多频生物电阻抗对肝硬化患者细胞内外液的探讨

摘要

目的: 探讨肝硬化患者细胞内外液分布的变化及机制.

方法: 采用多频生物电阻抗法对104例肝硬化患者根据Child-Pugh分级, 分为A、B、C三组, 并选择24例健康者作为对照组(N组), 进行检测, 各组受试者的细胞内液(intracellular water, ICW)、细胞外液(extracellular water, ECW)和身体总水(total body water, TBW), 计算细胞内液/身体总水(ICW/TBW, ICW%)、细胞外液/身体总水(ECW/TBW, ECW%)和细胞外液/细胞内液(ICW/ECW), 比较各组受试者细胞内、外液分布差异.

结果: 肝硬化患者各组间细胞内、外液分布发生变化, ICW%、ICW/ECW随肝功能恶化而降低, ECW随肝功能恶化而增加, ECW%随肝功能恶化而升高. A、B、C、N四组ICW%分别为61.07%±1.10%、60.03%±1.00%、59.48%±1.32%、61.48%±0.95%, ICW/ECW分别为1.571±0.072、1.510±0.063、1.470±0.789、1.598±0.065, ECW分别为13.011 L±2.517 L、14.463 L±2.720 L、14.587 L±2.976 L、13.300 L±2.073 L, ECW%分别为38.93%±1.10%、39.87%±1.00%、40.52%±1.32%、38.52%±0.95%.

结论: 在肝硬化初期患者即发生了水分分布异常, 表现为ICW%降低, ECW%升高, ICW/ECW降低, 并随肝功能恶化而加剧.

关键词: 肝硬化; 细胞内液; 细胞外液; 水分分布; 多频生物电阻抗

核心提示: 肝硬化患者在疾病早期即发生了营养不良、水分分布异常, 也许二者之间存在一定的因果关系, 应关注肝硬化患者的营养状态.

Intracellular and extracellular water distribution in patients with liver cirrhosis

Sheng-Nan Wu, Yu-Mei Qi, Ya-Jun Chen, Hui-Juan Xiao, Chun-Man Hao, Xin Wang

Sheng-Nan Wu, the Third Central Clinical College of Tianjin Medical University, Tiainjing 300170, China

Yu-Mei Qi, Ya-Jun Chen, Hui-Juan Xiao, Xin-Wang, Department of Nutrition, the Third Central Hospital of Tianjin, Tianjin 300170, China

Chun-Man Hao, Nutrition Department, Tiantan Hospital of Beijing, Beijing 100050, China

Correspondence to: Yu-Mei Qi, Professor, Department of Nutrition, the Third Central Hospital of Tianjin, 83 Jintang Road, Hedong District, Tianjin 300170, China. qym0305@yahoo.com.cn

Received: July 4, 2013
Revised: September 13, 2013
Accepted: September 30, 2013
Published online: December 28, 2013

Abstract

AIM: To investigate intracellular water (ICW) and extracellular water (ECW) distribution in patients with cirrhosis.

METHODS: One hundred and four cirrhotic patients were divided into three groups based on Child-Pugh class (A, B, C), and 24 healthy volunteers were used as controls (n). Total body water (TBW), ICW and ECW were measured by multi-frequency bioelectrical impedance. ICW% was calculated as ICW/TBW × 100%, and ECW% as ECW/TBW × 100%.

RESULTS: Intracellular and extracellular fluid distribution changed in patients with cirrhosis. With the increase in Child-Pugh class, ECW and ECW% increased and ICW% and ICW/TBW decreased (ECW: 13.011 ± 2.517 L, 14.463 ± 2.720 L, 14.587 ± 2.976 L vs 13.300 ± 2.073 L; ECW%: 38.93% ± 1.10%, 39.87% ± 1.00%, 40.52% ± 1.32% vs 38.52% ± 0.95%; ICW%: 61.07% ± 1.10%, 60.03% ± 1.00%, 59.48% ± 1.32% vs 61.48% ± 0.95%; ICW/ECW: 1.571 ± 0.072, 1.510 ± 0.063, 1.470 ± 0.789, 1.598 ± 0.065).

CONCLUSION: Intracellular and extracellular fluid distribution has changed at the beginning of the disease in cirrhotic patients, which manifests as increased ECW and ECW% and decreased ICW% and ICW/TBW.

Key Words: Liver cirrhosis; Intracellular; Extracellular; Water distribution; MFBIA

0 引言

肝硬化患者随着病情发展会出现水分分布异常, 临床表现为水肿、腹水、胸水. 然而少量腹水无明显症状和体征[1], 组织间隙液体增加大于正常值的30%时临床才能观察到[2]. 营养不良的发生率与肝病程度成正相关. 蛋白质营养不良的发生率在Child-Pugh A级患者中约占20%, 而C级患者中则超过60%[3]. 早在1987年就有报道, 营养不良会导致水分分布异常, 表现为细胞内液(intracellular water, ICW)减少, 细胞外液(extracellular water, ECW)增多, 且水分分布异常程度与营养不良的程度呈正相关[4]. 但肝功能与细胞内、外液分布关系的报道较少. 本研究采用多频生物电阻抗法[5]对不同Child-Pugh分级肝硬化患者身体总水(total body water, TBW)、ECW、ICW进行检测分析, 探索不同程度肝功能损害患者细胞内外液分布变化的情况, 以指导临床治疗.

1 材料和方法

1.1 材料

选择2010-09/2012-09之间肝内科肝硬化住院患者104例作为观察组, 男59例, 女45例, 平均年龄58.9岁±11.31岁, 所有患者均符合2000年9月中华医学会传染病与寄生虫病分会、肝病学分会联合修订的《病毒性肝炎防治方案》对肝硬化的诊断标准[6]. 依据Child-Pugh分级标准将受试者分为A级(A组, n = 28)、B级(B组, n = 46)、C级(C组, n = 30). 选择同期来我院健康体检的24例作为正常对照组N组, 男11例, 女13例, 平均年龄55.8岁±9.21岁. 所有受试对象均非肿瘤患者.

1.2 方法

1.2.1 身高、体质量的测量: 身高采用RGZ-120身高体质量计测量, 误差不超过0.1 cm.

1.2.2 身体体质量指数(body mass index, BMI): BMI = 体质量(kg)/身高(m²)

1.2.3 细胞内液、细胞外液、身体总水: ICW、ECW、TBW采用InBody 720人体成分分析仪(韩国Biospace公司)检测.

检测原理: 采用多频生物电阻抗法对身体水分进行测量. 检测方法: 测试对象受检之前2 h禁止进食、饮水、洗澡、剧烈运动, 并排空大小便, 除去电子物品及金属物品. 用酒精棉球和电解质湿巾依次擦拭电极. 嘱测试对象赤足站立于机器上, 足前掌和足后跟分别接触底部电极, 待机器显示体质量后输入被测者基本资料(年龄、性别、身高), 然后嘱其双手接触手部电极, 双臂向外张开15度, 不与身体接触, 保持1-2 min接受测量.

1.2.4 ICW%、ECW%及ICW/ECW的计算: 将得到的ICW、ECW进行计算, 细胞内液占身体总水百分数ICW% = ICW/TBW×100%, 细胞外液占身体总水百分数ECW% = ECW/TBW×100%. ICW/ECW即为细胞内液与细胞外液的比值.

统计学处理 采用SPSS17.0进行统计分析, 计量资料用mean±SD表示, 两组间比较采用独立样本t检验; 多组间比较采用单因素方差分析, 组间两两比较采用SNK-q检验. 检验水准α = 0.05, P<0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 基本特征

各组受试者年龄、性别、身高、体质量、BMI差异无统计学意义(表1).

表1 各组基本资料比较 (n, mean±SD).

性别	分组	n	年龄(岁)	身高(cm)	体质量(kg)	BMI(kg/m2)
男	A组	14	56.1±12.8	168.4±6.99	68.8±10.91	24.1±2.64
	B组	21	57.2±11.3	169.8±5.52	72.4±13.81	25.1±4.02
	C组	16	53.9±8.23	170.3±6.19	70.1±9.90	24.1±2.80
	N组	11	55.9±11.7	170.0±4.73	76.5±4.57	26.5±1.84
女	A组	14	61.0±9.46	157.4±6.13	59.6±9.93	23.9±2.99
	B组	17	66.1±0.84	158.7±7.36	64.2±11.4	25.4±3.24
	C组	14	57.9±10.0	157.8±5.91	59.5±11.3	23.7±4.89
	N组	13	57.7±9.67	158.1±6.01	62.6±5.64	24.6±2.39

A: Child-A组; B: Child-B组; C: Child-C组; N:对照组. BMI: 体质量指数.

2.2 不同组ICW、ECW、TBW

各组间ICW、TBW差异无统计学意义. B组、C组ECW高于A组、N组, 差异有统计学意义(P<0.05)(表2), 对男性、女性分别进行分析, 各组间ICW、ECW、TBW差异无统计学意义(表3).

表2 各组ICW、ECW、TBW、ICW%、ECW%、ICW/ECW比较 (n, mean±SD).

分组	n	ICW(L)	ECW(L)	TBW(L)	ICW(%)	ECW(%)	ICW/ECW
A组	28	20.461±4.26	13.011±2.517ac	33.471±6.738	61.07±1.10ac	38.93 ±1.10ac	1.571±0.072ac
B组	46	21.857±4.32	14.463±2.720	36.320±7.003	60.13±1.00ce	39.87±1.00ce	1.510±0.063ce
C组	30	21.353±4.06	14.587±2.976	35.940±6.975	59.48±1.32e	40.52±1.32e	1.470±0.789e
N组	24	21.304±3.74	13.300±2.073	34.604±5.790	61.48±0.95	38.52±0.95	1.598±0.065

^aP<0.05 vs B组;

^cP<0.05 vs C组;

^eP<0.05 vs N组. A: Child-A组; B: Child-B组; C: Child-C组; N: 对照组. ICW: 细胞内液; ECW: 细胞外液; TBW: 身体总水; ICW/ECW: 细胞内液/细胞外液.

表3 不同性别各组ICW、ECW、TBW比较 (n, mean±SD).

性别	分组	n	ICW(L)	ECW(L)	TBW(L)	ICW(%)	ECW(%)	ICW/ECW
男	A组	14	23.35±3.33	14.78±1.76	38.14±5.03	61.15±1.08ace	38.84±1.07ace	1.57±0.074ace
	B组	21	23.72±3.55	15.61±2.21	39.33±5.70	60.25±1.03ce	39.74±1.03ce	1.47±0.057ce
	C组	16	24.00±2.87	16.33±2.15	40.33±4.93	59.54±1.22e	40.45±1.22e	1.49±0.086e
	N组	11	26.67±2.02	15.12±1.27	39.78±3.22	62.03±0.85	37.95±0.857	1.57±0.057
女	A组	14	17.57±2.94b	11.23±1.81b	28.81±4.70b	60.98±1.15ac	39.01±1.15ac	1.57±0.072ac
	B组	17	18.67±3.65b	12.49±2.40b	31.17±6.03b	59.90±0.93e	40.10±0.93e	1.51±0.066e
	C组	14	18.32±2.97b	12.59±2.52b	30.92±5.44b	59.40±1.46e	40.59±1.46e	1.47±0.074e
	N组	13	18.46±2.09b	11.76±1.14b	30.22±3.19b	60.08±1.30b	38.99±0.21b	1.63±0.056b

^aP<0.05 vs 同性别B组;

^cP<0.05 vs 同性别C组;

^eP<0.05 vs 同性别N组;

^bP<0.01 vs M组. A: Child-A组; B:Child-B组; C: Child-C组; N: 对照组. ICW: 细胞内液; ECW: 细胞外液; TBW: 身体总水; ICW/ECW: 细胞内液/细胞外液.

2.3 不同组ICW%、ECW%、ICW/ECW

B组、C组ICW%、ICW/ECW低于A组、N组, 差异有统计学意义(P<0.05), ECW%高于A组、N组, 差异有统计学差异(P<0.05, 表2).

2.4 不同性别ICW、ECW、TBW、ICW%、ECW%、ICW/ECW

各组男性ICW、ECW、TBW均高于女性, 差异有统计学意义(P<0.01, 表3), 正常对照组男性ICW%、ECW%、ICW/ECW均高于女性, 差异有统计学意义(P<0.01, 表3), 肝硬化各组男、女ICW%、ECW%、ICW/ECW差异无统计学差异.

分性别分析, 男性A、B、C各组ICW%、ICW/ECW均低于N组, 逐级递减, 差异有统计学意义(P<0.05); A、B、C各组ECW%均高于N组, 逐级递增, 差异有统计学意义(P<0.05); 女性B组、C组ICW%、ICW/ECW低于A组、N组, 差异有统计学意义(P<0.05); B组、C组ECW%高于A组和N组, 差异有统计学意义(P<0.05)(表3).

3 讨论

通常男性较女性体形大, 故细胞外液较女性多; 男性体细胞数多于女性, 且肌肉含量较女性多, 肌肉含水量(76%)远大于脂肪的(15%)[7], 故细胞内液含量较女性多. 本研究中男性细胞内液、细胞外液、身体总水、细胞内、外液占身体总水比例及细胞内液/细胞外液均高于女性, 符合男性、女性水分分布特点. 肝硬化患者各组男性细胞内液、外液、总水均高于女性, 与男性较女性体形大有关, 而细胞内、外液占身体总水比例及细胞内液/细胞外液无性别差异, 因为肝硬化患者水分分布异常, 掩盖了性别对水分分布的影响.

本研究发现, 细胞内液占身体总水的比例随着肝功能恶化逐步下降. 可能的原因一方面是肝硬化患者食欲减退, 摄入的能量和蛋白质长期低于需要量, 致使机体缺乏能量及合成蛋白的原料, 使骨骼肌蛋白分解增加, 以释放出氨基酸作为糖异生及合成蛋白的原料[8]; 有研究表明[9]当身体总蛋白质丢失15%时, 其细胞内液将减少15%-20%; 另一方面, 肝硬化患者因疾病消耗、摄入不足等原因, 多数处于营养不良状态, 会导致细胞内蛋白质被分解消耗, 细胞内渗透压降低, 细胞内液外移[10]; 营养不良还会导致体细胞群减少, 进而导致身体整体的细胞内液减少[11].

肝硬化患者细胞外液占身体总水比例高于对照组, 且肝功能越差, 细胞外液占身体总水比例越多, 呈逐级递增趋势. 我们发现虽然肝硬化患者早期没有出现腹水、胸水或水肿等临床症状, 但细胞外液占身体总水比例已经升高. 本结论与国外报道一致[12,13]. 肝硬化患者因肝脏合成能力下降、摄入不足等原因造成蛋白质合成减少, 血浆、细胞内蛋白水平下降, 胶体渗透压降低, 水分由管腔内、细胞内游移到组织间隙并且潴留, 导致细胞外液增多[14,15]. 由此可见, 肝硬化患者水潴留、营养不良与肝功能三者之间具有相互关系.

细胞内液/细胞外液反映身体水分在细胞内、外分布情况, 细胞内液/细胞外液增加可能是因为细胞内液增加或细胞外液减少, 或者二者同时存在; 细胞内液/细胞外液下降可能是细胞内液减少或细胞外液增多, 或二者并存. 本研究中肝硬化患者细胞内液/细胞外液较对照组减少, 可能是因骨骼肌消耗、瘦体组织减少、细胞内缺水、过量的水分聚在组织间隙多种原因共同造成的. 细胞内液/细胞外液可以同时反映肝脏功能及营养状况.

总之, 肝硬化患者在疾病初期即发生水分分布异常, 这可能与营养不良有一定关系. 对肝硬化患者进行细胞内外液检测有助于了解患者瘦体组织群、骨骼肌含量及身体储备, 为营养评估、营养诊断、营养治疗提供依据.

评论

背景资料

肝硬化的营养不良发生率很高, 而营养不良会使体内水分分布发生异常. 但分布异常发生的时间、程度尚未明确; 多频生物电阻抗法是检测患者水分分布的一种技术; 本文运用多频生物电阻抗法对肝硬化患者水分分布情况进行评估并从营养的角度分析肝硬化患者水分分布异常的机制.

同行评议者

竺亚斌, 研究员, 宁波大学医学院人体解剖与组胚学系

研发前沿

多种假说对肝硬化患者水分分布异常的机制进行了阐述, 而从营养的角度对该问题进行分析的研究尚少, 且目前国内外对于肝硬化患者水分分布异常的描述较少.

相关报道

Figueiredo和他的同事们研究表明阐明了肝硬化患者在早期即出现了营养不良, 导致身体成分构成异常.

创新盘点

本文从营养的角度研究肝硬化患者水分分布异常机制, 相关方面研究尚未见报道.

应用要点

通过检测肝硬化患者的水分分布情况, 可以判断患者的营养状况, 为患者的营养治疗提供依据, 为延缓肝硬化病程进展提供新思路、方法, 对指导临床有一定的意义.

名词解释

人体成分可分为脂肪组织和瘦体组织, 而瘦体组织主要由肌肉、水分、骨骼组织等构成.

同行评价

本文探讨肝硬化患者在细胞内外液分布上的变化以及与肝功能恶化程度的关系, 方案设计较合理, 实验结果具有一定的科学意义.

备注

编辑: 郭鹏 电编:闫晋利

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