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抽象的

背景：提供足够的热量摄入对于改善临床结果至关重要，因为营养不足导致几个问题。以前的研究表明，通过经典预测方程计算的能量支出，例如哈里斯 - 本尼迪克特方程（HBE），大于测量的静息能量消耗（REE）。为了弥补这种差异，通常用于重新归类价值的额外因素，例如压力因子。然而，应力因子的数值，特别是在脓毒症患者中，是未知的。间接量热法（IC）能够在床边的REE的实时测量。我们假设压力因子可能会在脓毒症患者的复苏时间内降低。为了测试这一假设，我们在整个插管期间测量了在ICU中住院的脓毒症患者的雷厄。

方法：这项单中心回顾性研究比较了成年脓毒症患者通过IC测量的静息REE和估计的能量消耗。基础代谢率(BMR)由HBE估算。通过分析测定的稀土元素与BMR比值的年代变化来估算应力因子。

结果:本研究共纳入了47例患有败血症患者。我们发现脓毒症患者的REE / BMR在1.07至1.11的范围内。此外，估计的应力因子在插管期间不会随时间变化。Ree / BMR不依赖于施用的镇静剂的数量。随着时间的推移，连续器官失效评估（沙发）分数和C反应蛋白（CRP）的血液浓度降低。最后一个插管日的呼吸型商（RQ）大于第一天的呼吸型商品（RQ）。

结论：在镇静的败血症患者中，IC测量的REE大约是BMR的1.1倍。测定的稀土元素与BMR的比值不随疾病的解决而改变。这一结果可能是由于此时患者能量摄入的增加和一般情况的改善所引起的。这些发现可能有助于icu收治的败血症患者更好的营养控制。

关键词

间接量热法，静息能量消耗，败血症，哈里斯-本尼迪克方程

介绍

为住院患者提供足够的热量摄入对改善临床结果至关重要。例如，过度喂养可能会导致多种问题，包括高血糖、高碳酸血症、氮血症和免疫缺陷[1-3]。因此，预测总能量需求对预防这些并发症非常重要。为了预测能源需求，已经开发了许多数学预测方程，如Harris-Benedict、Schofield、Ireton-Jones、Penn State和Swinamer方程[4-8]。尽管发表于1919年的哈里斯-本尼迪克特方程(HBE)是这些方程中最古老的，但由于其简单性，它仍然在临床环境中的营养管理中发挥着重要作用。HBE是根据从健康志愿者中收集的数据开发的。为了将HBE应用于住院患者，通常会在方程中加入额外的因素，如压力和活动因素，以解释由于压力或损伤而增加的能量消耗[9,10]。例如，在过去的研究中，危重患者的应激因子选择在1.2 - 1.6之间[11-15]。然而，关于脓毒症患者应使用的应激因子数量的研究报道甚少[16,17]。

脱毛细胞因子和脓毒症患者的胁迫激素导致几种代谢变化，包括能源要求的增加。分泌的细胞因子和胁迫激素分解骨骼肌和体脂，并将所得的分解代谢物用于内源性能量底物。特别是在败血症的早期临床阶段，由于增强的分解代谢导致的内源性能量供应增加，预期总能量消耗（TEE）的增加[18]。

间接量热法（IC）目前被认为是测量热量需求的最准确的方法[19,20]。IC测量氧气消耗和二氧化碳排泄，用于使用Weir方程计算呼吸呼吸型商（RQ）和休息能源支出（REE）。我们假设通过使用预测方程计算的基础代谢率（BMR）除以REE的值来计算脓毒症患者的应力因素。

此外，用于脓毒症患者应采用的应力因素可以在患者疾病的过程中改变，因为释放的细胞因子和胁迫激素的总量取决于疾病的严重程度。我们假设在脓毒症患者的恢复过程中，压力因子可能变得越来越小，因为雷伊可能随着疾病的分辨率而降低。为了测试这一假设，我们在ICU住院的脓毒症患者中测量了REE，并在预热的期间调查了REE / BMR的变化。

方法

研究设计

本回顾性观察研究在群马大学医院重症监护病房(ICU)进行。本研究经本机构伦理委员会批准。并在我院网页上发布信息，告知患者研究方案，给予患者拒绝纳入研究的机会。包括2010年4月至2015年3月间以败血症诊断入ICU并机械通气3天以上的成年患者(年龄≥18岁)。本研究纳入的患者均符合严重脓毒症的诊断标准[22,23]。排除符合下列一项或多项标准的机械通气患者:吸气氧(FiO₂)分数≥0.6，呼气末正压(PEEP) >12 cmH₂o，呼吸率> 35呼吸/分钟，并存在漏漏漏。此外，排除了血液透析或连续肾置换疗法的患者。

数据采集

我们使用机械呼吸机用内置IC（EngströmCarestation®，GE Healthcare Japan）测量了REE。该呼吸机使用Weir方程自动计算REE。

堰方程[21]

REE（kcal / day）=（3.94×VO 2 + 1.10×VCO 2）×1.44 - （2.17×UN *）

VO₂:耗氧量(mL/min)， VCO₂:二氧化碳生产(mL/min)， UN:尿氮排泄(g)。*在Engström Carestation®中，UN值固定为13 g/天。

RQ（呼吸型商）= VCO 2 / VO 2，也被评估。

通风机的数据迁移系统可以持续监测稀土元素。我们选择插管期第一天、第二天和最后几天的凌晨2点测量的数据。协议要求(1)病人是不活跃的和不受干扰的30分钟前测试和数据收集的15分钟的时间,(2)之间的一个间隔至少30分钟的呼吸机设置和测量的变化,和(3)之间的一个间隔至少4小时喂养方法和测量的变化。当RQ小于0.67或大于1.3时，我们丢弃了这些值，而将尽可能接近凌晨2点的数据纳入其中[24-28]。我们根据需要使用下列镇静剂中的任何一种或多种:异丙酚、右美托咪定、咪达唑仑和芬太尼(补充表S1)。根据Harris-Benedict方程或Schofield方程计算入ICU时的实际体重和身高，预测BMR。

表S1。患者的人口统计学数据，静息能量消耗，计算的能量消耗，APACHE II评分，CRP的血药浓度，SOFA评分，呼吸商，能量摄入和镇静剂的使用在研究对象。

Harris-Benedict方程(HBE) [4]

男性：BMR（kcal / day）= 66.5 + 13.8×重量（kg）+ 5.0×高度（cm） - 6.8×年龄

女性：BMR（kcal / day）= 655.1 + 9.6×重量（kg）+ 1.8×高度（cm） - 4.7×年龄。

斯科菲尔德方程[5]

男18-30岁:15.057 ×体重(kg) + 692.2, 30-60岁:11.472 ×体重(kg) + 873.1， > 60岁:11.711 ×体重(kg) + 587.7

女性：18-30岁：14.818×重量（kg）+ 486.6，30-60岁：8.126×体重（kg）+ 845.6，> 60岁以上：9.082×体重（kg）+ 658.5

我们从医生的医嘱单计算出的总能量摄入。关于肠外和/或肠内营养的决定是由主治医生和ICU医生之间的会议上作出。通过IC测定REE值在决策没有利用。相反，具有良好的营养状态的问题，我们规定主要是肠内营养物质及总能量的摄入逐渐随时间增加。然而，对于具有营养差的状态下的主体，静脉内营养法的溶液主要给药。

统计分析

使用SigmaPlot 13 (Systat Software, Inc.， San Jose, CA)和GraphPad Prism 5 (GraphPad Software, Inc.， La Jolla, CA)进行数据分析。定量变量被描述为平均值和标准偏差。组间比较采用Mann-Whitney U检验、配对t检验、单因素方差分析或双因素方差分析事后检验。P < 0.05被认为是显著的。

结果

本研究共纳入了47例患有败血症患者。他们的人口统计数据见表1。谁存活仅排出患者都包括在内，因为大多数垂死病人表现为呼吸商的异常值，采用为排除标准的范围内。我们比较了通过IC具有预测的能量消耗（如BMR）测定REE通过上述等式来计算。作为应力因子，我们通过对测量的和预测的能量消耗之间的比较1.4倍的缩放，因为它已被报道，1.2和1.6之间的值应该被用作败血症患者的应力因数。在本研究中的插管的患者，REE总是比估计的总能量消耗（TEE）较小的1.4倍的BMR基于HBE-（双向ANOVA与重新调整后HOC.Bonferroni检验，P < 0.0001)，如图1所示。由Schofield方程估计的BMR也是如此(图1)。由于Harris-benedict和Schofield方程计算的TEE没有区别，我们使用HBE进行进一步分析。REE值与HBE计算的BMR进行对比，以确定脓毒症患者的应激因子(图2)。第一天REE和BMR相关性相当好(R = 0.79)。图中REE/BMR的斜率为1.09。稀土元素与BMR在第2天和最后2天的相关性均较好(R分别为0.76和0.78)。令人惊讶的是，第2天和最后一天的REE/BMR分别为1.07和1.11，表明估计的应激因子没有随时间变化(同样见表2)。本研究中许多患者服用了某种镇静剂(表3，表S1)。然而，REE/BMR并不依赖于整个插管期间给药镇静的数量(单因素方差分析，P > 0.05)。这些结果表明，镇静剂对REE/BMR的影响很小。

图1所示。比较间接量热法测定的能量消耗与哈里斯-本尼迪克特和斯科菲尔德方程计算的能量消耗。基础代谢率(BMR)乘以1.4，作为暂定应激因子。IC测量的静息能量消耗(REE)总是小于预测方程(双向方差分析)估计的总能量消耗后HOC.Bonferroni检验，P <0.0001）。

患者数量	47.
男性	29（61.7％）
年龄(年)	63±15 (21-85)
高度（cm）	159±11 (133-185)
重量（kg）	56±17（30-111）
BMI（kg /m²）	21.8±5.4 (11-37)
ApacheⅡ得分	25±7（13-39）
BMR入院： Harris-Benedict(千卡/天)	1221±268（857-2176）
BMR入院： Schofiled(千卡/天)	1289±251（930-2145）
初级感染部位
呼吸道	24.
皮肤和关节	11.
腹部	9
血液	1
泌尿版	2

表格1。患者的人口统计数据。

接下来，我们在插管期间寻求REE / BMR的脓毒症患者的相对恒定的原因。为了评估疾病的严重性，C反应蛋白（CRP）的序贯器官衰竭评估（SOFA）评分和血液浓度进行了分析（表2）。在最后一天SOFA得分均低于在第一天（曼 - 惠特尼U检验，P <0.001）下。这一趋势与CRP浓度降低证实，提示患者的全身情况改善。我们还比较了总能量摄入（表2），因为这可能已影响REE，发现在最后一天总能量摄入是大于在第一天（曼 - 惠特尼U检验，P <0.001）。最后，我们分析RQ后发现，RQ在最后一天是大于第一天（曼 - 惠特尼U检验，P = 0.04）。伴随着RQ增益增加能量摄入建议，在最后一天插管提供的外源性能量足以为病人。

讨论

在这项研究中，我们发现REE / BMR，即估计的患者的估计的应力因子，败血症中的血症患者的范围​​为1.07至1.11。此外，在插管期间，估计的应力因子在时间内没有改变（图2和表2）。

图2。静息能量消耗(REE)与基础代谢率(BMR)的关系REE与BMR在插管第1天、第2天和最后一天相关性良好(R = 0.79)。0.76和0.78)。REE/BMR值始终在1.1左右。

	第1天	最后一天	P
REE /基础代谢率	1.10±0.16.	1.12±0.17	0.46
沙发上的分数	10.9±3.0	6.3±3.1	<0.001
CRP (mg / dL)	14.2±11.2	8.2±6.6	０．０２
能量摄入（kcal / day）	448±267	1171±415.	<0.001
呼吸商	0.764±0.08	0.797±0.09	0.04

表2。比较插管第1天和最后1天的静息能量消耗(REE)与基础代谢率(BMR)的比值、SOFA评分、CRP血药浓度、能量摄入和呼吸商。采用配对t检验比较REE/BMR。其余数据分析采用Mann-Whitney U检验。

危重症患者的总能量消耗应由应激因子乘以BMR的数值来预测，目前仍存在争议。值得注意的是，脓毒症患者的最佳数量尚不清楚。之前的一项研究包括了73名机械通气、非手术危重患者，该研究报告称，测量的能量消耗，即REE，与HBE预测的没有区别，后者不涉及应激因子[17]的乘法。作者发现，败血症患者是例外，在败血症期间，REE比未修改公式计算的REE高出约1.2倍。我们对脓毒症患者的应激因子的估计相对较小，但与他们的数据没有太大的差异。一个可能的解释是小的压力因素是被试的镇静。确实，有报道称，在[29]术后患者中，通过增加镇静深度，REE/BMR显著降低。在我们的研究中，所有患者均插管，大部分患者使用镇静剂。然而，REE/BMR并不依赖于给药的镇静药物数量(表3)。此外，未服用任何镇静药物的患者也可能由于内源性镇静分子，如大麻素和氨，而产生嗜睡。换句话说，无论是否使用镇静剂，镇静程度可能都是一致的。

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	使用的镇静剂数量
	0	1	2≤.	P
第1天	1.17±0.13（3）	1.06±0.19 (10)	1.10±0.15 (34)	0.60
第二天	1.18±0.13 (3)	1.11±0.16（6）	1.08±0.15（38）	０．５２
最后一天	1.13±0.16（8）	1.09±0.14（16）	1.14±0.19 (23)	0.59

表3。比较3天内按镇静用量测定的静息能量消耗(REE)与基础代谢率(BMR)的比值。采用单因素方差分析进行分析。

REE/BMR随着时间的推移没有变化可能是由以下机制引起的。众所周知，能量摄入越多，稀土元素含量越高。这可能就是本研究的情况。最后一天RQ的增加表明主要能量基质从脂肪转移到碳水化合物(表2)。这种转移也可能是由于能量摄入的增加造成的。相反，最后一天的过量喂养可能导致糖原和脂肪合成增强[30]。这被称为“营养压力”。据报道，在糖原和脂肪合成过程中，在合成[31]的过程中，所生成的分子中分别有5%和20%是自身消耗的。此外，糖原和脂肪的消耗导致REE的增加。综上所述，最后一天过量的能量摄入可能导致REE增加，同时伴有糖原和脂肪合成。而由于患者病情的改善导致肾上腺素、去甲肾上腺素、皮质醇、生长因子、胰高血糖素等应激激素的减少，可能导致REE的下降。 Stress hormones are released from the adrenal gland or locus ceruleus in the early stages of sepsis, and these induce catabolism of skeletal muscle and fat. Although few studies have shown the effect of stress hormones on energy expenditure, research has shown that exogenous adrenaline and cortisol raise the metabolic rate [32,33]. On the last intubation day, the general condition of the patients in this study had improved significantly, as indicated by the decrease in serum levels of the inflammatory marker, CRP (Table 2). Therefore, we opined that resolution of the illness resulted in a decrease in stress hormones, which in turn led to the decrease in REE. Collectively, an increase in REE caused by the increased energy intake may have been counteracted by a decrease in REE caused by the improvement in the patients’ condition.

我们的研究有一些限制。本研究在提交患者时没有针对营养控制的特定方案。因此，给予患者的营养素类型可能存在间间差异。理论上，测量的REE可能会因这种不受控制的因素而波动，因为RQ取决于所消耗的营养类。为了克服这个问题，应该进行包括均匀营养控制患者的前瞻性研究。该研究的另一个可能的限制是每天少量测量。虽然IC可以连续监控REE，但我们采用每天单个时间点测量的数据。该方案配制成避免患者病症的不稳定性，这会影响REE测量。由于我们不打算利用从IC获得的数据进行营养控制，因此在晚期插管期间可能发生轻微的过度灌注。然而，尽管如此，我们认为，我们对镇静的机械通风症患者的压力因子的研究结果可能有助于使用预测方程来估计总能量消耗。

结论

镇静下脓毒症患者IC测得的REE约为BMR的1.1倍。在整个插管期间，测量的REE与BMR的比值不随病情的缓解而改变。这一结果可能是由于此时患者能量摄入的增加和一般情况的改善所引起的。这些发现可能有助于加强重症监护室脓毒症患者的营养控制。

致谢

作者感谢群马大学医院重症监护室全体工作人员的持续帮助和支持。

相互竞争的利益

提交人声明他们没有竞争利益。

作者的贡献

所有作者都参与了数据收集。JK设计并进行了研究。JK和TT写了稿件。FK和SS监督了这项研究。所有作者都阅读并批准了最终手稿。

资金

本研究得到了JSPS Kakenhi Grant Numbers 25893031和16K20376的支持。

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