第四章 氮平衡

第一节 人体测量(肌肉)

一、概述
人体组成包括3部分,即体脂、细胞外群、细胞群,后两者称为瘦肉质总体。人体测量应用最广,有许多优点,简单、安全、经济、易操作,其临床应用越来越受重视。通过无创性检查可了解机体的脂肪、肌肉储备,用于判断营养不良、监测治疗及提示预后。特别是儿童在整个人群中最敏感,具有代表性,其测定方法比较规范,对人群营养状况的反映比较灵敏、快捷,并且为非侵入性,所需费用较低。测量指标主要包括:身高、体重、皮褶厚度、上臂围、头围、胸围、腰围、坐高等。缺点是对短期内营养状况失调不敏感,不能发现某些营养素缺乏。氮平衡在一定程度上反映机体蛋白质平衡状态。
二、常用测量指标
(一)身高
身高(height)测量:使用身高计,上午十点左右较准确,此时身高为全天的中间值。成人身高测量的目的是在于计算标准体重,或体质指数,意义在于反映能量和蛋白质的营养状况。尤其三岁以下儿童更需要量身长。由于骨关节病和某些神经系统疾病无法直立的患者,可以用身长、坐高等来代替。身高测量时要求被测者赤脚直立于地面上,两脚跟靠紧,足尖呈40°~60°,膝伸直,肩自然放松,上肢自然下垂,头正,眼耳在同一水平面上。我国卫生部(2009年)推荐7岁以下儿童身高(长)参照标准,见表4-1-1、表4-1-2。
表4-1-1 7岁以下男童身高(长)标准值(cm)(原卫生部推荐参考值)
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注:表中3岁前为身长,3岁及3岁后为身高
表4-1-2 7岁以下女童身高(长)标准值(cm)(原卫生部推荐参考值)
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注:表中3岁前为身长,3岁及3岁后为身高
(二)体重
体重(body weight,BW)是机体脂肪组织、瘦组织群、水及矿物质的总和,临床最为常用,它是营养评价中最重要、简单、直接而又可靠的方法。体重改变主要是瘦组织群和水分的变化,脂肪组织变化不显著。体重持续减轻,应高度警惕,3个月内体重丢失对评价营养状况很重要,体重丢失5%为轻度,体重丢失10%为重度。测量体重前受试者避免进行体育活动和体力劳动。体重测定须保持时间、衣着、姿势等一致,对住院患者应选择晨起空腹、排空大小便、着内衣裤测定。仪器使用前需检验其准确度和灵敏度,准确度要求误差不超过0.1%(即每百千克误差小于0.1kg)。
通常采用实际体重占理想体重的百分比(理想重百分率)来表示。
计算公式是:
理想重百分率(%)=(实际体重/理想体重)×100%
理想体重:男性理想体重(kg)=身高(cm)-105
女性理想体重(kg)=身高(cm)-100
其评价见表4-1-3。
表4-1-3 理想体重百分率结果评价
我国原卫生部(2009年)推荐7岁以下儿童体重参照标准,见表4-1-4、表4-1-5。
表4-1-4 7岁以下男童体重标准值(kg)(原卫生部推荐参考值)
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表4-1-5 7岁以下女童体重标准值(kg)(原卫生部推荐参考值)
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(三)体质指数
体质指数(body mass index,BMI)是评价18岁以上成人群体营养状况的常用、可靠指标。可反映蛋白质能量营养不良和肥胖,较敏感反映体型胖瘦程度,且与皮褶厚度、上臂围等营养状况指标的相关性也较高。体质指数的计算公式为:
BMI=体重(kg)/身高(m) 2
中国人BMI<18.5为低体重(营养不足),18.5≤BMI<24.0为正常,24.0≤BMI<28.0为超重,≥28为肥胖(表4-1-6)。
表4-1-6 BMI评价标准
当BMI低于正常时,体内脂肪含量过低,致身体不能完全提供必需的脂肪生理功能、免疫力下降。若BMI高于正常,则患高血压、糖尿病或血脂异常等肥胖相关慢性疾病的几率增加。
(四)皮褶厚度
皮褶厚度(skin fold thickness)用皮褶测量计测量,是衡量营养状况和肥胖程度最经济、快捷的较好指标。它反映的是人体皮下脂肪含量和分布情况,与全身脂肪含量具有一定的线性关系,可通过测量人体不同部位皮褶厚度,推算全身的脂肪含量。
其优点是测量方法相对简单,便于进行大量人群的调查。但是,它也存在一定的局限性。由于每个测量者对解剖位置的确定存在差异,且测量时手法的不同,可造成皮褶厚度测量误差偏大。为了避免测量者之间的误差,在调查时应事先进行相关的培训,使测量结果具有一定的可比性。
测定部位包括上臂肱三头肌部、肩胛下角部、腹部、髂嵴上部等,其中前三个部位最重要,可分别代表个体肢体、躯干、腰腹等部分的皮下脂肪堆积情况,对判断肥胖和营养不良有重要价值。
1.三头肌皮褶厚度(triceps skinfold thickness,TSF)
测量TSF时要求被测者立位,上臂自然下垂,在左或右上臂背侧,肩峰至尺骨鹰嘴连线中点上方2cm处,测定者位于被测者后方,两指将皮肤连同皮下脂肪捏起呈皱褶,两边皮肤须对称,用压力为10g/mm 2的皮褶厚度计从拇指下测定。连续测定3次后取平均值,计算实测值占正常值的百分比。TSF正常参考值:男性8.3mm,女性15.3mm,其评价标准见表4-1-7。
表4-1-7 TSF评价标准
2.肩胛下皮褶厚度
被测者姿势同上,取左或右肩胛骨下角下方约2cm处,测定方法同TSF。结果以肩胛下皮褶厚度与TSF之和来判定,其结果评价见表4-1-8。
表4-1-8 肩胛下皮褶厚度与TSF之和结果评价
3.腹部和髋部皮褶厚度
于脐侧1cm处,将皮肤连同皮下组织与正中线平行捏起呈皮褶;或髋部左侧腋中线与髂嵴交叉处,测定方法同TSF。
(五)上臂周围
上臂周围(arm circumference,MAC)即肩峰与尺骨鹰嘴中点的手臂围,与体重密切相关,在无法测量体重时,它是反映营养状况很好的替代指标。利用上臂紧张围(上臂肱二头肌最大限度收缩时的围度)与上臂松弛围(肱二头肌最大限度松弛时的围度)之差来表示肌肉发育状况。一般此差值越大说明肌肉发育状况越好,反之说明脂肪发育状况良好。
上臂周围具有皮下脂肪,又有肌肉组织,与三头肌皮褶厚度相结合,可分析出机体肌肉和脂肪的比例。
上臂肌面积(arm muscle area,AMA)是通过上臂周围与三头肌皮褶厚度计算而来的,与上臂肌围相比,能更好地反映机体总的肌肉组织变化,与肌酐身高指数有更好的相关性。
上臂肌面积和去骨肌面积(upper arm bone-free muscle area,ABMA)可间接反映体内蛋白质储存水平,它与血清白蛋白水平相关。
下列Heymsfild改良公式计算。
AMA(cm) 2=[MAC(cm)-3.14×TSF(mm)] 2/4×3.14ω
男性:ABMA=AMA-10cm
女性:ABMA=AMA-6.5cm
正常值:≥44.9mm 2,<44.9mm 2则为缺乏
上臂围参考值见表4-1-9。
表4-1-9 我国北方地区成人上臂围参考值
(六)头围
测量头围主要针对3岁以下儿童。被测儿童取坐位、立位或仰卧位,同时去掉帽子、围巾或发辫;检测者位于儿童右侧或前方,用左手拇指将软尺零点固定于头部右侧眉弓上缘处,软尺经枕骨粗隆及左侧眉弓回到零点,读取软尺与零点重合处的读数。头围测量以厘米为单位,精确到0.1cm。世界卫生组织(2006年)推荐0~4岁儿童头围参照标准,见表4-1-10、表4-1-11。
表4-1-10 0~4岁男童头围标准(世界卫生组织推荐参考值)
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表4-1-11 0~4岁女童头围标准(世界卫生组织推荐参考值)
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(七)胸围
胸围是表示胸腔容积、胸肌、背肌发育和皮脂蓄积状况的重要指标之一,一般使用衬有尼龙丝的塑料带尺进行测量,胸围可反映呼吸器官的发育程度,以及成人健康状况。男生和未发育女生,带尺下缘在胸前沿乳头上缘;已发育女生,带尺在乳头上方与第4肋骨平齐。测试时受试者自然站立,两脚分开与肩同宽,双肩放松,两上肢自然下垂,平静呼吸。以厘米为单位,精确到小数点后一位。
(八)腰围
腰围(waist circumference,WC)是腰部周径的长度,主要测量身体横向体格指标发育情况,对超重和肥胖的成人判断尤为重要,特别是腹型(中心型)肥胖。腹部脂肪增加是独立的危险性预测因子,所以,腰围是衡量脂肪在腹部堆积最重要、简单及实用的指标,且与身高无关。测试时空腹,着内衣裤,腹壁放松,自然站立,平视前方,在肋下缘与髂前上棘连线中点标记,用塑料带尺通过该中点测量呼气时的腰围。测量误差不超过1cm,取3次测量的平均值。男性腰围≥85cm,女性腰围≥80cm者,患高血压和糖尿病的危险分别高出3.5倍和2.5倍。
(九)臀围
臀围是臀部向后最突出部位的水平围度,它反映的是髋部骨骼和肌肉的发育情况,与腰围一起可很好地评价和判断腹部肥胖。
腰臀比(waist-to-hip ratio,WHR)是腰围cm/臀围cm,是间接反映腹部肥胖的最好标准,可区分躯干上部或下部肥胖。
测试时受试者自然站立,放松两臀,平视前方,保持自然呼吸状态,连续测量3次,取平均值,测量误差不超过1cm。正常成人腰臀比男性<0.9,女性<0.85,超过此值为中央性(又称腹内型、内脏型)肥胖。
腰臀比升高,增加了冠心病、脑卒中及糖尿病的风险。
(十)其他测量方法
1.生物电阻抗法(bioelectric impedance analyzer,BI) 采用生物电阻抗仪测量去脂体重和体脂含量。人体脂肪为非导电体,而肌肉水分含量较多,为易导电体。若脂肪含量多,肌肉少,电流通过时电阻较高;反之电阻较低。可根据不同年龄、性别的数字模型定量分析人体成分。可反映患者机体构成、营养状况及病情严重程度,对研究正常个体的身体成分很有价值。
该法具有方便快速、简捷、成本低廉,无创及安全等特点,适用于各个人群,有广阔的应用前景。由于人体成分在种族、年龄及性别之间,特别是在肥胖与正常人群之间存在差异,所以,使用回归方程计算去脂体重或体脂含量时应当选择对应的方程。
2.密度法 人体体内脂肪和非脂肪组织的量不同,身体密度也不同,因此,通过身体密度可推算出人体脂肪含量。其基本原理是阿基米德定律,关键是要测量人体体积。然而,测量人体体积的方法较多,应用最广泛的是水下称重法,已被人们作为标准方法所接受。该方法适合不同年龄、性别、健康人群及肥胖人群。
3.核素稀释法 核素稀释法的原理是采用稀释原理(C 1•V 1=C 2•V 2:其中C 1•V 1为给予核素的量;C 2为示踪因子在体液中的浓度;V 2为总体水的体积),测量总体水和去脂体重。
4.总体钾测量 人体中钾是唯一具有自然产生放射性核素的元素,它包括的核素有 39K、 40K和 41K。由于98%的钾存在于细胞内,其浓度变化很少,因此,钾在人体组织中的含量和比例相对恒定。 40K放射γ-射线,通过外部全身 40K计数仪,可测量γ射线的强度,计算出人体钾含量。
因为背景中的 40K,以及所有释放γ-射线的物质(如铋-214)对计数仪都有干扰,所以,该方法对测量的环境要求很高,需要有屏蔽和防护措施;同时,受试者在测量前需洗澡、洗头、穿着清洁的衣服进行测定。
5.尿肌酐排泄量测量 是衡量机体蛋白水平的敏感指标,尿排出的肌酐反映机体肌肉组织(瘦组织总体)的状况。该法要求准确收集24小时尿样,其时间误差不能超过15分钟,而且要连续收集3天的尿样进行分析。影响测量准确性的主要因素是同一个体每日尿肌酐排泄量的差异很大。
肌酐升高指数(creatinine height index,CHI)=24h肌酐排泄量/24h同性别和身高的标准肌酐值×100
若减少5%~15%为轻度虚弱,15%~30%为中度虚弱,30%以上为重度虚弱。
6.血清白蛋白和前白蛋白 前者可反映疾病的严重程度,与术后并发症和死亡率相关,可预测手术风险,因半衰期18天,判断营养不良较准确,但不敏感;后者半衰期短,为2天,是判断蛋白质急性改变的敏感指标。另外,转铁蛋白和视黄醇蛋白的半衰期为10天和12小时。血清含量少,临床应用不多。
7.3-甲基组氨酸(3-methylhistidine) 是骨骼肌分解代谢产物,以原形自尿中排除。是评价蛋白分解代谢的指标,也是肌肉蛋白减少的指标。测定前一天限制肉食,通过色谱仪测定。
8.免疫功能
(1)总淋巴细胞计数(total lymphocyte cont,TLC):是评定免疫功能的简易方法,简便、快速,细胞免疫与营养相关。淋巴细胞数(12~20)×10 8/L,为轻度营养不良;(8~12)×10 8/L,为中度营养不良;<8×10 8/L,为严重营养不良。
(2)皮肤迟发超敏反应(skin delayed hypersensitivity,SDH):是评定免疫功能的重要指标。在受检者前臂表面不同部位皮内注射0.1ml抗原,24~48h测量硬结直径,若>0.5cm为正常。
9.肌力 用握力计测检患者握力。被测者胳膊不要接触身体,不要晃动,稍加休息,重复两次,取平均值。
10.直接肌刺激 测量非自主性肌肉力量,通过对目的肌进行电刺激,观察收缩、舒张及力量。
11.呼吸功能 呼吸功能与蛋白质营养状况密切相关,如果机体蛋白质减少20%,呼吸功能会急剧下降。
12.双能量X线吸收法(直接测量骨、骨骼肌和脂肪组织)、磁共振(测量总体水含量和分布)。
13.其他 除以上方法外,还有中子活化法(测量全身多种元素含量,包括Ca、Na、Cl、P、N)等多种方法。
总之,测量人体成分的方法很多。每种方法既有它的适用范围,又有一定的局限性。不同方法分析的人体成分内容,既有交叉又有区别。无论是哪种测量方法都是在五个水平(原子、分子、细胞、组织和整体)的基础上对人体成分进行测量和研究。
表4-1-12反映的是不同人体成分分析方法之间的差异和优越性(评分标准:最小=1,最大=5)。
表4-1-12 人体成分测量方法的比较
三、人体测量的评价
身高、体重的测量是体格测量的主要内容,有多种表示方法,如按年龄的身高,按身高的体重等。不同年龄和性别的人群其评价方法不同,特别是儿童评价方法较多,评价标准不一致。由美国国家卫生统计中心提出的身高和体重数值,已被大多数国家采用,我国目前也以此作为评价儿童生长发育状况的参考标准。常用的评价方法有以下几种:
(一)平均值法
平均值法是对群体的调查结果按性别、年龄分组后,所得平均值与参考标准直接比较,是一个最直接的评价方法。其缺点是需要较大样本量,才能使各年龄组有足够数量,以便进行比较说明差异,故不常应用。
(二)中位数百分比法
中位数百分比法:即调查儿童身高或体重的数值达到同年龄、性别参考标准中位数的百分比,来评价儿童生长情况。该方法缺点是不同指标的中位数百分比数值意义不同(如按年龄体重中位数80%与年龄身高中位数80%,意义不同)。其优点在于意义比较明确,易为儿童家长理解。
(三)标准差法
标准差法就是将所用的评价参考数据按平均值加减1个标准差、加减2个标准差,分成6个等级范围,然后看所调查对象属于哪个等级范围,见表4-1-13。
表4-1-13 标准差法评价人体营养状况
目前,国际上对群体儿童生长发育的评价一般有以下三个指标:
1.体重不足
指儿童按年龄的体重低于参考标准体重中位数减两个标准差,为中度体重不足,低于标准体重中位数减三个标准差,为重度体重不足。
2.发育迟缓
指儿童年龄的身高低于参考标准身高中位数减两个标准差,为中度发育迟缓,低于参考标准身高中位数减三个标准差,为重度发育迟缓。发育迟缓主要反映慢性、较长期的营养不良。
3.消瘦
指儿童身高的体重低于参考标准中位数减两个标准差,为中度消瘦,低于参考标准中位数减三个标准差,为重度消瘦。消瘦主要反映急性的近期营养不良。
(四)百分位数法
这种方法是将不同性别,各年龄参考标准的原始数据,从小到大分成100份。评价时将所测量的数值与相应性别、年龄段的参考标准百分位数相比较,看属于哪一组段(等级)。百分位数法的优点是同时适用于正态、偏态分布的指标,其数字表达方式直观,有利于人们理解儿童生长发育所达到实际水平。其缺点是当调查数据大于第100百分位或小于第1百分位时,就不能评价其离散程度,见表4-1-14。
表4-1-14 百分位数法评价人体营养状况
(五)综合评价法
综合评价法是先对各项指标分别进行评价,然后根据结果再作出综合评价,其评价更全面。从发展趋势看,综合评价法是今后研究营养状况、生长发育评价方法的主要方向。
四、影响人体测量数据的因素
人体的结构尺寸随着区域、民族、性别、年龄及生活状况等因素的不同而有所差异。
(一)地区种族因素
从人种学角度看,因遗传等诸因素,不同民族在体格方面有明显差异,人体尺寸也随之不同。由于地理环境、生活习俗、生活水准不同,同一个民族,在不同地区,其人体尺寸也有较大的差异。
(二)性别、年龄因素
男性和女性14周岁前,差异不大,有的女性身高还会超出男性,但到青春期,在个体和群体上差异就非常明显。身高在22岁前呈上升趋势,30岁后呈下降趋势。男性在20岁、女性大约在17岁身高到最高点。随着年龄的增长,身高在40岁时开始缩减,并且随年龄增加缩减加速(发生在脊椎骨)。而人的体重和某些宽度及周长却随着年龄的增长而增加。不同年龄,个体差异很大,婴儿、幼儿、学童、少年、青年、中年、老年各个时期的人体尺寸一直在变化。
(三)职业因素
长期的职业活动,使身体某些部分得到特别锻炼而改变了体型。体力劳动和脑力劳动者在体型和身体的某些方面就有较大差别。除了在身高和躯干与腿的比例上有差别外,在头部、腹部、身体各部位长度,以及全身脂肪的分布上也有差别。因此,不同职业者存在较大差异。
(四)其他因素
数据来源不同、测量方法不同、被测者代表性等因素,也常常造成测量数据的差异。
(王昆华 徐 玉)