中華民國靜脈暨腸道營養醫學會會訊/第6期/1995.1/P1
馬偕紀念醫院 營養師 趙強

　　當營養師對病患進行營養評估時，常以氮平衡(Nitrogen-Balance)作為評估熱量－蛋白質是否足夠的依據。

　　氮平衡的計算原理是：

• 人體攝入的總氮量減去人體排出的總氮量。
• 當差額為零時，表示達到氮平衡；當差額為正值時，為正氮平衡，表示身體內有足夠的氮可供同化作用(anabolism) 之用；當差額小於零時，為負氮平衡，表示體內氮的異化作用速率高於同化作用。
• 而損失一克氮大約等於損耗了30-32克的瘦體組織(lean body mass, LBM)。
  [2021/07/24補註：這說法，是來自我大學時期膳食療養學老師上課的筆記，後來想查證是否有相關的資料來源，一直找不到確切的資料，所以不確定這說法是否正確]

　　由於氮自人體排出的途徑主要是尿液、皮膚及糞便，因此，對於腎功能正常的非燒燙傷患者，氮平衡常用以下的公式計算：

N Balance ＝ N intake － N output ＝ N intake － (TUN + fecal & skin lose)

．N=Nitrogen
．TUN=Total Urinary Nitrogen

若為燒(燙)傷患者，尚須加計傷口損失的氮(7)：

N Balance ＝ N intake － (TUN + fecal, skin & wound lose)

　　但是，因為過去對於TUN的檢測的方法(Kjeldahl method)，必須以酸及高溫處理，具有爆炸的危險性，且會產生腐蝕性的氣體，因此，一般醫院中的檢驗單位並不作此一項目的檢驗服務。而尿中含氮物質以尿素為主(約佔80-90%)，並且尿中尿素氮(Urinary Urea Nitrogen, UUN)的檢驗較容易，故上述公式中的TUN是由UUN取代計算，公式如下(1)：

N Balance ＝ N intake － (UUN＋urinary non-urea nitrogen, fecal & skin lose)

　　　　　　Grams protein (intake)
　　　　＝───────────── － ( UUN + 4 )
　　　　　　　　　　6.25

• UUN = 24小時尿中尿素氮含量(公克)
• +4 = 經由糞便、腸中氣體及尿中非尿素之氮損失(公克/天)
• 6.25 = 將蛋白質含量轉換為氮含量的換算量(蛋白質中含有16%的氮)。
  例如:100公克蛋白質/6.25=16公克氮

　　根據過去的研究結果計算，非燒(燙)傷患者的UUN約為TUN的80-90%(2,3)， 而燒(燙)傷病患的TUN約為UUN的1.25倍(2)。

　　但是，UUN確實不能真實的反映出真正的尿中氮損失。並且有人指出：在外科的患者，其 UUN佔TUN的比例為80%±12%，但有相當大的變異性(12%-112%) (3)。

　　1988年時，對於TUN的檢測有了新的方法──Pyrochemiluminescence(4)。由於過去所用的UUN 值並非真正的尿中氮排出量，且變異性大，UUN×1.25並不足以反映真實的尿中氮損失，因此1991年時，Konstantinides等人在JPEN 發表研究結果(3)，認為應將過去計算氮平衡常用的UUN恢復為TUN，以獲得較正確的評估結果。

　　1993年時，Milner等人發表了對44位燒燙傷患者200天次TUN及UUN的比較結果(2)：

1. 在TUN與預測之TUN(UUN×1.25)的分析方面：
   迴歸分析的ｒ值為0.936,p< 0.001，具相關性；
   TUN與預測之TUN之間相差的平均值為0.68±2.4gm，無顯著差異性；
   UUN/TUN ratio的平均值為0.77±1.0，與burn size、age、post burn day無相關性。
2. 比較由TUN及預測之TUN(UUN×1.25)計算而得的氮平衡數值結果時發現：
   兩者間迴歸分析的ｒ值為0.98, p<0.001，具強烈相關性；
   以預測之TUN及真實之TUN所計算出的氮平衡數值分別為-5.7±12.2克、-6.3±12.6克， paired t-test p<0.001。

　　同年，Berge等人亦發表一篇相關的研究報告(5)。作者認為：UUN雖然不足以反映尿中氮的真正損 失，但是要以Pyrochemiluminescence測TUN並不實際，因為實驗室必須更換新的設備(費用超過二萬美金)，並且所使用的費用是傳統上 測UUN的1.5-2倍($50vs$70-$100)。若為了獲得更正確的氮平衡數值，可以考慮加測尿中的含氨(ammonia)量，以獲得更為接近實際測得之TUN的數值。因為測 量血中氨含量的儀器即可測量尿中的氨含量。

　　於是Berge等人便對12位需要使用靜脈營養的非燒(燙)傷患者進行研究，測量尿中TUN、UUN及氨的含 量；並對TUN和(UUN＋氨)作paired t-test及線性迴歸分析。結果顯示：

• UUN約為TUN的90%。
• 在TUN和UUN之間確實有顯著之差異存在 ( TUN - UUN = 1.98 ± 0.27g N/24h, p<0.05)。
• 而TUN與(UUN+氨)的比較，只在每日氮損失 超過15克以上時才有差異。
• 在迴歸分析方面，發現：在TUN v.s. UUN和TUN v.s. (UUN+氨) 兩組的回歸分析之間，並無統計上的差異。

　　事實上，當我們使用氮平衡來評估患者的熱量－蛋白質營養狀況時，必須了解以下幾點：(1,6)

1. 估計氮平衡時，即容許在蒐集和測定過程中及評估飲食中氮含量時有誤差存在。
2. 高蛋白飲食和血中尿素含量過高時，可能使結果被誤導。
3. 氮的損失不僅是在尿液中，其它如：
   糞便中的氮損失量變異性大，尤其在發生腹瀉時；
   皮膚在排汗量大時的損失無法估計；
   腸道中所產生之氣體中含有氮，排出體外時，無法估計；
   腸胃道出血的損失；
   瘻管......。
4. 在嚴重壓力(severe strss)下，尿中非尿素氮(urinary non-urea nitrogen)的排出量會增加。
5. 對於燒(燙)傷患者，自傷口損失的氮，是以估計方式計算而得 (7)。

　　通常，當我們發現患者發生負氮平衡時，我們必須將此一情況反映到患者的營養攝取上，甚至必須在蛋白質的攝取上，在補充不足的數值之外，額外再加 入 4 到 6 克的氮 ( 相當於 25 - 37.5 克蛋白質)和足夠的熱量(若calories/nitrogen ratio 為 150 時，需要 600 - 900大卡熱量)，以確保患者能夠充分利用這些蛋白質，以進行同化作用(anabolism)(6)。

　　以 Milner 等人所發表的結果而言，

• 以TUN及預測之TUN(UUN×1.25)所計算而得的氮平衡分別是-6.3克和-5.7克，相差0.6克，換算為蛋白質為3.75克。
• 再看Berge等人發表的結果：UUN大約等於TUN的90%，TUN-UUN=1.98克，換算為蛋白質為12.375克。

若按照前述必須額外補充的原則，在額外補充4-6克的氮之後，不論相差3.75克或12.375克的 蛋白質，都可以被所補充的25-37.5的蛋白質補足。因此，並不需要擔心這個氮平衡的結果是以(UUN×1.25)、(UUN+氨)或是TUN估算而得 的，況且在蒐集、測量氮含量時，尚可能有我們不能掌握的誤差在其中。
反而是在實務上，要使這些額外加入的蛋白質及熱量，在患者身體機能處於異常的狀況下，能夠真正地被攝取並利用，才是對營養醫療人員最大的挑戰。

　　不過，以上所提及的狀況是針對成人的研究，對於嬰、幼兒及兒童期的患者 又如何呢？

　　在1994年，Boehm等人在JPEN發表了關於嬰幼兒及學童的研究(8)。研究的結果發現：

• 正常的中、小學學生的UUN×1.25約等於TUN，但重症病童和新生兒的UUN×1.25僅為TUN的78%及59%。
• 處於壓力(stress)狀況下的孩子，其UUN/TUN比例較低(p< 0.001)。
• 重症病童尿中的氨含量是正常學齡兒童的三倍。
• 重症病童的(UUN+氨)/TUN比值是正常學齡兒童的1.5倍。
• 新生兒及嬰兒尿液中的UUN佔TUN的比值小於50%。

　　這個研究的作者認為：正常的學齡期兒童的UUN×1.25可以用來預測TUN， 但是對於新生兒及病童即不適用。不過，對重症病童而言，UUN與TUN之間，因為具有良好的線性相關 性，UUN是可以藉著公式來預估TUN的，不一定需要直接測定TUN。

　　過去，我們受到技術及設備上的限制，只能用UUN來估算患者的氮平衡狀況。如今，因著技術及設備的改進，可以直接獲得TUN供作營養評估之用， 是值得我們高興的一件事。若是在客觀環境上允許我們得到並使用這些數值，的確可以使我們的營養評估更趨正確。但是我們在欣喜於進步之時，也更應當了解這些數據所代表的意義及其限制，以及在臨床上的的應用範圍，否則，只是一味的追求進步，可會使人落入捨本逐末的陷阱之中，並且在花費了昂貴的代價後並不見得就 得到了與花費相當的結果，這是值得我們三思的。

參考資料

1. Zavala D. C., Nutritional Assessment in Critical Care, First ed., p.30-32, 1989
2. Milner E. A.,Cioffi W.G., Mason A. D., Mcmanus W. F., and Pruitt B. A. : Accuracy of Urinary Urea Nitrogen for Predicting Total Urinary Nitrogenin Thermally Injured Patients. JPEN 17:414-416, 1993
3. Konstantinides F. N. ,Konstantinides N. N. ,Li C. C., Myaya M. E., and Cerra F. B. : Urinary urea nitrogen : Too intensive for calculating nitrogen balance studies in surgical clinical nutrition. JPEN 15:189-193, 1991
4. Grimble G. K., West M., Acuti A., etal : Assessment of an automated chemiluminescence nitrogen analyzer for routine use in clinical nitrition. JPEN 12:100-106, 1988
5. Berge J. C., Choban P., McKnight T., Kyler M. K., and Flancbaum L. : Urinary ammonia plus urinary urea nitrogen as an estimate of total urinary nitrogen in patients reciving parenteral nutrition support. JPEN 17:529-531,1993
6. Jensen T.G., Englert D.M., and Dudrick S.J . :Nutritional Assessment-Section III, G. : Nitrogen balance. p184-186, 1983.
7. Waxman K., Rebello T., Pinderski L. etal. : Protein loss across burn wounds. J.Trauma 2:136-140, 1987
8. Boehm K. A., Helms, R. A., and Storm M. C. : Assessing validity of Adjusted urinary urea nitrogen as an estimate of total urinary nitrogen in three padiatric populations. JPEN18:172-176, 1994

• 原文放置於馬偕紀念醫院營養課網頁，因院內網頁改版，故移至個人部落格中。
• 因文章是許久之前寫的，看倌們若有疑問，歡迎提問，提問請至 FB 趙強強營養師這樣說
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