藥學雜誌電子報106期
106
Vol. 27 No. 1
Mar. 31 2011
中華民國一○○年三月三十一日出版

成人微量營養素補充之臨床考量


臺安醫院 (台北) 藥劑科藥師 廖清瑩

摘要

住院病人常出現微量營養素 (micronutrient) - 維生素 (vitamin) 和微量元素 (trace element) 缺乏。不均衡的飲食、身體需求量增加或身體營養流失,都可能導致微量營養素的缺乏。微量營養素不足會影響到體內的生物化學反應以及酵素功能,進而導致器官的機能障礙、肌肉無力、傷口不易癒合以及免疫功能的改變。雖然目前針對健康成人的微量營養素攝取,已建立13種維生素和10項必需微量元素的每日建議量,但是重大疾病患者對於微量營養素的需求量,仍不是那麼清楚。多數腸道營養補充劑都含有適量的維生素和微量元素,但是生體利用率的多寡是相當大的變異因子。臨床在進行微量營養素補充時,可能不能單單以營養補充的觀點來思考,可能要進一步以營養治療的方式進行考慮。

關鍵字: 微量營養素補、維生素、微量元素、micronutrient、vitamin、trace element

壹、前言

微量營養素 (micronutrient) 包括:維生素 (vitamin) 和微量元素 (trace element)。維生素,有時會直接音譯成維他命,但「維生素」是營養學上的正式稱呼。維生素分為兩種,水溶性維生素和脂溶性維生素。「水溶性維生素」易溶於水而不易溶於非極性有機溶劑,吸收後體內貯存很少,過量的多從尿中排出;「脂溶性維生素」易溶於非極性有機溶劑,而不易溶於水,可隨脂肪為人體吸收並在體內儲存,排泄率不高。微量元素是存在於體內非常微量的金屬元素,它們能維持人體正常的新陳代謝,是人體內酵素的輔助因子 (cofactor) 或是特定酵素結構上的一部分。

美國食品營養局 (U.S. Food and Nutrition Board, FNB) 早在半個世紀前,就對於每日營養需求提出建議攝取量 (Recommended Dietary Allowance, RDA)。經過多次的修訂,目前包括了13種維生素(4種脂溶性維生素和9種水溶性維生素)和微量元素。

1998年FNB發表了每日營養建議攝取量 (Dietary Reference Intake, DRI),來代替RDA,內容包括了四項指標:平均需要量 (Estimated Average Requirement, EAR)、建議攝取量、足夠攝取量 (Adequate Intake, AI) 以及上限攝取量 (tolerable Upper Limit, UL)(表一)1。行政院衛生署也於民國91年公布修訂國人的營養建議量,將原來的「每日營養建議攝取量」名稱改為「國人膳食營養素參考攝取量」。

 

表一 每日營養建議攝取量

 

平均需要量

建議攝取量

足夠攝取量

上限攝取量

脂溶性維生素

A

300-625 μg

700-900 μg

 

3000 μg

D

   

5-10 μg

50 μg

E

12 mg

15 mg

 

1000 mg

K

   

90-120 μg

 

水溶性維生素

C (ascorbic acid)

60-75 mg

75-90 mg

 

2000 mg

B (folate)

320 μg

400 μg

 

1000 μg

B1 (thiamine)

0.9-1.0 mg

1.1-1.2 mg

   

B2 (riboflavin)

0.9-1.1 mg

1.1-1.3 mg

   

B6 (pyridoxine)

1.1-1.4 mg

1.3-1.7 mg

 

100 mg

B12 (cobalamin)

2 μg

2.4 μg

   

Niacin

11-12 mg

14-16 mg

 

35 mg

Pantothenic acid

   

5 mg

 

Biotin

   

30 μg

 

微量元素

鋅 (Zinc)

6.8-9.4 mg

8-11 mg

 

40 mg

硒 (Selenium)

45 μg

55 μg

 

40 μg

銅 (Copper)

700 μg

900 μg

 

10,000 μg

鉻 (Chromium)

   

20-35 μg

 

錳 (Manganese)

   

1.8-2.3 mg

 

 

雖然重大疾病患者對於微量營養素的需求量,仍不是那麼清楚,但早在1984年美國藥物食品管理局 (U.S. Food and Drug Administration, FDA) 就注意到非腸道維生素的補充,對於維持身體修補及防禦保護能力的重要性,所以明文規定非腸道維生素的使用劑量(表二)2。不過到目前為止,FDA仍未條文規定微量元素的使用建議。而美國腸外腸內營養學會 (American Society for Parenteral and Enteral Nutrition, ASPEN) 已建立非腸道微量元素的使用指引(表三)3

 

表二 成人非腸道維生素使用之建議量

 

建議量

脂溶性維生素

 

A

1 mg

D

5 μg

E

10 mg

K

150 μg

水溶性維生素

 

C

200 mg

B1

6 mg

B2

3.6mg

B6

6 mg

B12

5 μg

菸鹼素

40 mg

葉酸

600 μg

泛酸

15 mg

生物素

60 μg

 

表三 成人微量元素使用之建議量

 

建議量

2.5-5.0 mg

20-60 μg

0.3-0.5 mg

10-15 μg

60-100 μg

 

貳、吸收及交互作用

多數的水溶性維生素在近端的腸胃道就被吸收利用。脂溶性維生素需藉由胆汁及胰臟的脂肪分解酵素 (lipase) 消化分解後,才能在迴腸 (ileum) 的中後段被吸收。

微量元素必需在食物消化後,才能被吸收利用。微量元素的吸收不易進行研究,所以相關的資料是有限的。鋅和硒主要在十二指腸 (duodenum) 和空腸 (jejunum) 吸收,鐵在十二指腸和空腸的前端吸收,鉻和銅在迴腸處吸收。

維生素間的交互作用是非常複雜的。維生素C和E具協同作用,維生素C可促維生素E循環再利用,所以當維生素C缺乏時會影響維生素E的功效。而維生素E攝取過多會拮抗維生素A的功效。當維生素B6和B2缺乏時,會使得菸鹼酸 (niacin) 的需求量增加。

影響微量元素生體可用率的因素包括:化學型式(如有機型式的鉻較離子型式來得好吸收)、拮抗作用(如食物中的纖維素會減少鋅和鐵的吸收)、加速作用(如檸檬酸可協助鋅的吸收)和競爭作用(如鐵會減少銅和鋅的吸收)。

藥物的使用也會引起微量營養素的缺乏(表四)4,雖然疾病的複雜性和病人基因型的差異是影響微量營養素缺乏的變異因子,不過多是因為臨床處方醫師未意識到長期使用藥物,對身體造成的不良影響。

 

表四 藥物引起之微量營養素缺乏

微量

營養素

藥物

影響

預防措施

A

Mineral oil

增加腸道的流失

病人若有脂質吸收不良的狀況,謹慎使用

D

Cholestyramine

Phenytoin,

Phenobarbital,

carbamazepine

吸收膽酸,減少脂質吸收

和維生素結合,減少腸道吸收

CYP450誘導劑,增加維生素D的代謝

降低cholestyramine使用劑量

額外補充維生素D

適量補充維生素D

E

Cholestyramine

同上

降低cholestyramine使用劑量

額外補充維生素E

K

Cholestyramine

Neomycin

同上

會破壞腸道內生合成維生素K的菌種,影響凝血功能

降低cholestyramine使用劑量

額外補充維生素K

補充維生素K

B1

Loop diuretics

增加尿液流失,惡化心衰竭

改用它類利尿劑 (如spironolactone)

補充維生素B1

B6

Isoniazid (INH)

和維生素形成複合物,增加排除,易引起周邊神經炎、痙攣抽搐和貧血

長期使用INH的患者,要補充維生素B6

B12

Proton pump inhibitors和H2 blockers

胃酸分泌減少會影響維生素B12的吸收代謝

長期使用胃酸抑制劑的患者,要補充維生素B12

菸鹼素

INH

競爭抑制菸鹼素的輔酶,易引起皮膚炎和腹瀉

停用INH,補充nicotinamide

葉酸

Methotrexate,

pyrimrthamine,

tramterene

Sulfasalazine

Phenytoin

Cholestyramine

抑制dihydrofolate reductase,影響葉酸的生體可用率,引起巨細胞性貧血

影響葉酸在腸道的代謝吸收

抑制葉酸的吸收

和維生素結合,減少腸道吸收

補充葉酸

Zinc supplements

Zinc oxide cream

抑制銅的吸收,易引起sideroblastic貧血和嗜中性白血球低下

停用鋅的補充劑

Thiazide diuretics

增加鋅自尿液中排出,造成味覺減退

補充鋅

 

參、微量營養素和發炎反應

多種維生素的血中濃度,在發炎狀態時會降低,但其臨床的影響仍未釐清。如手術後的病人,維生素A、C、E濃度會減少;敗血症的病人,尿液中會有高量的維生素A排出。維生素B1、B2、B12和葉酸的血中濃度並不受發炎反應影響,因此當它們濃度降低時,可能代表身體真的缺乏。然而目前未有研究證明當維生素血中濃度降低時,臨床額外補充的效益。

微量元素的血中濃度,在重大疾病時也會降低。血中濃度的降低,可能是因為微量元素被扣留在肝臟和網狀內皮系統內,未被釋出;也可能是蛋白質分解增加,促使微量元素在尿中流失增加。實際上,微量元素的血中濃度降低,可能是有益的,如較低的鐵濃度可以保護個體,因為鐵會干擾網狀內皮系統,降低巨噬細胞的活性,促使微生物的生長,所以當鐵濃度降低時,可間接的降低細菌的感染5

肆、 影響維生素和微量元素需求量的因素

一、生活形態

患者若有酗酒的習慣,常會缺乏水溶性維生素,特別是維生素B1、葉酸和鋅。貧窮及長期待在護理之家的老年人常會因營養攝取不足,缺乏維生素和微量元素6

二、疾病的發生

腎衰竭常導致維生素B6、C和葉酸缺乏。洗腎病人常出現無臨床症狀的維生素K缺乏,同時可能因為透析流失和濾膜吸附的關係,洗腎病人常有微量元素(硒、鋅)和維生素 (B6、C和E) 缺乏的現象7。酒精性肝病的患者則常出現葉酸、維生素A、B1、B6缺乏。腸胃道功能不全(如廔管、腹瀉) 會造成維生素和部分微量元素(特別是鋅和硒)的流失;病人若有食物乳糜滲漏或腸胃道廔管,會流失大量的蛋白質體液及微量營養素,所以非腸道的營養補充是必要的。胆汁的流失會使得脂質消化吸收不全,脂溶性維生素的流失。維生素B12的吸收需藉由胰臟酵素的協助,所以胰臟炎的病人常會出現維生素B12缺乏。臨床發現重大疾病的病患即使做了適量的補充,仍會有微量營養素缺乏的現象。對於長時間攝食不足、有營養不良現象的患者,進行腸道或非腸道營養補充時,要適量的補充微量營養素,否則容易出現再餵食症候群 (refeeding syndrome),導致血流循環中的小分子營養素濃度驟降(如磷、鉀、鎂),造成患者各方面的生理負擔 (如心輸出增加、呼吸加重等)8

三、手術的進行

胃切除或迴腸末端切除會導致鐵和維生素B12缺乏。近年來肥胖病人常進行胃繞道或縮胃手術來控制體重,已有研究報告提出,需額外補充脂溶性維生素 (A、D、E和K)、水溶性維生素(特別是維生素B1、B6和B12)以及微量元素鐵和鋅,來避免微量營養素的缺乏9

伍、結論

微量營養素的補充是營養治療重要的一環。不論是嚴重營養不良的惡病質 (cachexia)、導致大量營養流失的燒燙傷或是發生重大疾病,都必需考慮微量營養素在病程中的需求量。所以微量營養素的補充應隨營養治療進行而開始,特殊的營養缺損可依狀況額外個別補充。

以靜脈注射給予是最可靠有效的營養補充方式;而經腸道吸收是最理想的補充方式,因為腸道的吸收量可依身體的需求多寡進行調整。但重大疾病患者常因腸道缺血、腫脹或阻塞而影響到腸道正常的吸收功能。

微量營養素的補充劑量會依各準則不同而略有差異,目前市售的補充品之微量營養素含量差異頗大,臨床使用需多方面考量患者的病情狀況,進行篩選。如有需要,也可依狀況進行個別單項的營養補充。

參考資料:

1. Otten JJ, Hellwig JP, Meyers LD, eds. Dietary Reference Intakes: The Essential Guide to Nutrient Requirements. Washington, DC: National Academies Press; 2006.

2. Food and Drug Administration (FDA) Parenteral multivitamin products; drugs for human use; drug efficacy study implementation; amendment. Federal Register. 2000; 65: 21200-21201.

3. A.S.P.E.N. Board of Directors and the Clinical Guidelines Task Force: Guidelines for the use of parenteral and enteral nutrition in adult and pediatric patients. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 2002; 26(suppl): 22SA-24SA. Errata 2002; 26: 144.

4. Felípez L, Sentongo TA: Drug-induced nutrient deficiencies. Pediatr Clin North Am. 2009; 56: 1211-1224.

5. Swoboda SM, Lipsett PA: Intravenous iron as a risk factor for bacteremia in the surgical intensive care unit patient. Surg Infect. 2005; 6: 158.

6. Johnson KA, Bernard MA, Funderburg K: Vitamin nutrition in older adults. Clin Geriatr Med. 2002; 18: 773-799.

7. Story DA, Ronco C, Bellomo R: Trace element and vitamin concentrations and losses in critically ill patients treated with continuous venovenous hemofiltration. Crit Care Med. 1999; 27: 220-223.

8. Crook MA, Hally V, Panteli JV: The importance of the refeeding syndrome. Nutrition. 2001; 17: 632-637.

9. Abell TL, Minocha A: Gastrointestinal complications of bariatric surgery: diagnosis and therapy. Am J Med Sci. 2006; 331: 214-218.

 

Clinical Micronutrient Supplementation in Adult Nutrition Therapy

Ching-Ying Liao
Department of pharmacy, Taiwan Adventist Hosptal

Abstract

Micronutrient (vitamins and trace elements) deficienciesare often present in hospitalized patients. Deficiencies occur due to inadequate administration, increased requirements, and increased losses, affecting various biochemical processes and resulting in organ dysfunction, poor wound healing, and altered immune status. Guidelines for the 13 essential vitamins and 10 essential trace elements have been established. These recommendations, however, are not to critically ill patients. Most enteral nutrition preparations contain adequate amounts of vitamins and trace elements, although bioavailability may be an issue. Clinicians think of micronutrients should not as nutritional supplements alone but also as therapeutic agents.