嚴重大面積燒傷患者可能發生多種營養物質損失而導致各種能量耗竭並存的情況並可能持續數週。尤其在重度燒傷的患者比其它創傷出現的高代謝狀態更加顯著並且持續時間更久。在所有的創傷發生過程中首先表現為應激反應。由於創傷導致機體神經內分泌活性增強而導致高代謝狀態,並且動員營養物質的儲備以提供機體對能量的額外需求1。身體儲備的碳水化合物是最基本的能量形式但很容易被快速消耗殆盡。然後就以蛋白質和脂肪作為供能物質以滿足機體的能量需要,其中脂肪能夠直接被氧化而蛋白質為生產葡萄糖提供必要的中間產物。然而如果蛋白質作為產能物質就很可能導致機體瘦體組織尤其是肌肉的大量分解2。經過創傷的急性期階段,在燒傷患者儘管腎上腺素反應已經逐漸減弱,高代謝狀態卻持續存在1。長期的蛋白質高分解狀態以及瘦體組織丟失均可能導致機體功能障礙甚至死亡。在燒傷後期高分解代謝的情況比較複雜,但是燒傷創口對營養物的耗竭卻成為持久存在高分解代謝狀態的重要因素。
燒傷的傷口主要通過以下幾條途徑而引起的高能量需求:在燒傷患者中一種最顯著性增加代謝的原因就是高蒸汽水份丟失,這是熱灼傷獨特的一種結局3。在燒傷時的面板潰破導致面板防蒸發屏障功能減退。在燒傷的患者中,蒸發性水分丟失可能比正常人的丟失率高10-12倍4。水份蒸發是一種耗能的生理過程,一般需要0.6千卡/克水。總的蒸汽水丟失與燒傷的面積成等比例。在大面積燒傷的患者水份丟失通常每天為2.5-4.0L,這需要每日耗能1440-2300千卡5,蒸汽水份丟失通常在燒傷後第一週最多。
在燒傷的體表,失去面板的保護作用也會增加營養物質的丟失。經常會在滲出液中可以檢測出大量的氮、礦物質和微量元素。
面板同樣也可以作為抗菌的保護屏障。在熱灼傷後這種保護屏障消失,傷口中聚集著細菌並隨後的感染也直接增加了營養物質的丟失。隨著宿主防禦機制的增強也會增加能量的消耗。巨噬細胞是身體炎症反應的一部分,能夠吞入並殺滅細菌。網狀內皮巨噬細胞活性在灼傷後會增加氧消耗和能量消耗。
細菌侵入的毒性作用更增加了能量的消耗。在炎症反應中釋放的毒素可能升高體溫,而發熱也會帶來熱能的消耗。如果細菌的毒性超過了機體防禦能力,燒傷患者就容易發展為敗血症。在燒傷患者,敗血症大大增加了能量的需求6。
在燒傷的頭幾天,雖然分解代謝和營養物的丟失仍然非常顯著,但燒傷傷口的癒合過程已經開始了。增加由蛋白質組成的血液和其它組織的合成常發生於燒傷後的早期階段。然而這些生理過程都可能加重因應激反應帶來的能量攝入受限以及蛋白質組成的組織合成轉換。燒傷後能量消耗的顯著程度和永續性都直接與燒傷的深度和麵積相關。
Cope發現當燒傷面積覆蓋整個體表面積的20%以上時,代謝率將比正常狀態增加大約130-140%,當燒傷面積覆蓋65%以上時,代謝率將增至160%。他也發現燒傷覆蓋的體表面積值越高,高代謝率持續的時間就越長。
Davies和Liljedahl發現在燒傷後最初的2周內,燒傷面積在25%時代謝率將比正常狀態增加150%。如果達到50%,代謝率將增至200%以上,並且超過正常代謝率170%可持續至少7天。
燒傷深度同樣也會影響代謝的過程。部分燒傷的患者快速上皮再生能夠迅速恢復面板的蒸汽屏障,從而減少敗血症發生的危險,以及消除因傷口肉芽生長而增加的代謝需求。而在深度的全層燒傷患者,要想完全的傷口覆蓋只能等到足夠的傷口肉芽組織移植後進行。由於丟失了更多的水份,增加了感染的危險,並且對肉芽組織有額外的需求而需要攝入更多的能量、更長的過程才能使全層燒傷的患者得到完全的面板覆蓋。
關於燒傷患者持久的高代謝狀態的根本原因以及增加能量消耗的各種因素間的作用關係尚未完全清楚。總之,燒傷患者只有燒傷表面完全封閉以及在傷口接近完全癒合之後,機體的能量消耗才可能回覆到正常。
營養消耗在燒傷後的前30天中,中度和重度燒傷的患者,總的能量消耗估計超過正常人的1.5-2倍。如此長時間的營養物丟失可能對機體組織產生極壞的影響,因此需要攝入比正常膳食更多的營養物質和能量。
葡萄糖在大多數關於重度燒傷患者高代謝結果的研究均認為會增加總的氧耗速率以及葡萄糖代謝的改變。由於外周組織胰島素抵抗增加預計肝臟產生過多的葡萄糖而發生的“類糖尿病樣創傷”。在燒傷後前幾天中胰島素介導的外周組織葡萄糖利用在燒傷後高代謝中佔據重要的作用。而在燒傷傷口的葡萄糖攝取是非胰島素依賴的,並有加快的速率。肝臟過度產生的葡萄糖在治療熱灼傷中是非常重要的一部分。這種重要性表現在持續分泌過量的糖原和皮質醇。在燒傷後前幾周內機體趨於保持高血糖症狀態的最重要原因8就是它限制了葡萄糖的輸注率。即使在過量情況下,注射葡萄糖也不會完全抑制增加的葡萄糖異生。由此輸注了葡萄糖最高速率在5-7mg/min逐漸也沒有發生顯著的高血糖症。過多的葡萄糖(例如比作為能量底物利用更多的葡萄糖)可能導致在不同程度發生脂肪肝。由此,葡萄糖輸注的數量和速率應嚴格控制與管理。
蛋白質蛋白質的耗竭對於燒傷的影響是致命性的。在燒傷後容易發生瘦體組織的快速減少,其程度與燒傷的嚴重程度相關13。此時內源性蛋白質分解代謝率是正常狀態的3倍並且在相當長的時間內持續存在。蛋白質的分解代謝一般發生於骨骼肌細胞,這些細胞中釋放出丙氨酸以及其它氨基酸至肝臟中作為原料轉化為葡萄糖應滿足日益增加的能量需要14。在燒傷應激的急性狀態中,可以通過提供膳食碳水化合物和其它能量來源物質以節約部分機體內蛋白質15。
在中度和重度燒傷患者,燒傷後的前一個月中通常為負氮平衡。氮的丟失在第一週尤為顯著。在此期的研究表明每天尿氮排出為20-45克。在大樣本的病例中隨著恢復時間的延長,負氮平衡逐漸減少16。這表現在傷口癒合與機體恢復階段有較好的一致性。
燒傷後蛋白質分解的數量能夠很好地反映燒傷的嚴重程度。Davies發現中度燒傷的患者(燒傷面積在體表面積的30%左右),每日分解機體蛋白質150克(大約合600千卡。)。
此外在燒傷創口表面也會丟失血漿蛋白質,每100毫升滲出液中大約含有2.5-5克蛋白質,由此滲出蛋白質每日可高達300-400克。在傷口的修復過程中,分解蛋白質導致的丟失量仍然很高,此時合成蛋白質的生理過程開始加速。
脂肪在燒傷後早期的碳水化合物的代謝不耐受,脂肪動員提供主要來源17。在燒傷後整個分解和合成代謝過程中,中度燒傷患者內源性脂肪分解加速使大量脂肪丟失。此時在體重的成分上內源性脂肪丟失要低於蛋白質的丟失,但脂肪的產熱量要遠遠高於蛋白質的產熱量。蛋白質只佔每日熱能消耗的12-22%,而脂肪則供能達75-90%。
在燒傷後前20-30天,機體儲存的脂肪酸(棕櫚酸和油)開始動員,血中的水平升高,甚至達到直接產生的細胞毒性水平18,這表明其動員率超過其利用率。近來的研究表明這種異常是由於運轉蛋白(脂蛋白)限制了甘油三酯和膽固醇的利用19。這些研究提示輸注長鏈脂肪酸形式的外源性脂肪作為能量來源會受到限制。在傷口癒合中由於快速利用而導致必需脂肪酸缺乏以及減少了必需脂肪酸快速過氧化生成前列腺素的水平。近期的研究表明在嚴重燒傷後20-30天會經常因過氧化異常而產生毒性物質以及使細胞成分和酶的功能都發生改變20。
由於脂肪動員的增強(超過脂肪利用)和其它毒性產物使必需脂肪酸能夠限制外源性脂肪乳的輸入量,而無法達到滿足熱能需要的目的。
非-熱能營養物短缺作為常見營養物的一部分,雖然比能量代謝的需求略低些,燒傷患者的維生素和礦物質仍然存在相對缺失的情況。在燒傷後早期由於一般的應激反應即可發生一些礦物質和電解質顯著的負平衡。這些丟失是在嚴重燒傷患者表現得更為顯著。
激素性變化導致細胞中鉀丟失的增加。此外,在燒傷患者的傷口表面能夠發現大量的鉀,這可能進一步導致體內鉀儲備的丟失。在燒傷後大量的尿鈣丟失也有報道。大面積的嚴重燒傷常表現溶血性貧血,可能導致血紅蛋白的大量丟失。
在燒傷後早期,尿液增多導致礦物質和其它瘦體組織成分的排出。Reiss和他的同事們發現在中度和重度燒傷後的前9天中尿鎂和尿磷的含量均增加。而磷和鎂的平衡均與氮平衡相關。
這些營養物丟失的程度與燒傷的嚴重程度有關。Davies和Fell發現當燒傷患者的燒傷面積超過體表面積的33%時鋅的排出超過正常人的2倍,而在燒傷面積在34%-77%時,排出率將達到正常人的5倍左右。同樣燒傷面積越廣丟失的氮和鉀就越多。在骨骼肌中儲備著佔全身60%以上的鋅和95%以上的肌酸酐。
儘管對於燒傷者維生素丟失的瞭解仍不盡清楚,但是高代謝狀態會增加維生素的轉化以及增加組織利用維生素。Costello等報道在手術後的外科應激中低拘掾酸狀態可持續7-14天。與此同時也在傷口附近發現與蛋白質代謝密切相關的維生素C明顯積聚。也有報道燒傷後維生素B12的轉化增強。我們也已經瞭解到B族維生素在細胞的能量代謝中發揮重要作用,如果膳食中無法提供充足的維生素B,體內將會迅速缺乏。
營養缺乏的危害嚴重燒傷可能因嚴重的代謝性休克而導致死亡,然而這經常發生在燒傷後幾天或幾周。儘管這種型別的燒傷性死亡的明確機制尚不清楚,但是這樣的患者大多以持久的營養物負平衡和進展性體重下降為特徵,表現為日漸衰竭的過程。這種燒傷最顯著的特徵就是持續的瘦體組織丟失。Cuthbertson發現在漸近性創傷後瘦體重的丟失高於總體重30%的患者可達到100%死亡率。即使在中度燒傷的患者,在燒傷後第一週也可發生顯著的體重下降。Artz等報道在燒傷後的前33天中,燒傷面積平均在40%的患者平均體重下降29.5Ibs。Boswick發現在燒傷患者的前4周內體重丟失可達40Ibs以上。這些丟失體重中大部分為瘦體組織。Davies發現燒傷面積超過1/3者,體重的丟失絕大部分來自肌肉組織的丟失。
在燒傷患者持續丟失著蛋白質和其它營養物,如果沒有充足的膳食補充不但會限制補充能量而且會損害機體的防禦微生物感染或其它毒性物質的能力。在燒傷患者敗血症仍是最常見的死亡原因。由於營養不良可能影響機體組織的完整和細胞免疫功能,因此也是導致感染髮生的重要因素。
正常的免疫反應依靠體內足夠量的抗體。與其它的血漿和組織蛋白相同,抗體球蛋白的數量完全取決於膳食蛋白質的數量是否充足。在人類和幾類動物種中由於蛋白質和氨基酸攝入缺乏可能導致抗體的產生障礙。此外,維生素在產生血迴圈中抗體時也是發揮著重要作用。
蛋白質和其它營養物缺乏還會限制組織修復的質量。在嚴重燒傷患者要達到完全康復,燒傷傷口的早期和完全癒合是非常必要的。傷口癒合不但可減少高代謝狀態和直接減少營養物的丟失,而且能夠降低敗血症併發症的威脅。營養物的缺乏能夠延緩傷口的癒合。例如,維生素C和蛋白質的缺乏可能抑制骨膠原的形成。膠原是覆蓋深度燒傷創面組織的最基本成分。對於一些微量元素尤其是鋅的缺乏也會延緩傷口的癒合。在大面積燒傷的患者組織修復過程增加了這些營養物質的需求量。
對於全層面板丟失的患者,需要面板移植以覆蓋上皮組織。完全康復的患者都需要經過早期和成功的面板移植。移植失敗以及供體部位面板的難以癒合均可能與營養不良有關。
營養治療的目標對於燒傷患者理想的營養治療方案尚未完全確定,然而經驗性的實踐指南在減少發病率和死亡率上已經取得成效。這些指南正隨著新資訊的不斷積累而不斷改進。在其中最重要與基本的惡原則仍是降低代謝率,包括保持適當的環境溫度(28-31oC),緩解疼痛感以及快速清除壞死組織,促進傷口癒合。
開具營養處方的第一步就是計算熱能的消耗量。Curreri公式目前在估計患者的熱能需要量時被廣泛應用。此公式以患者的體重與燒傷比例為基礎,為25′體重(Kg)+40′%(燒傷面積)。然而我們的經驗應用此公式計算熱能與應用間接側熱法測定的實際熱能相比有較大差別。熱能的需要量的計算應遵循個體化原則,在燒傷患者不同的人之間有較大的變異,並且即使在同一個人燒傷的不同階段也會有較大的變化。(例如一些患者在燒傷後前2周能量代謝的需要量急劇增加。)燒傷後每兩週測定氧耗及呼吸商(RQ)有助於準確計算熱能消耗和呼吸商的構成,並且純碳水化合物的呼吸商在1.0而脂肪的呼吸商為0.8。以我們的科學資料表明計算每日熱能需要量時更精確的公式是基礎代謝率的1.37倍22。在燒傷患者中,隨著體重的變化,負氮平衡和血糖濃度的水平也進行相應調節而使過度餵養的可能性降至最低,同時也能夠靈活調整餵養的配方。科學研究結果表明給予由葡萄糖提供的過高的熱能可能使代謝率升高,這就需要增加呼吸運動以排出增加產生的二氧化碳,更重要的是可以發生肝臟的脂肪浸潤並最終導致不同水平的肝臟功能障礙。當碳水化合物產生的呼吸商等於1.0時,進行連續的RQ檢測將有助於防止過度餵養及其可能繼發併發症的發生。
通過蛋白質至少20%的產熱比能夠很容易地計算出其需要量。整蛋白(腸內營養)的效果比結晶氨基酸更佳。當需要應用腸外營養時應給予標準配方結晶氨基酸溶劑,而高濃度的支鏈氨基酸溶劑並沒有表現出顯著的益處。通過衡量氮平衡就能夠衡量補充蛋白質數量是否充足,例如,如果負氮平衡超過每日5克就應當增加蛋白質的攝入量力求達到總熱能的25%16。如果蛋白質攝入量超過25%也可能產生氮瀦留和中間代謝中發生多種併發症的危險。
經腸外或腸內途徑給予脂肪乳劑能夠補充必需脂肪酸的丟失而不只是補充熱能。每週兩次的脂肪乳劑(500ml)能夠維持正常血漿花生四烯酸的濃度。亞油酸膠囊也能起到防止必需脂肪酸耗竭的作用。
經口服或者腸外營養都能夠使水溶性維生素補充充足。由於需要量難以準確估計,目前燒傷患者整個B族維生素和維生素C的推薦量是正常人每日推薦攝入量(RDA)的3倍。維生素B12的補充應為每週肌注1次或者由腸外營養途徑給予。微量元素(鋅4mg,鎂0.04mg,銅1.2mg,和鉻12mg)均可以通過各種途徑集中獲得。磷(20mmol)和鈉、鉀等均應每日供給充足。脂溶性維生素(A和D)每日供給量應為RDA2倍。每週2次補充維生素 K5mg。
對於鈉和鉀的攝入需要根據燒傷患者的個人情況即時變化,因此很難有明確固定的基礎推薦量。具體量的攝入需根據血中的濃度,尿中排出量以及由傷口的滲出量進行綜合考慮。在燒傷患者應用持續應用利尿劑後可能產生相對的水瀦留並由此可能出現低鈉血癥而需要補充一定量的鈉離子。
過量的營養物質供給需要選擇由腸內還是腸外營養來提供。這些方法各有利弊,對於高分解代謝狀態的應激患者應採用個體化設計。
除非胃腸道無法發揮正常功能應首先考慮選用腸內營養。與腸外營養相比,腸內營養併發症發生更少而且表現更輕。對於大多數營養物質的吸收和利用,腸內營養比腸外營養更利用。在燒傷患者小腸的蠕動幾乎都有障礙,但是燒傷者首先發生胃蠕動緩慢。腸內營養的主要併發症是胃擴張,以及由此導致的吸入性肺炎。通過放置細徑的十二指腸餵養管以及應用24小時輸注泵調整速率就能夠有效克服這些併發症。在胃腸內營養時實行胃吸引術能夠避免因胃擴張導致的併發症。
在大面積嚴重燒傷的患者,可以應用腸外營養以滿足各種營養需要,但是通常腸外營養只是作為輔助治療進行。一般說來胃腸道能夠提供大約一半的營養物質而剩餘的一半則可以由外周或中心靜脈營養提供。靜脈內導管可能伴發嚴重的併發症,最嚴重的就是敗血症。通過每72小時置換導管能夠有效預防導管敗血症的發生。但是其它感染併發症如靜脈血管炎和心內膜炎的發生會比普通腸外營養時更加頻繁。腔靜脈或外周靜脈置管都可能引起感染,膿毒血癥型靜脈炎和非膿毒血癥型靜脈炎在上腔靜脈插管時發生更加頻繁。
結論與外科手術相比,在燒傷後的高代謝和蛋白質損耗綜合徵表現更加嚴重持續時間也更長。這需要營養治療以減少營養不良的多種併發症的發生。當今營養支援的目標在於每日供給熱能在基礎代謝率的1.37-1.7倍,或者蛋白質的比例更高。每週補充2次脂肪乳劑以補充必需脂肪酸。維生素,礦物質和微量元素應常規補充。現在的推薦量是建立在10年前的研究基礎上,隨著燒傷患者代謝異常的知識的迅速擴充,也需要進行調整。
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