,蔗糖20g),蛋白质3g,热量714kJ(170kcal)。

山楂酪200ml(山楂50g,杏仁粉10g,蔗糖30g)蛋白质1g,热量857kJ(204kcal)。

冰糖银耳羹200ml(水发银耳25g,冰糖20g),热量386kJ(92kcal)。

百合汤200ml(百合20g,蔗糖20g),蛋白质1g,热量454kJ(1808kcal)。

酸奶200ml(牛奶200ml用乳酸菌发酵,蔗糖20g),蛋白质6g,热量900kJ(214kcal)。

果汁冰块500g(果汁150ml,葡萄糖150g,维生素C2g,冷开水300ml),热量3259kJ(776 kcal)。

巧克力牛奶冰块500g(巧克力糖75g,牛奶400ml,奶粉30g,鸡蛋70g,蔗糖100g),蛋白质34g,热量5334kJ(1270kcal)。

管饲营养液:

高压奶1000ml(牛奶1000ml+20%葡萄糖),含蛋白质31g,热量6216kJ(1480kcal)。

混合奶1000ml(牛奶400ml,豆浆400ml,鸡蛋70g,脱脂奶粉50g,巧克力糖40g),蛋白质57g,热量5872kJ(1398kcal)。

匀浆食物1000ml(牛奶600ml、豆浆300ml、牛肉50g、猪肝50g、鸡蛋40g、胡萝卜50g、小白菜叶100g、鸡内金粉5g、蔗糖100g、花生油2g及盐1g),用高速捣碎机打碎后,装入葡萄糖盐水瓶内密封,高压消毒。总计蛋白质61g,热量4998kJ(1190kcal)。

烧伤后各病程阶段食谱举例

休克期流食食谱:

7时:米汤。

9时:果汁蛋白水。

11时:绿豆汤。

14时:西瓜水。

17时:维生素饮料。

19时:果汁冰块。

21时:鸭梨水。

感染期食谱:

半流食

7时:糊米粥,牛奶卧鸡蛋,蛋糕,肉松。

9时:牛奶、饼干。苹果。

11时:三鲜(虾仁、瘦猪肉、玉兰片)烧麦,清蒸鱼,小白菜川丸子。

14时:巧克力牛奶、蛋糕、鸭梨。

17时:西红柿鸡蛋面片,鸡丝、腐竹拌黄瓜。

19时:牛奶,鸡蛋豆腐脑,橘子。

总计蛋白质142g,热量13566kJ(3230kcal)。

软饭:

7时:绿豆粥,肉包子,煮鸡蛋,酱豆腐。

9时:酸奶,蛋糕、苹果。

11时:花卷,鱼香肉丝,木耳油菜熘鱼片,鸡块小白菜汤。

14时:巧克力牛奶,蛋糕。西瓜。

17时:米饭,肚块、心头烧小白菜,白斩鸡,肉丝菠菜豆腐汤。

19时:酸奶,煮鸡蛋。苹果。

总计蛋白质195g,热量1722kJ(4100kcal)。

普通饭:

7时:牛奶卧鸡蛋,三色蛋糕,绿豆粥肉松。

9时:牛奶银耳羮,果酱面包。苹果。

11时:米饭,烩三鲜(鸡片、鱿鱼、玉兰片、木耳),红烧鱼、凉拦芹菜、胡萝卜。

14时:红豆汤、蛋糕、西瓜。

17时:花卷,西红柿烧牛肉,肚丝拌菠菜,鱼丸子、豆腐、小白菜汤。

19时:牛奶卧鸡蛋,饼干,苹果。

总计蛋白质210g,热量17296kJ(4118kcal)。

参考文献

1.燕风芝等:烧伤病人的营养治疗,北京医学,第3卷,第4期,232页,1981

2.燕风芝等:烧伤后急性肝损伤及营养的重要性,创伤骨科参考资料4266页,1984

3.每日膳食中营养素供给量,营养学报,3:185 1981

34 食物与过敏

34.1 前言

食物是人类营养的源,人类从千百年的经验中,虽寻找出与选择到适合于自己的食物。但是某些已被普遍接受的食物却能在少数人身上引起特殊的不良反应。我国古籍《淮南子》中有“祉农尝百草……一日而遇七十毒”的记载,虽有其夸大之处,但我们相信,古代人类在找寻食物与药物的过程中,遇到许多不良反应,除中毒反应外,必然也包括食物过敏在内。我国传统医学中,很早就提出“忌口”以治疗疾病。例如,哮喘应忌海味,皮肤病应忌酒,“发物”可引起某些疾病,这可说是我国人民从长期生活实践中观察到一些食物过敏现象后形成的经验总结。根据近代科学的观察研究,这些“发物”中,引起食物过敏的机会确实比较大。公元前460年,希波格拉底发现头前病人应禁用牛奶,否则头痛加重,这可能是西方有关食物过敏的最早记录。

对过敏性疾病的科学研究,历史并不久,1906年Von Pirquet发现过敏现象与免疫反应密切相关,而提出“Allergy”一词,意为“变化了的反应”,从而引起医学界的兴趣。其后,计多人从临床及发病机理进行了大量研究。一般说来,机体对抗原的反应统称免疫反应,但有时反应过强,导致抗体生理功能混乱,甚而组织遭受损伤,这类对机体不利的反应称为变态反应或过敏反应(超敏反应)。现在已知外界环境许多物质都可引起过敏,食物只是其中的一类。

引起过敏的食物种类很多,临床症状也很复杂,或轻或重,因人而异。食物过敏的发生率,各家报告差异很大,西方有的报告认为60%的人口有某种食物过敏,北京1959年报告各种变态反应总发病率为48.09%。全部过敏病人中能提供食物过敏史者有20~30%。一般统计正常人群对食物过敏的发生率在0.3%到3.7%之间。婴儿与儿童的发生率比成人为高,多数儿童2~5岁后过敏症状自然消失。

食物过敏的处理主要是找出过敏原并从饮食中免去。如果致敏的食物是病人营养的主要来源,如牛奶之对婴儿,则在除去该食物的同时必须注意改用其他食物以保证其营养需要。某些严重的食物过敏若得不到及时处理,可以造成营养不良,影响病人健康。

34.2 食物过敏的原因

食物是引起食物过敏反应的主要原因,激发过敏的因素是食物中所含的抗原类物质。但同一抗原对不同个体产生不同的后果,则是个体的反应特性起着重要的作用。

34.2.1 引起过敏的食物

食物的种类成千上万,致敏性并不相同,其中只有一部分容易引起过敏。同族的食物常具有类似的致敏性,尤以植物性食品更为明显,如对花生过敏的病人常对其他豆科植物有不同程度的过敏。各国家、各地区饮食习惯不同,机体对食物的适应性也就有相应的差异。从而致敏的食物也不同,比如西方认为羊肉极少引起过敏,在我国则羊肉比猪肉的致敏性高;西方人对巧克力、草莓、无花果等过敏的较多,在我国则极少见到。根据西方的资料易引起过敏的食物为牛奶、鸡蛋、巧克力、小麦、玉米、坚果类、花生、橘子、柠檬、草莓、洋葱、蒜、猪肉,某些海产及鱼类,蛤蚌、火鸡及鸡等。在我国容易引起过敏的食物见表34-1。

34-1 易引起过敏的食物

食物类别 食物举例
富含蛋白质的食物 牛奶、鸡蛋
海产类 鱼、虾、蟹、海贝、海带
有特殊气味的食物 葱、蒜、洋葱、韭菜、香菜、羊肉
有特殊刺激性的食物 辣椒、胡椒、酒、芥末、姜
某些生食的食物 生番茄、生花生、生粟子、生核桃、及桃,葡萄、柿子等
某些富含细菌的食物 死的鱼、虾 、蟹,不新鲜的肉类
某些含霉菌的食物 蘑菇、酒糟、米醋
富于蛋白质而不易消化的食物 哈蚌类、鱿鱼、乌贼
种子类食物 各种豆类、花生、芝麻
一些外来而不常吃到的食品 如北京曾一度出现的食物商品:伊拉克蜜枣、象皮鱼

34.2.2 食物中的抗原

在过敏反应中,抗原也称为过敏原或变应原(allergen),多为分子量在18,00~30,000daltons之间的糖蛋白。它们多具有抗热及蛋白水解酶,生物活性高及皮试反应阳性的特点。它们只构成食物中蛋白质的一小部分,比如鸡蛋清中的类卵粘蛋白是致敏成分,牛奶所含的20余种蛋白质中,只有5种有致敏作用,其中最主要的是β乳球蛋白。它们又受一些物理化学因素的影响,如番茄成熟时致敏性增强,牛奶烧沸后致敏性减弱。有些过敏原是食物在消化过程中的中间产物。

有一些人对牛奶过敏是对乳糖耐受不良,这是由于肠内乳糖酶缺少所致。传统上不畜养牲口的地区,因而在无饮奶习惯的人群中,儿童后期及成年以后,常有乳糖酶缺乏。另外,某些食物中含有胺类及其他有药理活性的物质,可引起胃肠道与中枢神经系统的许多症状,如香蕉、番茄、菠萝、干酪中含有肾上腺素、去甲肾上腺素、酪素、组胺,巧克力含有苯乙胺(phen-ylethylamine),这些物质可引起头痛或其他副作用。食物添加剂如色素、香料、防腐剂等;有的也可引起不良反应,如Williams等报告食色引起儿童多动症,味精可引起“中国餐馆综合征”等,这类过敏是药理作用所致,也表现为对食物的耐受不良,但不属于免疫反应。

34.2.3 机体阻止抗原入侵的能力低下

小肠粘膜形成一道物理的和免疫的屏障,防止抗原等大分子侵入机体。粘膜上皮中含有膜细胞,可通过胞饮作用吸收一些大分子,这些抗原被吸收后在细胞内,多数被吞噬体和溶酶体消化溶解。所以在正常生理情况下,进入机体组织的抗原为量极微,并不引起过敏。当屏障机制发生变化,抗原便可能大量侵入机体,主要原因是:

(1)机体不成熟婴儿胃肠道的消化及免疫功能都不够完善,胞饮作用这种原始的吸收方式相对地也比成人为多,如Rothberg曾在牛奶喂养的早产婴儿血中查到牛血清白蛋白。

(2)局部免疫缺陷 肠壁的浆细胞可合成抗体SIgA(分泌型IgA),存在于肠液中,覆盖在肠粘膜表面。许多报告提示SIgA的作用是保护肠上皮组织,使细菌、病毒及抗原等大分子不易粘附在肠粘膜表面,从而防止它们的吸收。当SIgA缺乏时,抗原就可能大量侵入机体。

(3)粘膜通透性改变带有负电荷的多肽类,促进膜对大分子的吸收,初乳增加大分子的吸收可能由于这个原因。细胞内溶酶体受维生素A、辐射及内毒素影响,消化大分子的作用减低。过量饮酒,管饲要素膳食,增高肠内渗透压,以及炎症、溃疡,都可能导致粘膜损伤,增加其通透性。严重的营养不良,可导致上皮细胞成熟缓慢,促进大分子的胞饮作用。这些都促使抗原侵入机体的机会增加。

此外,胃酸缺少,胰腺分泌不足,蛋白酶缺乏等也都有一定影响。

34.2.4 病人的敏感程度

(1)抗体生成反应过度 这类病人受过敏原刺激后,血清IgE大幅度增高,超出正常人数倍甚至数十倍。

(2)免疫缺陷食物过敏常继发于选择性免疫球蛋白缺陷,尤其是选择性IgA缺陷。

(3)生理效应系统功能改变副交感神经兴奋性增高,胆碱酯酶缺乏或组织胺酶缺乏时,机体对抗原接触抗体后释放的生物活性物质的反应增强,易于发生过敏反应。

上述各种个体反应特性既受后天环境影响,也受先天遗传控制。

34.3 食物过敏的分类与临床表现

34.3.1 分类

食物过敏有各种分类方法。可按过敏表现的器官不同而分类,如下段所述。也可根据发病距进食时间的长短而分为速发型和缓发型两类。速发型过敏一般在进食后半小时内即发病。症状明显剧烈,如口唇及上消化道水肿,过敏性休克等,由于进食后迅即发病,过敏原较易明确,病人自己也常能识别。缓发型则于进食后数小时至数天才发病,引起的症状常常是不典型的慢性症状,如腹泻、食欲不振、慢性头痛、皮疹、紫癜,关节痛、粘膜溃疡等。缓发型较速发型为多,但因发病距进食时间较远,过敏原难于明确。

34.3.2 临床表现

因为抗体分布在周身各部的细胞和体液中,所以过敏反应可影响身体的各个部位及细胞。根据过敏在临床上表现的器官不同可分为消化系统过敏反应,非消化系统过敏反应及二者混合的过敏反应。现分述其临床表现如下:

(1)消化系统食物过敏反应 约占全部食物过敏的30%,反应可遍及全消化系统,主要表现如下:

①唇及舌部的血管神经性水肿:在进食后数分钟即可出现唇或舌部麻胀,继则明显肿起,疼痛,上唇尤为多见,在数分钟至数小时内多自行消退。此类病人多见于生食水果或蔬菜或冷食后,如香瓜、桃、白兰瓜、冰激凌等均可引起。

②复发性口腔溃疡:多为女性,溃疡常在唇内、舌、颊、软腭、咽弓等处,有的病程很长,久治不愈,影响进食及营养。病因复杂,其中少数人可因口腔粘膜过敏,如北京首都医院一病例,复发性溃疡15年,后诊断对花生、芝麻过敏,免用这些食物后,溃疡明显好转。

③胃肠道过敏:表现为胃痛、恶心、呕吐、厌食、腹胀、腹痛、腹泻、排粘液便等胃肠炎的不同症状,近年来发现一部分小肠吸收不良综合征的患者对含有麦胶,即俗称面筋的食物异常敏感,其中麦胶蛋白(gliadin)是致病成分。这种病人具有各种营养不良的综合表现,包括腹泻、腹痛,体重减轻,倦怠乏力,多种维生素缺乏及电解质紊乱等。

(2)非消化系食物过敏反应约占全部食物过敏的半数。其中80%表现为皮肤症状,如荨麻疹、血管神经性水肿、慢性湿疹、搔痒症、过敏性紫癜等。其中的20%,在神经系统表现为偏头前或全头痛,在呼吸道表现为支气管哮喘。极少数病人可以出现过敏性休克,北京积水潭医院职工×××,因食荔枝而引起过敏性休克。

(3)消化系统及非消化系统混合食物过敏反应约占全部食物过敏的20%,较常见的有:

①腹型荨麻疹:腹痛、腹泻与荨麻疹同时发生。

②腹型及关节型过敏性紫癜:腹绞痛,关节红肿疼痛,同时出现紫癜。

③食物过敏综合征:慢性腹泻、腹痛、缺铁性贫血、消瘦、湿疹、慢性间质性肺炎等。多见于儿童,危及营养与健康,常由牛奶过敏引起。

上述许多临床表现常与其他疾病的症状相混淆,因此,在临床处理时,必须详加鉴别,明确诊断查出过敏原,才能给以有效治疗。

34.4 食物过敏的发病机理

食物过敏既是变态反应疾病的一种,它的发病机理也与之相同,唯过敏原是来自食物。食物中的过敏原透过肠粘膜,进入机体的淋巴组织与血液循环,刺激淋巴细胞产生抗体或特异的淋巴细胞反应,并能与抗体及致敏的淋巴细胞发生特异结合,激发各种生物活性物质的释放,机体随之产生各种不同的生物效应,便是临床表现的各类症状及体征。

根据免疫反应发生的过程及机理的不同,1963年Gell与Coombs将变态反应分为四型,这种分类已逐渐得到国际上的广泛承认,以后其他作者又在些基础上加以修改补充。现就Gell及Coombs的四型分类法分别叙述其发病机理。应当指出,任何一种过敏疾病,机体内的反应过程可能不限于一种类型,有时难于评价每一种类型所起的作用,例如牛奶引起的过敏,可能包括Ⅰ型、Ⅲ型及Ⅳ型三种反应过程。

34.4.1 Ⅰ型变态反应(反应素型)

食物引起的速发型过敏多属于此型。过敏原进入机体后,诱导B细胞产生反应素,(reagin),实即IgE(或IgG4)。人体内广泛存在的肥大细胞及血液中嗜碱粒细胞表面有大量受体可与IgE的Fc端结合,IgE是亲同种细胞抗体,亲细胞力很强,在与靶细胞结合后,机体即呈致敏状态。当相应的过敏原再进入机体,与细胞表面的两个相邻的IgE分子结合形成“抗原桥”,将刺激“信号”输到细胞内,激活一系列酶反应,产生并释放各种介质,如组织胺等(图34-1)。这些介质导致的生物效应是平滑肌痉挛,毛细血管扩张及通透性增加,腺体分泌亢进等。临床表现则因靶器官而异,如皮肤——风疹块;鼻——粘膜水肿,喷嚏;眼——充血,流泪,结膜肿胀;肺——支气管痉挛;消化道——胃肠炎。

Ⅰ型变态反应示意图

图34-1 Ⅰ型变态反应示意图

34.4.2 Ⅱ型变态反应(细胞毒型)

这类型的过敏反应相对少见。参与反应的抗体多属IgG,少数为IgM、IgA,抗体与细胞膜本身的抗原成分或结合在膜表面的抗原成分起反应,并常需补体成分的参与,造成靶细胞损伤、溶解或死亡(图34-2)。如溶血性贫血,血小板减少性紫癜,粒性白细胞减少症等。

Ⅱ型变态反应示意图

图34-2 Ⅱ型变态反应示意图

溶血性贫血、血小板减少症或白细胞减少症

34.4.3 Ⅲ型变态反应(免疫复合物型)

一些缓发型的食物过敏属于此型反应。过敏原进入机体后,导致相应的IgG或IgM抗体的形成。当抗原的量稍高于抗体的量,可形成中等大小的不溶性抗原抗体复合物。在一定条件下,沉积于毛细血管的基底膜上,激活补体,促使白细胞及组织细胞释放各种活性溶酶,产生炎症反应,造成血管壁及周围组织的损伤,如肾小球肾炎、关节炎、偏头痛等(图34-3)。

Ⅲ型变态反应示意图肾小球肾炎、风湿性关节炎或偏头痛

图34-3 Ⅲ型变态反应示意图肾小球肾炎、风湿性关节炎或偏头痛

34.4.4 Ⅳ型变态反应(缓发型)

这类反应往往发生在抗原接触后24h以上,系由T淋巴细胞的作用。在机体首次接触抗原后,T细胞即处于对此抗原的敏感状态,并开始大量繁殖。当机体再次与相同的抗原接触时,致敏的T细胞继续大量分化繁殖,释放各种淋巴因子,局部出现以淋巴细胞为主的单核细胞浸润,导致组织炎症坏死(图34-4)。典型的例子是结核菌素试验。由食物引起的一些消化道过敏可能属于此型。

Ⅳ型变态反应示意图接触性皮炎

图34-4 Ⅳ型变态反应示意图接触性皮炎

34.5 食物过敏的诊断

食物过敏的特异性诊断,比较困难,因为人类的食物品种繁多,很多属于综合性食物,一个普通城市居民,一天接触的食物即可达30~50种,很难将全部食物——对病人进行特异性皮试,而皮试的正确率也不高,所以特异性诊断目前还不够完善。因此在处理这类病人时,应强调两点:一是争取病人或家属的合作,由他们自己观察记录发病规律;提供有关的食物因素;二是不能以一次偶然的观察或一种试验作为诊断依据,必须进行综合的分析和探讨。今将常用的几种诊断方法介绍如下:

34.5.1 病史

详细询问病史是进行诊断首要的一步。应注意症状的性质,发作次数,持续时间等特点,与饮食及各种生活习惯的关系,从中发现可颖的致敏食物。速发反应有时症状很急且重,对于这类病人应特别注意,以免在以后的皮试或激发试验时发生意外。考虑到遗传因素的影响,应询问家庭有无过敏病史。症状还会受其他致敏因素的影响,比如在花粉过敏季节会加重或激发对食物的过敏;也受情绪紧张等影响。因此必须反应询问,悼念详尽的资料,考虑各项复杂的因素,加以综合分析,才有可能找出致敏的原因。对下述几种情况应该注意:

(1)过敏有累积性,过量食用某种食物(由于偏嗜或其他原因)会引起过敏,适量时则不发生症状。

(2)某种食物若引起一种症状,如口炎,则应怀疑有引起其他症状的可能。

(3)既往史中有致敏食物,应怀疑同一食物可能为现在症状的原因。

(4)家庭成员对某种食物过敏,应怀疑该病人也对此过敏。

34.5.2 皮试

将食物浸液稀释作划痕或皮内试验。对于已肯定引起剧烈反应的致敏食物,则无需再作皮试以免危险。皮试法有一定的临床意义,可惜的是由于种种原因,皮试的阳性可靠率只有20~30%,尤其是缓发型过敏的病人,可靠率更差。这或许是因为过敏原是消化的中间产物,而不是食物本身。另外,食物抗原制剂用的是生料,而病人吃的熟食,已经烹调煮熟,抗原性可能已经变化。所以皮度必须结合临床及病史,才能作出诊断。

34.5.3 饮食日志

令病人或病儿家属及时详细记载每日每餐吃入的食物、饮料、药物等,分类将品种及用量填入表内(格式参见表34-2),记录要坚持,不要遗漏,三餐以外的食物也要记录。每晚登记当日发生的症状及/或持续存在的症状,连续登记2~3周。根据记录,分析重复出现的症状与重复出现的食物之间的时间关系。4~72h是应考虑的间隔常数。例如,每次吃鸡蛋后第三天出现头痛,则应怀疑鸡蛋;若有时为24h,有时为3天,则不应怀疑。这种方法适用于频繁发病的病人。

表34-2 饮食日志

日期 第日
早餐 午餐 晚餐 其他饮食 用药
食品 数量 食品 数量 食品 数量 食品 数量

发病情况及时间

(自觉有何不适感或过敏症状)

对于偶然发病的病人,则不必作连续日志。可于每次发病后,对发病前24h内所进食物进行回忆,并详细记录种类、数量、时间及发病时间等。以后再发作再次记录。如此多次后再加以归纳分析,找出可疑的致敏食物。

一般说来,经过食物日志找出的可疑诱因,还应通过进一步反复观察才能确定。

34.5.4 排除膳食或激发试验

原则是用非致敏膳食加入怀疑过敏的食物,观察是否激发症状。方式可以多种。比较简单的是令病人从饮食中完全免去最容易致敏的食物,如牛奶、鸡蛋(不与牛奶同时避免)、海产类、种子类等。过3~4周后,如病人症状消失,可将免去的食物再分别逐一加入到饮食中,每次一种,食用3天,如不出现症状,即可保留食用;如出现症状,则需继续避免。

一种复杂的方法是令病人只用几种简单的非致敏食物作为基础膳食,如大米、燕麦、大白菜、黄瓜、猪肉、白糖、盐、白醋等,连续食用一周,使肠胃中原有的食物完全清除掉,可称为清除期。多数病人在清除期内,症状即可消失,这种进一步帮助诊断,可证明原有的疾患确是食物过敏所致。清除期后,开始在饮食中逐一添加新的食品,观察所引起的症状,称为激发期。先选用易致敏的常用食物如面粉、鸡蛋、牛奶、玉米等,每次一种,至少2天,连续6餐。如发生症状,则停止食用;如无症状,即可保留,并再加入第二种食品。在几种基本食物试完后,便陆续添加其他食品,每种一天,连续3餐。在试验期间,也应参照表34-2每日作饮食日志,记录饮食及症状。待病人将常用食品都试完后,其中发现有问题的食品,应再重试以肯定结果。确实引起过敏的食物则应避免再用。过敏性也会发生变化,过一两年后,可以再行试食,如无症状发生,即可食用,否则,仍继续避免。这种方法比较费时费事,食物须单独制备。难于普遍推广,只能为特殊需要的病人应用。

34.6 食物过敏的防治

食物过敏可使用抗组织胺药物、色甘酸钠、激素、中药以及其他一些对症药物疗法,这里不详加讨论,只介绍饮食防治方法如下:

34.6.1 避免疗法

从病人饮食中完全免去致敏食物是最有效的方法。当明确找出过敏原后,即应完全停止食用该种食品,例如对牛奶过敏者,应不再食牛奶、奶油蛋糕、冰激凌等一切奶制品。在避免一段时间后,如3~4年,可以进行试食,不少病人可能不再出现过敏症状。这是因为体内原有的食物过敏原的抗体逐渐降解,经过数年已降解殆尽,这时病人便可继续食用该种食品。所以避免法也可以看作是一种脱敏的方法。又如对麦胶蛋白过敏的患者,则需用无麦胶蛋白的饮食治疗,北京协和医院患者×××,患小肠吸收不良,经诊断对麦胶蛋白过敏,经用无麦胶蛋白,少渣,高营养膳食治疗,2个月后,体重增加17.5kg,症状明显好转。这类病人可能需长期从饮食中免去麦胶蛋白。

34.6.2 食物加工处理

一些瓜果引起的过敏,如生食桃、李、番茄等过敏,可以将瓜果煮沸,试用熟食。生食品中的过敏原经过煮沸有的破坏,常可以防止过敏的发生。又如对牛奶、乳糖或肉类过敏者,可先用相应的酶如糜蛋白酶、凝乳酶、乳糖酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶等对食物进行处理,再给病人食用,有时也可奏效。但此法费时费事,一般病人不易做到。

34.6.3 代用食物疗法

如对牛奶过敏者,可试用羊乳或马乳代谢,也有少数人用炼乳或奶粉代替则不过敏者。如对这些都过敏,则需改用豆代乳粉或豆浆等。

34.6.4 食物口服脱敏疗法

对于营养价值较高而又常需食用的食品,可采用口服脱敏疗法。例如对鸡蛋过敏者,可将一个蛋稀释至1,000~10,000倍,食其一份,如无症状发生,则逐日增加食量,或每周一次,小量食用,逐渐加量。总之,增加的量以不引起病变为度。如此经过数周或数月,有些病人耐受程度可以达到正常人的食用量。但应注意以后仍不可大量食用,以免复发。

34.6.5 预防措施

对食物的敏感可能起始于胎儿时期。因此,有的作者建议在有过敏史的家族中,妇女在孕期及哺乳期应注意限制饮食,少食容易引起过敏的食物。母乳喂养,除去营养上、心理上的优点外,对减少婴儿的过敏症也很重要。因为母乳所含的各种酶及免疫球蛋白都符合婴儿的需要,所含蛋白质的种类也更适合于婴儿。也有作者提出孕妇膳食尽可能多种多样,使胎儿在早期还不会识别“自体”与“异体”时,即接触多种食物是否更为有利,还需要进一步研究。

在饮食治疗中,尤其是在处理婴幼儿的食物过敏中,不可忽视的一条原则便是从饮食中除去某种致敏食物时,一定要设法用其他食品来补足所损失的营养价值。也就是说,必需供给平衡的膳食,以保证患者的正常营养需要,保证婴幼儿正常生长,达到身高体重等各项指标。有少数较严重的过敏症,会影响患者的营养状况,有的是因为进食后症状加剧,也有的是因为精神紧张,以致进食太少,营养不够。对于这些患者,更应加强指导,帮助他们选择食物,制定食谱。

总之,食物过敏是个颇为复杂的问题,因为食物品种繁多,地区、季节、个人饮食习惯又各不相同,诊断和治疗都存在一定困难。关于食物耐受不良的机理,有些是属于变态或过敏反应,有些则是其他原因,还有许多问题不够清楚,需要进一步研究。今后,随着工农业的发展,人民生活水平提高,新食品、调味品、添加剂等的种类都会逐渐增多。再加上运输、冷冻、储藏等使食品成分有所改变,因之人们将会接触更多的新的以前不曾适应的食品,食物过敏的问题势必将变得更为复杂。而对这方面的临床及研究工作,和其他变态反应疾病一样,在我国仍处于比较薄弱的环节。技术力量不足,大多数医疗机构没有设置变态反应病专科,临床营养工作者极少接触这方面的病人及工作,一般人更缺乏这方面的知识。所以许多病人不能得到及时诊断及控制。今后的形势要求临床科学工作者,对这方面多予关注,方能更好地跟上卫生事业的发展,满足人民的需要。

参考文献

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35 营养与口腔疾病

35.1 营养与牙颌系统的发育

营养对牙齿与颌骨的发育影响很大。妊娠期母体的营养与健康,对子代牙齿与颌骨的发育有一定的影响,胎儿从第二个月起,乳牙的牙板就开始发生,至第五个月时,已经有了硬组织婴儿颌骨内乳牙的牙冠已钙化一半左右,这时进入乳牙中的无机盐总量约为0.5g,约相当于成熟乳牙的无机盐含量的1/5,而婴儿半至一岁时,可见四个切牙,其余秋牙牙冠都已形成,且恒牙的牙尖部也已形成。这一时期的婴儿,如遭受营养障碍或发生佝偻病时,可使恒牙的牙釉质发育不全,在2~6岁时期,营养不良可对全部恒牙发育和钙化有影响。因为除了口腔中的20个乳牙以外,在颌骨里还有28个恒牙牙胚。如果乳牙发生感染或龋坏,可以破坏下方恒牙的牙胚组织,使恒牙被迫长成倾斜或错位,造成日后牙列不齐,或恒牙发育和钙化不良。健康的乳牙可以保证幼儿期的消化吸收和口部发育良好,也保证日后有一副完整的恒牙,在构成牙齿与颌骨过程中,需要一定的原料,就是必需从饮食中获得蛋白质,无机盐与维生素。

35.1.1 无机盐、维生素与牙颌系统的发育

与牙齿颌骨发育关系较密切的营养素是钙、磷、镁、维生素A、C、D及微量元素氟等。

(1)维生素a 对人体表皮、粘膜的完整以及牙面釉质的形成有关;缺乏时口腔粘膜及牙周组织会产生病变。同时造牙本质细胞也医院缩,形成牙本质钙化不全症。

(2)维生素c 对细胞的氧化和还原作用有关,特别影响到细胞间质的形成。缺乏维生素C时,牙本质有明显的变化,牙髓不能形成有小管的牙本质,同时,牙周膜纤维萎缩变性。另外,维生素C对保持人体胶元组织正常化有关,缺乏时会产生出血性素质,引起牙齿松动,牙龈和牙周膜水肿、出血等。

(3)维生素D和钙、磷 维生素D能促进钙与磷的吸收。缺乏维生素D的佝偻病患儿的颌骨发育不良,牙齿排列拥挤,成人患骨质软化病时,由于牙槽骨软化而使牙齿松动脱落。人体内含钙量的99%的都存在于骨齿组织中。钙、磷与维生素D缺乏时,可引起牙齿齿质缺钙,发育不佳,牙槽骨骨质疏松。

(4)其他无机盐镁对磷酸酯酶有重要作用,若缺乏时,牙齿萌出延迟,釉质发育不全,牙髓发生退行性变。但镁过多也会引起牙齿发育障碍。土壤与饮水中氟化物的缺乏可使牙釉质发育不佳,易引起龋齿。但含氟量过高也可引起斑釉(称黄斑牙)。

35.1.2 几种营养性及代谢疾病的口腔症状

口腔症状与全身系统性疾病是一个局部和整体的关系。不少营养缺乏症、代谢性疾病、内分泌疾病等都可引起口腔病变。在疾病的诊断和治疗中不能忽略对口腔表症的观察,以求诊断精确。

(1)缺水人体缺水时最敏感而症状出现最早的首推口腔,口燥是缺水的第一个信号。但在某些系统性疾病如甲状腺机能亢进、糖尿病、高热以及唾液腺的分泌障碍也可发生口燥。

缺水可引起粘膜干燥,唇舌颊运动不便,使发音、进食、咀嚼以及吞咽感到困难,自觉苦味、口臭、多龋,促使牙体、牙周、粘膜造成对疾病的易感性。

(2)缺乏维生素

①维生素A缺乏症:幼儿缺乏维生素A可使恒牙萌出迟缓,牙列不齐,成人可能出现牙龈增生过长,龈炎,牙周炎,也可以引起造釉细胞及造牙本质细胞的退化,形成牙体组织发育不全症。

②维生素B1缺乏症:单纯的维生素B1缺乏病在口腔方面表现不明显,有舌肌张力减低,舌体轻度肥大,边缘有牙印出现,菌状乳头肥大充血,也可有牙龈炎及粘膜水肿及面部神经痛。

③维生素B2缺乏症:有口角炎,舌红光亮,有烧灼感或刺痛,因丝状乳头萎缩,菌状乳头增大而呈杨梅状,或舌裂光秃,呈地图舌,唇炎,唇红肿糜烂。

④维生素PP菸碱酸缺乏症:口腔粘膜发红、发痛,牙龈边缘时有炎性症状出现,常有舌炎,呈牛肉样红色光秃舌,舌疼痛,咽痛、咀嚼吞咽困难,另有不同程度的呕吐,水样腹泻,以及胃酸缺乏症状组成的胃肠道症状。

⑤维生素C缺乏症:牙龈炎,牙龈红肿,呈紫红色,易出血、糜烂、溃疡,牙周膜萎缩、骨质疏松,牙齿松动,有血腥样口臭。

⑥维生素D缺乏症:幼儿出牙延迟,牙槽骨钙化不良,易错位咬,牙发育不良。

(3)缺铁性贫血一般表现为唇、舌及口腔粘膜苍白、萎缩。舌炎症,另有口腔感觉过敏,舌乳头萎缩光秃,可有舌炎与溃疡,咽下困难,是普文(Plummer-Vinson)氏综合征之一。

(4)慢性胃炎慢性胃炎当营养缺乏时常见口腔症状有舌炎(舌发红光亮,中央后部出现血斑,称结节样舌炎)、阿弗它口炎、唇炎、龈炎。

(5)肝硬化及严重肝功能损害因蛋白质合成减少而引起营养不良,多种维生素缺乏可使涎腺缺余刺激,酶原贮积而腮腺肿大。因维生素缺乏可引起舌炎、龈炎,严重肝病因多种凝血因子合成障碍,以及维生素K吸收不足而有广泛性出血倾向。口腔粘膜自发或继发出血,各种黄疸病人可在软硬腭交界处的粘膜早期出现黄染。

(6)糖尿病病人的口腔出现牙龈炎或牙周炎,齿龈充血、肿胀,龈缘呈息肉样肉芽增生,甚至牙龈剥脱,牙周脓肿,牙石形成,牙周萎缩,牙齿松动,口干,口渴;重症患者有酮味(水果香味),可因血胆固醇增高而于舌背出现结节状黄色瘤。

(7)尿毒症病人的口腔粘膜因贫血而苍白,粘膜萎缩,晚期有尿毒性口炎、口臭并有尿味,微白色苔膜,水肿,糜烂、渗血和继发性龈口炎。

35.2 营养与龋齿

龋齿的患病年龄,可自乳牙萌出后一直延续到成年以后,一般来说,乳牙的龋患率高于恒牙,而其中以幼儿期龋患率最高。据上海市牙病中心防治所调查人群各年龄的龋患率如下:

35.2.1 龋齿的病因和发病机理

龋齿的发病,不是单纯某一种原因,而是由多种内外因素产生的。内因如人体体质与牙齿齿质的构造。它的发育基础良好与母体及婴幼儿的饮食营养有密切关系。而外因是口腔的环境等,包括食物、水源、细菌等,都可能引起口腔环境的变化,食物中影响最大的是糖与纤维素,两者的影响效果正好相反应,前者产生不良的因素,而后者却能产生防龋作用。

表35-1 上海市牙病中心防治所调查的龋患率

年龄 龋患率(%) 龋均
3~6岁幼儿 74.9 3.9只
7~12岁小学生 66.3 2.5只
12~17岁中学生 37.7 2.2只
18~36岁大学生 43.2 1.1只
18~55岁工人 51.0 1.1只

(1)牙齿结构的缺陷

牙齿本质钙化不良与没有完整釉质的保护层,使牙齿上产生点、隙、裂沟和牙齿排列不整齐,都容易滞留食物残渣,如不注意牙的清洁卫生,就产生细菌繁殖的温床。这些结构上的缺陷,给病原刺激物活动创造了条件。

(2)精制食物和糖食物中的面包、蛋糕、饼干、果酱、糖果等精制仪器容易粘滞在牙央和牙缝里,糖发酵产酸,促发噬菌斑。微生物在齿表面的积聚与繁殖,及其继续保持酸性外,亦可使齿冠与齿根表面的釉质和牙本质脱钙,而乳牙的牙组织比恒牙脆弱,容易被细菌侵蚀。

(3)细菌口腔细菌,特别是乳酸菌等产酸的细菌,能与口腔中的单糖作用而产生酸,酸再作用于牙齿,使牙齿中的无机盐类溶解脱钙而形成龋洞。

所以龋齿的发生,要有糖类和口腔细菌的作用,还要有能保留酸的滞留区,如面的裂沟,酸能使牙齿组织中的无机盐脱钙,随之产生龋齿。

35.2.2 与龋齿有关的几种营养素

(1)糖与纤维素对龋齿的关系,在口腔中,淀粉经过唾液粉酶的作用而变成双糖,双糖经过转化糖酶的水解作用而变单糖(葡萄糖),单糖经口腔细菌的作用生成酸类,而纯糖食品(蔗糖)是糖类中对龋齿最有易感染性的。粘软的糖果、糕饼等容易在牙齿间隙或沟缝内沉积下来,成为口腔微生物的发酵培养基。也能被齿噬菌斑中固有的微生物所同化,引起龋患。

食物中的纤维素,可增强口腔的咀嚼作用,并可清除附着于牙缝间隙的食物残渣与糖类,使口腔细菌失去繁殖的环境,减少患龋的机会。

(2)氟化物的影响饮水中氟化物含量的高低,对患龋与斑釉产生影响。氟对牙齿与骨胳的发育影响很大,牙齿的釉质表面含有氟。氟的作用主要是使牙齿的硬组织变成难溶于酸的氟磷灰石,增强硬组织的抗酸性能,又可抑制嗜酸菌的滋生,从而抑制口腔内葡萄糖发酵产酸,对防龋起到效果。我国广州已实行了在饮水中加氟这一防龋措施,使水质中含氟量提高到每升0.8mg,十多年来降低龋齿数40~60%,其他如使用加氟牙膏,经常咀嚼含氟口香糖,对牙面进行涂氟,都能预防龋齿,但如果水中含氟量超过每升1mg时,会出现地区性斑釉,使牙面产生黄斑,俗称黄斑牙。当含氟量在每升水3mg时,斑釉患者可高达100%,在每升水4mg时,可产生氟骨症,水源中含氟量愈高,饮用时间愈长,症状也愈明显。但氟素只在牙齿发育期即7岁以前儿童和造成损害,而充足的维生素A、D与均衡的钙、磷,则可减少氟的危害。如果7岁以前长期生活在高氟区,虽以后迁居他处,也可产生斑釉。反之,在7岁以后开始迁入高氟区的,就很少会产生斑釉。对高氟地区,为了预防斑釉,可实行水质的改良。

35.2.3 龄齿的饮食防治

运用营养来防治龋齿,应该强调它的合理化,不能单靠供应量的多少。

(1)胎儿期母体营养充足,其中如钙磷之比要适当,约1:1.5~1:2。尽量采用天然食品,因为天然食品除含有已知的主要营养成分外,还可能含有尚未被认识的其他营养成分。母体摄入的钙、磷充足,营养素平衡,可使牙胚组织与日后钙化,及齿质结构良好,有抗龋力。

(2)从防龋角度来讲母乳胜过牛奶,因为母乳不含蔗糖,所含乳糖量甜度底,但却含有丰富的无机盐与必需的维生素。

(3)每日膳食中的纤维性食物如蔬菜、水果、肉类等,对牙面有磨擦和洁净作用。相反地,精制食品如精白米、白面、饼干、糖果等对牙面没有磨擦和洁净作用,容易被口腔微生物产酸发酵致龋。另外食物烹调时不要煮得过烂,纤维素可加强罝嚼活动,咀嚼有利于颌骨的生长,促进牙周及牙龈组织的血液循环,使牙齿坚固。

(4)控制食糖。糖是一种营养素,适量的吃糖是必要的,但不能过量。也不要在饭前或睡前吃糖,饭前吃糖会影响食欲,妨碍其他营养素的摄入,睡前吃糖会给细菌发酵产酸创造条件。

(5)增加各种营养素之间的平衡,锻炼身体,增强体质,使牙齿颌骨发育钙化良好,机体保持正常代谢,牙齿的防龋能力强。相反,体质差的人牙齿内的钙、磷、氟等无机盐代谢发生障碍,牙齿的抗龋力会下降。

(6)氟化物防治,是用自来水加氟,饮料强化氟素,食盐加氟,口服氟片等对低氟地区人民防龋的有力措施,提高含氟量,增强抗酸抗菌作用,又可改变唾液的酸碱度,抑制细菌发酵产酸,减少脱钙来达到防龋的目的的。

35.3 营养与牙周病

牙周病是发生在牙周组织的慢性进行性疾病,在发展过程中,逐渐破坏牙齿支持组织,牙齿动摇,脱落、咀嚼机能丧失,牙周病中以中老年人较多。

35.3.1 牙周病的病因和发病机理

引起牙周病的因素很多,它是由于某些全身性疾病或代谢紊乱而影响到牙周组织细胞的机能和营养而产生牙周病变。所以牙周病变是全身疾患的局部表现,它的病因与营养有关:

(1)营养不足中度及严重的营养缺乏常常是产生牙周病的因素。例如坏血性龈炎,无机盐缺乏性牙槽。当食物中维生素C稍有缺乏时,组织的抵抗力下降,毛细血管的渗透性增加。营养不足不一定是进食太少,而与食物的消化和代谢过程发生障碍有关:①食物中所含营养物质缺乏某些成分,如在缺乏新鲜蔬菜水果地区食物中维生素C不足;②由于消化道的疾病,影响某些营养素的消化与吸收;③在人体某阶段生理上的特殊需要,如妊娠、患病时需要增加维生素C。如果食物质含量照常,也可出现营养缺乏的病变。④营养物质在食物中含量是正常的,但进入人体后的代谢有障碍。如钙进入消化道后,钙以磷酸盐的形态由肠吸收,吸收之后在骨齿组织中以磷酸盐形态储存,都需要维生素D参加,当维生素D缺乏时,即能引起钙磷代谢障碍而发生不足现象。

(2)新陈代谢紊乱——糖代谢紊乱引起的糖尿病可引起牙周病,牙齿松动,牙周脓肿。

(3)精神体质因素——在长期神经紧张的状态下出现牙龈病变,严重的牙槽骨脱钙或口腔粘膜、舌、唇的病变。

(4)其他——如恶病质时出现牙龈出血,铅中毒时在龈缘上形成铅线。口腔卫生不良、食物嵌塞、牙垢堆积、不正确的刷牙方法,均对牙周病有影响。

祖国医学对牙周病的病因也有较深的研究。概括有二:即火气与肾虚。凡由于火气引起的牙周病,其病在牙床肌肉间,或为肿痛,或为糜烂,或牙缝出血,皆病在经络,系由于美酒厚味,膏粱甘腻过多,以致湿热蓄于肠胃而上壅于经。凡于肾虚而引起的牙周病,其病不在经而在脏。因为齿为骨之余,而骨则主于肾,故曰肾衰则齿豁,精固则齿肾。其症状为齿脆不坚,此种肾气不足可能由于先天不足,也可后天伤耗。

35.3.2 牙周病的饮食防治

(1)过多的供应与缺乏,都可引起机体的营养代谢的紊乱,各种营养素之间的分配比例要适当。食物中的优质蛋白质要稍多于正常人,摄取适量的氟化物,脂肪食物不宜过多。

(2)维生素A可以预防牙周病,加强釉质的抵抗力,使牙周组织的上皮细胞活力增强。维生素B1、B2,菸碱酸也是牙周病防治中常需补充的维生素。维生素C与胶原的合成,以及牙本质细胞和成骨细胞的机能有关,对于牙龈牙槽骨和牙周膜,均有影响。

(3)中医认为牙周炎是由于火与肾虚二者引起,凡由火气引起的牙周病,应戒厚味,清火邪为主,可用绿豆汤、芦根汤。不用油煎炸、少用厚滋浓味的食物,多用瓜果蔬菜清淡的食物。凡由肾虚而引起的牙周病,应以补肾为主。可用高质量的动物性蛋白质,多用奶类与贝壳类食品与新鲜的红黄绿色蔬菜。如取鲜马兰头四两洗净,放适量水煮烂,再用纱布绞汁,每日取汁一碗,分二次服用,五天为一疗程,有消炎解毒功效。

35.4 营养与口腔粘膜病

口腔粘膜病是指发生在口腔粘膜和软组织的病变;包括唇、舌、颊、腭等处的疾病。如粘膜颜色异常,斑点、溃疡,真菌疾病、舌粘膜病,口角炎等,除少数由于单纯的局部因素外,多数与全身疾病有关。

35.4.1 粘膜病的病因和发病机理

口腔各组织是整体的一部分,它的健康反映到整体的健康,反过来,全身性的疾病也可影响口腔粘膜出现不同的病变,尤其在某些皮肤疾病、血液疾病、内分泌紊乱、营养缺乏,以及在急慢性感染期内,表现更明显。不少口腔粘膜病变也是某些全身疾病的先兆。

(1)发病因素分外因与内因。属于外因的有:①机械性的磨擦与损伤;②物理性的如温度、光能、电能、气压变化等;③化学性的如酸、碱、药物、金属盐的灼伤;④生物性的如微生物、真菌、病毒、毒素等。属于内因的有:①精神因素;②遗传因素;③过敏因素;④代谢障碍;⑤营养缺乏。

(2)发病机理当中枢神经系统调节紊乱,内在因素与外在环境方面失去平衡时,就产生组织的反应。如反应表现在口腔粘膜部位,就产生口腔粘膜病。

35.4.2 粘膜病与营养的关系

某些营养素的缺乏可引起粘膜病变,如维生素B1缺乏时,有牙龈炎及粘膜水肿;维生素B2缺乏时,口角二侧部位的皮肤和粘膜上出现湿白糜烂,另有唇炎、舌炎;维生素A、C,可增强口腔粘膜上皮组织的再生和抵抗力。铁缺乏时对口腔粘膜有不良影响;锌不足时可引起口腔溃疡,味觉减退等。

35.5 口腔外科疾病与饮食治疗

口腔外笠疾病,包括唇腭裂,口腔肿瘤,上下颌骨骨折,颞颌关节疾病,和口腔附近组织的急性炎症。

口腔一旦发生疾病,食物消化就不能正常进行。因此制备适合于口腔外科病人的膳食,既要细软,不需咀嚼,又要达到正常营养要求。

35.5.1 饮食治疗原则

(1)采用正常人的营养标准,蛋白质每kg体重1g、热量每kg体重168~189kJ(40~45kcal)。

(2)口腔手术前后,恶性肿瘤,放射治疗的病人,因机体消耗大量蛋白质与热量者,应该提高蛋白质与热量的摄入。

(3)应该多用容易消化的乳融状脂肪。如牛奶、黄油、蛋类。烹调中用油煎炸的、重油腻的食品,在手术后与咀嚼不便的病人,要少用或不用。

(4)如用胃管喂的流质,应该采用清流质,流质中有细渣者,必须过滤,以防堵塞胃管。

(5)手术后口腔不能咀嚼与张口者,宜用流质或厚流质,来增加食物的厚度,使胃部有饱腹感。

35.5.2 食物的选择

(1)可用的食物——白米粥、烂饭、馄饨、饼干、蛋类以冲蒸、水炒为宜;肉类可用蒸肉泥,碎肉蓉、煮焖肉;鱼类、禽类以燉烂为宜;饮料如牛奶、麦乳精、豆浆、各种豆制品、各种清浓汤;细软的糕点,如蛋糕、冰淇淋、果子冻;少纤维素的蔬菜,如土豆、花菜、煮熟水果。

(2)禁用的食物——硬饭、粗粮、粗硬的肉类,如脚爪、腱子,带骨的小鱼,禽类,硬壳果,油煎炸的食品,大块的蔬菜,生硬的水果等。

35.5.3 饮食的种类

(1)普食 适宜于一般手术前张口不受限制的病人。

(2)半流质适用于张口受限制,或口腔有溃疡及手术后咀嚼活动不便者。半流质是口腔外科大多数病人采用的饮食。在质量与配料烹调方法等方面,均要求达到营养治疗的目的。

(3)流质口腔病人手术后(如唇、腭裂、口腔肿瘤)病人初期适用较多。有的需用胃管,或口腔注入法,尤其是植骨及颌骨骨的病人,要长期进食流质,因此应正确计算热量及各种营养素。

流质又按病情分三种:

①清流质用胃管送入的流质,都要过滤,以防食物小粒阻塞胃管,可用牛奶、豆浆、麦乳精。

②流质一切进入口腔的流质,可有部分细软小粒,如肉泥,蛋花,肝泥这些小粒食物,可增加营养的摄入,如肉蓉汤、蒸蛋、蛋花汤、鱼蓉汤、红枣泥汤、赤豆泥汤。

③厚流质:此类流质,可用淀粉类食品如菱粉、藕粉、糯米粉、面粉制成糊状,加在各种流质中煮熟,以增加流质的厚度,可产生饱腹感,并能提高糖份与热量的摄入。如芝麻糊、肉末菜泥羹、蛋花羹、肝泥羹、花生酪、奶酪、赤豆羹、奶糕蛋花、麦片糊。

35.5.4 进食的方法

(1)口服凡手术后,经口服对创口愈合无碍乾,均可采用。

(2)调匙喂食可用调匙喂入口腔,使流质慢慢吞下,食后用温水洗口。

(3)口腔注入法适用于口唇部有创口的病人。用塑料管或橡皮管置于口腔后部,用注射器慢慢将流质注入。注意注入时要缓慢,勿使污染创口。

(4)管喂法其原理与口腔注入法相同。其不同点是病人自己利用塑料管或长嘴水壶,将流质吸入。

(5)鼻饲流质适用于术后口内外贯通的创口,下颌骨切除立即植骨后,口内植皮手术等,用鼻饲法将胃管由鼻腔插入胃内,从胃管内灌入流质。

35.5.5 要素膳在口腔外科中的临床应用

口腔外科手术后,采用要素膳,既有可行性,又能提高营养以配合医疗。上海市第九人民医院口腔外科曾于1980~82年对术后应用要素膳50例作初步观察,均有不同程度的疗效。

病例一 李××;女性,43岁。因上颌骨纤维肉瘤,于7月7日上午在全麻下行右上颌骨扩大根除+眶内容物摘除+植皮+颅前凹开颅术+右大腿供皮及鼻腔插胃管。

术前病人体重47kg,手术后共用要素膳5天。每一天用10%的要素膳400ml,用后病人感到腹饥,其他情况良好。第二天改为24%要素膳2000ml,每日得蛋白质91g,热量8400kJ(2000kcal),共用5天,伤口无感染、无渗出液,6天后伤口给以暴露,间断拆线,检查时无异常,并拔除胃管。病人在术后恢复比其他病人为快,精神状态好。

病例二 赵××,男性,42病。病人系原发左舌根麟状癌手术复发。来院作第二次手术,全麻下行舌颌咽联合根治术+颈皮修复术+额部植皮术。于7月5日手术,病人原体重51kg,第一次手术后服要素膳前为42.5kg,7月14日开始用要素膳,开始时为10%1600ml·d-1,以后逐渐增加浓度为24%,数量达2000ml·d-1,病人自觉一切正常,无不良感觉,体力与精神佳。因此又于7月27日行第二次手术,术后一切顺利,又继续用要素膳24%每天2000ml共20天,体重为45kg,病人全身状况良好,能进食流质与半流质。

配制方法:

浓度 要素粉 脂肪乳剂 热量 蛋白质 脂肪 热量(kJ)
10% 50 10 500 208 9.5 4 160
20% 100 20 500 417 19 8 319
30% 150 30 500 625 27 12 458
40% 200 40 500 834 38 16 638

配制时可用浓缩型,如配40%500ml在滴注前放入等量开水,即成20%浓度适中的要素膳。

口腔外科术后病人,使用要素膳后,病人自诉全身精神状态有改善,缩短了恢复期。其临床疗效优于一般混合流质。口腔术后病人因大多置胃管,可不用口服,避免味觉不佳,开始时宜采用低浓度慢速滴注。待适应后逐渐增加浓度,最高为24%,温度保持35~40℃,速度为40~60ml·d-1,滴注导管在每次滴注完毕后,可用温开水将导管冲洗干净。要素膳既可作主要的单一的营养品,计算蛋白质热量达到正确,也可与其他流质、半流质同时采用,作为辅助或补充营养。

参考文献

1.邵继智:要素膳的临床应用,实用外科杂志5(1):48,1984

36 几种神经系统疾病与营养

神经系统疾病的患者除药物治疗外,营养治疗也很重要。一方面针对病因起辅助治疗作用;另一方面,由于意识障碍(如昏迷),神经功能缺损(如球麻痹或假性球麻痹、偏瘫),或刺激症状(如三叉神经痛),给营养治疗带来种种困难,而影响疗效和预后。因此,必须提高对神经系统疾病的认识,进一步了解其病因、临床症状和特点,才能进行合理的营养治疗。

36.1 脑血管病

脑血管病是一种危害人民健康,威胁生命,影响劳动力的常见病和多发病。

36.1.1 病因

高血压病,动脉粥样硬化是脑血管病潜在的最危险因素,约占老年性脑血管病的80~85%。据Dallocchio报告高血压患者收缩压超过25kPa(190mmHg)时,发生脑出血的危险性就增加6倍,舒张压超过15kPa(110mmHg)时,发生脑出血的危险性就增加5倍,而且其死亡率要增加1倍。脑血管疾病除脑出血外,也包括脑血栓、脑栓塞引起的脑软化。此外,如血胆固醇增高,造成血管壁通透性增加及类脂质在血管壁内的沉着而引起的脑动脉粥样硬化症等,都是脑血管病的致病原因。

36.1.2 临床症状和特点

脑血管病的病情特点是发病急、变化快、病情重、危险性大。临床症状取决于病变性质裁(出血或缺血、部位、损害程度和代偿情况等)。

(1)全脑症状头痛、头晕、呕吐、嗜睡、意识迟钝、精神障碍、严重时可昏迷。

(2)局部症状

①颈内动脉系统偏瘫、偏盲、偏身感觉障碍,优势半球损害时,可产生运动性或感觉性失语、失用、失读等。

②椎脊底动脉系统眩晕、复视、眼震、声音嘶哑、吞咽障碍、感觉异常(特别是咀唇和面部周围)、共济失调,猝倒发作等。

36.1.3 营养治疗

(1)碳水化物 成年人脑的重量约1400g,约占体重的2.5%,在基础代谢的条件下,脑的氧耗量却占全身氧耗量的20%,以全脑计算氧耗量约50ml·min-1,需葡萄糖70ml·min-1。中枢神经系统每天要消耗120~130g葡萄糖作为能源,才能维持正常机活动。葡萄糖在脑的代谢途径为糖酵解作用。但中枢神经系统的糖酵解过程与肝脏不同,主要是其糖原异生作用少。故可不考虑糖原异生情况。下图为脑中糖酵解的途径。

中枢神经系统糖原储备量很少,脑细胞中糖原储备量也非常低。因此,中枢神经系统能量的产生,主要依靠血液循环提供的葡萄糖进行需氧氧化。为了维持正常机能活动,每分钟约有750~1000ml含氧和葡萄糖的血液流经脑,才能维持脑的正常机能活动所需的能量。因此,脑循环对维持脑组织的新陈代谢和维持内环境的稳定都很重要。而糖代谢是脑能量的主要来源,脑组织所用的糖,绝大部分是葡萄糖,脑细胞摄入葡萄糖主要靠细胞质中的已糖激酶发挥作用。脑组织所用的小部分糖是从血液循环中摄取的非糖物质如乳酸、丙酮酸、α-酮戊二酸、酮体等进行氧化后而供给的能量,但含量很低,不能满足需要。因此,只能依靠外源性的葡萄糖,通过血液功能。所以当脑血液循环发生障碍或血糖降低时,脑就发生严重功能障碍,如乏力、出汗、神智不清、昏迷。一般血糖含量低于600~700ml·L-1时,主要表现为乏力、面色苍白、心慌、多汗等。当血糖含量低于450ml·L-1时,就会引起低血糖或昏迷,如血糖降至120ml·L-1以下,耗氧量又进一步降低,可出现深度昏迷、痉挛或癫痫,这些症状都能刺激脑功能亢进、加快血液循环并促进糖酵解和三羧酸循环,使氧耗量超过2倍以上。有时还可以刺激钾浓度改变,而钾的浓度改变,又可引起糖代谢变化,因而更增加氧的消耗。此时,立即静脉注射葡萄糖溶液,则低血糖很快消失。

对于脑血管病患者,每日可供给碳水化物350~400g应多用单糖及双糖类食品如水果、蜂蜜、蔗糖、牛奶等(见表36-1)。这些食品能迅速转化为葡萄糖,以维持脑循环和脑细胞的新陈代谢。神智清楚病人可口服流质饮食,每日5~6餐,如牛奶冲藕粉加糖,豆浆冲鸡蛋加糖,鲜果汁、酸牛奶、过箩粥或米汤等。昏迷病人应注意维持营养和水、电解质平衡,如无消化道出血,可给与鼻饲高热量混合奶或高热量鼻饲流质,每日4~5次。

脑的糖酵解途径

图36-1 脑的糖酵解途径

此外,碳水化物与动脉硬化及高脂血症有密切的关系。高脂血症原因之一是高脂肪,另一种因素是由高碳水化物引起。而高脂血症又易引起动脉硬化。有人曾试验给成年男子每日500g碳水化物(全部是蔗糖)时,血中总脂和甘油三酯增加,胆固醇不变。如给予淀粉,则总脂和胆固醇减少。另外,用标记碳水化物进行试验,发现果糖对血甘油三酯影响比蔗糖大,表明果糖在体内更易合成脂肪。所以不同种类的碳水化物,对血脂的影响也不相同。但是也有不同的看法,如国际动脉硬化协会曾经调查了14个冠心病地区的人,发现蔗糖消化量与血清胆固醇无关。碳水化物突然增加,如将原来食入的45%增至80~90%,也能同样引起血清甘油三酯增高。故目前对单糖、蔗糖与甘油三酯的关系尚不明确,对动脉硬化症由碳水化物所供给的热量,应占总热量的百分比,也尚无确切报道。

表36-1 各类食物含碳水化物数量(以100g计)

食物 单糖类 双糖类 多糖类
葡萄糖(g) 果糖(g) 蔗糖(g) 麦芽糖(g) 乳糖(g) 淀粉(g) 糊精(g) 纤维素(g)
苹果 1.7 5.0 3.1 - - 0.6 - 0.4
葡萄 4.8 4.3 0.2 - - - - -
桔子 2.5 1.8 4.6 - - - - 0.3
嫩豌豆 - - 5.5 - - 4.1 - 1.1
成熟干豌豆 - - 6.7 - - 38.0 - 5.0
鲜玉米 0.5 - 0.3 - - 14.5 0.1 0.6
玉米糖浆 21.2 - - 26.4 - - 34.7 -
蜂蜜 34.2 40.5 1.9 - - - 1.5 -
牛奶(全) - - - - 4.9 - - -
马铃薯 0.1 0.1 0.1 - - 13 - 0.4
糙米 2.0 - 0.4 - - 72.9 0.9 0.3
小麦面粉 - - 0.2 0.1 - 68.5 5.5 -

(2)脂肪与胆固醇膳食中的脂类与动脉粥样硬化有密切的关系,长期食用大量脂肪或胆固醇时,可引起动脉硬化,如Antischkow用大量胆固醇喂兔,引起动脉硬化。Keys在1952~1956年流行病学调查表明,热量摄入的40%由脂肪供给的地区,动脉硬化发病率明显增高。有的国家居民膳食中动物脂肪及胆固醇低,则血胆固醇也低,动脉硬化发病率也低。如班图族或日本人移居住在夏威夷或美国,因脂肪摄取量增加,血脂亦随着升高,动脉硬化的发病率也不断增高。

膳食中脂肪的质比量对动脉硬化的影响更为重要。如丹麦居民每日膳食脂肪摄入量平均为140g,英美为120g,丹麦摄入量多,但其动物脂肪量少,因此其冠心病发病率、死亡率都低。动物脂肪中含胆固醇,植物油中不含胆固醇。动物脂肪中除鱼由含不饱和脂肪酸较多外,皆含有较多的饱和脂肪酸,而植物油中除棷子油外,皆含不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸对血胆固醇的影响取决于链的长度,软脂酸和豆寇酸可使胆固醇明显升高,硬脂酸和中链脂肪酸能使血甘油三酯升高。

不饱和脂肪酸降低血胆固醇水平的机理,至今尚未完全阐明,可能因不饱和脂肪酸能促进胆固醇氧化为胆汁酸而排出体外的缘故。多不饱和脂肪酸虽然有降低胆固醇的作用,但摄入过多,促使过氧化物增多,而过氧化物的堆积能破坏细胞膜,对机体不利。此外,有肥胖病人摄入多不饱和脂肪酸过多,易引起胆结石病。因此,有人建议多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(P/S)以大于“1.5”,小于“2”为宜。鱼油、家禽的油脂和许多植物油中含多不饱和脂肪酸,因此,为预防动脉硬化,可常食鱼类、鸡鸭类、豆类及植物油较好。下表为几种油脂的脂肪酸含量。

表36-2 几种油脂的脂肪酸含量(g·100g-1

脂肪类别 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸
全部 全部 油酸 亚麻油酸 其它
熏肉油 32 63 48 9 6
肥牛肉 48 47 44 2 1
牛油 55 39 33 3 3
羊油 56 40 36 3 1
猪油 38 57 46 10 1
鸡油 32 64 38 20 6
可可油 86 8 7 微量 1
玉米油 10 84 28 53 3
棉子油 25 71 21 50 -
橄榄油 11 84 76 7 1
花生油 18 76 47 28 -
芝麻油 14 80 38 42 -
红花油 8 87 15 72 -
大豆油 15 80 20 52 8
人造黄油 23 72 65 7 -
鲑鱼体脂 15 79 2 6 53

膳食中胆固醇含量对血胆固醇也有影响。多数实验资料证明,限止膳食胆固醇,有降低血胆固醇的作用。但也有证明膳食胆固醇对血胆固醇的影响小于膳食脂肪的作用。原因是膳食胆固醇在肠道的吸收率较低,一般为30%,若摄入量增至2~3g时,其吸收率更低,仅为10%,这可能与膳食胆固醇对内源性胆固醇有反馈作用。若摄入多,其体内合成则减少。故有人提出限制膳食胆固醇的意义不大。但对于脑动脉硬化的患者,大量脂类物质可在血管壁中沉积,加速动脉硬化的发生和发展。胆固醇的摄入量应限制在150mg以下。

(3)蛋白质膳食中蛋白质与动脉粥样硬化的关系,研究的很少。人有观察Kwashior-kor(夸希奥科病,俗称金孩症或红孩症)患乾出现水肿、肝脾肿大、毛发脱色(皮肤常有炎症、腹泻)、血胆固醇、低密度和极低密度脂蛋白均降低。这是由于对婴儿长期喂养的食品是用淀粉和糖水,缺乏蛋白同质之故。若膳食中蛋白质供给量低于最低需要量,血脂即降低。有人曾经试验,将膳食内100g蛋白质中的25g动物蛋白质被谷类或豆类代替(即100g蛋白质完全用植物蛋白质),则血胆固醇可以降低。可能因植物蛋白质含谷固醇和纤维素高,有降低胆固醇的作用。

必需氨基酸的比例对动脉硬化也很重要。有人观察将蛋氨酸喂动物,分量不足时,就发现动物血中胆固醇升高,如喂以足量的蛋氨酸就会防止血管硬化的发生。但是蛋氨酸也不应过多,因为蛋氨酸在体内通过酶的作用,脱去甲基,形成同型(高)半胱氨酸,同型半胱氨酸在体内堆积,可诱发动脉粥样硬化症。因此,应维持膳食中的蛋氨酸平衡。此外,血中游离氨基酸影响脑代谢,脑中游离色氨酸影响了5-羟色胺的合成。大量蛋氨酸与赖氨酸可使脑中异亮氨酸、亮氨酸及精氨酸耗竭。说明缺乏某种氨基酸固然不好,而某种氨基酸过多同样有害;即氨基酸必需平衡,偏多偏少都不合理。因此,脑血管疾病的蛋白质供应量应结合病来决定。一般来说,蛋白质可占膳食总量的12~15%,其中也应包括1/3的动物蛋白质,可能防治动脉硬化症,并能保持身体的氮平衡。

(4)热量膳食总热量摄入要维持身体消耗,过高热量会引起身体脂肪组织增加,即形成单纯性肥胖。肥胖者易患高血压和动脉硬化症。有人调查皮下脂肪厚者,发生心肌梗塞者较多。体重过重者,心、肾、脑血管疾病死亡率高。根据北京市调查发现肥胖型冠心病中的发病率较瘦小型的高5倍。因此,控制体重,防止肥胖是防治脑动脉硬化及血管病的一个重要因素。同时,适当的碳水化物和脂肪供给热量,也可以减少蛋白质的分解代谢,并有利于改善氮平衡及增加体内氮储留量。对脑血管疾病更为有利。

(5)维生素 硫胺素在体内的总量约25mg,主要集中在心脏、脑、肝、肾及肌肉内。硫胺素在机体糖代谢过程中很重要。它是以焦磷酸硫胺素即脱羧辅酶的形式参加α-酮酸的脱羧。因此,在动物中发现高糖的食物更易引起硫胺素不足。硫胺素又与胆碱酯酶的活性有关,当硫胺素不足时,这种酶的活性增强,加速了乙酰胆碱的水解,干扰了正常的神经传导,以致影响内脏及周围神经功能。硫胺素供应不足时,丙酮酸的氧化脱羧作用受到影响,妨碍糖的氧化,以至引起神经组织能量供应不足,因而影响脑组织的功能。因此,硫胺素和能量代谢有密切关系,它的需要量是随着热能需要增高而增加。

尼克酸是机体的递氢体,在机体代谢中具有重要作用,特别是参加葡萄糖的酵解、脂类代谢、丙酮酸代谢,戊糖的合居与高能磷酸键的形成等,尤其是葡萄糖和脂类代谢与神经功能更有关系,采用200倍尼克酸的药物剂量,对降低低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白有显著作用。它能使末梢血管扩张,防止血栓形成,并能降低甘油三酯,对动脉硬化防治和预防脑血管病有一定作用。

维生素E对防治动脉硬化症有较好疗效。它能预防血栓的形成。维生素E有抗氧化功能,能阻止不饱和脂肪酸的氧化,改善心肌及脑血管缺氧,并具有修复血管壁瘢痕的修复能力。有人主张摄入1g不饱和脂肪酸,约需摄入维生素E0.6mg。

维生素B6是氨基酸代谢中多种酶的辅助因子,当机体内色氨酸、含硫氨酸及脏内谷氨酸代谢过程中,维生素B6参与中间代谢与合成。此外,在磷酸化酶中也含有维生素B6,这种酶使糖原转变为葡萄糖-1-磷酸。因此,维生素B6也影响糖代谢。最近还研究指出雌激素与皮质激素影响维生素B6的代谢。如缺乏维生素B6,则肾上腺萎缩,胰岛β-细胞变性。此外,还发现维生素B6缺乏,可使猿类动脉硬化,如用维生素B6与亚油酸同时治疗,能降低血脂。

维生素P有抗动脉硬化作用。此外,每日给动脉硬化患者100mg泛酸钙,有轻度缓解作用。

维生素C能恢复失衡了的神经系统功能,并能增强神经细胞的新陈代谢。以增强皮层张力。维生素C对脂类代谢也有一定的影响,国内外不少人主张用大剂量维生素C,可提高胆固醇转变胆酸的速度,加强血管壁韧性,防止动脉粥样硬化的发生和发展。美国营养学家Pauling主张每日用1000mg维生素C可预防治疗冠心病及防止动脉硬化,有人用同位素标记胆固醇给予缺乏维生素C的豚鼠,则其血胆固醇为对照组血胆固醇的2倍,而且胆酸形成率也较低,胆酸不能从粪便中排出,致使动脉壁出现典型粥样硬化病变。说明维生素C有促进胆固醇的转运作用。

(6)无机盐及微量元素

镁:有人发现高热量低镁膳食,容易引起动脉粥样硬化。镁缺乏引起冠状动脉凝血和动脉粥样硬化。故认为镁有利于脂质代谢,有抗凝血和血栓作用,防止血小板凝集,可减少脑动脉硬化。当低血镁时,可伴有低血钾和低血钙,容易产生心律不齐或心动停止。因此,在膳食中应选择含镁高的食物(如小米、玉米、黄豆、红小豆、牛肝、瘦猪肉、牛奶等)。

铬:铬缺乏可引起血胆固醇和血糖升高,并有主动脉斑。脑血管疾病患者,其主动脉内含铬量低,有人诊断铬与动脉硬化发病因素有关。含铬这几年来食品如粗制糖、标准粉、粗粮等。

镉:镉高能引起高血压,有人试验镉能使血压升高;肾动脉硬化,心脏地扩大和动脉硬化,死亡率增加。因此,高血压性脑病患者宜用低镉食品,并应注意镉/锌比例。因为锌和硒有对抗镉的作用。

铜:铜摄取量过低,可使血清胆固醇升高,铜缺乏可使主动脉弹性减低。

锰:能抑制动脉硬化。

钒:使大鼠肝脏胆固醇减低。

硅;能维持动脉壁的弹性,使脂质不易在动脉壁沉积。

(7)纤维素食物纤维是不可利用的碳水化物,是植物细胞的组织成分,在肠内不能被酶分解。它的特性有吸水、排泄和吸附作用。但是在人们膳食中却是不可缺少的成分。临床实践证明动脉粥样硬化症可能与膳食中缺乏纤维素有关。实验证明食物纤维能降低血胆固醇。如有人对10~12岁女孩,在三个阶段给三种不同膳食,每阶段10天。第一阶段给对照膳,第二阶段每人每天增加纤维素4g,则血胆固醇含量升高,胆酸经粪便排出增多,第三阶段再增加纤维素20%,则血胆固醇下降,粪便中排出胆酸更多。果胶大量存在于新鲜水果中。有人主张防治动脉硬化的膳食,食物纤维素量应稍高,但究竟供应多少,尚无确定。据调查,非洲人每日膳食中纤维素有25~30g,美国4~6g,我国10~12g。食物纤维素不可过高,否则会影响无机盐和微量元素锌、硒的吸收和利用。

(8)其它因素乙醇能促进肝内脂肪的生成和刺激极低密度脂蛋白的合成,产生脂肪肝和高甘油三酯血症。也有人试验酒可以促进内源性胆固醇的合成和引起心肌梗塞,故脑动脉硬化患者应禁用烈性酒,对酒精含量较低的黄酒、葡萄酒、啤酒亦应少喝。

红茶与绿茶:茶叶中含茶碱、鞣酸、氮、粗蛋白、粗纤维及灰分等(表36-3)。

表36-3 绿茶与红茶的化学成分(%)

化学成分 绿茶 红茶
粗蛋白质 37.43 38.90
粗纤维 10.06 10.07
灰分 4.92 4.93
茶碱 3.20 3.30
鞣酸 10.64 4.89
总氮量 5.99 6.22

茶碱对于人体有三大作用:

①对于中枢神经系统:茶碱主要功效为使头脑保持清醒状态,增加精神活动能力,使思想清楚而敏捷。

②对于肌肉和心脏:茶碱能使各种工作省力,故咖啡碱有减少疲劳的作用。茶碱能使脉搏加快,并且能略提高血压,增加心脏肌肉的刺激。并对脊髓反射中区有兴奋作用,使肌肉收缩更有力。

③对于肾脏:茶碱及其化合物为一种利尿剂,使尿的比重较正常为低,减少尿内的盐及尿素。

根据以上茶碱对人体作用来看,喝茶对人体有一定好处。但是不能过量饮浓茶。浓茶的茶碱过量,能使病人感到不安宁而烦扰,进而表现动物痉挛。全天喝浓茶,日久积累茶碱过多,能刺激骨髓,影响肾脏功能,并能对人体发生强烈刺激。此外,浓茶含大量鞣酸,与胃中未消化食物中的蛋白质结合成为不溶解的鞣酸盐,当进入小肠后,小肠内为碱性,游离的鞣到成为碱质鞣酸盐。因此,鞣酸有收敛性,可使肠闭塞而发生便泌及减少肠的分泌;而使人产生消化不良。而绿茶之鞣酸含量较红茶多。在医疗上,红茶与绿茶无区别。

饮淡茶的功效除能止渴,并促进发汗。少量的茶碱,能解除精神疲劳,恢复体力,使头脑保持清醒状态。有人试验证明空腹饮茶能降低体重。夜晚睡眠,更宜饮淡茶,以免刺激神经系统,影响睡眠。而脑血管病患者更应常饮淡茶。

有人试验证明泡制最佳之茶,浸泡时间以5min为限。在此时间内3/4的茶碱被浸出,1/3的鞣酸被浸泡出;第二次浸泡时浸出大部分剩余之茶碱及少量鞣酸。第二次浸泡较第一次刺激性略少,故脑血管疾病患者常饮第二次浸泡茶,更为相宜。

咖啡:有人发现健康人饮速溶咖啡12g(每g含咖啡因18mg)30min后,做葡萄糖耐量试验,发现游离脂肪酸增加,饮咖啡者血液葡萄糖和丙酮酸较不饮者高,恢复也慢,故脑动脉硬化及冠心病患者不宜饮咖啡。

蒜与洋葱:对人体实验表明,当食高脂肪膳食加入洋葱汁、洋葱精油、大蒜汁、大蒜精油,能使血清胆固醇下降和纤维蛋白溶解活性升高。

综上所述,动脉粥样硬化主要原因之一。是营养不平衡引起的代谢紊乱,长期食用高热量、高脂肪(饱和脂肪酸)、高碳水化物,以及缺乏其它营养素,都可引起动脉粥样硬化。因此,脑动脉硬化膳食的防治应注意以下原则。

(1)完全平衡合理膳食,能适合各年龄和工作性质的需要。

(2)对脑动脉粥样硬化患者如为肥胖型,应减轻体重10~15%。

(3)限制吃动物脂肪或含胆固醇较多的食物。

(4)多食用植物油,因植物油含不饱和脂肪酸,可促使血清胆固醇降低如花生油、豆油、菜子油、麻油、玉米油、茶油等。

(5)膳食中应有适当蛋白质(如蛋清、瘦肉、瘦牛羊肉、鱼、鸡肉、去脂牛奶)和豆类蛋白质(如黄豆、黑豆、赤豆、豆芽等)及豆类制品(豆腐、豆浆、豆腐片、豆腐丝等)。

(6)多吃蔬菜(如油菜、白菜、西红柿等)和水果,特别是富于维生素C的水果9如山楂、柑桔、柠檬、猕猴桃等)。

(7)多吃含碘的食物(如海带、紫菜、蘑菇、虾米等),有利于降血脂。

(8)膳食应以清淡为主,保护食欲。

(9)应用少盐,摄入量每日为2~3g,防止钠潴留,对高血压有利。

(10)严禁烈性酒,禁用浓茶、咖啡及刺激性调味品(如辣椒、胡椒面、芥末、咖喱等)。

(11)每日要少量多餐,不要暴食暴饮,因为过度饱餐,加重心脏负担。

(12)意识昏迷患者可用鼻饲饮食,鼻饲配方如白奶、混合奶、蛋清脱脂奶、高热高蛋白混合流质等。

脑出血患者,有肠鸣音后,可给鼻饲流质,如有上消化道出血,鼻饲内可加云南白药0.3~0.5g,每日3~4次,或三七粉1g,每日3~4次。病情稳定后,即可停止使用。

36.2 球麻痹和假性球麻痹的营养治疗

球麻痹即延髓麻痹,临床表现为构音,吞咽障碍,说话缓慢费力,鼻音较重,咀嚼困难,进食易咳嗽,食物常从鼻孔流出,常并发吸入性肺炎。假性球麻痹与球麻痹的区别如下表:

表36-4 球麻痹和假性球麻痹的鉴别

球麻痹 假性球麻痹
(1)病变部位在延髓多为一侧损害 病变在皮质-延髓束,为两侧损害
(2)多首发 病史中有2次以上的脑卒中发作,而且在不同侧
(3)咽反射消失 咽反射存在
(4)舌肌萎缩,震颤,见于周围损害时 无舌肌萎缩或震颤
(5)口部自动反射阳性 口部自动反射阳性
(6)病情较重,多因呼吸循环衰竭而死亡 除构音、吞咽障碍外,呼吸循环障碍较轻
(7)大脑皮层功能障碍不显 大脑皮层功能障碍明显,常有不自主哭笑
(8)病因:椎基底动脉血栓延髓空洞症、脑干肿瘤、肌萎缩性侧束硬化症、进行性球麻痹、颅底凹陷症、枕骨大孔附近病变(肿瘤、骨折、脑膜炎等) 两侧脑血管后遗症

球麻痹和假性球麻痹患者,长期卧床休息,热量消耗较高,男同志应为10080kJ,女同志为8400~9240kJ,蛋白质可占热量比12~15%,应少用动物脂肪及含胆固醇高的食物(可用瘦肉、鱼、鸡、瘦牛羊肉、蛋清、脱脂牛奶等)。脂肪应多采用必需脂肪酸,特别是含亚油酸高的油类(如豆油、玉米油、麻油、花生油、鸡油、鸭油等),因为胆固醇与必需脂肪酸结合后,才能在体内转运,进行正常代谢。如果缺乏必需脂肪酸,就会与一些饱和脂肪酸结合,使胆固醇不能在体内正常运转代谢,并且还可能在体内沉积,加重血管壁的粥样硬化。

碳水化物丰富的食物,可多用粮食和薯类、蔬菜和水果,少用蔗糖,因粮食和薯类除含淀粉可供给热能外,还含有蛋白质、无机盐、维生素和纤维素,特别是维生素B族。为调节胆固醇的代谢过程,可用大剂量维生素C,因维生素C在机体代谢中具有多种功能,主要参与机体的羟化反应和还原作用,其中羟化酶的作用也需要维生素C参与。又如类固醇的羟化,胆固醇转变为胆酸也需要大量维生素C,大量维生素C能降低血浆中胆固醇,抑制动脉硬化的发展,并能增加血管的致密性,以防止出血。每天可给200~300mg。

球麻痹和假性球麻痹患者因吞咽障碍,食物必须细软,无渣滓,避免刺激性,如过甜、过酸、过碱、过辣皆不适宜,禁用花椒、咖喱粉、芥末、辣椒等调味品,以减少化学性刺激。食物温度要适宜,不要过冷和过热,减少物理性刺激。

球麻痹患者因有吞咽反射障碍,必要时应下鼻管,以鼻饲流质饮食维持营养。否则长期营养供应不足,致使全身营养不足,更加重脑的整体功能紊乱,机体抵抗力差,引起感染或其它并发症。

36.3 癫痫的营养治疗

癫痫是由于大脑皮层神经元的异常放电,而产生的一种阵发性、短暂的大脑功能失调,临床表现为意识丧失,全身性或局限抽搐和精神障碍等,常突如其来,并且反应发作。上述症状可单独出现或合并出现。

36.3.1 病因

继发性癫痫 又称症状性癫痫,可继发于以下疾病。

脑内疾病;感染、外伤、脑血管病、肿瘤、先天发育异常、脱髓鞘病、变性疾病等。

脑外疾病:中毒、缺氧、代谢障碍、心血管疾病等。

原发性癫痫又称特发性或隐原性癫痫,未找到明确的病因,神经系统检查未见阳性体征,多于幼年开始发病,到了青春期有自然缓解倾向,少数病例有家族史。

36.3.2 临床症状和特点

(1)大发作突然四肢抽搐、意识丧失、口吐白沫、咬破舌头、大小便失禁、持续时间约2~3min,发作后意识朦胧或进入睡眠状态,事后对当时情况无所记忆。

(2)小发作是以短暂、多次发作为特征,失神、瞪眼直视、茫然若失,呆立不动、突然中断正在进行的工作或谈话,手中持物坠地,发作仅1~2s,事后无所记忆,发作频繁,每天可多至数十次,甚至上百次。

①局限性发作抽搐仅见于身体的某一部分,多为阵挛性。通常由一侧肢体的远侧端开始,最常见的有三个起始部位——手指、口角和脚趾。发作可局限于该处,或按其皮层运动区的部位顺序扩张,有时,可演变成大发作。

②精神运动性发作表现为短暂的精神失常或精神运动性兴奋,如躁动、不安、冲动、奔跑、毁物、伤人、或自伤,有情感和定向力障碍,有时出现幻觉或错觉。这种发作常突如其来,可持续数小时,有时竟长达数天,可突然消失,事后无所记忆。

③持续状态为连续的大发作,可持续数小时至数天,频频抽搐,发作间歇期意识未能恢复,脉搏快,呼吸不规则,常伴有高热、脱水、精神错乱,这是比较严重的情况,若处理不当,可有生命危险。

36.3.3 营养治疗

从上述各种病因看来,无论是哪一种病因所引起的癫痫,都能刺激脑功能亢进,都影响神经细胞的损伤。由于脑内血液循环改变,刺激神经细胞,促进糖酵解,和三羧酸循环结果使脑细胞的氧化和葡萄糖的供应减少。因此,碳水化物的供应不要过多,避免暴食。每日以300g碳水化物为宜。碳水化物为直接供给身体细胞和组织所需的能源。

癫痫反复发作时,如高血压、脑病、子痫等病人,有时引起脑水肿和电解质代谢紊乱,避免暴饮,应限制水份和钠盐,以防止颅压增高。水份入量每日不超过1000ml,钠盐每日不超过3g。

外伤癫痫病人常有脑外伤后综合征,以及长期服用镇静药史,故容易出现脱水、贫血、白细胞减少、营养不良等,严重者可出现电解质代谢紊乱(高血钾症)。应用低钾饮食,钾每日摄入量不可超3g。应用含钾盐低的蔬菜、水果如油菜心、小红萝卜、白萝卜、天津萝卜、芹菜、南瓜、西红柿、茄子、葱头、黄瓜、冬瓜、丝瓜、西葫芦等。水果如鸭梨、苹果、葡萄、烟台梨、菠萝等。粮食如稻米、标准粉等,其它如鸡蛋、鸭蛋、牛奶、肥瘦猪肉、猪心、口条(舌)等食品含钾亦较低。

癫痫发作时,使神经兴奋性增高,易发生碱中毒或血钙过低,应用高钙饮食,钙能镇静中枢神经系统,抑止神经细胞兴奋性,含钙丰富的食物如芹菜、雪里红、油菜、小白菜、荠菜、榨菜、红果、干酸枣、炒杏仁、炒南瓜子、榛子、猪肾、牛奶、干酪、感鸭蛋、蛋黄、小黄鱼、田螺、鱼松、青蛤、海参、虾皮、芝麻酱等。

癫痫患者常缺乏镁,尤其是大多数需要长期药物治疗,如苯妥英钠长期服用时,易引起骨质疏松,除注意给予高钙饮食外,还应注意镁的摄入。因为成年人体内含镁20~25g,大概有一半集中在骨胳内,骨胳中的镁不能供给身体细胞使用,如果缺镁时,除影响骨胳的成骨外,还能发生肌肉颤抖,精神紧张,手足抽搐。缺镁惊厥状态和缺钙引起的相似,当患者注射镁盐于肌肉中,使其血清恢复到原有镁量水平,其惊厥状态即可停止。所以癫痫病的患者应多供给含镁丰富的食品如玉米、小米、黄豆、红小豆、豆腐干、机米、绿色蔬菜、芹菜、太古菜、牛肝、鸡肉等。成年男人每日需要350mg,才能维持镁平衡。癫痫患者又因镇定神经,还长期服用鲁米那,容易发生坏血病,所以,应摄入大量维生素C的食品,以帮助血管壁的胶原形成。使胶原形成的结缔组织集中在软骨、骨胳韧带和所有的血管壁及牙齿间。如果维生素C供应不足,结缔组织崩溃,就产生坏血病。同时维生素C与钙质有密切关系,维生素C缺乏时,骨胳的生长受到阻碍,无机盐也跟着消失,骨胳脆弱无弹性韧性,如给充足维生素C,则骨胳恢复得快,并不易发生骨折。此外,维生素B6缺乏,常发生颤抖和精神紧张、过敏、失眠,用维生素B6治疗癫痫、舞蹈症和震颤瘫痪,再和维生素B合剂同用,能减少癫痫发作。

美国心理学家Harrell博士,曾对一些有癫痫倾向而非癫痫病患儿进行了高维生素和高无机盐治疗,有一例病儿对许多食物有过敏,经过2年的营养治疗,症状和过敏消失。另一名患儿每天早晨均有癫痫发作,经3个月补充营养以后,症状也消失。他初步认为有某些癫痫症状的儿童,其病因可能与遗传性营养缺乏症有关。其营养配方如下:

表36-5 高无机盐、高维生素补充配方

300mg 硫胺素 300mg
410mg 核黄素 200mg
30mg 尼克酰胺 750mg
3mg 泛酸 450mg
1.75mg 吡多酸 350mg
7.5mg 维生素B12 1000μg
9mg 叶酸 0.4mg
0.15mg 抗坏血酸 1500mg
维生素A 15000IU 生育酚 600IU
维生素D 300IU

36.4 颅脑损伤

由于暴力的直接或间接撞击,造成颅骨或脑组织的损伤,程度轻重不一。临床中出现短暂性或持久性意识障碍,由嗜睡、朦胧状态以至昏迷。头痛、头晕、眩晕、呕吐、逆行性遗忘、癫痫发作,有时可产生神经系统局限性体征(如偏瘫、失语等),严重时可有生命体征(血压、瞳孔、呼吸、脉搏)的变化。有时可产生并发症(如脑积水、颅内感染、肺炎等)。

36.4.1 营养治疗的重要性

合理的营养可以促进脑组织早日康复,减少合并症。但颅脑损伤后常有头晕、恶心、呕吐以及卧床不动等,一般食欲都很差,胃肠功能又减退。故营养问题应加注意。重型颅脑损伤,可因消化道出血、高热、昏迷等症状而使热量消耗增大。因此,供给足够的蛋白质、维生素和热量,使患者维持一定营养水平,是非常重要的。

36.4.2 持久昏迷患者的饮食

颅脑损伤患者,一般昏迷时期多数在一月以内恢复,最短者24h,长者可达数年之久。重型颅脑损伤昏迷时间较长。重型颅脑损伤,尤其是急性期,患者不能进食、头痛、恶心、呕吐,并且伴有意识障碍,因此,必须依靠输液、输血、静脉高营养来维持营养。临床上输液常用5%葡萄糖盐水500ml,加10%葡萄糖溶液1000ml,其全日热量值2100kJ,不能满足颅脑损伤急性期营养的需要。

颅脑损伤急性期,由于组织的分解、手术的负担、高热的干扰,使机体的热量消耗更加增多,体内氮丢失量平均每日约10g左顺,接近于300g肌肉组织的损失。因此,急性期蛋白质的补充是一个重要的问题。根据实验室测定,正常人如缺乏蛋白质,热量必须在3058kJ以上,才可减少机体负氮平衡。而颅脑损伤病人由于长期高热,必须摄入10g氮(每g氮相当于6.25g蛋白质),即需62.5g蛋白质。还需11760kJ的热量才能维持机体的正氮平衡。但实际上患者很难摄入此量。因此,常常体重下降,长期营养摄入不足,就会出现低蛋白血症。如100ml血液内的血浆蛋白每减少1g蛋白质,就丧失组织蛋白1030g。所以,不论在颅脑损伤急性期或慢性期,凡不能进食的患者,都应注意营养。应根据患者有无高热、出汗、长期脱水、气管切开与是否给予激素等情况,采用鼻饲饮食,以满足营养需要。

(1)鼻饲饮食原则

①蛋白质:颅脑损伤急性期,由于易出现负氮平衡,蛋白质的供给必须适宜。每日每公斤体重应为1~2g,占总热量的12~20%。否则血液中蛋白质不足,易引起脑水肿,全身性营养水肿以及机体抵抗力降低,合并高热、感染、肺炎等,更可影响机体的恢复。

②脂肪 脂肪可按每日每公斤体重1~2g供给,占总热量的20~30%。脂肪能保护末梢神经,如缺乏脂肪,使脑细胞及神经细胞不易构成,影响脑组织恢复。

③碳水化物:碳水化物对急性颅脑损伤更为重要,由于患者有意识障碍,手术、高热、不能摄食等情况,使机体消耗更加严重。若合并脑水肿,脑组织能量供给不足,都需要葡萄糖来补充,每kg体重约需5~6g碳水化物,应占总热量的60~65%。

④无机盐:颅脑损伤急性期,钠每天排出量由正常人的100mmol减少至5~20mmol。一般开颅术后前三天常出现钠潴留,一周左右恢复正常。如不能经口进食,钠入量每kg体重不可高于1.15mmol。

成人每天钾出入量为2~3g。颅脑损伤或手术后,体内蛋白质分解快,钾排出量也增加。在分解代谢中平均每1g氮,随有2.7mmol的钾排出。因此,当机体呈负氮平衡时,钾也出现负平衡。如钾入量不足或禁食,可引起低血钾,故在静脉输液或鼻饲时,应增加氯化钾3g,以补充不足。高血钾时,可限制含钾多的食物。所以必须结合患有无高热、呕吐、呼吸紊乱、大量出汗、气管切开、激素治疗等情况,考虑钾、钠的供给量问题。

⑤维生素B1、C对颅脑的关系:维生素B1能调节神经系统功能,因脑细胞要从碳水化物中获得能量。当维生素B1缺乏时,葡萄糖就不能充分产生能量,乳酸就会以丙酮酸的形式堆积在脑中,产生一定毒性作用。如大量补充维生素B1,能减少颅脑损伤后引起的精神症和健忘等症状,供给量为60~80mg。

颅脑损伤后,需要维生素C帮助制造骨胶原,使结缔组织连接好,以促进伤口愈合,如缺乏维生素C还容易引起细菌感染。此外,还会使机体结合细菌的能力减低,补体无法形成,以至使颅脑损伤容易产生伤口及呼吸道感染。因而引起肺炎及其它合并症。每日以500~1000mg维生素C为宜。

⑥水:颅脑损伤,开颅术后皆可造成不同形式的水、电解质的紊乱,如处理不当也可合并水、电解质的紊乱。颅脑损伤和手术引起的水肿、电解质的紊乱,也有其特殊性。如脑水肿引起水潴留,某些部位损伤直接影响神经、内分泌和肾功能引起代谢紊乱。丘脑下部、脑干等损伤可出现尿崩症,脑性钠潴留和肾功能衰竭等。

正常成人每天饮食,进食和代谢产生的水分为2000~2500ml,出入量大致平衡。颅脑损伤后,由于机体的应激反应,伤后三天,多数患者尿量明显减少。3天后尿量增至500~1000ml以下,后来尿量加至1000~1500ml,5~7天恢复正常。

颅脑损伤患者反应大量呕吐、高热、出汗、不进食、补液不足,或使用利尿药物限制水分、或用鼻饲高热混合奶而水分不足,可引起“高渗综合征”的缺水。其它如尿崩症,若限制水、盐和蛋白质,则症状可减轻。

水分计算方式是高热38℃或室温32℃以上时,每升高1℃时,应多补充每日需水量的10%。一般根据每kg体重按30ml计算入量,每日液体入量在2500ml左右。高热、汗多、水分入量应在3000ml左右。

(2)配制要求

①食谱配制应结合病情,根据不同症状及合并症,给与不同配方,高热、呼吸道感染、意识障碍、伤口愈合、感染等,都需要优质蛋白质及热量补充。钠、钾、氯、水份,应根据脑水肿及电解质的平衡情况来决定。

②鼻饲营养液要细软无渣滓,配制好后用铜丝箩过箩,以避免堵塞鼻饲管。

③严格注意操作卫生,所有用具(量杯、漏斗、锅、盆和瓶),必须洗净消毒再用,并注意手的保洁,防止细菌感染。

④各种奶配制后,不得直接在火上加热,应用热水保温法加热,以免将混合奶凝结成块,混合奶配制好后,热时不要加盖,俟凉后再盖瓶盖放入冰箱,否则易酸败。

⑤如加酸性果汁或维生素C粉剂,必须临灌时再加,以免将混合奶沉淀。

(3)鼻饲方法

①硅胶管灌注法:将混合奶用注射器推入,每日4~6次,每次200~400ml,温度应适宜,以38~40℃较好,如用漏斗式灌注法时,漏入的速率,以每分钟为65~70ml较为合适,严防空气窜入病人胃内,以免引起患者不适,以致呛食咳嗽。

②硅胶管滴注法:将混合奶放在输液瓶内,通过细硅胶管(直径1~3mm),缓慢滴注,每小时滴150~250ml,每分钟50滴,缓慢滴注,适用于病人消化吸收功能差的患者,或者不能进食的患者。但因滴注时间较长,不易保温,应用暖水瓶保持温度,经常保持38~40℃,注意不要堵管。

(4)鼻饲配方及选择颅脑损伤患者由于昏迷程度及临床症状不同,因此对营养的要求及配制方法也就不同,所以在营养治疗方面也要采取各种特殊措施才能取得应有的疗效。宣武医院对昏迷患者曾根据不同病情配制了不同种鼻饲配方略举如下:

(5)其它颅脑损伤疾病的营养饮食原则

①脑水肿:颅脑损伤或开颅术后,都可以引起不同形式的水电解质紊乱,颅脑损伤患者突出的问题是脑水肿。在治疗上应限制水分入量,使用脱水或利尿药物,并用静脉输液或鼻饲混合奶来补充。每公斤体重入量按30ml计算,如有高热,原则上每升高1℃时,补充10%液体,现在根据临床实践证明脑水肿患者,鼻饲饮食对脑水肿无害,还提倡及早鼻饲,对脑水肿更为有利。但应限制钠盐,因钠潴留,更易引起水潴留,氯化钠每日以不超过3g为宜。

表36-6 颅脑损伤、脑瘤患者鼻饲配方

名称 适应症 内容 营养成份 特点说明
鼻饲Ⅰ号 颅脑损伤重昏迷患者开颅手术后各种类型脑瘤
脑血栓、脑栓塞(颈部颈内动脉手术后)
10%米汤1200ml10%糖水400ml盐5g 蛋白质7.8g
碳水化物117g
热量68kJ
病人有肠鸣音后使用,蛋白质、碳水化物量太低热量不足,尚应照常输液
此方仅为适应消化道久未进食情况
鼻饲Ⅱ号 颅脑损伤术后重昏迷三四天后有肠鸣音脑瘤术后有肠鸣音后 牛奶500ml10%米汤500ml蔗糖100g盐5g10%糖水500ml 蛋白质20g
脂肪20g
碳水化物163g
热量121kJ
热量和蛋白质太低,不可长期食用,如消化吸收较好(无腹胀或腹泻)可改Ⅲ号
每日4次
每日4~5次
鼻饲Ⅲ号混合奶 适用于昏迷患者,各种开颅术后,胃肠功能较好,无呕吐、又无腹泻者。 牛奶1500ml鸡蛋6个蔗糖225g盐7g 蛋白质75g
脂肪68g
碳水化物300g
热量300kJ
每次300~400ml
每日4~5次
两餐间加10%糖水300ml,每日4次

颅内压力增高时,还可以引起呕吐、食欲不好,除给与少盐鼻饲外,还可用丰富的磷和卵磷脂食物,可起到消炎作用。多用蛋黄、牛奶等含磷及卵磷脂食物。如脑水肿消失或清醒后,能口服时可给少盐少油流质,或少盐少油半流质,如粥、蛋羹、牛奶、面包、面条等,所需热量可根据病人食欲而定,因此时患者有自动调节作用。水潴留亦可引起钠潴留,但如水潴留,血钠水平相对偏低,如不低于125mmol·L-1以下,不需补充钠盐。

②脑出血:脑出血多为脑组织缺血缺氧及局部血循环障碍(如蛛网膜下腔出血、硬膜外出血),脑出血病人饮食,应注意不刺激血压升高,预防脑血管动脉硬化,减少颅压增高,可应用50%葡萄糖内加维生素C500mg,维生素B625mg共滴,注意液体入量,多供给保护性食物如优质蛋白质易消化的糖类及低胆固醇食物,达到消炎目的。脑出血患者若空腹血糖升高2000mmol·L-1以上,应限制糖类,用大量维生素C及维生素K50mg。

③脑血栓:脑血栓多为颅脑损伤波及脑静脉窦或脑皮质静脉壁时,加上全身休克,血液浓缩及血静脉减慢等因素。可使静脉性血栓形成。脑血栓病人的饮食应给蛋白质每公斤体重1~1.5g,大量维生素C,丰富维生素B1,热量应为200kJ,血胆固醇如在2000mmol·L-1以上者,应严格限制胆固醇及动物脂肪,以防止脑动脉硬化和脑梗塞,液体入量应2000ml以内,避免颅压过高。

④颅脑损伤意识清楚患者饮食:颅脑损伤患者,因损伤程度不同,症状也不相同,有的患者头晕、恶心、呕吐。有的颅内压增高,不能进食或进食很少。伤后前几天,由于要观察有无手术指征,有的患者原来营养状况尚好,还暂时可以维持,待几天过后,必须把营养问题放在重要位置。否则消耗严重,抵抗力下降易发生感染,酸中毒等并发症。

表36-7 不同病情的鼻饲配方

名称 适应症 内容 营养成份 特点说明
腹泻的混合奶 开颅手术后腹泻或对牛奶不能适应者 10%米汤1500ml,蛋黄120g葡萄糖200g,盐10g,酵母10g维生素B1100mg、维生素C500~1000mg 蛋白质32.7g
脂肪37.9g
碳水化物318.9g
热量246kJ
每次喂300~400ml,每日4~5次
高热量混合奶 颅脑损伤手术后严重腹泻营养不良的患者 牛奶1500ml,蛋黄120g,葡萄糖200g,鲜果汁150ml,酵母10g,维生素B160~100mg,维生素C500~1000mg 蛋白质75g
脂肪105g
碳水化物372g
热量440kJ
每次喂200~400ml 每日4~5次
牛奶用10%氯化钙20ml处理,使蛋白质脂肪易消化另加氯化钾3g以补充腹泻时钾的丢失
低胆固醇混合奶 颅脑损伤伴有高血压高脂血症或冠心病的患者 牛奶1200ml,糖200g,面粉150g,豆粉30g,糖15g,盐5g,10%菜水1000ml 蛋白质60.8g
脂肪56g
碳水化物400g
热量305kJ
每次喂300~400ml
每日4~5次
还可用蛋清豆浆等做为蛋白质来源
除菜水外,还可用猕猴桃汁、刺梨汁、山楂汁、红果汁等富于维生素C的果汁,降胆固醇
潜血时混合奶 颅脑损伤后胃肠道出血 蛋黄米汤见腹泻混合奶,另加维生素B150mg,维生素K30mg,止血粉(三七粉)3g 蛋白质32.7g
脂肪37.9g
碳水化物318.9g
热量440kJ
当消化道症状减轻时,可根据情况试喂蛋黄米汤,开始50ml至100ml,每日4~5次,止血针可经静脉或肌肉注射,每次1g,潜血消失可酌情给高热量混合奶,从少量开始,可将止血粉放入鼻饲奶内分3次服用
无氮混合奶 颅脑损伤后由于创伤性或失血性休克引起肾缺血、肾功能衰竭、长期昏迷患者、尿毒症患者 花生油100ml,葡萄糖100g,盐3g,阿拉伯胶2g,维生素C1000mg,维生素B1100mg,叶酸5mg,碳酸钙2g 脂肪100g
碳水化物100g
热量173kJ
每次喂100ml,制法为将花生油烧热后冷却待用,将葡萄糖加入温开水500ml,待溶后再放入细盐,再将阿拉伯胶加入少量水煮开,放入花生油、盐、糖,用高速搅拌机搅拌,最后加入阿拉伯胶溶液,装入瓶内待用,鼻饲前将瓶内乳化油摇匀。

颅脑损伤急性期的营养维持多靠输液,每日热量和蛋白质不足以维持基础代谢和生理需要,因此,意识清楚病人必须经口试喂食物。

膳食特点:食物必须细软,容易咀嚼和吞咽,以减少伤口疼痛。患乾可吃白米粥、烂饭、碎菜、豆腐、鸡蛋等,以便护士易喂饭。食物必须清淡适口,多数患者厌油腻、怕厚味,愿吃咸的食物如酱豆腐、碎咸菜、肉松等。甜的食物应少用(如藕粉、杏仁茶等),患者一般不喜吃甜食,可制成鸡蛋汤、鸡蛋羹、豆腐脑、肉末菜泥粥等饮食。吞咽反射较好,食欲好转可给半流质饮食,如白米粥、蒸鱼(刺少肉厚)、肉末豆腐、西红柿鸡蛋、挂面甩果、面片卧果、馄饨、肉粥、寇寇牛奶等富于蛋白质及高热量饮食。症状轻者、无恶心、无呕吐、无腹泻、无咀嚼和吞咽困难者,可给高蛋白软饭或普通饭。颅脑损伤有下颌骨骨折时,应给口腔流质,可给匀浆食。用高速捣碎机制成糊状,易于吞咽不须咀嚼,并可解饥。可制成肉松过箩粥、鸡肉泥面糊、肉末菜泥粥、饺子糊等,西餐中间加喂浓苹果汁、苹果泥、鲜桔汁、西红柿汁、山渣水,猕猴桃汁、红枣汁等。食欲好转时,可给口腔半流质,如肉末柳叶面片、鸡汤鸡蛋面丝、鸡茸粥、蛋黄菜泥粥等。颅脑损伤患者进食量不足时,再增加鼻饲混合奶1000ml,经口及鼻饲交替服用,以增加蛋白质和热量,至完全能口服时,再拔鼻饲管,以保证营养需要。

36.5 肝豆状核变性

肝豆状核变性是一种常染色体隐性遗传的铜代谢障碍所引起的疾病,主要病理改变为豆状核变性和肝硬化。多发生于儿童或青年人。

36.5.1 病因

为铜代谢障碍,患者胃肠道对铜的吸收超过正常,同时有大量的铜沉积于脑基底节,肝脏和角膜等器官,粪铜排泄减少,而尿铜排泄增多。铜蓝蛋白合成障碍。

36.5.2 临床症状和特点

缓慢起病,进行性加重的肢体不自主震颤,四肢肌张力增高,口常半张,流涎,言语缓慢,构音困难,有时出现手足徐动,扭转痉挛或舞蹈样动物作。面部表情呆滞,智能衰退,有精神改变,出现强哭或强笑,角膜有深褐色的色素环(Kayser Fleischer环)。由于钙磷代谢障碍,可产生骨胳疏松。肝脏早期肿大,而晚期因肝硬化而萎缩。

实验室检查:尿铜增高,血清总铜量和血清铜蓝蛋白减低,血清铜氧化酶活性减低。

36.5.3 营养治疗

正常人每日从饮食中摄入的铜约2.5~5mg,在体内经过小肠而吸收,吸收的铜被送进血液中,大部分在肝内合成为血浆铜蓝蛋白结合物。这种蛋白可促进铁的吸收。其余30~80%的铜通过胆汁从粪便中排出体外。从尿中排泄的铜只占每日摄入的铜还不到1%,但是肝豆状核变性的患者是小肠内吸收大量的铜,使过量的铜沉积在组织中或从小便内排出。而肝脏合成的铜蓝蛋白减少,总的血清铜低于正常人。这种铜盐的沉积可引起肝、脑、肾组织的损害。因此,膳食中应用低铜高蛋白的饮食来保护肝脏和肾脏。

蛋白质的食物来源应用鸡蛋、牛奶、鱼类,禁用猪肉、羊肉、猪肝、牛肝、各种血,这些食品含铜量高。乌贼、鱿鱼、牡蛎、蛤蜊、田螺、各种蟹类和虾类含铜量亦丰富,亦应禁用。植物性蛋白质如豌豆、黄豆、蚕豆等,硬果类如花生、核桃等应少用或不用。

此外,含铜高的食品如麸皮、芝麻酱、菠菜、油菜、大白菜、芹菜、扁豆、马铃薯也较高。其它如可可粉、干茶叶等亦应少用。

肝豆状核变性的儿童,常因钙磷代谢障碍,发生骨质疏松及佝偻病,除用药物外,饮食中应供给富于钙及维生素C的食物。但因许多含钙丰富的食品含铜量也高。所以,应供给奶类食品,奶也易被人体吸收和利用。鱼肝油含有大量维生素D,也是维持身体钙和磷吸收的主要因素,故每日应在膳食内供应或补充。

充足的维生素C,可以防止肝功能衰竭和感染,应用大量维生素C的食品,每日宜摄入维生素C500mg。

为了保护神经系统,肌紧张不全和震颤可多用含维生素B1和维生素B6丰富的食物。维生素B6还可以避免因用促进铜盐排泻的药物(D-青霉胺)而引起的维生素B6缺乏。

此外,每餐还应摄食含钾盐丰富的食物,可减少胃肠道对铜的吸收。

36.6 三叉神经痛

三叉神经痛是一种常见的周围神经病,多发生于中年和老年人。

36.6.1 病因

继发性三叉神经痛:可继发于局部感染(三叉神经所通过骨孔的骨膜炎,上颌窦炎、额窦炎、筛窦炎、齿龈炎、扁桃腺炎、中耳炎和颅底蛛网膜炎等)、外伤(颅底骨折、下颌外伤或瘢痕形成)、三叉神经所通过的骨孔狭窄、肿瘤(三叉神经根及半月神经节肿瘤、小脑桥脑角肿瘤、胆脂瘤)、血管畸形(桥脑和延髓部位的动脉瘤)、血液循环障碍(主要见于老年人,因动脉硬化和缺血所致)。

原发性三叉神经痛:是指目前尚未能发现病因,客观检查无阳性体征者。

36.6.2 临床表现和特点

三叉神经痛是沿三叉神经分布区域的发作性疼痛。上颌支和下颌支常受损,而眼支较少罹患。绝大多数为一侧性,右侧较左侧稍多见。有时可累及二支,但很少三支同时罹患的。

典型的三叉神经痛有以下特点:

(1)发作性剧痛突如其来的剧烈的疼痛发作,有一定的诱因,如说话、打呵欠、刷牙、漱口、洗脸、刮胡子、咀嚼、吞咽等动作,尤其是进食过冷或过热的食物时均可诱发,过度疲劳或精神紧张,可使发作加重。白天发作较晚间多。

(2)有板机点(激痛点)轻微刺激脸或唇、舌、齿龈、鼻翼的某一点,即可引起疼痛的暴发,这一导致发作性剧痛的过敏点称板机点。疼痛由板机点开始,沿三叉神经某分支分布区放射,不超过正中线,呈烧灼样或撕裂样、电击样、刀割样、针刺样剧痛,患者常张口、咂舌,用手掩盖患侧脸部,表情十分痛苦,坐立不安,严重时伴有痛性痉挛。有时在睡眠中痛醒。

(3)持续时间短 通常发作持续时间短,每次仅数秒钟至1~2min或更长,疼痛的消失也很突然。可有间歇性,也可连续发作。

(4)伴有血管-植物神经症状发作严重时患侧脸红、出汗、瞳孔散大、流泪、鼻粘膜充血、流鼻涕、唾液分布增多,患侧皮肤温度增高、肿胀。若病程较久且发作频繁者,可出现营养障碍性改变,如局部皮肤粗糙、眉毛脱落、角膜水肿和透明度下降,有时产生麻痹性角膜炎。

(5)反复发作三叉神经痛往往反复发作,发作频繁者一天可达数十次或上百次,甚至更多,患者极为痛苦。

疼痛可开始于一支,以后向其他支扩展,但也可局限于一支而持续数年。部分病例可以自然缓解。

36.6.3 营养治疗

神经组织中含有糖脂,而碳水化物是糖蛋白、粘蛋白和糖脂不可缺少的成分。维持正常神经功能需要糖。因此,三叉神经痛的患者需要高碳水化物饮食来供给能量及保护神经功能,每日需要350~400g。

脂肪是组成人体组织细胞的一个重要组成成分。特别是磷脂和固醇等,脑和外周神经组织都含有鞘磷脂(Sphingomyelin),磷脂对动物生长发育很重要,并且也能增加脑的免疫能力。脂肪可多用植物脂肪,以避免胆固醇升高。

维生素B1和维生素C对保护颅神经损害很重要。维生素B1是脱羧辅酶的主要万分,在碳水化物的代谢过程中占有重要地位。缺乏维生素B1会引起神经炎,因为神经是燃烧及消耗糖的组织,若缺乏维生素B1,会引起乳酸堆积,侵入脑部,毒化中枢神经系统,使脑组织消耗氧的能力减弱,以至引起暂时性的痉挛。而三叉神经痛、坐骨神经痛等都是神经炎的表现。成年人每日维生素B1供给量为1.2~1.8mg,治疗量100mg。维生素C供给量为75mg,治疗量200~300mg。

膳食制备时,禁食刺激怀食物,如洋葱、生葱、大蒜、鲜柿椒、韭菜、蒜黄等。禁用刺激性调味品,如干辣椒、五香粉、芥末、咖喱粉等。禁饮各种酒类。膳食温度要适宜,不要过冷或过热,以避免化学和物理刺激,引起剧烈融洽。若刺激感觉纤维,易引起面部神经感觉减退及三叉神经疼痛。并能刺激动物支神经,加剧咀嚼肌萎缩。

饮食供应方式可给流质,每日5~6餐,应配制高蛋白、高糖液体食物,如牛奶冲藕粉,牛奶冲蛋花,鸡汤甩蛋花、肉松过箩粥等厚流质,使患者有饱足感。或用高速度捣碎机,将面条、米饭、粥、饺子、炒菜、红烧肉等,皆可捣成乳糜状食物,供患者食用。

36.7 营养缺乏性神经病

36.7.1 多发性神经炎

(1)病因 慢性消化道疾病、胃大部切除术后、维生素B族(硫胺、烟酸、吡哆醇、泛酸、B12、叶酸)缺乏症,代谢障碍(低血糖、糖尿病、痛风、妊娠)、酒精中毒、恶病质状态等。

(2)临床症状和特点主要是对称性肢体运动,感觉和植物神经功能障碍,表现为四肢麻木、疼痛、感觉异常、手套和袜套型感觉缺失;肢体无力,下肢较上肢重,病程较长时可产生肌萎缩。腱反射减低或消失,肢体有血管运动功能障碍,皮肤干燥、菲薄、发红或苍白、光滑、有时手足浮肿、多汗、角代过度,严重时可产生肢体挛缩。

(3)营养治疗多发性神经炎营养功能障碍,主要是缺乏维生素B1(硫胺素),而又缺乏杂粮、豆类、和其它多种副食品的补充,容易因缺乏硫胺素而患多发性神经炎,如果食高碳水化物而又是食细粮的地区,多发性神经炎的发展就更严重。因为神经是燃烧及消耗糖的组织,若缺乏维生素B1,会引起乳酸堆积,侵入脑部,毒化中枢神经系统,使脑部消耗氧的能力减弱,以至引起暂时性的痉挛。此外,脑部细胞要从碳水化物获得能量,当维生素B1缺乏时,葡萄糖就不能充分产生能量,乳糖就会以丙酮酸的形式堆积在脑中,产生一定的毒性作用。因而还会引起情绪急躁,精神惶恐、健忘等,如大量补充维生素B1,症状可以减退,记忆力也可以逐渐恢复。

硫胺素在碱性介质中对热极不稳定,在pH大于7的情况下煮沸,可以大部分或全部破坏;甚至在一般室温下,亦可逐渐破坏、煮粥、煮豆、或蒸馒头时,若放入大量的碱,会造成硫胺素的大量破坏,故在保藏含硫胺素较多的食物如谷类、豆类、猪肉时,不宜用亚硫酸盐作为防腐剂,含硫胺素丰富的食物有粮谷、豆类、酵母、干果、硬果、动物内脏、蛋类、瘦猪肉、乳类、蔬菜、水果等;在谷类食物中,全粒谷物含硫受素较丰富,杂粮的硫胺素也较多,食用量也较大,可做为供给硫胺素的主要来源,但是一定要注意加工烹调方法,否则损失太多,同样引起缺乏病。下表是不同烹调加工方法硫胺素保存率。

表35-8 硫胺素保存率

食物* 烹调方法 硫胺素 食物 烹调方法 硫胺素
烹调前(mg) 烹调后(mg) 保存率(%) 烹调前(mg) 烹调后(mg) 保存率(%)
米饭(稻米标米) 捞蒸 0.21 0.07 33 窝头 0.33 0.33 100
米饭(稻米标米) 碗蒸 0.21 0.13 62 猪肉丝 0.43 0.49 87
小米粥 0.66 0.12 18 猪肉丸子 0.43 0.27 53
富强粉馒头 0.07 0.02 28 清炖猪肉 清炖 0.43 0.23 35
标准粉馒头 0.27 0.19 70 烧猪肉 红烧 0.43 0.29 40
富强粉面条 0.29 0.20 69 干炸里肌 0.43 0.37 57
标准粉面条 0.61 0.31 51 炒肝尖 0.32 0.23 45
标准粉大饼 0.48 0.38 79 卤肝尖 0.32 0.23 45
麻酱烧饼 烙烤 0.45 0.29 64 炒鸡蛋 0.10 0.08 87
油条 0.49 煮鸡蛋 0.10 0.09 93

*每100g

36.7.2 糙皮病

糙皮病多见于绿色蔬菜、水果及动物蛋白不易得到的偏僻地区和一些以玉米或高梁为主食的地区。糙皮病是由于组织内缺少烟酸所致。

(1)病因糙皮病是一种复合的代谢障碍性疾病,由于长期饮食中烟酸缺乏所致,多见于厌食、偏食、限制饮食、胃肠外补充营养、酒精中毒患者。也可见于吸收不良(如腹泻、胰腺功能不全、肝疸疾病、脂肪泻、放射治疗)患者。蛋白缺乏(肝硬化、发热、烧伤、甲状腺功能亢进、慢性消耗、恶性营养不良),或需要增多(妊娠、白血病、肾病、糖尿病、淋巴肉瘤等)的人也易患此病。

(2)临床症状和特点 典型病例有三“D”症状,即皮炎(Dermatitis)、腹泻(Diarrhea)和痴呆(Dementia).

皮肤暴露部位(手、足背、手腕、踝部、小腿伸面层、颜面,颊部)对称性色素沉着、皮肤角化。有些患者伴有唇、舌炎。

早期出现神经精神症状,如头痛、头晕、神经质、失眠、癫痫发作、智能衰退、震颤、谵妄、躁狂、周围神经病、球后视神经炎等。

(3)营养治疗糙皮病多发生在烟酸缺乏的地区,特别是以玉米为主要食品的人。玉米含烟酸比大米还高,但玉米中的烟酸为结合型,不能被人体吸收利用,同时含色氨酸量很少。在人体内色氨酸能转变为烟酸,因此,富于色氨酸的食物,也富于烟酸。一般来说,膳食中色氨酸60mg可以转变为1mg烟酸,故膳食中烟酸供给量多用烟酸当量表示。即烟酸当量(NE)=烟酸+1/60色氨酸(mg)。但从色氨酸为前体来得到烟酸并不经济,而且这种转变也是有限度的。因此,膳食内缺乏烟酸和色氨酸时,机体烟酸的水平很难达到要求,故应选用含烟酸丰富的食物。例如含烟酸丰富的玉米用碱处理后,则将大量游离烟酸从结合型中释放,就可以被机体利用。所以,食玉米地区可以用碳酸氢钠(小苏打)处理玉米,以预防糙皮病。此外,含烟酸丰富的食物如肝、肾、啤酒、酵母、粗粮(糙米、黑面、麦麸)、干豆、花生、肉类、芝麻酱等。牛奶的烟酸含量虽低,但含有高量的色氨酸可以转变为烟酸。如因缺乏色氨酸而引起的糙皮病,使用酵母和烟酸混合治疗,可以得到较好的效果,特别是在神经方面出现症状时(常常是食欲不振、消化不良、腹泻或便秘,患者头晕、头疼、麻木、全身疼痛时,就是色氨酸缺乏而引起的),效果更较为明显。

烟酸缺乏时,舌尖鲜红如草莓状,口臭、嘴内因破皮而肿胀、疼痛;尤其舌下有溃疡,这称为红舌症或杨梅舌,应给以烟酸、核黄素及高蛋白饮食,可减轻症状。此外,缺乏烟酸也可产生消化不良,由于消化液分泌减少,胃内缺少盐酸,以致消化功能失常,因此食物不能很好的被吸收,未消化的食物,在肠内被细菌发酵、腐化,产生气体,形成腹胀,所以,先出现腹胀,严重时出现腹泻,以至整个肠道发炎,如给以充足剂量烟酸、酵母、维生素B1和易消化的流质或半流质饮食,可恢复肠道机能。FAO/WHO专家委员会建议,烟酸供给量为4200kJ热量供给烟酸6.6mg。中国生理科学会通过成人标准量为4200kJ5mg,而糙皮病的患者烟酸量应加大,因烟酸是机体生物氧化的递氢体辅酶Ⅰ与Ⅱ的组成成分之一,在机体代谢中,参加葡萄糖的酵解、脂类代谢、丙酮酸代谢、戊糖的合成与高能磷酸键的形成等。

如何鉴定糙皮病患者的烟酸营养水平,方法为给患者10mg烟酸和1000mg色氨酸膳食,然后搜集24h尿,测定其中N-甲基烟酰胺和吡啶酮含量,糙皮病患者两种代谢物总量低于3mg,如为7~37mg,则反映烟酸营养水平较好,糙皮病可除外。烟酸食物含量如下:

表36-9 几种食物的烟酸含量(每100kg)

食物名称 烟酸(mg) 食物名称 烟酸(mg) 食物名称 烟酸(mg)
啤酒酵母 37.9 鲤鱼 2.3 标准粉 2.5
牛肝 16.5 大黄鱼 1.2 糙米 2.5
牛心 7.6 牛奶 0.1 芝麻酱 6.7
鸡脚 7.1 鸡蛋 0.1 嫩豌豆 2.3
鸡 肉 8.0 黄玉米 2.3 土豆 1.0
鸭肉 7.5 白玉米面 2.5 鲜荔枝 1.1

36.7.3 亚争性联合变性

(1)病因 由于胃粘膜内在因子的缺乏,胃肠道内维生素B12吸收不足所致,主要是脊髓后索和侧索的变性,有时周围神经也可受累。患者常合并低酸性胃炎,部分患者并发恶性贫血。

(2)临床症状和特点临床表现为两下肢感觉异常、无力、行动不稳,症状取决于脊髓后索和侧索损害的轻重,如侧索损害明显,可出现肌张力增高,腱反射亢进,腹壁反射消失,病理反射阳性,行走时呈痉挛步态;如后索损害明显,可出现深感觉障碍和共济失调。常合并有舌炎和周围神经病。后期可出现括约肌功能障碍。

(3)营养治疗 亚急性联合变性除肌肉长期注射维生素B12外,主要应由食物供给,含维生素B12的食物主要存在于肝、肾、肉类、牛肉、羊肉、牛奶、鸡蛋、大豆、整粒小麦内,而鸡肉内较少。

亚急性联合变性症除大量补充维生素B12外,还应供给维生素B1和维生素B6食物,对保护中枢神经系统和神经细胞很重要。并可减缓下肢肢体远端麻刺、恢复肌张力、减轻肢体瘫痪。此外,维生素C能增强抵抗力,促进胃酸分泌,保护胃肠粘膜正常生长,并能治疗恶性贫血,促进红细胞再生,叶酸对治疗恶性贫血很重要。

膳食中应有丰富的蛋白质,可多用猪肝、肾、心等含铁质及维生素B12充足的食物,并给蛋类及深颜色的蔬菜和水果。以补充铁质,还应多给浓缩肉汁、酸性果汁以促进胃液分泌,帮助消化,促进食欲,抑制胃酸分泌的脂肪亦应少吃。此外,还应注意少量多餐的饮食制度,可用流质或半流质饮食,细软、少油、少渣、容易消化,使胃部感到舒服,如食欲好转,可用胃病五次软饭。如患者有腹胀时,应少用或不用蔗糖,以减少肠胀气。

维生素B12食物可参考表36-10。

表36-9 几种食物的维生素B12含量

食物名称 维生素B12(μg) 食物名称 维生素B12(μg)
牛肝 310~1200 臭豆腐 1.88~7.80
羊腿 17~66 酱豆腐 0.42
牛乳 1.6~6.6 大豆 2.0
羊乳 1.4 整麦 1.0
干酪 1.0 牛肉 1.8
鸡肉 0.5 鸡蛋 2.0

36.8 重症肌无力

重症肌无力是神经肌肉接头间接传递功能障碍的一种慢性疾病。多见于青、壮年,也可见于儿童。

36.8.1 病因

部分病例伴有胸腺肥大,胸腺是免疫淋巴细胞的重要来源之一,因此和免疫过程有密切关系。此外,甲状腺功能亢进,也可并发重症肌无力。

36.8.2 临床症状和特点

主要特征为受损的横纹肌在反复的活动中极易疲劳、无力,经休息或给予抗胆碱酯酶药物(如新斯的明、吡淀斯的明等)后,有一定程度的恢复。

多隐袭发病,缓慢进展,少数病例可呈急性发病。最常侵犯外眼肌,表现为两侧或一侧眼睑下垂,视物成双,斜视及眼球往各个方向运动障碍。也可侵犯咽喉肌、肋间肌、横膈肌等,说话带鼻音,咀嚼、吞咽困难,严重时可出现呼吸麻痹。

36.8.3 营养治疗

蛋白质是构成机体最重要的成分,对人体生理起着最重要的作用。此外,蛋白质充分,还能产生抗体和白细胞,使入侵的各种细菌、病毒和细菌毒素结合起来,使它们减弱致病能力,增强人体的免疫能力,可以使病原体无法生存、繁殖,因而可以避免感染。因此,对重症肌无力的病人应给与高蛋白质饮食,既可增加肌纤凝蛋白的合成,加强肌肉的收缩能力,又可以加强病体自身的免疫能力。

钾是细胞内液中的主要阳离子,也是血液的重要组成成分。钾能加强肌肉的兴奋性,维持心跳规律。如血液中钾的含常不正常,就影响横纹肌的活性,造成肌肉传导不正常,周期性麻痹就是一种与钾代谢障碍有关的弛缓性瘫痪,对于重症肌无力的患者应注意血清钾脓度,如血钾浓度减低时,应给与含钾丰富的食物(如黄豆、菠菜、胡萝卜、榨菜、紫菜、牛肉、猪肝、鸡肉、鲤鱼、鳝鱼等),以加强神经肌肉间质的传导作用。

镁在成年人体内约含20~25g,约有一半集中在骨胳中,其余的则存在于肌肉、肝脏及细胞外液内,镁最主要的功用是抑制神经兴奋性,缺镁的主要症状为肌肉颤抖、精神紧张、手足抽搐,故重症肌无力的患者应给以含镁高的食物,如粗粮、黄豆、小米、玉米、红小豆、芹菜、太古菜、牛肝、鸡肉、瘦猪肉等。此外,钙参与血凝过程,因为钙能降低毛细血管及细胞膜的通透性和神经肌肉的兴奋性。因此,它对肌肉的收缩以及神经肌肉的应激性,有重要的作用。

食物中蛋白质与乳糖等能影响钙的吸收。可能在蛋白质消化过程中游离出的一部分氨基酸与钙作用,使其成为可溶性钙盐,因此,重症肌无力的病人,每日增加蛋白质供给量,可以明显增加钙的吸收和贮留,对于加强肌肉的收缩和应激性有利。供给量以600~800mg·d-1较为适合。

维生素B1是具有酶的活性物质,它在碳水化物的代谢过程中占有重要地位,当葡萄糖分解产生能量时,生成丙酮酸的乳糖在维生素B1的酶帮助下,丙酮酸才能很快地形成二氧化碳和乙酰辅酶A,而乳糖则转变肝糖。当维生素B1不足,丙酮酸的氧化脱羧作用受影响,因此不能进入三羧循环,影响糖的继续氧化,以至引起神经组织的能量供应不足,使这种转化过程停顿,因而丙酮酸和乳酸就会堆存在肌肉组织中,出现神经肌肉,使肌肉纤维化以及心肌和脑组织结构功能的改变。肌肉纤维化后,肌肉表现无力,全身怠倦。如给以大量维生素B1,疲倦可以减轻。重症肌无力的病人,每日按每4200kJ应给维生素B120mg,可减轻受累横纹肌的疲劳感。此外,硫胺素又与胆碱酯酶的活性有关,当硫胺素不足时,这种酶的活性增强,加速乙酰胆碱的分解,干扰正常神经的传导以至影响内脏及周围神经的功能,因此,给高糖食物,更易引起硫胺素不足,故得症肌无力的患者,大剂量的维生素B1很重要。

维生素B6能抑制震颤和精神紧张,维生素B6在磷酸化酶中,使糖原转变为葡萄糖-1-磷-酸。因此,维生素B6也影响糖代谢。此外,含有维生素B6的酶如磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺与转氨作用有关。还对色氨酸、丝氨酸、谷氨酸等的中间代谢与合成有关,因而有利于蛋白质的利用。对重症肌无力的病人可增加肌纤凝蛋白的合成,并能加强肌肉的收缩能力。

维生素C对重症肌无力病人的免疫功能和神经肌肉接头阻滞很重要,重症肌无力的病人应用适量的维生素C,可增强身自身的免疫力,并可以减少肌肉、胸腺、运动终板、毛细血管、微小静脉发生细胞浸润,还可以保护心肌、肝、肾、肾上腺、胰、内分泌腺等,以防止肌纤维的轻度萎缩和退行变性。

重症肌无力的病人,吞咽困难,常有咽喉肌无力,进食时常常中断吞咽,必须休息片刻后才能咀嚼。供给的膳食应为流质或半流质饮食。食物要细软,容易咀嚼,易于吞咽,少量多餐。

如肋间肌、横膈肌或咽喉肌同时受累,常出现呼吸困难、缺氧、发绀,心率加速甚至昏迷,此时饮食可用输液或鼻饲饮食,配方见表36-6结合病情采用不同配方。

此外,重症肌无力病人,常有甲状腺机能亢进,除供给足量碳水化物、蛋白质及高热量饮食外,还应供给含碘丰富的食物。

参考文献

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9.大连轻工业学院:生物化学,轻工业出版社,1980

第四篇 特殊饮食与营养

37 外科创伤与营养

37.1 引言

外科手术作为对机体的一种创伤,将引起一系列内分泌及代谢的改变,导致消耗增加。如何从营养方面提供物质保证,以使机体处于代谢的动态平衡之中,而利于手术的进行;术后,利于伤口的愈合和机体的康复,减少感染和并发症,降低死亡率等,已成为现代治疗学中的重要课题。

为了阐明这一问题,本章拟先讨论:①创伤引起机体的内分泌变化及对代谢的影响;②有的外科病人,由于种种原因不能进食或营养摄取不足,使机体处于饥饿状态。饥饿对机体有何影响;③外科手术是在麻醉情况下,有目的地给机体造成创伤,对内分泌及代谢有何变化;④伤口愈合与营养的关系(包括骨折愈合);⑤在明确营养对外科病人的重要性的基础上,讨论手术前后的营养问题。

37.2 创伤后内分泌变化及其代谢影响

早在1930,Cuthbertson即在外科代谢领域内作出贡献,他观察到长骨骨折的病人,尿氮、钾、磷及硫排出增加,并认为是由于全身反应及局部损伤组织的破坏代谢所致。1942年“可可林”(Coconut Grove)地区大火,引起Moore对外科病人代谢问题的深入研究。1952年发表了《外科病人代谢反应》一书,它是外科史上的一个里程碑,激起了许多临床医生及基础医学工作者对创伤后机体生理与生化变化的重视和广泛的研究。观察到创伤虽有多种多样,如外科手术、骨折、软组织损伤、烧伤及意外损伤等,但引起的全身反应是相似的。首先是神经活动的紧急动员,继而发生内分泌变化,以致代谢改变。其反应的强弱随创伤的程度而异。

Moore将创伤后的变化过程分为四个阶段:①急性损伤阶段;②转折点阶段;③代谢合成阶段;④脂肪积累阶段。

现将四个阶段的变化结合新近的认识分别讨论如下:

(1)急性损伤阶段 即垂体-肾上腺功能增进期。约在创伤后1~3天。创伤时,一方面来自损伤部位的疼痛刺激和精神因素,使交感-肾上腺髓质系统兴奋,神经末梢及肾上腺髓质分别分泌大量的去甲肾上腺素及肾上腺素,通过下丘脑或腺垂体分泌促肾上腺皮质激素。另一方面局部刺激通过传入神经,脊髓、脑干的网状结构上传至下丘脑,在大脑皮层的控制下,下丘脑一方面分泌肽类激素,创伤时,肞类激素中的某些成分增多,如促肾上腺皮质激素释放激素、是甲状腺释放激素及生长激素释放激素,再作用于腺垂体,使促肾上腺皮质激素、促甲状腺素及生长激素分泌增多。作用于靶组织后,血中肾上腺皮质激素(包括糖皮质激素及盐皮质激素)、甲状腺素及生长激素的浓度升高;另一方面使神经垂体释放出抗利尿激素。

抗利尿激素及盐皮质激素使机体保钠排钾,水份储留。

对机体物质代谢具深刻影响的是肾上腺素,去甲肾上腺素及糖皮质激素。现分述于下:

肾上腺素及去甲肾上腺素通过与肝细胞膜及肌肉细胞膜上的受体结合,使细胞内作为第二信使的环腺苷酸(cAMP)含量增高,激活蛋白激酶进而使糖原磷酶化酶发挥作用,使肝糖原及肌糖原(体内约75%糖原储于骨胳肌,25%储于肝脏)分解为葡萄糖进入血液,抑制脂肪组织、皮肤、结缔组织、淋巴组织和骨胳肌摄取和利用葡萄糖,使血糖保持于高浓度。有人观察到,手术后8~16h体内可利用的糖原几乎全部耗竭。

为了保证机体的不断需要,糖皮质激素方面对去甲肾上腺素及肾上腺素的作用起“允许作用”(或随同作用,即去甲肾上腺素及肾上腺素要在糖皮质激素的参与下,才有效地发挥作用)外,还促进肝外蛋白质(肝脏以外的器官及骨胳肌,由于骨胳肌在全身肌肉中占45~50%,故肝外蛋白质主要指骨胳肌的蛋白质)分解为氨基酸,经血循至肝脏,经糖原异生作用生成肝糖原,以保证血糖的供应。由肌肉蛋白降解来的丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸及甘氨酸是糖原异生速率最快的原料,特别是丙氨酸,故易于生成丙氨酸的支链氨基酸——亮氨酸,异亮氨酸及缬氨酸也是重要原料。糖皮质激素也能促进由糖原分解而产生乳酸,以及脂肪分解而产生甘油,在肝中进行糖原异生作用,但按μmol·h-1·100g-1肝汁,糖原异生的速率比为:氨基酸:乳酸:甘油:丙酮酸=91:51:18:12。

去甲肾上腺素、肾上腺素有抑制胰岛β-细胞分泌胰岛素和拮抗胰岛素的作用。创伤后,大量的去甲肾上腺素及肾上腺素强烈地抑制胰岛素的分泌和作用的发挥(胰岛素的作用是:促进血糖进入肝脏和骨胳肌的利用或合成糖原,或进入脂肪组织转变为存脂;促进氨基酸进入肝脏和骨胳肌等组织细胞合成蛋白质;以及抑制糖元异生作用)。

糖皮质激素、肾上腺素以及生长激素可促使胰岛α-细胞分泌胰高血糖素。胰高血糖素有强烈的促使肝糖原分解为葡萄糖的作用(经动物实验,按每公斤体重给以0.7μg胰高血糖素,数分钟内血糖升高50%,此时需25倍的胰岛素方能使血糖浓度恢复正常),以致血糖进一步升高。

去甲肾上腺素、肾上腺素、糖皮质激素及胰高血糖素的协同可加强脂肪动员,于是血中脂肪酸及甘油浓度升高,甘油可作糖原异生的原料,脂肪酸可氧化供能。

从上述可见,创伤后第一阶段内分泌变化对机体物质代谢首先的影响是使肝糖原及肌糖原分解,血糖升高,以保证主要以葡萄糖为能源的脑组织和外周神经、红细胞、白细胞、某些吞噬细胞以及肾髓质等组织和细胞在机体应激时的需要。接着蛋白质分解和存脂分解,以保证机体有源源不断的物质利用。

于是,由于肌肉蛋白的动物,出现负氮平衡,创伤愈重,负氮平衡愈大。由于每克氮代表6.25g蛋白质或相当27~30g湿瘦肌肉组织。所以,每日丢失5~15g氮,相当消耗肌肉组织约150~500g。烧伤、复合骨折以及广范围手术,负氮平衡可达30g·d-1,约相当1kg肌肉。腹膜炎、脓胸、蜂窝织炎所引起的败血症,或持久饥饿,氮丢失总量可达100g或更多。按70kg成人计,相当全身肌肉重量减轻15%。

由于肌肉蛋白和体脂的动用(大手术后1~2天,体脂消耗每天可达200g以上)表现出明显的消瘦。

创伤后,生长激素增加,其作用为:①在胰岛素存在的情况下,促使氨基酸进入细胞以及DNA与RNA的合成,进而促进氨基酸合成蛋白质。此作用与胰岛素的作用相同;②抑制肌肉组织和脂肪组织利用葡萄糖,促进糖原异生,血糖浓度升高,此作用与胰岛素的作用相反。

现已查明,创伤后,虽然一方面肌肉蛋白分解明显加强,以提供糖原异生的原料和热量,出现负氮平衡,但体内蛋白质的合成并未减弱,包括合成机体代谢所需的各种酶类、抗体、免疫球蛋白、补体、肽类激素、氨基酸衍生物的神经介制裁和其他蛋白质等。

糖皮质激素有促进肝内RNA及蛋白质合成的作用。

创伤后,甲状腺素的分泌有所增加,其作用是加强去甲肾上腺素及胰岛素对糖代谢的作用,促进脂肪组织对去甲肾上腺素、肾上腺素和胰高血糖素的敏感性。因此,总的结果是糖原分解、糖原异生和脂肪动员加强。另外,生长激素发挥作用时,需有适量的甲状腺素。

总之,创伤后第一阶段,机体内分泌发生变化后,在多种激素的互相协同下,促进或拮抗之中,代谢产生变化。这些变化总的来说有利于机体对创伤刺激的应答,使机体能耐受创伤的刺激。这从以下几方面情况可以说明:①若用药物过分抑制机体在创伤后促肾上腺皮抟的激素或肾上腺皮质激素或去甲肾上腺素、肾上腺素的分泌,对机体耐受创伤的刺激都不利,而给以胰岛素,葡萄糖及氯化钾则对机体有利;②体弱的老年人(内分泌应答能力低)或营养状况极度不良的病人(体内糖原蛋白质及脂肪等营养素储备不足),再经受创伤,则耐受性差,死亡率高;③严重创伤后死亡者的血中糖皮质激素含量很低;④严重脓毒症病人,若生长激素分泌抑制以及胰岛素的分泌衰竭时,几乎必定死亡。

当然,机体最好不经受创伤,于不得不经受创伤时(如择期手术),创伤本身及创伤引起的刺激愈轻愈好,则机体需要作出的应答轻,机体耗损小。因此,外科医生给病人手术时,术中应控制出血,输液以保持血容量,操作轻柔熟练,尽量减轻组织的损伤和在浆液腔中留下血块,消除坏死组织,减轻酸中毒,预防和治疗肺功能不全,引流脓液和止痛都能避免创伤反应的加重。而术前与术后适当的营养支持则能增强相体对手术的耐受,安全渡过创伤后第一阶段的反应,促使第二与第三阶段早日来临,整个过程早日结束,迅速恢复健康。

创伤接第一阶段反应的强弱可分为三组:①轻度损伤——轻微的组织损伤,伴随暂时性的饥饿而体液丢失很少。如轻度骨折、扭伤、烫伤、裂伤或涉及少量组织的损伤;②中度损伤——较大量的组织损伤,虽有体液的丢失,却是暂时性的,饥饿时间约3~5天。如大多数涉及软组织无感染的手术,以及无组织坏死,无大出血的软组织贯通伤等;③重度损伤:大量组织损伤、组织坏死、败血症、肺功能不足、长时间缺氧、长时间低血容量。如大面积烧伤、严重失血、主动脉瘤破裂、腹膜炎、双侧股骨骨折伴骨盆骨折、战伤及车祸所致损伤等。

创伤后第一阶段机体内分泌的反应,以第①组较轻微,随着创伤程度加重而加剧;第③组的反应最为强烈。

在创伤后反应演变过程 ,每个阶段的持续时间,也随创伤的轻重而有增减。

住院的外科病人,大多数属于第②组,以及部分属于第③组。

(2)转折点阶段 即垂体-肾上腺功能减退期。约在创伤后第4~8天。在第一阶段机体的内分泌和代谢经历强烈的变化后,若无感染或并发症,约从第四天或第五天开始,持续3~4天,内分泌的变化逐渐缓和,去甲肾上腺素及肾上腺素分泌减少,胰岛素抑制的情况减轻,胰高血糖素下降,糖皮质激素逐渐恢复正常。此时,组织蛋白质分解和负氮平衡降低,体脂动用减少,出现为代谢的转折期。此时,机体虽处于负氮平衡,但伤口处的组织能优先获得修复所需物质,以满足愈合的需要。此时,若进食或静脉给以营养,则能很好吸收。病人渴望食物和营养,象未受创伤的饥饿病人一样,并且情绪好转,愿与人交往和回到生活中来。若营养供给顺利,则迅速进入合成代谢阶段,肌肉蛋白重新合成迅速出现。

(3)合成代谢阶段 约在创伤后8~14天。内分泌的变化基本上恢复到伤前水平。并且生长激素及胰岛素等促进合成代谢的激素占优势。病人食欲良好,每日可摄入8400~12600kJ(2000~3000kcal)热量,出现3~5g·d-1的正氮平衡,相当100~150g湿瘦肌肉。由于每日增加不多,故体重增加在短时内尚不明显,但尿氮排出明显下降。由于合成代谢的速率(每日3~5g正氮平衡)远较第一阶段每日5~15g负氮平衡为慢,故体重要恢复到创伤前水平,所需时间远较第一阶段为长。若每周增重1kg,这种速率已令人满意。病人开始恢复肌力和精力。虽然伤口一期愈合时,不一定为正氮平衡。但正氮平衡对病人肌力和精力的恢复却是必要的。大部分病人此时出院回家。若此时未能得到营养支持,或不能进食,使机体处于饥饿状态,虽然内分泌的变化已为进入合成代谢阶段作好准备,却因客观条件所限而延迟。

饥饿本身对机体也是一种刺激(详见下节)也能使代谢产生变化,不利于康复。

(4)脂肪积累阶段,约创伤后10~14天开始。当体蛋白恢复至正常水平后,在营养支持充裕的情况下,转变为脂肪积累起来。此时,钠、钾、氮都处于平衡,尿量也正常。

从以上所叙可见,病人于创伤后内分泌及代谢反应的每一阶段,是否得到适当的治疗和营养支持,对其预后及康复都有极大的影响。

37.3 饥饿对代谢的影响

饥饿对机体也是一种刺激,特别是有些外科手术病人,如胃肠道肿瘤病人,术前已饥饿了许多星期,甚至几个月,故饥饿对机体的影响也是外科医生和临床营养工作者所关心的问题。

饥饿若与创伤和手术相比,相同处也是引起内分泌和代谢的变化;不同处在其总的特点是:饥饿时机体代谢变化的趋势是如何节省消耗以延长生命,具体有以下几点:①首先内分泌方面,饥饿时肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、生长激素等的分泌只是有所升高;肾上腺皮质激素升高不多或不升高或下降;胰岛素分泌下降。故引起的代谢变化与创伤或手术后的第一阶段相比,程度轻、速率慢。如一个健康成人,在不限水的完全饥饿时,约24h糖原才耗竭,而创伤和手术,约8~12h耗竭;②肌肉和器官组织蛋白的消耗,表现为尿氮的丢失。在糖原耗竭后,尿氮丢失增加。最高丢失率为70kg体重者每月5~7g氮,较严重创伤后氮丢失(可高达15~25g)为轻,并且氮的丢失随着饥饿时间的延长(如饥饿4~5天)及随着机体热量消耗的降低而降低;③血糖浓度不升高。从饥饿开始,血糖浓度正常,随着时间延长逐渐降低;④肝糖原异生作用不增强,随着时间的延长而降低;⑤体温在饥饿三天后仍与饥饿一夜时间相同,持续饥饿则降低;⑥尿中排出水份和钾、钠,而创伤后第一阶段是水份潴留。保钠排钾;⑦补充葡萄糖较创伤和手术后补充葡萄糖有更明显的氮节省作用。并且单纯短期饥饿时很容易通过进食以扭转代谢改变,如果不能进食,则输入含有维生素、氨基酸和能源(葡萄糖或脂肪)的平衡静脉营养液,也容易达到目的,而重度创伤后则不是这样容易纠正。

从以上可见,健康成人不限水饥饿1~2天,对机体的影响不大。并且,补充葡萄糖有明显的氮节省作用,减少机体蛋白质的耗费。故临床上对本来营养状况良好,无内科疾病,接受一般手术的病人(如顺利的无感染的胆囊切除,或者无出血、无感染的单纯胃切除),术后1~2天,在胃肠功能未恢复时,给以静注葡糖盐水,即能减轻机体的消耗。当能进食时,即能迅速恢复。

另外,据观察,健康成人可耐受体重减轻5~10%,而对组织器官的功能影响不大(主要消耗体脂)。当体重减轻35~40%时,不但体脂、肌肉蛋白及各脏器的重量也明显减轻,影响其功能。除个别外,一般很难存活。故对不能进食的病人,不能任其饥饿。何况持续饥饿将导致营养不良,进而影响免疫功能和伤口愈合。

37.4 麻醉对应激反应和代谢的影响

37.4.1 麻醉剂的药理作用

麻醉剂的作用原理,药理界一直很重视,尚在不断深入研究之中。近年来,随着生物物理的进展,已能凭借亚细胞结构的研究和药物极微量(ng水平)的测定,认识麻醉剂作用机理的根本在于暂时改变生物膜的性质。生物膜上有为抗原、激素、神经介质、药物和细胞认别的各种受体,机体的许多感觉,味、视、嗅以及痛觉都与神经原突触上的膜受体有关。

全身麻醉剂的药理作用:全身麻醉剂如前所述,品名多种,除个别为同类衍生物外,大部分没有相同的分子构型。目前,多认为是由于它们的物理性质(脂溶性)的缘故。它们作用于中枢神经原突触膜上的疏水部分,暂时使膜上的脂层厚度改变,膜上的神经介质的受体(膜上的功能蛋白质)的构型改变,从而阻断了神经冲动的突触传导。

由于麻醉剂的不同,作用于中枢神经的部位不完全相同,临床表现也不完全一样*。

局部麻醉剂的药理作用:局部麻醉剂的化学结构与其作用有密切关系,其分子一般具备三个组成部分:①芳香族环;②中间部分;③胺基部分。局部麻醉剂都是制成易溶于水、稳定性较高的盐来应用。但注入机体后,在体液中以离子型(铵)和非离子型(胺)两种形式存在,后者是新脂性的。

37.4.2 麻醉剂对机体代谢的影响

麻醉剂对机体代谢影响的直接资料还不是很多。鉴于在糖皮质激素的允许作用下,肾上腺素对代谢的影响居主导作用,因此,讨论麻醉剂对机体代谢的影响时,拟从麻醉剂对机体交感-肾上腺髓质系统的激惹程度来加以推论。并尽量引用代谢资料。

麻醉剂对交感-肾上腺系统的影响可分为以下四种类型:

(1)明显促使血浆肾上腺素及去甲肾上腺素含量升高。如乙醚,从动物实验及临床观察,乙醚麻醉时,手术尚未开始,血中浓度已迅速上升,肝和肌肉中糖原分解,血糖浓度明显升高,升高的程度也是其他麻醉剂所不及的。血中乳酸、丙酮酸含量升高,甚至出现代谢性酸中毒,体内动用脂肪,血中游离脂肪酸及酮体含量升高。又如氯胺酮麻醉时,血中儿茶酚胺浓度也升高。

(2)使血中儿茶酚胺含量轻度升高,如氟烷、氟烷醚、甲氧氟烷、氧化亚氮。但手术中,血中浓度仍表现出有意义的升高。

(3)使血中儿茶酚胺含量变化不明显。如麻醉镇痛剂芬太尼在某一剂量范围50~75μg·kg-1时,当静注50μg·kg-1,血中儿茶酚胺无明显变化,血糖、乳酸、丙酮酸、皮质醇皆无明显变化。在冠状动脉手术时,当剂量加大到100μg·kg-1时,血中儿茶酚胺含量有所下降(图37-1)。这与血液动力学的变化是一致的,如心率变缓,收缩压及舒张压下降。此时给机体的刺激不是很强时,如切皮等时血中儿茶酚胺上升不多;而在给强刺激时,如冠门面动脉分流手术期,则明显上升。说明对刺激仍能应答反应,并使机体处于较平稳的情况下接受手术。

(4)对交感——肾上腺系统有抑制作用。如巴比妥类药物,包括硫贲妥钠。Hume以30条狗对比了乙醚-氧麻醉和戊巴比妥30μg·kg-1麻醉下,安插一侧肾上腺静脉引流管后所收集的血样中肾上腺素与去甲肾上腺素每分钟的分泌量,结果乙醚-氧麻醉者分别为0.558,0.095μg·kg-1;戊巴比妥麻醉者分别为0.052,0.035μg·kg-1。可见乙醚-氧麻醉者较戊巴比妥麻醉者血中肾上腺素含量高10倍。二星期后,待动物康复,再分别采血作为正常对照,然后再次麻醉并各在腹部作一长形切口,并把肠子拉出来作为手术刺激,同时采血,结果见图37-2和表37-1。

在剂量芬太尼麻醉时血浆儿茶酚胺含量变化

图37-1 在剂量芬太尼麻醉时血浆儿茶酚胺含量变化

实验狗儿茶酚胺及类固醇分泌率

图37-2 实验狗儿茶酚胺及类固醇分泌率

由图可见在乙醚组肾上腺素的分泌率在麻醉后较对照期高6倍,手术后高24倍。而在戊巴比妥组麻醉后反较对照期低,手术后仅去甲肾上腺素有所升高,肾上腺素仍未升高。

表37-1 麻醉及手术对犬肾上腺分泌的影响

分泌率ug.min-1 时期 麻醉剂 对照 麻醉后 手术后
肾上腺素 去甲肾上腺素 肾上腺素 去甲肾上腺素 肾上腺素 去甲肾上腺素
乙醚 0.076(5) 0.039(5) 0.427(5) 0.137(5) 1.695(3) 0.319(3)
戊巴比妥 0.047(4) 0.036(4) 0.017(4) 0.019(4) 0.012(1) 0.081(1)

综上所述,可见茶太尼在剂量为50~75μg·kg-1(目前临床上多以芬太尼为主,辅以安定剂和肌松剂进行静脉复合麻醉),对交感-肾上腺系统激惹最小,对防止手术带来过分的代谢反应是有利的。

除麻醉剂外,不同麻醉方法给机体内分泌和代谢的影响也是不一样的。

37.4.3 麻醉方法对内分泌与代谢的影响

由上可知全身麻醉的作用部位主要在中枢神经系统,局部或区域麻醉包括表面麻醉浸润和阻滞麻醉、脊髓麻醉和硬膜外麻醉等主要是阻滞局部或区域内外周神经的向心传导。一般地说,局部或区域麻醉对机体影响的深度和广度不如全身麻醇,机体的应激反应及代谢变化也较全身麻醉为轻。如对149例接受下腹部子宫切除术的病人,以肾上腺素、去甲肾上腺素、血浆皮质醇和血糖为指标,观察到全身麻醉者,上述指标明显上升,并持续至术后数小时才下降。而硬膜外麻醉者变化不明显。氮平衡则以全身麻醉者术后负氮平衡明显,而硬膜外麻醉者术后第二天已趋平衡。cAMP、乳酸、生长激素等全身麻醉者均有可增加,硬膜外麻醉者变化轻微。20例上腹部胃手术病人,接受丁吡卡因硬膜外麻醉(脑3~4~腰1~2)较接受氯胺酮-氟烷-笑气-全身麻醉者,血糖、血乳酸、血游离脂肪酸等指标,在手术期间以及术后期都明显地降低。399例无心肺疾病或代谢紊乱接受手术的病人,在体温升高和血糖升高方面,硬膜外麻醉者较其他方法麻醉者为轻。18例无高血压、心血管疾患的手术病人,硬膜外麻醉时血浆儿茶酚胺、血浆肾素及血管紧张素Ⅱ无显著变化。硬膜外麻醉之所以应激反应轻,认为与麻醉剂的剂量相关性不大,而主要是麻醉平面。当麻醉平面不低于胸4~5,传入神经通路受阻滞,抑制了传出冲动到肾上腺髓质和肝脏,防止了肾上腺素释放和糖原生成一系列变化。从而术后负氮平衡也较轻。在全身麻醉中,只有以芬太尼为主的安定镇痛麻醉对机体引起的内分泌和代谢反应很小。术后负氮平衡轻微。

故目前认为硬膜外麻醉(脊髓麻醉也有同样效果)和以芬太尼为主的安定镇痛麻醉应用于重症休克、心瓣置换术及危重病人是减轻手术时内分泌和代谢反应以及减轻术后的负氮平衡的有效方法。

37.4.4 麻醉剂对肝脏的影响

麻醉与肝脏的关系密切,很多麻醉剂要经肝脏代谢(转化、降解),麻醉过程中又有很多因素(缺氧、低血压以及二氧化碳蓄积等)可影响肝脏功能。故术前肝功能正常的病人,术后肝功出现短暂变化者常占一定比率。故对术后病人的营养支持时应予以注意。

现将各类麻醉剂在体内的代谢过程略述于后:

(1)乙醚 当停止吸入后30min内,体内储量的30~50%已由呼气排出。其余部分通过肝脏时,在肝细胞微粒体酶的作用下。一部分转化为乙醛、乙醇、乙酸和二氧化碳等。醇、醛、酸以游离的形式或与葡萄糖醛酸结合的形式由尿排出,二氧化碳由呼气排出。

(2)氧化亚氮 在体内极少转化,绝大部分随呼气排出,对肝脏无不良影响。

(3)氟烷 进入体内的氟烷至少有12~20%在肝细胞内转化为三氟乙酸、三氟乙醛、三氟乙醇、二氧化碳、溴化物、氯化物等产物。除二氧化碳随呼气排出外,三氟乙酸的羧基可与蛋白质、多肽、氨基酸、脂肪等结合;三氟乙醛及三氟乙醇则与葡糖醛酸结合,由尿、汗、粪内排出。在这种转化过程中,对肝细胞内质网和微粒体酶有一定的影响。临床上曾在第一次使用后不久,再次使用氟烷全麻时,出现黄疸和肝功能衰竭。在肝、肾功能正常的胸部、脑部手术的病人,以氟烷-笑气-氧麻醉,术后谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶,γ-谷氨酰转肽酶、乳酸脱氢酶值均明显升高,至第10天恢复正常。氟烷对肝脏的损害除认为是在转化中对肝细胞的损伤外,有人认为是由于免疫反应;有人认为氟烷在代谢过程中产生自由基,由于过氧化反应而损害肝细胞,其损害可用还原型谷酰甘肽或维生素E来治疗。

(4)安氟醚 术后第四天仅谷草、谷丙转氨酶还明显升高,说明也有影响,但较氟烷的影响轻微。

(5)甲氧氟烷 与氟烷相似。

(6)硫贲妥钠 在肝细胞微粒体酶的作用下,主要与葡萄糖醛酸结合成水溶性代谢产物由尿排出。

(7)氯胺酮 70~90%经脱甲基、脱氨基、羟化等酶的作用转化成苯环已酮由尿排出。Dundee报道静滴氯胺酮后,在六项肝功指标中,谷丙转氨酶和γ-谷氨酰转肽酶超过正常值2~7倍。3~4天后,仍有四项指标与术前比较明显异常。对兔的肝脏活体组织检查,观察到麻醉后20min及麻醉后的第3天,较麻醉前肝窦扩张与淤血变化的例数有所增加,程度有所加重。肝细胞变性(疏松变与嗜酸性变)在麻醉后20min变化显著,麻醉后第3天更进一步非常明显的变化,还出现枯否细胞增生的组织学变化。

(8)芬太尼 在肝中的转化以水解为主,部分为氧化代谢,转化后主要由肾排出。约10%由胆汁排出,仅5%左右以未变化形式由尿排出。

综上所述,各种麻醉剂中以氧化亚氮对肝脏影响最小,而含卤族元素的麻醉剂,如氟烷、甲氧氟烷、氯胺酮、安氟醚等,对肝功有一定影响,其中以氟烷应予注意。

总之,应认识到手术病人,在术后肝功能有可能受到暂时性的影响,虽然肝脏代偿功能很强,但为了更好地适应机体情况,术后第1~2天,胃肠道手术病人需禁食外,术后1~3天或稍长时间,应以清淡的低脂、高糖、适量的蛋白质并易消化和促进食欲的饮食为宜。

37.5 愈合与营养

若术前营养状况良好,术后进入至创伤反应第二阶段时,尽管机体尚处于负氮平衡时期,伤口或切口若无感染,则可迅速开始愈合,表现伤口占有“优惠地位”,以身体其他部位的组织和肌肉为营养素的提供者,用来合成胶原以使伤口愈合。在创伤后第三阶段,若外源营养素供给充裕,则一方面伤口仍处于“优惠地位”,不断摄取营养素;另一方面,身体其它组织和器官可减少消耗,并且也获得营养补充,则能转为正氮平衡,身体逐日康复。

若术前营养不良,术后又未注意营养支持,则即使伤口处于“优惠地位”,因缺少物质基础也难以愈合。营养不良时,机体的免疫功能受损,易继发感染。若感染未很好控制,营养又未很好补充,持续过久,则伤口愈合缓慢,甚至停顿。如临床所见的延迟不愈的肠瘘,烧伤病人屡次植皮失败以及骨折病人骨不连合等。

对于未感染的手术切口,术后7天左右,愈合的切口,其抗张强度已达到病人可从事一般的活动。污染的较大伤口,经清创暴露后,一般于伤后第5~15天为二期愈合*的良好时机,在Ⅲ°烧伤,伤后第12~21天为植皮良好时机,超过30天以上,则植皮的成活率受影响。若能得到及时的营养支持,则能改善其情况。

下面将讨论伤口愈合与骨折愈合与营养的关系。

37.5.1 伤口愈合与营养

(1)伤口愈合的组织形态学变化

①炎症:组织损伤后,损伤处即出现炎症反应。毛细血管扩张、渗透性增加、淋巴管为纤维蛋白所阻塞、出现轻微红肿的现象。对合伤面间隙中的血液、淋巴液及组织渗出液凝结成血块,使两侧伤面粘合,并使伤面渗血停止。渗出的白细胞等将细胞破片和碎屑除去。清洁的切口,急性炎症一般在几天内即消失。

②上皮形成:于伤后24h内,紧靠伤口边缘的上皮开始增厚。边缘的基底细胞失去对下面真皮的坚固附着,经迅速的有丝分裂,向下增殖,并跨过缺隙处。在48h内,整个伤口表面重新上皮化。

③细胞期:当炎症反应消退和上皮的表面增厚时,伤口深部出现成纤维细胞,从伤后第2天或第3天开始到第10天,即在细胞总数中占优势。成纤维细胞合成并分泌胶原分子。在电子显微镜下,成纤维细胞的外观是典型的。除了弥散的高尔基体和粗大不规则嵴的线粒体之外,含有一个明显发育和扩张的粗面内质网。长而互通的池,由弯曲的双排多体畸形形成边界,附着在浆膜上。

除成纤维细胞外,在缝合24h后,伤面组织内的毛细血管内皮细胞向凝块内生长,形成新的毛细血管网,供应新生组织所需营养并排出代谢产物。

④纤维组织形成:到第4或第5周,成纤维细胞的绝对数量明显减少,并且也不再具有活跃的内质网,而胶原纤维却成了占优势的结构表现。最初的胶原纤维出现在第4~5天。伤口间隙很快充满了小而杂乱定向的纤维束。纤维束逐渐增大,并形成大量致密的胶原组织(瘢痕),将切断的组织牢固地缚地一起。丰富的毛细血管网缩小为少数成形的毛细血管系统,贯穿瘢痕终生。

以上变化可简括为:对合的切面首先出现炎症,间隙被渗出物所填充,继之成纤维细胞增多,生成胶原纤维组成结缔组织,将两侧连接起来,同时上皮覆盖,完成愈合。

(2)伤口愈合的生化变化与营养的关系

①炎症:20世纪初期以来,一系列研究说明,由损伤部位的肥大细胞、颗粒细胞和血小板释放的组织胺,能引起局部血管扩张和增加小血管通透性,是炎症反应的主要介质。近来,更认识到组织损伤时释放出的激肽和前列腺素(主要是前列腺素E1和E2)在导致急性炎症中起决定性作用。

已知人和哺乳动物体内含有三种激肽,即缓激肽、胰激肽和蛋氨酰胰激肽。这三种激肽分子内部都含有缓激肽的9肽结构(H.精—脯—脯—甘—苯丙—丝—脯—苯丙—精.OH),因而有相类的作用,其中缓激肽的活性最强。当组织损伤时,由于血管内皮暴露出胶原或组织蛋白酶的释放,可引起一系列的酶促反应,使血浆或组织中的激肽原(由肝脏以氨基酸及糖类为原料合成而来)转变为缓激肽。

前列腺素最初在前列腺中发现,后来知道,几乎身体内一切组织都可以不饱和脂肪酸为原料在激肽系统影响下转变为前裂腺素。前列腺素E1及E2即分别由花生三烯酸及花生四烯酸转变而来。

②结缔组织:从组织学看,结缔组织是由包埋于无定形而内含组织液的基质中的细胞和细胞外的纤维所组成。即结缔组织主要由细胞、基质及纤维所组成。基质是无定形的胶状物质,其化学成分主要是蛋白多糖(即粘蛋白)。纤维包括胶元纤维、网状纤维及弹性纤维。在伤口愈合中以胶元纤维为主。现分别讨论蛋白多糖及胶原纤维:A.蛋白多糖,其分子结构是一条肽链上联结许多条氨基多糖链,象瓶刷的形状。故分子中蛋白质比例小而多糖链的比例大。结缔组织中常见的氨基多糖有以下数种(表37-2)。

从表中可见,除透明质酸不含硫酸外,其他皆含硫。已知氨基多糖是在成纤维细胞的粗面内质网,当新合成的多肽链在内质网移行时,各种单糖及其衍生物(N-乙酰氨基已糖及葡萄糖醛酸),受相应的糖基转移酶的催化,按一定的顺序连接到肽链的一定部位而合成氨基多糖。硫酸的掺入是在硫酸转移酶的催化下,将活性硫酸(3′—硫酸腺苷—5′—磷酸硫酸)中的硫酸转移到新合成的氨基多糖链上去。实验证明维生素A缺乏时,硫酸转移酶的活性下降,故缺乏维生素A时,氨基多糖合成受阻,这可能是维生素A缺乏时,伤口愈合迟缓,以及生长期的动物,组织生长及发育障碍的原因;B.胶原纤维,其化学成分是胶原蛋白,简称胶原,是由成纤维细胞合成。它是由许多原胶原分子整齐地定向排列,并通过共价键交联所形成的稳定而不易溶解的胶原分子。它在电子显微镜下呈现原纤维的形态。原纤维平行聚集成束就是胶原纤维。每个原胶原分子都由三条α-肽链以三股螺旋状结构所组成。

原胶原分子中的α-肽链,在组成和结构中有如下两个特点:A.在氨基酸排列顺序中,每隔两个其他氨基酸(以x及y代表)即有一个甘氨酸,故肽链结构基本上可用(甘-x-y)n来表示。从这一公式中可看出甘氨酸在胶原分子中所占的比重;B.组成的氨基酸中含有约11~12%的羟脯氨酸和羟赖氨酸,以及脯氨酸和羟脯氨酸合在一起约占21~22%,甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸三者总和约占50~53%,这在其他蛋白质中是很少见的。这从表37-3中即可看出这两个特点。

表37-2 结缔组织中常见的氨基多糖

名称 基本结构单位
透明质酸 葡萄糖醛酸,N-乙酰氨基葡萄糖
硫酸软骨素A 葡萄糖醛酸,4-硫酸-N-乙酰氨基半乳糖
硫酸软骨素C 葡萄糖醛酸,6-硫酸-N-乙酰氨基半乳糖
硫酸软骨素B 艾杜糖醛酸,4-硫酸-N-乙酰氨基半乳糖
硫酸角质素 半乳糖,6-硫酸-N-乙酰氨基葡萄糖

注:肝素也属于氨基多糖,主要存在于肺、皮肤、肝、肠等肥大及啫碱性白细胞内。

从表37-2可见,在氨基酸品种方面 除羟赖氨酸和羟脯氨酸外,胶原所含有的氨基酸,肌球蛋白及肌动蛋白都含有,而羟赖氨酸和羟脯氨酸在胶原合成中,可以赖氨酸和脯氨酸为原料。赖氨酸为必需氨基酸,而脯氨酸为非必需氨基酸,很容易从谷氨酸转变而来。所以,以肌球蛋白及肌动蛋白作为氨基酸的提供者以合成胶原时,在氨基酸品种上是可以满足的。只是在各种氨基酸的比例上,由于胶原较肌球蛋白及肌动蛋白富含甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸和羟脯氨酸。因此,将消耗远远多于所合成胶原的量,才能提供所需的各种氨基酸。在进食量不足,依靠内源性肌肉蛋白来完成伤口愈合是不经济的。故术后应尽可能早地使病人得到外源蛋白质,并且考虑到氨基酸品种上的特点,适当给以富含甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸和羟脯氨酸的食物,或直接给以富含胶原的猪皮或猪蹄之类作成的食物,如猪皮冻或猪蹄汤(包括汤和猪蹄皮),是有极大益处的。

表37-3 肌球蛋白、肌动蛋白及胶原的氨基酸含量比较表(mol·105g-1

氨基酸种类 肌球蛋白 肌动蛋白 胶原
赖氨酸 94 47 31
组氨酸 17 18 5
精氨酸 46 38 49
门冬氨酸 82 86 47
苏氨酸 36 62 19
丝氨酸 45 53 32
谷氨酰胺 166 99 77
脯氨酸 20 46 131
甘氨酸 41 70 363
丙氨酸 75 72 107
胱氨酸 8 12 -
缬氨酸 42 48 29
蛋氨酸 24 38 5
异亮氨酸 42 64 43
亮氨酸 86 65 43
酪氨酸 17 38 5
苯丙氨酸 30 30 15
羟赖氨酸 - - 7
羟脯氨酸 - - 107

胶原的合成与含硫氨基酸的关系:实验研究以及临床上早已观察到蛋白质缺乏影响伤口愈合,通过补给含硫氨基酸(甲硫氨酸或酰氨酸)可获得改善(图37-3)。最近证明在胶原的合成过程中,最初在细胞内合成的肽链,比可以聚集为胶原分子的肽链要长得多,约长30~40%(原胶原)。其坚硬中心的两端非螺旋形的肽含有半胱氨酸。非螺旋形端的迅速联合以及双硫键的形成,促进定位和坚硬中心的螺旋形集合,然后在前胶原肽酶的作用下,含半胱氨酸的非螺旋形部位从分子上脱落下来,中心成螺旋交联部分即为胶原。故胶原分子中不含半胱氨酸,但却是合成过程所必需。

胶原的合成与Cu2+的关系:三和要肽链组成的原胶原分子,在最初阶段,其张力强度是较弱的。随着时间的推移,在三条肽链之间或邻近分子之间形成共价键,张力强度才得以增加。虽然胶原纤维中的分子内和分子间的共价键的性质还在研究之中,但某些键反应已被确定。如二条肽链之间赖氨酸的交叉连接。赖氨酸先转变为醛,二条肽链上的醛基藉醛醇缩合反应而连接起来。

伤口愈合与蛋白质的关系

图37-3 伤口愈合与蛋白质的关系

在赖氨酰氧化酶催化赖氨酸变成δ-半醛-α-胺已二酸的反应中需要铜离子为辅助因子。铜的耗竭或不足将影响醛醇缩合及交联连接。

胶原的合成与Fe2+和抗环血酸的关系:胶原合成中还有一个特点,即脯氨酸或赖氨酸不是先羟基化为羟脯氨酸或脯氨酸或羟赖氨酸之后再合成胶原,而是脯氨酸或赖氨酸参与合成原胶原以后,再由脯氨酰羟化酶使肽链上的脯氨酸羟基化。羟基化过程中,羟基中的氧原子来自空气中的分子氧,以及脯氨酰羟化酶需要-α酮戊二酸作为基质和二价铁为辅助因子,还需要抗坏血酸作为电子供体。故铁和抗坏血酸是伤口愈合所必需。一般未感染的切口,术后7天左右,其胶原形成,已使病人从事一般的活动而不至裂开。此时可拆线出院,但伤口胶原的形成和交联可持续数月或经年,这时期仍需不断补充抗坏血酸,若缺乏出现坏血症,切口在外力作用下,尚有裂开的可能。

伤口愈合与锌的关系:由于锌是体内许多种酶的成分或辅酶的成分,特别锌是DNA聚合酶、RNA聚合酶的辅酶成分,对细胞的分裂生长以及蛋白质的合成都有密切的关系。与伤口愈合密切相关的蛋白多糖和胶原纤维,在化学成分上都属于蛋白质。故锌也影响它们的合成。不仅如此,锌对伤口年上皮的形成,影响更为显著。这从锌影响细胞分裂、生长及蛋白质合成以及体内20%的锌存在于皮肤中,尤其集中在上皮组织可得到解释。经许多学者研究肯定,机体处于低锌状态时,补锌是有促进作用的。而应激时(如手术)随尿氮、尿磷、尿硫等排出增加,尿锌排出也是增加的。术后恢复期,机体无疑处于低锌状态。临床上有的以硫酸锌或醋酸锌补充外,食物中,动物皮肤含量都很高,当以猪皮或猪蹄作为获得甘氨酸、脯氨酸的来源时,同时也获得了较多量的锌。

综上所述,可见伤口愈合与含硫氨基酸、甘氨酸、脯氨酸(羟脯氨酸)、赖氨酸(羟赖氨酸)、维生素A、抗坏血酸以及铁、铜、锌的密切关系。而蛋白质丰富、热量充裕的完全而平衡的营养对术后机体恢复和保证伤口愈合的重要性是无需赘述的。

37.5.2 骨折修复与营养

先从骨的结构和组成,再结合骨折修复及影响因素来讨论应注意的营养问题。

(1)骨的结构和组成

①骨的大体结构:用肉眼或一般的放大镜观察,可把骨分为两种类型——松质骨和密质骨。松质骨由分枝的骨小梁的主体网格构成,形成一个间隙互相连通的错综复杂的系统,内面充满骨髓。密质骨呈实心的连续体,在显微镜下才能看到其中的间隙。

②骨的微细结构:如用显微镜观察长骨骨干薄磨片,可观察到密质骨主要由钙化了的骨基质所组成,称为骨板。在骨基质中均匀地遍布着腔隙,称为骨陷窝。每一个骨陷窝中有一个骨细胞。从每个骨陷窝向四周辐射状伸出骨小管,与邻近骨陷窝的骨小管相吻合,形成广泛的纤细通道。并与最近的血管周围间隙相通以获取营养、交换离子、维持骨的正常代谢。上述密质骨的骨板常围绕骨内的纵行血管通道呈同心圆排列,形成圆柱形结构单位,称为哈弗系统。松质骨也由骨板组成,但骨小梁较细,一般没有血管进入,故没有哈弗系统。骨细胞的营养从骨内膜表面,经微细的骨小管弥散而来。

从以上所述,可知骨主要由细胞和骨基质两部分组成。

①骨的细胞:包括骨细胞、成骨细胞、破骨细胞及其他细胞等。是由间充质细胞根据骨化的不同情况,所分化出不同形态和不同功能的细胞。成骨细胞是合成骨基质中的胶原和蛋白多糖的细胞。在合成作用旺盛时呈方形,细胞内可见合成蛋白质以供分泌的超微结构——发达的粗面内质网和高尔基体。胶原和蛋白多糖由粗面内质网合成后,由细胞表面排出到细胞外,无机物借胶原而沉积。当成骨细胞一旦被新合成的基质完全包围,它就在骨陷窝中成为骨细胞。破骨细胞仅出现在骨质吸收和骨分解时骨的表面,能分泌胶原蛋白酶、蛋白水解酶等使胶原纤维分解,骨基质解聚。骨折后骨折部位也出现破骨细胞,以清除被损骨质的残屑和钙盐。其他细胞有网状细胞、骨内膜细胞(实质上是静止的成骨细胞)以及成纤维细胞(当它增值时,将合成胶原)。

②骨基质:又可分为有机物和无机物两部位。其中有机物大部分为胶原,称为骨胶原,骨胶原的结构和普通结缔组织的胶原基本一样,也是以等距离横纹的纤维形式出现,由转化来的成骨细胞的粗面内质网所分泌而进入细胞间隙的。在成熟的板层状骨内,胶原纤维的排列非常规整。在哈费系统的每一块骨板内,胶原纤维平行排列,有机物中除胶原外则为无定形基质,包括硫酸软骨素A、硫酸软骨素C、硫酸软骨素B、硫酸角质素以及透明质酸,也由成骨细胞所分泌。至于无机物则占骨基质干重的50~65%,主要成分是磷酸钙(占84%),其他碳酸钙占10%,柠檬酸钙占2%,磷酸镁占1%,磷酸氢二钠占2%。无机物中有60%以结晶的羟磷灰石[Ca10(PO46(OH)2]的形式存在。其余40%为无定形的磷酸氢钙,Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-、HCO3-、F-以及柠檬酸根可吸附在羟磷灰石微细结晶的晶格之间。电镜下见羟磷灰石晶体呈长条状结晶,位于胶原原纤维侧畔,并经常被一层无定形基质所包裹。羟磷灰石的表面离子是同水结合的,形成一个水化层,利于晶体和体液进行离子交换。

以上是正常情况,骨折时新骨的形成及修复的过程如下:

(2)骨折修复

①骨痂形成的组织学变化:骨折后血肿充满组织间的裂隙。断端附近的骨细胞因受伤和缺血而坏死。邻近断端的骨外膜于骨折后24h即出现组织学变化。深层的细胞增加,胞核增大。一周后在增厚的骨外膜中,出现于骨干平行并紧密相连的片状骨样组织。

②此时,由于血肿尚未机化,新生的细胞血管尚未深入,故骨外膜处的成骨细胞的分泌和活动只能沿着血肿外圈向骨折处推进。随着血肿的机化,骨折处骨内膜也出现组织学变化,逐渐骨折两端由骨外膜生成的外骨痂和由骨内膜生成的内骨痂分别会合。最终血肿完全机化,内外骨痂会合成桥梁骨痂。当完全融合并完全骨化时则达到临床愈合。以后经过塑形期,骨痂密度加大,骨折间隙完全消失,则达到骨性愈合。

(3)骨折修复的生化变化与营养的关系

①成骨细胞分泌无定形基质蛋白多糖以及胶原,其生化变化与切口愈合中成纤维细胞的生化过程相同。

②在胶原上沉积无机物使成为骨样组织。由于钙在无机物中占的比例最大,故这一过程称为骨的钙化。要使体液中离中状态的无机盐转为固体沉积下来,首先在钙化的局部要有足量的钙和磷酸根离子,这就涉及到膳食中的摄入量是否丰富以及维生素D是否充裕,或接受紫外光线或日光是否充足。然后由于碱性磷酸酶的作用(在腺三磷的协同下),使胶原钙化。钙化最先在交错排列的胶原原纤维末端之间的空隙处开始,先沉积的钙盐结晶很小,随着不断地沉积慢慢加大,填充在基质内。

碱性磷酸酶能水解多种磷酸酯,使无机磷离子浓度升高,并使钙化抑制剂焦磷酸盐水解,解除对钙化的抑制,故在钙化中的作用很重要。而碱性磷酸酶是含锌的酶,锌的充裕与否影响其活性。家兔骨折实验中,供锌组骨痂中锌含量明显高于对照组,并且骨折愈合加快,抗拉伸性能优于对照组。组织学检查观察到细胞增强活跃,软骨及新骨丰富,X线显示丰富的外骨痂。并观察到无论供锌组或对照组,凡骨折的家兔,其桡骨的非骨折部位以及尺骨中的钙和锌的含量均明显下降。在8周的观察期内,骨锌含量皆低于正常值。说明骨折后机体动员体内非骨折部位的骨钙、骨锌以保证骨折部位的愈合。这一实验结果充分说明,骨折后补充锌的重要性。锌的作用不仅仅在于是碱性磷磷酸酶的成分。还关系到胶原的合成。

由于骨折修复的第一步是胶原和蛋白多糖的合成,凡影响胶原和蛋白多糖合成的因素对骨折修复也有影响,如铜能促进骨折的愈合已为实验所证实。

37.6 外科营养的重要性

从37.1~37.5的讨论中,可以从理论上得到以下两个概念:①外科手术作为对机体的一种创伤,可引起一系列内分泌及代谢的改变。这一改变虽有利机体对创伤的耐受,但毕竟导致机体内物质的高度消耗。因此,如何保证术前的病人有足够的物质储备,以利于对手术的耐受,是外科营养的重要课题;②在机体经受手术后,短期的高度消耗,如何及时补充营养,使机体尽快获得正氮平衡,减少感染和并发症的发生,以利于伤口(或切口)迅速愈合,全身康复,是外科营养的又一重要课题。

在临床实践中,这一重要性也为许多调查资料所证实。如Bristrion报道美国的一个大医院外科病人中50%患有蛋白质——能量营养不良。英国的普外病房中也有相同的情况,当病人接受大手术后住院日期超过一周时,也有50%的病人有盆血及维生素缺乏、体重丢失、肌肉消耗和血浆白蛋白及运铁蛋白含量低下。我国的医院中外科病人营养状况如何未见报道,但这一问题已受到外科医生、营养工作者以及各方面的重视,认识仍在不断地加深之中。

37.6.1 外科病人的营养需要

(1)热量 热量的需要量是基础代谢、体力活动和食物特殊动力作用的总和。

一般中等身高体重,住院准备手术的病人,体力活动减少,若仅仅起来坐在床边活动,则仅需增加基础代谢的10%左右;若能起床活动,则增加基础代谢的20~25%;若安静卧床发烧的病人,则体温每升高1℃,增加基础代谢的13%:若有明显消瘦的病人,应按其理想体重计算。

术后无并发症,热量需要应略高于术前,约增高10%;若有腹膜炎等并发症时,则需增加20~25%。

(2)碳水化物 是供给热量最经济最有效的物质,并且体内某些组织主要利用糖类作为热量来源,如血红细胞、骨髓、周围神经和肾上腺髓质,以及为创伤愈合所必需的成纤维细胞和吞噬细胞也利用葡萄糖作为主要热量来源。故糖类的热量应占总热量的60~70%左右。在第二次世界大战中研究观察到正常健康人(70kg体重者)每日摄入糖类少于3780kJ(900kcal),则从膳食中摄入的蛋白质也一起作为燃料消耗掉。故对健康人或外科病人都应摄入充裕的糖类。并且术前若获得充裕的糖类,还有保护肝脏的作用,有利于病人对手术的耐受。术后若获得充裕的糖类,则一方面糖类是最易消化吸收,对术后的消化功能欠佳者尤为适宜;另一方面,如前述,在体内糖类有节省蛋白质的作用,有利于机体转入正氮平衡和康复。

(3)脂肪 较糖类难以消化吸收。但由于脂溶性维生素A、D、E、K等需随脂肪一起才能吸收,并且适量的脂肪可改善食物的风味,故膳食中应含有一定量的脂肪,以占总热量的20~30%为宜。但对肠胃功能不好的外科病人,摄入量应降低。但也应考虑到必需脂肪酸的需要(特别是长时间依靠完全肠外营养的病人)。并且在脂肪的品种上,应选择中链甘油三酯,而不选择长链甘油三酯。因前者较后者易于消化与吸收,可直接进入肝门静脉(无需经乳糜管、淋巴管系统)至肝脏,也易于氧化。

(4)蛋白质:成人蛋白质需要量应占总热量的10~15%,每日约75~80%,外科病人应吃高蛋白膳。每日以150~200g为宜,并应注意蛋白质的质量。

若术前病人早有营养不良,并且血浆白蛋白含量低于3%以下,则尽可能推迟手术1~2周,积极补充蛋白质和营养,改善体质。因为体内并没有所谓储存的蛋白质,体内的蛋白质都存在于一定的结构中(如细胞的组成)和发挥一定的生理功能,如血浆蛋白维持血容量和胶体渗透压,免疫球蛋白、淋巴细胞和网状内皮细胞等保持机体的免疫功能和抗感染的能力等,缺乏时将影响正常生理。手术病人蛋白质营养不良将有以下几点明显的影响:

①蛋白质缺乏的病人,往往血红蛋白和血浆蛋白含量降低,术前即处于最低的循环血容量,以维持血红蛋白和血浆蛋血接近正常水平。若经受手术和麻醉,由于失血或血液动力学的改变,使有效循环血容量降低,而原已处于最低水平的病人,代偿能力小,轻度变化即可出现低血容量休克。

②蛋白质缺乏,血浆白蛋白降低,血浆渗透压也随之降低。易出现细胞间水肿,术后易出现切口处水肿,妨碍愈合。若为肠吻合,可因吻合口水肿引起梗阻。

③免疫功能减退,网状内皮细胞有萎缩现象,抗体的形成也有缺陷,因而易发生感染,感染后,控制也较困难。

④伤口愈合迟缓。营养良好的病人,术后机体处于负氮平衡期,即开始伤口愈合。而在蛋白质缺乏的病人,愈合推迟。若组织水肿,容易感染,形成长期不愈合的伤口。

⑤肝功能障碍。肝脏是体内物质代谢最活跃的器官,又是外源性或内源性毒物解毒以及激素灭活的场所。 蛋白质-能量营养不良的病人,由于动用体脂,肝脏易出现脂肪浸润,影响肝脏功能。若经受手术,在麻醉及机体处于高度消耗时,都需要肝脏充分发挥其作用。这样势必加重肝脏功能的障碍和不利于病人对手术的耐受。

所以,蛋白质营养问题对外科病人有特别重要的意义,应充分保证其数量和质量。在术后反应期,应在各种必需氨基酸的基础上特别考虑支链氨基酸的供给,以满足体内糖原异生作用的需要,从而节省肌肉蛋白质的消耗;在伤口愈合和全身康复阶段,应在丰富的优良蛋白质的基础上,考虑到伤口愈合特别需要的含硫氨基酸以及胶原中含量高的各种氨基酸。目前临床上,对于蛋白质的来源,除食物蛋白质外,尚有蛋白水解液,以及注射用氨基酸液,对于消化功能不好或不能进食的病人,可根据情况选择后两者,对于能进食者,仍优先选择前者,因食物是更为可口和价格代廉的蛋白质来源。随着我国食品科学的不断发展,新食品将不断涌现,如提纯并发泡的黄豆蛋白(特别富含赖氨酸并易消化),添加色氨酸的胶原蛋白也可能问市,这些,可根据情况,适当选择。

(5)维生素 维生素与创伤、烧伤及手术后愈合和康复的关系,在第二次世界大战以后才受到重视并进行研究。最初阶段,由于观察指标不全,结论各异。有人仅着眼于血清含量的变化,如对核黄素及抗坏血酸。有人认为疾病时的需要量比正常健康人增高不了多少。而有人从尿中排出量为指标,观察到创伤后由尿中丢失的多,认为应增加供给量。后来,随着科学的发展,示踪元素应用于生化领域的研究,分析技术精确性的提高以及电子显微镜对细胞和组织超微结构的观察研究,深入阐明了维生素在体内多方面的作用,并从创伤后机体处于应激状态与代谢旺盛。因此,维生素的供应量应有所增加。一般认为,对手术前已有缺乏的病人,术前即应充裕地补充。对于本来营养状况良好的病人,术后,脂溶性维生素的供给无需超过正常需要量太多。水溶性维生素则以2~3倍于正常需要量来供给较为合适。晚近,Pauling提出对维生素日摄入量的指标,不应停留在能在多数人中防止有关缺乏性疾病的摄入量——称为推荐膳食供应量(RDA)。而应以能使多数人维持最佳营养状态,对防病治病最有效的摄入量为指标。认为硫胺素,正常人即应摄入推荐膳食供应量的3倍。抗坏血酸应摄入推荐膳食供应量的50倍。鉴于水溶性维生素的毒性很低以及体内不易储存,目前临床上对外科病人的每日推荐量皆稍高:硫胺素5~10mg,核黄素5~10mg,尼克酰胺100mg,泛酸20mg,吡多醇(B6)4mg,叶酸400μg,B125μg,抗坏血酸500mg以上。

脂溶性维生素,鉴于补给过多易出现毒性作用,并且脂溶性维生素可在肝脏中储存。因此,对于营养状况良好的病人,术后一般的作额外补充。但对骨折病人可考虑或适当补充维生素D。对肝、胆外科病人,有阻塞性黄恒时或肠道手术前用磺胺药或抗生素时,改变肠道菌丛,减少肠道细菌合成维生素D。都应注射维生素K。

(6)无机盐及微量元素创伤后随着尿氮的丢失,铁、钾、镁、锌、硫及磷的排出都增加,排出的多少及持续时间的长短,随创伤严重程度而异,术后及康复期皆应注意适应补充。除前已述及者外,尚应特别注意钾,因为缺钾常见于慢性消耗性疾病、营养不良、长期负氮平衡、胃肠液丢失的病人。若术前即有以上情况,术后康复阶段,由于肌肉中钾与氮的比例是3mmolK+L18N。要使氮作为肌肉蛋白储存时,需要饮食中既富含蛋白质又富含钾。

37.6.2 手术前后的营养支持

相当数量的外科病人需要仔细地计划其营养方案,正如仔细地研究其手术方案一样。

(1)支持的方式

①进食:包括流食、半流食、普食及特殊饮食等。

②管饲:包括鼻饲、胃及空肠造口管饲等。管饲的营养液有混合奶和要素膳等。

③外周静脉滴注:包括滴注葡萄糖盐水,葡萄糖加等渗氨基酸液或水解蛋白液或脂肪乳剂。

④完全肠外营养:中心静脉注入高渗葡萄糖液及氨基酸、脂肪乳剂等全价营养液。

(2)支持的原则

①尽可能采取采取简单方式并注意安全。病人自己进食是最简单、经济而安全的营养支持方式。若肠胃功能正常,经口摄入的营养素可满足机体的需要。所以,经口营养是首选的方式。管饲及外周静脉滴注,需要消毒及一定的护理。而安全肠胃营养,尤其是中心静脉插管,不但需要操作熟练、经验丰富的医护人中员,并且持续输注,易继发感染。对危重病人,才作此虑。

②根据具体情况,采用以下适当方式:

A.营养中等、能进食的病人

术前:应给以营养丰富的普食,术前12h开始禁食,术前4h禁止饮水(以防麻醉或手术中呕吐而并发吸入性肺炎)。胃肠手术的病人,术前1~2日停止普食,改流食或少渣半流食。

术中:常规外周静脉滴注葡萄糖盐水。

术后:当肠蠕动恢复即可进食(一腹术后第二天,腹部手术者约再延迟一天),从流食开始,改半流,约第3~4天,可改为普食。肝胆手术者,应给低脂饮食。大肠及肛门手术者,应给无渣或少渣饮食,以减少排便和刺激。口腔或喉部手术初期,可用冷流食。

B.营养不良,消化功能不好的病人:为了缩短术前准备阶段,除进食易于消化与吸收的食物外,在有条件的医院,可口服要素膳或辅以外周静注氨基酸、脂肪乳剂。

C.神志昏迷或吞咽困难不能进食的病人:不论术前术后,都应考虑鼻胃管饲,或同时外周静脉滴注。

D.食道、胃、小肠手术的病人,术前若已考虑术后需要较长时间管饲时,可手术中留置胃瘘管或空肠瘘管,需要留置胃或肠瘘管的需要减少。

E.急性胰腺炎病人,应禁食,由外周静脉滴注。

F.食管癌切除术后吻合口瘘、胃大部切除后、十二指肠瘘以及胃这人肠吻合瘘的病人,可采用外周静脉滴注或要素饮食管饲,以减少刺激消化液的分泌,利于愈合。

G.身体本已极度虚弱,又缺乏食欲,但又急需丰富的营养支持的病人;或接受化疗、放疗的肿瘤病人,手术后第4~5天可考虑完全肠外营养。或采用要素膳口服或管饲,也能起到良好的作用。

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■[此处缺少一些内容]■

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38 胃肠外营养

38.1 前言

对不能进食的病人给予胃肠外营养支持的想法和由来已久。但限于条件,一直未能实现。当人们对血液循环有了比较正确的认识以后,约在三个世纪以前,Wren首次尝试了静脉注射,但未能推广。一直到19世纪末,人们对细菌可导致感染和如何防止感染有了足够的认识后,真正的静脉输液才有可能成为现实。

38.2 影响营养的代谢因素

在本世纪20年代末,Cuthbertson首次发现一些长骨骨折病人,体重明显下降,尿中氮、硫和磷排泄增加,而体重下降与尿氮排泄呈正比。此外,病人的氧耗增加,体温上升,并与尿氮排泄相平行。当时无法解释这些现象。

后来,许多学者证实他的发现。自40年代末以来,一些实验方法和手段获得不断的完善。这时,才有可能深入地剖析这些现象,探索它们的本质。目前,一致认为由于尿中氮和硫及氮和钾的比值与肌肉蛋白质分解后的有关比值相仿,且尿氮主要是尿素氮,自尿中丢失的氮很可能来自肌肉。但大家对这些现象的意义尚持有不同的见解。

为了更好地理解这些变化,首先需了解应激时机体的神经内分泌变化,其变异对物质代谢有决定性的作用。应激反应的具体表现为一种综合性神经内分泌反应。早期即有大量儿茶酚胺释放,促使高血糖素和促肾上腺皮质激素的生成及释放增加。同时,胰岛素的释放受到抑制,释放的肾上腺皮质激素还阻止了胰岛素在外周组织的作用。这些变化导致糖的氧化与转换增加/脂肪的氧化也显著增加,游离脂肪酸增多,但不伴有明显的酮血症。肌肉蛋白质分解致使糖异生增加,相应地保存了内脏蛋白质。稍后,胰岛素分泌虽有增加,但其作用仍受到抵抗。此外,胰岛素、醛固酮和抗利尿激素的变化还影响水盐代谢。

蛋白质在体内具有极为重要的作用,它不是一种作为能源贮备的物质。所有的体蛋白都具有不同的特定功能,过多的耗损必将导致某些功能丧失,最终导致生命中止。既然体细胞群的缩减不利于机体的生存,为什么应激时会有体蛋白的分解亢进?诚然,分解激素增多是直接原因,但其目的又是什么?应激时能量消耗有所增加,但幅度一般不显著(表38-1)。即使供给足够的外源糖和脂肪热量,也不能完全阻止糖原异生,即蛋白质的耗损。Clowes等认为在应激的特定内分泌环境中,尽管存在胰岛素抵抗,使糖代谢发生障碍,但胰岛素对脂肪的作用十倍于它对糖的作用。因此,它足以抑制脂肪分解,使游离脂肪酸和酮体减少,甚至停止脂肪的净利用,造成一种局部能源物质缺乏的状态。所以,肌肉转而利用支链氨基酸供能,同时释出的丙氨酸则随同代谢过剩的乳酸、甘油等经糖原异生这一途径自血中清除,加快了糖的转换。这些物质只能经糖原异生予以代谢。因此,蛋白质大量分解是肌肉代谢受到内分泌改变影响的结果,而不是由于应激引起全身能量需求的激增,以致蛋白质过度耗损。为此,外源能量的供给不能阻止糖原异生。此外,支链氨基酸被有选择地代谢供能,剩余的氨基酸不能构成一种平衡的混合氨基酸以满足特定蛋白质合成的需要,蛋白质无法合成。蛋白质若长期不能再合成,其后果可能极为严重。

表38-1 应激与能量需要的变化

应激状态 RME递增(%)
一般手术 10
多发性骨折 10~25
感染 50
灼伤 40~100

然而,上述假说未能被一致公认。近年的研究指出,在严重感染时,由于糖耐量下降,糖的利用减少。脂肪的利用不是减少,而是增加。机体利用更多的脂肪,也即以脂肪为主要能源。

修复中的组织虽以代谢糖为主,但近年的研究还提示,蛋白质分解亢进很可能是为了提供蛋白质合成和组织修复所需的氨基酸,而不是单纯为了供能。给予应激病人含氮的营养素能够减少或阻止自体蛋白质的耗损。这样,所谓蛋白质分解供能只是一种“副产品”。换言之,即蛋白质合成后剩余的氨基酸才用于氧化,供给能量并非主要目的。

综上所述,疾病、损伤和感染都能对人体的正常代谢调节造成额外的负担。这种改变具有一定的规律性。因此,它常被称为应激反应。它的表现可为局部的和全身的、立即的和延迟的神经内分泌以及生物化学方面的改变。它的主要目的似乎是为了维持生存。以后,使机体恢复正常。所以,应激反应的强度及持续时间与诱因的严重性及是否伴有并发症是呈正相关的。这些改变的临床意义也就不言而喻(表38-2)。

表38-2 应激反应与饥饿代谢的区别

应激反应 饥饿代谢
蛋白质代谢 尿氮增加、肌蛋白糖原异生增加、内脏蛋白相对保存 尿氮减少,肌蛋白糖原异生减少,内脏蛋白耗损
脂肪代谢 脂肪氧化明显增加,FFA增加 脂肪氧化增加,酮血症显著
糖代谢 糖氧化增加,转换加速 糖利用减少
喂养效应 节氮效应不明显 节氮效应显著
内分泌环境 CA,GC,G增多,I减少或拮抗 CA、GC,G增多不明显,I减少
能量消耗 EME增加 RME下降
水盐代谢 水盐滞留 ECF扩大,组织水肿

FFA=游离脂肪酸,DA=儿茶酚胺,GC=糖皮质醇,G=胰高血糖素,I=胰岛素,RME=静息代谢能耗,ECF=细胞外液。

即然应激反应以代谢亢进、分解代谢大于合成代谢为主,所以,持续时间延长对机体的复原只是利少弊多。因此,有一些学者提出了消除或减轻应激反应的建议。目前,对应激反应的意义存在着不同的见解。Moore认为它是一种不可避免,也是不可抗拒的反应,主张无所作为。Giddings等认为如同炎症是机体对感染作出的有益反应一样,在应激的情况下应激反应是不可缺少的。因此,不拟予以干扰。Blackburn等则指出,尽管应激反应的神经内分泌变化难予纠正,在目前医学科学技术较为发达的条件下,采取一些措施消除或减轻它的不良后果仍是可行的。因此,极力主张应有所作为,而不是无所作为。当然,这样做需付出一定的代价,造成财力和物力方面的消耗,不可能作为常规全面推广。但在病情需要时应用,将产生举足轻重的效果。

根据以上认识,在应激的情况下,应该供给外源能量物质和含氮物质,并按比例地增加,以满足机体的需要,保存机体的功能和结构。

39.8 要素膳的禁忌证

在下列情况下,要素膳不宜应用或谨慎使用:

(1)年龄小于3个月的婴儿不能耐受高渗液体膳的喂养。应采用等渗的或将正常稀释(25%)的再稀释至8~10%。使用时宜注意可能发生的电解质紊乱。

(2)小肠广泛切除的病人,术后宜采用TPN4~6周。以后,采用逐步增量的要素膳,通过肠腔内营养以加速小肠的适应。

(3)胃部分切除的病人不能耐受胃内高渗液体膳的喂养,因易发生倾倒综合征。有的病人只能耐受缓慢的滴注。

(4)空肠瘘的病人无论在瘘的上端或下端喂养均有困难,因缺乏足够的吸收面积。如贸然采用要素膳,势必加重病情。

(5)处于严重代谢应激、麻痹性肠梗阻或腹泻急性期,均不宜过早给予经口或管饲营养。

(6)严重吸收不良综合征及衰弱的病人,在经肠营养以前,需要一段时期的TPN,以便肠酶及细胞代谢得到改善。

(7)症状明显的糖尿病、接受高剂量类固醇药物治疗及糖代谢异常的病人,都不能耐受要素膳的高糖负荷。

(8)要素膳不宜用于有先天性氨基酸代谢缺陷的儿童,可用特殊治疗膳(表39-9)。

38.4 胃肠外营养的种类

根据不同疾病的需要和所用制剂的不同,采用不同的方法。但就总体而言,胃肠外营养实际上是静脉营养,一般分为两大类。

(1)周围静脉法 每日间歇进行。营养素虽直接进入体循环,但不是24h持续不断,较符合正常生理状态,使各种营养素在体内能接近正常地进行代谢和贮存,减轻肝脏的负担。使用的制剂一般以等渗溶液为宜。由于制剂剂型的限制,难以长期单独使用以满足机体的各种需要。因此,这类静脉营养多作为口服不足时的营养补充。

近年,Blackburn等提出的“节省蛋白质疗法”(Portein Sparing Therapy)也是周围静脉营养疗法的一种。最初,他们强调单独使用等渗氨基酸溶液,不使血液胰岛素水平升高,有利于体内脂肪分解供给能量,维持正氮平衡。这种疗法有其局限性,经济供价也比按常规输葡萄糖大,只宜在特定的情况下短期进行。但在以后深入的研究中,证实在使用氨基酸溶液的同时加用适量葡萄糖,节省氮的效果更好。所以,抑制胰岛素的分泌并不是节氮效应必不可少的前提。

(2)中央静脉法:可持续或间歇进行。由于中央静脉血流量大, 能稀释各种高渗溶液,制剂选择的回旋余地也大。长期应用可满足病人的需要,维持和改善营养状态。一般称为TPN。如所供营养素,尤其是非蛋白热量,(NPC)过剩时,则称为Intravenous Hypera limentation,IVH。若输液虽持续不断,但所供给的能原物质如葡萄糖模拟口服喂养模式,间歇进行,从而调节胰岛素的分泌,称为“循环高营养”。(Cyclic Hyperalimantation)。这一方式,营养素的代谢利用更接近生理状态,效果更好。

38.5 胃肠外营养的指征

营养素一般以经胃肠道摄入为宜,因自消化道吸收后,各种底物经门静脉进入肝脏进行初步代谢,继而转运至全身各部。在这一过程中,吸收的底物激发消化道激素的释放。后者对代谢底物的有效同化具有特殊的作用。但当胃肠道由于疾病或其他原因于较长时期内不能正常工作或不宜工作时,显然需要采用胃肠外途径给予营养支持。在这种情况下,通常经静脉提供所需要的营养素。这些物质绕过肝脏直接进入体循环,其同化率可能稍逊于经胃肠道摄食,但也能满足维持营养的需要。

胃肠外营养的通常指证为:

(1)不能口服者,如无法吞咽、食道梗塞、幽门梗阻、肠梗阻等。

(2)不宜口服者,如胃肠瘘、节段性肠炎、溃疡性结肠炎、短肠综合征、急性胰腺炎、复杂的胃肠手术后(尤其当伴有并发症时)。

(3)口服不能满足需要者,如慢性感染、短肠综合征、吸收不良综合征、严重灼伤、恶性肿瘤化疗或放疗期间、神经性厌食等。

(4)特殊情况,如急性肾功能衰竭、肝功能衰竭、心力衰竭等。

经胃肠外提供营养素可减少消化道的分泌和蠕动,使消化道处于休息状态,有利于疾病复原或愈合。有时虽不能达到完全自行愈合,但经积极营养支持后,全身情况有较大的改善,使进一步治疗获得成功的机会大大增加,死亡率锐减。在短肠综合征时可起到维持营养的作用,一直到肠道充分代偿适应为止。

38.6 静脉用营养制剂

绝大多数的营养液为静脉用制剂,仅个别维生素为肌肉注射制剂。根据营养素的种类可归纳为:

(1)糖类 葡萄糖最为常用。市售制剂有等渗(5%)和高涌(10%、25%和20%)两大类。静脉输入后具有促使胰岛素分泌增加和渗透性利尿的作用。因此,曾有些学者建议改用非葡萄糖的糖类,如山梨醇、木糖醇、果糖等。但实验研究证明非葡萄糖的糖类并不理想,葡萄糖仍是最优越的糖类供给物质。

(2)脂肪 当前,国内可供静脉用的脂肪乳剂有Intralipid(10和20%)、Intralipos(10~20%)、lnfatmul(15%)等含55%亚油酸的大豆油乳剂,Liposyn(10和20%)含78%亚油酸的红花油乳剂,以及由等量大豆油和红花油制成的LiposynⅡ(10和20%)。它们性能稳定,副作用小,具有热量高、容积小、等渗、可经周围静脉使用等优点。此外,作为长期胃肠外营养,还可提供必需脂肪酸(EFA)防止必需脂肪酸,缺乏的发生。与葡萄糖联合应用则具有协同作用,可促进同化,降低能量消耗,减少二氧化碳的生成。它的主要缺点是价格昂贵,而且不能长期贮存。

(3)含氮物质 水解蛋白是最早的含氮制剂。虽有酸或酶水解之分,尤其后者因水解不彻底,使制剂含有30~50%的肽。此外,外加的氨基酸多为DL型,组成成分随原料蛋白而异,氨含量亦高,副作用较多,经高温灭菌或长期贮存,氨基酸与溶液中的葡萄糖发生Maillard反应,溶液变成棕色并降低了营养疗效。因此,不够理想。目前,基本上已不使用或很少使用。

第二代产品为L型结晶氨基酸溶液。60年代以后,由于化学工业与工艺的发展,L型氨基酸问世。这样,有可能将纯结晶L型氨基酸按不同的要求酿成不同组成的溶液以供临床作用。目前,市售制剂品种众多,但就其主要模式,大都模拟鸡蛋白或人乳蛋白的氨基酸组成。常用制剂含有必需氨基酸、半必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸与非必需氨基酸的比例为1:1~2不等。制剂中氨基酸的各类分别有11、14、18或20种。

近年,还根据肾病、肝病的特点制成适合肾功能衰竭和肝功能衰竭病人使用的第三代产品,扩大了氨基酸的使用范围。适合肾功能衰竭使用的制剂含8种L型必需氨基酸,外加组氨基酸;肝病使用的制剂则富含支链氨基酸,同时减少了芳香族氨基酸的用量。

在此需要特别指出的是:血制品如全血、血浆、白蛋白等,虽也属含氮物质,但不是营养品。全身或血细胞只宜用于纠正贫血,而血浆和白蛋白适用于低蛋白血症或恢复胶体渗透压。它们不适合作为静脉营养用,因它们首先必须在体内分解成所含的氨基酸才能参与蛋白质代谢,而它们的生物半存期长,有的氨基酸组成并不理想,难以发挥营养疗效。此外,经济代价也较高,应用血制品还难免有传播疾病的潜在危险,故应严格掌握它们的使用指证(表38-4)。

(4)电解质 除氯化钠、碳酸氢钠、氯化钾、钙盐、硫酸镁外,尚无商品的磷酸盐溶液。后者需自行配制。

(5)维生素 水溶维生素的针剂可加入静脉输液中。静脉用脂溶维生素针剂目前国内尚无生产。

表38-4 血制品的使用指征

制品 指征
全血 失血
红细胞 贫血
血浆 血浆丢失
白蛋白 低蛋白血症
氨基酸 营养补充

(6)微量元素 国内尚无正式产品,但上海医药工业研究院制剂室正在试制含锌、锰、铜、铬的混合针剂供临床试用。

38.7 营养素的需要量

代谢需要和代谢活动密切相关,而后者又受体型、年龄、性别等的影响。据此,Harris和Benedict提出计算基础能量消耗(Basal EnergyExpenditure,BEE)的公式如下:

男性BEEkc=66.5+13.8W+5H-6.8A

女性BEEkc=65.1+9.6W+1.9H-4.7A

婴儿BEEkc=22.1+31.1W+1.2H

其中W=体重kg、H=身长cm、A=年龄、kc=kcal。在此基础上,再根据活动量,疾病消耗或同化效率的差异,增加额外供给量(表38-5)。

表38-5 能量需要参考

口服 胃肠外
维持量 120%BEE 150%BEE
合成代谢 160%BEE 180%BEE

为了简化计算,也常将非蛋白热量和氮的需要量,根据不同情况,按每kg体重列出(表38-6)。若有条件,应进行氧耗测定,直接求出安静状态的代谢消耗量(RestingMetabolic Expenditure,RME)。当治疗反应不满意时更应进行这方面的直接测定。以上推算方法都有一个共同的前提,也就是病人的代谢率在24h的日夜交替中,始终处在同一不变的水平。这是不符合实际情况的,求得的只是平均值。因此,无论采用那种方法,都只能作为一种参考,必须密切随访病情,并根据病情的发展,尤其当效果不够理想时,应进一步深入调查研究,及时修订治疗计划,使方案更适合病人的实际需要。

表38-6 能量与氮的关系

代谢状态 能量(kJ·kg-1·d-1) 氮(g·kg-1·d-1) 能量:氮
静休 126 0.2 630
中等应激 168 0.3 560
重度应激 210 0.4 525

从表38-6可看出非蛋白质热量与氮的比值约在630:1左右。这是符合合成代谢的要求。尽管一些学者强调足够热量的重要性,而要求保持热量与氮之比在840~1260:1,或甚至更高,但在对氮的需求不断增高的情况下,限于营养液的剂型或病人的耐受极限,难以保持这种高比值。此外,应激状态的热量和氮需要量虽都有增加,但并不是按比例地增加,而是对氮的需求更大。反之,若为了机械地维持这种高比值,或不得不减少氮的摄入量,则往往造成不必要的医源性并发症。因此,在这种情况下,更为明智的是提高氮的供给,酌情减少非蛋白热量的供给,满足于一个不太高的热量与氮比值。临床实践也证明这样做效果较好。在有严重消耗性的疾病时,热量与氮之比即使在418kJ:1g左右,也可获得正氮平衡。

正常人对各种营养素的需要量及其供给方式参见表38-7。

表38-7 营养素基础需量(kg-1/d-1)

营养物 成人 婴儿
30ml 100ml
能量 126kJ 378~504kJ
能量/氨 90mg 0.3g
2g 12~18g
脂肪 2g 4g
Na+ 1~1.4mmol 1~2.5mmol
电解质 K+ 0.7~0.9mmol 2mmol
Ca2+ 0.1mmol 0.5mmol
Mg2+ 0.1mmol 0.15mmol
*铁2+ 0.3μmol 2μmol
Mn2+ 0.1μmol 0.3μmol
Zn2+ 0.7μmol 1μmol
Cu2+ 0.07μmol 0.3μmol
0.015μmol
0.006μmol
0.003μmol
Cl- 1.3~1.9mmol 2~3mmol
0.2mmol 1mmol
0.7μmol 3mmol
0.015μmol 0.04mmol
维素科 B1 0.02mg 0.05mg
B2 0.03mg 0.1mg
烟酰胺 0.2mg 1mg
B6 0.03mg 0.1mg
叶酸 3μg 20μg
*B12 0.03μg 0.2μg
*泛酸 0.2mg 1mg
生物素 5μg 30μg
C 0.5g 3mg
A 10μg 0.1mg
D 0.04μg 2.5μg
*K 2μg 50μg
E 1.5μg 3mg

*肌注

38.8 胃肠外营养的实施

首先根据病情决定病人是否需要给予胃肠上营养支持,继而初步计算营养素的需要量及估计可能需要营养支持的天数。在此基础上考虑投予的方式。经周围静脉途径较为简单,也更安全,应作为首选。但由于前所述及的局限性,往往不能完全持久地解决问题,而需改用中央静脉途径。以下的讨论仅着重于中央静脉营养的实施。

(1)置管 目前,绝大数学者主要张采用经锁骨下静脉或颈内静脉插管至上腔静脉作为入径。这是因为上腔静脉管径粗,血流量和流速都大,能更好地耐受高渗溶液,防止局部发并症的发生。插管一般可根据解剖定位进行穿刺。具体方法如下:

无论采用锁骨下静脉或颈内静脉作为入径,都必须严重遵循无菌技术的要求。任何不够严密之处都可导致严重的感染,影响继续治疗,甚至对生命有直接的威胁。病人一般取平仰卧位,肩胛间可垫一薄枕使双肩垂向背部,头后仰,并将面部转向穿刺点的对侧。按正规手术要求对局部皮肤进行脱脂和消毒铺巾。以后的操作根据不同的静脉和不同的穿刺入径略不同。

①锁骨下静脉锁骨上入径:在锁骨上,1cm,距胸锁乳突肌外缘1cm的锁骨上窝进行局部麻醉,并用注射麻醉剂的细穿刺针,以与纵切面和水平面呈45°、冠状切面约30°的角度,经锁骨后向内下方向进针,进行试探性穿刺。一般进针3cm左右即进入锁骨下静脉或锁骨下静脉和颈内静脉的交界处。控明穿刺方向后,拔出细针,再用套针或密闭系统装置按同一方向穿刺置管。进入静脉时有明显的空虚感,并立即有血液反流入穿刺用的针筒(图38-1)。

经锁骨上窝穿刺锁骨下静脉

图38-1 经锁骨上窝穿刺锁骨下静脉

②锁骨下静脉锁骨下入径:在锁骨中点的下缘或锁骨的内1/3与中1/3交界处进行麻醉,继而沿锁骨后经第一肋的前方,向内和稍向上进针。一般需进针6cm左右。其余操作与锁骨上入径置管相同(图38-2)。

经锁骨下入径穿刺锁骨下静脉

图38-2 经锁骨下入径穿刺锁骨下静脉

③颈内静脉颈前下方入径 进针点选在胸锁乳突肌的胸骨头和锁骨头与锁骨构成的三角的顶角,相当于锁骨上3cm,距中线3cm的交界处。局部麻醉后,沿锁骨头边缘向下稍向后进针,即可进入颈内静脉(图38-3)。

经前路入么穿刺颈内静脉

图38-3 经前路入么穿刺颈内静脉

④颈内静脉颈侧后方入径:进针点选在胸锁乳突肌外缘的上1/3与中1/3交界处。局部麻醉后,沿胸锁乳突肌的深面向胸骨切迹中点进针。一般进针约7cm左右可进入颈内静脉(图38-4)。

经后上方入径穿刺颈内静脉

图38-4 经后上方入径穿刺颈内静脉

不同的入径具有不同的优缺点。婴幼儿一般以颈内静脉为首选,因锁骨下静脉较细小,穿刺不易成功。成人多采用锁骨下静脉,因导管固定比较方便。目前,无论采用那种入径,都主张在皮下制造一隧道,使进皮点远离静脉穿刺点,以减少继发感染的机会,并将导管妥善固定,以免脱出。有些导管甚至在进皮点的深面装有一圈盘状尼龙丝,以便与周围的皮下组织融合,阻止外界的细菌沿导管壁向体内蔓延。

导管妥善固定后,在正式输入液体前,应明确导管确系在静脉内,即有畅通的回血。另外,若有条件,还应摄胸片以了解导管的位置是否正确和胸部有无异常。进皮点应再次消毒,并以无菌敷料覆盖。每1~2日可局部重新脱脂进行消毒和更换敷料。输液系统则应每日予以更换。

(2)液体配制 根据需要先拟订各种营养素的需要量,再根据准备采用的方案加以配制,由制剂室或在病区用密闭的方法将葡萄糖、氨基酸、电解质、维生素等进行混合。含氮物质必须配有足够的非蛋白热量同时进入体内,否则在缺乏能量的情况下,氨基酸进行分解以提供能量,而不参与蛋白质的合成。

由于机体对葡萄糖的耐受需要经历一个适当的过程,才能自0.5·kg-1·h-1的剂量提高。所以开始胃肠外营养时,供给的葡萄糖不宜太多,可在1~2天中逐步增加,一直到能满足所需要的量。在此期间,应监测血糖和尿糖,并根据需要加用胰岛素。血糖一般应控制在2g·L-1以内,尿糖以不多于+为宜,超出上述范围则应外加胰岛素。当机体适应后,内源胰岛素分泌已增加的情况下,不需再给以外源胰岛素,否则反而可能出现低血糖。

目前,认为单用葡萄糖作为非蛋白热量具有不少的缺点,如易发生代谢紊乱,热量的浪费可高达30%,还可出现必需脂肪酸的缺乏。为此,当前的趋势是用糖和脂肪混合供能。一般认为脂肪乳剂不宜与其他溶液混合,以免破坏它的稳定性,造成脂肪栓塞。脂肪乳剂需缓慢地输注,往往长达数小时。因此,它不宜占用主要的输液“生命线”,否则难以完成当日的输液计划。为此,可另经外周静脉单独同时输注,或在静脉穿刺有困难的情况下,用Y形管接在靠近主要输液的“生命线”进入静脉处,使含葡萄糖的氨基酸溶液不返流入脂肪乳剂,而后者稍与前者接触即可进入体内。

然而,也有一些学者常规把脂肪乳剂、葡萄糖、氨基酸、电解质、维生素等在体外事先混合好再进行输注。这样可节省输注的时间,并对静脉壁有一定的保护作用。根据多年的实践,未发现脂肪乳剂的稳定性受到影响,也无不良反应。

如仅为提供必需脂肪酸,则不必每日使用脂肪乳剂。脂肪乳剂的剂量一般以不超过出2g·kg-1为宜,必需脂肪酸亚油酸的热量应占总热量的2~4%。

在婴儿中或加用0.22μm微孔滤器时,难以单靠重力滴注完成每日的输液量和保持稳定与恒定的输液速率,必须使用微量输液泵进行有控制的输液。应注意由于脂肪乳剂的微粒大于微孔滤器的网孔,在输注脂肪乳剂的线路中不宜有微孔滤器。

38.9 胃肠外营养的并发症

胃肠外营养的并发症可根据其性质和发生的原因归纳为技术性、感染性和代谢性。现把一些较常见的并发症分别介绍如下:

(1)技术性并发症 这类并发症多与置管操作不当有关。细致和熟练的操作可防止发生。常发生的并发症为:血气胸、血肿形成、纵隔积液、动脉损伤、静脉损伤、继发血栓形成、导管栓塞、导管位置不当、胸导管损伤、颈交感神经链损伤、空气栓塞、胸腔积液、臂丛神经损伤、膈神经损伤等。此外,护理不当也可引起导管脱出、导管扭折或导管折断、导管漏液、衔接部脱开、导管堵塞等。

(2)感染性并发症 多与导管和输液护理不注意无菌技术有关。致病菌可经皮肤穿刺点、导管和输液系统的衔接处、或输用污染的溶液进入体内,可引起严重的败血症、感染性休克等危及生命的并发症。感染的发生率各家报道不一,自1~27%不等,对导管的护理不能掉以轻心。遇有接受胃肠外营养的病人突然发热,而一时找不到明确原因时,应慎重考虑是否由于导管引起的严重感染。应积极继续寻找发热原因,同时进行抗感染治疗,并密切观察病情的演变。若无好转趋势,而原因仍不明,虽置管的局部无炎症反应迹象,除送血培养外,还应及时拔导管,并将导管管端进行细菌培养。宁可将一未被细菌污染的导管拔除,也不宜把一已有感染的导管留在体内,使感染不断经备耕认播散。只要病情需要,可重新置管。必须注意:贻误感染灶的清除,后果则极为严重。

(3)代谢性并发症 这类并发症多与对病情的动态监测不够、治疗方案不当或未及时纠正有关。可通过加强监测并及时高速治疗方案予以预防和纠正。常见并发症可根据所涉及的营养素归纳如下:

①高血糖 常与求进心切,给予的葡萄糖过多或过快,超越机体能耐受的限度有关。可根据葡萄糖总量调节其摄入速率,开始阶段应控制在0.5g·kg-1·h-1以内,并测定血糖和尿糖进行监测。在机体产生适应后,逐步增加到1~1.2g·kg-1·h-1。若葡萄糖总量较大,超越能自然耐受的限度,则需加用外源胰岛素协助调节。适应的标志是血糖低于2g·L-1,尿糖不多于+。对糖尿病患者则应及时给予足量的外源胰岛素,防止高血糖和酮性昏迷的发生。

②高渗性非酮性昏迷 常因高血糖未及时发现和控制,以致大量利尿而脱水,最后昏迷。由于糖代谢无障碍,不存在酮血症。它的处理以纠正脱水为主,降低血糖为辅,有别于糖尿病酮性昏迷的处理。治疗可给予大量低渗盐水纠正高渗透压状态,同时加用适量的胰岛素。治疗要及时和积极,防止中枢神经系统发生不可逆的改变。但也应注意防止水分摄入过多过快,以致走向另一极端,出现脑水肿。对待高渗性昏迷的关键在于预防,即严格掌握葡萄糖的使用,密切注意出入水量,防止造成脱水。

③低血糖 经一阶段的胃肠外营养治疗,体内胰岛素分泌增加,以适应外源性高浓度葡萄糖诱发的血糖变化,一般不再需要加用外源胰岛素。机体对糖的耐受也可由0.5g·kg-1·h-1升到1.2g·kg-1·h-1。由于胰岛素的作用可维持数小时,若突然停用含糖溶液,有可能导致血糖急骤下降,发生低血糖性昏迷,甚至死亡。因此,在胃肠外营养的实施中,切忌突然换用无糖溶液。为安全起见,可在高浓度糖溶液输完后,以等渗糖溶液维持数小时作为过渡,再改用无糖溶液,以避免诱发低血糖。

④代谢性酸中毒:一些较早期的氨基酸制剂含有赖氨酸和精氨酸的盐酸盐。如用量较大,在体内代谢后释放的盐酸将导致高氯性酸中毒,需密切监测,防止酸中毒的发生。一旦发生后,应及时进行处理纠正。较新的一些氨基酸制剂,通过一些改革(如采用醋酸盐等),在这方面已有很大的进步。

⑤低磷血症:胃肠外营养制剂一般不含磷酸盐。长期进行胃肠外营养支持治疗易发生低磷的情况,表现为神经感觉异常、肌无力、氧离曲线左移等。因此,胃肠外营养应常规包括磷的供给。一般用量为20mEq/1000kcal作为维持量,治疗量则相应地增加1~2倍。制剂可用磷酸二氢钾、磷酸氢二钾或二者的混合液。

⑥电解质紊乱:只要注意监测和及时地补充,一般不会出现钠、钾、钙、镁的紊乱。对钾的补充要给予额外的考虑,因它参与机体的合成代谢,需要量超出维持量。但也要注意防止过量,造成高钾血症,威胁生命。此外,它的动态变化也在一定程度上反映机体的代谢动态,具有参考价值。因此,对钾的密切监测尤为重要。

⑦必需脂肪酸缺乏:脂肪酸的代谢在前列腺素的合成、血小板的功能、创面愈合、免疫力的发挥、皮肤毛发和神经细胞等的完整性等方面具有重要的作用。长期应用不含脂肪的胃肠外营养支持的病人,可能出现必需脂肪酸缺乏的表现。在婴幼儿可见到皮肤脱屑、毛发稀疏、免疫力下降、血小板减少等症状。成人则多表现为血液生化方面的改变,如血中出现甘碳三烯酸,以及三烯酸与花生四烯酸的比值升高(正常为0.4)等。每周给予脂肪乳剂500~1000ml有预防必需脂肪酸缺乏的作用。

应用脂肪乳剂的一些不良反应,如发热、寒战、胸背痛、心悸、胸部紧迫感、气急、紫绀、恶心、头痛、肝肿大、郁胆、肝功能变化、过敏等,由于制剂的改进,目前已极少见。只要注意掌握输注速率和使用总量,一般还是比较安全的。

⑧肝损害:一般表现为转氨酶和碱性磷酸酶升高,继而出现黄疸。病理改变为肝肿大、脂肪变性。它的诱因众多,如严重营养不忍受、过量葡萄糖输入、高剂量脂肪应用、长期大量地使用氨基酸制剂等,都可造成肝损害。

在此应指出,机体对葡萄糖的耐量可经一个适应阶段逐步提高,如自0.5g·kg-1·h-1增加到1~1.2g·kg-1·h-1。糖耐量与胰岛素分泌密切相关,已众所周知。但近年发现糖耐量不能与机体氧化代谢葡萄糖到水和二氧化碳的能力相等同。后者受代谢酶的控制,极限为5mg·kg-1·min-1,超额部分将通过消耗能量转化为糖原或脂肪贮存。在这一过程中生成大量二氧化碳。因此,机体并未从补充的葡萄糖获得全部应有的能量而用于蛋白质合成。目前,一致认为葡萄糖的供热量不宜大于167kJ·kg-1·d-1,否则将增加肝脏和肺的负担。如脂肪变性具有脱脂与改善肝功能的作用。因此,在胃肠外营养的实施中,除要注意营养素供给不足的情况外,还应防止供给过度,而过度喂养的危害不亚于喂养不足,有时甚至更为严重。因此,营养素不是越多越好,而是要求比例恰当、用量适中。近年,一些作者建议将静脉高营养(IVH)改为静脉营养(Intravenous Nutrition,IVN),以免Hyperalimentation一词可能引起的错觉。

严格掌握非蛋白热量与氮的比值很重要。如能排除高热量作为诱因,则应控制氨基酸的用量,以减少制剂中对肝细胞有潜在毒性作用的物质的摄入。若条件许可,应尽早改经肠道提供营养。否则,高速胃肠外营养液中营养素,如葡萄糖、脂肪和氨基酸的比例和用量,降到最低维持水平,以减轻对肝脏的负担。待肝脏复原后,再逐步增加用量,争取合成代谢超越分解代谢。除慢性肝病外,早期肝损害一般多为可逆性,减少糖或调整氨基酸的摄入量,使非蛋白热量与氮的比值保持在836kJ:1q以下,肝脏即能迅速恢复。

近年,由于富含支链氨基酸(BCAA)的氨基酸溶液配制成功,一些有肝损害的病人可不再需停止或减少氨基酸的摄入。这种富含BCAA的氨基酸溶液除不进一步加重肝损害外,还可使肝功能恢复,改变了以往肝病患者不能摄含氮营养素的不利局面。

38.10 胃肠外营养的监测

从上面所介绍的各种常见并发症,可以看到它们基本上的属于医原性并发症,即与对病情处理不当或不够及时有关。它们应属完全可避免发生的并发症。因此,正确的处理和必要的监测是防止并发症发生和提高疗效的关键。只要目的明确,监测项目可根据病情需要选择。

为了随时掌握病情的动态变化,一般在胃肠外营养开始后即记录24h出入水量,并每日测定血清电解质、血尿素氮和血糖。如已趋向稳定,可改为间日一次或每周1~2次。另外,全血象、肝功能试验、血浆蛋白、血钙、血磷、血镁等,除明显异常需及时纠正外,一般可每周测一次。尿糖则应每日定时测定,一般不应少于4次(表38-8)。

表38-8 监测项目

项目 首周 饲后
Na+、K+、Cl- QD×3→QOD QOD→BIW
QD×3→QOD BIW
血气 TIW QW
Ca2+ BIW QW
BIW QW
Mg2+ BIW QW
BUN BIW QW
SB、AKP QW BIW
GPT白蛋白 QW QW
全血象 QW QW
渗透压 QOD BIW
尿糖、尿酮 QID BID
尿氮 QD QD

为了减少感染的机会,主要输液的“生命线”只用于输注胃肠外营养的各种液体,不宜用于采血。当然,也不应用于输血、给药、测中心静脉压等。

38.11 胃肠外营养的组织和护理

胃肠外营养的价值不容置疑,但在实施过程中,有一定的并发症。为了保证治疗质量,防止可避免的并发症的发生,有必要严格掌握它的实施。因此,在有条件进行胃肠外营养的单位,应由专人负责,并成立专职小组。一个胃肠外营养小组的成员应包括下列人员:对营养专业有兴趣、并有广泛基础知识的临床医师,经过训练的护士,以及营养师和药剂师。当然,还需要有临床检验人员的密切配合。至于病人集中还是分散管理要视各单位的具体条件。没有重危病人监护室的地方,可考虑把胃肠外营养作为该室的治疗活动之一。集中和分散管理各有利弊,但似以集中较为有利。这样,护理人员对业务比较熟悉,外来干扰较少,可保证质量。只有由专职人员负责管理和实施胃肠外营养,才能及时掌握病情变化,并根据需要调整治疗方案,获取更好的效果。

33.12 展望

尽管自1967年Dudrick等进行中心静脉营养得到突破以来,胃肠外营养取得很大的进展,挽救了不少危重病人。但营养学涉及的面很广,仍有许多问题尚未完善解决。占滴的改进都可进一步提高疗效。比如,脂肪乳剂的试制成功,除解决了必需脂肪酸的供给外,还为胃肠外营养提供了一种可经周围静脉输注的等渗、高热量制剂,减少了输注液体的总量。又如,对氨基酸的认识,改变了过去对肝、肾功能不全病人的极不合理的低氮饮食疗法。当前,正在对支链氨基酸进行深入的研究,以寻求一种适合于有严重应激反应的病人应用的有效制剂。对现有按Rose所建议的模式设计的氨基酸配方是否适用于代谢已发生变异的情况,也在进行研究。此外,一些学者正在探索某些中、短链脂肪酸,以及一些α-酮酸作为非蛋白热量底物的可能性和实用性。对糖和脂肪在胃肠外营养中的单独和联合应用,也正在做深入的研究。对微量元素的代谢奥秘也正予以揭晓。有些单位还在探索分子营养学(Molecular Nutrition)的问题。

总之,任何进展对营养支持疗法,尤其是胃肠外营养,都将使之更趋完善,进一步提高疗效。这些课题都在等特着我们去研究探索。临床营养虽不是纯属理论性的研究范畴,但也有足够的待研究课题,使我们可以大有作为,为人类造福。

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39 要素膳

39.1 前言

要素膳(elemental diet,ED)系化学组成明确膳(chemically defined diet,CDD)的一种,含有人体必需的各种营养素,经复水后可形成溶液或较稳定的悬浮液。由于营养素齐全,每日摄食8400~126kJ,可满足推荐膳食供应量(recommended dietary allowance,RDA)。要素膳的组成系单体或要素形式的物质,不需消化或经轻微水解即可在小肠上端吸收。所以,常名为要素膳。可供口服或管饲之用。

早在本世纪30年代末至50年代初,Rose等经过一系列动物及人体试验,证实以氨基酸混合物代替食物蛋白可以维持氮平衡。以后,于50年代末,Greenstein等在此基础上配制一种水溶性CDD,它含有18种氨基酸、葡萄糖、玉米油或亚油酸乙酯、矿物质与维生素。喂饲大鼠后,可以维持正常生长、生殖、授乳与寿命。至60年代初,Winitz等以挖于上述配方的膳食用于志原健康男子,持续19周,能维持体重与氮平衡,有良好的健康状态及无不良的生理与心理反应。以后,Stephens等(1969)继续用于严重分解代谢、胃肠道正常或部分正常的病人,平均热量摄入每日达126kJ得到满意的疗效。此时,Norwich-Faton制药厂(美)首先生产一种名为Vivonex的要素膳商品。关于经肠营养的发展详见Randall(1984)的综述。目前,国内外已有多种要素膳广泛用于临床。

39.2 要素膳的分类

要素膳可分为营养支持用及特殊治疗用二类。前者根据脂肪的含理可分为:①低脂肪的,其脂肪的含量仅够满足必需脂肪酸(essential fatty acid,EFA)的需要及作为脂溶性维生素的溶剂。如Vivonex(美)、复方营养要素(青岛生化制药厂)及活力康(韶关生化制厂)。Vivonex根据氮含量的高低又分为“标准”(STD)及“高氮”(HN)二种。近年,在VivonexHN的新配方中,增加微量元素钼、铬与硒,并将钾的含量由704降至529mg·4200kJ-1,钠的含量由771降至529mg·4200kJ-1,氯的含量由1860降至816mg·4200kJ-1。这样,有利于心血管疾病及肾功不全的患者之用。最后,VivionexHN又将必需氨基酸的百分率提高,使必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(E/N)由0.6升高为1。支链氨基酸(branchedchain amino acid,BCAA)由15%提高至33%。渗透浓度由844降至630mOsm·kg-1,水。其他营养素包括EFA、矿物质与维生素的含量,每提供8400kJ都可满足RDA的要求。这种新产品名VivonexT.E.N.,能适合多数病人需要,其与Vivonex HN的比较见表39-1。当胃肠道能耐受的情况下,采用Vivonex T.E.N.的效果当与完全肠外营养(total parentoralnutrition,TPN)或称完全要一纱营养;②高脂肪的,其脂肪的含量除能提供EFA外,尚能提供一部分热量。如Vipep(美)、Flexical(美)、高氮要素合剂(天津第二生化制药厂)。特殊治疗用的要素膳有肝功衰竭的Hepatic-Aid(美)、肾功衰竭的Amin-Aid(美)、创伤的Trauma-Aid(美)及其他。各种要素膳的三大营养素的热量分配见图39-1。

表39-1 Vivonex T.E.N.与Vivonex HN的比较

E/N BCAA(%) 渗透浓度* 脂肪热量(%) 热量/氮**
Vivonex T.E.N. 52/48 33 630 2.5 175/1
Vivonex HN 38/62 15 844 0.9 150/1

*以mOsm/kg,水表示。**热量以kcal计,氮以g计。1=4.18kJ。

要素膳的分类及其三大营养素的热量分配

图39-1 要素膳的分类及其三大营养素的热量分配

39.3 要素膳的组成

39.3.1 营养支持用要素膳的组成

要素膳的组成必须是易吸收的单体物质、无机离子及已乳化的脂肪微粒。糖类除单糖与双糖外,亦可部分采用易水解的低聚糖或糊精,但不含乳糖及残渣。

要素膳的氮源物质为各个氨基酸的混合物或蛋白质水解物。能源物质为葡萄糖、蔗糖、葡萄糖低聚糖或糊精。脂肪采用含亚油酸较高的植物油(如红花油含亚油酸72%、葵花子油61%、玉米油54%及花生油52%),有的产品另加中链甘油三酯(medium chaintriglyceride,MCT)、甘油单酯(monoglyceride,MG)及甘油二酯(diglyceride,DG)。此外,还应含多种无机盐(提供电解质及微量元素)及维生素。有的产品加有香料或另附不同的调味剂以便选用或更换使用。剂型可分粉剂、混悬液、或将粉剂与脂肪乳剂分装。粉剂可采用罐装或袋装。有的为已配制好的瓶装或袋装,可立即启开使用而无需复水,这结减低配制时的污染有利。几种商品营养支持用要素膳的组成(糖类、脂肪及蛋白质)及原料分别见表39-2及39-3。矿物质及维生素的含量见表39-4。

表39-2 几种营养支持用要素膳的组成(数值以g·4200kJ-1表示)

糖类 脂肪 蛋白质
Vivonex STD 226 1 21
Vivonex HN 210 1 42
Vital 185 10 42
Flexical 152 34 22.5
Vipep 176 25 25
复方营养要素(青岛) 205 2.25 40
活力康(韶关) 205 1.25 40
高氮要素合剂(天津) 157 20 48

表39-3 几种要素膳的三大营养素的来源

糖类 脂肪 蛋白质
Vivonex 葡萄糖及其低聚糖 红花油 氨基酸混合物
Vital 葡萄糖低聚糖、多糖 葵花子油 大豆、乳清、肉水解物
Felxical 葡萄糖低聚糖、淀粉 豆油、MCT 酪蛋白水解物
Vipep 玉米糖浆、淀粉 玉米油、MCT 鱼蛋白水解物
复方营养要素 葡萄糖、糊精 玉米油 纤维蛋白与心肌水解物
活力康 葡萄糖、蔗糖、麦芽糊精 红花油 大豆蛋白水解物
高氮要素合剂 葡萄糖、糊精 玉米油 胰蛋白水解物

表39-4 要素膳每4200kJ矿物质元素及维生素的含量

Vivonex HN Flexical 复方营养要素*
矿物质
Na(mg) 771 350 695
K(mg) 704 1251 748
Ca(mg) 267 600 202
Mg(mg) 117 200 108
Cl(mg) 1860 1250 1344
P(mg) 267 500 228
Fe(mg) 3.8 9 14
Zn(mg) 3.7 10 4
Mn(μg) 940 2500 470
Cu(μg) 640 1000 500
I(μg) 48 75 25
维生素
A(IU) 1666 2500 2500
D(IU) 133 200 250
E(IU) 10 23 12.5
K(μg) 22 140 40
B12(μg) 1.7 7.5 2
生物素(μg) 100 150
叶酸(μg) 130 200 40
B1(mg) 0.35 1.9 0.575
B2(mg) 0.4 2.2 0.575
B6(mg) 0.67 2.5 1
C(mg) 23 150 37.5
泛酸(mg) 3.03 12.5 5
胆碱(mg) 25 2500

*活力康另含Mo、Cr及Se,维生素另含生物素100μg及胆碱25mg。

39.3.2 特殊治疗用要素膳的组成

(1)肝功衰竭用要素膳肝功衰竭时,营养支持的目的在维持适当的营养、增进肝脏功能的恢复与组织再生及防止脑病的发生或减轻其症状。解释产生肝原性脑病的假神经递质学说是制备肝功衰竭用要素膳的基础。肝功衰竭时,胰岛素不能在肝脏灭活以致血浆内的水平升高,增加BCAA在肌肉内代谢与利用,从而使血浆内BCAA降低。中性氨基酸包括芳香族氨基酸(aromatic amino acid,AAA)及蛋氨酸在肝脏仅部分降解,以致在血浆内的水平升高。在正常情况下,血浆的BCAA/AAA(克分子比)为

异亮+亮+缬(BCAA)/苯丙+酪(AAA)=3.0~3.5

而在肝功衰竭时为1。中性氨基酸与BCAA通过血脑屏障有竞争性,当BCAA降低时,AAA进入脑组织增加。因此,由色氨酸形成的5-羟色胺增加(抑制性神经递质)。过高的苯丙氨酸可抑制酪氨酸进入脑组织,又可抑制苯丙氨酸羟化酶,因而由酷氨酸形成的去甲肾上腺素(兴奋性神经递质)减少。此外,由肠道吸收的酪胺转变成为胺以及由苯丙氨酸形成的β-苯乙醇胺,由于结构与去甲肾上腺素相似(假神经胺质)进而更使兴奋性递质减低,造成肝昏迷(图39-2)。

肝性脑病的代谢紊乱

图39-2 肝性脑病的代谢紊乱(假NT=假神经递质)

所以制备一种要素膳其中BCAA含量增高而AAA与含硫氨酸降低,则有助于纠正异常的血浆氨基酸说,从而降低脑病的症状,并可提供蛋白质营养。商品Hepatic-Aid(美)即属此类,其组成见表39-5。

表39-5 Hepatic-Aid的组成(g·4200kJ-1)

蛋白质 糖类 脂肪 渗透浓度(mOsm·kg-1,水)
25.9* 175.1 22.0 900**
(14种氨基酸) (蔗糖、麦芽糊精) (豆油、磷脂)

*BCAA=35.7%,BCAA/苯丙+蛋=14/1

**每ml提供1kcal的数值,正常稀释为36.6%。

近年,Keohane等(1983)应用Hepatic-Aid(70g蛋白质·d-1)经鼻胃管饲于10例肝硬化患者(急性肝昏迷等级Ⅰ至Ⅲ),结果获得正氮平衡,昏迷等级降为0,血清BCAA上升及AAA下降。

(2)肾功能衰竭用要素膳急、慢性肾功衰竭的病人,每日摄入少量高生物价值的蛋白质及必需氨基酸的混合物,不但可以降低血液尿素氮的水平,缓解尿毒症的症状,还可得到正氮平衡。产生这种效果的机制,在体内的尿素经肠道细菌尿素酶分解产生的氨,重新利用以合成非必需氨基酸,进而与外源提供的与内源产生的必需氨基酸合成体蛋白。

根据上述理由制备的肾功衰竭用要素膳(Amin-Aid,美),除含8种必需氨基酸(适合Rose需要量模式)外,更含尿毒症病人必需的组氨酸,并配以提供热量75%的糖类,以达到蛋白质节省作用(protein sparing action PSA)。它的组成见表39-6。必须注意,Hepatic-Aid及Amin-Aid均不含矿物质与维生素。

表39-6 Amin-Aid的组成(g·4200kJ-1)

蛋白质 糖类 脂肪 渗透浓度(mOsm·kg,水-1)
9.9* 186.9 23.6 850**
(9种氨基酸) (蔗糖、麦牙糊精) (豆油、磷脂)

*8种必需氨基酸+组氨酸

**每ml提供1kcal的数值,正常稀释为43%。

在欧洲有以8种必需氨基酸及组氨酸制成的丸剂(商品名EAA丸,西德)。用于摄食低蛋白与高热量膳时的补充,可以改善尿毒症的症状、增进正氮平衡、延缓透析疗法的开始或补偿透析时氨基酸的损失及降低感染的发生。其组成见表39-7。每日摄入总氨基酸5~10g(相当于药丸重16~33g)。

表39-7 50gEAA丸的组成

必需氨基酸 g
L-组氨酸 1.193
L-异亮氨酸 1.521
L-亮氨酸 2.390
L-赖氨酸醋酸盐 2.455
L-蛋氨酸 2.390
L-苯丙氨酸 2.390
L-苏氨酸 1.086
L-色氨酸 0.545
L-缬氨酸 1.738
总氨基酸 15.708
总氮 2.51
维生素B6 0.018

近年 西德Pfrimmer制药厂根据Walser等(1973)提出的以酮或羟类似物代替相应的必需氨基酸治疗肾功衰竭的建议,制出一种商品名为Ketoperlen的药丸,用于膳食补充。其中含4种酮类似物、1种羟类似物及4种必需氨基酸,并配以糖类提供热量,不含维生素及含少量钠、钾与磷。其组成见表39-8。如病人每日膳食蛋白摄入量为20~25g,则氨基酸及其类似物的摄入量为0.15~0.25g·kg-1·d-1(相当于药丸15.2~22.8g)。

(3)创伤用要素膳这种膳食适用于大手术、烧伤、多发性创伤及脓毒病等高分解代谢的患者。它的蛋白质热量分酸、热量密度及BCAA的含量均较一般要素膳为高,以便纠正患者的负能量与负氮平衡。每日提供12600kJ(3000kcal),各种营养素均可符合RDA的要求,其中维生素C、E、B族复合物,Ca、P、Cu与Zn的含量均较高。商品如Trauma-Aid(美)即属此类。

表39-8 Ketoperlen的组成(g·100g-1)

氨基酸及类似物*(共9种) 70.34
氮(可吸收的) 1.69
木糖醇 12.39
山梨醇 4.82
蔗糖 1.17
热量(kJ) 1460

*异亮、亮、苯丙及缬氨酸分虽以相应的酮类似物钙盐代替,蛋氨酸以羟类似物钙盐代替,另加组、赖氨酸醋酸盐、色及苏氨酸。

(4)先天性氨基酸代谢缺陷用要素膳 苯丙酮酸尿症(phenylketonuria,PKU)为常染色体隐性遗传代谢缺陷病。患儿肝脏缺乏苯丙氨酸羟化酶,不能将苯丙氨酸转为酪氨酸,而脱氨基形成苯丙酮酸(phenylpyruvic acid),以致尿中排出大量苯丙酮酸(0.5~1.0g·d-1),血浆苯丙酮酸上升到0.9~6.10mmol·L-1(正常值为0.05~0.12mmol·L-1)。尿中尚有苯丙酮酸的异常代谢物(苯乳酸及苯乙酸)。苯丙酮酸尿症的代谢缺陷与临床表现见图39-3。

苯丙酮酸尿症的代谢缺陷与临床表现

图39-3 苯丙酮酸尿症的代谢缺陷与临床表现

目前,尚不能采用缺陷酶(苯丙氨酸羟化酶)的替补疗法以治疗苯酮尿症,而只能限制膳食中的苯丙氨酸的摄入,或采用治疗苯丙酮酸尿症的要素膳(如Lofenalac,美或Albuminaid-XP,英),其中氮源系氨基酸混合物,但苯丙氨酸的含量极微或缺乏。摄入后使血浆苯丙氨酸水平达0.09~0.18mmol·L-1(1.5~3.0mg/dl),患儿智力发育接近平常。一般宜在出生后3个月内开始治疗,可收到较佳的疗效。Lofenalac的组成见表39-9。

枫(槭)糖尿症(maple syrup urinedisease,MSUD)为常染色体隐性遗传代谢缺陷病。患儿的三种BCAA相应的α-酮酸脱羧酶活力不足,以致血及尿中BCAA及其酮酸显著增加,尿呈现有枫(槭)糖的气味,是由于异亮氨酸的异构物别异亮氨酸(alloisoleucine)所致,所以名为MSUD。治疗时首先采用完全缺乏BCAA的要素膳(如MSUD-Aid,英),其组成见表39-9。待血浆BCAA的水平接近正常,再于要素膳中逐渐加入三种BCAA,监测血浆BCAA的浓度,至稳定后采用牛乳代替三种BCAA的混合物,最后可采用含BCAA较少的蛋白质代替要素膳。MSUD宜早期治疗,否则效果不佳。

组氨酸血症(histidinemia)大多为常染色体隐性遗传代谢缺陷病。患儿因组氨酸酶缺陷而使血与尿含有大量组氨酸,临床表现为智力障碍与语言困难。治疗组氨酸血症可采用不含组氨酸的要素(Fomula HF,英),使血浆中的组氨酸水平及尿排泄量均降低,其组成见表39-9。

其他尚有酪氨酸血症(tyrosinemia)用的要素膳(Fomula LPT,英),其中不含苯丙氨酸及酪氨酸。此外,婴儿用要素膳(Nutramigen及Pregestimil,美)适用于蛋白质不耐性及胃肠道疾病的婴儿,后者更适用于双糖不耐症的婴儿。

表39-9 先天性氨基酸代谢缺陷用要素膳的组成(g·100g-1粉剂)

Lofenalac MSUD-Aid Fomula HF
糖类 60 40
脂肪 18 26
蛋白质 15 98.2 39
异亮 0.75 1.2
1.41 2.0
1.57 10.4 3.0
0.45 2.2 0.8
苯丙 0.08 4.3 1.2
0.77 4.3 1.6
0.19 1.6 0.6
1.20 1.6
0.39 3.2
0.34 6.5 2.4
其他* 9.04 65.7 24.8
维生素 15种 9种 8种
矿物质元素 11种 7种 10种

*包括有丙、甘、脯、门冬、谷、胱、丝及酪氨酸等非必需氨基酸。

39.4 要素膳的氮源

要素膳的主要组成为氮源物质,它可以采用纯L-氨基酸混合物(如Vivonex HN)、蛋白质完全水解物或部分水解物(如Criticare HN与复方营养要素)。应用后二者时,必须补加损失的、不足的、除去过多的与溶解度极低的非必需氨基酸。氮源物质的氨基酸组成能影响要素膳的营养价值,尤以E为着,其模式应与参考模式相近、含量(E%)应接近40、E/T值[E/总氮(均以g计)]应接近3及E/N值应在0.6以上。表39-10示几种要素膳的氨基酸组成与参考蛋白或参考模式的比较。

虽然采用氨基酸混合物,蛋白质完全水解物或部分水解物都可作为要素膳的氮源,但从下列几方面考虑,仍以部分水解物为宜。

(1)原料广泛我国有大量可供综合利用的蛋白质资源,利用酸或酶水解制成水解物,其成本远较采用各个纯氨基酸为低,且工艺简单,易于推广生产以满足需要。

(2)吸收容易早年,由于公认蛋白质在肠道须先水解为各个氨基酸而后吸收,所以采用各个氨基酸的混合物是要素膳的“理想”氮源。以后,证实小肠具有游离氨基酸及低聚肽两种运输体系,且小肠粘膜刷状缘对含氨东奔西走到残基为3~6个的低聚肽较游离氨基酸更易吸收。低聚肽的吸收机制不外先在吸收细胞表面水解为氨基酸,或经肠腔内脱屑细胞水解为氨基酸,再通过游离氨基酸运输体系而吸收,或于进入细胞内水解为氨基酸而吸收(图39-4)。

表39-10 要素膳的氨基酸组成与参考模式的比较

参考模式 要素膳
全蛋 FAO/WHO* Vivonex HN Criticare HN 复营养要素
% 模式 %(模式) % 模式 % 模式 % 模式
异亮 5.30 3.4 4 4.2 3 6.1 3.8 4.90 3
8.55 5 7 6.6 5 10.3 6.4 7.82 5
7.05 4.5 5.5 4.9 4 8.7 5.4 8.14 5
3.40 4.6 5.37
2.77 4 3.5 4.6 3.6 0.4 3.1 0.57 4
苯丙 5.15 7.1 4.8 4.00
3.88 6 6 0.9 6 2.6 4.6 2.50 4
4.67 3 4 4.2 3 4.7 3 5.28 3
1.58 1 1 1.3 1 1.6 1 1.60 1
6.57 4 5 4.6 3.6 7.6 4.6 5.05 3
E 48.92 36 38.4 51.4 45.0
6.41 4.1 4.0 6.57
2.61 2.4 3.0 2.41
门冬 4.18 11.1 4.2 10.35
门冬-HN2 4.1
12.76 21.5 15.14
谷-NH2 18.2 2.3
5.62 5.2 3.6 5.23
3.26 9.8 2.4 5.75
4.04 6.9 11.0 4.50
7.21 4.2 6.6** 5.05
N 51.08 64 61.9 62.7 55.0
E/N 0.95 0.56 0.62 0.82 0.82
E/T 3.1 2.4 2.4 3.2 3.0
BCAA(%) 20 16 15 24 18

*FAO/WHO(1973)

**内含磷酸丝氨酸1.8

氨基酸与低聚肽的运输体系

图39-4 氨基酸与低聚肽的运输体系

此外,Silk等(1980)采用蛋白质部分水解物及与其相等的游离氨基酸混合物灌注于正常人空肠,结果证实前者的氨基酸较后者吸收为多(表39-11)。

表39-11灌注水解物与氨基酸混合物于空肠的氨基酸吸收率(数值以灌注量的吸收%计)

α-氨基氮吸收% P
1.酪蛋白胰酶水解物相等的氨基酸混合物 62.4±6.4 <0.01
53.4±5.7
2.乳白蛋白酶水解物相等的氨基酸混合物 53.6±8.0 <0.02
31.1±5.0

Keohane等(1981)证实三种混合蛋白质(酪蛋白、大豆蛋白、乳白蛋白)的酶水解物中有13种氨基酸的吸收较游离氨基酸混合物中的为快。所以,当小肠功能或胰外分泌功能不足时及小肠吸收面积减低时,以采用水解物作为氮源制备要素膳为宜。

(3)副作用低由于低聚肽的分子较游离氨基酸为大,所以采用水解物作为氮源的要素膳,其渗透效应较同浓度的氨基酸混合物为低,摄入后不易引起腹泻、腹胀、恶心或肠痉挛等副作用。

(4)营养优良 近年,Smith等(1982)发现采用以游离氨基酸为氮源的要素膳(Vivo-nex HN)较以部分水解物为氮源的要素膳(Criticare HN)能增加血与尿的尿素氮而易引起氮血症,也降低氮的利用。Michael等(1984)证实摄入等氮等热量的Criticare HN较Vivo-nex HN有显著的体重增加与血清白蛋白合成。造成这种结果的原因。①前者N的模式接近天然蛋白,而后者的谷氨酰胺与甘氨酸几占N的45.5%,以致氨基酸不平衡。因此,氨基酸的氨基多用于尿素形成,其碳架用于糖原形成,以致降低氮的利用;②前者的BCAA较高(24%)而后者为15%(表39-10),所以前者有利于蛋白质合成与抑制蛋白质分解;及③可能前者的微量元素或其他因素不同于后者,因而影响氮的利用。

要素膳的氮源必须在质(氨基酸模式,尤其是E的模式)及量(尤其是E的量)两方面都能满足体蛋白合成的需要。以复方营养要素与Vivonex HN每日提供4200kJ为例,其总E的供给量都较Rose安全需要量为高(表39-11)。多数病人需要摄入每日8400kJ以上,所以每日的总E供给量为Rose安全需要量的三倍。此外,由于E的模式优良,含量亦为总氨基酸的40%以上9表39-10),所以复方营养要素适用于蛋白质-能量营养不良(protein-energy malnutrition,PEM)的治疗。

表39-12 要素膳的总(T)及游离(F)必需氨基酸含量(g·4200kJ-1)

氨基酸 Flexical 复方营养要素 Rose最低需要量*(g/d)
F T F T
异亮 1.08 1.42 1.42 2.09 0.7
2.22 2.39 2.73 3.32 1.1
1.74 2.00 2.42 3.47 0.8
蛋+胱 1.64 1.58 1.02 3.18 1.1
苯丙+酪 0.98 1.63 2.82 4.62 1.1
0.87 1.00 1.09 2.25 0.5
0.19 0.43 - 0.68 0.25
1.37 1.76 1.43 2.15 0.8
总计 10.0 12.3 12.9 21.8 6.4

*安全需要量=2×最低需要量

复方营养要素经281例临试用后,疗效满意,总有效率为92.17%。无效病例多属选择不当、用法不适、病人未能合作或因原发疾病不治而中断。典型病例如下:

宋××,男26岁汽油烧伤面积为96%,其中Ⅲ度60%,其余36%为深Ⅱ度,于1980年7月2日入院。伤后8日作双侧下肢切痂术,大张异体皮覆盖,并嵌入小块自体皮。切痂面积约30%,留下30%Ⅲ度焦痂,待以后用药物脱痂与植皮。深Ⅱ度的创面也待生长与愈合。从8月13日每日开始口服复方营养要素,浓度为10%,体积为1000ml。逐渐增至20%与2000ml,补以其他膳食与静脉输液,每日供给热量14700~19000kJ,非蛋白热量(non-protein calorie,NPC)与氮之比(NPC/N)为(150~180)/1。每日均为正氮平衡,直至9月8日。

病人虽为大面积重烧伤,创面感染、经手术脱痂、中药脱痂及手术植皮等,处于高分解代谢之中。但由于维持正氮平衡,复方营养要素又提供多种微量元素(尤其是锌),促进创面迅速愈合,Ⅲ度肉芽创面新鲜,受皮后均易成活,全身情况良好。体重由42kg增至49kg。创面在伤后五个月全部愈合。

朱××,男19岁克隆氏病并发肠瘘及严重PEM。经TPN二个多月。于1982年6月l日作右半结肠切除与小肠部分切除,术后为短肠综合征,再度合并肠瘘,瘘液每日100~200ml,继续继续TPN。一月后仍有肠瘘,体重为33kg,血浆蛋白低于正常,呈现严重PEM。停止TPN而改用鼻饲复方营养要素,每日滴入浓度为25%的2000ml,二月后肠瘘液逐渐减少,几乎为零。瘘口也明显缩小。接近愈合。敌国浆蛋白恢复正常,体重增至42.5kg,氮平衡为正,能下地活动。

经肠营养达到合成代谢的蛋白质需要量(g·d-1)为(1.2~1.5)×实际体重(kg),热量需要(kJ·d-1)为147×实际体重(kg)。设体重为55kg的成年病人,由复方营养要素或活力康(高氮)提供8400kJ·d-1,则可摄入蛋白质1.45g·kg-1·d-1及热量150kJ·kg-1·d-1。这些数值均符合上述要求。如处于严重PEM、高分解代谢状态或营养素有额外丢失时,可由上述要素膳提供至12600kJ或更多。

39.5 要素膳的性质

要素膳的性质有以下各点:

(1)色泽以纯结晶氨基酸混合物配制的要素膳,复水后呈金黄色。储于密闭容器中,冰箱放置或于-18℃冷冻,颜色不变。但暴露于空气中琚在室温下,久置或受热可使颜色逐渐转棕(Maillard反应)。以蛋白质部分水解物及糊精配制的要素膳为棕色或深棕色。棕色来自糊精与水解物。如将水解物脱色及补加L-色氨酸,并采用精制的淀粉水解物(葡萄糖低聚糖),颜色可降低。不过成本有所提高。轻度Maillard反应的产物对营养疗效无大影响。

(2)溶解度要素膳的溶解度决定于组成物质。含可溶性盐类、氨基酸混合物或水解物、单糖或双糖、低聚糖及低脂肪(内含脂溶性维生素及吐温-80)的粉剂要素膳,一般复水后可形成溶液。如含多聚体的糊精或可溶性淀粉、溶解度较小的钙盐与脂肪含量较多的要素膳,于复水后形成混悬液。分别由粉剂与脂肪乳剂配制的要素合剂亦为混悬液。

(3)无渣性要素膳不含不能消化与吸收的残渣,粘度较小(表39-13),可通过细孔径喂养管。食后粪便显著减少。应用此种膳食3周以上时,应加膳食纤维素2~5g·d-1以防止便秘。

(4)渗透浓度及ph 各种要素膳的渗透浓度相差很大。配成每ml含4.2kJ时都是高渗的。加入调味剂可矫正不适口性,但增加渗透浓度。要素膳复水后大多呈微酸性0至中性(pH4~7)(表39-13)。

表39-13 要素膳(4.2J·ml-1)时的渗透浓度、粘度及pH

要素膳商名 渗透浓度(mOsm·kg-1,水) 粘度(cp*) pH
Vivonex STD 550** 6.0 6.0
Vivonex HN 810 4.0 4.0
Vital HN 460 6~8 6~8
Flexical 550 - -
Vipep 520 - -
复方营养要素 1085 - 5~6

*厘粕(centipolse)

**因加入调味剂(桔子、香草、巧格力与杨梅等)可增至近1200。

(5)无乳糖 要素膳不含乳糖,适用于乳糖不耐症的病人。

(6)无需消化要素膳的组成应为单体物质,无需消化即可吸收。Cha等(1981)研究体外胰酶制剂(Viokase)对多种要素膳的渗透浓度的影响。结果证实在正常稀释的要素膳溶液中,加入少量酶制剂(20mg·10ml-1),即可迅速增加膳食溶液的渗透浓度。增加酶制剂的用量或改为37℃保温1h,亦不能再提高渗透浓度。所以,含低聚糖及(或)低聚肽的要素膳,遇到胃酸及(或)接触到少量胰酶,即可迅速水解为易吸收的单体。脂肪含量很低的产品,不需乳化形成微粒。高脂肪的要素膳其脂肪亦已人工加以乳化,或另含易吸收的MCT。

(7)适口性差要素膳含各个氨基酸及(或)低聚肽,虽用调味剂,亦难掩盖其味*。含单糖或双糖过多的产品,甜味太高,长期经口摄食感到困难。所以,要素膳应尽量采用管饲以避免口服的不耐性。此外,管饲还可达到足够的输入量。

(8)保存容易粉剂的要素膳及要素合剂在干燥与避光状态下及低于15℃时,可保存1年。

39.6 要素膳的生理

要素膳与正常膳的组成(糖类、脂肪与蛋白质)及能量供应均相近,仅前者含单体的物质而后者则为多聚体的物质,二者对胃、胰分泌及小肠吸收等生理作用是否相同?此外,不同组成的要素膳的生理作用又是否相同?回答这些问题目前还缺乏更多的资料,有的见解还未取得一致。现仅就部分实验结果列述如下:

(1)对胃分泌的影响到目前为止,几乎没有一个实验能确切地比较要素膳与正常膳对胃分泌的影响。早年,Rivilis等(1973)用正常膳及与正常膳相近的要素膳喂饲具有巴氏小胃的狗。在食后3小时内,正常膳的胃液分泌量约为要素膳的5倍。酸分泌量约为9倍。造成这种差异是由于正常膳较要素膳适口,因心理刺激而引起的。Bury等(1974)为排除心理因素的干扰,将捣碎膳与热量分配相近的要素膳经鼻胃管饲注入正常人胃中,以pH计测定游离氢离子的浓度,而不以滴定法测定总酸量。结果发现捣碎膳能引起更多的酸分泌,而要素膳并不增加(表39-14)。不过,这种结果也有不妥之处,因并未考虑到要素膳的氨基酸较捣碎膳的蛋白质有较大的酸结合力。以后,Malagelada等(1979)比较经口摄食多聚体膳与胃内管饲匀浆化的多聚体膳,结果发现前者较后者在开始的70min内,可滴定酸度及胃蛋白酶分泌均高。70min后,二者的胃内pH及酸分泌量均相同。作者认为心理因素及食团对粘膜的机械刺激与胃分泌很有关系。要素膳于胃内管饲时,既无心理因素又无机械刺激,对胃分泌的影响推知应该很低。

(2)对胃排空的影响小肠有调节食糜在胃内排空的机制。这种机制是由对高渗性、氢离子、长链脂肪酸及氨基酸有反应的各种受体所组成,使每分钟有一定量产热的物质进入小肠,并不因膳食的性质(多聚体的或单体的)而改变,如等热量的葡萄糖或淀粉溶液均以相同的时间排空。Gupta等(1958)以含玉米油、蔗糖及可溶性蛋白质组成的膳食喂饲大鼠,其排空时间与以等热量的氨基酸代替蛋白质的膳食一样。不过,Bury等(1974)以等体积(300及600ml)的水、捣碎膳(多聚体的)及二种要素膳(Vivonex与Flexical)经管饲入正常人胃内。结果发现水的排空时间最短,其次为捣碎膳。由于要素膳的高渗性(表39-13),其排空时间最长。鉴于要素膳可以延缓胃内排空时间,所以胃内投给时宜少量多次摄入或连续滴注。

表39-14 不同膳食对胃排空与胃酸分泌的影响

排空时间(min) 酸分泌量(mEq/0.5h)
300ml 48
600ml 35
捣碎膳
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)对胰外分泌的影响要素膳对胰外分泌的影响,由于不同作者的研究方法(投给途径与时间长短、收集十二指肠液或纯胰液)的不同,结果并不一致。如Neviackas等(1976)称要素膳与正常膳或多聚体液体膳比较,仅有较小的胰分泌刺激作用。Ragins等(1973)称要素膳注入十二指肠时,不增加胰液的分泌。而Wolfe等(1976)则称于十二指肠内注入要素膳可以引起胰液量及酶的增加。各作者的结果总结如表39-15。

从表可见,口服或胃内灌入要素膳都较十二指肠或空肠灌入可引起更高的胰分泌。如Kelly等(1976)于90min内以1ml·min-1的速率注入要素膳于具有慢性胰瘘的犬十二指肠中,与注入等渗盐水及与口服90ml要素膳比较。发现在口服后的30min内,胰液的分泌量及碳酸氢盐的输出,较十二指肠注入时的为高。此外,口服或十二指肠注入要素膳引起的胰蛋白分泌较盐水为高。此外,口服或十二指肠注入要素膳引起的胰蛋白分泌较盐水为高。他们认为口服与十二指肠注入的差别,在口服时混有胃酸,能引起十二指肠分泌肠促胰液肽(secretin)而刺激胰液的分泌。所以,胰液的分泌量及碳酸氢盐的输出随流入十二指肠的胃酸有关。胰酶的输出则不问十二指肠是否酸化,或胰脏是否分泌碳酸氢盐,食后始终保持高水平。以后Vidon等(1978)证实胰酶的输出随肠腔内含氮物质的减少(示已吸收)而立即有比例地降低,即无蛋白质需要水解时,酶的分泌亦无必要。由于要素膳易于在近端小肠吸收,如迂加胃的作用而注入十二指肠或空肠,对减低胰液的分泌当为有利。胰脏疾病的患者采用要素膳时,应在小肠投给。

表39-15 要素膳对胰外分泌影响

作者 途径 时间 胰液 动物(人)
体积 HCO31
Ragins等(1973)
十二指肠 - - -
McArdle等(1974) 经口 3d -
Cassim等(1974) 空肠 1h
Wolfe等(1976) 十二指肠 -
Kelly等(1976) 经口 ↑↑* ↑↑*
十二指肠
Vidon等(1978) 空肠 3h ↓**
Traverso等(1981) 经口 3d -
3d -
空肠 3d -

近年,Traverso等(1981)鉴于过去要素膳对胰液分泌的影响意见不一,并观察TPN与要素膳对胰分泌的差异。特将犬分为12组(每组4犬),其中有4组观察经口、胃造口与空肠造口摄入要素膳(Vivonex HN)与经口摄入正常膳对胰蛋白酶活力及胰超微结构的差别。结果发现三种途径摄入要素膳与经口摄入正常膳对胰匀浆可溶部分与亚细胞部位的胰蛋白质酶活力以及胰的超微结构均无显著差异。此外,与TPN组比较亦无差异(表39-16)。

表39-16 不同膳食对胰蛋白酶活力的影响

组别(编号) 实验时间(d) 蛋白酶活力(μmolBAEE·mg-1蛋白质)**
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)经口 3 45.2±2.1
(Ⅸ)胃内 3 42.6±5.1
(Ⅹ)空肠 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)证实口饲要素膳3日后,胰匀浆的糜蛋白酶活力仅为对照值的30%。Kerstein等(1976)证实犬经口饲以Vivonex STD6个月,未发现胰超微结构的改变。其他作者证实临床应用TPN与要素膳后,可降低胰液分泌量及使胰瘘得到闭合。结合上述Traverso等(1981)的结果,短期接受TPN与要素膳可以维持胰外分泌细胞内蛋白酶的正常含量,说明TPN或要素膳实际上可降低蛋白酶的合成与释放。所以,采用TPN或要素膳于胰腺炎或胰瘘,由于可降低胰液分泌与胰蛋白酶的合成,将有利于治疗。

(4)对小肠的影响 要素膳对小肠形态与功能的影响,Nelson等(1978)证实正常大鼠饲以Vivonex后,较正常膳组可以增加空肠的绒毛高(villus height,VH)、降低肠腺高(crypt height,CH)与VH的比值(CH/VH)以及增加碱性磷酸酶的活力,说明vivonex对成熟肠细胞的存活有改善。但对小肠水吸收功能无影响。作者等称造成上述结果的原因主要在Vivonex的无渣性,以致直接减低对绒毛的物理刺激,或者间接由于肠内菌丛的改变(见后),也可能由于肠腔营养改为要素膳后,产生不同的体注或神经血管介质而能调节小肠功能与结构。

以后,Nelson等(1981)观察组成不同的二种要素膳(Vivonex与Flexical)对小肠功能与结构的影响。Vivonex为低脂肪要素膳,氮源为纯氨基酸混合物。Flexical为高脂肪要素膳,氮源为蛋白质水解物。经过一个月喂养后,二者均与正常膳组一样能增加大鼠的体重,都能增加空肠与回肠的VH及降低CH/VH值。不过,对小肠的水吸收功能则有差别。Vivonex与正常膳一样,不改变空肠与回肠的水吸收。而Flexical则降低水吸收。产生这种差别与VH及CH/VH值无关。根据Hegarty等(1979)的意见:不同组成的氨基酸混合物及含氨基酸与低聚肽的水解物能影响水的吸收。二种要素膳的氮源不同,所以对吸收功能的影响也有差异。

肠腔内营养素的存在对小肠上皮细胞的更新与粘膜生长都有刺激作用,而要素膳对维持小肠重量、蛋白质与DNA的含量亦较肠外营养时为佳,但不及含纤维素的正常膳。如Young等(1980)观察大鼠接受等热量胃内灌注组成不同的要素膳(Vivonex与Flexical)及经口摄食含纤维素的正常酪蛋白膳对小肠粘膜生长的影响,结果二种要素膳与正常膳比较均可降低小肠粘膜重量、蛋白质与DNA的含量。以后,Young等(1981)又观察组成不同的要素膳(Vivonex、Vivonex HN、Flexical与Vital)与正常不含纤维素的液体膳对小肠粘膜的影响,以等热量经口喂养大鼠二周。每组小肠分为8等段,观测每段的重量、粘膜重量、粘膜蛋白质及DNA的含量。结果发现除Flexical外,其他三种要素膳的近端小肠的上述三项指标均低于正常膳组,而远端小肠则与正常膳相近。各种要素膳的差异表现在很多方面:如氮源、糖类、脂肪及其热量分配、NPC/N、维生素、矿物质及渗透浓度。此外,食物纤维素的种类亦多。总之,不同组成的要素膳对胃肠道的影响是有差异的,其原因尚不清楚。至于长期应用某种要素膳对小肠结构与功能的改变尚待继续研究。要素膳的疗效亦可因种类不同而异。

(5)对肠道菌丛的影响要素膳无渣,不适于细菌在肠道内繁殖,估计可减少细菌的种类与数量。然而,过去的报道并不一致,目前又缺乏新的资料加以证实,所以难下定论。早年,Winitz等(1970)采用以葡萄糖为基础的要素膳(CDD-5)给正常人摄食,二周后肠道菌丛在种属与数量方面都有改变,尤以拟杆菌、大肠杆菌与肠球菌在开始的一周即显著减少。不过,Bounous等(1974)经过12日观察要素膳对粪菌丛的影响,并未发现新鲜粪便的总厌氧菌、需氧菌与大肠杆菌有所改变,仅球菌有明显的降低。Bury(1974)为避免取粪样的污染,特于手术中采样,亦未证实要素膳与液体膳对细菌总体有显著差异。Bornside等(1975)以一种名为W-T的低渣膳给正常人摄食一周,并未发现菌丛的改变。造成这种矛盾的原因,可能由于要素膳的组成不同。如Winitz等的要素膳以葡萄糖为能源,而Bornside等的则用糊精。虽然如此,由于要素膳的无渣性,必然可使大便次数大为减少(一周一次)。所以,采用要素膳作结肠手术准备,当可减低术后的感染。

(6)对肝脏的影响Young等(1981)以等热量的4种要素膳及正常膳经口饲养大鼠二周,发现摄食Vivonex的鼠肝脂类总含量显著高于正常膳的,其次为Vivonex HN,而Flexical与Vital的与正常膳相近(表39-17)。

表39-17不同要素膳经口喂养大鼠对肝脂的影响(数值为脂类占肝重%)

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

造成肝脂沉积的原因可能为一种或多种。其中之一可能如Buzby等(1979)提到的:膳食中糖类/脂肪的热量分配(%)偏离75/25太远,则易导致肝脂肪变性。由于Vivonex及Vivonex HN的糖类/脂肪的热量分配分别为90/1.3及81/0.78,而Flexical为61/30,与75/25甚为相近。其他因素可能由于血浆蛋白、白蛋白与载脂蛋白(apolipoprotein)的合成降低所表现的蛋白质营养不良,以致形成脂肪肝。

39.7 要素膳的适应证

当病人因原发疾病不能经口摄食或摄食不足、经周围静脉营养又不能提供足够的营养素、TPN亦无必要及胃肠道消化功能不足而小肠吸收功能尚可时,均可采用要素膳。临床上有多种情况适用要素膳(表39-18)。

表39-18 要素膳的适应证

Ⅰ.需要低渣膳的手术 Ⅲ.胃肠道外疾病
结肠手术或诊断准备 肿瘤化疗/放疗的辅助
肛门直肠手术 术前/术后营养充实
Ⅱ.胃肠道疾病 烧伤/创伤(高分解代谢状态)
短肠综合征 中枢神经系统紊乱
胃肠道瘘 心尽管疾病
炎性肠道疾病 Ⅸ.其他
胰脏疾病 肝/肾功能衰竭
吸收不良综合征 静脉营养的补充或从TPN过渡到经口摄食
慢性腹泻 蛋白质-能量营养不良

(1)需要低渣的手术要素膳的低渣性适用于结肠手术或结肠镜检查或放射照相。低渣可使术前肠道干净,肠道菌丛改变与数量减少,从而降低术后感染与吻合处裂开。Reiffer-scheid等(1979)比较三种肠道准备方案的差别,发现吻合处裂开与伤口感染的发生率以及机械清洗加要素膳为佳,增加抗生素的应用并无改善(表39-19)。

表39-19不同肠道准备对结肠术后感染的影响(数值为发生率%)

方案(病例数) 吻合处裂开 伤口感染
常规方案(n=160) 13 40
机械清洗+要素膳*(n=183) 3.3 11
同上+抗生素(n=76) 4 11.5

要素膳亦可用于肛门直肠手术,其理由在可降低粪便的体积、减少污染与避免粪便引起的紧压感。否则,都能对直肠伤口产生不利的影响。

(2)胃肠道疾病要素膳用于多数原发性胃肠道疾病的优点除提供营养支持外,还可得到治疗之效。其原因在要素膳含全部必需的营养素、不需消化或稍经消化(低聚糖与低聚肽)即可于小肠近端吸收、使远端小肠得到休息、改变肠道菌丛以及无渣与乳糖等。这些疾病有以下几种:

①短肠综合征:小肠广泛切除后,应及时给予TPN以求获得及维持合成代谢。由TPN过渡到经肠营养须根据胃肠道功能恢复的程度,采用逐渐增量的方式给予要素膳,直至可满足营养素的需要量时,才逐渐停止TPN或周围静脉营养。由要素膳过渡到经口营养亦须逐渐减少要素膳与逐渐增加普通食物。脂肪的用量不宜超过30g·d-1以避免脂肪痢。热量主要由糖类与蛋白质提供,每日热量摄入应较计算量稍高以补偿因吸收不良而造成的丢失。脂肪以采用MCT为宜,因其无需胆盐以形成乳化的微粒,可在近端小肠吸收(图39-5)。

LCT与MCT的消化与吸收

图39-5 LCT与MCT的消化与吸收

LCT(long-chain triglyceride)须要水解为脂肪酸(fatty acid,FA)、甘油单酯(monoglyceride,MG)及甘油(glycerine,G)而形成微粒,在小肠粘膜酯化为脂肪,以乳糜微粒(chylomicron,CM)的形式进入淋巴管。MCT大部进入粘膜,经微粒体脂酶水解为FA,由门静脉吸收。

小肠切除40%,如十二指肠、回肠远端的一半及回盲瓣得到保留,通常还可耐受。切除50%或以上,则有严重的吸收不良。切除70%或更多,则对生命威胁很大而难于存活。Voitk等(1973)应用要素膳于8例短肠综合征的病人,结果得到正氮平衡与体重增加。婴儿因先天性异常而进行小肠广泛切除后,亦可采用要素。Russell(1975)曾将要素膳用于短肠综合征的结果加以综述,有一小肠切除75%的病例,通过要素膳还可得到较好的健康状况。复方营养要素曾用于一例短肠综合征合并肠瘘的病人(男,19岁),每日鼻胃管饲500g(8400kJ),二月后瘘口明显缩小,体重增加及正氮平衡。

②胃肠道瘘:慢性胃肠道瘘的死亡率较高(40~70%),其原因由于瘘孔不闭合、电解质丢失、腹膜内脓毒病及严重营养不良所致。要素膳的低渣性,营养素齐全而易于吸收以及刺激胃肠道分泌较小,应用后对这类疾病十分有利,能显著降低死亡率,同时氮、钾与镁的平衡得到改善,体重可以维持,半数以上的瘘孔得到自动闭合(表39-20)。

表39-20 要素膳对胃肠道瘘的疗效统计

例数 自动闭合 手术闭合 慢性瘘 死亡
食道 6 6
胃十二指肠 21 20 1 2
胰胆管 8 5 1 2 1
高位胃肠道 12 7 3 2 2
小肠 30 23 3 13 9
结肠 35 28 4 3 1
合计(%) 121 89(74) 11(9) 21(17) 15(12)

要素膳对治疗低位小肠瘘以及由远端(空肠)喂养的胃十二指肠瘘最。为有效。至少近端有100cm功能良好的小肠的低位小肠瘘,才可由胃内喂饲要素膳。总之,必要时要素膳与肠外营养结合应用,瘘孔加以适当的护理,可显著降低胃肠道瘘的发病率与死亡率。最近,Randall(1984)主张采用TPN治疗高位胃肠道瘘,而以要素膳用于远端空肠、回肠与结肠瘘。

③炎性肠道疾病:溃疡性结肠炎与Crohn氏病于病情十分严重时,应采用TPN。待小肠功能适当恢复后,或病情减轻而可耐受要素膳时,通过审慎的连续滴注,亦可得到充分的蛋白质与热量。此外,由于要素膳的低渣性亦可保证小肠得到休息,减少腹泻,使症状减轻。Logan等(1981)报告7例有低白蛋白血症的广泛回肠Crohn氏病患者,于接受要素膳28~56日后,白蛋白由20.7g·L-1至30g·L-1。

④胰脏疾病:慢性胰脏功能不足的病人,消化酶缺乏是产生消化不良的原因。要素膳不需消化,所以可用于这类病人。不过,要素膳含糖类很高,如胰岛素分泌不足,则根据尿糖的程度而适当调节外源胰岛素的剂量。至于急性胰腺炎与胰瘘的病人,为避免胃内或十二指肠内喂养而刺激胰液的分泌,最好采用空肠喂养,以得到充分的营养素,促进瘘的自动闭合。此外,要素膳亦可用于儿童胰脏囊性纤维化。如Allan等(1973)报告11例有7例经治疗后生长曲线得到改善。Yassa等(1978)报告28例有13例生长改善,而其他15例由于不愿接受要素膳,未获疗效。

⑤其他:憩室炎当炎症消失后,采用要素膳可得到营养支持。先天性或其他原因的乳糖酶缺乏症,由于不能消化乳糖,肠内细菌降解乳糖的产物可刺激小肠壁而引起腹泻,导致营养素损失。要素膳不含乳糖,又易吸收,可提供必需的各种营养素。胆盐腹泻系由于粪中排泄大量胆盐而引起的,大都为水泻,持续很久。在正常情况下,胆酸在回肠末端吸收。如遇回肠切除或发生于回肠末端的Crohn氏病,使胆酸的肠肝循环破坏,刺激结肠粘膜的分泌而引起腹泻。虽然每日摄入8~12g消胆胺(Cholestyramine),可以改善腹泻,但采用要素膳亦可降低粪胆酸的排泄,减轻腹泻及改善症状。要素膳对迷走神经切断后的腹泻亦为有利。低脂肪的要素膳不需消化或形成乳糜微粒,适用于消化不良或吸收不良综合征。如应用高脂肪的要素膳,必须将其中LCT降低而增加MCT至80%。因MCT不需消化与形成乳糜微粒而可吸收(见图39-5)。此外,Sherman等(1975)应用要素膳治疗27例严重顽固性腹泻的婴儿(年龄1日~9个月),通过连续鼻胃管饲二周,结果24例(89%)腹泻完全得到控制,体重增加为28g·d-1及氮平衡为正。

(3)胃肠道外疾病

①肿瘤化疗/放疗的辅助:肿瘤本身与宿主急夺营养素而成为一个“氮阱”(nitrogen trap)使病人产生营养问题。这些问题更因化疗及(或)放疗而可加重。因而造成“癌恶病质”。

所有肿瘤的化学治疗剂都能产生多种不良反应(包括厌食、粘膜溃疡、恶心、呕吐、腹泻、味觉改变或肝脏毒害等),导致营养素摄入或利用不足而发生营养不良。身体不同部位接受放疗的后果如下:

中枢神经系统——厌食、恶心与间或呕吐。

头及颈部——粘膜炎、咽下困难、口腔干燥或溃疡。

胸部——食道炎(溃疡、狭窄)或咽下困难。

腹部——厌食、恶心、呕吐、吸收不良、瘘或阻塞。

因此,肿瘤病人于接受化疗/放疗时,如不配合积极的营养支持,势必因严重的毒性反应而中断疗程。采用要素膳有助于改善症状与增进免疫力,因而使治疗得到成功。如Bounous等(1971)证实癌症病人接受5-FU而引起的吸收不良,可因要素膳(Flexical)得到改善。表现有体重维持不变,直肠上皮厚度亦较正常膳的为高(表39-21)。不过,近年Plumb等(1983)通过小肠水分的吸收、胞浆肽酶的活力及粘膜DNA的含量等测定,证实要素膳并不能保护5-FU对大鼠的毒性,亦不能减轻体重的降低。

表39-21 5-FU化疗时应用要素膳的结果

膳食(例数) 5-FU剂量 疗程 体重 直肠上皮厚
正常膳(12) 3.82g 6~9d -3kg 平均42.1μm
要素膳(9) 4.01g 6~9d 不变 平均58.1μm

Bounous等(1975)观察要素膳对放射性肠病的保护作用,将病人分为二组:接受剂量相近的照射。结果要素膳组的体重增加、血清蛋白不变及腹泻例数减少。但正常膳组却有6例腹泻,其中3例因腹泻严重,不得不中断疗程(表39-22)。

表39-22 要素膳对放疗的保护作用

膳食(例数) 剂量(R*) 腹泻(例数) 血清蛋白 体重
正常膳(9) 2000~5040 6** -1.58kg
要素膳(9) 3000~5800 1 不变 +0.73kg

*R(辐射吸收剂量单位,相当于100reg·g-1组织)

**其中3例腹泻严重,中断治疗。

要素膳对化疗/放疗有辅作用,可能由于其中含有氨基酸混合物或蛋白质水解物,代替了正常膳的蛋白质,可降低胰液与胰酶的分泌,对小肠粘膜有保护作用。同时,受照射的小肠粘膜对氨基酸及低聚肽的吸收仍然不减。要素膳所含的MCT亦易吸收。所以,要素膳可改善病人的营养状态,增加免疫功能而有利于化疗/放疗的进行。

②术前/术后营养充实:外科病人处于中度或严重PEM者约占住院病人的40%左右。造成PEM的原因:不外因原发疾病而长期摄食不足、高分解代谢状态、胃肠功能衰竭或有额外的营养素丢失。所以,术前必须加强营养补充,其目的在恢复适当的体重与肌肉组织、达到接近正常的血清白蛋白水平及补充体内的能量储备,以便降低术后的发病率与死亡率。对患有PEM的择期手术病人,可于术前经14日要素膳喂养,以改善代谢状态。

腹部手术后,估计有一段时日不能经口摄食时,可于主要手术完毕后,放置一个空肠造口的喂养管,术后24h,小肠蠕动及吸收功能逐渐恢复,可以灌注要素膳。这样,既可避免长期胃内喂养的不耐性,又可避免采用TPN。Hoover等(1980)将上消化道大手术的病人分为二组:实验组经空肠造口灌注要素膳,对照组经静脉输注等渗葡萄糖。结果前者为正氮平衡,体重降低亦轻(表39-23)。

表39-23术后空肠造口喂饲要素膳的效果

累积氮平衡(g·10d-1) 体重改变(kg·10d-1)
实验组(ED) +11.7±5.4 -0.5±0.3
对照组(D5W) -44.7±6.5 -3.8±0.3

ED=要素膳,D5W=5%葡萄糖。

其他手术后需要补充营养时,如胃肠道允许,均可采用要素膳。

③烧伤/创伤:在烧伤/创伤的急性期内,由于体内激素环境的改变(分解代谢激素如儿茶、酚胺、糖皮质激素及胰高血糖素升高,均有抑制合成代谢激素的作用),在组织未修复或烧伤皮肤未完全盖覆以前,有一段持续的高分解代谢期,导致体细胞群(body cell mass,BCM)的消耗,通过糖原异生以提供能量基质。如烧伤病人每日尿氮排泄可达20~40g(约相当于0.5~1.0kg肌肉组织)。在复苏措施(包括输液与输血)及必要的手术后,为弥补高分解代谢引起的BCM损失、提供足够的热量与蛋白质以满足代谢需要以及预防其他并发症的发生而采取适当的营养支持是十分必要的(表39-24)。

表39-24 纠正烧伤病人高分解代谢的措施

急性期 感染期
1.恢复血容量,维持酸碱与电解质平衡 1.输血及血液成分
2.抑制分解代谢 2.抑制分解代谢,提高合成代谢
3.高热量高蛋白经肠及(或)静脉营养 3.高热量高蛋白经肠及(或)静脉营养

烧伤/创伤病人的最适营养支持方式为经肠营养(包括膳食补充与管饲要素膳或非要素膳)。需要作开腹术的病人,可作空肠造口术;不需开腹的烧伤病人,在复苏后可经鼻放置喂养管。总之,预期有一周时间经口摄食不能或不足,而胃肠道功能允许,尽量采用经肠营养,否则采用TPN或周围静脉营养,亦可将经肠与肠外营养结合使用。

④中枢神经紊乱:这类病人由于长期摄食不足而造成PEM,纵使知觉丧失,其保护性呕吐反射不存在,采用细心的置管、喂养与监护,通过鼻肠管饲也是安全的。此外,患严重抑郁症或神经性厌食的病人,同样可供助于管饲提供营养素。

⑤心脏病:心脏病恶病质时,如经口摄食的心脏病膳的热量低于4200kJ·d-1,则应以管饲要素膳补充。如低于2100kJ·d-1时,则应采用TEN或TEN,以满足需要的营养素。不过,应选用钠含量较低的及热量密度较高的要素膳,如Vivonex HN(新配方),其中钠含量降为0.53g·4200kJ-1,而心脏病患者每日钠的摄入量宜为1~2g。热量密度增高(6.3~8.4kJ·ml-1)的可以限制水的摄入量(每日为1~1.5L)。为达到此目的,可于组成一定的要素膳中加入葡萄糖、麦牙糊精、玉米糖浆或商品糖类组件及(或)脂肪组件(module)以增加热量。几种商品增加热量的组件见表39-25。它们除注明者外均不含维生素及矿物质。

表39-25 几种糖类与脂肪组件每4200kJ的组成

kJ·g(ml)-1 g(ml) 糖类(g) 脂肪(g) Na(g) K(g)
糖类组件
Polycose(固体) 17 250 250 - 0.31 0.096
Moducal(固体) 16 266 250 - 0.67 0.008
Sumacal(液体) 16 263 252.6 - 0.33 0.04
脂肪组件
MCT油(乳剂) 35 121 - 111 - -
Microlipid(乳剂) 19 222 - 111 - -
脂肪乳剂* 15 277 - 111 - -

Blackburn等(1977)建议心脏病患者术前应接受2周的经肠营养,术后更宜得到积极的营养支持[包括经肠及(或)肠外营养],以避免BCM消耗。

⑥肝功衰竭:采用肝功衰竭专用的要素膳(Hepatic-Aid,表39-5),每日摄入1~4袋,可提供15~60g氨基酸及2100~8400kJ非蛋白热量。根据病人的情况,可单独使用或作为膳食补充。单独使用时必须补充维生素与矿物质。

这种要素膳除能纠正血浆氨基酸谱的紊乱及补充蛋白质营养外,尚有下列优点:①在有足够的热量供应时,BCAA可促进肌肉蛋白的合成,推动AAA进入肌肉用于合成蛋白质;②在热量供应不足时(即肝脏的葡萄糖释放与酮体形成降低时),BCAA在周围组织较正常情况下能提供更多的能量;③当血浆BCAA升高时,可制止其他氨基酸(包括AAA在内)从肌肉流出;④在血脑屏障处,血浆BCAA升高可AAA进入脑组织(见图39-3.2);⑤BCAA可降低内源氨的形成;及⑥BCAA可增加肝蛋白的合成,有助于肝细胞的修复与再生。

慢性肝原性脑病除可应用Hepatic-Aid外,尚可采用BCAA酮类似物的鸟氨酸盐,使病人的蛋白质耐受性增加、肝功得到稳定及症状改善。

⑦肾功衰竭:近年,对急性肾功衰竭的处理主张早期给予经常的透析及营养支持。营养支持的原则如下:a病人大都处于高分解代谢状态,热量的摄入量必须充足,一般约为2×基础能量消耗(basal energy expenditure,BEE)。根据情况亦可作适当的增减;b为达到体内蛋白质合成及尿素的重利用,提供高生物价值的蛋白质或肾功衰竭专用的要素膳(Amin-Aid,表39-6)较限制蛋白质摄入为佳。每日膳食摄入氮约4g(约相当于蛋白质25g·d-1)。Amin-Aid每袋含氮0.8g及热量2793kJ(665kcal),可作为膳食的主要氮源或作为膳食补充用;c提供适量的维生素及微量元素;及d电解质时需要量可根据实际损失而计算,一般钠与钾约各需要40mmol·d-1.

肾功衰竭病人经口摄食不足时,营养支持的方式,只要胃肠道允许仍以经肠营养为宜,否则采用肠外营养(图39-6)。需要长期依赖血液透析以维持的慢性肾功衰竭病人,其营养支持的原则亦同上。

⑧肠外营养的补充或过渡:周围静脉营养时,由于限于营养液的体积与浓度,营养素的供应常感不足,应采用要素膳作为补充。长期TPN,由于胃肠道结构与功能衰减,可采用逐渐增量的要素膳作为过渡到经口摄食。

肾功衰竭的营养支持

图39-6 肾功衰竭的营养支持

总之,临床上多种情况可采用要素膳作为营养支持,但每个病人的器官功能与营养素的缺乏状态不一,采用固定配方的要素膳,很难满足不同情况的需要。近年,Freed等(1981)在连续83例应用经肠营养的病人中,发现有43%需要更改膳食的配方,57%可应用原配方。因此,主张采用组件以配制膳食或更改膳食的组成。

39.8 要素膳的禁忌证

在下列情况下,要素膳不宜应用或谨慎使用:

(1)年龄小于3个月的婴儿不能耐受高渗液体膳的喂养。应采用等渗的或将正常稀释(25%)的再稀释至8~10%。使用时宜注意可能发生的电解质紊乱。

(2)小肠广泛切除的病人,术后宜采用TPN4~6周。以后,采用逐步增量的要素膳,通过肠腔内营养以加速小肠的适应。

(3)胃部分切除的病人不能耐受胃内高渗液体膳的喂养,因易发生倾倒综合征。有的病人只能耐受缓慢的滴注。

(4)空肠瘘的病人无论在瘘的上端或下端喂养均有困难,因缺乏足够的吸收面积。如贸然采用要素膳,势必加重病情。

(5)处于严重代谢应激、麻痹性肠梗阻或腹泻急性期,均不宜过早给予经口或管饲营养。

(6)严重吸收不良综合征及衰弱的病人,在经肠营养以前,需要一段时期的TPN,以便肠酶及细胞代谢得到改善。

(7)症状明显的糖尿病、接受高剂量类固醇药物治疗及糖代谢异常的病人,都不能耐受要素膳的高糖负荷。

(8)要素膳不宜用于有先天性氨基酸代谢缺陷的儿童,可用特殊治疗膳(表39-9)。

39.9 使用方法

39.9.1 投给途径

要素膳投给途径的选择决定于疾病、喂养时期长短、精神状态及胃肠道功能。除经口啜饮外,不同途径的适应证、禁忌证及可能发生的并发症见表39-26。

表39-26 要素膳投给途径的选择

Ⅰ.经鼻胃/口胃管饲
适应证:(1)胃肠道完整、代谢需要增加、短期适用
(2)昏迷、补充热量(厌食、炎性肠道疾病)
(3)早产儿(<34周孕期)
禁忌证:(1)严重反复呕吐、胃食道反流
(2)食道炎、食道狭窄
并发症:(1)吸入性肺炎
(2)鼻腔粘膜损伤
Ⅱ.经鼻十二指肠/鼻空肠或空肠造口管饲
适应证:(1)有吸入危险的早产儿、婴儿或老人
(2)胃运动不佳(术后、早产儿)
禁忌证:(1)远端小肠阻塞、小肠蠕动障碍
(2)吸收不良或细菌生长过盛。
并发症:(1)肠穿孔(使用硬质喂养管时)
(2)倾倒综合征
(3)与胰液及胆汁混合不全而发生吸收不良
(4)管端移位至胃
Ⅲ.经胃造口管饲
适应证:(1)昏迷(长期使用)
(2)吮吸不全或吞咽困难
(3)食道闭锁、食道损伤、气管食道瘘
(4)长期高分解代谢,热量供应不足
禁忌证:(1)严重胃食道反应
(2)胃郁积
并发症:(1)幽门梗阻
(2)倾倒综合征
Ⅳ.颈食道造口管饲
适应证:(1)头、颈部肿瘤
(2)颌面部先天性异常或创伤
禁忌证:胸部食道阻塞
并发症:出血、感染、咽反神经损伤

通常,短期管饲多采用经鼻至胃、十二指肠或空肠置管。鼻胃管饲的优点在于胃的容钠量大,对膳食的渗透浓度不敏感。缺点在于有反流与吸入至气管的危险。如容易产生这种情况时,宜用鼻肠管饲。当预期管饲的时间较长或不适于经鼻置管时,则以手术造口置管。

39.9.2 喂养管的选择

早年,由于采用粗硬的橡胶或聚氯乙烯(polyvinylchloride,PVC)作为喂养管的材料,长期使用后,对粘膜有刺激而易引起坏死、食道狭窄食道炎。放置时易在咽后“卷缩”而从口吐出。目前,必胜聚氨酯(polyurethane,PU)或硅胶为材料作喂养管,由于质软与直径小,病人感觉舒适,其中以Keofeed喂养管量为柔软(表39-27)。这些产品具射线不透性而便于检查位置,管端封有汞或钨粒而便于下降,并附有金属或尼龙导管丝,便于放置或确定位置。

表39-27 几种商品喂养管

名称 材料 大小 性能
Entriflex PU,管内外涂有亲水润滑剂*置管前以水活化 长109cm,8FG**
长105cm,12FG
柔软,管端封汞,有导管丝,易入十二指肠
Dobbhoff PU,管外涂有润滑剂* 长109cm,8FG 同上
Keofeed 硅胶,应用导管丝时,管内注入5ml润滑剂以便拔出 长93与110cm,
6~9.6FG
同上,置管时外涂润滑剂
Portex PVC 第105cm,6~30FG 较硬,供短期(<1周)管饲
上海橡胶五厂 硅胶 长117cm,8FG 无导管丝及透X-线

*润滑剂商品名为“Hydromer”

**FG(French gauge)=外周(mm)

对于清醒的病人,以采用细孔径喂养管(8FG)较为舒适,不影响咳嗽与吞咽。但缺点在液体膳较稠时若其中混有压碎的药片时易于堵塞,也不能通过喂养管吸出胃内残留以了解胃排空的情况。所以,在放置细孔径喂养管前,先放置以PVC为材料的10FG喂养管,按下列步序观测胃排空:

①以30~60ml·h-1的速率连续输注水入胃,持续4~6h,于4h后,吸出残留,如为量极少或无,则

②以30~60ml·h-1的速率连续输注12.5%要素膳,持续4~12h,每隔4h吸出残留,如排空满意,则

③以同样速率连续输注25%要素膳,每隔4h吸出残留,如无胃潴留,则可更换细孔径畏养管。

对于神志不清的病人,以采用PVC管似为适当,因其易于放置,检查位置简便,亦易吸出残留。如使用细孔径管,则先以上法观测胃排空情况。

39.9.3 喂养管的放置

(1)经鼻胃/鼻肠置管法细孔径喂养管放置前,须向清醒的病人说明置管目的以减少顾虑与紧张而得到合作。放置步骤如下:

①将7或8FG硅胶喂养管(无导管丝)置于一盘小冰块上,或置于冰箱致冷室中,令其变硬。将管端的一段弯成弧形,外涂亲水润滑剂。

②令弧形向下,自鼻孔插入,及至咽部,转动喂养管身约150°,使管端偏离气管。啜饮少量水以压制呕吐反应,喂养管即顺利进入食道,向前推进至入胃内(有的喂养管在距管端55cm处有一记号,示已在成人胃中),再进30cm,示在十二指肠中。

③以注射器注入少量空气,借听诊器确定管端位置。射线不透性的喂养管,可供荧光屏观察。鼻孔外的喂养以胶布固定。

④如管端需要进入十二指肠或空肠近端,于进入胃后,令病人各右侧卧,由于蠕动可于48h后进入空肠。

具导管丝的细孔径喂养管(如Entriflex,8FG)的放置如下:

①管端及管内已涂亲水润滑剂,用前管端以水湿润,管内注入5ml水以活化润滑剂。

②将金属导管丝插入管内,直到前端焊接的圆球,并通过最后一个侧孔而不能前进时为止。导管丝外端有一塑料扣盖,固定于喂养管的接合器(adaptor)中。

③管端自鼻孔进入,直至管长的2/3已以体内。将导管丝移去,注入空气,以听诊器检查管端位置。

④以后,每2h喂养管进入5cm,直到管外的黑点恰在鼻孔外,以胶布固定。

⑤管端的膈下位置,可借腹部放射照相以证实其在胃内。管端在十二指肠的位置,可借荧光屏检查。

放置细孔径喂养管于神志不清的病人,由于不能合作,操作较为困难。其步骤如下:

①为协助无导管丝的喂养管前进,以Levin鼻胃管(16FG)与之平行,两个管端挤入半个#1胶囊中。令病人取半Flovver位(半斜坡卧位),以左手食指压下病人舌头,将管端自鼻孔进入,通过咽部而至食道,进入胃内。待半小时胶囊溶解后,或以20ml冰水自Levin管注入以冲脱胶囊,抽出Levin管。确定管端位置。具导管丝的喂养管则不必以Levin管协助。

最近,Eldar等(1984)报告一例因放置Entrifelx 8FG喂养管不慎,误入右支气管,导管丝损伤肺实质,并穿过右胸膜腔而并发气胸。喂养管放置后,如需重调,切勿用导管丝协助。最好拔出再放。有人建议当具导管丝的喂养管通过咽后,即可拔掉导管丝。有人建议在荧光屏下进行置管较为安全。

(2)手术置管法用于造口术包括有咽造口术、食道造口术、胃造口术及空肠造口术。

近年,Ponsky等(1981)建立一种安全、有效与非手术的胃造口术为佳。Ponsky等(1985)在此技术的基础上,建立经皮穿刺空肠造口术。这二种造口喂养法对于需要长期经肠营养的病人非常有利。别外,Salky等(1982)介绍一种将胃造口管饲改为空肠造口管饲的非手术方法。这种方法对于胃内喂养而有严重食道反流的病人,需要转为空肠喂养时,十分简便易行。

Moss(1981)应用一种特殊的三腔鼻胃气球管(triple lumennasogastric ballooh tube)于结肠直肠手术的病人。这种三腔管中间较大的一腔为吸引管,用于胃与十二指肠吸引;喂养管腔直通至管端,用于十二指肠喂养;较短的一腔为气球充实管,以20ml水充实胃内气球(图39-7)。术后5±3h即可灌注全浓度的要素膳(Vivonex HN,4.2kJ·ml-1),提供12600kJ·-1。临床证实采用这种管饲营养可以维持胃肠的吸收与蠕动功能,由于能有效地吸收胃肠道的气体,所以可防止术后麻痹性肠栵阻。此外,术后24~48h大都可以经口摄食。

以后,Moss(1984)鉴于为提供需要长期胃肠减压、严重肺部疾病、食道炎或拒绝鼻胃管饲的病人的经肠营养,采用24FG三腔气球胃造口管(triple lumen balloongastrostomy tube),于腹部手术中,经腹壁及胃壁放置于胃,管的远端推送至Treitz韧带处(图39-8)。术后2h内可喂饲全浓度要素膳(100~150ml·h-1及10000~15000kJ·d-1),术后48h都能平安出院。

三腔鼻食道胃十二指肠气球管

图39-7 三腔鼻食道胃十二指肠气球管

三腔胃造口管

图39-8 三腔胃造口管

关于空肠造口术与空肠内喂养的发展与应用,Ryan等(1984)有篇详尽的综述可供参阅。目前,主张采用针导管空肠造口术(needlecatheter jejunostomy,NCJ)作经肠营养。藉这种方式可进行TEN,较TPN或经胃造口喂养更为安全与简便。凡需要进行食道、胃、十二指肠、胰或肝胆系统的手术时,均可附带作此种造口术,术后12~24h即可喂养。

HCJ的步骤大致如下:在距Treitz韧带或胃空肠吻合处以下的空肠上,以14号针头通过一个3-0丝缝线荷包口缝订在肠壁上作一浆膜肌膜的潜道,随后进入肠腔。将长约30~45cm8FG导管(硅胶或聚氨酯的)通过针头进入肠腔约10~15cm,拔去针头及结好缝线。同样,以14号针头经皮穿刺腹壁(通常在左上象限),先将空肠与腹膜固定,再将导管自针头引出体外,拔去针头,导管与皮肤作一永久性缝术。导管外端装一接合器以与输注系统相连。最后以水溶性造影剂检查位置。导管出口处每隔48h清洁一次,更换无菌敷料。

NCJ的禁忌证为腹膜炎、腹水、炎性肠道疾病、肠粘连或梗阻及放射性肠炎。

39.9.4 喂养方式

要素膳喂养必须使病人有充足的时间以适应膳食,以便逐步达到可以满足营养素的需要量,一般需要3~4日的“起动期”。要素膳的投给方式有以下几种:

(1)一次投给Heitkemper等(1981)称正常人以30ml·min-1的速率一次投给250~750ml是可以耐受的。将配好的膳食置于注射器中,缓缓地注入胃内,每日4~8次。多数病人不能耐受首次输注,常易引起腹泻、腹疼、腹胀、恶心、呕吐或吸入呼吸道。不过,经过几天的适应而可逐渐耐受。也可改用经口啜饮,每日6~8次,每次200~400ml(表39-28)。如嫌有异味,可加盖或加调味剂。口服无须等渗,冷或热饮都可,与其他流质或饮料混合亦可。向病人说明要素膳的组成与效用,消除疑虑,使之易于接受。一次投给的优点在不受连续输注的约束,有类似于正常膳食的间隔。

表39-28 活力康与复方营养要素的口服进度

日程 粉剂(g) 热量(kJ) 体积(ml) 浓度(%) 次·d-1
1 150~250 2500~4200* 1800 10 6~8
2 250~400 4200~6700 2400 15 6~8
3 400~550 6700~9200 2400 20 6~8
4 550~650 9200~10900 2400 25 6~8

*口服不足的热量与氮,必要时从周围静脉补充。

(2)间歇重力滴注将配制的膳食置于塑料袋或具盖吊瓶内,经计滴室及输注管而与喂养管相边,缓缓滴注(30ml·min-1),每次持续30~60min,每次250~500ml,每日4~6次。如病人胃肠道正常或病情不严重时,多数可以耐受。此种方式的优点在较连续输注有更多活动时间、类似于正常膳食的间隔时间,所以较为常用。

(3)连续输注装置与间歇重力滴注相同,但不用计滴室而用输注泵,持续12~24h输注。在不用输注泵时,亦可藉重力连续滴注,不过速率应经常校正。适用于危重、十二指肠、空肠近端或空肠造口喂养的病人。Parker等(1981)称连续输注较间歇滴注有利于病儿的体重增加与正氮平衡获得。胃内连续输注时,体积、浓度与速率必须从低值逐渐升至能为病人所耐受。可逐渐增加速度呀浓度,不可二者同时增加。表39-29示速率(180ml·h-1)不变,逐日增加浓度的进程。表39-30示浓度(25%)不变,逐日增加速率的进程。

表39-29 活力康或复方营养要素胃内连续输注的进程

日程 粉剂(g) 热量(kJ) 稀释至(ml) 浓度(%) 速率(ml·h-1
1 150 2500 1800 8 180*
2 250 4200 1800 14 180
3 350 5880 1800 20 180
4 400 6720 1800 22 180
5 500 8400 1800 29 180

*不耐受时可适当减低

肠内连续输注时,浓度先宜用等渗的(10%)、速率宜低(40~60ml·h-1),以后增至80ml·h-1,待3~5日后可达100~125ml·h-1。再逐渐增加浓度。一般达到能满足营养素及可耐受的浓度、速率与体积,常需7~10日。

表39-30 同上胃内连续输注的进程

日程 粉剂(g) 热量(kJ) 稀释至(ml) 浓度(%) 速率(ml·h-1
1 150~250 2500~4200 1000 15~25 50
2 250~300 4200~5000 1200 25~30 50~75*
3 300~450 5000~7500 1800 17~25 75~100
4 450~600 7500~10000 2400 19~25 100~125

*每日增加25ml/h(在不出现腹泻、腹胀、糖尿等情况下)

39.9.5 配制方法

任何一种要素膳在使用前,必须了解其组成与配制方法。低脂肪的要素膳(活力康与复方营养要素)为粉剂,根据表39-31称出一定重量,以灭菌温水(60~70℃)稀释至一定体积,不断搅拌均匀。每日仅配制一日的用量,冰箱(0~4℃)放置。久置后的絮状物系糊精,用时摇匀。配制的要求如下。

(1)于一适合地点安放层流橱(超净工作台),操作人员宜经训练,有无菌观念。

(2)操作前洗手(如同术前),但可勿戴手套。

(3)配作时手勿接触液体。

(4)一切用器、量器及容器须干净无菌。

(5)配作后置于无菌塑料袋或吊并中,送至病房。

(6)每24h更换塑料袋或吊并与输注管。

(7)每次输毕,以灭菌水冲洗容器,再添加另一份。

(8)输注的悬挂时间介于4~8h。

表39-31 低脂肪要素膳的配制

浓度(%) 粉剂(g) 稀释至(ml) 蛋白质(g) 热量(KJ) kJ·ml-1
10 100* 1000 16 1680 1.7
15 200 1300 32 3360 2.5
20 300 1500 48 5000 3.3
25 500 2000 80 8400 4.2

*活力康及复方营养要素的氮含量为2.56g·100g-1

NPC/N=1

50/1

Fagerman等(1984)建议于每升配制的膳食中,加入山梨酸钾360mg,可以抑制细菌生长。此外,Baldwin等(1984)首先报道因输注污染的要素膳于NCJ喂养的病人而发生脓毒病综合征(septic syndrome),恶心、呕吐、腹泻、发热、白细胞增多症、低血压及心动过速的临床表现加重。其原因由于缺乏胃酸的抗菌作用及危重病人的空肠防御机能降低。所以,强调无菌配制膳食、膳食的悬挂时间缩短,喂养管的护理应如中心静脉导管一样。

高脂肪要素膳(高氮要素合剂,天津二生化药厂)按表39-32称出111g粉剂以少量灭菌温水调匀,加入25g乳剂。搅拌均匀,再以灭菌水稀至一定体积。

配制好的要素膳,于冰箱取出后,必须升高至室温再可应用。如需加温,可将输注胶管通过内置39~40℃温水暖并。连续输注时可不必加温。

表39-32 高脂肪要素膳的配制

浓度(%) 粉剂(g) 乳剂(g) 稀释至(ml) 热量密度(kJ·ml-1
5 111 25 2400 0.90
10 111 25 1200 1.80
15 111 25 800 2.60
20 111 25 600 3.50
24 111 25 500 4.20

表39-33 管饲并发症的原因及其防治

并发症 原因 防治
Ⅰ.机械的吸入呼吸道 喂养管移位 重插、检查管端及胃残留
胃蠕动降低 小肠置管、服胃兴奋剂
反流,昏迷 半坐位、床头升高30°(输中及输后)
鼻、咽、食道损伤 粗径硬管 更换细孔径软管
喂养管堵塞 膳食太稠 调匀、适当稀释
输毕未冲洗 输毕以温开水冲洗
药品未研碎 外加药品充分粉碎
Ⅱ.胃肠道的腹泻 血清白蛋白低于30g·L-1 先输白蛋白提高至>30g·L-1
高渗溶液喂养 稀释
输注速率太高 降低
胃排空太快 停用灭吐灵(Metaclopramide)
抗生素应用 停用
膳食污染 无菌配制
恶心/呕吐 胃潴留 应用灭吐灵、暂停2h、改为小肠喂养
速率太高 减慢
浓度或体积太高 减低
膳食太冷 升温至室温(20℃)
倾倒综合征 高渗膳进入小肠 降低速率与浓度
便秘 水份摄入不足 鼓励饮水或饮料
活动减少 允许时增加活动
纤维素不足 补加膳食纤维素2~5g·d-1
Ⅲ.代谢的高糖血症、糖尿 应激状态 检查尿糖(q4h)与酮体
(高渗综合征) 高糖膳 胰岛素应用
高钠血症 尿崩症时水丢失 记录水份进出量、调整电解质、摄水
高钾血症 膳食钾高 更换低钾膳
低糖血症 膳食糖类不足 增加葡萄糖
低钠血症 稀释状态(水份超负荷) 利尿剂应用
胃肠道丢失 食盐补充(1茶匙=2gNa)
低钾血症 稀释状态 利尿剂应用
利尿剂应用 摄入钾盐
高剂量胰岛素 降低剂量
胃肠道丢失 补充损失
肾前氮血症 高钠血症时脱水 降低溶质负荷、增加饮水
EFA缺乏 膳食EFA不足 加用葵花子油30ml·L-1
液体膳5~7日

39.10 要素膳的并发症

管饲的成败决定于膳食的选择,投给途径与方式的适当、病人的耐受性及并发症的防治。胃内无论一次投给、间歇重力滴注或连续输注,均应避免吸入呼吸道的危险。所以,每次投给前或连续输注时每隔4~6h应检查管端位置是否正确。投给时宜取坐位或半坐位,卧床病人床头升高30~40°。此外,易于呕吐的病人,于连续输注时,每隔4~8h吸出胃内残留,如体积为前1h输注量的2倍以上,表示有胃潴留,应停止胃内输注。

管饲的并发症分为三方面:①机械的;②胃肠道的;③代谢的(表39-33)

39.11 监测

接受管饲的病人,每日应记录体重、热量与蛋白质(或氮)及水份的摄入量与尿排出量。以便计算氮平衡及液体平衡。每周测定一次评定营养状态的主要参数(肌酐/身高指数、三头肌皮折厚度、臂肌围及血浆蛋白等),并以日期为横坐标,参数为纵坐标,绘出曲线,以了解治疗的效果。图下附每日的热量摄入及氮平衡图。

危重病人每8h测定一次生命体征(体温、脉搏、呼吸及血压)。在开始的几日内,每隔4h检查尿糖与酮体,以期及时发现威胁生命的高渗性高血糖非酮病昏迷。在开始的第1周内,每隔2日测定血糖、血液尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血清电解质。一俟摄入量稳定后,每周一次。

39.12 经肠营养与肠外营养的比较

肠外营养由于营养素迂回胃肠道与肝的预处理而有代谢上的局限性,如易发生肝脂肪浸润、氮利用效率不高与肝蛋白合成不足等。70年代以来很多作者观察动物接受经肠营养与肠外营养的差别:如Daly等(1974)以大鼠接受肠外营养与经口营养,结果二组体重的增加与血清白蛋白的水平均无差别。Feldman等(1976)将近端小肠切除的犬分为二组,经口摄食组的氮平衡较佳,回肠肠腔扩大,粘膜增生及葡萄糖吸收增加。而肠外营养组则无增生与功能上的适应。以后,Eastwood等(1977)以家兔为实验动物,得到相似的结果,即肠外营养组绒毛高度降低,粘膜肠腺的细胞增生降低。近年,King等(1983)将等热量与等氮的TPN溶液分别经胃内置管、静脉插管与门脉插管输入,另以口饲正常膳的大鼠作为对照。结果发现口饲与胃内输注的二组对维持体重与肝脂肪含量无差别,而静脉输注组的体重显著降低、肝大及肝脂肪含量增加37%。在人体试验方面,McArdle等(1981)将营养不良的病人分为二组,一组接受胃内喂养而另一接受肠外营养。结果二组10日内的累积氮平衡无差异。Bennegard等(1984)将相同的静脉营养液以相同的速率输注于正常人的胃内与静脉内,结果两组的能量利用、基质的氧化代谢及氮的分解代谢均无差别。所以,胃内喂养与肠外营养的营养素利用是相同的。

39.13 管饲营养的准则

良好的管饲必须遵守以下各点:

(1)开始管饲前,评定营养状态及计算营养素需要量,决定投给途径,方式与进度。

(2)以选用细孔径喂养管为宜,确定管端位置,鼻孔外的喂养以倒“Y”形胶布条反复盘绕喂养管而固定于鼻梁一侧或鼻梁上。

(3)尽量采用连续输注,尤以鼻肠或空肠内喂养为然。

(4)如以较粗硬的橡皮管或塑料管作胃内输注时,一次投给后与第二次投给前须观察胃排空情况;连续输注时每日观察胃潴留4~8次。如以细孔径软管作胃内灌注时,事先应观测胃排空情况。胃内残留大于150ml时,示有胃潴留。肠内喂养不必观察胃排空情况。

(5)输注的膳食应从低浓度与低速率开始,经4~5日逐渐半至20~25%及100~125ml·h-1。中途遇有不耐受情况,回复至上次的浓度与速率,不必中止。

(6)必要时可以药物控制腹泻,避免应用能引进腹泻的抗生素。

(7)胃内喂养应采取坐位、半坐位或床头抬高30°的仰卧位以防止反流。输毕维持这种位置30min。

(8)保持口腔清洁,鼓励饮水,争取活动。

39.14 计算实例

(1)能量计算 根据Harris-Benedict方程式计算BEE:

男:BEE=66+13.7W+5H-6.8A

女:BEE=665+9.6W+1.7H-4.7A

婴儿:BEE=22.1+31W+1.16A

式中W为体重(kg)、H为身高(cm)及A为年龄(岁)。

将BEE乘以能量因素(energyfactor,EF)(表39-34),即实总能量消耗(rolalenergy expenditure,TEE)。

表39-34 不同情况下的EF

情况 EF
基本维持、无应激 1.2~1.3
常规手术、小手术、肿瘤(无治疗) 1.5~1.75
大手术、重脓毒病、肿瘤(单一治疗) 1.5~2.0
三度烧伤、重肿瘤(多种治疗) 1.75~2.0

(2)蛋白质计算(表39-35)

表39-35 不同情况下的每日蛋白质需要量

情况 需要量(g·kg-1
正常状态、无应激 0.5~1.0
中度蛋白质缺乏、伤口需要修复 1.5~2.0
严重蛋白质缺乏(重创伤、脓毒病) 2.0~2.5
烧伤 2.0~4.0

(3)NPC/n 为保证外源蛋白质不作为能量基质而可用于体蛋白的合成,则必须提供适量的NPC。营养正常的健康人或营养不良的病人,其NPC/N为1260~1470/1;高代谢的病人为620/1;肾功衰竭的病人,为达到最大的PSA,NPC/N可高至3360/1(即1g氮需需要3360kJ,1g氮相当于6.25g蛋白质)。

NPC/N的计算如下:

NPC/N=糖类与脂肪的热量/[蛋白质需要量(g)÷6.25]

在高度应激情况下,体内优先代谢体蛋白作为能量。此时外源蛋白质需要量增加,而能量需要并不增加,所以NPC/N降为378~500/1。

(4)EFA的需要量 NPC的4%如为EFA(亚油酸)供应时,则可满足EFA的需要,避免发生EFA缺乏症。术后或高代谢的病人可能需要较多的EFA。

例如:某成年男性病人,81岁、身高183cm及体重75kg。接受小手术,求出能量与蛋白质的需要量及空肠内连续输注的进度。

BEE=66+13.7×75+5×183-6.3×81=1474kcal(6191kJ)

EF=1.5~1.75(表39-33)

TEE=1474×1.5=2211kcal(9286kJ)

或1474×1.75=2580kcal(10836kJ)

TEE(平衡值)=2400kcal(10080kJ)

蛋白质需要量为1~1.5g·kg-1·d-1(75~112g·kg-1·d-1)

采用活力康6代[每袋100g及(1680kJ)]提供热量及蛋白质需要量[分别为10000kJ及96g]。

开始时活力康配为15%,以50ml·h-1的速度持续输注。以后,每隔12~24h的进度如下:

浓度15%、速率为75ml·h-1

浓度15%、速率为75~100ml·h-1

浓度20%、速率为75~100ml·h-1

浓度20%、速率为100~125ml·h-1

浓度25%、速率为100~125ml·h-1

39.15 家庭(行动)经肠营养

需要长期管饲的病人,应于出院前会同家属一人,由营养支持小组成员加以训练,内容包括膳食的选择、配制、保存、投给方法及并发症预防与处理方法等。时间约3~6h并加示范。以后的家庭随访,对协助病人的营养恢复或维持亦为重要。

家庭经肠营养的优点:病人有机会参加家庭活动、与家庭成员共同生活及节省住院费用与时间。

多数病人出院后的经肠营养只须给以维持量,但有时经过营养评定,营养素的需要量应加以调整。需要增加糖类、蛋白质及(或)脂肪的膳食,可采用组件膳食。国内有关生化制药厂有麦芽糊精(maltodextrin)、低聚糖大豆蛋白水解物与分离大豆蛋白及45%乳化脂肪(4.2kJ·ml-1)分别作为三大营养素的组件,用以增加膳食的热量及(或)蛋白质,乳化脂肪尚可提供EFA。

近年,Adams等(1984)对家庭经肠营养的计划准则有详细说明,参阅文献16,其他参见近期的报道(文献22)。采用携带式输注泵可进行行动经肠营养,Kein等(1981)有详细介绍,参见文献17,其他参见文献18。

39.16 结语

经肠营养的重新发展已近20年。目前,由于膳食制备、输注系统(包括喂养管)、生理作用、临床应用、造口术的改进以及家庭经肠营养的应用等方面均有很多进展。在营养支持上的地位,经肠营养与TPN同样重要,其效果亦与TPN相似。且更具符合生理状态、费用节省、护理较简及使用安全的优点。此外,对胃肠道功能与结构的恢复,更为TPN所不及。所以,营养支持的原则是“只要胃肠道允许,应尽量采用经肠营养”。在胃肠功能较为欠佳时,采用要素膳;否则采用以整蛋白为氮源的非要素膳。利用组件或在固定组成的膳食中加入组件,可以配制适合不同需要的膳食。

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40 临床检查用饮食

在临床诊断、治疗疾病时,常需以饮食配合进行某些特殊功能检查的代谢平衡膳食及控制某种营养素或热能的检查饮食。随着医学科学的不断进展,临床检查用饮食的增减变化亦不断有所改进。现将医院近年较常采用的检查用饮食分述如下。

40.1 原发性醛固酮增多症的功能检查

肾上腺皮质的球状带分泌醛酮、110脱氧皮质酮(DOC)及皮质酮等盐皮质激素,调节机体的电解质代谢。其中以醛固酮的作用最强。它作用于远端肾小管及皮质的集合管,促进Na+和Cl-的重吸收,增加尿K+和H+的排泄。在正常情况下,醛固酮的分泌受几种因素的调控:肾素-血管紧张肽系统、血清K+水平和ACTH、脂肪酸释放激素(β-Lipotropin)等。其中以肾素血管紧张肽最为重要。当缺Na+或由于失血、脱水导致肾小球旁器(JGA)的血流灌注压降低时,或体位改变(直立位)均可刺激肾素分泌。肾素作为一种酶可水解血管紧张肽原(α2-球蛋白),使之转变为10肽的血管紧张肽I。血管紧张肽I被肺和血浆中的转化酶迅速水解为8肽,即血管紧张肽Ⅱ。后者刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮。其确切作用部位尚不十分清楚,可能是促进球状带细胞中的胆固醇转变为孕烯醇酮。醛固酮促进Na+、Cl-的重吸收,因而总体Na+增加,伴以细胞外液容量的扩张,从而切断了肾素-血管紧张肽-醛固酮轴的反馈环,即肾素分泌加强刺激醛固酮分泌;血浆醛固酮水平的增高又直接反馈抑制肾不经的分泌。应当指出,Na+、Cl-的重吸收是以牺性K+和H+为代价的,因而尿K+和H+排泄增加。醋固酮分泌异常增加的情况下,例如原发性醛固酮增多症(primary aldosteronism,简称原醛)可导致低血钾及碱中毒。原醛系醛固酮自主性分泌增多的结果,临床上有三种类型:①单侧腺瘤,即Conn综合征,约占原醛的80%左右;②双侧球状带的增生;③地塞米松抑制性家话型(较罕见)。不论何种类型的原醛,其共同特征是低血钾性高血压而不伴有水肿,血浆醛固酮水平增高而血浆肾素活性(PRA)受抑制。患者常有肌夫力或肌麻痹及碱中毒。原醛罕有水肿的原因,系由于醛固酮追逃(Aldosteroneescape)或钠兆逸(Sodium escape)所致。原醛具有高血压、低血钾等特点,而高血压病、继发性醛固酮增多症、肾血管性高血压,亦可出现低钾及PRA、醛固酮水平的变化,因此这些疾病容易与原醛混淆。临床上采用测定PRA或血管紧张肽Ⅱ及血浆醛固酮不平以作辅助诊断。假如PRA基础水平低则应作限钠刺激试验;反之如PRA高,血醛固酮增高,则应作钠负荷(高钠)试验以便进一步确诊。PRA和醛固酮的测定结果受许多因素的影响,例如药物(降压药、利用剂、口服避孕药等),体位,采血时间、年龄、疾病状态以及膳食中Na+、K+含量等。其中尤以膳食钠含量具有重要意义。限钠试验、钠负荷试验好是根据这一原理而设计的。为排除干扰因素的影响,应尽量使试验条件标准化,否则会给实验结果的解释造成困难。生理情况下,PRA和醛固酮卧位低、立位高,低Na+刺激分泌增高,高NA+则抑制其分泌。而K+具有相反的作用,低血钾抑制、高血钾促进其分泌。老年人PRA减低。此外,对采血时间及结果解释尚应考虑肾素和醛固酮的分泌晨高、夜低的生理节律性。需要饮食配合的检查有以下几种。

40.1.1 限钠试验饮食

(1)原理 当正常人膳食中Na+极度减低时,可强烈地刺激肾素分泌,故此试验又称为肾素刺激试验(Renin stimulation test)。原醛由于醛固酮呈自主性分泌,因而PRA受抑制。原发性高血压中约25%有低肾素血症。因此,本试验对于原醛及其他低钾性高血压或低PRA型高血压的鉴别诊断具有重要意义。

(2)方法 试验前患者至少两周应进食正常Na+、K+饮食(钠钾固定膳食),停服一切降压药(如停降压药有危险可必胜哌唑嗪或甲基多巴)、口服避孕药、固醇激素、利尿剂、补钾及含甘草次酸的制剂等。试验开始时,给患者吃限Na+正常K+饮食(Na+≤10mol·d-1、K+60~100mol·d-1)5天。试验前晨8时及立位4h后,分别测定PRA、血浆醛固酮及aN+、K+,同时测定24h尿Na+、K+及醛固酮的含量作为基础对照值。试验第5日晨8时及立位4小时后,分别采血并留当天24h尿重复以上血、尿检查项目。

(3)饮食实施

①先食用固定正常钠150mol、钾60~100mol,饮食2周。

②再食用限钠饮食5天,每日饮食钠≤10mol。先将mol换算为mg,即1mol钠=23mg钠,故每日钠量应为≤230mg。

③正常钠、钾固定饮食的安排,参阅醛固酮拮抗剂试验饮食实施。

④低钠,正常钾食谱举例(表40-1)及一日食谱安排(表40-2)。

表40-1 低钠(≤mol)、正常钾(60~100mol)饮食举例

食品名称 食品重量(g) 钠(mg) 钾(mg)
大米 250 8.75 275
富强面粉 135 3.00 171
猪肝 75 15.00 174
瘦猪肉 100 77.90 285
鸡蛋 45 32.80 27
番茄 100 5.20 232
绿豆芽 90 17.10 144
甜柿子椒 180 16.70 324
蒜苗 120 6.40 220
黄瓜 100 14.00 232
白糖 30 1.00 -
10(ml) 29.00 7
油(烹调用) 25 - -
总计 227 2091

⑤本膳食食用期限为5天,故一般可不用更改食谱。如病人食欲差,不能吃完所规定的主副食品,则可根据病人的喜好按表40-3〈常用食品钾、钠交换表〉进行交换更改,以保证病人能按日食完所规定的代谢平衡饮食。试验期间病人禁饮茶。

表40-2 举例饮食一日食谱安排

早: 甜烙饼 1个(富强面粉)135g,精白糖20g
黄瓜炒猪肝片 1碟(猪肝75g,黄瓜100g)
午: 大米饭 1碗(大米12g)
蒜苗炒瘦猪肉丝 1碟(瘦猪肉100g,蒜苗120g)
炒糖醋绿豆芽 1碟(绿豆芽90g、精白糖10g,醋10ml)
晚: 大米饭 1碗(大米125g)
炒鸡蛋番茄 1碟(鸡蛋45g、番茄100g)
煸甜柿子椒丝 1碟(柿子椒180g)
全日炒菜用油25g
忌用盐及味精

表40-3 常用食品钾、钠交换(Exchange)表*

品名 份数 重量(g) 钾(mg) 钠(mg)
粳米 1 50 55 1.75
富强面粉 1 45 57 0.58
标准面粉 1 30 58 0.54
瘦猪肉 1 20 57 15.4**
猪舌 1 30 53 ……
猪肝 1 25 58 5.0
鸡蛋 1 90 54 65.7
牛奶 1 35 55 17.5
豆腐干 1 30 48 250.0
绿豆芽 1 30 48 5.7
豇豆 1 25 53 9.0
豌豆苗 1 20 55 2.1
白萝卜 1 25 49 17.7
甜柿子椒 1 30 54 2.7
大白菜 1 25 50 17.5
小白菜 1 20 55 18.4
瓢儿菜 1 25 56 9.0
圆白菜(卷心菜) 1 25 50 11.2
芹菜 1 30 49 98.0
蒜苗 1 30 55 1.6
韭菜 1 20 58 2.3
牛皮菜 1 30 53 82.2
空心菜 1 25 55 39.5
茭白(茭笋) 1 20 57 1.4
番茄 1 25 58 1.3
冬瓜 1 40 54 3.0
黄瓜 1 25 58 3.5
丝瓜 1 35 55 1.3
苦瓜 1 25 50 3.0
长形茄子 1 25 54 0.3

*摘自中国医学科学院卫生研究所“食物成份表”P329人民卫生出版社,1976年版

**摘自刘星等译:简明膳食手册:P149人民卫生出版社1954年

(4)结果解释

①正常人限钠、加立位刺激可使PRA升高3~5倍,血浆醛固酮增高2倍。

②原醛刺激前,知醛固酮增高,尿醛固酮亦增高,PRA受抑制。刺激后,醛固酮无明显增加(腺瘤尤然),PRA增加很少或不能达到正常饮食及立体的水平。此点对低钾不明显或血钾正常的原醛尤具重要诊断价值。

③低PRA型高血压病,应用外源性盐皮腩激素、β-肾上腺能受体阻断剂所伴发的低PRA,对刺激有反应,且其血醛固酮正常或偏低。

④继发性醛固酮增多症,血浆醛固酮水平及PRA均增高。

【注】快速刺激试验可口服40~60mg速尿,立位2h采血测定PRA及醛固酮。

40.1.2 钠负荷试验(Salt loadingtest)

(1)原理本试验又称钠抑制(高钠)试验,目的在于判定醛固酮分泌的自主性或肾素-血管紧张肽-醛固酮轴对容量扩张的反应性。血醛固酮增高和PRA基础值增高,或肾素-血管紧张肽-受抑制时,可由于原醛,继发性醛固酮增多症,Batter综合征、高PRA性高血压、肾血管性高血压等。故应作钠负荷试验以进行鉴别。

(2)方法 试验前病人的准备同限钠试验。患者进食含Na+≥200mol·d-1的高钠及正常钾饮食5天,(如患者血K+<2.8mol·L-1,或伴有左心室衰竭者,饮食钠可减少至120mol·d-1)。于试验前及试验第5日晨8时采血,分别测定Na+、K+、醛固酮,同时测定24h尿Na+、K+及醛固酮。

(3)饮食实施

①在限钠饮食食谱中,每日增用食盐(NaCl)11g,使每日钠的摄入量≥200mol,钾60~100mol,饮食共5天。

②此11g食盐可分配在三餐食用,即早餐3g,午晚餐各4g。

③饮食含钠量的计算方法:

200mol钠(Na+)减去限钠饮食本身所供给的Na+,故200-10=190mol,即为本饮食应增加的Na+量。亦即190×23=4370mgNa+(故1molNa+=23mgHa+)。所以,应补充NaCl11.1g(因1gNaCl=393mgNa+)。

(4)结果解释

①正常人在钠负荷饮食后,血K+不应低于3.5mol·L-1,醛固酮分泌减少,尿醛固酮应<nmol·24h-1血浆醛固酮应<189~194nmol·L-1。如血浆醛固酮>2055nmol·L-1,则应高度考虑为原醛。

②本试验不仅用于区别原醛和非原醛的高血压。近年,尚有报告认为此试验对原醛的腺瘤或增生和良性原发性高血压的鉴别诊断有帮助。高钠摄入所致的细胞外液容量扩张后,良性原发性高血压,血浆醛固酮分泌完全受抑制,而原醛不受抑制或抑制不完全。此外,护容加立位时,腺瘤的血醛固酮水平降低,而增生和原发性高血压则升高。

40.1.3 醛固酮撷抗剂试验饮食(安体舒通试验)

(1)原理当体内醛固酮分泌增多时,远端肾曲小管吸收钠及排钾作用增加,此作用可被醛固酮拮抗剂安体舒通所阻抑。安体舒通具有拮抗醛固酮对肾小管的作用效能,在足够的剂量下,可纠正过量醛固酮所引起的代谢紊乱。所以根据用药后血钾、尿钾、血钠等代谢紊乱的纠正情况以及血压是否降低来协助诊断原发性醛固酮增多症。此试验的诊断意义在证明患者的代谢紊乱是由于醛固酮增多所致,但尚不能据此以鉴别醛固酮增多为原发性或继发性。不过,继发性患者的电解质紊乱亦可得到一定程度的纠正。如服安体舒通3~5周,原发性患者大多血压下降,而由肾缺血所致的高血压伴随继发性醛固酮增多症患者,高血压并不下降(固其血压升高的主要原因不是醛固酮分泌过多,而是由于肾素-血管紧张肽过多之故)。

(2)方法

①摄食正常钾、钠固定饮食2周或更长(3~5周)。

②于适应钾、钠固定饮食2~3日后,第3~4日留24h尿测定钾、钠,同时测定血钾,血钠及二氧化碳结合力。

③第5日起服安体舒通微粒80mg,每日4次共5日(即服药至第9日)。

④第10、11日留24h尿测钾、钠,同时抽血测钾、钠及二氧化碳结合力。

(3)饮食实施

①要求每日固定钾60~100mol,钠150mol的饮食2周或更长(3~5周)。

②先将每日钾(K+)、钠(Na+)所需的mol换算成mg。

1molK+=39mgK+

1molNa+=23mgNa+

故60molK+=2340mgK+

150mgNa+=3450mgNa+

③首先根据病人的具体情况,制定出每日主粮的摄入量(主糖中不能采用加碱或发酵粉制作的面粉),按“食物成分表”计算出每日主粮所供给的K+、Na+量,再从检查饮食所规定的K+、Na+总量减去主粮所供给K+、Na+,剩余的K+、Na+mg量即从副食及食盐(NaCl)予以补充。

④安排副食时,应以“食物成分表”上选用当时市场有供应又为该病人所喜受的食品(一般最好选用含K+、Na+均较低者为宜)。先将K+的需要量予以保证。再将适量的NaCl(1gNaCl=393mgNa+)作为调味品以补足Na+的总需要量。

⑤为了简化计算手续,并使病人在受试的2周或更长时间内能调剂口味,使膳食不过分单调,可按表4-5的K+、Na+交换表进行调配。以大米50g,含K+55mg作为一份,故每日需供K+2340mg,即需相当于大米含K+量的份数为43(2340÷55=43)。则可根据市场供应及病人喜好进行更换。

表40-4系按每日大米7份(350g)计算。如果某病人每日只能摄食大米5份(250g),其他食品可与表40-4相同,则该病人少食用的2份大米,可选表40-5的任何2份食品予以更换。如以豆腐干1份(30g)、韭菜1份(20g)代替,其钾的供给量与举例饮食相似,但钠的供给量较之增高248mg,故应将烹调用NaCl减少0.5g(≈Na+200mg),则钠的总供给量为3513mg(≈150mEq),符合试验饮食的要求。其他副食亦可按此法进行交换。

(4)结果解释

①原发性醛固酮增多症患者服药后,醛固酮作用受到抑制,尿钾排出明显减少,血钾上升,恢复至正常,钾呈正平衡,而钠则呈负平衡,尿钠排出增加,血钠较前降低,CO2结合力较前下降,血压也有明显下降。

②原发性高血压则无上述各反应。

表40-4 钾61mol、钠150mol的饮食举例

食品名称 份数 食品重量(g) 钾(mg) 钠(mg)
大米 7 350 385 12.3
富强面粉 2 90 114 1.2
白糖 25 - 1.0
牛奶 7 250 385 112.5
瘦猪肉 6 150 341 92.4
鸡蛋 0.5 45 27 32.8
豆腐干 2 60 96 500.0
瓢儿白菜 8 200 448 72.0
黄瓜 8 200 464 28.0
芹菜 2.5 75 122 245.0
6 - 2358.0
油(全日炒菜用) 50 - -
总计 43份 2383(61mol) 3465(150mol)

表40-5 饮食举例的一日食谱安排

早餐:牛奶 1杯(牛奶250g)
甜烙饼 (富强面粉90g、白糖75g)
午餐:大米干饭 1碗(精白米150g)
炒黄瓜肉片 1碟(瘦猪肉150g、黄瓜200g)
晚餐:大米干饭 1碟(精白米200g)
芹菜鸡蛋炒豆腐干 1碟(豆腐干60g、芹菜75g、鸡蛋45g)
烧瓢儿白菜 1碟(瓢儿白菜200g)
全日烧菜用植物油50g、盐6g(不用酱油)

③继发性醛固酮分泌增多,如急进型高血压、肾血管性高血压、心力衰竭等,也可出现阳性反应,故本试验淍须结合限钠试验,以鉴别原发性或继发性醛固酮增多症。

④如服安体舒通5日后血压无下降,可继续服药至2~4周。服药4周后尿钾无减少,血钾无上升,血压无下降,则为阴性结果。

近年有人报告,用转化酶抑制剂(Captopril)鉴别硬汉醛与继发性醛固酮增多症和良性高血压。给病人25mgCaptopril后由于血管紧张肽Ⅱ生成减少,正常人、良性高血压及继发性醛固酮增多症者,血醛固酮浓度降低。原醛则血醛固酮无明显降低。

40.2 甲状旁腺的功能检查

甲状旁腺分泌由84个氨基酸残基组成的单链多肽激素,即甲状旁腺激素(PTH)。对钙、磷代谢的调节具有重要作用。甲状旁腺本身的分泌调节与其他内分泌腺体不同,迄今为止尚示发现下丘脑-垂体-甲状旁腺轴的反馈调节。控制甲状旁腺分泌的主要因素为血清钙离子浓度。低血钙刺激而高血钙则抑制PTH的分泌。PTH对钙、磷的调节是通过它对其几个靶器官的作用而实现的。

(1)对肾脏的作用 使无活性的25-羟维生素D3在肾脏中进一步被羟化为1,25-二羟维生素D3(1,25-dihydroxyCholecalciferol);PTH在维生素D3协同作用下,促进肾小管重吸收钙和镁,而增加磷和重碳酸盐的排泄。重碳酸盐自尿的丢失,可导致细胞外液pH的降低,因此抑制钙与蛋白质的结合力,使血浆游离钙的浓度增加。

(2)通过维生素D3的作用,增加小肠粘膜对钙的通透性,促进钙与载体蛋白,即调节钙蛋白(Calmodulin)的结合,从而加速其运转。

(3)促进骨的回吸(resorption)、溶解,加速钙、磷的动员。

关于PTH的作用机制,目前已知它和其它肽激素一样,必需先和靶器官的细胞膜上的特异受体结合,然后激活膜上的腺苷酸环化酶,使ATP转化为cAMP。cAMP作为第二信使,Ca2+(第三信使)的参与下,激活一系列蛋白激酶的链式的反应而合成DNA→mRNA→蛋白质,从而发挥激素的生物效应。靶细胞中cAMP的含量与PTH含量大致平行。投予PTH,肾小管上皮细胞中的cAMP含量旋即增高,并迅速排入肾小管腔中,因而数分钟后尿cAMP即开始增高,先于尿磷排泄的增高。因而肾源性cAMP(NcAMP)已作为反映甲状旁腺功能的重要指标。除PTH和维生素D3外,甲状腺C细胞所分泌的降钙素(Calcitonin,CT)亦参与钙,磷代谢平衡的调节。通过高血钙刺激CT分泌,而PTH分泌;反之,低血钙抑制CT分泌而促进PTH分泌。CT通过减少cAMP生成,降低骨碱性磷酶的活性,减少羟脯氨酸生成,抑制骨的回吸而挂号抗PTH的作用,使血钙降低。与此同时,CT使尿磷排泄增加,故患者常伴低磷血症(参见第六章)。

甲状旁腺疾病按其功能状态可分为亢进(甲旁亢)和减退(甲旁减)两大娄。甲旁亢又可分为原发性与继发性两种。原发者由甲状旁腺腺瘤、增生或癌所引起,其中以腺瘤最为常见,约占90%左右。广泛普查发现,约一半的患者临床可无任何症状,唯有血钙增高,常伴血磷减低,尿磷增高。后期可伴发尿道结石或感染,代谢性骨病、神经-肌瘤、高血压等。继发性甲旁亢系PTH代偿性分泌增多所致,多继发于慢性肾疾患。此外,亦可伴发于佝偻病,肠吸收不良综合征及肾小管酸中毒等。甲旁减可分为特发性、继发性(如颈部或甲状旁腺术后)和假性甲旁减三类。后者于1942年为Albright首先描述,故又称Albrihht病,系由于肾脏的PTH受体-腺苷酸环化酶复合体缺陷所造成的肾脏对PHH的抵抗,患者血PTH非但不低,反而增高,并有低血钙症、高血磷症,肾功能正常。

用以区别以上各种疾病的甲状六腺功能检查种类繁多,其中最重要的有以下几种;①血清总钙测定;②血浆PTH放射免疫测定;③尿cAMP测定;④24h尿钙测定等。此外,血、尿磷测定,尿羟脯氨酸、血降钙素、血维生素D测定以及一些需要饮食平衡的特殊试验(后者特异性较差)可作为辅助检查。

将血浆PHH放免测定和血钙测定二者结合起来进行分析,可大大提高诊断的敏感性和特异性,对区别原发性甲旁亢及慢性肾功衰竭所致继发甲旁亢,甲旁减和癌瘤所致这高血钙症等有重要价值。(图40-1),且无需特殊的膳食准备。

尿cAMP的排泄量直接反映了血中有生物活性的PHH的浓度。尿cAMP中的肾源性部分(NcAMP)为肾小管上皮细胞合成并直接排入尿中的部分,对区别原发性与继发性甲旁亢、非甲状旁腺性高血钙症、慢性甲旁减等尤有重要价值。因为NcAMP几乎完全受PHH的控制。倘此项检查与钙负荷试验(抑制NCAMP生成),则诊断价值更大。另外,近年来临床还用静脉滴注PTH观察肾小管上皮细胞的腺苷酸环化酶对PHH的反应来诊断假性甲旁减。其法为静脉滴注200IU的PTH30min,对比注射前后血、尿cAMP的变化。正常人或原发性甲旁减在滴注PTH后,血、尿cAMP水平显著增高,假性甲旁减因PHH受体有缺陷则无反应或反应减弱。

原发甲旁亢

图40-1 原发甲旁亢(Ⅰ°FTH)

(·),癌(□),甲旁减(○)慢性肾功衰竭(▲),甲旁亢癌(*)和肾上腺瘤(H)患者的血清PTH和血清钙浓度。

NcAMP的计算公式如下:

NcAMP=尿cAMP/dLGF-血浆cAMP或

NcAMP=(UcA·V)-(PcA·Ccr)/Ccr×100

式中:VcA为尿cAMP,V为排尿率,PcA为血浆cAMP,Ccr为肌酐清除率。NcAMP的单位为nmol/dLGF。正常值为0.29~2.81nmol/dLGF。

由于PTH、cAMP等测定技术要求较高,估计目前或近期内国内尚难普遍用于临床,而一些过去沿用的间接试验对一般的医院仍有实用价值。现就其中需饮食配合的几种代谢平衡试验加以介绍。

40.2.1 低钙、正常磷饮食(24h尿钙测定)

(1)原理甲状旁腺激素与血清钙离子浓度存在着负反馈关系。正常情况下,血钙过低则甲状旁胆小鬼激素的分泌增多,促使血钙升高。血钙过高(>3mmol·L-1),甲状旁腺激素的分泌受抑制,血钙亦随之下降。而甲状旁腺溜、增生或腺癌,可导致甲状旁腺功能亢进,激素呈“自主性”分泌增多及血钙浓度增高。

一般由饮食中摄入的钙,70~90%由粪便排出,10~30%由尿中排出。故在正常情况下,每日尿钙的排出量应在200mg以下。原发性甲状旁腺功能亢进时,促使甲状旁腺分泌增多,产生溶骨效应,骨基质及骨盐溶解加速,结果使血钙增高,尿钙亦随之增高。故在低钙、正常磷饮食后测定尿钙的变化,可协助临床对本病的诊断。

(2)方法

①采用低钙、正常磷代谢平衡饮食5天,测定尿钙的变化以协助临床诊断。

②平衡饮食前3天为适应期,后2天为代谢期。

③收集试验前及代谢期24h尿,测定尿钙量。

(3)饮食实施

①每日供给含钙<150mg、正常磷600~800mg的饮食共5天。

②选用含钙量少的主副食品,对含钙较高的食品如乳及乳制品、豆类、小虾皮、芝麻酱等应忌用,并应禁止饮茶。

③病人如感饥饭可增食藕粉及定量的精白糖或粉条。并可适当增加烹调用油。

表40-6 低钙(<150mg)正常磷饮食举例

食品名称 重量g 钙mg 磷mg
上熟大米 250 43 475
富强面粉 50 14 63
肥瘦猪肉 100 6 101
鸡蛋 45 25 96
番茄 50 6 20
黄瓜 100 24 30
洋芋 150 20 95
食盐 8 5 -
合计 143 880

表40-7 举例饮食的一日食谱安排

早:大米粥 1碗(大米50g)
油煎饼 1个(富强面粉50g)
午:干饭 1碗(大米100g)
黄瓜炒肉片 1碟(肥瘦猪肉100g,黄瓜100g)
晚:干饭 1碗(大米100g)
番茄炒蛋 1碟(鸡蛋45g,番茄50g)
炒洋芋丝 碟(洋芋)150g
全日炒菜用盐8g,炒菜用油随意。

(4)结果解释

①正常值:尿钙<200~300mg/24h尿。

②甲旁亢:尿钙可>300mg/24h尿。

③影响钙排泄的因素很多,就饮食成分而言,除钙、磷的摄入外,摄钠增加造成血容量的扩张,尿钙排泄亦增多。Johnson报告,将青年男性固定钙、磷饮食中蛋白质含量,从48g增加至141g,尿钙排泄从175mg增至338mg·24h-1。此外,尿钙排泄尚受生理节律和季节性的影响,白昼排泄多于夜晚,夏日排泄多于冬季(与日照有关)。卧床者排钙亦增加。不少利尿剂不仅增高Na+、Cl-、K+等损失,也增加钙排泄。

40.2.2 低蛋白、无肌酐、正常钙、磷饮食(尿磷排泄试验)

(1)原理甲状旁腺激素有促使磷排泄的作用,主要是抑制肾小管对磷的重吸收,而不是增加肾小球的滤过量。甲状旁腺功能亢进,引起甲状旁腺激素分泌增多,甲状旁腺作用于肾脏,抑制肾小管重吸收磷酸盐,故测定肾小管重吸收磷的百分率,对诊断甲状旁腺功能亢进有一定的价值。但只有当肾小球滤过率正常时才有意义。如同时测定血清磷、尿磷及内源性肌酐清除率(代表肾小球滤过率),则可计算出肾脏磷的清除率及肾小管的磷重吸收率。

为减少外源性肌酐对内源性肌酐清除率的干扰,故应采用低蛋白、无肌酐饮食。

(2)方法

①采用低蛋白,无肌酐、正常钙与磷饮食3天,要求尽可能减少外源性氮代谢的干扰,故应控制饮食蛋白与肌酐。

②采用试验饮食第4日晨起空腹时,先充分饮水(1000ml),以保证试验中的尿量不致过少。立即排空膀胱,尿弃去,并记录时间。

③1h后抽血测定血清磷及肌酐。

④2h后(从排空膀胱时计算),尽量排空尿,收集全部尿标本,送检尿磷及尿肌酐。

(3)饮食实施

①每日供给蛋白质<40g,并注意保证将蛋、乳等优质蛋白适当分配于三餐,同时使非氮热能摄入充分(每日至少5000~6300kJ)。病人食欲不佳,可适当增食葡萄糖或白糖,以提高外源性氮的利用。

②瘦内、内脏含有大量的肌酐、磷酸肌酸。为减少对内源性肌酐清除率的影响,故应禁忌瘦肉、内脏。

③主粮(采用白米、白面)应控制在250~300g。如病人感觉饥饿可增食粉条、瓜茄、水果或适当增加烹调用植物油。

④含钙较高而磷较少的菜蔬如冬寒菜、白菜秧、芹菜等可多选用。

表40-8 低蛋白、无肌酐、正常钙与磷饮食的举例

食品名称 重量g 蛋白质g 热能kcal 钙mg 磷mg
大米 200 13 688 36 344
富强面粉 50 5 177 14 62
牛奶 200 6 126 204 194
小鸡蛋(2个) 80 10 120 44 170
白糖 25 - 100 - -
白菜苔 100 3 19 191 29
小白菜 100 2 17 93 50
冬瓜 200 - 18 20 10
菜油 50 - 450 - -
合计 39 1700 602 859

表40-9 举例饮食的一日食谱安排

早:牛奶 1杯(牛奶200g)
甜烙饼 1个(富强面粉50g,白糖25g)
午:干饭 1碗(大米100g)
油煎蛋 1小个(鸡蛋40g)
炒白菜苔 1碟(白菜苔100g)
晚:干饭 1碗(大米100g)
炒鸡蛋焖冬瓜 1碟(鸡蛋40g,冬瓜200g)
烧小白菜 1碟(小白菜100g)
炒菜用油、盐、味精不限。

(4)结果解释

①正常值:

内源性肌酐清除率=80~100ml·min-1

磷清除率=8~15ml·min-1

肾小管重吸收磷率=80~95%

②甲状旁腺机能亢进:磷清除率增高,肾小管重吸收磷率降低。

③磷清除率增高后,肾小管重吸收磷降低,尚可见于以下疾病:结节病、某些癌瘤、维生素D中毒、多发性骨髓瘤、Fanconi综合征、淋巴瘤、粘液性水肿、甲亢、软骨症、痛风、乳碱综合征、肝硬变、槿兴综合征、肾盂肾炎等。

④肾功能减退GRF<50mol/m,肌酐>123μmol·L-1,则此实验结果无意义。

40.2.3 限磷试验

(1)原理 肾脏对无机磷酸盐的排泄包括肾小球滤过磷(GFRP)及肾小管的重吸收磷(TRP)两个组成部分。前者受肾小球滤过率(GFR)及血清磷水平的影响;后者受PTH及其他因素(如酸碱平衡、CT)的影响。

甲状旁腺机能亢进,PRH分泌增多,抑制肾小球对磷酸盐的重吸收,促使尿磷排出量增多,血磷下降。当给低磷饮食(钙摄入正常)时,可促进肠道吸收钙,同时血清磷有减少的倾向。钙吸收增多则有抑制正常甲状旁腺分泌的作用,后者分泌减少时,尿磷将随之减少,而当甲状旁腺分泌呈“自主性”时,则无以上变化。

(2)方法

①采用低磷、正常钙饮食6天。

②于食用上述饮食前及食后第1、3、6天,测空腹血钙、磷及24h尿磷进行比较。

(3)饮食实施

①每日饮食含磷<350mg,正常钙600~800mg,共食用6天。

②面粉含磷比大米少,故最好选用富强面粉为主食,并以选择含磷少的副食哪冬寒菜、白菜(油菜)、有萝卜、白萝卜、绿豆芽、粉条、藕粉,白糖等为宜。对含磷较高的蛋黄、乳及乳制品、肉类等不能采用。

③病人感觉饥饿可加食白糖、藕粉或定量的水果、瓜、茄。

表40-10 限磷饮食的举例

食品名称 重量g 蛋白质g 热能kJ 钙mg 磷mg
富强面粉 100 9 1489 28 125
藕粉 25 - 378 1 2
精白糖 50 - 840 20 0.5
粉条(干) 50 - 714 14 12
鸡蛋白 150 15 290 29 24
豆腐(南 ) 100 7 252 240 64
白菜(小白菜) 100 1 71 140 26
冬寒菜 100 3 126 315 56
食盐 8 - - 5 -
烹调油 50 - 1890 - -
合计 35 6048 792 310

(4)结果解释

①正常反应:服限磷饮食后,血钙无变化。血磷稍降低或不变,尿磷明显减少。

②甲状旁腺功能亢进症尿磷仍多,血磷降低,血钙升高。原来血钙、磷变化不明显的患者,在此试验中可出现明显高血钙及低血磷。

③甲旁亢伴明显高血钙、低血磷者,不宜作此试验。

表40-11 举例饮食的一日食谱安排

早:鸡蛋白甜藕粉 1碗(藕粉25g、鸡蛋白50g、白糖25g)
烩粉条 1碟(干粉条25g)
午:烙饼 1个(富强面粉50g、鸡蛋白25g)
冬寒菜豆腐汤 1碗(冬寒菜100g、南豆腐100g)
晚:甜烙饼 1个(富强面粉50g、白糖25g)
鸡蛋白粉条白菜汤 1碗(鸡蛋白75g、干粉条25g、白菜100g)
全日烹调用油50g、食盐8g

40.2.4 钙滴注试验

(1)原理 静脉滴注钙后,血钙浓度升高,正常可抑制PTH的分泌,因而尿磷及尿羟脯氨酸排泄减少,血钙增高。甲旁亢由于系自主性分泌,因而不受抑制。如能同时测定PTH,则本试验的特异性可大大提高。

(2)方法

①病人食用固定钙、磷及钠的代谢平衡饮食4天。

②于采用代谢饮食第3天,收集9AM~9PM的12h尿,测定尿磷作为对照。

③第3天于500ml生理盐液中,按患者每kg体重加入钙离子15ml(每1g葡萄糖酸钙含钙93mg,1g氯化钙含钙272.6mg),静脉滴注4h。注意输入的水和钠应从当天饮食摄入量中扣除。

④收集第4天9AM~9PM的12h尿标本,测定尿磷。

(3)饮食实施

①食用每日含钙400mg、磷1000mg及钠100mol*的代谢平衡饮食4天。

②当第3天需由静脉滴注钙时,应供给减钠饮食1天(扣除500ml生理盐液中4.5gNaCl,故本日烹调用食盐量应为0.5g),同时嘱病人关少饮水500ml。

③第4日仍恢复供给代谢平衡饮食中的食盐量(每日5g)。

表40-12 钙、磷、钠固定平衡饮食举例

食品名称 重量(g) 钙(mg) 磷(mg) 钠(mg)
大米 200 36 344 3.4
富强面粉 50 14 62 0.7
小鸡蛋(2个) 80 44 170 9.6
小白菜 100 93 50 66.0
冬瓜 200 20 10 15.0
牛奶 150 153 146 74.0
瘦猪肉(后腿) 150 17 265 17.0
番茄 175 23 68 9.1
总计 400 1100 194.8*

*100molNa+=2300mgNa+,故每日膳食中尚应补用食盐5g(早餐1g,午、晚餐各2g)。

(4)结果解释

①正常人尿磷较对照减少<29%。

②甲旁亢者尿磷减少<25%。

表40-13 举例饮食的一日食谱安排

早:牛乳冲鸡蛋 1碗(牛奶150ml、鸡蛋40g、白糖10g)
馒头 1个(富强面粉50g)
午:米饭 1碗(大米100g)
番茄肉片 1碟(瘦猪肉100g、番茄175g)
素烧小白菜 1碗(小白菜100g)
晚:米饭 1碗(大米100g)
肉片烧冬瓜 1碟(瘦猪肉50g,冬瓜200g)
白煮鸡蛋 1个(鸡蛋40g)
每日用食盐5g,不另用味精、酱油等感味调料,白糖<25g,烹调用油50g

注意:血钙高于3.5mmol·L-1者不宜作此试验,因血钙急剧增高有发生肾损害的危险性。

40.3 检查肾脏功能的试验饮食

肾脏既是一个排泄器官,也是一个内分泌器官,其功能十分复杂。临床上用以评价肾脏功能的试验方法很多。我们在前两节中所讨论的内容均与肾功能试验有关。例如40.1中有关醛固酮增多症的试验就检测了肾脏的内分秘和代谢调节的功能(肾素分泌及电解质、酸碱平衡)。40.2也涉及到肾脏维持电解质(钙、磷)平衡的功能。本节中则主要涉及肾脏的排汇功能。其中饮食的质与量有密切关系的有二种。

40.3.1 内生肌酐清除率测定

(1)原理 肾小球过滤率(GFR)的测定是目前临床上用以判断肾排泄功能的重要参数。用于GFR测定的物质应具备以下条件:①不与血浆蛋白结合,能完全自由地通过肾小球的过滤屏障;②在体内不进行代谢,原形从肾脏排泄;③不为肾小管吸收,也不为肾小管排泄;④因此,这种物质在血浆中的浓度和包氏囊腔中的滤液的浓度相等,亦艰险通过肾小球过滤的该物质应全部出现于尿中。菊糖能满足上述条件,因此它被公认为是测定GFR的标准物质,而菊粉清除率则被公认为是测定GFR的标准方法。菊粉清除率即等于GFR。尽管如此,菊粉清除率由于方法复杂而不适于临床应用。取而代之的是内源性肌酐清除率。内源泉性肌酐清除率是指肾脏在单位时间内清除的血浆内源性肌酐的容量数而言。本法的优点是:①肌酐基本上具有上述菊粉所具有的特性;②内源性肌酐是肌组织的肌酸代谢的最终产物,其产量与肌肉组织的质量直接相关。对于一定的个体而言,肌肉质量是相对恒定的。但是血浆肌酐包括内源性的及膳食供应的两部分。在膳食中不含肌酐的情况下,血浆肌酐则排除了受外源性因素的影响,其含量应相对恒定。而且尿中肌酐也完全来自肌肉组织;③肌酐清除率与菊粉清除率大致相近而且方法更为简单。但是,肌酐清除率仍有一定缺点,如Bosch认为用肌酐清除率测定休息状态的或基础的GFR(Restingor baseline GFR),对肾功能的评价仍缺乏灵敏度和特异性。这是因为残存的肾单位的代偿能力很强,弥补了受损肾单位所致的肾功能丧失的原故。实验证明,即使一半的肾单位被破坏,血肌酐仍可维持在正常范围。由于GFR受膳食蛋白质影响很大,限制蛋白质摄入可减低GFR,动物实验可见肾小球变小,肾体积亦减少,而增加蛋白质摄入,可提高GFR。因此Bosch最近提出蛋白质负荷刺激试验,测定肾小球的最大过滤率(mGFR)或肾储备功能。发现肾脏病患者肾功能的减低首先是肾储备功能的减低,认为此法较基础GFR更为敏感。例如蛋白质负荷所测得的mGFR为160ml·min-1左右,一侧肾切除后,残留肾的mGFR为80ml·min-1左右。这一数字从基础GFR角度看来,可视为正常,但实际上它表明患者的肾功能已丧失50%,而且残留肾的工作已至最大限度。换言之,肾储备已经耗竭,代偿已边最大限度。

(2)方法 在试验期内 供给病人低蛋白,无肌酐饮食3天。

(3)饮食实施

①成年人每日蛋白质控制在40g以内,禁用含肌酸高的瘦肉、内脏。

②为提高饮食蛋白的利用率,故应使每日三餐均能保证一定数量的鸡蛋、牛乳等优质蛋白质,以发挥蛋白质的互补作用,同时应注意非氮热能的报入充分,以提高外源性氮的储留,尽可能减少外源性氮的干扰。故对食欲不佳的病人应补充葡萄糖、白糖、糊精或淀粉食品,并适当增加烹调用油。

③主粮不能摄食过高,否则蛋白质的质与量均无法保证。故每日主糖应控制在250~300g为宜。病人如感饥饿,可增食不含蛋白质的糖类、水果、瓜茄或烹调用油。

④试验饮食其限共为3日。

(4)结果解释

①正常值范围为109~148L·24h-1或80~100ml·min-1

表40-14 低蛋白、无肌酐的饮食举例

食品名称 重量g 蛋白质g 热能kJ
大米 200 13 2890
面粉 50 5 743
粉条(干) 25 - 357
牛奶 200 6 529
小鸡蛋(2个) 80 10 504
白糖 50 - 840
莲花白 150 2 148
小白菜 150 2 105
黄瓜 100 1 50
番茄 50 - 34
烹调油 50 - 1890
合计 39 8106

表40-15 举例饮食的一日食谱安排

早:牛乳 1杯(牛乳300g)
甜烙饼 1个(面粉50g、白糖25g)
炒黄瓜片 1碟(黄瓜100g)
午:干饭 1碗(大米100g)
番茄炒蛋 1碟(鸡蛋40g、番茄50g)
烧小白菜 1碟(小白菜150g)
晚:干饭 1碗(大米100g)
油煎蛋 1个(鸡蛋40g)
莲花白粉条汤 1碗(莲花白150g、干粉条25g)
全日水果硬糖(饥饿时服用) 25g
全日烹调用油
烹调用盐、味精、豆粉随意

②病理变化:内源性肌酐清除率降至正常值的80%以下时表示明小球滤过功能已减退。若降至20ml·min-1

40.3.2 浓缩试验——干膳食

(1)原理在特定的饮食条件下,观察病人尿量与比重的变化来判断肾小管的浓缩或稀释功能的方法,称为浓缩或稀释试验。正常肾脏能将99%肾小球过滤液重吸收。当机体处于缺水状态或血浆渗透压升高时,肾小管能量大限度地减少尿的排泄,而排出极为浓度的尿液。渗透压可高达1200mOsm·L-1,反之患者在水负荷过度时,肾小管对水份的重吸收减少,尿量增多,尿渗透压降低,最低可达60mOsm·L-1。肾脏的浓缩功能是通过两种机制来实现的:①压力机制,在循环血容量降低时,入球动脉压降低刺激肾素分泌,致使血管紧张肽及醛固酮的分泌亦增加,后者作用于远端肾小管及集合管,促进钠及水的重吸收(见4.1),因而尿量减少,尿比重提高。②渗透压机制,细胞外液渗透压升高时可以刺激下丘脑分泌抗利尿激素(ADH)。后者作用于远端肾小管集合管促进水的重吸收,尿量减少。反之在水负荷时,血浆渗透压降低,ADH分泌受抑制。肾小管重吸收水的作用减弱,因而尿量增加,尿渗透压降低。肾小管功能损害,最先是浓缩功能的减退和丧失。故慢性肾病患者夜尿增多,尿渗透压降低。肾小管功能损害,最先是浓缩功能的减退和丧失。故慢性肾病患者夜尿增多,为肾小管浓缩功能障碍的早期表现。慢性肾功能衰竭的患者,肾小管浓缩稀释功能均有障碍,其特征为尿比重较固定(在1.010左右)。需饮食配合的浓缩试验为伏氏(Volhard)试验,要求严格限制病人在一日试验期内的水份摄入量,但严格空制水份可能导致病人出现氮血症,故目前临床已不常采用,而改为仅控制晚餐的浓缩试验。

(2)方法 病人在下午6时前进晚餐(抑制水份),晚餐后完全禁食禁饮。收集晚8时至次晨8时及上午0时,12时的尿,分别测其比重。

(3)饮食实施

①病人晚餐吃干膳食,水份控制在200ml以内。可根据病人的具体情况及喜好,按表40-16所列食品配制晚餐。

②不用粥类、汤类,饮料及含水份较多的菜蔬、水果。

(4)结果解释

①正常人至少有一次尿比重在1.024~1.025以上。

②肾脏浓缩功能不良时,比重不能达到1.020。

③肾脏损害严重时,比重常固定在1.010左右。

40.4 糖尿病患者的葡萄糖耐量试验饮食

40.4.1 原理

葡萄糖耐量试验(GTT)是化学性糖尿病的重要诊断方法。若与胰岛素释放试验相结合,则不仅对糖尿病的诊断,而且对糖尿病的临床分型及指导治疗均有重要意义。同时对了解其他内分泌、代谢疾病以及其他全身性疾病,例如皮腩醇增多症和肝脏疾病所致的糖代谢变化也很有帮助。GTT方法很多。有口服法(OGTT)、静脉法(IGTT)、馒头负荷试验以淀粉、脂肪和蛋白质的混合餐等。口服法因葡萄糖从消化道逐步吸收,刺激消化道激素及胰岛素分泌因而较静脉法更符合于生理要求,并因此成为葡萄糖而是试验的标准方法。除非有消化道吸收障碍,一般不用IGTT。有人认为馒头负荷试验的血糖值与标准OGTT结果相似,且易为病人接受。但有些作者发现单纯淀粉负荷试验或混合餐所产生的血糖峰值比OGTT为低。另外,影响OGTT的生理和病理性因素颇多,例如年龄、药物、精神状态、应激、激素的相互作用、糖负荷量以及试验前病人的营养、膳食状况等。其中与饮食关系最为密切的是糖餐量及试验前膳食的含糖量。糖餐量过去多用100g葡萄糖。近年来美国糖尿病协会推荐口服葡萄糖的标准剂量成人(非妊娠)为75g,儿童则为1,75g·kg-1(理想体重)。试验前3天饮食含糖量不得少于300g,否则易造成假阳性结果。如患者营养不良或进食不足者,应额外补充,且试验前的准备可延长至1~2周。

表40-16 医院常用仪器的含水量(约数)

食品名称 数量 单位 熟重g 含水量g
牛奶 1 250 220
豆浆 1 250 240
果子水 1 250 250
米汤 1 250 245
藕粉 1 250 220 藕粉25g
炒面糊 1 250 200 炒面粉50g
肉末汤 1 300 225 瘦肉25g
鸡蛋半个
蛋花汤 1 250 240 鸡蛋1个
大米干饭 50 g 150 100 大米50g
大米粥 50 g 400 350 大米50g
菜肉包子 50 g 125 50 面粉50g
馒头 50 g 75 25 面粉50g
烙饼 50 g 70 20 面粉50g
煮水饺 50 g 140 70 一两约6个
炸油饼 50 g 70 20 面粉50g
卤面(有卤) 50 g 120 65 面粉50g
炸酱面 50 g 80 30 面粉50g
汤面条 50 g 200 150 面粉50g
馄饨 50 g 210 150 面粉50g
炒鸡蛋 1 45 30 蛋(食部)45g
蒸鸡蛋 1 180 160 蛋(食部)45g
红烧鱼 1 114 80 鱼100g
炒肉丝 1 105 50 瘦肉100g
炒素青菜 1 100 65 青菜100g

40.4.2 方法

(1)试验前准备 试验前吃正常餐至少3日,每日碳水化物摄入量不少于300g。同时病人应停用一切能升降血糖的药物,如ACTH、肾上腺皮质激素、咖啡因、降压药、利尿剂、乙醇、磺胺、水杨酸等。有发烧、感染等急性应激情况者应推迟试验。试验前晚餐后禁食(禁食10~12h)直至翌晨试验。

(2)试验日晨糖餐前空腹取静脉血查血糖、并排空膀胱,留尿查尿糖。以葡萄糖75g溶于300ml水中顿服。馒头负荷试验吃相当于75g葡萄糖的白面馒头一个。于糖餐后0.5、1、2和3h分别采血测定血糖(必要时可同时测定血浆胰岛素水平)。

40.4.3 饮食实施

(1)试验前食用碳水化物量≥300g的饮食共3日(表40-17、40-18)。

(2)试验日早餐空服食用特别馒头一个(用面粉100g制成,使含碳水化物量为75g)。

表40-17 碳水化物≥300g的一日饮食举例

食品名称 食品重(g) 碳水化物(g) 热能(kJ)
大米 300 228 8471
牛乳 250 12.5 857
鸡蛋(1个) 45 - 235
瘦猪肉 50 - 693
瘦牛肉 100 - 605
豆腐 150 - 378
豆腐干 50 3 349
1~3%菜蔬 500 15 252
4%以上菜蔬 150 6 101
广柑(2个) 250 37 336
植物油 20 - 756
合计 302 8820

表40-18 举例饮食的一日食谱安排

早餐:牛乳 1杯(牛乳250g)
馒头 1个(面粉100g)
煮鸡蛋 1个(鸡蛋45g)
热拌青笋尖 1碟(青笋150g)
午餐:大米干饭 1碗(大米100g)
猪肉末烧豆腐 1碟(猪肉50g、豆腐150g)
烧小白菜 1碟(小白菜350g)
晚餐:大米干饭 1碗(大米100g)
牛肉丝炒菜海椒 1碟(牛肉100g、菜海椒150g)
怱白拌豆腐干丁 1碟(豆腐干50g、葱白少许)
睡前:广柑 2个(广柑250g)
全日用植物油20~25g

40.4.4 结果解释

关于OGTT对糖尿病的诊断标准,各家意见尚未取得一致。诊断标准过宽,则将一些非糖尿病患者诊断为糖尿病;标准过严则又会使部分糖尿病患者漏诊。美国卫生研究院(NIH)糖尿病资料组对15~50岁成人OGTT(服糖75g)的标准如下:(血糖值均为血浆血糖值)

(1)正常值 空腹<6.4mmol·L-1,0.5、1或1.5h<11mmol·L-1

(2)糖尿病 空腹>7.8mmol·L-1,2、0.5和1h>11mmol·L-1

(3)糖耐量减退0.5、1h>20011mmol·L-12h>7.8mmol·L-1

国内迄今尚无统一标准。兹将上海医科大学华山医院466名20岁以上的正常人OGTT、结果及潘氏202例正常人OGTT结果介绍如下,供读者参考(表40-19)。

表40-19 正常人的OGTT结果

时间 作者
佛山医院(100g) 潘氏(100g)
血糖值(mmol·L-1
6.90 6.20
0.5 10.0 11.50
1 11.0 11.50
2 8.30 9.70
3 7.10 6.00

1979年糖尿病协作组兰州会议建议以空服血糖>7.0mmol·L-1,1h>10.00mmol·L-1,2h>7.8mmol·L-1为糖耐最异常,可诊断为糖尿病。

糖耐量随年龄的增长而减退,50岁以上老年人,年龄每增长10岁,血糖值增加0.56mmol·L-1左右。这是因为老年人胰岛素受体数目减少和胰岛分泌减少之故。

一般而论,糖尿病的耐糖试验异常,具有如下各特征:①峰值增高;②延迟恢复正常;③常于糖餐后3~5h发生迟发性低血糖症。在评价OGTT结果时尚须注意,早期糖尿病患者对糖的耐受性可能波动性很大,同一患者于一年中多次作OGTT,可以出现临界的糖尿病、化学糖尿病或正常的OGTT结果。因此,不要仅凭一次OGTT阳性即诊断为糖尿病,也不要仅凭一次OGTT阴性而排除糖尿病的诊断。

40.5 检查小肠功能的粪脂测定试验饮食

40.5.1 原理

食物脂肪进入小肠后,经胆汁酸盐的乳化,胰脂酶和肠液中的脂肪酶水解为脂肪酸和甘油而被吸收正常人每日摄入脂肪的95%均被吸收。故粪中脂肪(粪脂)<6g,粪脂>6g·24h-1提示小肠消化与吸收功能障碍,它可能是小肠本身或胰、肝、胆系统疾病或胃肠切除术后的结果。粪脂测定是反映小肠吸收功能的重要指标。多年以来,曾被认为是各种吸收试验中的最佳标准。然而由于粪便收集不便,以及卫生学的问题,医务人员及病人均企图避免接触粪便,故近年来发展了各种呼吸试验(Breathtesting)以期取代粪脂测定。例如用14C-甘油三酯呼吸试验诊断脂肪吸收不良,D-木糖呼吸试验及胆汁酸呼吸试验诊断肠道细菌繁殖过度等。

40.5.2 方法

供给受试者定量(60~100g·d-1)脂肪饮食5天,第3天开始收集大便送检。

40.5.3 饮食实施

(1)根据病情及病人喜好,安排每日含脂肪75g的少渣或普通饮食共5天。

(2)各种含脂肪食品及烹调用油均应称量后使用,并尽可能均匀地分配于三餐。

40.5.4 结果解释

(1)正常值 24h粪脂总量<6g(一般为3~5g),饮食脂肪吸收率>90%。

(2)小肠消化、吸收功能明显异常,24h粪脂总量>6g,饮食脂肪吸收率<90%。

40.6 检查先天性非溶血黄疸间接胆红素增高型的低热量试

验饮食

40.6.1 原理

先天性非溶血性黄疸间接胆红素增多症(Gilbert's综合征,GS)为遗传性疾病,常与遗传性球形红细胞增多症(Hereditaryspherocytosis)并存。本病系由于肝脏对非结合胆红素的清除有缺陷,因而血清非结合胆红素增高,而结合胆红素正常。血清总胆红素轻度增高,多在86μmol·L-1以下。其他肝功能试验及肝结构均正常。Coreseky等采用静脉胆红素负荷试验研究本病患者的胆红素清除,发现患者在胆红素负荷后初期的清除正常,然而后期的清除则明显延迟。同时发现十二指肠胆汁中双葡萄糖醛酸结合物(Diglucuronide conjugates)减少,而单葡萄糖醛酸结合物(Monoglucuronideconjugates)增加。由于GS患者血清中间接胆红素增高,临床上常须与溶血性黄疸或其他肝疾患相鉴别。然而GS患者的血清胆红素水平常有波动性,有时可能正常,单凭血清胆红素测定或其他检查尚不足以肯定或排除本病。在这种情况下,低热量饮食饥饿试验有助于本病的诊断。Sherlock认为1680kJ·d-1饮食饥饿24h后,如血清非结合胆红素的增加超过试验前水平的100%,则有利于GS和正常、肝疾患和溶血性贫血的鉴别。

饥饿导致血清间接胆红素增高的机理尚未十分明了,可能与饥饿时肝脏尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶(Uridine diphosphate glucuronyl transferase)活性降低,或二葡糖醛酸化(Diglucuronidation)的酶有缺陷所致。另外,近年来的研究发现,肝红素的载体蛋白“Z”蛋白可以结合脂肪酸;后者在饥饿时增加而取供胆红素与“Z”蛋白的结合,从而干扰肝脏对胆红素的摄取。无脂肪正常热量饮食所引起的血清胆红素增加的程度与由于饥饿所致者相似。进食脂肪后胆红素又回复到试验前水平。

40.6.2 方法

试验前二日吃正常饮食。自第三日起,给病人吃1860kJ·d-1低热卡饮食3天。试验前一日及试验中每日晨采血测定血清结合与非结合胆红素。近年有报告采用1260kJ·d-1饮食二日,亦能有助于本病的诊断。

40.6.3 饮食实施

(1)患者先食用正常饮食2~3天后,突然转为低热量(1860kJ)饮食3日。

(2)选择热量低、病人愿意食用而体积较大(含纤维丰富)的食品,配制一日膳食,尽可能地使病人减轻一些饥饿感。

(3)一日食谱安排见表40-20

表40-20 低热量(<1860kJ)一日饮食举例

早:无糖藕粉* 1碗(藕粉25g)
热抖青笋尖** 1碟(青笋尖150g,香油3g)
卤鸡蛋 半个(食部约20g)
午:番茄冬瓜汤 1碗(冬瓜250g,蕃茄50g、香油3g
酱炒莲花白 1碟(莲花白200、酱油15ml)
晚:番茄丝瓜蛋花汤 1碗(丝瓜150g,蕃茄50g、鸡蛋半个,香油2g)
拌黄瓜片 1碟(黄瓜200g、香油2g)
以上食谱可供蛋白质15g、脂肪14g、碳水化物50g,热能1638kJ。

*喜食甜味可加少许糖精。

**拌菜最好在炒菜小铞中加热拌炒3~5min,以保证卫生。

40.6.4 结果解释

(1)正常值 血清总胆红素为1.71~17.1μmol·L-1,1分钟胆红素(大致相当结合胆红素)为0.51~3.40μmol·L-1,占总胆红素的35%以下。

(2)Gilbert综合征,饥饿24h后血清非结合胆红素较原水平增高一倍以上。或非结合胆红素增加使血清胆红素的增高达24μmol·L-1。或总胆红素≥34μmol·L-1,而结合胆红素仅≤25%。

40.7 隐血试验饮食

40.7.1 原理

隐血试验是用化学方法测定粪便中少量潜血的试验。它是诊断消化道慢性小量出血的简单而有用的方法;同时本法也可用以检测尿液或体腔液中的少量血液。其原理是利用血红蛋白中的含铁卟啉部分有过氧化物酶的活性,催化放氧物质(如H2O2)对联苯胺的氧化而生成鲜兰色的醌类化合物。此试验具有高度的灵敏度,故需避免饮食及药物等因素的影响而产生假阳性的结果。其中肉类和铁剂影响最为明显。含过氧化物酶的生土豆,生黄瓜及绿色蔬菜亦可产生阳性隐血试验结果,但煮沸后过氧化物酶被破坏,则反应为阴性。尽管如此,目前临床隐血试验仍需要无肉类无叶绿素蔬菜的严格饮食,以确保试验的可靠性。

40.7.2 方法

采用无肉类、无动物血液的检查饮食2~3天,然后留粪便送检。

40.7.3 饮食实施

(1)检查用饮食应无肉类、无动物血液(并忌用强化铁剂食品),选用叶绿素含量不多的菜蔬的饮食2~3天。

(2)可采用米、面、豆腐、豆腐干、洋芋、冬瓜、黄瓜,茄子、花菜、牛乳、面包、黄油、白糖等食品(注意:各种菜蔬必须煮熟、切忌生食或凉拌)。

(3)烹调用油、盐、味精等调味品随意。

40.7.4 结果解释

小量消化道出血,粪便颜色可无显著变化,但隐血试验阳性。通常隐血试验阳性表示出血量在30ml以上。如出血量在50~75ml以上可出现黑粪。

40.8 胆囊造影饮食

40.8.1 原理

主要用于观察胆囊的形态和功能性变化。口服造影剂由小肠吸收进入血循环,大部分由肝随胆汁排入胆管,极小部分经肾排出。经过胆囊对胆汁的浓缩作用,胆囊才能显影。

40.8.2 方法

造影前一天中午用高脂餐促使胆囊内的胆汁排空,晚餐吃无脂饮食。餐后口服碘番酸(Telepaque)3g,以后即禁食饮食、香烟,可饮少量开水。造影剂经肠道吸收后从肝脏与胆汁一道排出汇集于胆囊。

造影日早餐禁食,于服药物12~14h摄片,如显影良好,随即服高脂餐,餐后根据要求再摄片,观察胆囊收缩功能。

40.8.3 饮食实施

(1)造影前一天中午采用高脂餐,除食定量主副食外可用油10~15g炒鸡蛋2~3个(大鸡蛋2个,小鸡蛋可用3个),最为简便。有条件者可口服含脂肪40%的乳油巧克力50g,亦可收到相似的效果。晚餐采用无脂高糖饮食,可用米、面、馒头、果酱、白糖、水果、拌菜。

(2)造影日禁早餐,摄片后再供给高脂餐一份。对于肝、胆、胰疾患厌油呕吐的,可用白煮鸡蛋2~3个,除去鸡蛋白,将熟蛋黄冲水服用,胆囊收缩效果也相当满意,患者亦乐于接受。

40.8.4 结果解释

在正常情况下,服药后12h胆囊可显影,高脂餐后1h胆囊缩小1/2,如16h胆囊不显影,则不必继续检查。本法常受胃肠道吸收功能的影响而不显影,黄胆病人多不显影,此外肝管多不能显示。幽门梗阻、严重腹泻、呕吐患者均影响造影剂的吸收,使造影检查往往失败。严重黄疸和胆红质大于85.5~102.6μmol·L-1者,禁忌作此检查。

【附】制备检查用饮食的注意事项

(1)无论是代谢平衡膳或是一般的试验饮食,首先营养人员要看视病人,了解病情及饮食习惯,使病人明确检查饮食的目的与诊断、治疗的重要关系,取得病人的信任与合作,方能收到予期的效果。

(2)根据病还必须及饮食习惯按检查饮食要求,计划安排食谱,特别对某些使用期较长(如原醛的钾、钠固定膳——醛固酮拮抗剂试验)的检查饮食,要结合病人口味适当的调剂更换食谱。

(3)各种食品均应精确称重后制备(隐血试验饮食除外),代谢平衡膳要求采用药用天秤(感量最好为1g)。制备中要认真按食谱操作,不得随意增减各种调味品(写明某些调料随意的例外)。

(4)烹制饮食时,最好应有营养人员在声监督检查,以保证饮食4的准确实施。

(5)营养人员应经常(至少每日一次)看视病人,了解进食情况,以便及时更改食谱配方及烹调方法,保证检查饮食能按计划顺利完成,达到临床诊治要求。

(6)临床应用诊治疾病的代谢平衡膳,一般按食物万分表计算营养成份即可达到临床予期的目的。但在代谢平衡膳的研究中,则需采用食物分析法测定各种营养素的含量。

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41 特殊条件下的营养

41.1 电离辐射对营养素代谢的影响

机体受电离辐射后引起一系列极为复杂的生化反应,营养素代谢受到了影响,若不对营养素代谢的改变加以调整将造成体内某些营养素不足,则可能使机体受放射损伤更加严重。

41.1.1 蛋白质代谢

机体受电离辐射作用后,蛋白质代谢很快就受到影响。主要是分解代谢增强、合成代谢障碍,体内蛋白质和氨基酸代谢都有变化。小肠吸收氨基酸受到了破坏,破坏的程度依照射剂量的多少而异。人和动物受全身照射后尿氮排出增多,出现负氮平衡。狗每kg体重给420KJ热量、3.4g蛋白质一周,然后用γ-射线400R全身照射。照射前每日每kg体重排出尿氮349mg,照射后第一昼夜蛋白质与热量摄取较照射前减少了23%,而尿氮排出量仍增加了23.7%。照射后第8~9昼夜,摄取量逐渐接近照射前水平,但尿氮排出量仍高于照射前16~21%。人体受放射线治疗时,也表现有负氮平衡。在大剂量照射后,动物与人体尿中肌酸排出量增加,尿中肌酸与肌酐的比值增高。一般血清总蛋白质量很少发生变化,但在急性放射损伤后血清蛋白的组成发生了改变,白蛋白减少及球蛋白增加,以致白蛋白与球蛋白的比值下降。球蛋白中α-球蛋白显著增加,β-球蛋白也增加,而γ-球蛋白减少或略有增加,致使α-球蛋白与γ-球蛋白比值明显上升。在长期受镭照射的65~74岁妇女中,接受剂量分别为每kg体重0.2μci以下、0.2~0.99μci、1.00μci以上及5μci以上四种,受高剂量照射者其血中α-球蛋白较受低剂量者明显增加。动物实验中还观察到,在全身X射线照射后,动物自选食物中酪蛋白摄入量进行性地增加,这也表明体内蛋白质损伤较多,人在受25、68、160、180R全身照射后12h,尿中氨基酸含量即增加,在这样的剂量范围内,尿中氨基酸含量几乎是相同的。尿中牛磺酸、羟脯氨酸与甘氨酸排出量增中尤为明显。在受数十R照射后几小时,尿中的牛磺酸排出量即非常多,且在一定的范围内与照射剂量呈正比关系。但也有一些氨基酸在射线照射后排出量不增加反而减少,如大白鼠受60Co全身照射,剂量为100、300、500、700、900及1200rad,随着剂量加大,大白鼠尿中组氨酸排出量进行性下降,接受100rad者组氨酸排出量为209.7±40.24%,而接受1200rad剂量者即下降为107.9±41%。大白鼠经600R照射后5、10天,35S蛋氨酸进入肝组织蛋白的量分别较对照组低24.14及11.73%;脑与血浆吸收蛋氨酸能力亦明显下降,说明蛋白质合成代谢有明显障碍。较小的照射剂量对氨基酸代谢也有影响,大白鼠每天照射2次,每次7h36min,每周照5天,停2天共9周,总剂量为38.6±6.6rad,在照射第6周时,血浆中蛋氨酸、赖氨酸含量与未照射的动物比较均明显下降。

41.1.2 脂肪代谢

在接受大剂量射线照射后,往往出现脂血症,增加较多的是甘油三酯,磷脂含量也增高,肝中脂类过氧化物含量上升,胆固醇含量呈波动性变化。大白鼠受γ-射线照射,剂量率为155.10-4C·kg-1,总剂量为3870.10-4C·kg-1,血清总胆固醇,甘油三酯、磷脂及游离脂肪酸含量增加,胸腺和骨髓中甘油三酯含量增多而磷脂的含量减少。家兔在受X射线700R全身照射后,32P进入血清磷脂的速率较正常兔快,说明体内磷脂合成代谢的强度在受射线照射后增大。

41.1.3 碳水化物代谢

与蛋白质和脂肪代谢相比,碳水化物的代谢变化不太明显。大剂量射线照射后糖原异生作用增强,常出现高血糖症。

41.1.4 维生素代谢

由于考虑到抗坏血酸有阻止体内过氧化反应而保护了体内其它生物物质,因此许多人研究了电离辐射对抗坏血酸代谢的影响。在猴子的实验中发现,每天接受.134、4.2、4.35R照射,总剂量为425~863、1433~2224、1878~3561R。照射前血中抗坏血酸含量为33.5±1.60μmol·L-1,2个月后下降为8.5±4.5μmol·L-1,8个月后为13.6±1.70μmol·L-1,甚至在2年后测定也未恢复到正常水平。豚鼠实验表明,每日1R总剂量为25R的γ射线照射后,豚鼠血浆中抗坏血酸的含量明显低于不照射的豚鼠。另一实验表明,豚鼠经射线照射4~7天,肾上腺、肝、肾、脾、肠、心和脑等组织中,标记的抗坏血酸均明显增高,分别为对照组的152.2~199.8%,说明照射后机体抗坏血酸消耗增高,组织补偿需要增加。在对铀矿工人进行营养调查时发现,井下工人每日摄取抗坏血酸114mg,而血中抗坏血酸浓度平均值仅为11±0.5μmol·L-1,体检中抗坏血酸缺乏症状也较多。此外还发现,每日摄取维生素A1923IU,非铀矿工人暗适应时间为43.67±12.01s,铀矿井上工人为69.85±3.31s,而井下工人则达到89.44±3.01s,三组间差异均非常显著。在观察接受放射线治疗的病人中,病人每次接受200~250R照射,总剂量为4000~14000R,治疗后病人血清中维生素B6与B12含量增加,治疗前血清中维生素B6浓度为162~567nmol·L-1,照射后为243~810nmol·L-1,两者有显著差异。治疗前病人血清中维生素B12含量为29.6~177.6Pmol·L-1,照射后为58.8~296Pμmol·L-1,两者有非常显著的差别。这些变化以50岁以上的病人多见。放射线照射对动物组织中硫胺素和核黄素量含量的影响与供给的膳食是否合理有关。大白鼠受γ射线700R照射后,吃平衡膳食者肝中硫胺素含量明显下降,说明消耗增加。而吃不平衡膳食者,肝中硫胺素的含量有增加的趋势。这是因其它器官中的硫胺素被动员到肝脑。吃不平衡膳食者,肝中核黄素含量变化相近,表明在照射条件下应增加供给硫胺素及核黄素。

41.1.5 水盐代谢

由于放射损伤时伴有呕吐和腹泻而使水盐代谢发生紊乱,动物实验中发现照射后钾、钠排出增多。照射后开始时,自选食物中无机盐摄入大量增加。以后逐渐恢复正常。

41.1.6 辐射损伤的营养问题

由于电离辐射暴露对营养素代谢有一定的影响,所以在防护与治疗放射损伤时也应考虑到营养素的作用。预防放射损伤的手段之一是很好的平衡膳食。

不同质量的蛋白质有不同的防护放射损伤的效果。用三种不同饲料喂养大白鼠,饲料中皆含12%蛋白质及10%脂肪。蛋白质来源为:①酪蛋白;②同脱脂大豆;③玉米粉与脱脂大豆粉(按蛋白质量1:3混合),照射前生长率以③组最好。用60Coγ射线600R全身一次照射后,死亡率以③组最高,达70%,①组为50%。②组为30%。尿氮排出量增加,①、③组皆增加2倍。可以认为在这三种蛋白质中,脱脂大豆防护放射损伤的效果最好。若给不同水平的蛋白质,其防护放射损伤的效果也不同。幼年大白鼠喂饲4,种蛋白质水平的饲料,酪蛋白量为6、12、18及24%,大豆油皆为10%。用60Coγ射线800R全身一次照射后,食6%酪蛋白组死亡率为90%,食24%。酪蛋白组死亡率为60%,食12%酪蛋白为40%,食18%酪蛋白组死亡率最低为20%。四个组的大白鼠尿氮排出量皆增加,食6%酪蛋白组最高,食24%酪蛋白组次之。因此膳食中蛋白质水平为12~18%对防护放射损伤的效果较好。在狗的实验中观察到,以等热量但蛋白质含量不同的饲料喂饲狗20天后,用γ射线400R全身照射狗,狗的尿氮排出量皆增加,每kg体重给1.1g蛋白质者,照射前皆为正氮平衡,照射后都能维持氮平衡或正氮平衡。补给一些氨基酸对防护放射损伤也有一些效果,普通环境中若给大白鼠的幼鼠大量半胱氨酸(每g体重给1mg)则有严重的脱毛现象,但若在X射线400R全身照射前5~10min腹腔注入同量的半胱氨酸,则无脱毛现象,并且死亡率仅为6%,未给半胱氨酸者死亡率为44%。在普通的环境中,大白鼠摄入较多的蛋氨酸与赖氨酸(每日每kg体重摄入蛋氨酸536mg与赖氨酸1033mg),体重增长较慢。而在小剂量电离辐射条件下,摄入同量的蛋氨酸与赖氨酸却有较高的体重增长值。

用各种脂类喂养动物观察防护小白鼠受全身射线照射损伤的效果,照射剂量为半致死量,结果发现橄榄油有助于放射损伤的恢复,白细胞恢复到正常水平的时间缩短了。花生油也有良好的效果。

用30~40%果糖溶液加小量的叶酸与维生素B12喂养动物,可消除射线所引起的血球生成障碍,2周后白细胞、红细胞再生作用已显著提高,4周后血象恢复正常。给成年大鼠每日4.5g蛋白质,其中64%为动物性蛋白质,每只鼠给生物素0.8、4.0、8.0mg,受X射线600R照射后30日的死亡率分别为46.1、32.0及35.5%,未补充生物素者死亡率为69.5%,供给4.0及8.0mg生物素者死亡率较少,这剂量相当于人的最小及最大治疗量。若每只鼠补充泛酸150、750及1500mg,其死亡率分别为35.0、38.4及65.1%,未补给泛酸的大白鼠死亡率为62.2%,表明适当地补给泛酸对防护放射损伤有好处,但补充量太多反有害处。

根据各种营养素对放射损伤有不同的防护效果,现已提出有较好防护效果的一些食物组成。有人用①生理食、②肉食、③乳蛋食、④肝食、⑤普通食等5种饲料喂饲大白鼠,藕以观察防护放射损伤的效果。这5种饲料除动物性食物的种类与数量不同外,其它成分相近。生理食中含瘦肉为22%、牛乳27.5%(重量比,不同);内食中含瘦肉35.2%;乳蛋食中含牛乳酒(酸酵牛乳饮料)15.8%,牛乳18%,凝乳9%,酪蛋白1%,鸡蛋8.8%;肝食中含肝脏367%;普通食即动物房饲料含瘦肉9.8%、牛乳15.6%。实验结果表明乳蛋食效果最好,其余依次为肝、生理、肉及普通食。若在生理食及肉食中补充抗坏血酸、硫胺素、核黄素、吡哆醇、尼克酸、叶酸及维生素P,则能提高其效果。还有一种食物为蛋白质维生素复合剂(PVC),含有为正常代谢所必不可少的营养素。其中以鲜牛乳、脱脂乳粉、蛋黄作为丰富的蛋白质及必需氨基酸的来源,胡萝卜、甜菜及土豆汁则含有丰富的无机盐及维生素,还含有面包酵母及葵花油,葵花油可供给多不饱和必需脂肪酸。PVC主要化学万分为:蛋白质15.5%,脂肪6.1%,磷0.52%,钙0.69%,胡萝卜素3.1mg%。食用这种食物对大白鼠暴露于X射线700R有较好的预防效果,有助于使在射线作用下机体代谢紊乱的正常化。还有人发现在燕麦、麦麸饲料中加喂花棷菜可使豚鼠更能耐受X射线400R的照射。现在还有用于宇宙飞行中防护放射损伤的复合剂,其中一种是由色氨酸、组氨酸、抗坏血酸、硫胺素、吡哆醇及维生素P组成的。

我国已有人提出从事放射性作业人员的营养适宜供给量如下:热量10000KJ,蛋白质80~100g,其中动物性蛋白质为30%,脂肪50g,钙1g,铁15mg,碘150~200mg,维生素A2200IU,硫胺素2mg,核黄素2mg、维生素B6.25mg,尼克酸20mg,叶酸0.5mg,维生素B123μg,抗坏血酸100mg。供给从事放射性工作人员的食物,除主食外可多选用蛋、乳类、肝、瘦肉、大豆及豆制品、花棷菜、卷心菜、胡萝卜、海带、紫菜、柑桔及茶叶等。

现有为从事放射性工作人员食用的保护性膳食,这种膳食是在早餐或午餐时供给。一种膳食是由主食、肉、鱼、肝、蛋、牛乳、发酵牛奶、凝乳、卷心菜、土豆、西红柿、新鲜水果以及动、植物油组成。营养素含量为:热量5796KJ,蛋白质59g,脂肪51g,碳水化物159g,另外给抗坏血酸150mg。另一种保护性膳食的营养素含量为:热量4830KJ,蛋白质52g,脂肪32g,碳水化物165g,钙260mg,铁7mg,维生素A3500IU,硫胺素1mg,核黄素0.85mg,抗坏血酸100mg。

放射病的治疗中营养素是不可忽略的。放射病的病人应给营养丰富易消化吸收的食物,蛋白质供给量占热量12~18%,并应供给优质蛋白质。为保护和恢复造血功能在发病的早期就应多供给维生素B1、B2、吡哆醇、叶酸,另外应多供给维生素C、P、K以防止出血,供给大量的硫胺素可使肝糖元生成功能加速恢复。急性放射病人的胃肠功能多受损伤,在可以进食时应少吃多餐,在不能进食而由肠外供给营养素时,要考虑到各营养素合理比例,并要供给上述各种维生素。

41.2 高气压环境对营养素代谢的影响

在经济建设与军事上常需要人潜入水中在水下工作,在水中每下潜10m静水压就增加1个大气压。由于静水压的存在,人在水下必须呼吸与潜水深度压强相等的压缩气体,否则人将受挤压,这样机体便处于高气压环境中。高压环境对机体产生一定的影响,主要是潜水浓度与呼吸气体的成分这两个主要因素影响机体。潜水深度愈深,人所受的压力也愈大。当潜水深度超过150~250m时,易出现高压神经综合征。而呼吸气体中氧或氮分压太高时,可发生氧中毒或氮麻醉等。在60m以上深潜水时,呼吸气体中要用氦替换氮以防止发生氮麻醉,而氦的导热系数为空气的6.23倍,故呼吸氦氧混合气体时,人体将丧失更多的热能。人体处于这种高气压特殊环境中如何保护良好的状态,是许多研究工作中所要解决的问题。70年代以后陆续发表了高压环境中热能代谢及某些营养素代谢的研究报告,但系统地研究各营养素代谢变化尚少见。由于饱和潜水在水中停留时间较普通潜水长,因此所见到的资料大多数是饱和潜水条件下的营养素代谢研究结果。

41.2.1 热能代谢

进行潜水作业后,大多数潜水员体重都下降。有人观察到在5ATA(ATA为绝对压即,静水压加水面上的1个大气压)条件下呼吸压缩空气时,潜水员的氧耗量明显大于常压下的氧耗量。在7ATA条件下呼吸氦混合气体时,氧耗量较在常压下增加20%。潜水员的基础代谢在常压下与其他人相近为6048KJ,然而在26ATA时上升为6720KJ,31ATA时为10500KJ。在18.6ATA氦氧饱和潜水时,24h连续测定发现,当环境温度为31℃(舒适温度)时,潜水员能量消耗较加压前增加12%,而当环境温度为27℃(有凉意的温度)时,潜水员的能量消耗较加压前增加26%。若只测定白天休息时的能量消耗则较加压前分别增加了11及54%。另一作者报告,在43ATA舒适的温度中,休息时的能量消耗较加压前增加12%。但有人观察到潜水员的基础代谢较正常值低,在观察40名潜水员在加压后于常压环境中测定,70%的人基础代谢低于正常值的4~33%。8%的人在正常值范围,也有22%的人高于正常值。总的说来,潜水浓度愈深,呼吸气体为氦氧混合气,作业环境温度低时热量消耗增加愈多。

在高压环境中热能消耗虽然增加,但潜水员摄入的热量却难以达到消耗的水平。在常压下潜水员摄入的热量为13230KJ,16ATA时只能维持此水平,在21ATA时即下降为12180KJ。在另一实验观察到,常压下潜水员摄入热量为12180KJ,26ATA时即减少为10080KJ,31ATA时进一步减少为8400KJ,即仅为加压前摄入量的69%,而此时基础代谢却为加压前的1.7倍,摄入的热量远不能满足热能消耗的需要。

41.2.2 蛋白质代谢

在较浅的潜水中就能观察到潜水员的蛋白质代谢变化。如在1.83ATA空气饱和潜水巡潜到4.1ATA、2.5ATA空气空气饱和潜水巡潜到4.1ATA以及7ATA氮氧饱和潜水中,都观察到潜水员血清尿素氮含量在潜水时增加,尿中尿酸、尿素排出量皆增加,这些变化被认为是高压环境引起蛋白质分解代谢增加。在我国进行的模拟36.5m氮氧饱和潜水26天的实验中,在高压环境中潜水员摄入蛋白质量减少,尿氮排出量随之下降。而在另一模拟200m氦氧饱和潜水实验中,蛋白质摄入量明显低于常压环境,而尿氮排出量未见明显变化。在减压过程中,4名潜水员有2人尿氮排出量超过了氮的摄入量呈负氮平衡。并且经高压暴露后,血清游离氨基酸含量下降,其中必需氨基酸下降较多。有人报告,在43ATA氦氧饱和潜水实验中,潜水员摄取固定的膳食,随着气压增高尿氮排出量进行性地增加,血浆中甘氨酸含量显著上升,赖氨酸与缬氨酸含量也稍增加,这表明高气压对蛋白质分解代谢产生的影响。在动物实验中观察到,在高压环境中,蛋白质的消化吸收率为95.6~98.2%与常压环境相近,补充蛋白质有利于补偿高压应激,可使生长良好。

41.2.3 脂肪代谢

在19.2ATA氦氧饱和潜水条件下,潜水员血中胆固醇先增加后逐渐下降,而血中游离脂肪酸减少,并持续到减压后。

41.2.4 维生素代谢

多种维生素是辅酶的组成部分,对物质代谢有重要的作用。在高压环境中机体处于应激状态时,它们有何变化也是人们所感兴趣的。潜水员生活在27ATA模拟氦氧饱和潜水巡潜到31.5ATA22天中,24h尿中维生素排出量的变化按每g肌酐计算,核黄素、N′-甲基尼克酰胺、尼克酸,叶酸和吡哆醇在第7天前后都有一过性的增加,而硫胺素在加压后却持续地减少,红细胞转酮酶活力下降。血中维生素A、胡萝卜素及抗坏血酸未见明显变化。在模拟36.5m氮氧饱和潜水26天中,尿中维生素排出量也见到类似的变化。在高压环境中停留较短时,维生素代谢的变化有所不同,潜水员在11ATA条件下4.5h后,24h尿中硫胺素、核黄素和N′-甲基尼克酰胺排出量较加压前显著增加,而4-吡哆酸与抗坏血酸的排出量都明显减少,在加压后6个月复查时,除4-吡哆酸排出量恢复到加压前水平外,其余与开始的变化相似。在大白鼠的实验中发现,饲料中维生素量较普通饲料增加1倍时,对在11ATA氦氧条件下的大白鼠生长无益,但能使在浓度较深的21ATA氦氧条件下的大白鼠生长较快。若维生素的量仅增加25和50%时,能使于11ATA氦氧条件下的大白鼠生长良好,而不能使在21ATA氦氧环境中的动物维持正常的生长。这些结果表明要使动物在高压环境中生长良好,必须增加维生素的供给量,且深度愈深增加的量愈多。特别是若不增加硫胺素、泛酸、生物素或维生素K中任何一种,则动物不能维持正常生长,若不增加维生素A、D和E中任何一种,则使动物处于不能维持正常生长的边缘。

41.2.5 水盐代谢

在高压环境中水盐代谢有明显的变化。在加压过程中尿量明显增加,即高压利尿。这在空气饱和潜水、氮氧饱和潜水以及氦氧饱和潜水中均可观察到,在18.6ATA氦氧饱和潜水中进行体液平衡实验时观察到,潜水员尿量在高压条件下长期增加,海平面时每天排出尿量2000ml,在18.6ATA氦氧环境下及温度为31℃时,尿量为2600ml。此时每天摄取水量或身体总水量皆无明显变化,而不显性失水明显减少,较1ATA时低35%。在18ATA时血浆醛固酮浓度及尿醛固酮排出量明显增加,而抗利尿激素排出量明显减少,因此认为高压利尿主要是由于抗利尿激素减少而抑制了不显性失水。进一步的实验表明,当气压增加时,通过呼吸的不显性失水减少很小,而从皮肤丧失的不显性失水激烈减少。许多研究者都观察到钠、钾排出量增加,但钠与钾之比在高压下较常压时为小,即虽然尿中钠、钾排出量都增加,但钾排出量增加较多。观察在4、10.2、23.8ATA氦氧环境中,潜水员尿中除钠、钾、氯排出增加外,磷的排出量也增加,并持续到减压的早期。血液中矿物质的浓度比较稳定,如观察到在36~40.5ATA氦氧环境中,潜水员血中钠、钾、钙、镁、铜和锌等在加压前后皆未见明显的变化。在43ATA氦氧环境中进行钙平衡实验中未见有何明显变化。

41.2.6 高气压环境中工作人员的营养保证问题

从上所述可以看到,高气压条件能影响营养素的代谢,如热能消耗增加,蛋白质分解代谢增加,某些维生素需要量增多,一些矿物质损失较多,总的说来营养素需要量增加。一些作者提出了热量、蛋白质、脂肪和碳水化物的供给量,热量多为16800KJ。为维持体重,研究者提出摄入的热量应为该环境中基础代谢的1.7~1.8倍。也有人提出若在海中作业要考虑到在水中失热,供给的热量还应增加。蛋白质的供给量为120~200g,脂肪为160~178g,碳水化物为400~500g。在膳食供给时,要注意供给充足的必需氨基酸、不饱和脂肪酸和微量元素,维生素供给量要较一般环境中多,每天至少给硫胺素、核黄素各2.5mg,尼克酰胺25mg和抗坏血酸100mg。

要考虑到在高气压条件下人们食欲减退的问题,为了使潜水员能摄入足够的营养素,要照顾到各人的喜好与口味。在供给食物的品种方面,许多人都强调应供给充足的果蔬与饮料,少给产气的食物。在加压前2~3h供给高碳水化物,低脂肪的易消化的膳食较好,加压中给含糖的点心可快速供给热量,由于加压时尿量较多,有人提出每天每人至少要给水和饮料2L,但饮料中不含酒精饮料。在大白鼠实验中看到,在减压前2.5~3h内摄入含脂肪多的食物与大量进食,对动物体内气泡生成过程有很大的影响,多脂血症在压力剧降时对人,动物都是非常危险的。

在高气压环境中可因作业不当等原因引起潜水疾病,如由于气压改变而发生的减压病,或由于呼吸气体中气体成分分压变化而发生的氧中毒、氮麻醉等。近来也开始注意到减压病、氧中毒与营养素的关系。

减压病的发病机制尚未完全了解,但血液浓缩,血管收缩及血管内凝血在减压病中都可见到。在狗的实验中观察到,加压后狗的血浆容量减少,若在加压前和减压后静脉注射尼克酸(每kg体重给15mg),可使血容量减少明显减轻。

对预防氧中毒曾进行一些实验,用等热量而蛋白质含量不同的饲料喂饲大白鼠6天或12天,然后将动物置于98%氧中,吃25%酪蛋白者生存时间比吃3%酪蛋白者长,喂饲6天者生存时间延长29%,喂饲12天者延长34%。用标准饲料,高饱和脂肪酸(氢化可可油)及多不饱和脂肪酸三种饲料喂饲大白鼠33天,然后暴露于100%氧中,食高饱和脂肪酸者死亡率大大增加,68h内全部死亡,而食其它两种饲料者,于96h后仅死亡54%。食高饱和脂肪酸者肺中双键脂肪酸含量也较其它两组少得多,说明食物中饱和脂肪酸使肺中饱和脂肪酸含量增加,以致增加了对氧毒性的敏感性。另外有实验表明,大白鼠置于6ATA100%氧的环境中,22min即出现氧中毒症状(痉挛),若喂给淀粉饲粉饲料48h后放在同样条件下,发生痉挛的时间延迟10min,而且死亡率也明显下降,表明糖负荷后增加了对高压氧的耐受力。氧中毒痉挛时,脑中糖原由93μg/g脑组织下降为21μg/g脑组织。若在加压前36h给15%葡萄糖加钾的水溶液,可使痉挛发生的时间推迟20min,死亡率由75%下降为25%。另外,在饲料中补充硒喂饲动物4周以上,可减轻由于持续暴露于1ATA氧引起的肺部中毒的严重程度。饲料中补给维生素E12周,对氧中毒也有对抗作用,但效果不如硒。

41.3 低气压环境对营养素代谢的影响

在低气压环境中,由于吸入气中氧分压较在常压下低,使肺泡气中氧分压下降,从而使肺泡中氧分压与血液中氧分压之间压力差下降,单位时间内肺泡弥散到毛细管的氧减少,结果使动脉中氧分压下降,血氧饱和度下降。这又造成血液与组织中氧的压力差下降,使氧由血液向组织弥散的量减少,组织中供氧不足而发生缺氧,突然的严重缺氧者可发生昏迷,轻者可出现高山适应不全与高山病。但机体经缺氧锻炼后可以适应低气压环境。低气压环境如高原、高空环境还往往伴有低温。因此,低气压环境对代谢的影响常伴有低温的影响。另外许多实验表明,低气压暴露时,不同性别的代谢变化是不一样的。

缺氧可使消化腺分泌减少,唾液、胃液、胆汁及肠液的分泌量皆减少。初入3200m高原者,空腹胃液量及胃液中游离盐酸含量都较当地人低。缺氧还引起胃排空时间延长,初入高原的人仅有27%的人于2h内排空,而当地居民却有66.7%的人于2h内排空。

41.3.1 热能代谢

在低气压环境中能量需要量增加,有人在4300m高度观察到,暴露5天后,劳动时的能量消耗较在地面上增加3~15%,9天后增加17~35%,但在这样的高度,因食欲减退使摄入热量减少,第1天妇女的摄入热量为海平面时的58%,男子的摄入热量为海平面时的72%。一周后妇女食欲皆恢复至暴露前的水平,而男子在两周后仍未恢复至原水平,热量平衡为负平衡。

41.3.2 三大营养素代谢

人体突然暴露于4300m高地14天,血清中谷氨酸浓度上升,氨基酸的代谢物牛磺酸、尿素浓度也上升,而亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸等必需氨基酸浓度下降,这些变化与蛋白质摄入不足的变化相近。由于热量摄入减少,很快就要利用体内蛋白质,因此出现了负氮平衡。动物实验也发现,狗急性暴露于5000m高度时,肠中蛋白质消化吸收延缓。大白鼠在360Torr环境中暴露3天,吸收甘氨酸量减少。另发现大白鼠突然于4300m高度,暴露2天时,结合于肝、脾、十二指肠和肾上腺等蛋白质的氨基酸量减少,而到30天时即无此现象,表明突然缺氧时蛋白质分解代谢增强。

在暴露于4300m高度后第1天,血浆中脂肪酸含量即增加,男子持续增加,2周末已增至原含量的190%,妇女的血浆脂肪酸含量有一过性增加,1周后就恢复至原水平。男子血浆中胆固醇含量和总脂含量持续性减少,而血浆中磷脂的浓度持续性增加。

在血脂含量变化的同时,血糖含量也有变化,男子的血糖在暴露初期降至原含量的95%,一周以后基本恢复到原水平。妇女在暴露初期血糖下降较多,下降到暴露前含的79%,2周后恢复到暴露前的95%。并且在血糖下降的同时,血浆酮体和甘油有一过性的增加。

41.3.3 维生素和矿物质代谢

20名志原者在3200m高度10天,第10天血清钾含量由原来4.21±0.072mmol·L-1增加至4.60±0.094mmol·L-1,两者有显著差异,而血清中钠、镁和钙在10天中皆无明显变化。然而在更高的高度3771m,无机盐代谢却有明显的变化。血清钠、钙从第1天开始即明显下降,以后维持于低水平,血清镁从第2天开始持续增高,血清钾无明显变化。尿中钠、钾排出量在到高原的初期明显减少,以后逐渐回升。而尿中钙、镁排出量却持续减少。虽可任意饮水,但无论在3200m或在3771m的高度,尿量都持续减少。在4300m高度也观察到6天中总体水减少2.25kg,其中细胞外液增加1.27kg,细胞内液减少3.52kg,所以主要是细胞内液明显减少。

在模拟8000m高度缺氧条件下,每天停留90min,连续4天或9天,大白鼠尿中核黄素排出量明显上升,而肝中核黄素含量较不缺氧的对照动物明显减少。尿中硫胺素排出量较不缺氧的对照组少,暴露9天的动物脑中硫胺素的含量较不缺氧的对照组低。急性缺氧后,不论饮料中是否添加包括抗坏血酸在内的多种维生素,大白鼠肾上腺中抗环血酸的含量皆明显下降4042。表明缺氧环境也影响了维生素代谢。

41.3.4 高原环境中膳食的供给问题

早在1908年就已有人提出建议,认为高碳水化物膳食有利于消除缺氧引起的症状,在模拟3350m高度摄取水果、糖果等高碳水化物膳食,与摄取肉、鸡蛋、干酪和干果等低碳水化物膳食比较,摄取高碳水化物者呼吸气体交换量、动脉中氧分压以及血氧饱和度皆增加。在飞行前吃高碳水化物者,可以飞达相当于4572~5182m的高度,冰行前若吃高蛋白膳或高脂肪膳者或不进餐,都不能达到这样的高度。青年人在海平上运动突然转到4267m高度,给相同热量的两液体食物,热量来源中两种膳食的蛋白质皆占12%,高碳水化物膳含碳水化物68%,含脂肪20%;高脂肪膳中含碳水化物48%,含脂肪40%。食用高碳水化物膳者,强劳动的技能较好,临床症状较少。然而,近年来也有不同的报告,如于4300m高度12天,给高碳水化物膳者体重下降为3.96kg,给低碳水化物膳者体重下降3.54kg。看来增加膳食中碳水化物含含量对减少体重下降并不有利。另外,动物实验发现,给三种不同饮料,按食物组成比例计算其成分为:①普通饲料——含碳水化物50%,蛋白质20%,脂肪4%;②高碳水化物饲料——含碳水化物75%,蛋白质12%,脂肪2%;③高脂肪饲料——含碳水化物25%,蛋白质12%,脂肪为52%。大白鼠食用以上饲料均置于模拟4877m高度,环境温度28℃,每天5h共27天。平均每只大白鼠每日摄入热量为84~122KJ,食高碳水化物饮料的动物最多,食高脂肪饮料的动物最少,生长率以高碳水化物组最好,普通饮料组次之,高脂肪组最差,几乎无增长。然而间断暴露4877m高度30天后,再放于10668m高空急性缺氧暴露时,食高碳水化物组存活时间为11.0±6.6min,吃普通饲料组为12±5.1min,而食高脂肪组存活时间皆超过60min。长期给高碳水化物食物,使动物不能耐受突然暴露于缺氧环境。

在大白鼠的饲料中加入硫胺素,核黄素,尼克酰胺,叶酸,对氨基苯甲酸,泛酸钙,维生素B6B12、P、K、E及抗坏血酸等12种维生素,在动物突然暴露于12000m时,20min的存活率为63.33%,而食用未加这些维生素饮料的对照组存活率为41.03%,到60min时对照组已无存活的动物,而食用加维生素饮料组尚存活23.33%,到300min时仍有10%存活。食用加维生素饮料的动物其心肌中细胞色素氧化酶及琥珀酸脱氢酶的活力较对照组明显增高,心肌与脑组织中的辅酶I含量也较对照组明显增加。在动物的饲料中供给胡萝卜、苹果等都可提高突然暴露于缺氧环境中的存活率。

青年人在进入4700m高度、气温为0~15℃环境中,热能消耗为13400~16800KJ,在膳食中补充维生素A6000IU、硫胺素20mg、核黄素2mg、抗坏血酸300mg、尼克酰胺20mg、维生素B65mg、泛酸钙5mg、维生素E60mg、B1550mg、P50mg等10种维生素,不仅可以保持机体较好的营养水平,而且能提高人们对高原的一些适应能力,心电图好转,高山不适应症状减少。

在高原生活的人,由于同时伴有寒冷,因此应供给充足的热量。供给热量中蛋白质来源应占12%,碳水化物占60%以上,或每天供给碳水化物量不应低于320g。还有人主张在高原缺氧环境中每人每日最少应食用75g蔗糖。由于在缺氧条件下造血活性增加,因此应增加铁的供给量。

在发生急、慢性高山病时,皆要用综合疗法,应给高碳水化物膳,这可以减轻急、慢性高山病的症状及急性高山病所引起的体力下降。补给多种维生素是综合治疗措施中不可缺少的一项,特别要补给维生素A、硫胺素,核黄素、吡哆醇、抗坏血酸及维生素P。由于消化道功能受到影响,因此要供给易消化的食物。

41.4 有害物质与营养素的关系

机体对有害物质的敏感性与机体的营养状况有密切的关系。平衡的营养及体内有正常的生化过程时,机体能很好地减轻有害物质所造成的紊乱。如当供给的膳食不是平衡的,则可造成机体内营养紊乱,有害的物质的毒性可因而增强。从大多数的实验结果看出,蛋白质摄入较低(如饲料中含酪蛋白3.5%)或缺乏,会使许多有害物质的毒性增加。但蛋白质含量太高时(如饲料中含蛋白质81%),也会使有害物质的毒性增加。水溶性维生素特别是抗坏血酸、核黄素及硫胺素对有害物质毒性有防护功能。缺乏脂溶性维生素则可增加有害物质的毒性。膳食中补充无机盐可以降低某些金属元素的毒性。别外,一些有害物质与单个营养素之间还存在着特殊的关系。然而,到目前为止,有害物质与营养素之间的关系尚未充分加以研究,但已有一些保护性膳食可供给接触有害物质人员作用。以下仅对一些较常见的有害物质与营养素的关系略述如下。

41.4.1 铅

铅可使神经、造血系统、消化道、心、肾受损害,是作用于全身各系统的毒物。脂肪可以促进铅在小肠中吸收,因而摄取大量脂肪可增加铅进入机体。而膳食中蛋白质及某些氨基酸可影响铅的毒性,膳食中缺少蛋白质,可使铅中毒加重。在接触铅以前摄入低蛋白质或低蛋白质低热量的饲料,可使动物接触高浓度铅时肾功能受损,尿中排出的葡萄糖和氨基酸增加,饲料中补充蛋氨酸可以减少动物组织中摄取203Pb。金属元素及维生素也可影响铅的毒性,大白鼠饲料中含500ppm铅,可使动物生长迟缓和贫血。若在饮料中同时加入400ppm铁及1%抗坏血酸可预防生长迟缓和贫血。仅给铁即有良好作用,可能是铁抑制了铅的吸收。长期接触铅时,由于铅促进抗坏血酸的氧化,因此血液与尿液中抗坏血酸含量都减少,并出现牙龈出血、牙龈炎及皮下出血等。补充抗坏血酸后,兔子血中铅含量明显下降,但血红蛋白含量无明显变化。有的实验表明,缺乏维生素E可使铅中毒的含血症状较单独缺乏其它营养素更为严重。在儿童中观察到钙的营养状况与血中铅浓度存在负相关。饲料中含其它营养素更为严重。在儿童中观察到钙的营养状况与血中铅浓度存在负相关。饲料中含钙、磷、铁、锌及铜较低时,可使动物的铅中毒加重。供给接触铅的人员保护性膳食,每天供给一餐,其营养素组成为:热量5729KJ,蛋白质占15.5%,脂肪占26%,同时补给抗坏血酸150mg。

41.4.2 镉

镉可引起贫血,并干扰锌和铁的代谢。饲料中不同的蛋白质含量对镉的毒性影响不大,如饲料中含大豆蛋白质10、20及30%时,镉的毒性无何差异。而抗坏血酸与一些金属元素对镉的毒性即有良好的预防作用。给大白鼠喂饲含20%酪蛋白的饲料,饲料中加入50ppm氯化镉后,即可抑制大白鼠生长。若在这种饲料中同时加入0.5及1.0%抗坏血酸时,可使动物生长正常,肾、肝中镉含量明显减少,但不能防止贫血。若在给抗坏血酸的同时还补充铁,则不仅能明显防止镉对大白鼠生长的抑制作用,还能预防贫血,肝中镉含量减少尤为明显,同时还能防止肝脏铁含量的减少。饲料中补给锌、铁、铜、胱氨酸及注射抗坏血酸可以预防贫血,铁与抗坏血酸对生长迟缓有明显的防护效果,且使骨中镉含量减少。但加入铬、钴、硒、镍、钼和叶酸皆无防护作用。由此可见,接触镉的人员应补给抗坏血酸与铁。

41.4.3 有机磷

有机磷进入体内使肝功能受到损害,调查报告表明,接触有机磷人员的血清中白蛋白含量及白蛋白、球蛋白比值,皆较未接触者低。大多数接触者血浆中抗坏血酸含量低于正常值,并有牙龈出血,说明体内消耗抗坏血酸较多。硫胺素、核黄素的消耗量也增加。接触有机磷的人员应供给充足的热量与蛋白质,还应补给抗坏血酸150mg,硫胺素4mg。

41.4.4 苯

苯进入体内可引起中枢神经及植物神经系统功能紊乱及造血功能受损。接触苯可使蛋白质需要量增加及抗坏血酸消耗量增加。摄入高蛋白质与多种维生素,可预防与治疗苯中毒。每kg体重给1mg维生素B4,可预防兔子苯中毒时血小板减少,给吡哆醇可使白细胞增加,补给维生素B12对红细胞与血小板生成有效。供给接触苯的工作人员的膳食,应给充足的热量及蛋白质,还应补给抗坏血酸150mg。

41.4.5 二硫化碳

我国学者报告,在各营养素摄入相近的条件下,每人每日摄入75g蛋白质,接触二硫化碳者其血清白蛋白含量较不接触者少,白蛋白与球蛋白比率下降,每日虽摄入较多的硫胺素(1.86~2.69mg),但仍有人出现硫胺素缺乏症,核黄素与抗坏血酸的缺乏症也较不接触者多,表明接触二硫化碳者体内消耗蛋白质和硫胺素增加。膳食中蛋白质含量太多或较低时,会使蛋白质代谢紊乱,对防护二硫化碳的毒性不利。膳食中热量来源比例中蛋白质占54%时,使二硫化碳在体内储积,加重了其毒性。食物中如富含色氨酸与含硫氨基酸,可使血液中二硫化碳浓度增高。长期补给吡哆醇与谷氨酸对二硫化碳有解毒作用。有人提出接触二硫化碳者的有效保护性膳食的组成为:热量5653KJ,蛋白质46g,其中动物性蛋白质应有23g,含硫氨基酸及色氨酸共2.216g,脂肪39g,碳水化物194g,其中单糖与双糖为35g。要长期供给抗坏血酸150mg,硫胺素4mg,吡哆醇5mg,谷氨酸500mg。

41.4.6 中氯化碳

有麻醉作用,并能损害肝、肾。动物实验报告大白鼠每kg体重每日给160mg四氯化碳,总剂量为每kg体重6.4g,饲料中若缺乏水溶性维生素则可使四氯化碳的毒笥加重,表现为体重和血清蛋白含量下降,血清总脂及胆固醇含量增加。而饲料中缺乏维生素E时,这些症症更加明显。饲料无碳水化物时,四氯化碳代谢活性强,对肝损害极大。乙醇能使四氯化碳毒性增加。若饲料中碳水化物含量增加时,可使四氯化碳代谢活性下降,高碳水化物食可减轻乙醇的作用。供给接触四氯化碳人员的膳食应含充足的蛋白质、碳水化物及各种维生素。

41.4.7 刺激性气体与营养素的关系

有人调查接触低浓度的氨、氮氧化合物及含有一氧化碳气体的工人营养状况时,发现他们尿中4-吡哆酸排出量较未接触者低3倍,血中维生素B6总量也较低,因此建议每人每日供给维生素B6的量不能低于2mg,最好供给4mg,这样可提高血中维生素B6总量及尿中4-吡哆酸的排出量。

暴露于含3ppm二氧化氮的空气中,动物肺部将受损伤。若每kg饲料中加入维生素E50IU,喂养动物8周后,连续暴露于3ppm二氧化氮7天,结果肺部损伤很少,饲料中若缺乏维生素E,则能加剧这种损伤。给接触二氧化氮人员一种复合剂可以防护对呼吸道的损害,其组成为甘草亭酸(glycyrrhetic acid)1mg、硫胺素0.5mg、核黄素1mg及维生素B60.5mg。还有人提出在氮氧化合物条件下的工作人员,每人每日应供给视黄醇2mg,抗坏血酸100mg。

二氧化硫也是一种刺激性气体,进入机体后可使肝受损害,暴露于二氧化硫浓度为60~120mg/m3的大气中的工人,82.6%的人肝受损害,73%的工人血清总蛋白与白蛋白含量都下降,白蛋白、球蛋白比值下降。二氧化硫经肺入血后能与硫胺素结合,使硫胺素含量减少,并降低血清中抗坏血酸的水平,若在二氧化硫作用前给大量的硫胺素(每只成年豚鼠每日给5mg)或抗坏血酸(每只成年豚鼠每日给50mg)都能防止这种变化。

以上所介绍的供给在有害物质条件下工作人员的保护性膳食,有许多相近之处:即应供给充足的热量、蛋白质及维生素。至于结合各有害物物质以研究合理的营养,则尚需做更深入的工作。

41.5 噪声环境对营养素代谢的影响

噪声已属环境污染因素之一。60dB的噪声令人不快,而90dB的噪声则使人震耳欲聋。在噪声长期作用下,大大减低了人体的劳动能力及劳动生产率,并且增加外伤率,还会引起以下症状:疲劳、易激动、情绪不稳定、反应迟缓以及记忆力减退。噪声对消化道功能的影响也是明显的,60kB噪声即能抑制胃的正常活动,80kB噪声使胃、肠收缩力减弱,并使消化液分泌量减少,胃酸度下降,也使唾液分泌量减少。噪声引起的听力障碍早已引起人们的注意,在预防听力下降的措施中,很早就注意到应用一些维生素。但系统地研究在噪声环境中机体的营养素代谢状况尚少。

41.5.1 对蛋白质、脂肪代谢的影响

观察10名志愿者于110dB主要频率为150~2000Hz的环境中,经44次检查发现这些人血中谷氨酸含量明显下降,而谷酰胺含量增加,这是由于中枢神经系统为结合大量氨生成谷酰胺而消耗了谷氨酸。在注射3H-DL亮氨酸后,豚鼠暴露于85dB噪声环境中,结果发现暴露12h后,耳蜗基底部的所有感觉细胞浆中标记的氨基酸增加。若连续暴露12h,则标记氨基酸增加更多。这可能是表明耳蜗蛋白质合成增加。观察57名对象在交通噪声[Leq*=85dB(A)]条件下工作一天,及在无噪声条件下[Leq<50dB(A)]工作一天,发现受噪声影响而使工作质量下降,心理紧张,血压升高,脉率增加,血清中镁、蛋白质,胆固醇含量增加。家兔在全身振动(频率100Hz,振幅0.5mm)及中频噪声90dB共同作用下,每天暴露3h,连续3个月后,血浆中游离胆固醇与β-脂蛋白含量均较对照组增加54%,而红细胞膜与肝线粒体的脂质含量下降。

41.5.2 对维生素代谢的影响

人在噪声环境中,尿硫胺素、尼克酰胺和吡哆醇排出量都减少。动物实验中发现,大白鼠暴露于噪声115环境中每日8h,2日后每100g肝中硫胺素含量由523μg下降为385μg。脑、肾和血液中硫胺素含量也下降,但一周后渐逐回升。另外在暴露于噪声的同时,每g体重给0.4μg硫胺素皮下注射,180min内大白鼠的肾和脑中总的硫胺素含量与游离型硫胺素含量,都较给同量硫胺素而未暴露于噪声环境的动物低。胃、肝与血中总的硫胺素含量也有类似的变化。

大白鼠在受到噪声115 频率为3000Hz作用8h后,尿中吡哆醇与4-吡哆酸排出量增加,一周后达最大值,然后逐渐下降,2周后下降到最低值,然后逐渐回升到暴露前水平。内脏中吡哆醛和4-吡哆酸含量在噪声刺激后下降,以后的变化与尿中吡哆醇及4-吡哆酸排出量的变化相近。硫胺素与核黄素也有类似的变化。

豚鼠体重500g,暴露于110dB、125Hz噪声条件下,每日4h共21日,前13天每只豚鼠每日给抗坏血酸25mg,后8天每只豚鼠每日给100mg,对照组同实验组一样供给抗坏血酸。在噪声作用下,前13天每日给25mg抗坏血酸者,尿中抗坏血酸排出量略低于对照组,每天给100mg抗坏血酸后,对照组尿中抗坏血酸排出量即明显增加,而暴露于噪声环境的动物尿中抗坏血酸排出量基本上无变化。暴露于噪声环境后,豚鼠肾上腺的抗坏血酸含量明显下降,而肝、肾、脾和脑中的抗坏血酸含量与对照组比较无明显差别。

以上结果表明,噪声可使体内一些营养素消耗增加,因此,人们暴露于噪声环境中应多供给些营养素如氨基酸与维生素,特别是水溶性维生素,有人认为对消除噪声对机体的不良影响是有效的。研究报告提出,每日暴露于110dB3h的工作人员,给复合维生素制剂,可以明显提高他们在噪声环境中的工作效率,制剂中含硫胺素4mg,核黄素4mg,吡哆醇4mg,尼克酰胺30mg,抗坏血酸200mg。大量的吡哆醇对噪声引起的大白鼠痉挛有明显的防护效果,吡哆醇用量为生理剂量的4倍。若与硫胺素、核黄素合用可增强防护效果,特别是同时给琥珀酸盐(每kg体重给100mmol腹腔注射)及谷氨酸(每100g饲料中加0.25g)效果更加明显。最近又有人提出含有10种维生素、微量元素,和氨基酸的复合制剂,提供在噪声及其它应激条件下的工作人员作用。

关于防护噪声引起听力损伤方面,早先有人提出给大剂量维生素A(每人每日给10万IU)可使噪声引起的听阈偏移较少,并使听力受影响后恢复较快。但另有报告提出在约100dB噪声作用下,每日给维生素A10万IU者与给安慰剂者比较,其听阈偏移未见有何差异。因此,认为补给维生素A只对原来维生素A营养不良者有用,若维生素A营养状况良好者,补给维生素A对听力无改善作用。在动物实验中也观察到类似情况,豚鼠暴露于噪声130dB、频率1000Hz环境中,每天6h共21天,暴露前每吸豚鼠每日口服维生素A5000IU共7天,结果表明维生素A防治内耳声损伤的效果不明显。暴露前每只豚鼠每日维生素B1225、100μg肌肉注射,也未发现有防治内耳声损伤的作用。而每日每只豚鼠肌肉注射硫胺素5mg,可见到有防护内耳声损伤的效果。

41.6 救生条件下的营养保证

救生条件是指发生灾害,战争以及失事等需求营救的情况,这时无法供给正常膳食,人体处于饥饿或半饥饿状态,这种状态下机体营养素代谢有何变化,如何保证机体不受严重损伤,有许多人作了研究。人们发现处于这种条件下物质代谢确有许多变化。

41.6.1 暂时饥饿时代谢变化

短暂的饥饿时(24h),体内主要能源是肌肉蛋白质和脂肪组织中的甘油三酯,通过糖原异生作用产生的葡萄糖供脑组织,红细胞和白细胞等利用,身体其它部分都利用脂肪酸与酮体。而在长期饥饿时(5~6周),人体发生一系列代谢适应,肌肉蛋白供能减少,主要由脂肪组织供能,这样可以节约体内的蛋白质,脑组织也可以利用酮体,这是最重要的代谢适应。

饥饿一周后,血中葡萄糖含量下降,游离脂肪酸、乙酰乙酸、β-羟基丁酸和甘油等含量增加,而氨基酸总量逐渐减少。各个氨基酸的变化为:甘氨酸含量增加,缬氨酸、高氨酸、异亮氨酸有一过性增加后减少,精氨酸进行性减少,赖氨酸无变化,丙氨酸从饥饿一开始就急剧下降,饥饿40天时,血中浓度为饥饿前的1/3。丙氨酸主要来于肌肉蛋白,是肝糖原异生作用的主要氨基酸。

41.6.2 完全饥饿时代谢变化

完全饥饿时对体内物质代谢影响,6名20~52岁健康男子绝食10天,但可以任意喝水,咖啡和茶,每天能量消耗约为10500KJ,观察在这种条件下的代谢变化。发现饥饿时首先失去体内水分,丢失盐类,并消耗体内的蛋白质作为能量来源。在饥饿早期,血中许多氨基酸浓度上升,糖原异生活跃。前7天体内的蛋白质分解较多,后3天机体开始保存蛋白质,10天中丢失的氮相当于体内丧失535g蛋白质。饥饿一天后尿中即检出酮体。在10天绝食中,体重平均下降9.5%,其中一半为失水。开始每天负水平衡为1212ml,以后逐渐减少,平均每天负水平衡减至650ml。随着失水机体丧失很多盐类、平衡每天丢失钠为1.87g(1.56~2.32g),丢失钾1.52g(1.12~2.10g),钙129mg(67~166mg),镁96mg(37.6~170mg),氯20.2mol(6.8~84.8mol)。尿中维生素排出量逐渐下降,饥饿经10天24h硫胺素、核黄素、吡哆醇排出量分别为0.056、0.16、0.012mg,为饥饿前的20、14、18%;尼克酸排出量变化不大。绝食10天后受试者体力很弱,心电图都有异常变化,智力也受到影响。

41.6.3 摄取低热量时对机体代谢的影响

在观察摄取低热量对机体代谢的影响时发现,不同的热源比对机体代谢的影响是不同的,不同热原比的食品为:①精制糖块70g,供给热量1176KJ;②巧克力70g,供给热量1638KJ,其中含蛋白质5.3g,脂肪26g和糖35.5g,热量分布蛋白质占5.3%,脂肪占60%,糖占36.4%;③肉罐头100g,供给热量916KJ,含蛋白质23g,脂肪13g,糖0.1g,热量分布蛋白质占42.2%,脂肪占53.7%。7名男性食用这些食品5天,每天能量消耗为12600~14700KJ,饮水量为1L。机体变化如表41-1所示,从表中可以看出虽然巧克力供给热量较多,但体重下降与血糖减少都较其它两种食品多,而且血浆游离氨基酸含量也下降,出现了酮尿。食肉罐头者摄入的热量虽较食巧克力者少722KJ,但体重下降与血糖减少的量皆相近,且能维持血浆游离氨基酸的浓度,特别是维持了必需氨基酸的浓度,但尿中酮体排出较多。吃精糖块者体重下降较少,血糖下降不显著,主观感觉也较好。吃这些食物后尿中无机盐排出量皆减少,吃巧克力者减少较多。

表41-1 食用各种食品后体重与血糖等的变化情况

体重下降(%) 血糖(mg%) 体内氮损失(%) 血浆游离氨基酸(mg%) 尿酮(mg/日)
必需 非必需
糖块 4.9 84.3±3.92 9.98±0.09 10.27±0.14
食后5天 68.4±2.52 5.6 11.94±0.09 13.26±0.11
巧克力 实验前 5.5 83.4±4.85 11.65±0.09 13.05±0.11
食后5天 62.3±2.91 5.2 10.37±0.06 12.19±0.08 868~1261
肉罐头 实验前 5.4 80.4±9.2 14.53±0.81 10.90±0.61
食后5天 55.6±4.4 5.7 16.91±0.62 11.40±0.59 1848~3451

另外观察到8人每天摄取热量为1764KJ的碳水化物,有量消耗约1344KJ共10天,其中4个人只供给必需量的无机盐,另4人在此基础上再补充一些无机盐,10天后两组体重平衡下降5.7及4.1kg,尿中未检出酮体。补充无机盐者体重下降较少,而且体脂、无脂体重、体水的含量损失均较不补充无机盐者少。但氮的损失两组都较多,分别为每天丢失氮6.1及6.2g。说明仅供给碳水化物不能防止身体脱水与蛋白质分解。若每天供给2000kJ蛋白质40g及碳水化物80g的膳食10天,每天消耗热量1512KJ,10天内消耗体内蛋白质约4~5%,出现负氮平衡,每天每人损失钠约5g。在湿热环境中,已习服好的年轻士兵分四组,每天分别摄入2520、4200、6300和14700KJ共10天,每天热能消耗约15120KJ,实际摄入热量为1667±193、3982±319、5720±160、13864±1596KJ。前三组士兵体重皆下降,氮、钠、钾皆为负平衡,但体力未见下降。在这种气候条件与热能消耗水平下,为防止发生负氮平衡,摄取的热量应大于5712KJ,应供给充足的水与盐。在寒冷条件下每天供给热量6300、12600及14910KJ,饮水不限,观察3~5天,测定4.8km跑步及穿雪鞋跑步以评价其体力时,三组间未见有何差别。我国学者报告,青年男性每天摄取6300KJ,食品内含脂肪57~66%,蛋白质8.5%,每天饮水1.5L,消耗热能约8820KJ,6天后体重下降,皮下脂肪减少,血压呼吸和脉搏数以及体温都降低,心电图出现心动过缓,握力、耐力稍降低,但手榴弹投掷成绩与平时相近。尿pH降低为5.5~6.0,血酮在最初二天升高,最高达0.52mmol·L-1,但24h尿酮排出量未增加。氮平衡前三天为-4.01~-5.28g,后三天为-4.50~-4.67g。若每天同样摄取6300KJ,但脂肪量只含25%,蛋白质含量增加至15%,碳水化物含60%,食用后血酮未见升高及前三天氮平衡仅为-1.52g,其余变化与以上相近。

饥饿时体内要丢失一部分水,体重65kg的人体内含水约40L,若损失2L即感到不适及工作效率差,若损失8L即可引起死亡,因此保存体内水是很重要的。在普通气候条件下,每人每天通过皮肤和肺损失水至少800ml,通过肾必须排出水约500ml,在饥饿与休息状态下,体内每天产生氧化水200ml。因此,为预防体内失水,每天至少要摄取1L水,基在炎热气候或体力活动时还要增加。但不能饮用海水,海水含Na+420mmol·L-1与Cl-470mmol·L-1,肾脏不能浓缩这么高浓度的液体。有人观察到每天摄取热量2520KJ,供给盐、蛋白质、脂肪和碳水化物时,只有碳水化物能保留体内钠,从而保留了体内的水。即使热量增至6300~8400KJ,但仅由蛋白质和脂肪组居的膳食,无集结给或不给盐,都不能防止体内钠与水的丢失。基以50g葡萄糖换下等热量的脂肪,就可使保留体内的钠与水。饮水量与体重下降有密切的关系,有人观察到,每天摄取热量为4200KJ的碳水化物膳食,饮水900ml,5天中体重下降6.4kg。若每天饮水1800ml,体重减少4.5kg。若饮水不受限制,则体重下降为3.1kg。

41.6.4 救生条件下膳食供给的特点

首先应供给水,在常湿环境每天至少供给1L水。膳食供给的热量远低于通常的标准,供给的膳食应能防止发生酮病减少蛋白质分解,保持体液平衡,降低电解质排汇,在一周内仍能可保持一定的工作能力。有人提出为维持10~12天中有最大的工作能力,每天至少要摄取热量5880KJ,其中含碳水化物100g,每kg体重维0.8g蛋白质,供给必需的维生素和无机盐。还有人提出理想的应急食品每供给4200KJ热量应供给2g食盐,这样可以补偿每天的损失并保存体内水,若热量中5~10%由蛋白质供给,则组织蛋白质损失最少,也能保存体内水,但更多的蛋白质将产生更多的尿素而增加水的需要量。

短期内(5天)供给热量每天低于2100KJ者,主要供给碳水化物,可使体重和血溏下降较少。供给热量为6300KJ时,碳水化物占60%,蛋白质占15%,脂肪占25%,较相同热量但脂肪占57~60%、蛋白质占15%,脂肪占25%,较相同热量但脂肪占57~60%、蛋白质占8.5%、碳水化物31.5~34.5,可使体内负氮平衡减少。

目前,推荐用于救灾的膳食组成如下:

①供基本工作人员用:工作时每4h供给一份,每份食品供给1400KJ热量,蛋白质25g及硫胺素0.875mg。

②不从事救灾工作的健康人(4岁以上)每天供给1L水,热量5880KJ,蛋白质35g,硫胺素1mg。6个月至4岁儿童,每天至少供给热量5040KJ,蛋白质35g,硫胺素0.6mg。婴儿至6个月小孩,每天每kg体重至少供给热量462KJ,蛋白质3.2g,硫胺素0.4mg。孕妇每天应供给热量9480KJ,蛋白质80g,硫胺素1.2mg。乳母每天应供给热量12600KJ,蛋白质95g,硫胺素1.5mg。

短时间的饥饿在给正常膳食后,各种不良的影响即可恢复。长期饥饿或严重的饥饿后,补给营养要慎重,要考虑到他们的消化道壁已变薄,消化酶缺乏,消化功能已经下降。开始可以经静脉补给营养,或选择易消化的食物。多次给小量脱脂乳有较好的效果,每次可给100ml,若给脱脂乳粉可按10~15%浓度配制成牛奶,供给酸牛乳也有较好的效果。当病人逐渐恢复时,可以给半固体食物,在给这些食物时,应补充维生素、钾和镁等,这对恢复体力有好处。再喂食后可能发生水肿,因此要限制盐的摄取。若发生腹泻与低血压,且1~2周后无好转,则说明身体已有不可逆的变化,预后不好。

41.7 应激状态对营养素代谢的影响

许多因素如机体本身的饥饿,创伤、大手术、剧痛、感染、没有睡眠、精神紧张等,或环境因素如高气压、低气压、噪声、寒冷、炎热及严重中毒等都可使机体处于应激状态引起下丘脑-垂体-肾上腺皮腩轴的兴奋,使促肾皮腩释放素、促肾上腺皮肤南激素及糖皮质激素的分泌增加导致一系列的代谢变化,这种非特异性的合身反应称为应激反应。机体处于饥饿、创伤、感染以及各种环境因素条件下的营养素代谢变化,在以上章节皆已介绍。因而不再赘述。精神紧张对营养素代谢的影响亦早受人们的重视,人们在进行人体平衡实验中,常出现不理想的结果,这被认为是伴有情绪与心理因素的影响。如一妇女已维持氮平衡数月,在听到儿子受伤的消息后,虽然未显出情绪激动,摄取的食物也无变化,但即出现明显的负氮平衡,当得知儿子伤全愈后,又恢复为正氮平衡。有关精神紧张对营养代谢的影响研究尚不多,这里仅略述一下有关的问题。

41.7.1 热能代谢与三大营养素代谢

精神紧张可使热能消耗增加,如飞行员在非飞行日的基础代谢为每小时265±7.1KJ,而飞行日的基础代谢就增加为每小时292±9.7KJ。

大学新生在学院考试时精神紧张,使蛋白质代谢发生变化。虽然氮的吸收率与平时相近变化并不大,而尿氮的排出较精神不紧张时却明显增多,11人中有8人呈负氮平衡,但血清总蛋白未见明显改变。在考试后再一次测定时,氮平衡及尿氮排出量都恢复到考试前的平时状态。在观察飞行员处于4种不同情况:①单纯飞行;②飞行伴有低氧,相当于在2438m高度;③飞行伴有干燥;④飞行伴有低氧及干燥等应激条件下。发现虽然环境条件不同,但飞行员尿中氨基酸排出的变化情况是相近的,碱性氨基酸排出量增加,中性氨基酸中等程度增加,而酸性氨基酸排出量明显减少。这表明主要是飞行紧张引起氨基酸排出发生这些变化。另有报告飞行员在第1日飞行时,尿中牛磺酸、苏氨酸、谷酰胺、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸及组氨酸排出量较不飞行时明显增加,到飞行第4日时基本恢复到不飞行时的水平。而有人发现血液中皮腩醇含量增加时,苏氨酸、谷酰胺、丙氨酸和且氮酸排出增多。

在海军新兵进行水下爆破训练时,观察到事先经过训练与未经训练的人员中,血清胆固醇和尿酸含量的变化是不一样的。事先经过训练的人员,在实行水下爆破训练计划时情绪好,血清尿酸在早期即增加,血清胆固醇在整个训练期间都是稳定的。而未经训练者,在实行水下爆破训练计划时,情绪不如前者好,血清尿酸在中期才开始增高,二周后血清胆固醇含量明显增加,表明情绪与血清尿酸含量明显相关。

41.7.2 维生素与矿物质代谢

有人报告在精神紧张时某些维生素需要量增加。飞行员在飞行日排出维生素最较非飞行日光,担任飞机试飞的飞行员排出维生素量较变通飞行员少,说明精神紧张者体内消耗较多的维生素。精神紧张时排出量减少的维生素有:抗坏血酸、硫胺素、核黄素、尼克酰胺和吡哆醇等。我国学者报告,对高中毕业班学生在毕业考试前、考试期间及考试后进行了维生素饱和实验,发现在考试期间尿中排出硫胺素,核黄素及抗坏血酸明显减少,平均值皆低于正常排出量,考试后又回升到考试前的水平。而N′-甲基尼克酰胺排出量在考试前、考试期间及考试后皆无明显变化。

精神紧张时钠排出量有增加的趋势,钾的排出量增加较多。如大学生平时钾排出量每日88~97mol,在考试时即增加为108~130mol。钙、磷排出敢增加,但这些变化皆未达到统计学上的显著性。由于钙、磷吸收在平时与考试时无差异,因此钙、磷平衡在应激时较低。

41.7.3 应激时的营养素补充

以上资料表明,精神紧张的应激使机体代谢发生一些变化,为了使机体能更好地适应这种应激条件,应补给一些营养素。在精神紧张时供给维生素,可使因精神紧张引起的一些变化得到改善。宇航员在进入空间站工作时伴有精神紧张的应激,供宇航员的膳食为142g蛋白质、154g脂肪、649g碳水化物,热量17262KJ。膳食中含维生素A2mg,硫胺素2.53mg,核黄素2.41mg,尼克酸31.8mg,抗坏血酸74mg,在进入空间站后又补给维生素A2mg,硫胺素,核黄素各3mg,尼克酰胺10mg,抗坏血酸100mg。补给维生素后可使胆固醇由原来6.8±0.88mmol·L-1下降为5.8±0.78mmol·L-1,磷脂与胆固醇比率由0.99±0.02上升为1.13±0.03,β-脂蛋白由0.76±0.0066g·L-1下降为0.72±0.0071g·L-1,未补充维生素时则无这些变化。另有人提出应增加缬氨酸、蛋氨酸与胱氨酸的供给量。还有人发现,色氨酸摄取量较多时,人们的情绪较摄取量少时好。色氨酸在脑内形成5-羟色胺,这过程需要吡哆醇参与。5-羟色胺对中枢神经系统有内抑制作用,在精神紧张状态下补充色氨酸与吡哆醇,有利于在精神紧张的应激条件下保持中枢神经系统的稳定。

还有人提出补给“营养矫正添加物”(Nutrition correction supplements)有利于在应激条件下提高工作效率。这种添加物中包括:谷氨酸、门冬氨酸、蛋氨酸、B簇维生素、抗坏血酸、芦丁、尼克酰胺、维生素A、核酸、有机钾、钙、镁和磷酸盐。实验结果表明,在给这些添加物20天后,工作力提高,步行率增加,协调动物紊乱减少,智力劳动时计算较快。

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42 膳食调查

42.1 膳食调查是营养调查的基础

膳食调查的目的是要了解不同地区、不同生活条件下某人群或某个人的饮食习惯、日构成的优缺点,了解存在的主要问题,研究其对于人民健康以及常所吃的食物种类和数量,再根据食物成分表计算出每人每日各种营养素的平均摄入量,根据目前营养学知识和体格测量、临床体征检查和营养状况的实验室检验等结果,评定其膳食儿童的生长发育有什么影响,从而改善饮食的调配,并为国家食物的计划生产和改进人民营养状况提供科学依据。

42.1.1 膳食调查的内容

膳食调查主要包括:①调查期间每人每日所吃的食物品种、数量,这是膳食调查最基本的资料;②了解烹调加工方法对维生素保存的影响等;③注意饮食制度、餐次分配是否合理;④过去膳食情况、饮食习惯等,以及调查对象生理状况,是否有慢性病影响等。

42.1.2 膳食调查的方法

根据具体情况可采用记帐法,称重法、询问法、膳食史法及熟食采样分析法等方法。营养工作者必须选择一个能正确反映个体或人群当时食物摄入量的方法,必要时可并用两种方法。

调查日数一般为5~7日,其中不包括节日。若居民有星期日吃得较好的习惯则应包括星期日在内的7天调查。调查的日数也随膳食管理方法及调查方法而定。如在包伙制的机构(托幼机构)可用记帐法进行调查,调查日数可长达一个月到半年,应用询问观察法可以对儿童一个月内的膳食情况作出比较准确的估计,为研究癌症患者不同膳食组分(如脂肪、膳食纤维等)作为不同部位的癌肿的危险因子时则常用膳食史的方法,调查期可长达数年。

42.1.3 膳食调查的计算和步骤

第一步 膳食资料的收集与整理

①记帐法记录被调查单位各种食物消耗量为期一个月,并仔细统计每日吃饭人数,以求出平均每人每日各种食物消耗量。

②称量法系将伙食单位(或个人)每日每餐各种食物食部消耗的数量都另以称衡记录。一般烹调以前的生重、烹调后的熟重和剩余的熟食量须称量记录并求出生熟比例,然后将一天各餐的结果相加取得一日的各咱食物消耗量。各种食物须经分类综合,然后求得每人每日食物的平均消耗量(参用表42-1及42-2)。

第二步 资料的计算

以上方法取得的原始资料按食物成分表计算出每种食物所供给的能量和各种营养素。记帐法可按每公斤食品计算,称重法按100g食物计算,所求得的总量即为调查期间该人群(或个人)平均每人每日热能和各种营养素摄入量(参用表42-3)。

第三步 计算膳食中各类食物的重量及百分比

三大营养素的热能比及热能的三餐分配,蛋白质的食物来源分配(参用表42-4及42-5)

表42-1 食物消耗量登记表

日期 餐别 品名 总重量(kg) 可食量(kg) 熟后量(kg) 剩余量(kg) 净食量(kg) 备注

表42-2 食物量计算表

类别 品名 每日每种食品共计(kg) 总计(kg) 每人每日消耗食品净重量(kg)
1 2 3 4 5 6 7

表42-3 每人每日营养素摄入量计算表

食物名称 重量(g) 蛋白质(g) 脂肪(g) 碳水化物(g) 热量(kcal) 钙( mg) 磷(mg) 铁(mg) 维生素A(IU) 胡萝卜素(mg) 硫胺素(mg) 核黄素(mg) 尼克酸(mg) 维生素C(mg) 粗纤维(g)
总计

表42-4 膳食成分、热能及蛋白质来源分配

项目 总数 谷类 豆类及豆制品 叶菜类 根茎类 瓜果类 肉类 鱼类 乳类 蛋类 植物油 纯糖 其他
膳食成分 重量(g)
%
热量来源 重量(g)
%
蛋白质来源 重量(g)
%

表42-5 每人每日所得三大营养素发热量及其热能比

类别 摄入量(g) 所发热量(kcal) 热能比
蛋白质
脂肪
碳水化物
合计

第四步 评价。膳食调查的结果可以与我国颁布的营养素供给量标准[参见表42-6,另附美国居民膳食营养素供给量标准(1980)]进行比较。如果某种营养素的供给量长期低于标准的90%,则往往可能有营养不足症发生;如长期低于标准的70%则有发生营养缺乏病的可能。

42.2 食物成分表

食物成分表现在广泛地被用于计算营养素摄入量,这是膳食调查必需用的工具书。为了解或改进某个地区人民膳食营养状况首先要知道该地区食物的成分,没有这样的资料,膳食调查记录就无法计算。

食物成分表的局限性是膳食调查中潜在的误差来源:第一,食物成分表的数值是基于化学分析的结果:也可能不够正确。例如化学分析可能过高地估计某些食物的维生素含量。这种误差也可能由于分析方法的缺陷而引起。例如用酸或在碱处理食物可以算出膳食纤维的含量,而Southgate的酶学方法则给出完全新的膳食纤维数值。还有,食物成分表上的数值一般为平均值,在不同区域或季节的特殊情况下,该表的食物营养素含量可能不准。食物成分表上的数据应针对被调查的人群尽量采用接近的数据,则可使此类误差减到最小。第二,食物成分表可能未全部列出被调查的个人所摄入的食物。因此,在“拼盘”的情况下,应特别注意其中配料的重量。通常国外的食物成分表是按照食物的标准原料配方来估算其中各项食物的含量。目前,我国尚未将各地的典型配方一一列入成分表内,故调查者应较精细地估算此种食物的配料,亦包括佐粒在内。第三,食物成分表的数值是营养工作者用来作为书面资料的,因而可能引入人为的误差。特别当营养工作者须作判断或解释时是如此。严格的训练以及按食物成分表使用规定可能减少此类误差。再者,食物成分表没有包括生物利用率。因此,食物含有的某个数量的营养素并不意味在生理上是可利用的。因为食物营养素的吸收率会因其他物质而受阻滞:钙在肠道可与植酸盐结合形成不溶性的植酸钙而影响吸收就是一个例子。

表42-6 每日膳食中营养素供给量(1981年修订)

类别 能量(kcal) 蛋白质(g) 钙(mg) 铁(mg) 维生素A②(μg视黄醇当量) 硫胺素(mg) 核黄素(mg) 烟酸(mg) 抗坏血酸(mg) 维生素D③(μg)
婴儿(不分性别) 初生~6个月 120kcal/kg体重 2.0~4.0 400 10 200 0.4 0.4 4 30 10
6~12个月 100kcal/kg体重 kg体重① 600 10 200 0.4 0.4 4 30 10
儿童(不分性别) 1岁以上 1100 40 600 10 300 0.7 0.7 7 30 10
2岁以上 1200 40 600 10 400 0.7 0.7 7 35 10
3岁以上 1400 45 800 10 500 0.8 0.8 8 40 10
5岁以上 1600 50 800 10 1000 1.0 1.0 10 45 10
7岁以上 2000 60 800 10 1000 1.2 1.2 12 45 10
10岁以上 2200 70 1000 12 1000 1.4 1.4 14 50 10
少年男子(体重47kg) 13岁~ 2400 80 1200 15 1000 1.6 1.6 16 60 10
(体重53kg) 16岁~ 2800 90 1000 15 1000 1.8 1.8 18 60 10
少年女子(体重45kg) 13岁~ 2300 80 1200 18 1000 1.5 1.5 15 60 10
(体重48kg) 16岁~ 2400 80 1000 18 1000 1.6 1.6 16 60 10
成年男子(体重60kg) 18~40岁 极轻体力劳动 2400 70 600 12 1000 1.2 1.2 12 60 10
轻体力劳动 2600 75 600 12 1000 1.3 1.3 13 60 10
中等体力劳动 3000 80 600 12 1000 1.5 1.5 15 60 10
重体力劳动 3400 90 600 12 1000 1.7 1.7 17 60 10
极重体力劳动 4000 105 600 12 1000 2.0 2.0 20 60 10
成年女子9体重(53kg) 18~40岁 极轻体力劳动 2200 65 600 15 1000 1.1 1.1 11 60 10
轻体力劳动 2400 70 600 15 1000 1.2 1.2 12 60 10
中等体力劳动 2800 75 600 15 1000 1.4 1.4 14 60 10
重体力劳动 3200 85 600 15 1000 1.6 1.6 16 60 10
孕妇(第4~6个月) +300 +15 800 18 1000 1.8 1.8 18 80 10
孕妇(第7~9个月) +300 +25 1500 18 1000 1.8 1.8 18 80 10
乳母 +800 +25 2000 18 1200 1.8 1.8 18 100 10

①人奶喂养按2g/kg体重,牛奶喂养按4g/kg体重

②1ug视黄醇当量=1ug视黄醇或6ugβ-胡萝卜素,1国际单位维生素A=0.3ug视黄醇 1ug胡萝卜素=0.167ug视黄醇当量

③按胆钙化醇(维生素D3)计10ug,胆钙化醇=400国际单位维生素D

某些食物的维生素含量。这种误差也可能由于分析方法的缺陷而引进。例如用酸或碱处理食物可以算出膳食纤维的含量,而Southgate的酶学方法则给出完全新的膳食纤维数值。还有,食物成分表上的数值一般为平均值,在不同区域或季节的特殊情况下,该表的食物营养素含量就可能不准。食物成分表上的数据应针对被调查的人群尽量采用接近的数据,则可使此类误差减到最小。第二,食物成分表可能未全部列出被调查的个人所摄入的食物。因此,在“拼盘”的情况下,应特别注意其中配料的重量。通常国外的食物成分表是按照食物的标准原料配方来估算其中各项食物的含量。目前,我国尚未将各地的典型配方一一列入成分表的数值是营养工作者用来作为书面资料的,因而可能引入人为的误差。特别当营养工作者判断或解释时是如此。严格的训练以及按食物成分表使用规定可能减少此类误差。再者,食物成分表没有包括生物利用率。因此,食物含有的某个数量的营养素并不意味在生理上可利用的。因为食物营养素的吸收率会因其他物质而受阻滞:钙在肠道可与植酸盐给合形成不溶性的植酸钙而影响吸收就是一个例子。

42.3 膳食调查的注意事项

(1)膳食调查的研究也是一项群众工作,必须要有群众的合作才能很好的完成。调查者必需得到集体单位的领导、托幼机构的保健员、家长及炊事员充分的协作才能得到可靠的资料。因此,调查前,一般要通过当地卫生行政部位和居民委员会的介绍和联系调查单位;调查者当详细说明调查目的和方法,并了解当时市场上主要食物的供应情况和当地居民一般的生活和饮食习惯。

(2)调查工作目的在于为下一步的改善提出依据。因此,在调查过程中要关心群众,尽可能不要影响群众的工作和生活,要注意从实际出发,同时必需仔细考虑在具体条件下如何抓住主要问题。

(3)调查者应注意,填写调查表格时要字迹清楚。一律用钢笔或圆珠笔,计算结果均要复核一次并签写调查者的姓名。

(4)结合调查,及时宣传普及卫生知识。工作结束离开时要有交代。

42.4 调查方法的评述

(1)称重法(或称量法)此法可以应用于集体食堂、家庭以及个人的膳食调查。调查期间调查对象在食堂或家庭以外吃的零食或添加的菜等,均需根据不同的调查对象采用不同方法以取得这部分资料。该方法较为细仔精确,可调查出每日膳食的变动情况和三餐食物的分配情况。虽然结果准确,但所费人力大,不适合于大规模的个体调查工作(如肿瘤流行病学调查)。

(2)记帐法适用于有详细帐目集体单位的膳食调查。根据该单位每日购买食物的发票和帐目,出勤人数的记录,得到在一定期限内的各种食物消耗总量和就餐者的人日数(一个人一天吃早午晚三餐时算一个人日),从而计算出平均每人每日的食物消耗量。此方法在帐目精确和每餐用膳人数统计确实的情况下相当准确,并可调查较长时期的膳食状况,适用于全年四个季度的调查,调查的手续较简便,所费的人力少,且易于为膳食管理人员掌握,使调查单位能定期的自行调查计算,作为改进膳食质量的参考。

(3)询问法(Dietary inquiry methods)在客观条件限制不能进行记帐法或称重法时,应用询问法对个体的食物消耗量也能得到初步的了解。如对一般门诊病人或孕妇可询问最近三日或一周内每天所吃食物的种类及重量加以估计。同时了解患者的膳食史,饮食习惯及有无忌食,偏食等情况,此种简单的方法是为了解在特定时期内所吃的餐数,仅提供食物摄入量的频数,显然对于流行病学前瞻性和回顾性调查是必需的,其目的是将大量被调查个体按各种食物组分的消费量分成高和低两档,关键在于此种分类是否可行、可靠性如何。

①膳食24h回忆法(Dietary recall) 应用本法的第一份表格要求调查对象在询问之前列出他在特定时间内所吃的食物及其分量,要求用家用量器作计量单位,例如将各种蔬菜切成平时烹调的形状,然后取一碗称其重量,以后用碗计数。根据通常的食物成分表计算分析营养素摄入量。可是因为回忆当天食谱可能极不典型,在癌肿个体流行病学研究方面应用较少。人们认为此法可用于集体单位的当时食物消耗量的估计,于是个体逐日的膳食与日常膳食的差异可能相互抵消。

②膳食史法 本法为Bruke所创立的,鉴于人体生长发育受到长期饮食习惯的影响,人们认为采用膳食史法可获得调查对象的通常的膳食构成(模式Dietary pattern)。最原始的方法有三个组成部分:A.记录某人通常一餐吃的食品;B.饮食习惯的了解,是采用一张预先记录好的详细食物清单;C.要求调查对象保存3天的食物记录,从而估计出常吃食物之量。在膳食与生癌关系的研究中,膳食史法经过修正后,已得到广泛的应用。主要是利用直观教材定量食物的摄入量或者记录家庭用的衡量器皿之数量,再藉食物成分表换算成营养素摄入量。此方法可应用于大规模的流行病学个体调查。但必须由训练有素的,通晓调查对象的膳食构成知识的营养师来掌握。例如,熟悉当地主副食种类、定量供给情况、市场供应食物的品种、价格和产销情况,并对食物加工、熟重及体积之间的关系有较明确的概念。

中国医学科学院卫生研究所曾将上述方法与称重法作了比较。随机选择了第三孕期妇女20名,在同一时期内分别进行三天称量、三天记录,一次性询问膳食史和24h回忆的方法调查其食物消耗量。结果表明膳食史及24h回忆法所得结果在主要营养素摄入量的相符率可达到90%以上,误差在5%以内;三天记录法误差在10%左右。因此,在我国现有的膳食情况下,采用膳食史、24h回忆及询问法调查食物消耗量、评定人群营养状况亦是可行的。

42.5 用微型计算机进行膳食营养成分计算

在当前开展临床营养和营养与疾病的关系的营养流行病学研究时,多以个体为对象。对于个体的膳食调查或集体的膳食调查,不论那一种方式,所得的原始数据是大量的,将各种原始数据先演算成每人每日(或每餐)各种食品的摄入量,然后需逐一查阅食物成分表,分别计算出各营养素和热能摄入量,有时为了特殊需要还要计算出必需氨基酸、脂肪酸、胆固醇或某些微量元素的摄入量。这样,用手工或计算器完成上述计算既费时间又容易出错。在治疗饮食食谱制订过程中,对于一位技术熟练的营养师,在数据处理及计算上也需要2天左右的时间。这些大量的繁重的计算任务,如能借助于微型计算机,则可以使该项工作迅速正确地完成,并节省大量人力和时间。

膳食营养成分计算可根据本地区、本单位的要求选择合适的计算机语言,沈杰等用计算机Basic语言编制了一套程序,其功能可根据调查所得原始资料如食品名称,消耗和人数上计算出每人每日各营养素的摄入量、能量来源和膳食构成比等数据资料。该程序已在Apple-Ⅱ和Intercolor-3021两种微型计算机上投入使用,其速度比用计算器提高30倍以上。兹将该程序应用情况简述于后,以供参考。

(1)功能该程序在磁盘上存贮了《食物成分表》中的241种常用食物的蛋白质、脂肪、碳水化物等一般营养成分和氨基酸、胆固醇、脂肪酸的含量以及24种人员营养成分供给量标准等数据,计算时就依照这些数据得出结果。

若用户的食物中有上述241种以外的食品,相应的营养成分可在程序运行时从计算机键盘上输入。输出结果为7张打印的表格(其中表1见表42-7),计算50种食品约需8min时间。

(2)食物分类表清单(使用时提供给用户)食物分类基本按照《食物成分表》,对个别品种加以合并、成为下列十七类:

A类: 粮谷类及其制品 B类: 干豆类及其制品
C类: 鲜豆类 D类: 根茎类
E类: 叶菜类 F类: 瓜茄类
G类: 咸菜类 H类: 菌藻类
I类: 鲜果及干果类 J类: 硬果类
K类: 畜肉及其制品 L类: 乳及乳制品
M类: 禽肉类 N类: 蛋及蛋制品
O类; 鱼类 P类: 软体动物类和虾类
Q类: 调味品及其它

每一类中又分若干种,以序号编排。如A类中A1:籼米,A2:粳米等。

(3)数据的安排与准备

①随机文件数据:程序使用了四个放在磁盘上的随机文件。它们是:DATA1——一般营养成分表,DATA2——氨基酸含量表,DATA3——脂肪酸,胆固醇含量表,DATA4——24种人员营养素供给量表。程序均以软盘形式加以保存和应用。

每一种食品的相应营养成份又成为一个记录。因此,程序运行时以文件名字和记录号存取相应食品的数据。

②程序中DATA语句输入的数据;调查数据的预处理分为两类:

第一类:集体食堂调查所得各餐用膳人数及各类食品每餐摄入量。且将用膳人数处理成不同劳动强度的人日数。

第二类:个体询问法或记录法,以频度和估量的方法获得各类食品每年、每月、每周或每日的摄入量。

例如第二类预处理包括:A.输入重量单位选用g还是斤;B.所要计算的个体数;C.食物的重量是净重还是毛重;D.计算内容的选择(一般营养素、氨基酸、脂肪酸等的选择);E.计算对象所属劳动强度的编号。以上数据在程序运行中,以人机对话形式,经计算机屏幕提示,作为控制参数,由键盘输入(附运算示意图)。

(4)运算示意图

膳食营养成分运算示意图说明:

①膳食调查原始资料。每人每日餐摄入食物的名称,数量(斤或g,毛重或净重),或集体单位进食人数和性别比例和劳动强度分级。

②营养素。在计算程序运行中可任意选择。按用户的需求进行运算。包括一般营养成分(食物成分表中所列)、必需氨基酸、饱和与不饱和脂肪酸、胆固醇、钾、钠、氯、镁以及微量元素等。

③各种病人的特殊营养素供给要求,主要指糖尿病、心血管疾病、外科手术病人及不同肿瘤患者等的营养要求。

④特殊人群的营养素供给要求,主要指各类运动员,舞蹈演员、接触有毒有害物质的人群及老年人等

对于已经编制好的程序附有应用说明者,用户可根据该程序的说明和操作步骤,只需短期操作训练,即能运用自如。

输出结果(用户可根据需要选择其中下列若干表格);

表42-7——一般营养素摄入量以及占供给标准的比例。

表42-8——氨基酸摄入量。

表42-9——脂肪酸胆固醇摄入量。

表42-10——蛋白质的食物来源。

表42-11——脂肪的食物来源。

表42-12——三大营养素所供热能及热能的三餐分本。

表42-7 每人每日营养素摄入量及与供给量标准比较

蛋白质(g) 脂肪(g) 糖(g) 热量(KJ) 粗纤维(g) 钙(mg) 磷(mg) 铁(mg) 视黄醇当量(mg) 硫胺素(mg) 核黄素(mg) 尼克酸(mg) 抗坏血酸(mg)
摄入量 36.9 36.7 228.6 1393 2.3 648 742 20 840 0.75 0.82 10 165
供给量标准 65 2200 600 15 1000 1.1 1.1 11 60
与供给量标准 56.8 63.3 108 134.4 84.0 68.6 74.9 94.4 275
比较(%)

表42-13——膳食构成。

按个体资料计算程序的上述资料从键盘上输入,劳动强度按女性轻体力劳动;鉴于资料未分餐次,其一天的营养素总摄入量结果,可见表42-7~42-12。

表42-8 每人每日必需氨基酸摄入量(mg)

缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苏氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 甲硫氨酸 赖氨酸 酪氨酸 胱氨酸 组氨酸
摄入量 1771.6 2690.1 1176.6 1310.9 1365.8 447.7 710.3 1762.1 280.4 522.5 539.2

表42-9 每人每日胆固醇和脂肪酸摄入量

胆固醇(mg) 饱和脂肪酸(g) 不饱和脂肪酸(g)
单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 亚油酸
摄入量 99.9 11.8 11.6 7.9 6.4

表42-10 蛋白质的食物来源

动物性食物 豆类及其制品 其他食品
重量(g) 16.49 0.15 20.25
比例(%) 44.7 0.41 54.89

表42-11 能量来源

蛋白质 脂肪 碳水化物
热能(KJ) 147.6 330.7 914.5
比例(%) 10.6 23.7 65.66
建议比例(%) 10~14 <30 60~70

表42-12 脂肪的食物来源

动物性食物 植物性食物
重量(g) 25.45 11.29
比例(%) 69.27 30.72

表42-13 膳食构成比例(%)

摄入量 粮谷类及其制品 豆类及其制品 肉类及其制品 鱼、水产品及其制品 禽蛋类及其制品 蔬菜类 其他食品
重量(g) 250 2.86 56.1 270 243
比例(%) 30.4 0.35 6.8 32.9 29.6

(5)举例某老年妇女一天各种食品的摄入量记录如下:

食品名称 编号 重量(g) 食品名称 编号 重量(g) 食品名称 编号 重量(g)
籼米 A1 200 牛奶 L2 225 猪肝 K3 10
面粉 A4 50 肥肉 K2 2.80 素油 Q2 8.0
食糖 Q12 10 精肉 K3 40 猪肉 K1 3.33
嫩豆腐 B6 2.86 青菜 E2 220 马铃薯 D2 25
苹果 I6 25

参考文献

1.上海第一医学院:实用内科学(上册)801页,人民卫生出版社,1980

2.Newell GR et al:"DietaryDiaries and Histories" in "Nutrition and Cancer:Etiology andTreatment".p 111~120,1981

3.中国生理科学会营养学会公共营养专题讨论会:论文摘要编,南京,1983

4.每日膳食中营养素供给量(1981年修订)生理科学进展13(1):69,1982

5.沈杰、陆瑞芳等:营养学报7(3):228,1985

附录:推荐的每日膳食中营养素供给量

(中国营养学会1988年10月修订)

类别 体重(kg) 能量(kcal或MJ) 蛋白质(g) 脂肪(脂肪能量占总能量的百分比,%) 钙(mg) 铁(mg) 锌(mg) 硒(μ g)
婴儿 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别
初生~6个月 6.7 6.2 120/kg体重 2~4kg体重 45 400 10 3 15
7~12个月 9.0 8.4 100/kg体重 30~40 600 10 5 15
儿童
1岁~ 9.9 9.2 1100(4.6) 1050(4.4) 35 35 25~30 600 10 10 20
2岁~ 12.2 11.7 1200(5.0) 1150(4.8) 40 40 600 10 10 20
3岁~ 14.0 13.4 1350(5.7) 1300(5.4) 45 45 800 10 10 20
4岁~ 15.6 15.2 1450(6.1) 1400(5.9) 50 45 800 10 10 40
5岁~ 17.4 16.8 1600(6.7) 1500(6.3) 55 50 800 10 10 40
6岁~ 19.8 19.1 1700(7.1) 1600(6.7) 55 55 800 10 10 40
7岁~ 22.0 21.0 1800(7.5) 1700(7.1) 60 60 800 10 10 50
8岁~ 23.8 23.2 1900(8.0) 1800(7.5) 65 60 800 10 10 50
9岁~ 26.4 25.8 2000(8.4) 1900(8.0) 65 65 800 10 10 50
10岁~ 28.8 28.8 2100(8.8) 2000(8.4) 70 65 1000 12 15 50
11岁~ 32.1 32.7 2200(9.2) 2100(8.8) 70 70 1000 12 15 50
12岁~ 35.5 37.2 2300(9.6) 2200(9.2) 75 75 1000 12 15 50
少年
13岁~ 42.0 42.4 2400(10.0) 2300(9.6) 80 80 25~30 1200 15 20 15 50
16岁~ 54.2 48.3 2800(11.7) 2400(10.0) 90 80 1000 15 20 15 50
成年
18~ 63(参考值) 53(参考值)
极轻劳动 2400(10.0) 2100(8.8) 70 65 20~25 800 12 18 15 50
2600(10.9) 2300(9.6) 80 70 800 12 18 15 50
3000(12.6) 2700(11.3) 90 80 800 12 18 15 50
3400(14.2) 3000(12.6) 100 90 800 12 18 15 50
极重 4000(16.7) - 110 - 800 12 - 15 50
孕妇(4~6个月) +200(+0.8) +15 1000 28 20 50
孕妇(7~9个月) +200(+0.8) +25 1500 28 20 50
乳母 +800(+3.3) 25 1500 28 20 50
老年前期
45~
极轻劳动 2200(9.2) 1900(8.0) 70 65 20~25 800 12 15 50
2400(10.0) 2100(8.8) 75 70 800 12 15 50
2700(11.3) 2400(10.0) 80 75 800 12 15 50
3000(12.6) - 90 - 800 12 15 50
老年
60~
极轻劳动 2000(8.4) 1700(7.1) 70 60 800 12 15 50
2200(9.2) 19.00(8.0) 75 65 800 12 15 50
2500(10.5) 2100(8.8) 80 70 800 12 15 50
70岁~
极轻 1800(7.5) 1600(6.7) 65 55 800 12 15 50
2000(8.4) 1800(7.5) 70 60 800 12 15 50
80岁以上 1600(6.7) 1400(5.9) 90 55 800 12 15 50

(续表)

类别 碘(μg) 视黄醇当量(μg) 维生素D(μg) 维生素E(mg) 硫胺素(mg) 核黄素(mg) 烟酸(mg) 抗坏血酸(mg)
婴儿 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别 不分性别
初生~6个月 40 200 10 3 0.4 0.4 4.0 30
7~12个月 50 200 10 4 0.4 0.4 4.0 30
儿童
1岁~ 70 300 10 4 0.6 0.6 6 30
2岁~ 70 400 10 4 0.7 0.7 7 35
3岁~ 70 500 10 4 0.8 0.8 8 40
4岁~ 70 500 10 6 0.8 0.8 8 40
5岁~ 70 750 10 6 0.9 0.9 9 45
6岁~ 70 750 10 6 1.0 1.0 10 45
7岁~ 120 750 10 7 1.0 1.0 10 45
8岁~ 120 750 10 7 1.1 1.1 11 45
9岁~ 120 750 10 7 1.1 1.1 11 45
10岁~ 120 750 10 7 1.2 1.2 12 50
11岁~ 120 750 10 8 1.3 1.3 13 50
12岁~ 120 750 10 8 1.3 1.3 13 50
少年
13岁~ 150 800 10 10 1.6 1.5 1.6 1.5 16 15 60
16岁~ 150 800 5 10 1.8 1.6 1.8 1.6 18 16 60
成年
18~
极轻劳动 150 800 5 10 1.2 1.1 1.2 1.1 12 11 60
150 800 5 10 1.3 1.2 1.3 1.2 13 12 60
150 800 5 10 1.5 1.4 1.5 1.4 15 14 60
150 800 5 10 1.7 1.6 1.7 1.6 17 16 60
极重 150 800 5 10 2.0 - 2.0 - 20 - 60
孕妇(4~6个月) 175 1000 10 12 1.8 1.8 18 80
孕妇(7~9个月) 175 1000 10 12 1.8 1.8 18 80
乳母 200 1200 10 12 2.1 2.1 21 100
老年前期
45~
极轻劳动 150 800 5 12 1.2 1.2 12 60
150 800 5 12 1.2 1.2 12 60
150 800 5 12 1.3 1.3 13 60
150 800 5 12 1.5 1.5 15 60
老年
60岁 ~
极轻劳动 150 800 10 12 1.2 1.2 12 60
150 800 10 12 1.2 1.2 12 60
150 800 10 12 1.3 1.3 13 60
70岁~
极轻 150 800 10 12 1.0 1.0 10 60
150 800 10 12 1.2 1.2 12 60
80岁以上 150 800 10 12 1.0 1.0 10 60

注:1.推荐的每日膳食中营养素供给量是依据我国目前的膳食模式拟定的,即膳食中动物性食品供给的能量约为总摄入能量的10%左右,动物性食品和大豆供给的蛋白质约为总摄入蛋白质的20%左右。

2.1~18岁儿童青少年体重,引自《中国九市儿童青少年体格发育调查研究资料汇编》1985,九市儿童体格发育调查研究协作组,首都儿科研究所。

3.能量单位为kcal,括号内数字的单位为MJ。

4.如果膳食中由动物性食品和大豆提供的蛋白质达到总摄入蛋白质的40%以上,则蛋白质的供给量可以减少。

5.植物性食品中的铁利用率低,孕妇乳母不能信赖膳食中的铁来源以满足生理需要,宜额外补充铁剂(应遵医嘱)。