重症患者における間接熱量測定と安定同位元素を用いたエネルギー代謝測定

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  • Glucose Oxidation in Critically Ill Patients Measured with Stable Isotope and Indirect Calorimetry

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抄録

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重症患者では糖, 脂肪, 蛋白などの代謝回転が亢進しているが, 大量のグルコースが投与されて栄養管理が行われているため, エネルギー代謝を間接熱量測定だけで把握することは困難と考えられる。我々は, 間接熱量測定と安定同位元素を用いたエネルギー代謝動態の測定法とを併用し, 間接熱量測定の限界および安定同位元素による測定法の有用性を検討した。三領域リンパ節郭清を伴う右開胸開腹胸部食道全摘再建術を施行し, 高カロリー輸液(TPN)管理した食道癌患者4例について, 術前と術後3病日に, グルコース酸化速度を[U-^<13>C]eiucoseによるprimed constant infusion法により測定し, 蛋白酸化量を尿中窒素排泄量から, 脂肪酸化量を総C0_2産生量からグルコース及び蛋白の酸化によるC0_2産生量を除いて算出した。同時に間接熱量測定を施行した。また, エネルギー代謝の指標として血糖, 血中FFA, 及びケトン体のそれぞれの値を測定した。血中FFAとケトン体値はTPN管理にもかかわらず術後全例で上昇した。従って脂肪の動員と酸化亢進が示唆された。間接熱量測定では, グルコースの酸化量が3例で増加しており, 非蛋白呼吸商(npRQ)が3例で1.0以上を示し, 脂肪は酸化よりも合成に傾いていた。しかし, 安定同位元素による測定では, 脂肪の酸化は全例で増加しており, グルコースの酸化は全例で抑制された。間接熱量測定では, 脂肪が酸化されていても等量の脂肪がグルコースから合成されるとグルコースの酸化として算出されるためと思われた。安定同位元素を用いた測定法では, 重症患者においてグルコースの酸化抑制と脂肪の酸化亢進があること, 脂肪は酸化されている以上に合成され代謝回転が亢進していることが示唆された

Measurements of glucose oxidation, using a primed constant infusion of D-[U-^<13>C] glucose, and indirect calorimetry were made in parallel in critically ill patients. Validity of the measurement of glucose oxidation rate by the use of stable isotope in addition to indirect calorimetry was demonstrated. Isotopic measurement and indirect calorimetry were performed preoperatively and on day 3 postoperatively in four patients who underwent surgery for esophageal carcinoma. Priming doses of NaH^<13>C0_3 and D-[U-^<13>C]glucose were 0.32mg/kg and 0.32mg/kg, respectively. D-[U-^<13>C] glucose was then infused at an infusion rate of 0.004mg/kg/min. Concentration of glucose, free fatty acid (FFA) and ketones in plasma were also measured. Plasma levels of FFA and ketones increased on day 3 following surgery when compared to preoperative values in all of the patients, indicating an increased mobilization and oxidation of fat in the critically ill state. Indirect calorimetry, however, demonstrated nonprotein respiratory quotient (RQ) above 1.0 on the 3 rd postoperative day, suggesting that fat was being synthesized rather than being oxidized. On the other hand, isotopic measurement indicated decreased oxidation of glucose together with increased lipid oxidation in all four patients. These results from isotopic measurement were compatible with the serum levels of FFA and ketones. Increased recycling of energy substrates was suggested from the present study using indirect calorimetry. Thus, isotopic measurement, in combination with indirect calorimetry, provides a useful information which can not be obtained from indirect calorimetry alone, and is essential for investigating the energy metabolism in critically ill patients.

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