脊髓损伤患者身体组成的研究①

李雪甫

脊髓损伤患者身体组成的研究①

李雪甫

脊髓损伤发病率有逐年上升的趋势，脊髓损伤患者常出现肥胖、肌肉萎缩、骨质疏松等身体组成成分改变。本文综述了近年关于脊髓损伤患者身体组成的研究进展。

脊髓损伤；人体组成；康复；综述

[本文著录格式]李雪甫.脊髓损伤患者身体组成的研究[J].中国康复理论与实践,2013,19(2):145-147.

世界范围内，关于人体组成的研究越来越多，研究人体组成不仅有重要生物学意义，也与增强国民身体素质密切相关。某些疾病会显著改变人体的正常组成，因此测定患者的身体组成对于病情的判断、疾病治疗以及疾病转归有不可替代的作用[1]。脊髓损伤发病率有逐年上升的趋势，由于医疗科技的进步，脊髓损伤患者成活率大幅度提高，照顾患者与医疗保健的负担势必日益增加。脊髓损伤患者常出现肥胖、肌肉萎缩、骨质疏松等身体组成成分改变，这些改变将进一步加重患者的功能障碍，加重其残损度，严重时会危及生命[2]。目前国内学者对人体组成研究相对较少，而关于脊髓损伤患者身体组成研究的论文更少，因此本文综述近年关于脊髓损伤患者身体组成研究进展，以提高对该领域的认识。

1 脊髓损伤患者身体组成测量方法

一般对于身体组成的测量方法，复杂的、昂贵的有计算机断层(CT)、磁共振成像(MRI)、双能X线(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)、生物电阻抗分析(bioelectrical impedance analysis,BIA)、水中称重法；较简单的则有形态学测量、体质量指数、皮褶厚度测量法。

CT可以明确测定脂肪组织，也可以测量脂肪的分布，是准确性高的测量方法；MRI也有类似的特征，而且不存在放射性暴露；双能X线可以测量脂肪和瘦体组织的质量，以及骨骼矿物质；BIA是根据人体含水组织和脂肪组织的电阻不同，求得人体的密度和体脂比例；水中称重法是利用阿基米德原理测出人体的体积和密度。形态学测量是测量肢体的周长和皮下脂肪的厚度来推测肢体肌肉的横断面积；体质量指数是以体重(kg)除以身高(m)的平方，来推算体重过重或过轻的情形；皮褶厚度测量是以皮下脂肪的厚度来估算全身脂肪的含量。

George等1987年、1988年对脊髓损伤患者用水中称重法来测定人体组成，发现这种方法应用于四肢瘫痪患者很不准确。皮褶厚度用来测量四肢瘫患者也不准确[3-4]。体质量指数虽然方便简单，但因患者身体组成改变，质量指数不升反而降低，不能反映脊髓损伤患者实际肥胖程度。Jones等2003年用体质量指数和双能X线吸收仪对脊髓损伤患者身体组成测量，发现用体质量指数判断脊髓损伤患者身体组成会低估脊髓损伤患者的肥胖程度。BIA被用于小儿麻痹患者的身体组成分析，发现测定的瘦体组织含量与腿围测量所显示的萎缩程度非常吻合[5]。Miyatani等2004年以生物电阻抗分析仪来推估四肢各节段的肌肉含量，与MRI测定的肌肉含量相比较，发现其相关性很高(r=0.902)[6]。因而，目前普遍认为BIA是较方便且准确测定脊髓损伤患者身体组成的方法。

2 脊髓损伤患者身体组成的变化

2.1 脂肪组织质量增高

大量关于人体组成的研究证实，脊髓损伤后脂肪组织质量明显增高。关于脂肪组织增加的原因现认为：脊髓损伤初期，由于身体在受到重大创伤后所呈现的快速新陈代谢与过度异化作用，使脊髓损伤患者体重减轻；急性期过后由于部分代谢功能的瘦体减少，使得静息能量消耗减少，加上患者受伤后运动减少[7]，使患者总能量消耗减少。脊髓损伤后，患者即使下运动神经元的功能依旧完整，但受损平面以下的自主神经活动能力仍会减弱或丧失，导致肌肉废用性萎缩。当因受损节段而影响代谢器官活动时，使机体静息代谢率下降，能量聚集而合成脂肪[8]。由于控制降脂肪组织的交感神经发挥作用，在亚急性期，完全的高胸段脊髓损伤破坏脂质代谢和脂肪储存紊乱，而低胸椎脊髓损伤脂质代谢和脂肪储存紊乱少见。

脊髓损伤患者倾向于过度的腹部肥胖，瘦素水平较高与腹部肥胖的患病率较高，紧密相关[9]。脊髓损伤伴随着肥胖和代谢功能障碍只是一个起点，更是心脏危险因素的证据[10]。因而，控制脊髓损伤患者脂质代谢紊乱和肥胖有重要意义。

2.2 肌肉痉挛、萎缩和骨质疏松

Burnham在1997年实验证实脊髓损伤后，瘦体质量明显下降，特别是下肢瘦组织下降明显[11]。实验证实脊髓损伤后，损伤平面以下支配的骨骼肌在形态学、代谢上发生变化，大部分肌纤维会由慢缩肌转向快缩肌。Kocina认为由于下肢不负重和瘫痪后血流改变，100%患者都会出现骨质疏松现象，骨质量下降[8]。

肌痉挛是脊髓损伤患者常见并发症，Löfvenmark在2009研究中发现，痉挛患者的骨密度无显著区别，但都出现在髋关节骨质疏松症[12]。严重痉挛患者与那些没有或轻度痉挛相比，肌肉质量更大。

2.3 分子水平变化

脊髓损伤后肥胖因素和肌纤维改变，容易造成胰岛素抵抗现象与葡萄糖耐受不良等代谢异常。脂肪组织过度增加会导致全身血糖控制能力下降。当脂肪细胞含三酰甘油过度时，会释放抵抗素、肿瘤坏死因子-α及游离脂肪酸，阻碍周边组织胰岛素信号路径并引发胰岛素抵抗现象发展。Wilt等研究发现脊髓损伤患者会发生糖类及脂质代谢失调[13]。此外患者最大摄氧量远大于正常，高密度脂蛋白、胆固醇也高于正常。上述因素累加作用于脊髓损伤患者使其罹患2型糖尿病及心血管疾病危险大大提高[14-15]。

3 促进脊髓损伤患者功能改善策略对身体组成的变化影响

3.1 饮食控制

2007 年Primeaux等使用高胸段(T3脊髓水平)脊髓横断啮齿动物模型研究慢性脊髓损伤的大鼠喂食标准饲料对体重和身体成分的影响，结果大鼠的体重、身体成分、血浆胰岛素、葡萄糖耐受性和代谢功能、解偶联蛋白1、在肩胛间的棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)等身体组成不能保持在规定的范围内[16]。Chen对16例超重或肥胖的慢性脊髓损伤患者开展6个月的体重管理方案，涵盖营养、运动和行为矫正。在12周、24周人体测量发现，体质量指数和脂肪基准值质量显著减少，饮食行为、心理和身体机能改善，而瘦体质量、血液白蛋白和血红蛋白水平无明显变化。更重要的是降低胆固醇、收缩压和舒张压[17]。研究发现，减肥成功几个因素是很重要的，包括年龄、种族、婚姻、就业状况、超重/肥胖、一级家族史基线的伤害以及持续时间和胆固醇水平。结果证明，科学严格的饮食管理能帮助超重/肥胖的脊髓损伤患者有效减肥，不影响总瘦体质量和整体健康。

Krempien积极监察或限制运动员膳食摄入量，能避免肥胖患病率高的重要原因在于评估饮食行为和态度将有益于调控患者能量摄入[18]。

3.2 运动训练

Buchholz等观察发现，脊髓损伤患者日常体力活动可以降低心血管疾病以及2型糖尿病的危险，发现患者习惯性的体力活动比久坐身强力壮者可以保持胰岛素敏感性[19]。对脊髓损伤患者而言，身体脂肪总量、中央型肥胖和大腿的肌间脂肪组织出现代谢疾病风险比身强力壮者更大[20]。

3.3 电刺激

功能性电刺激作为治疗脊髓损伤患者肌肉瘫痪的手段之一被广泛使用于临床[2]。Liu等观察不完全性脊髓损伤后患者每周3次功能性电刺激的循环训练后的身体组成，4～8周时双侧大腿周长显著增加，在8周后发现膝关节屈伸肌的峰值扭矩显著增加。此外完整的治疗后，瘦体重显著增加[21]。Frotzler等对11例慢性完全脊髓损伤患者进行功能性电刺激结合下肢圆周运动训练后，肌肉横断面积增加，脂肪横断面积缩小，骨质流失有所逆转[22]。Kakebeeke等对脊髓损伤患者用功能性电刺激结合下肢圆周运动训练后，其骨密度、肌围度以及被刺激肌肉的力量都有所提高[23]。

3.4 抗痉挛药物

巴氯芬为骨骼肌松弛药，自20世纪70年代以来，国外一直广泛使用于脊髓损伤性痉挛患者。Bauman等用低剂量的巴氯芬治疗脊髓损伤者4周，患者的类胰岛素生长因子水平降低[24]。而Gorgey研究发现，脊髓损伤后口服巴氯芬没有减轻痉挛的保护作用以及身体组成成分、代谢水平的改变[25]。

4 问题与展望

在脊髓损伤的身体组成测定研究领域，我们将会继续致力于准确、快速、廉价和无损伤的测定方法，用一台仪器对人体多成分测定也可能是方向。在实际应用中，通过较大量的脊髓损伤人体组成测定建立各种参数的参考值为临床医学服务，通过脊髓损伤患者身体组成成分的研究也为患者的康复治疗方案制定和效果评价提供重要指导价值。

[1]王自勉.中国的人体组成学研究：回顾与展望[J].体育科研, 2011,32(4):42-49.

[2]王欣,王宁华,谢斌,等.功能性电刺激结合圆周运动对脊髓损伤患者下肢功能重建的作用[J].中华物理医学与康复杂志, 2011,33(1):74-76.

[3]George CM,Wells CL,Dugan NL.Validity of hydrodensitometry for determination of body composition in spinal injured subjects[J].Hum Biol,1988,60(5):771-780.

[4]George CM,Wells CL,Dugan NL,et al.Hydrostatic weights of patients with spinal injury.Reliability of measurements in standard sit-in and Hubbard tanks[J].Phys Ther,1987,67(6): 921-925.

[5]Jones LM,Legge M,GouldingA.Healthy body mass index values often underestimate body fat in men with spinal cord inju-ry[J].Arch Phys Med Rehabil,2003,84(7):1068-1071.

[6]Miyatani M,Kanehisa H,Ito M,et al.The accuracy of volume estimates using ultrasound muscle thickness measurements in different muscle groups[J].Eur J Appl Physiol,2004,91(2-3): 264-272.

[7]Monroe MB,Tataranni PA,Pratley R,et al.Lower daily energy expenditure as measured by a respiratory chamber in subjects with spinal cord injury compared with control subjects[J].Am J Clin Nutr,1998,68(6):1223-1227.

[8]Kocina P.Body composition of spinal cord injured adults[J]. Sports Med,1997,23(1):48-60.

[9]Maruyama Y,Mizuguchi M,Yaginuma T,et al.Serum leptin, abdominal obesity and the metabolic syndrome in individuals with chronic spinal cord injury[J].Spinal Cord,2008,46(7): 494-499.

[10]Inskip J,Plunet W,Ramer L,et al.Cardiometabolic risk factors in experimental spinal cord injury[J].J Neurotrauma, 2010,27:275-285.

[11]Burnham R,Martin T,Stein R,et al.Skeletal muscle fibre type transformation following spinal cord injury[J].Spinal Cord,1997,35(2):86-91.

[12]Löfvenmark I,Werhagen L,Norrbrink C.Spasticity and bone density after a spinal cord injury[J].J Rehabil Med,2009,41 (13):1080-1084.

[13]Wilt TJ,Carlson KF,Goldish GD,et al.Carbohydrateand lipid disorders and relevant considerations in persons with spinal cord injury[J].Evid Rep TechnolAssess,2008,(163):1-95.

[14]Chuang SY,Chen CH,Chou P.Prevalence of metabolic syndrome in a large health check-up population in Taiwan[J].J Chin MedAssoc,2004,67(12):611-620.

[15]Stern N,Izkhakov Y.The metabolic syndrome revisited:"cardiometabolic risk"emerges as common ground between differing views of the ADA and AHA[J].J Cardiometab Syndr, 2006,1(5):362-363.

[16]Primeaux SD,Tong M,Holmes GM.Effects of chronic spinal cord injury on body weight and body composition in rats fed a standard chow diet[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol,2007,293(3):R1102-1109.

[17]Chen Y,Henson S,Jackson AB,et al.Obesity intervention in persons with spinal cord injury[J].Spinal Cord,2006,44(2): 82-91.

[18]Krempien JL,Barr SI.Eating attitudes and behaviours in elite Canadian athletes with a spinal cord injury[J].Eat Behav, 2012,13(1):36-41.

[19]Buchholz AC,Martin Ginis KA,Bray SR,et al.Greater daily leisure time physical activity is associated with lower chronic disease risk in adults with spinal cord injury[J].Appl Physiol Nutr Metab,2009,34(4):640-647.

[20]Mojtahedi MC,Valentine RJ,Arngrímsson SA,et al.The association between regional body composition and metabolic outcomes in athletes with spinal cord injury[J].Spinal Cord, 2008,46(3):192-197.

[21]Liu CW,Chen SC,Chen CH,et al.Effects of functional electrical stimulation on peak torque and body composition in patients with incomplete spinal cord injury[J].Kaohsiung J Med Sci,2007,23(5):232-240.

[22]Frotzler A,Coupaud S,Perret C,et al.High-volume FES-cycling partially reverses bone loss in people with chronic spinal cord injury[J].Bone,2008,43(1):169-176.

[23]Kakebeeke TH,Hofer PJ,Frotzler A,et al.Training and detraining of a tetraplegic subject:high-volume FES cycle training[J].Am J Phys Med Rehabil,2008,87(1):56-64.

[24]Bauman WA,Kirshblum SC,Morrison NG,et al.Effect of low-dose baclofen administration on plasma insulin-like growth factor-I in persons with spinal cord injury[J].J Clin Pharmacol,2006,46(4):476-482.

[25]Gorgey AS,Chiodo AE,Gater DR.Oral baclofen administration in persons with chronic spinal cord injury does not prevent the protective effects of spasticity on body composition and glucose homeostasis[J].Spinal Cord,2010,48(2):160-165.

Study of Body Composition in Patients with Spinal Cord Injury(review)

LI Xue-fu.Huaiyin Advanced Vocational&Technical School of Health,Huai'an 223300,Jiangsu,China

There is an increasing trend in the incidence of spinal cord injury,body composition change such as obesity,muscular dystrophy and osteoporosis,which often occur in patients with spinal cord injury.This article summarized the research progress in recent years on body composition in patients with spinal cord injury.

spinal cord injury;body composition;rehabilitation;review

R651.2

A

1006-9771(2013)02-0145-03

2012-08-29)

淮阴卫生高等职业技术学校，江苏淮安市223300。作者简介：李雪甫(1970-)，男，江苏洪泽县人，硕士，副教授，主要研究方向：脊髓损伤。

10.3969/j.issn.1006-9771.2013.02.012