脊髓損傷后營養代謝狀況及干預的研究進展①

張麗河，洪毅,2，王方永,2

1.首都醫科大學康復醫學院，北京市100068；2.中國康復研究中心北京博愛醫院脊柱脊髓外科，北京市100068通訊作者：洪毅。E-mail：hongyihhyy@163.com

基金項目：中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金項目(No.2015CZ-10)

脊髓損傷是一個恢復希望有限的災難性事件。隨著交通與工業水平的發展，全球脊髓損傷的發病率高達每百萬人3.6～195.4例[1]。醫療管理的改善已使外傷性脊髓損傷患者的生存率和壽命增加，心血管疾病已成為導致脊髓損傷患者死亡的主要原因之一[2]；在這些患者中，心血管危險因素，如葡萄糖不耐受、胰島素抵抗、肥胖、高胰島素血癥、血脂異常和高血壓較為常見[2]。此外，脊髓損傷患者的營養對繼發性并發癥，如壓瘡、傷口不愈合、負氮平衡、免疫降低、消化功能障礙，以及骨質疏松癥等有重大影響。均衡營養似乎能在這些方面發揮作用，多可通過運動結合飲食及膳食補充劑干預進行管理或預防。

1 脊髓損傷后代謝變化

脊髓損傷引起許多代謝紊亂[2]。脊髓損傷后患者運動功能受損，急性期和亞急性期肌肉橫截面積即有下降[3]。而不活動和骨骼肌減少是胰島素抵抗、葡萄糖耐受不良和血脂代謝異常的促發因子，導致身體成分變化，脂肪組織相對增加[4]，脂肪在肌肉和內臟等部位積聚[2,5]。研究顯示[5]，62%四肢癱患者和50%截癱患者口服糖耐量試驗異常，正常對照組僅18%異常。出現胰島素抵抗的脊髓損傷患者比正常人更肥胖，這些患者血漿胰島素水平升高可能是造成血脂異常和高血壓的原因[2]。據估計，2/3以上脊髓損傷患者有肥胖[4]，且超重是脊髓損傷后非常普遍的問題[6]。肥胖及超重伴隨血脂異常，表現為高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)降低，低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)增加。一直以來，肥胖被認為是心血管炎癥、高脂血癥、胰島素抵抗、高血壓和血栓的病因[4]。

據報道[5]，43%脊髓損傷患者符合代謝綜合征標準，脊髓損傷人群全身和局部脂肪以及內臟脂肪更高。肌肉脂肪滲透促進胰島素抵抗和2型糖尿病發生[7]，內臟脂肪組織和脊髓損傷后血脂和血糖異常緊密相關[8-9]。減少心血管疾病發生的危險因素可以減少災難性心血管事件的發生。

作為改善臨床治療的第一步，識別脊髓損傷患者代謝異常至關重要。對于早期臨床易于發生的代謝障礙，可將相應指標納入常規檢查范圍，常用體質量指數、腹圍和骨密度等作為評估指標，及時預防營養代謝紊亂，并且應用適當的干預糾正或改善這些異常，以期改善脊髓損傷患者的壽命和生活質量。

2 飲食狀況

脊髓損傷后營養不足或過剩都與多種并發癥有關，包括傷口延遲愈合、心血管疾病風險、免疫缺陷以及身體成分改變等。脊髓損傷患者面臨一些營養風險。

研究有關食品成分不足、飲食模式和飲食行為對營養狀況的影響十分必要。一項關于脊髓損傷患者飲食攝入及營養狀況的調查發現[10]，許多受試者微量營養素攝入量低于推薦日攝食量的2/3；能量攝入量是正常推薦量的75%，脂肪攝入量超過推薦的日攝食量，碳水化合物攝入相對不足，蛋白質攝入偏高。Perret等[11]對急性和慢性脊髓損傷患者營養攝入進行比較，發現兩組中6組維生素(維生素C、維生素D、維生素E、葉酸、泛酸、生物素)、鉀和鐵都顯著低于推薦量；兩組間營養攝入量無顯著性差異，考慮營養攝入與病變持續時間無關。因此，對脊髓損傷患者進行專業營養教育，應在受傷后盡快開始，以預防營養相關的并發癥。

主要營養素和微量營養素的攝入量在脊髓損傷患者中有很大不同，雖然單一研究結果并不能完全表現全球脊髓損傷人群營養狀況，但多項研究表明，脊髓損傷人群確實面臨一些營養風險，預防營養風險可使患者盡量防止營養障礙帶來的繼發病癥。

3 干預措施

一項關于脊髓損傷人群的營養教育研究發現[12]，營養教育方案對總膽固醇、甘油三酯、LDL-C和HDL-C水平無顯著影響，體質量和腰圍亦無顯著變化。單純營養教育不能對體質量管理及血脂水平產生有效影響。有研究建議飲食和運動的結合是減少脊髓損傷后肥胖、糖尿病、血脂異常和心血管疾病發生最合理的方法[13]，而膳食補充劑是良好補充。

3.1 運動干預

運動是管理若干非傳染性疾病的基石。積極的生活方式，包括每天運動，可以改變脊髓損傷人群的一些負面適應性改變[3]。Yarar-Fisher等[14]認為，運動訓練可以促進脊髓損傷患者長期麻痹性肌肉和非麻痹性肌肉的良好改變，而僅僅攝入足夠的蛋白質飲食不足以達到改善癱瘓衰弱的目的。運動的益處包括減輕體質量、增加去脂體質量、減少脂肪量、提高力量、改善耐力、改善心血管功能以及心理社會因素，其實現程度取決于所采用的運動模式、頻率、強度和持續時間，以及脊髓損傷患者個人的生理條件和意志力。

脊髓損傷患者的運動處方需遵守四個原則：超載、特異性、個性化和可逆性，應在參加運動計劃之前完成適當的風險因素分析，排除運動禁忌癥和局限性，確保運動方案的安全性和有效性[15]。如果目標是增強肌力、減輕體質量或改善身體成分，運動處方可以包含抗阻運動和有氧運動[16]。2005年美國肥胖病者飲食活動指南建議，每天進行中度到劇烈體力活動約60 min，才能預防體質量持續增加；每天進行中度到劇烈活動60～90 min，才能預防已超重或肥胖的人體質量增加[4]。要達到減肥效果，建議幾乎每天完成中度到劇烈活動90 min[4]。Gorgey等[17]的縱向研究表明，停止運動干預2.5年，運動對脊髓損傷后男性身體成分和代謝特征的任何影響就會消失。不適當地調整熱量或其他主要營養素的攝入，可以消除任何預期運動對人的影響[18]。因此，運動結合飲食可以使干預措施更加有效。

3.2 飲食干預

脊髓損傷早期營養支持的目的在于減輕營養底物不足，保護組織、器官結構與功能，調節免疫和生理功能，防止細胞代謝紊亂和器官功能障礙發生。治療后期營養支持的目的是加速組織修復，促進患者康復。美國膳食指南強調，飲食干預的重點應為限制攝入飽和和反式脂肪、膽固醇、添加糖、鹽和酒精的營養豐富的食物[4]。避免攝入高血糖指數和高脂肪的食物，因為它們會迅速增加胰島素分泌，隨后促進脂肪生成和高胰島素血癥。低脂肪飲食(總熱量約28%)與復雜而不是簡單的碳水化合物相比，具有溫和、可持續的減輕體質量作用[19]。Tsunoda等[20]發現，蔬菜、奶制品和水果是調節脊髓損傷患者充足膳食攝入的關鍵項目，但單純飲食減肥可能會丟失肌肉質量、骨質，增加并發癥的風險。不鼓勵快速減肥飲食，它會促進額外的肌肉損失和脫水，導致基礎代謝率進一步降低，從而阻礙體質量維持和能量平衡。

長期以來，飲食療法被證明對脊髓損傷人群有減肥功能和神經保護功能，經典的兩種飲食療法包括限制性飲食和生酮飲食。限制性飲食減少食物攝入量而不造成營養不良，可為生物帶來許多益處。限制性飲食可降低血漿膽固醇和甘油三酯水平，降低體質量和體脂含量。另外，限制性飲食降低血漿葡萄糖水平并減輕體質量，二者均可改善胰島素敏感性，因而限制性飲食可以改善葡萄糖耐受性并將胰島素敏感性維持在正常水平[21]。長期限制性飲食干預對心血管系統產生廣泛影響，并預防代謝綜合征進展。

生酮飲食是一種高脂肪、低碳水化合物和適量蛋白的飲食，模擬饑餓的代謝狀態，為重要器官提供能源，最初設計用于減少癲癇發作。進食生酮飲食能減少9.7%體脂，而低脂飲食僅減少2.1%體脂；同時采用生酮飲食減肥者，內臟脂肪組織比低脂飲食減肥者多減少3倍[22]。生酮飲食能更好減輕體質量，可能與酮體抑制食欲、循環激素控制食欲或進食者饑餓感輕有關。Boden等[23]證實，低碳水化合物飲食2周能自發降低2型糖尿病肥胖患者的熱量攝入，使24 h血糖正常化，提高胰島素敏感性，降低糖化血紅蛋白水平，并降低血漿甘油三酯和膽固醇水平。生酮飲食可增加運動期間脂肪代謝，減少體質量和脂肪含量，并減少運動后肌肉損傷[24]。由此可見，生酮飲食和限制性飲食對代謝的調節具有類似的積極作用。

另一方面，限制性飲食和生酮飲食長期作為神經內科疾病的非藥物性治療措施，用于神經退行性疾病、大腦老化和損傷，表現出神經保護作用[25]。值得注意的是，近年來這兩種飲食方法用于脊髓損傷亦被證明具有神經保護作用，能夠促進實驗動物運動功能恢復，促進脊髓組織保留[26-27]。脊髓損傷患者運動功能障礙，導致肌肉萎縮，產生一系列代謝異常；而運動功能恢復對身體成分和代謝有積極影響[17]。這兩種飲食療法對脊髓損傷可能有雙重作用，從而為脊髓損傷的治療開啟一個新窗口。

3.3 膳食補充劑干預

對脊髓損傷患者飲食攝入及營養狀況的調查發現[10]，患者普遍存在微量營養素攝入不足。微量營養素是維持人體健康不可或缺的物質。膳食補充劑是飲食的一種輔助手段，用來補充人體所需營養素或調節機體功能。對脊髓損傷后營養代謝紊亂及神經功能障礙的預防或治療，膳食補充劑不失為一種有效的輔助手段。

慢性脊髓損傷患者膳食補充劑使用較為普遍，消費前3名包括復方維生素(25%)、鈣(20%)和維生素D(16%)[28]。Beal等[29]的病例對照研究發現，脊髓損傷患者維生素D攝入量遠低于每日推薦攝入量。飲食攝入較高維生素D可能會降低總膽固醇，提高葡萄糖的內穩態和胰島素效能。脊髓損傷人群維生素B12不足，主要集中在中年脊髓損傷人群，且完全性脊髓損傷患者更為突出[30]。維生素B12缺乏可表現為抑郁、疲勞、記憶減退、疼痛加重、肢體力弱、步態異常等。補充維生素B12后，以上癥狀通常可以改善。維生素對代謝有重要作用，脊髓損傷人群攝入普遍減少，所以早期應予以預防，增加含相應維生素高的膳食補充劑攝入。

Cordero等[31]報道，急性期補充維生素E增加少突膠質細胞數，增加脊髓羥色胺免疫反應性，顯著改善運動功能，加速膀胱恢復，減少脊髓反射亢進。基于ω-3脂肪酸二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)減少炎癥和向質膜提供結構材料的作用，以及姜黃素的抗炎和抗氧化作用，學者將DHA聯合姜黃素做成膳食補充劑，大鼠脊髓壓迫模型證實，DHA-姜黃素補充劑可促進脊髓神經保護，中和脊髓病的臨床和生化不良影響[32]。肌酸膳食補充劑對脊髓損傷大鼠運動功能和組織保留有影響[33]，且肌酸膳食補充劑可以提高脊髓損傷患者肌肉力量[34]。這些研究表明，膳食補充劑對脊髓損傷人群營養素缺乏或機體功能調節有一定療效。

綜上所述，脊髓損傷后身體成分改變與代謝紊亂相互作用，加之飲食攝入普遍不均衡，故飲食干預具有重要意義。若飲食不加控制，將抵消運動干預帶來的積極影響。膳食補充劑對機體功能調節有一定療效。運動結合飲食和膳食補充劑改善營養代謝障礙，將取得事半功倍的效果。但滿足臨床需求的具體運動處方和飲食方案、患者執行度及其臨床療效還需要進一步研究。