精神障礙與靜息能量消耗量

曹桐,唐蘊,鮑紀雪,涂衛(wèi)豐,趙紅霞,曾玲蕓,李毅,劉鐵榜

精神障礙是指在各種生物學(xué)、心理學(xué)以及社會環(huán)境影響,大腦功能活動發(fā)生紊亂,導(dǎo)致認識、情感、意識和行為等精神活動不同程度障礙的疾病[1]。精神障礙包括精神分裂癥、雙相障礙和抑郁障礙等患者的預(yù)期壽命明顯縮短,除了自殺、意外等因素,代謝綜合征和心血管疾病是影響精神障礙患者預(yù)期壽命的主要原因；精神障礙患者代謝綜合征和心血管疾病發(fā)生率明顯高于普通人群[2]；而能量代謝是影響MS和心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展的重要相關(guān)因素之一[3]。

能量代謝通常是指生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中伴隨發(fā)生的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、儲存和利用[4]。能量的利用和消耗是能量代謝重要的環(huán)節(jié)。機體總能量消耗量主要包括基礎(chǔ)能量消耗量、體力活動能量消耗量及食物特殊動力作用3部分；其中基礎(chǔ)能量消耗量約占總能量消耗的65%～70%。由于基礎(chǔ)能量消耗測定的條件苛刻,故臨床上多用靜息能量消耗量(REE)替代。REE是指禁食2 h以上,在合適溫度下,安靜平臥或安坐30 min以上所測得的人體能量消耗[4]。通過REE測量來確定減肥計劃中的目標能量攝入量；不同人群中制定預(yù)防肥胖的公共衛(wèi)生措施,以及評估代謝紊亂患者(如燒傷患者)潛在的能量缺乏等。在精神障礙人群能量代謝的研究中REE測量也越來越受到重視,現(xiàn)將國內(nèi)外此類研究結(jié)果作一綜述。

1 REE測量的基本原理

根據(jù)能量守恒定律,機體消耗的能量應(yīng)等于產(chǎn)生的熱能和所做的外功之和。若機體在某一段時間內(nèi)不做外功,那么所消耗的能量就等于單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱能。由于人的體溫是相對恒定的,因此單位時間的產(chǎn)熱量應(yīng)等于向外界散發(fā)的總熱量,所以測定機體在一定時間內(nèi)散發(fā)的總熱量,便可知道機體的能量消耗。根據(jù)這一原理和不斷的研究測試,國內(nèi)外研究者總結(jié)出了測定REE的3種方法:直接測熱法、間接測熱法以及公式推測法。前兩種方法是測定能量消耗的“金標準”,而公式推測法相對前兩種方法更為簡便快捷,適用于大樣本人群REE的估計。

2 REE測量方法

2.1 直接測熱法 將被測者置于一特殊的檢測環(huán)境中,收集被測者在一定時間內(nèi)(通過輻射、傳導(dǎo)、對流及蒸發(fā)4個方面)發(fā)散的總熱量,然后換算成單位時間的代謝量,即能量代謝率。但直接測熱法的裝置較為復(fù)雜,主要用于研究肥胖和內(nèi)分泌系統(tǒng)障礙等。一般人群的測量主要采取后兩種方法。未見此方法用于精神疾病患者的能量代謝相關(guān)問題的研究文獻。

2.2 間接測熱法 該方法較直接測熱法容易,較公式推測法準確,是近年來廣受關(guān)注的測量REE的方法。其原理是根據(jù)三大產(chǎn)能營養(yǎng)素在產(chǎn)能時所消耗的氧氣和產(chǎn)生的二氧化碳間存在的定比關(guān)系,在特定條件下、一定時間內(nèi)通過測量耗氧量和二氧化碳生成量來計算能量消耗。近年來出現(xiàn)的氣體代謝分析儀(又名心肺功能測試儀)所用的分析系統(tǒng)是目前國際廣泛應(yīng)用于實驗和臨床研究的一種無創(chuàng)間接測熱法系統(tǒng)進行REE的測量和呼吸商(RQ)；適用于臨床對代謝相關(guān)性疾病診治或各種疾病在營養(yǎng)支持中準確評估能量的需要,分析能量來源和營養(yǎng)支持效果,開展個體化的應(yīng)用[5-6]。

2.3 公式推測法 間接測熱法與設(shè)備的進步為準確評估人體REE提供了可行性,但其與直接測熱法一樣,存在儀器設(shè)備昂貴、測定耗時過長、儀器操作復(fù)雜等問題。公式推測法只需簡單的人體測量即可評估REE,便于臨床醫(yī)學(xué)、公共衛(wèi)生學(xué)及運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的實踐操作和進行大樣本的人群研究。目前國際和國內(nèi)被廣泛參考的REE公式包括Harris-Benedict(H-B)公式[7]、FAO/WHO/UNU公式[8]、Schofield公式[9]、Yang公式[10]、Singapore公式[11]等。這些公式設(shè)計時樣本多為健康人群,故在精神疾病患者中這些公式的REE推測結(jié)果可能存在一定的偏倚。Sugawara等[12]在110例亞洲精神分裂癥患者中通過與間接測熱法做對比,驗證了包括H-B公式、FAO/WHO/UNU公式、Schofield公式在內(nèi)的4個REE預(yù)測公式準確性,結(jié)果所有的公式預(yù)測結(jié)果與REE間接測量結(jié)果都有顯著性的差異,而且FAO/WHO/UNU公式和Schofield公式顯示出明顯高估的傾向。相對而言,H-B公式無論對男性還是女性與測量結(jié)果的一致性最高。Soreca等[13]應(yīng)用H-B、Schofield和LARN公式預(yù)測15例雙相I型維持期患者和17名健康對照者的REE,并與間接測熱法對比；結(jié)果所有公式預(yù)測結(jié)果均出現(xiàn)系統(tǒng)性高估,而且高估程度在雙相I型患者組中更明顯。

3 精神障礙與REE

3.1 精神分裂癥 精神分裂癥患者肥胖發(fā)生率遠遠超過普通人群[2,14]；國內(nèi)外研究[15-16]均將此歸因于抗精神病藥使用、不良的飲食習(xí)慣和陰性癥狀引起的活動缺乏等。早期一些相關(guān)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者REE低于普通人群；Nilsson等[17]對30例精神分裂癥患者和17名健康對照進行REE的測量結(jié)果發(fā)現(xiàn),精神分裂癥患者組REE顯著低于對照組；有趣的是精神分裂癥組中11例未服用抗精神病藥的患者也有這種趨勢；但該研究中兩組生物學(xué)特征差異較明顯, 精神分裂癥組體質(zhì)量指數(shù)(BMI)(25.7 kg/m2)明顯高于對照組BMI(23.7 kg/m2)。

Sharpe等[18]招募了31例男精神分裂癥患者,并按年齡、身高、體質(zhì)量等生物學(xué)特征和久坐的行為特征進行一對一匹配形成健康對照組,利用氘稀釋法測定體內(nèi)水分總量和非脂肪含量(FFM),使用間接測熱法測量REE和RQ,初步分析發(fā)現(xiàn)精神分裂癥組的REE明顯低于對照組,其中精神分裂癥組FFM為(63.3±11.0)kg,對照組為(65.5±9.7)kg;盡管兩組FFM無明顯差異,但將FFM控制后,經(jīng)協(xié)方差分析后兩組間REE差異無統(tǒng)計學(xué)意義；而精神分裂癥組RQ無論是否經(jīng)過FFM的調(diào)整均顯著高于對照組；另外,該研究還發(fā)現(xiàn)FFM的含量占比對REE有非常重要的影響,而精神分裂癥組RQ偏高也提示該群體基礎(chǔ)能量消耗中氧化脂肪占比更少,碳水化合物供能占比更大,這可能是該群體肥胖風(fēng)險更高的因素之一。但由于該研究入組的精神分裂癥患者均為正在服用抗精神病藥而且疾病嚴重程度偏低(PANSS總分:68.5±15.0),故REE和RQ與精神分裂癥和抗精神病藥這幾者之間的關(guān)系有待進一步研究。

Graham等[19]對精神分裂癥患者能量代謝與抗精神病藥關(guān)系進行研究,對9例首次發(fā)作未經(jīng)過藥物治療的精神分裂癥譜系障礙的成年患者進行為期12周可調(diào)劑量的奧氮平治療的隨訪研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者的體質(zhì)量較基線有明顯增加,體脂含量增加,并有中央脂肪沉積的傾向,RQ也顯著增加,但REE無明顯改變；提示奧氮平可能并不是通過減少REE、增加能量的過剩堆積導(dǎo)致的體質(zhì)量增加,而是通過減少脂肪氧化從而導(dǎo)致脂肪堆積引起體質(zhì)量變化。雖然該研究僅入組9例患者,其中2例退出,統(tǒng)計的有效樣本量太小,結(jié)果的可靠性欠佳；但其與 Gothelf等[20]研究結(jié)果部分一致；Gothelf等的研究還發(fā)現(xiàn)奧氮平治療后體質(zhì)量明顯上升,而REE無明顯變化,體質(zhì)量上升歸因于患者能量攝入增加。Park等[21]招募了20例精神分裂癥及其他精神分裂癥譜系障礙的患者隨機分成兩組,一組給予可調(diào)劑量的齊拉西酮治療,另一組給予可調(diào)劑量的奧氮平治療,療程12周；治療前后REE的中位數(shù)齊拉西酮組為1075.20(1024.78,1416.81)vs.1132.38(1006.71,1723.06),奧氮平組為1630.24(1079.23,1898.10)vs.1255.40(1069.48,1747.83);兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義；但樣本量小,數(shù)據(jù)檢驗效能較低,結(jié)果可靠性欠佳。

3.2 心境障礙 躁狂發(fā)作是一種持續(xù)性病理性興奮狀態(tài),其特征為持續(xù)升高、膨脹或易怒的情緒,同時伴有睡眠的減少、充沛的精力和活動的增多。躁狂發(fā)作期間患者由于活動量巨大,能量需求必然隨之上升。Caliyurt等[22]對42例雙相I型躁狂發(fā)作患者和27名健康對照者進行REE測量發(fā)現(xiàn),躁狂組REE[(1638.26±459.65)kcal/24 h]顯著高于健康對照組[(1368.81±463.02)kcal/24 h];進行性別間比較依然發(fā)現(xiàn)躁狂組的REE顯著高于對照組。而Soreca等[13]研究提示雙相I型穩(wěn)定期患者中與健康對照者相比REE差異無統(tǒng)計學(xué)意義。REE升高可能是躁狂發(fā)作的生物學(xué)標記。

抑郁發(fā)作以持續(xù)的抑郁心境和快感喪失為核心表現(xiàn),部分患者同時伴有言語減少、活動減少、精力不足等精神運動能力下降的癥狀。Ahmadi等[23]對254例肥胖女性抑郁情緒和REE的關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn),抑郁肥胖女性的REE明顯低于健康肥胖女性；此結(jié)果對抑郁發(fā)作患者的REE狀態(tài)有一些提示作用。一項雙盲、隨機交叉對照關(guān)于抑郁、壓力和肥胖關(guān)系的研究[24],評估43對夫妻兩餐高脂肪餐前后的REE變化情況,結(jié)果有抑郁障礙史和婚姻中敵對行為較多者餐后能量消耗斜率為-31.3(95%CI:-39.5～-23.1)kcal/h,有抑郁障礙史和婚姻中較低敵對行為者餐后能量消耗斜率為-24.8(95%CI:-34.2～-15.5)kcal/h,兩組差異有顯著性。提示有情緒障礙病史且有較多敵對婚姻互動者餐后能量消耗最快,而更多的能量積累導(dǎo)致肥胖的可能性增加。另一項重性抑郁發(fā)作病史和日常壓力源對肥胖的影響研究[25]發(fā)現(xiàn),壓力和抑郁通過影響高脂肪含量食物的代謝來增加肥胖發(fā)生。

3.3 其他精神障礙 進食障礙尤其是神經(jīng)性厭食患者的能量代謝研究比較多,厭食障礙(AN)核心癥狀是患者主動和持續(xù)減少熱量的攝入,造成半饑餓狀態(tài)。根據(jù)饑餓模型的理論,機體細胞為適應(yīng)能量攝入的減少,應(yīng)反映在根據(jù)體質(zhì)量和成分調(diào)整REE。但早期一些關(guān)于神經(jīng)性厭食的能量消耗的研究,卻沒有發(fā)現(xiàn)REE的這種適應(yīng)性改變[26]。Kosmiski等[27]對30例AN患者和25名瘦體型的健康對照者通過間接測熱法測量REEm；同時由雙能X線骨密度儀(DXA)建立的器官組織模型預(yù)測REEp,兩組間還比較了經(jīng)FFM和脂肪含量(FM)調(diào)整后的REE水平。在這項研究中,神經(jīng)性厭食癥繼發(fā)于慢性饑餓的患者的REEm顯著低于健康瘦體型對照組,平均比對照組受試者低536 kcal/d。器官組織DXA模型預(yù)測,由于體脂和組成的差異,健康對照受試者和AN受試者的REEp差異應(yīng)為261 kcal/d。AN組REEm比REEp低226 kcal/d。經(jīng)FFM和FM調(diào)整后,AN組的REEm依然顯著低于對照組。提示人體組織細胞大量下調(diào)靜息能量的消耗以適應(yīng)能量攝入不足。

目前國內(nèi)鮮有精神疾病患者能量代謝相關(guān)的研究,根據(jù)目前國外文獻的結(jié)果發(fā)現(xiàn),各種精神障礙患者無論是發(fā)病期還是間歇期,REE相關(guān)的研究還不夠充足,能量代謝的特點還不明確。精神疾病患者的能量代謝問題,不僅僅與某些精神疾病的維持期代謝綜合征密切相關(guān),而且某些精神障礙急性期REE特點怎樣、如何制定更有針對性的能量補充和營養(yǎng)支持策略等問題,都是亟待解決臨床的問題,故值得進一步進行相關(guān)研究。