精神障碍与静息能量消耗量

曹桐,唐蕴,鲍纪雪,涂卫丰,赵红霞,曾玲芸,李毅,刘铁榜

精神障碍是指在各种生物学、心理学以及社会环境影响,大脑功能活动发生紊乱,导致认识、情感、意识和行为等精神活动不同程度障碍的疾病[1]。精神障碍包括精神分裂症、双相障碍和抑郁障碍等患者的预期寿命明显缩短,除了自杀、意外等因素,代谢综合征和心血管疾病是影响精神障碍患者预期寿命的主要原因；精神障碍患者代谢综合征和心血管疾病发生率明显高于普通人群[2]；而能量代谢是影响MS和心血管疾病的发生和发展的重要相关因素之一[3]。

能量代谢通常是指生物体内物质代谢过程中伴随发生的能量的释放、转移、储存和利用[4]。能量的利用和消耗是能量代谢重要的环节。机体总能量消耗量主要包括基础能量消耗量、体力活动能量消耗量及食物特殊动力作用3部分；其中基础能量消耗量约占总能量消耗的65%～70%。由于基础能量消耗测定的条件苛刻,故临床上多用静息能量消耗量(REE)替代。REE是指禁食2 h以上,在合适温度下,安静平卧或安坐30 min以上所测得的人体能量消耗[4]。通过REE测量来确定减肥计划中的目标能量摄入量；不同人群中制定预防肥胖的公共卫生措施,以及评估代谢紊乱患者(如烧伤患者)潜在的能量缺乏等。在精神障碍人群能量代谢的研究中REE测量也越来越受到重视,现将国内外此类研究结果作一综述。

1 REE测量的基本原理

根据能量守恒定律,机体消耗的能量应等于产生的热能和所做的外功之和。若机体在某一段时间内不做外功,那么所消耗的能量就等于单位时间内产生的热能。由于人的体温是相对恒定的,因此单位时间的产热量应等于向外界散发的总热量,所以测定机体在一定时间内散发的总热量,便可知道机体的能量消耗。根据这一原理和不断的研究测试,国内外研究者总结出了测定REE的3种方法:直接测热法、间接测热法以及公式推测法。前两种方法是测定能量消耗的“金标准”,而公式推测法相对前两种方法更为简便快捷,适用于大样本人群REE的估计。

2 REE测量方法

2.1 直接测热法 将被测者置于一特殊的检测环境中,收集被测者在一定时间内(通过辐射、传导、对流及蒸发4个方面)发散的总热量,然后换算成单位时间的代谢量,即能量代谢率。但直接测热法的装置较为复杂,主要用于研究肥胖和内分泌系统障碍等。一般人群的测量主要采取后两种方法。未见此方法用于精神疾病患者的能量代谢相关问题的研究文献。

2.2 间接测热法 该方法较直接测热法容易,较公式推测法准确,是近年来广受关注的测量REE的方法。其原理是根据三大产能营养素在产能时所消耗的氧气和产生的二氧化碳间存在的定比关系,在特定条件下、一定时间内通过测量耗氧量和二氧化碳生成量来计算能量消耗。近年来出现的气体代谢分析仪(又名心肺功能测试仪)所用的分析系统是目前国际广泛应用于实验和临床研究的一种无创间接测热法系统进行REE的测量和呼吸商(RQ)；适用于临床对代谢相关性疾病诊治或各种疾病在营养支持中准确评估能量的需要,分析能量来源和营养支持效果,开展个体化的应用[5-6]。

2.3 公式推测法 间接测热法与设备的进步为准确评估人体REE提供了可行性,但其与直接测热法一样,存在仪器设备昂贵、测定耗时过长、仪器操作复杂等问题。公式推测法只需简单的人体测量即可评估REE,便于临床医学、公共卫生学及运动医学领域的实践操作和进行大样本的人群研究。目前国际和国内被广泛参考的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。这些公式设计时样本多为健康人群,故在精神疾病患者中这些公式的REE推测结果可能存在一定的偏倚。Sugawara等[12]在110例亚洲精神分裂症患者中通过与间接测热法做对比,验证了包括H-B公式、FAO/WHO/UNU公式、Schofield公式在内的4个REE预测公式准确性,结果所有的公式预测结果与REE间接测量结果都有显著性的差异,而且FAO/WHO/UNU公式和Schofield公式显示出明显高估的倾向。相对而言,H-B公式无论对男性还是女性与测量结果的一致性最高。Soreca等[13]应用H-B、Schofield和LARN公式预测15例双相I型维持期患者和17名健康对照者的REE,并与间接测热法对比；结果所有公式预测结果均出现系统性高估,而且高估程度在双相I型患者组中更明显。

3 精神障碍与REE

3.1 精神分裂症 精神分裂症患者肥胖发生率远远超过普通人群[2,14]；国内外研究[15-16]均将此归因于抗精神病药使用、不良的饮食习惯和阴性症状引起的活动缺乏等。早期一些相关研究结果发现精神分裂症患者REE低于普通人群；Nilsson等[17]对30例精神分裂症患者和17名健康对照进行REE的测量结果发现,精神分裂症患者组REE显著低于对照组；有趣的是精神分裂症组中11例未服用抗精神病药的患者也有这种趋势；但该研究中两组生物学特征差异较明显, 精神分裂症组体质量指数(BMI)(25.7 kg/m2)明显高于对照组BMI(23.7 kg/m2)。

Sharpe等[18]招募了31例男精神分裂症患者,并按年龄、身高、体质量等生物学特征和久坐的行为特征进行一对一匹配形成健康对照组,利用氘稀释法测定体内水分总量和非脂肪含量(FFM),使用间接测热法测量REE和RQ,初步分析发现精神分裂症组的REE明显低于对照组,其中精神分裂症组FFM为(63.3±11.0)kg,对照组为(65.5±9.7)kg;尽管两组FFM无明显差异,但将FFM控制后,经协方差分析后两组间REE差异无统计学意义；而精神分裂症组RQ无论是否经过FFM的调整均显著高于对照组；另外,该研究还发现FFM的含量占比对REE有非常重要的影响,而精神分裂症组RQ偏高也提示该群体基础能量消耗中氧化脂肪占比更少,碳水化合物供能占比更大,这可能是该群体肥胖风险更高的因素之一。但由于该研究入组的精神分裂症患者均为正在服用抗精神病药而且疾病严重程度偏低(PANSS总分:68.5±15.0),故REE和RQ与精神分裂症和抗精神病药这几者之间的关系有待进一步研究。

Graham等[19]对精神分裂症患者能量代谢与抗精神病药关系进行研究,对9例首次发作未经过药物治疗的精神分裂症谱系障碍的成年患者进行为期12周可调剂量的奥氮平治疗的随访研究,结果发现患者的体质量较基线有明显增加,体脂含量增加,并有中央脂肪沉积的倾向,RQ也显著增加,但REE无明显改变；提示奥氮平可能并不是通过减少REE、增加能量的过剩堆积导致的体质量增加,而是通过减少脂肪氧化从而导致脂肪堆积引起体质量变化。虽然该研究仅入组9例患者,其中2例退出,统计的有效样本量太小,结果的可靠性欠佳；但其与 Gothelf等[20]研究结果部分一致；Gothelf等的研究还发现奥氮平治疗后体质量明显上升,而REE无明显变化,体质量上升归因于患者能量摄入增加。Park等[21]招募了20例精神分裂症及其他精神分裂症谱系障碍的患者随机分成两组,一组给予可调剂量的齐拉西酮治疗,另一组给予可调剂量的奥氮平治疗,疗程12周；治疗前后REE的中位数齐拉西酮组为1075.20(1024.78,1416.81)vs.1132.38(1006.71,1723.06),奥氮平组为1630.24(1079.23,1898.10)vs.1255.40(1069.48,1747.83);两组间差异无统计学意义；但样本量小,数据检验效能较低,结果可靠性欠佳。

3.2 心境障碍 躁狂发作是一种持续性病理性兴奋状态,其特征为持续升高、膨胀或易怒的情绪,同时伴有睡眠的减少、充沛的精力和活动的增多。躁狂发作期间患者由于活动量巨大,能量需求必然随之上升。Caliyurt等[22]对42例双相I型躁狂发作患者和27名健康对照者进行REE测量发现,躁狂组REE[(1638.26±459.65)kcal/24 h]显著高于健康对照组[(1368.81±463.02)kcal/24 h];进行性别间比较依然发现躁狂组的REE显著高于对照组。而Soreca等[13]研究提示双相I型稳定期患者中与健康对照者相比REE差异无统计学意义。REE升高可能是躁狂发作的生物学标记。

抑郁发作以持续的抑郁心境和快感丧失为核心表现,部分患者同时伴有言语减少、活动减少、精力不足等精神运动能力下降的症状。Ahmadi等[23]对254例肥胖女性抑郁情绪和REE的关系的研究发现,抑郁肥胖女性的REE明显低于健康肥胖女性；此结果对抑郁发作患者的REE状态有一些提示作用。一项双盲、随机交叉对照关于抑郁、压力和肥胖关系的研究[24],评估43对夫妻两餐高脂肪餐前后的REE变化情况,结果有抑郁障碍史和婚姻中敌对行为较多者餐后能量消耗斜率为-31.3(95%CI:-39.5～-23.1)kcal/h,有抑郁障碍史和婚姻中较低敌对行为者餐后能量消耗斜率为-24.8(95%CI:-34.2～-15.5)kcal/h,两组差异有显著性。提示有情绪障碍病史且有较多敌对婚姻互动者餐后能量消耗最快,而更多的能量积累导致肥胖的可能性增加。另一项重性抑郁发作病史和日常压力源对肥胖的影响研究[25]发现,压力和抑郁通过影响高脂肪含量食物的代谢来增加肥胖发生。

3.3 其他精神障碍 进食障碍尤其是神经性厌食患者的能量代谢研究比较多,厌食障碍(AN)核心症状是患者主动和持续减少热量的摄入,造成半饥饿状态。根据饥饿模型的理论,机体细胞为适应能量摄入的减少,应反映在根据体质量和成分调整REE。但早期一些关于神经性厌食的能量消耗的研究,却没有发现REE的这种适应性改变[26]。Kosmiski等[27]对30例AN患者和25名瘦体型的健康对照者通过间接测热法测量REEm；同时由双能X线骨密度仪(DXA)建立的器官组织模型预测REEp,两组间还比较了经FFM和脂肪含量(FM)调整后的REE水平。在这项研究中,神经性厌食症继发于慢性饥饿的患者的REEm显著低于健康瘦体型对照组,平均比对照组受试者低536 kcal/d。器官组织DXA模型预测,由于体脂和组成的差异,健康对照受试者和AN受试者的REEp差异应为261 kcal/d。AN组REEm比REEp低226 kcal/d。经FFM和FM调整后,AN组的REEm依然显著低于对照组。提示人体组织细胞大量下调静息能量的消耗以适应能量摄入不足。

目前国内鲜有精神疾病患者能量代谢相关的研究,根据目前国外文献的结果发现,各种精神障碍患者无论是发病期还是间歇期,REE相关的研究还不够充足,能量代谢的特点还不明确。精神疾病患者的能量代谢问题,不仅仅与某些精神疾病的维持期代谢综合征密切相关,而且某些精神障碍急性期REE特点怎样、如何制定更有针对性的能量补充和营养支持策略等问题,都是亟待解决临床的问题,故值得进一步进行相关研究。