代谢平衡试验和物质代谢试验.doc

第八章 代谢平衡试验与物质代谢试验 平衡试验 葡萄糖氧化率 同位素示踪代谢试验 蛋白质代谢的动力学研究 糖代谢的动力学研究 钙代谢研究 代谢平衡试验（metabolic balance study）是研究物质在体内代谢的一种重要方法。在十六世纪，Santorio Sanctorius对非显性出汗的研究开创了代谢平衡研究的先河。之后，von Wendt以自身为研究对象，于1905年发表了第一篇代谢平衡研究论文。随着科学技术的发展，代谢平衡试验研究得到不断深入和发展，人们对体内各种物质代谢过程的了解亦逐渐加深。目前，这一试验已被广泛应用于各种条件下的物质代谢研究。 代谢平衡试验的目的是了解某种物质在体内的吸收、分布、排泄的代谢过程，探讨疾病的病因和病理。代谢平衡试验适应症有：各种生理情况、疾病条件下糖、蛋白质、脂肪、电解质、矿物质和微量元素的代谢环节、定位和代谢量与途径，以及药物或毒物的吸收或代谢等。但多汗、发热、腹泻、呕吐或伴有慢性消耗性疾病者都不宜接受本试验。 【平衡试验】 一、原理 在机体相对稳定的条件下，测定一定时间内某物质的摄入量和各种排泄物的排出量，以了解该物质的摄入和排出的关系。如测定结果为摄入小于排出，则该物质有丢失，为负平衡；如摄入大于排出，表明该物质在体内积存，属正平衡；摄入等于排出，为平衡状态。但在实际工作中，由于实验方法、测定误差和个体差异等的固有影响及伪差，不能单凭实验结果的数值做出结论。一般来说，测定方法越粗糙，实验误差也越大。个体差异因人而定。群体研究时，可用统计概率公式确定。但由于代谢平衡试验的方法选择的对象有限，一般要同时有非相关群体的对照观察。如自身对照试验前后配对研究，则个体差异较小。 以往用化学方法测定尿、粪及食物中的无机盐或氮含量，由于实验误差来源较多，在缺乏对照的条件下，有人主张以5%~10%作为实验误差基值。也就是说，摄入与排出的物质量在总摄入量的5%~10%范围内时，可视为总平衡（total balance），即总体水平上的平衡状态（balance state）。当然，如有对照，可凭统计学结果作出结论。 近代的平衡试验多用稳定同位素作标记示踪剂，由于误差减少，操作环节简化，总平衡的概念应从新规定。 二、实验设计 （一）实验计划和对照观察 一般可分为两类：①用A个体的结果同B个体进行比较。②同一个体在一种处理程序（包括饮食、药物、生活安排等）与另一种处理程序下的结果进行比较。因为个体差异性较大，故后一种方法的结果比较可靠[1]。 （二）实验期限 取决于研究内容。代谢平衡试验常以3~4天为一代谢期。代谢期太长，费时，且不利于观察对象的变化；代谢期太短，则粪便标本可能出现较大误差。如需要，留尿的间隔可以缩短，可分为24小时或48小时，亦可每8或12小时收集标本一次。 进食实验膳食数天后方可收集标本，这一时期称为过渡期或适应期。其目的在于使机体在这一特定的条件下达到相对稳定状态。过渡期的长短可根据该物质在体内代谢的时间而定，一般为1~2天。同一受试对象在接受不同干预时，需有足够的间隔期。 （三）实验膳食 根据研究目的和受试对象的饮食习惯，由营养师配制实验膳食。营养师首先要调查受试者自由饮食时的情况，然后制定食谱。要确保能量供应，并注意食物中其它相关物质的含量。试验前应试进食一天，以及时调整食谱，确保试验期间受试者能完全摄入所规定的食物。如有剩余，应及时送至实验室检查，并从总摄入中减去。 由于自来水和天然水中所含矿物质浓度较高，所以烹饪和饮用的水都需用蒸馏水。 （四）标记物的使用 为了保证粪便标本收集的准确性和完整性，常使用肠道不吸收物质作为标记物。卡红（carmine red）口服后大便呈红色，可在试验开始和结束时服用，作为划分实验期限的标志物。活性碳使大便呈黑色，亦可使用。此外，还可在每餐进食时加用另一种不吸收的标记物，用于校正粪便中该物质的含量。常用的有聚乙烯二醇（polyethylenglycol, PEG）、Cr2O3 、CrCl3和51Cr。 （五）实验期间的活动 可进行适当的轻度体力活动。保证体重无明显变化。但要注意避免显性出汗。大汗可增加水、电解质和某些物质的丢失。 （六）粪便和食物标本灰化或消化[2] 可视测定内容的需要采用不同方法 1．干灰化法 通过高温灼热使样本脱水、焦化。在空气中氧的作用下，使有机物氧化分解成二氧化碳、水和其他气体挥发，残留的无机物供测定用。该方法适用范围广，可用于很多微量元素的分析。操作简便，需要设备少，灰化过程中不需要人看守，并适合于大批量样品的处理，省时省事。缺点是由于敞口灰化，温度高，容易造成待测成分的挥发损失；其次是某些待测成分吸留于坩埚的孔穴中很难溶出，致使