当人体遭受重大手术或创伤的应激后，为了存活，机体必定启动适应性和防御性反应，这些反应起到了全身总动员的作用，包括神经-内分泌系统及各组织器官的代谢改变、大量细胞因子分泌。多种因素相互作用的结果是食欲减退、摄入减少和分解代谢增强，体内脂肪和瘦组织群消耗明显。而当饥饿（半饥饿）和应激状态持续存在时，则将影响病人的营养状况和组织器官的结构功能。
7.1.1.1 食欲受抑或摄入受限
由于手术、创伤的局部影响，以及应激反应导致的全身性反应和治疗的限制，食欲或摄入受到限制，病人常处于饥饿或半饥饿状态。在缺乏外源性能量和蛋白质等摄入的完全饥饿情况下，人体将动用自身储备。葡萄糖是体内各器官组织普遍利用的能量物质，但其储备量小，仅能维持12～24小时的代谢之需。因此，饥饿状态下的主要内源性供能物质来自脂肪组织；蛋白质作为特定功能存在，并非能源储备，当长期饥饿导致机体蛋白质丧失达一定量时，则将影响脏器功能甚至威胁生命。
饥饿期间的血糖水平变化反映了人体为获得最低量的葡萄糖供给大脑、红细胞和肾脏能量而利用不同的代谢途径。为了生存，机体尽可能保存能量和维持生命的组织，改变代谢底物。人体对饥饿的此种反应可分为3个阶段：早期阶段、代偿阶段和代偿后期。
1.早期阶段 病人在短期饥饿后，血糖水平下降，肝糖原开始分解以提供葡萄糖；随着血糖水平下降，胰岛素/胰高血糖素比值下降，脂肪组织被动用、分解释放脂肪酸，致血浆游离脂肪酸含量增高，由此诱导肌肉和其他组织以脂肪作为主要能量来源，从而减少了葡萄糖的用量；若继续处于饥饿状态，则开始分解蛋白质，并经糖异生途径提供葡萄糖。
通常，肝糖原消耗完后即通过血胰岛素水平的变化作为信号启动糖异生过程，以维持大脑和一些生命器官代谢所需的葡萄糖；除了蛋白质分解产生的氨基酸作为糖异生原料，脂肪组织分解产生的甘油也可作为糖异生的原料。产生1g葡萄糖需要消耗1.75 g肌肉蛋白质；人体在分解蛋白质时，以维持生命所需的葡萄糖量为依据，精确计算消耗蛋白质的量。为维持大脑等器官、组织的代谢需要，每日约有150g蛋白质被分解，此可导致骨骼肌的快速消耗；为避免骨骼肌的快速、大量消耗，机体将通过神经-内分泌应答产生一系列激素水平的变化进行代偿。
2.代偿阶段 饥饿初期，骨骼肌分解，其标志是尿氮含量较非饥饿时增加。随着饥饿期的延长，机体出现代偿，尿氮含量呈现进行性下降，此过程可持续于饥饿后1～3周。3周后，对饥饿的代偿达到高峰而趋于稳定状态。在代偿期，机体开始动用脂肪组织。脂肪组织是体内最大的能源储备库。脂肪分解产生的三酰甘油可转化为葡萄糖，脂肪酸则进入血液循环后与蛋白质结合，被转运到各组织器官用于供能。脂肪分解使血浆游离脂肪酸含量增加，
而胰高糖素可促使脂肪酸氧化产生酮体；后者能替代葡萄糖作为体内许多器官的能量来源。正常情况下，血浆内酮体含量仅为0.2 mmol/L，饥饿时可达到7 mmol/L。
3.代偿后期 当饥饿持续达3周后，体内器官组织已完全适应饥饿并进入稳定状态。骨骼肌蛋白质丢失程度降至最低，尿氮排出量保持在低水平，而脂肪组织消耗增加，脂肪成为最主要的能量来源。此时，若能恢复饮食，机体即可结束代偿性改变；但若仍继续处于饥饿状态，随着大量骨骼肌的消耗，呼吸肌减少和萎缩，将发生呼吸衰竭；其他脏器，如心脏和胃肠道的收缩和生理功能也将减退，甚至衰竭。伴随大量骨骼肌群的消耗，内脏蛋白质也被消耗，最终可因全身性代谢障碍而致死。
7.1.1.2 神经-内分泌和炎症反应
人体针对较大的手术、创伤会产生系统性代谢应答反应，包括免疫应答和激素水平的改变，目的是维持血流动力学和内环境稳定，促进组织修复。应答反应的程度与手术、创伤的原因和大小相关；当手术、创伤程度严重时，所产生的系统性代谢应答反应可导致高分解代谢和一些严重后果。系统性代谢应答反应一般包括3个阶段：神经-内分泌反应、细胞因子介导的反应、代谢反应和临床表现。
1.神经-内分泌反应 在发生手术、创伤后，局部组织释放细胞介质并参与神经痛觉反射，疼痛可导致pH、渗透压等因素的改变；传入神经即将这些来自手术、创伤部位的信号传递至下丘脑，促使垂体腺活动，启动应激反应。垂体前叶释放大量促肾上腺皮质激素（adrenocorticotrophic hormone，ACTH），ACTH的突然升高刺激肾上腺皮质合成大量可的松，在较大的手术、创伤后24小时左右，维持在正常值的2～5倍。循环中的可的松促使机体组织分解代谢，由骨骼肌分解而来的氨基酸，成为伤口愈合所需的营养底物和肝脏合成急性相蛋白质或葡萄糖异生的前体。
手术、创伤后出现的疼痛、发热和低血容量是对交感神经系统的强力刺激，交感神经系统的兴奋刺激肾上腺髓质，生成肾上腺素和去甲肾上腺素，这些神经递质在维持循环系统和生命器官血供的调节中起到了重要作用。若交感神经系统持续兴奋较长时间，也具有激发代谢反应的作用。术后、创伤后24～48小时内，尿儿茶酚胺水平先升高并达高峰，然后再降至正常。该调节系统主要作用于分解代谢，尤其是加速脂肪动员和水解。肝糖原分解和葡萄糖异生增加与胰高糖素和糖皮质激素有关。(www.xing528.com)
手术、创伤后神经-内分泌的应答反应改变了正常状态下调节水、钠分泌的机制。继麻醉和手术、创伤后发生的血浆渗透压和体液张力的改变刺激醛固酮和抗利尿激素（antidiuretic hormone，ADH）分泌，以减少尿量和促进外周血管收缩、维持血流动力学。醛固酮是肾脏保钠的有效刺激因素，ADH则刺激肾小管对水的再吸收；两者的共同作用使手术、创伤病人对水的排泄能力受抑制，表现为水、钠潴留，体重增加和手术创面水肿，水的积聚程度与手术、创伤范围和大小呈正比。这部分潴留的水构成“第三间隙”。至术后2～4天，创面水肿开始消退，该“第三间隙”的液体又回至循环系统，出现利尿。
2.细胞因子介导的反应 在手术、创伤等应激状态，逆向调节激素在介导机体应答反应中起主导作用，但其他介质，如内皮细胞和各类免疫细胞所产生的肽类复合物亦可成为应激反应中的枢纽部分，这些肽类复合物统称为细胞因子。细胞因子主要由免疫细胞产生，也有一部分由创伤组织中的某些分化细胞产生。受损伤或受刺激的细胞可激活基因转录和翻译，促使细胞因子快速释放并与特殊受体相结合，触发细胞内信号通路和调控基因转录。受细胞因子活性影响的基因包括可影响免疫细胞增殖、生成、分化和存活的部分基因，而此部分基因也可通过免疫细胞调控其他细胞因子的生成和活性，抑制或加强炎症反应。因此，不同细胞因子的作用可互相交叉，在炎症反应过程中释放细胞因子的主要目的是引导细胞对感染因子的应答和促进伤口愈合。
目前已发现几十种细胞因子，其中较关键的包括：肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-1（interleukin-1，IL-1）、IL-2、IL-6和干扰素（interferon-γ，IFN-γ）等。TNF-α是引发机体对手术、创伤等作出诸多代谢应答的主要标志物，具有致发热、降低脂蛋白酶活性的作用。IL-1系一种相对分子质量约17000的蛋白质，又称淋巴细胞激活因子或内源性致热原，在急性相蛋白质应答反应时起主要作用，包括增强肌原纤维蛋白的破坏和促使骨骼肌释放氨基酸，尤其是谷氨酰胺（glutamine，Gln）。TNF-α、IL-1刺激内皮细胞和肝脏对Gln的转运，但后者减低了肠道对Gln的利用。IL-6具有促进B细胞增强免疫球蛋白和急性相蛋白的合成及前列腺素生成的作用。IFN-γ除具有促进巨噬细胞的细胞毒作用外，还可引起发热和肌肉疼痛。这些细胞因子可能通过旁分泌、自分泌或内分泌形式发挥作用，也可能经协同作用导致代谢紊乱。
大量细胞因子分泌的结果是导致全身性炎症反应综合征（SIRS），临床症状主要为发热、心率和呼吸变化，以及周围血白细胞数增多。当机体多度反应时，可导致病人血流动力学不稳定、休克、急性呼吸窘迫综合征和多器官功能障碍或衰竭。长期、慢性的细胞因子分泌也可因影响骨骼肌分解、消耗而导致恶病质。
3.代谢反应和临床表现 手术、创伤后的应答程度与手术、创伤的严重性相关，较大的手术或严重创伤后的应答反应可分为两个阶段（期）：早期为低潮期（ebb phase）或退潮期；后期为高潮期（flowphase）或涨潮期。这两期的代谢改变见表4-7-1。
表4-7-1 手术、创伤后的代谢改变
（1）低潮期：发生在创伤初期，持续时间较短暂，达12～24小时。特点为心排血量和组织灌注均下降。此期持续时间不一，一般不超过3天。在低潮期，体内物质代谢减少，器官和组织细胞功能处于抑制状态，病人表现为血压不稳定或休克、面色苍白、四肢湿冷、心律失常，体温和氧耗均下降，而血乳酸水平升高。此期主要通过交感-肾上腺轴维持压力-流量间的关系，以保证心血管系统功能。
（2）高潮期：随着抗休克成功和血容量恢复，机体由抑制状态转向较积极的反应，进入高潮期，呈高代谢状态，特点为心排血量、能量消耗及氮排出量均增高。在此期，可见逆向调节激素水平上升，多种激素发挥广泛的代谢作用，如胰高糖素作用于肝脏，使大量肝糖原分解；肾上腺皮质激素作用于骨骼肌，使之分解成氨基酸，提供糖异生前体；儿茶酚胺促使脂肪分解、肝糖原分解、糖异生及增加周围组织（骨骼肌）乳酸生成。
在高潮期，机体呈高代谢状态，分解代谢和合成代谢均增强。在高潮期的早期，以分解代谢超过合成代谢，其结果是瘦组织群（骨骼肌和内脏蛋白）和脂肪组织丢失，机体组分改变。由于体内蛋白质量的减少，细胞外液增加。严重的分解代谢可致营养不良。手术、创伤对营养状况的影响取决于手术和创伤的程度、代谢反应的程度和手术、创伤前的营养状况。重度营养不良的手术、创伤者对创伤的反应很差，往往伴有较高的并发症发生率和死亡率。在高潮期的后期，机体将逐步进入以合成代谢超过分解代谢的恢复期，表现为营养状况逐步改善，伤口愈合。因此，高潮期又可根据代谢的主导状态将之分为分解代谢期和合成代谢期，但无论哪期都贯穿于手术、创伤的一个连续的、动态的应答反应过程。
1）分解代谢期：此期的特点以分解性激素分泌占主导，主要为肾上腺能-皮质相（adrenergiccorticoid phase）和皮质撤退相（corticoidwithdrawal phase）。肾上腺能-皮质相非常短，为手术、创伤后24～48小时；从分解代谢至合成代谢开始为皮质撤退相，该相特征为积聚在“第三间隙”的钠和游离水自发性排出，表现为利尿、钾离子正平衡和尿氮排出减少，该过渡相通常仅持续1～2天；但若在较大的手术或严重创伤者，此期可延长。在分解性激素和细胞因子的作用下，蛋白酶的活性增强，骨骼肌和内脏蛋白质分解加速，用于供能和合成新的蛋白质。在严重创伤病人，骨骼肌蛋白质和氮的丢失可分别达600 g/d和20 g/d；同时，肝脏蛋白质代谢进入“急性反应相”，表现为肝脏蛋白质水平下降，特殊蛋白质合成增加，如C反应蛋白、补体蛋白、α-巨球蛋白等；最终可发生低蛋白血症。
2）合成代谢期：此期持续时间较长，以逐步趋向正氮平衡和体重增加为特征。合成代谢期又分为合成代谢早期和合成代谢后期。合成代谢早期的特征为食欲逐渐改善，蛋白质合成增加，瘦组织群和肌肉强度逐日恢复。成人平均每日获正氮平衡达2～4 g时，可获得60～120g瘦体组织，但获得的速度显然慢于当初的丢失速度。合成代谢后期的标志是获得的氮量相当于丢失的氮量，体脂积累，体重缓慢地恢复。
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