2型糖尿病患者的靜息能量消耗及底物氧化利用研究

韓明明，齊玉梅，孫學麗，張 葳，徐東平

（1.天津醫科大學三中心臨床學院，天津300170；2.天津市第三中心醫院營養科，天津市人工細胞重點實驗室，天津 300170）

2型糖尿病是以慢性高血糖為特征的代謝性疾病，其基本病理為胰島素分泌絕對或相對不足，進而引起能量及碳水化合物、脂肪、蛋白質等的代謝異常。國外研究顯示2型糖尿病患者的靜息能量消耗（resting energy expenditure，REE）升高[1]，并且報道糖尿病狀態和種族均是REE的獨立影響因素[2]。而我國關于2型糖尿病的REE研究較少，且該疾病患者靜息狀態下的蛋白質、脂肪和碳水化合物氧化利用情況尚未見報道。本文選取不同糖化血紅蛋白水平（HbA1c）的2型糖尿病患者，研究其REE及蛋白質、脂肪和碳水化合物氧化利用情況，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機選擇2008年12月～2009年11月住院的2型糖尿病患者86例，男43例，女43例；選擇同期門診健康體檢者20例，男10例，女10例。所有研究對象年齡為45～75歲。2型糖尿病采用世界衛生組織（WHO）糖尿病專家委員會提出的診斷標準（1999）：2型糖尿病癥狀（多尿、煩渴多飲及難以解釋的體重減輕）及口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）2h血糖值≥11.1mmol/L。門診健康體檢者均排除糖尿病。研究對象均排除肝、腎功能異常，甲狀腺功能異常及嚴重呼吸、心臟疾病者。

1.2 方法

1.2.1 分組 2型糖尿病患者HbA1c≤7%為A組，7%～9%為B組，≥9%為C組[3]。門診健康體檢者為對照組。

1.2.2 檢測指標

1.2.2.1 （1）REE實測值與預測值；（2）呼吸商(respiratory quotient,RQ)和非蛋白呼吸商（non-protein respiratory quotient,npRQ）；（3）蛋白質、脂肪和碳水化合物氧化率。均采用美國SensorMedics公司的Vmax 29測試系統（即代謝車）進行測定。

原理：采用間接測熱法。采用面罩通氣法收集呼出氣體，吸進及呼出的氣體經氣體分析裝置分析O2、CO2濃度，通過微機計算單位時間內的氧耗量（VO2）和二氧化碳的產生量（VCO2），計算出RQ，即平均CO2產生量與O2消耗量的比值。輸入24h尿總氮（TUN）數值，根據Weir公式｛REE（kcal/d）= [3.94（VO2）+1.1（VCO2）]×1.44-2.17（TUN）｝計算實測REE；計算npRQ及蛋白質、碳水化合物和脂肪的氧化率。

測試要求：測定前代謝車主機需開機預熱30min，并采用標準氣體校正，至定標通過。患者需在餐后2h以上，安靜休息30min后平臥。測定時室溫保持20℃～25℃，連續測定20min。

REE預測值：代謝車所給出的預測值由Harris-Benedict公式[4]計算所得。

男性：REE（kcal/d）=66.5+13.8×體重（kg）+5.0×身高（cm）-6.8×年齡（歲）；

女性：REE（kcal/d）=655.1+9.6×體重（kg）+1.8×身高（cm）-4.7×年齡（歲）。

1.2.2.224 h尿總氮：REE測試前1d留取24h尿液，采用凱氏定氮法測定。

1.2.2.3 HbA1c：采用親和層析微柱法測定。

1.2.2.4 體表面積（body surface area，BSA）：采用趙松山提出的適合中國人的計算公式：體表面積（m2）=0.00659×身高（cm）+0.0126×體重（kg）-0.1603。

1.2.2.5 體重指數[5]（body mass index，BMI）：BMI=體重（kg）/[身高（m）]2。正常18.5kg/m2≤BMI<24kg/m2；超重24kg/m2≤BMI<28kg/m2；肥胖BMI≥28kg/m2。

1.3 統計學方法 采用SPSS 13.0統計分析軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示。各組內實測值與預測值的比較采用配對資料的t檢驗；多組間計量資料比較采用單因素方差分析，方差不齊采用多組獨立樣本的秩和檢驗，組間兩兩比較采用多重比較；多組間率的比較采用行×列表χ2檢驗。α=0.05作為檢驗水準。

2 結果

2.1 基線資料比較 由表1可見，糖尿病各組性別、年齡、身高、體重和BMI與對照組比較，差異均無統計學意義（P均＞0.05），具有可比性。各組BMI值均在超重范圍。

表1 糖尿病各組與對照組基線資料比較（±s）Tab 1 Comparison of baseline date in diabetic groups and control group（±s）

表1 糖尿病各組與對照組基線資料比較（±s）Tab 1 Comparison of baseline date in diabetic groups and control group（±s）

組別對照組A組B組C組男/女（例）10/1012/1216/1615/15年齡（歲）59±562±960±860±8身高（cm）163±8162±10163±7164±9體重(kg) 71±1269±1570±1169±10BSA（m2）1.81±0.191.78±0.241.80±0.181.80±0.16BMI（kg/m2）26.3±3.125.8±4.326.2±3.125.7±3.4

2.2 各組間實測REE及與預測REE的比較 由表2可以看出，糖尿病各組實測REE均高于對照組，約12.3%，但只有B組與對照組比較有統計學差異。糖尿病各組實測REE/體重和實測REE/體表面積均高于對照組（P＜0.05），但糖尿病各組間比較無統計學差異。糖尿病患者的預測REE值，有38例在實測值的±10%范圍之內，44例低于該范圍下限，4例高于該上限，平均水平低于實測值，差異有統計學意義。而對照組預測REE均在實測REE的±10%范圍之內，且兩者之間無差異。

2.3 糖尿病各組與對照組RQ和npRQ的比較 由表3可見，各組RQ和npRQ均值在0.80～0.82之間。各組內RQ與npRQ比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。糖尿病各組RQ和npRQ均隨HbA1c水平升高而降低，但各組間RQ及npRQ分別比較，差異均無統計學意義。

表2 糖尿病各組和對照組實測REE及預測REE的比較（±s）Tab 2 Comparison of measured REE and predicted REE in diabetic groups and control group（±s）

表2 糖尿病各組和對照組實測REE及預測REE的比較（±s）Tab 2 Comparison of measured REE and predicted REE in diabetic groups and control group（±s）

與對照組比較*P＜0.05

例數20243230組別對照組A組B組C組實測REE（kcal/d）1422±2761544±3381602±271* 1541±268實測REE/體重[kcal/（kg·d）] 20.2±2.722.6±3.3* 22.9±2.7* 22.4±3.9*實測REE/BSA [kcal/（m2·d）] 782.9±99.5861.5±99.0* 888.2±102.9* 857.3±125.8*預測REE（kcal/d）1424±1981393±2751408±2011401±170預測REE/體重[kcal/（kg·d）] 20.3±1.220.3±1.820.2±1.420.3±1.7預測REE/BSA [kcal/（m2·d）] 785.5±32.8776.9±51.9780.2±42.2778.1±38.7

表3 糖尿病各組和對照組RQ及npRQ的比較（±s）Tab 3 Comparison of RQ and npRQ in diabetic groups and control group（±s）

表3 糖尿病各組和對照組RQ及npRQ的比較（±s）Tab 3 Comparison of RQ and npRQ in diabetic groups and control group（±s）

組別對照組A組B組C組例數20242828RQ 0.81±0.100.82±0.050.81±0.060.80±0.08npRQ 0.81±0.120.82±0.060.81±0.070.80±0.09

2.4 各組蛋白質、脂肪和碳水化合物氧化率的比較 如圖1所示，各組脂肪氧化所占比例為48.90%～52.50%，高于碳水化合物和蛋白質。糖尿病各組脂肪氧化率較對照組高，且隨HbA1c水平升高而升高，相反，碳水化合物氧化率隨HbA1c升高而降低。但三大營養素所占比例各組比較，差異均無統計學意義。

圖1 各組蛋白質、脂肪和碳水化合物氧化率比較（%）Fig 1 Comparison of oxidative utilization rate of protein,fat and carbohydrate in four groups（%）

3 討論

3.12 型糖尿病患者的REE特點 2型糖尿病患者物質代謝紊亂與能量代謝紊亂并存，合理調整能量攝入是2型糖尿病營養治療的首要原則。能量攝入過低，機體處于相對饑餓狀態，會加重脂類代謝紊亂；而攝入能量過高則難以控制血糖，使病情加重。只有在能量攝入與能量消耗保持平衡狀態時，才有利于血糖的控制。一般認為，REE能反映總能量消耗的65%～70%，是臨床上研究人體能量消耗的常用指標。本研究中糖尿病患者實測REE均值高于正常人群。由于REE受身高體重因素的影響，因此將其采用體重或體表面積進行校正后，所得的靜息代謝率也均高于對照組。Huang等[6]曾研究肥胖糖尿病患者的靜息代謝率，發現其高于肥胖非糖尿病患者，與本文研究結果一致。說明糖尿病疾病本身使REE增高。關于其增高的原因，國外相關研究認為糖尿病患者REE增高可能與蛋白質轉換、無效底物循環、糖異生、胰高血糖素和交感神經系統活性增加有關，但具體機制尚不清楚[1]。

本文同時研究了糖尿病患者實測REE與預測REE之間的關系。結果顯示，糖尿病患者的預測REE值平均水平低于實測值（P＜0.05）；而對照組實測REE與預測REE無差異。所以，預測值（即通過H-B公式計算）不能準確反映糖尿病患者的能量消耗，而應實際測量。

3.22 型糖尿病患者HbA1c水平與REE的關系

HbA1c是葡萄糖和血紅蛋白反應的產物，是糖尿病病情監測、疾病診斷治療及預后判斷的重要指標[7]。中國、加拿大和美國的糖尿病指南中，均將HbA1c作為反映血糖控制程度的指標[3，8-10]。本文將不同糖化血紅蛋白水平的實測REE，及采用體重和體表面積進行校正后的實測REE/體重和實測REE/體表面積，各組間進行比較，均無統計學差異，所以筆者認為還不能將糖化血紅蛋白作為反映能量代謝水平的指標。

3.32 型糖尿病患者的RQ、npRQ值及蛋白質、脂肪和碳水化合物的氧化率 RQ值可以反映機體蛋白質、脂肪、碳水化合物氧化分解的比例，但機體氧化分解各種營養物質是一個復雜的過程，存在著一種營養物質向另一種營養物質的轉化。正常人靜息情況下，體內能量以碳水化合物為主，其次是脂肪和蛋白質。由碳水化合物和脂肪氧化產生的CO2量和消耗的O2量的比值稱為npRQ。

本研究糖尿病各組RQ值和npRQ值與對照組比較無統計學差異，可能是因為糖尿病患者住院期間接受的是醫院糖尿病治療膳食（蛋白質約15%、脂肪約25%和碳水化合物約60%），而對照組自由飲食攝入。Hill等[11]曾研究8例進食不同膳食結構食物后的RQ：進食高碳水化合物（占60%）、高脂肪（占60%）和混合（蛋白質20%、脂肪45%和碳水化合物35%）食物的RQ值分別為0.86、0.75和0.79。顯示RQ受飲食結構影響較大。而糖尿病各組在控制了飲食之后RQ和npRQ均值仍在0.80～0.82，進一步觀察糖尿病各組脂肪和碳水化合物的氧化率，發現脂肪氧化率均值在50.79%～52.50%，碳水化合物僅占32.00%～33.88%，均反映了糖尿病患者糖氧化受阻、脂肪氧化增強現象。Boon等[12]的研究也顯示2型糖尿病患者糖脂代謝紊亂時伴隨全身脂肪氧化作用增強現象。糖尿病患者RQ和npRQ有隨HbA1c水平升高而降低趨勢，而脂肪的氧化率隨HbA1c水平升高而升高，碳水化合物氧化率則逐漸降低。考慮血糖控制程度越差的患者，體內的糖氧化受阻越嚴重，但各組比較均無統計學意義。

綜上所述，2型糖尿病患者的靜息能量代謝平均水平高于正常對照組，且實測REE平均水平高于預測值，提示在臨床營養治療過程中應進行REE的測量。雖然HbA1c是糖尿病病情監測和控制水平的重要指標，但本文研究HbA1c水平不能真實反映REE，因此，在確定糖尿病患者總能量供給時不能依據HbA1c水平，應全面評估患者的代謝特點。糖尿病患者的RQ值偏低、脂肪氧化率升高，反映了患者可能存在糖氧化受阻、脂肪氧化作用增強現象。本次研究旨在觀察糖尿病REE及三大營養素的氧化率特點，未進行干預，所以對照組是自由飲食攝入，而糖尿病患者接受的是醫院膳食。另外需要指出的是，由于本研究例數的限制，結果外推至整個人群時還需大樣本資料的支持。

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