低碳水化合物营养支持对急性加重期COPD患者血气分析、呼吸功能及炎性因子的影响

亓玉心，杨文平，周玉法，刘爽，韩蕃颉

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)作为呼吸系统常见疾病，老年人多发，绝大多数患者处于COPD稳定期，而在吸烟、失眠及感染等综合因素作用下，会出现急性发作，不仅加重患者症状，还会引起肺栓塞、心力衰竭和呼吸衰竭；且COPD病程较长，反复发作，患者入院频繁，给社会带来沉重的负担[1-2]。目前COPD治疗均以改善症状和提高生活质量为目标，但COPD患者营养不良发生率高，常常会出现呼吸肌和外周骨骼肌肌力下降，从而导致通气状况、活动能力及生活质量下降[3]。2015年COPD全球倡议提示，营养和呼吸状况是COPD患者预后的重要因素[4]。美国营养学会指南也指出COPD患者入院后给予持续营养支持，保证足够热量摄入但不影响呼吸功能[5]；在3大营养物质中，碳水化合物的呼吸商最高，不仅消耗大量氧气且产生大量的二氧化碳，明显增加了患者的通气负担。低碳水化合物饮食(low carbohydrate diet,LCD)主要指限制或者减少对碳水化合物的摄入，相应增加蛋白质和脂类的摄入，从而控制或者预防疾病的一种饮食结构[6]。现观察LCD对急性加重期COPD患者营养指标、血气分析、呼吸功能、淋巴细胞亚群及炎性因子的影响，从而为改善急性加重期COPD患者预后提供依据，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年1月—2018年12月济南市人民医院呼吸内科诊治的急性加重期COPD患者126例作为研究对象，采用随机数字表法分为2组。LCD组70例，男38例，女32例，年龄47～69(58.28±8.12)岁；病程1～5(3.45±0.89)年；BMI(26.18±5.43)kg/m2；吸烟指数(34.28±7.19)年；英国医学研究委员会呼吸困难量表评分(modified medical research council dyspnea scale,MMRC)(2.63±0.43)分；有家族遗传史40例。对照组56例，男32例，女24例，年龄47～70(58.13±7.95)岁；病程1～5(3.53±0.77)年；BMI(26.24±5.38)kg/m2；吸烟指数(34.54±7.39)年；MMRC(2.62±0.44)分；有家族遗传史32例。2组患者的一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经医院伦理委员会审核批准，患者及家属知情同意并签署同意书。

1.2 选择标准 (1)纳入标准：①符合中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组制定的“慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)”的诊断标准[7]；②需无创呼吸机辅助通气；③患者的胃肠道功能正常。(2)排除标准：①伴有糖尿病、慢性肝病、免疫抑制剂等营养代谢疾病的患者；②不能耐受肠内营养制剂的患者。

1.3 治疗方法 患者均根据病情给予常规抗感染、纠正水电解质紊乱、支气管扩张药、化痰及机械通气等对症治疗。LCD组加用立适康高能型肠内营养剂(碳水化合物为27.7%，蛋白质为19.3%，脂肪为53%，能量密度为5.4 kJ/ml),对照组加用立适康纤维型肠内营养剂(碳水化合物为55.7%，蛋白质为17%，脂肪为26.7%，能量密度为4.2 kJ/ml)。每日能量供给计算：根据患者的身高、体质量及年龄，按照Harris-Benedict公式计算能量[8]：男性(kJ/d)=[66.473+5.003×身高(cm)+13.752×体质量(kg)-6.755×年龄(岁)]×4.184；女性(kJ/d)=[65.096+1.850×身高(cm)+9.563×体质量(kg)-4.676×年龄(岁)]×4.184。2组患者均置入鼻胃管，采用Flocae800型肠内营养输液泵进行输注，开始1～2 d给予半量，随后依据患者病情和消化道耐受调整输入量，直至全量。

1.4 观察指标与方法 分别于治疗前1 d及治疗后30、60 d检测以下指标。

1.4.1 营养指标检测：于清晨空腹≥8 h采用促凝管抽取外周静脉血10 ml,采用上海卢湘仪离心仪器有限公司生产的TG16-WS离心机离心获取血清，采用SIEMENS公司生产的ID-VIA-2400型全自动生化分析仪、试剂盒检测血清总蛋白(total protein，TP)、清蛋白(albumin，Alb)及血红蛋白(haemoglobin，Hb)，TP、Alb和Hb试剂盒均由美康生物科技股份公司生产。

1.4.2 血气分析：采用PL2200型血气分析仪(北京普朗新技术有限公司)检测pH、动脉氧分压(PaO2)、动脉二氧化碳分压(PaCO2)及氧合指数(PaO2/FiO2)。

1.4.3 呼吸功能检测： 采用Datex DeltatracMBM-200型代谢检测仪检测每分钟通气量(VE)、呼吸商(RQ)、二氧化碳生成量(VCO2)和耗氧量(VO2)。

1.4.4 炎性因子检测： 上述血清5 ml，采用双抗体酶联免疫法检测白细胞介素-12p70(interleukin-12p70，IL-12p70)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(IFN-γ)和转化生长因子-β1(TGF-β1)水平。

1.4.5 淋巴细胞亚群检测：上述血液2 ml，加入肝素抗凝，于24 h内完成检测。取流式管加入单克隆抗体10 μl，然后加入外周血100 μl混匀，室温避光放置20 min，加入溶血素2 ml，室温放置20 min，离心弃去上清液，加入 PBS 2 ml洗涤，离心弃去上清液，然后重悬于PBS 500 μl中，采用Cytomics FC500流式细胞仪(Beckman Coulter公司)进行检测，采用配套的CXP Analysis软件分析，其中CD3+表示总T淋巴细胞(Th)、CD4+CD8-为辅助T淋巴细胞(Tc)、CD4-CD8+为细胞毒T淋巴细胞、CD19+为B淋巴细胞、CD3-CD16+CD56+为NK细胞。

2 结 果

2.1 2组营养指标比较 治疗前，2组患者营养指标TP、Alb及Hb比较差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后30、60 d 2组均明显升高，且LCD组高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.01)，见表1。

2.2 2组血气分析比较 治疗前，2组患者血气分析指标pH、PaO2、PaCO2及PaO2/FiO2比较差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后30、60 d，2组PaO2和PaO2/FiO2均升高，PaCO2降低，且LCD组变化幅度优于对照组(P<0.01)；2组pH比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

2.3 2组呼吸功能比较 治疗前，2组患者呼吸功能指标RQ、VE、VO2及VCO2比较差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后30、60 d，2组RQ、VO2及VCO2明显降低，VE明显升高，且LCD组RQ、VO2及VCO2低于对照组，VE高于对照组，差异均有统计学意义(P均<0.01)，见表3。

表1 2组患者治疗前后营养指标比较

注： 与治疗前比较,aP<0.05

2.4 2组炎性因子水平比较 治疗前，2组患者炎性因子IL-12p70、IFN-γ、TGF-β1和TNF-α差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后30、60 d，2组患者IL-12p70、TNF-α和IFN-γ均明显降低，TGF-β1明显升高， 且LCD组变化幅度优于对照组 (P均<0.01)，见表4。

2.5 2组淋巴细胞亚群比较 治疗前，2组患者淋巴细胞亚群T细胞、B细胞、NK细胞、Th细胞、Tc细胞及Th/Tc比较差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后30、60 d，2组患者外周血NK细胞、Th细胞及Th/Tc均明显升高，而Tc细胞明显降低，且LCD组变化幅度优于对照组(P均<0.01)；而T、B细胞比较差异无统计学意义(P均>0.05)，见表5。

3 讨 论

COPD作为呼吸系统疾病，病死率极高，且随着病情的进展，患者的生活质量明显下降，世界卫生组织数据显示COPD已成为世界第五大疾病经济负担[9]，无创呼吸机是抢救COPD急性期的重要治疗手段。文献报道[10]，此类患者常合并营养不良，且其身体处于消耗高、高做功状态，而营养不良会导致机体免疫功能下降，引起肺部出现感染、呼吸机疲劳，病情进一步加重。营养供给与呼吸功能恢复密切相关，如果患者得不到有效的营养支持，将进一步加重机体各器官功能损害，从而导致预后不良[11]，因此COPD急性期患者营养支持日益受到各界重视，肠内营养支持成为我国医疗事业又一亟待解决的课题。

表2 2组患者治疗前后血气分析指标比较

注： 与治疗前比较,aP<0.05

表3 2组患者治疗前后呼吸功能指标比较

注： 与治疗前比较,aP<0.05

表4 2组患者治疗前后炎性因子水平比较

注： 与治疗前比较,aP<0.05

表5 2组患者治疗前后淋巴细胞亚群变化比较

注： 与治疗前比较,aP<0.05

COPD急性期患者均行无创呼吸机治疗，患者的应激反应强烈，呼吸肌因营养不良而导致耐受力、收缩力及张力明显下降，从而出现呼吸衰竭[12]。文献报道[13]，呼吸衰竭患者在给予营养治疗时常常会出现高碳酸血症，其可能是给予过多的糖类导致体内CO2产生增加，加重了肺通气的负荷；另外过多的糖类会刺激机体大量释放胰岛素，进而引起磷酸和葡萄糖结合进入骨骼肌和肝，从而产生低磷血症，进一步加重呼吸衰竭[14]。临床数据显示，临床医师随意选择营养制剂会直接或者间接导致血气异常，从而进一步加重病情。既往研究多关注热量和蛋白质的摄入[15]，往往忽视了糖类的供给量，饮食结构的不合理，大多数呼吸衰竭患者的临床症状得不到明显改善，还会出现营养不良，因此调整营养结构不仅能够改善营养不良，还能够改善呼吸功能。本研究结果显示，2组患者经过肠内营养支持后，各项营养指标和血气指标均明显改善，而LCD组改善更为明显，提示低碳水化合物肠内营养更能改善患者的营养状况和血气指标。2组患者RQ、VE、VO2及VCO2均明显降低，差异具有统计学意义，其中LCD组RQ、VE、VO2及VCO2水平明显低于对照组，差异具有统计学意义，夏艳等[16]研究也显示，低糖高脂肪营养支持治疗慢性阻塞性肺疾病并发呼吸衰竭患者，能够明显降低患者的RQ，与本研究结果一致，可能是因为低碳水化合物肠内营养的热量多来源于脂类物质，从而明显减少了CO2的生成，降低了RQ和通气的需要，从而大大改善了患者的呼吸功能。

多数学者认为免疫功能失衡、微环境异常等在COPD急性期发作过程中起着举足轻重的作用[17-18]，微环境稳态是维持机体免疫功能的首要条件，淋巴细胞亚群及其炎性因子构成了微环境。本研究结果显示，治疗后2组患者外周血NK细胞、Th细胞及Th/Tc均明显升高，而Tc细胞明显降低，其中LCD组患者外周血NK细胞、Th细胞及Th/Tc水平明显高于对照组，可能是因为低碳水化合物肠内营养不会增加机体额外负担，并且提供机体所需营养物质，从而改善淋巴细胞亚群失衡，提高机体自身免疫功能。

炎性反应促使自由基大量生成，从而造成氧化应激损伤，进而诱导脂质过氧化，然后参与器官衰竭形成和发展[19-22]。有研究显示，IFN-γ/T-bet、IL-12/STAT4通路异常活化、Th1/Th2失衡均在COPD发病过程中起着关键作用[23]。本研究结果显示，治疗后2组患者IL-12p70、TNF-α和IFN-γ均明显降低，而TGF-β1明显升高，其中LCD组IL-12p70、TNF-α和IFN-γ水平明显低于对照组，TGF-β1明显高于对照组。提示低碳水化合物肠内营养更能控制炎性介质，进而缓解病变部位的炎性反应，可能与低碳水化合物肠内营养改善淋巴细胞亚群失衡有关。

综上所述，低碳水化合物肠内营养不仅能够明显改善COPD急性期患者的营养状况、血气分析和呼吸功能指标，还能够改善淋巴细胞亚群失衡，调节炎性因子水平。