疾患におけるエネルギー消費量

疾患におけるエネルギー消費量とは、疾患、外傷、または重篤な疾患が代謝を変化させる際に、身体がエネルギーを使用する速度を指します。宿主の反応は代謝率を上昇させる（高代謝）ことも、一部の段階では低下させることもあり得るため、本稿ではエネルギー必要量がどのように測定されるか、またその推定値が健常者の予測値と乖離することが多い理由について説明します。

Definition

疾患におけるエネルギー消費量とは、急性または慢性疾患の患者による総エネルギー使用速度を指し、安静時エネルギー消費量に加えて、摂食による熱産生効果およびあらゆる活動を含み、炎症性および神経内分泌系の疾患反応によって健常者の基準から頻繁に変化します。

Scope

本稿では、エネルギー消費量の構成要素、外傷に対する代謝反応を通じて疾患がそれらをどのように変化させるか、そして主に間接熱量測定法によって消費量がどのように測定されるか、および予測式によってどのように推定されるかを扱います。これは測定と生理学に関する参考資料であり、個々の患者に対するカロリー目標の出典ではありません。

Core questions

• 総エネルギー消費量の構成要素は何ですか、また臥床患者ではどれが優勢ですか？
• 外傷に対する代謝反応は、時間の経過とともに安静時エネルギー消費量をどのように変化させますか？
• 重症疾患において、予測式よりも間接熱量測定法が好まれるのはなぜですか？
• Weirの式は、ガス交換を代謝率にどのように変換しますか？

Key concepts

• 安静時エネルギー消費量 (REE)
• 総エネルギー消費量 (TEE)
• 間接熱量測定法
• Weirの式
• 呼吸商
• 高代謝
• 外傷のebb相とflow相
• 予測式とその誤差

Mechanisms

総エネルギー消費量は、疾患を患い臥床している人々においては、安静時エネルギー消費量が大部分を占めます。安静時エネルギー消費量は、外傷に対する代謝反応によって、交感神経系および炎症の活性化を通じて上昇する可能性があります。これは、Cuthbertson（Cuthbertson, 1942）によって初めて記述された、初期の低下した「ebb」相に続く、高代謝性の「flow」相です。間接熱量測定法は、酸素消費量と二酸化炭素産生量を測定し、Weirによって定式化された関係（Weir, 1949）を通じてそれらをエネルギー消費量に変換します。この際、呼吸商はどの基質が酸化されているかを示します。疾患はこれらの量を予測不能に変化させるため、健常者で開発された予測式は必要量を過小評価することが多く、そのため集中治療のガイドラインでは、可能な場合には測定を推奨しています（Singer et al., 2019）。また、急性期においては、エネルギーの過剰摂取と過少摂取のそれぞれが結果を伴うためでもあります（Casaer & Van den Berghe, 2014）。

Clinical relevance

エネルギー消費量がどのように測定され、疾患時にそれがなぜ変化するのかを知ることは、栄養評価および摂食研究の評価の基礎となります。本稿は、エネルギー必要量の生理学と測定について記述しており、教育的なものであり、個人のカロリー処方や摂食速度を特定するものではありません。

Evidence & guidelines

測定の実践は、間接熱量測定法に関するWeirの関係式（Weir, 1949）と、予測された消費量よりも測定された消費量を推奨する集中治療ガイドライン（Singer et al., 2019）に基づいています。急性疾患における摂取量と消費量をどの程度厳密に一致させるべきかについての証拠は依然として議論の余地があります（Casaer & Van den Berghe, 2014）。

History

間接熱量測定法は19世紀後半から20世紀初頭の呼吸生理学の研究にルーツがありますが、ガス交換のベッドサイドでの解釈はWeirの1949年の式によって確立されました。Cuthbertsonによる外傷に対するebb-and-flow代謝反応の初期の記述は、負傷者や敗血症患者の消費量が健常者の予測から逸脱する理由を説明し、その後の集中治療ガイドラインは、この理解を仮定されたエネルギー目標ではなく測定されたエネルギー目標へと転換させました。

Debates

測定されたエネルギー消費量と予測されたエネルギー消費量

予測式は便利ですが、重症疾患では不正確であることが多いため、利用可能な場合は間接熱量測定法がガイドラインで推奨されています。アクセスと実用性の問題が、エネルギー目標を最適に設定する方法に関する議論を継続させています。

Key figures

• David Cuthbertson
• Joseph Weir
• Pierre Singer

Seminal works

• cuthbertson-1942
• weir-1949
• singer-2019

Frequently asked questions

方程式から推定する代わりに、エネルギー消費量を測定するのはなぜですか？

疾患は代謝率を予測不能に上昇または低下させる可能性があるため、健常者で開発された方程式は必要量を誤って判断することがよくあります。間接熱量測定法は実際のガス交換を測定するため、利用可能な場合は重症疾患で推奨されます。

Weirの式は何をしますか？

測定された酸素消費量と二酸化炭素産生量をエネルギー消費率に変換し、間接熱量測定法から代謝率を計算するための標準的な基礎を提供します。