随着临床营养学的发展和对机体代谢的深入认识,有学者提出了免疫营养(Immunonutrition)的概念,它根据脏器组织不同的代谢特征进行代谢调理,并强调特殊营养素的营养效应,利用其药理作用达到调节机体代谢和提高免疫功能的目的。
免疫营养的基础研究开展于20世纪80年代。从免疫学、分子生物学水平认识到机体对外来侵害产生全身炎症反应综合症(SIRS),进一步发展为神经、内分泌系统以及多脏器功能出现障碍。同时肠道屏障在应激反应下出现功能障碍,细菌和内毒素透过粘膜屏障进入体内,再导致SIRS和MODS等一系列改变。
一、肠内免疫营养的概念
在标准营养配方中加入具有免疫调节作用的营养素,如谷氨酰胺、精氨酸、ω-3脂肪酸、核苷酸、膳食纤维等,进行营养支持的新方法。它可通过提高机体细胞免疫功能,促进短半衰期蛋白质合成,调节局部及全身细胞因子的产生,维护肠道粘膜结构及功能完整,对严重烧伤及外科大手术后的免疫抑制起到正向调节作用,改善营养状况,增加对手术和化疗的耐受性,减少术后并发症的发生,促进组织修复和伤口愈合。
肠内生态免疫营养在免疫营养支持治疗的基础上,增加应用以益生合剂为主的生态制剂来增强营养支持的效果,减少与EN有关的并发症及降低危重患者感染率,改善患者预后,这种方法被叫做生态免疫营养。新型的肠内生态免疫营养制剂与传统肠内免疫营养制剂相比,前者的显著特征就是增加了以活乳酸杆菌为主的益生菌和以燕麦为主的膳食纤维。
二、免疫营养成分及作用
1、谷氨酰胺:
谷氨酰胺是血循环和体内氨基酸池中含量最丰富的游离氨基酸,是机体创伤应激状态下的条件必需氨基酸,是淋巴细胞、肝细胞和肠粘膜优先使用的燃料。正常人和动物不会发生Gln的缺乏,但在肿瘤状态及严重创伤应激状况下,血液和组织中的Gln浓度可显著下降并出现供给不足。
(1)保持免疫系统:谷氨酰胺具有潜在的免疫功能,能促进嗜中性粒细胞的吞噬功能。黏膜免疫防御功能依赖于获得的谷氨酰胺。研究表明,含谷氨酰胺的肠外营养保护结肠IgA 的浓度,通过维持细胞数量并保持功能,防止黏膜萎缩。
(2)分解状态下的代谢:长期饥饿状态下、择期手术和严重创伤后,肌肉中的谷氨酰胺流到肠道、免疫细胞和肾脏中,含量为正常时的20 ~50%,明显下降。谷氨酰胺缺失的量和持续时间与病情严重程度成正比。大手术后谷氨酰胺的下降将持续20-30d。
(3)调节机体的抗氧化,保护肠道:谷氨酰胺是谷胱甘肽的前体物质,创伤和严重疾病与明显的谷氨酰胺和谷胱甘肽的缺失有关。谷胱甘肽是胞内主要的抗氧化物,谷氨酰胺能调节机体的抗氧化,防止细胞遭受缺血一再灌注的损害,补充谷氨酰胺双肽能减弱创伤后肌肉中谷胱甘肽含量的下降。
(4)对高血糖的潜在作用:近年来,危重病人的高血糖状况得到重视。病人血糖水平若能维持在6 mmol/L或更低,死亡率就明显下降。动物实验发现,对胰岛素功能亢进所致的高血糖病人,谷氨酰胺摄入量增加会使得胰岛素对葡萄糖的生成不敏感,并促进胰岛素介导的葡萄糖利用。
(5)改善临床预后:GriffithsE 等报道,行谷氨酰胺肠内营养的重危病人较行常规全胃肠外营养的病人出院后6个月的死亡率明显下降,认为ICU生存率的提高主要与M0F所致死亡率的降低有关。谷氨酰胺组只有38% 的ICU病人因获得性感染死亡,而对照组有74%。WilmoreEB将谷氨酰胺定义为“一种独一无二的重要的营养物,既是重要的代谢产物又是代谢调控因子,对人的健康和生存至关重要”。
2、ω- 3脂肪酸:
ω-3脂肪酸主要包括α-亚麻酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。近年来,or3脂肪酸成为严重创伤病人重要的营养添加物,在创伤病人身上显示出抗炎的特性,防止机体陷入过度炎症状态。大量实验证实,or3脂肪酸可减少过度的炎症反应,改善宿主反应,改善内脏血流情况及肠道屏障功能,并且可防止肿瘤的生长。现推荐在严重创伤早期实施免疫营养以对抗病人高分解和免疫抑制的状态。ω-3脂肪酸的免疫刺激效应导致细胞毒性T淋巴细胞、抗原提呈细胞和B细胞数量上升。富含ω-3脂肪酸的饮食可能使细胞因子生成增多,细胞介导的免疫和调理作用增加,同时抗原诱导的淋巴细胞生成增多。这些效应既能减弱过度的炎性反应,又能维持机体的全身和细胞防御。
3.精氨酸:
含精氨酸的免疫营养可改善病人术前或创伤后应激的细胞免疫。alogac州等回顾了13篇前瞻性、随机的临床研究,其中有12项实验组病人的预后得到改善,特别是住院和ICU时间,机械通气时间、感染人数在使用精氨酸后均下降。
(1)对免疫系统的影响:精氨酸能预防创伤大鼠的胸腺破坏和T细胞功能障碍,还能增加非创伤大鼠的胸腺重量和T细胞有丝分裂,使胸腺T细胞数量增加。临床研究发现,补充精氨酸(30 g/d)若干天可促进有丝分裂反应,这种效应可持续2~3周。
(2)对肠屏障功能的影响:严重创伤、感染等应激反应可使肠黏膜屏障系统遭到破坏,细菌易位发生肠源性感染,机体的炎症反应可呈恶性循环式加重。在肠道内,精氨酸借助精氨酸酶、鸟氨酸脱羧酶的作用转化为多胺,从而增加肠道黏膜总厚度及小肠绒毛数量,为肠道正常菌群提供营养支持,以维持肠道固有细菌的正常比例,维护肠微生物屏障。QiaoE等认为在急性重症胰腺炎时,精氨酸能改善病人的免疫,减少细菌和内毒素易位。精氨酸尚可刺激多种胃肠激素的释放,这些激素亦能促进肠黏膜细胞的增殖分化,从而维护了肠道屏障功能。
(3)促进创伤愈合:精氨酸的促愈作用与精氨酸酶系统密切相关。精氨酸酶催化产生的多胺、脯氨酸等参与创面细胞增殖和胶原合成;创伤后精氨酸可通过降低中性粒细胞的聚集和激活,下调炎症反应,降低细胞因子和细胞介质来保护组织器官。精氨酸的创伤修复作用与巨噬细胞的功能有关。 Angele等发现,精氨酸可改善创伤和出血后被抑制的巨噬细胞功能,并减少IL-6的释放。Wittmann等认为精氨酸促进创口愈合,在创伤和急性失血后液体复苏中是有用的营养物,并能减少创伤并发症。
(4)安全性:对危重病人使用精氨酸引起了较大的争议。有研究认为危重病人的SIRS可能被如精氨酸的免疫增强物扩大,故建议不对患SIRS的病人使用免疫增强物。亦有学者认为,对ICU危重病人肠内补充精氨酸和其他免疫活性物质与高死亡率相关的证据不充分。HeylandE等对精氨酸全面荟萃分析后认为,外科和危重病人的免疫营养可能会降低感染的发生率。对严重创伤、烧伤及ICU病人的分析发现,精氨酸应用于休克、脓毒症、器官衰竭病人时死亡率会升高。对创伤后发生SIRS和脓毒症病人,含精氨酸的肠内营养会导致短暂的低血压、心指数升高、系统性和肺血管顺应性下降。精氨酸造成危害的机制还需深入研究。
4、半胱氨酸和牛磺酸
谷胱甘肽是细胞内重要的非蛋白硫基,是人体最丰富的低分子肽,可调节许多酶反应,机体的谷胱甘肽水平与机体免疫功能状态关系密切。半胱氨酸是含硫基条件必需氨基酸,在肝脏中由蛋氨酸合成。作为谷胱甘肽的前体物质,半胱氨酸参与所有的氧化还原反应。在肠内营养支持中增加谷氨酰胺和半胱氨酸可以提高胃癌患者术后谷胱甘肽水平,进而改善机体免疫功能。牛磺酸是广泛分布于细胞内的含硫基β氨基酸,参与膜稳定和Ca2+跨膜转运,具有正性肌力、抗心律失常和抗脂质过氧化损伤的作用。在创伤、感染等应激状态下,细胞内、外牛磺酸水平降低,补充牛磺酸可以抑制巨噬细胞中TNFα和NO的产生,具有抗炎症和免疫调节效应。
5、核苷酸
核苷酸是DNA和RNA的基本单位,参与体内细胞的所有活动。核苷酸能诱导IL 1β、TNF α、INF γ的释放,增强循环T淋巴细胞的数目和功能,提高巨噬细胞活性,刺激NK细胞的细胞毒作用。在蛋白质供给充分的情况下,核苷酸能快速促进营养不良动物免疫功能的恢复。聚核苷酸 (PAPU)是一种生物反应调节剂,癌症患者术后接受PAPU治疗,能提高循环NK细胞的数目和细胞毒活性,延长无瘤生存时间和总生存期,降低肿瘤复发的危险性。
6、膳食纤维
膳食纤维是食物中不能直接被消化酶水解的碳水化合物。膳食纤维能吸收和保存水分,刺激肠蠕动,稀释肠道内致癌物质浓度并促进排出。膳食纤维的酵解产物短链脂肪酸(SCFA)是结肠粘膜细胞的主要能量来源,可增加肠粘膜血供,促进肠粘膜细胞的增殖和分化,能维护肠绒毛形态结构的完整性,对肠粘膜屏障具有营养和保护作用。大量摄入谷类纤维能明显降低罹患贲门癌的危险性。腹部大手术后添加膳食纤维能明显减少肠细菌易位和感染的发生率。
三、目前常用的肠内免疫营养制剂
1.1 瑞能(supportan) 瑞能是专门针对肿瘤患者设计的一种肠内免疫营养制剂,富含免疫增强物质:核苷酸、ω-3多不饱和脂肪酸及抗氧化剂。每100 ml瑞能含能量546 kJ、碳水化合物l0.4 g、蛋白质7.1 g、脂肪7.2 g、饱和脂肪酸2.9 g、不饱和脂肪酸0.9 g、精氨酸1.25 g、ω-3脂肪酸0.3 g、核苷酸0.13 g及各种矿物质、微量元素和维生素。
1.2 士强(stresson) 每100 ml士强含能量523kJ、碳水化合物14.5 g、蛋白质7.5 g、脂肪41.7 g、co一6:oJ一3(g)一3.45:1、精氨酸0.89 g、谷氨酰胺1.3g、核苷酸0.13 g、膳食纤维0.9 g。
1.3 茚沛(Impact) 每100 ml茚沛含能量418kJ、碳水化合物13.4 g、蛋白质5.6 g、总脂肪2.8 g、其中ω-3脂肪酸占总脂的10.5,ω-3脂肪酸占8.3 、精氨酸1.25 g、核苷酸0.12 g。
四 、肠内免疫营养实施时机
术后早期肠内营养支持已成共识“只要肠道有功能,就应首选肠内营养”的观点已成为近代营养治疗的共识。目前关于何时开始肠内营养尚存在一些争议,既往的经验认为,腹部手术后的2~3 d,因麻醉及手术操作的刺激、胃肠的分泌及蠕动功能陷于停顿,因而将术后恢复经肛门排气视为终止胃肠减压、恢复经口饮食的“金标准”。特别是胃癌手术,更因顾及吻合口而推迟进食时间及限制进食量,使得胃癌根治术后依赖静脉输液的时间为7~9 d。但近年研究发现,术后胃肠道麻痹仅局限于胃和结肠,而小肠的蠕动、消化、吸收功能在术后几小时即恢复正常。因此,从理论角度而言,若术前小肠功能正常,术后6~12 h可接收营养物质的输入,但实际上内环境尚未完全稳定,过早给予肠内营养,机体未必有能力完全消化、吸收;相反,可能因对肠内营养的不耐受而产生腹胀,腹胀又可加重术后不适和并发症的发生。多数学者认为理想的肠内营养应于术后24~48 h内开始。有研究显示,术后早期肠内免疫营养能增强机体免疫应答、改善术后感染性并发症发生率和减少住院时间。南京总院提倡的加速康复外科(fast-track surgery)更强调术后早期的肠内免疫营养。
五、免疫营养治疗应注意问题
当前的研究认为,免疫营养作为一种治疗措施,应使其获得最大效益,将危险降到最低。在进行免疫营养治疗的同时应注意三个问题。
1、剂量过低,导致免疫营养治疗无效,不能达到免疫调节的药理学作用,这是影响免疫营养临床效果的主要因素之一。实施免疫营养治疗需要达到最低限量,才能发挥其免疫调节作用,但是目前研究还没有确切的答案,有研究提示烧伤患者可能需要达到健康人的2~7倍。
2、 应用时机与肠内营养一样,应从早期开始,最好在术后72小时内进行,避免早期过度炎症反应。
3、疾病的严重程度是影响免疫营养治疗效果的另一个主要因素。对严重脓毒血症、休克、多脏器功能不全的危重患者进行免疫营养治疗反而会加重病情,使死亡率上升。因此这类患者不应实施免疫营养。综上所述,临床上应用免疫营养治疗时应首先考虑二个方面问题:其一,患者对免疫营养的耐受性;其二,疾病的严重程度。在临床治疗时免疫营养应在需要进行肠内营养、且能耐受一定剂量的肠内营养的患者中进行,对严重SIRS和MODS患者应慎用或不用,对严重创伤患者进行免疫营养治疗,最好控制其急性生理和慢性健康状况评分(APACHE)Ⅱ的评分
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