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急性疾病与肌少症的相关性研究及未来展望

2021-01-06李晓磊任天顺通信作者夏斌

世界最新医学信息文摘 2021年69期
关键词:肌少症骨骼肌急性

李晓磊,任天顺通信作者,夏斌

(西安医学院第一附属医院,陕西 西安 710000)

0 引言

肌肉减少症日益被认为是一个重大问题,尤其是在人口老龄化的发达国家。2018 年初,欧洲老年人肌少症工作组总结了近10 年肌少症基础和临床研究的最新成果,将肌少症重新定义为:一种进行性、广泛性的,与跌倒、骨折、身体残疾和死亡不良后果发生的可能性增加有关的骨骼肌疾病。肌少症现在已正式被确认为是一种肌肉疾病,其诊断代码是ICD10-MC[1]。在EWGSOP2 的定义中,已经建立了新的诊断标准:肌少症的特征是握力低(女性<16kg,男性<26kg),肌肉质量低(女性<6.0kg/m2,男性<7.0kg/m2)[2]。

与急性疾病相关的肌少症,我们又可称之为“急性肌少症”,是近期被提出的一个新的概念,旨在研究住院患者,尤其是因为各种急性疾病而入住ICU 病房的危重症患者肌肉状态和肌肉功能的显著变化[3]。我们将急性肌少症定义为在重大生理应激事件(如急性疾病、手术、创伤或烧伤)发生后28 天内肌肉质量和肌肉功能的变化。急性肌少症的发生率目前还不清楚,但可以确定的是,与社区相比,在任何时候住院的患者中符合急性肌少症标准的比例都更高。

这可能与住院时间延长、康复需要和社会护理需要增加有关[4,5]。危重病患者会出现严重的骨骼肌无力和身体残疾,这种情况至少会持续5 年。但其入住重症监护室(ICU)之后的肌肉消耗时间进程和潜在的病理生理机制仍缺乏确切的了解[6]。在严重疾病等应激状态下,需要加速合成肝脏中的急性期蛋白和参与免疫功能和伤口愈合的蛋白,这是从疾病中恢复所必需的。合成这些蛋白所需的前体氨基酸会导致肌肉蛋白分解,并且报告证实,在疾病的急性期,骨骼肌和全身蛋白质的迅速和显著流失每天高达3%[7,8]。这些研究强调了保存肌肉质量的重要性,特别是在急性疾病中。急性肌少症是一个重要的问题,也是未来研究的重要领域。

1 急性疾病相关性肌少症

因急性疾病住院治疗或外科手术增加了炎性负担和肌肉废止的风险,所以可能会加速肌少症的急性发展。现对几种不同的急性疾病与肌少症的相互联系加以说明。

1.1 中风

由于脑损伤和肌肉退化,中风后幸存的患者中几乎有三分之一变得身体依赖。除体重减轻外,Springer 等人[9]在动物实验数据中还发现中风后感染通常伴随着中风特异性肌症,这是由分解代谢增加所确定的。因此,解决肌肉减少症是中风后康复的另一项重要任务。

1.2 败血症及脓毒症

败血症是一种威胁生命的疾病,其特征是存在与器官功能障碍相关的感染。严重败血症的幸存者长期罹患新的认知障碍或功能障碍的风险增加。脓毒症炎症标志物的急剧增加和肌肉功能的急剧下降有关。这可能会影响个人的长期性[10]。

1.3 急性疾病相关的手术

越来越多的老年患者因某些急性疾病需要择期或急诊手术,并且存在许多术前风险评估工具以降低术后死亡率和发病率。Revenig 等人[11]研究结果显示,霍普金斯脆弱指数作为术前评估工具,可用于预测术后并发症发生率。由于霍普金斯衰弱评分使用了欧洲共识中关于少肌症定义的两项内容,因此它突出了评估和治疗手术患者的肌少症的重要性。

此外,谵妄、睡眠障碍、慢性认知障碍、急性和慢性心理压力以及营养不良(蛋白质摄入减少)都是急性肌少症潜在的危险因素[12]。

2 与急性肌少症发病机制相关的因素

目前尚不清楚急性肌肉减少症的生物学机制。我们推测,因急性疾病住院治疗引起的急性肌少症与肌肉质量和肌肉功能的急性快速下降有关。为了明确造成这种结果的原因,对其整个过程涉及的病理生理机制的了解显得很有必要。

2.1 炎症损伤

氧化应激和炎症损伤可能是急性肌少症发生的主要相关因素,并且呈正相关。炎症的系统标志物随着急性疾病和应激事件的发生而急剧升高,并可能通过这一机制增强肌肉质量和功能的急性丧失。这可能是通过影响Atrogene 通路,或通过诱导11βHSD1 来实现的[13]。另外,Atrogene 通路中的MaFbx 和MuRF1 上调与肌肉萎缩有关,经证实,盲肠结扎和穿刺致脓毒症的啮齿动物模型可导致MaFbx 和MuRF1 mRNA 水平升高。Atrogene 通路是涉及到泛素蛋白酶体系统(UPS)的泛素连接酶;且多种炎症状态已被证明与MAFbx和MuRF1 水平的增加以及UPS 的组成部分有关[14]。

2.2 蛋白质稳态的细胞内调节因子

肌肉蛋白合成是由聚集在蛋白激酶B 上的途径介导的。胰岛素样生长因子-1 和蛋白激酶B 途径的磷酸化(或去磷酸化)控制着肌肉蛋白的合成和肌肉蛋白的分解,也可以通过其他调节因子(例如核因子κB)进行调节[15]。

2.3 能量传递

Lambell 等人[16]对处于危重病的急性期的老年人骨骼肌质量进行了评估,发现急性危重病的能量传递和骨骼肌质量变化之间可能存在某种关联,高于或低于个人需要的能量传递可能对肌肉质量有害。具体来说,限制热量的摄入会导致蛋白质能量营养不良和肌肉消耗,而过量摄入能量会减少毛细血管血流量和氨基酸通过血管周围脂肪向肌肉组织的转移,最终导致患有急性危重病的老年人骨骼肌质量的减少[17,18]。

2.4 激素

在急性疾病相关的肌少症患者中,高皮质激素血症已被证明会加剧与卧床休息有关的肌肉质量和肌肉力量的丧失。在一项对照研究中,健康年轻男性在28 天的卧床休息期间服用氢化可的松,与单纯卧床休息的男性相比,瘦腿质量损失更大。皮质醇是蛋白质分解代谢的中介物质,随着急性疾病和应激事件的发生,血清水平显著升高[19]。此外,随着年龄的增长,血清中雄激素前体脱氢肾上腺皮质酮(DHEAS)水平下降,产生增加的皮质醇:DHEAS 比率和相对皮质醇过剩的状态。急性疾病或压力,如髋部骨折,将增加这种不平衡,进一步危及肌肉合成代谢。对老年髋部骨折患者的研究表明,皮质醇:DHEAS 比值升高,这与受伤后6 个月身体衰弱程度增加有关。这表明与住院治疗相关的肌肉质量和肌肉功能的变化不仅与卧床休息有关,而且与急性疾病的影响有关;皮质醇:脱氢肾上腺皮质酮(DHEAS)可能是导致这一结果的一种介质[20]。

此外,急性肌少症还与急性肺损伤(PaO2/FIO2 比值)有直接关系[6]。

3 急性肌少症诊断与筛查手段的最新进展

自从1989 年首先提出的一种新的老年综合征--肌少症之后,关于肌少症的诊断筛查工具已经先后被很多学者和各国肌少症工作组提出,以往的诊断与筛查手段,例如双能X 线骨密度仪(DXA)、生物电阻抗法(BIA)、 磁共振成像 (MRI)、计算机断层扫描(CT)、SARC-F 评分 、SARC-CalF 评分 、Ish Ⅱ评分 、迷你肌少症风险评估问卷等,再如使用握力评估上肢肌力,椅子站立测试评估下肢肌力等[21]。急性疾病患者病情一般较危急,行动不方便,所以上述很多手段并不能很好的应用于这一类患者中。随着世界各国学者对急性肌少症的研究不断深入,一些适合急性肌少症的诊断与筛查手段被逐渐提出。

3.1 骨骼肌超声成像(USI)

骨骼肌超声成像(USI)是一种无痛、无创、无辐射的技术,在ICU 中价格低廉,容易获得。它提供了有关肌肉大小和质量(回声性)的客观信息,是有效和可靠的评估骨骼肌纵向变化的理想技术[22,23]。EWGSOP 传统上建议使用计算机断层扫描(CT),磁共振成像或双能X 线吸收仪来测量肌肉量。然而,这些仪器不能在床旁使用,并且在移动使用时有局限性。超声测量双侧前大腿厚度(BATT)具有极好的评估者间和评估者内变异性。EWGSOP2 支持使用超声波进行肌肉减少症的临床评估,并已提出共识协议[24]。急性危重病早期的肌力测试是有限的,因为它要求患者保持清醒、警觉和认知完好无损[25]。因此,骨骼肌超声成像(USI)的应用可以为这些危重患者制定有针对性的干预措施提供信息。

由于缺乏特定的超声诊断标准,因此需要进一步努力以达成评估肌肉减少症标准化方案的共识,肌肉超声才能被更广泛地接受。

3.2 腰大肌横截面积

腰大肌总面积(TPMA)是指位于L4椎体下段的单个横断CT 片上的左右腰大肌周长内的面积。PMI 作为高度标准化指数(例如,PMI=PMA/height2)进行计算,以便进一步分析[31]。最近,腰大肌的横截面积在心血管疾病、胸部疾病、胃肠疾病[27]、结直肠疾病[28]和移植手术[29]中显示出负预后价值。还有研究指出,股直肌横截面积的减少与器官衰竭负担有关[30]。在急性疾病或紧急情况下,使用DXA 或BIA 是不太实际的。CT 成像似乎是一种很好的替代方法,可以快速地提供可重复、高精度的人体成分测量。以前,由于昂贵的软件和基于肌肉群的复杂计算,使用横截面积来测量肌肉减少症是有限的。最近,Waduud 等人[31]证实,腰3~腰5 肌总面积的单层测量值代表腰3 肌总体积(R2=0.388,L4为0.579,L5为0.602,P值均<0.001)。CT 成像已广泛应用于外科和急诊患者的评估,这种快速、简便的方法可以在不增加费用的情况下方便地计算腰大肌的横截面积。值得注意的是,我们发现ELPMI(极低的腰大肌指数)是ICU 服务水平增加的一个强有力的预测因子,同时也是显示住院死亡率和总服务水平增加的趋势。ELPMI 患者在创伤事件中的住院时间和ICU 住院时间明显延长。ELPMI 的这些临界值可能也适用于其他急性疾病的筛查与诊断,而这是标准的肌肉减少症测量无法获得的[26]。

定量测定蛋白质与DNA 的比值、使用ICU 流动性量表(IMS)对最高水平的流动性进行评分[32]等也可做为急性肌少症较为合适的诊断与筛查工具。

4 干预

4.1 运动

老年人的身体功能可以通过测量步态、平衡、力量、日常生活活动和耐力的性能测试来评估,一种在临床应用的方法是通过测量步态速度和握力强度,并评估日常生活活动的独立性。应根据上述方面制定运动计划,包括运动的频率、强度和持续时间。在结直肠手术患者中进行的一项随机对照试验显示,两组患者的并发症发生率相似,但在第8 周随访时,发现在入院前增加运动的结直肠手术患者的6 分钟步行测试结果有显著改善[32]。因此,对于患有急性疾病或慢性病加重的老年患者,运动干预应成为复杂治疗计划的必不可少的部分。

4.2 营养调控

通常,骨骼肌功能通过肌肉蛋白质合成(MPS)和肌肉蛋白质分解(MPB)之间的平衡来维持,营养摄入(主要是膳食中的必需氨基酸(EAA)成分)增强MPS[33],同时通过胰岛素的介导作用抑制MPB[34]。蛋白质在健康人和疾病状态下对肌肉的维持是至关重要的,而适当的能量和蛋白质的补充对于减少急性危重疾病中的肌肉消耗很可能是重要的。最近的一项临床研究旨在研究额外补充蛋白质以达到1.5g/kg 的高蛋白肠内饲料与目标为1g/(kg·d)的对照组的效果。然而,对照组仅达到0.75g/(kg·d),而高蛋白组达到1.2g/(kg·d),这再一次表明了补充蛋白质可以减少肌肉质量损失[35]。Pourhassan等人[3]做了一项临床试验发现,营养不良组的所有患者在过去6 个月内都不能活动,并且比非营养不良组有更多的非故意体重减轻。营养不良的患者比营养不良的患者表现出更多的衰弱现象,总MNA-SF(微型营养评估简表)评分、Barthel指数和活动度较低。

除蛋白质外,其他已被证明有益于肌肉质量和数量增加的营养干预措施,如支链氨基酸(BCAA)、β-羟甲基丁酸、维生素和N-3 脂肪酸(FAs)也有一定的研究[36]。N-3 脂肪酸,特别是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸,由于其额外的抗炎作用,作为一种危重病的营养疗法已引起人们的兴趣。

4.3 药物治疗

药物也是治疗急性疾病相关性肌少症的一个有力工具,生长激素已被证实明会导致肌肉质量的增加,但是没有明显的改善肌肉功能,所以其价值产生了一定的疑问[37]。补充睾酮已被证明可以增加男性的肌肉质量和力量,但其可能会对心血管系统有一定的影响[38]。

5 小结

急性疾病或手术会导致严重的炎性负担,加之体育活动减少,会导致肌肉质量和功能下降。该病的自然病史需要进一步评估,包括影响。未来的研究应建立在急性疾病或手术与肌肉减少症之间联系的基础上,进一步评估影响该病发展速度、程度、长期结果的因素,以及早期干预措施的效果,包括物理疗法,营养补充或使用新的治疗靶点。

在急性疾病期间,低肌肉质量和功能的存在与医疗经济成本的增加有关,包括住院时间的延长,康复成本以及出院时对护理机构或社会护理的需求增加。预防急性肌肉减少症将为患者带来更广泛的经济利益和个人利益。

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