13C-辛酸呼气试验评价胃排空研

当13C标记物进入系统循环后，碳酸氢钠/CO2的比值是决定13CO2分布和排泄的关键。组织和碳酸氢钠池中13CO2的可逆性形式转化是13CO2在体内分布的重要环节。心、脑、肾等血流丰富的组织中进行快速的13C→13CO2转化。在骨、禁止状态的骨骼肌等组织中，血流缓慢，很难达到血液与组织间的13CO2平衡，称为缓慢转化池。大部分的13CO2进入肺循环，进呼吸途径排出体外，只有约1 %的经皮肤排出，<0.5 %通过粪便排出，1 %～3 %通过尿液以的尿素形式从机体内排出。整个过程需要12
C[t]：单位时间呼吸中13CO2的丰值。与体内碳酸氢钠池及血液中13CO2的总量成正比关系。而与体内保留量成反比，其曲线形态决定GEC和Tmax。AUC[t]：累积呼吸中13CO2的丰值，多个[t]之和。其值与体内保留量成反比。Abreath[∞]：呼吸中13CO2总的检测值。该值的大小与13CO2经非呼吸途径丢失和以代谢产物的形式在组织中固定数值成反比。Tmax：单位时间呼吸中13CO2峰值时间。此期是发生胃排空异常的关键时间，如果滞后期延长，即使是胃排空曲线正常，T1/2时间，也将会延长[8] 。T1/2：半排空时间，呼吸中13CO2总丰值达到一半的时间。GEC：胃排空系数，与Abreath[∞]关系密切。
8 结语与展望
13C-辛酸呼气试验 (OABT)是一种很有前景的胃排空功能评价方法，但是由于13C标记物的特殊代谢动力学特征引起了呼吸中检测到的13CO2量不充分，检测时间滞后于胃排空速率。
5 交叉试验设计
许多研究显示，在不同时间呼吸中总的标记物监测量存在4 %～8 %的变异[7]。有学者认为个体间脂肪酸代谢和体内碳酸氢钠池的差异，是造成标记物总监测率差异的重要原因。因此，交叉试验设计与横断面分析、横断面调查试验相比较，在呼气试验胃排空的监测中具有更高的精确性。
2 13C-辛酸体内代谢过程
胃排空值是以标记物在呼吸中的监测值进行计算的，这不仅与胃对标记物的排空能力密切相关，被标记的脂肪酸排空后的吸收、分布和排泄也影响着呼吸中13CO2丰度。虽然，胃对标记物的排空能力是决定胃排空速度的关键，但是如果排空速度相同，脂肪酸代谢存在差异，其最终的胃排空值也会存在差异。所有在实际工作中，应该综合、全面地考虑体内、体外的因素，才能更精确地对胃排空值进行评价。因此，对标记物的排空后代谢的详细探讨是很有意义的。
Tmax (h)= (lnβ)/k
GEC=ln(a)
注：t以每小时表示，a、β和k回归估计常数。
7.2 瓦格纳-尼尔森呼气试验方程 该方法准确地估计了药物在血液和尿液的吸收率数据，已广泛使用于的药代动力学研究。公式：
F(t) = [AUC(t) + C(t)/Kel]/ AUC(∞)
传统的试验中常规使用100 mL 13C-辛酸，其辛酸的含量为91 mg，有文献报道低剂量(50 mg)的13C-辛酸用于固体食物胃排空检测[6]。最近，有学者使用非色散同位素选择性红外光谱分析仪，采用68 mg (75 mL)13C-辛酸对12名志愿者，进行了短期和中期的重复性胃排空试验，结果采用布兰德和奥特曼统计，进行配对测量96例样本呼气中的13CO2，结果短期重复性系数0.40 ‰，反复测量的平均差异为0.07 ‰ (95 %置信区间： 0.34 ‰～0.46 ‰ )，中期重复性系数为0.62 ‰，反复测量平均差异为0.28 ‰(95 %置信区间： 0.34 ‰～0.90 ‰) 。结果证明，使用低剂量标记物的呼吸试验重复率可靠。辛酸在体内消除形式符合一级动力学过程又称一级速率过程，也称衡量消除。这一特点决定了辛酸的体内分布情况。口服50 mg 13C标记物后，一级动力学常数的变异系数4.5 %;口服100 mg 13C标记物后，一级动力学常数的变异系数8.6 %[7]。这一特性，应该引起临床工作者的重视。
7 呼气试验的结果分析方法
7.1 呼气指标采用常规的瓦格纳方法进行胃排空参数的评价，其计算公式如下：
C(t) = mkβe-kt(1-e-kt)β-1
T1/2、Tmax、 GEC的计算公式总结如下：
T1/2 (h)=-[ln(1-2-1/β)]/k
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有学者用非线性最小二乘法确定了Tmax、T1/2、GEC为评估胃排空功能的重要参数。Tmax更直接地反映体内13CO2情况，与单位时间呼吸中13CO2的丰值关系密切。而T1/2倾向于反映13CO2呼出情况，与累积呼吸中13CO2的丰值关系密切。有学者认为，对胃排空结果的评价，Tmax比T1/2的敏感性更强[8]。与此同时，GEC的可靠性受到了许多学者的质疑，其个体差异很大，而且不同的试验处理，结果的变异也很大。有学者提出MRT(平均保留时间)，作为评估胃排空的第四个参数。MRT并不需要复杂的数学模型，可用于评估各种胃排空功能，尤其适用于药代动力学行为的研究，而且个体差异很小。然而，由于该参数没有放射性同位素的方法比较，其对胃排空评价需要进一步的研究[9]。
1 13C-辛酸呼气试验的原理及临床应用
胃排空是指胃内容物通过幽门进入十二指肠的过程。进食标志着消化期的开始，80 %的食物储存于胃底。近段胃的压力性收缩使胃内容物沿胃推向十二指肠。远端胃将食物研磨、混合、磨碎为1～2 mm的小颗粒，通过机械泵的作用使食物通过幽门进入十二指肠。
13C-辛酸排入十二指肠后，游离脂肪酸的代谢及碳酸氢钠/CO2的比值是其重要的2个代谢步骤。标记物在小肠经胆汁中胆汁酸盐的作用后，才能被消化酶消化。并不是所有的脂肪酸都需要胰脂酶的作用才能被小肠黏膜吸收。短链和中链的脂肪酸可以迅速通过小肠黏膜，与血液中的白蛋白结合通过门静脉进入肝脏。在肝内，仅有一小部分的标记物经过生物转化进入外周组织。大部分的标记物进入线粒体膜，开始脂肪酸的β-氧化。首先转化成其活性形式乙酰-coA，部分生成酮体，部分进入三羧酸循环，生成CO2 、草酰乙酸、谷氨酸，其余的再合成脂类(长链脂肪酸、胆固醇)。在这一环节中，大部分的13C标记物以酮体、葡萄糖、氨基酸、类脂的产物形式进入代谢池，同时被固定。接着在这些组织(肝脏、心、骨骼肌等)进行氧化脱羧生成CO2 ，不同的代谢产物有不同的转化速率。有些学者提出，如果肝功能受损，13C→13CO2转化速率可能会受影响。事实上，实验过程中常规使用的13C-辛酸(100 mg)，即使在胃排空速率无限大情况下，肝的转化也不会达到饱和。因此，可以认为脂肪酸的代谢对胃排空值影响很小[2]。
13C-辛酸呼气试验评价胃排空研究进展
作者:ynhsgbzhsg 2010-12-10 10:26 星期五 晴
【关键词】 13C-辛酸呼气试验 胃排空 研究进展
13C-辛酸呼气试验 (OABT)，作为一种无创、简便、可靠的检测方法，与核素法有良好的相关性，且因操作方便，属非侵入性检查，受检者受到的放射性损伤少，可以用于儿童、孕妇、排卵期妇女及危重病人，具有较广阔的临床应用前景。国外13C-辛酸呼气试验作为一种无创的胃排空检测方法，已经较多地用于临床，国内正在推广使用，而实验方法、技术关键的报道甚少。值得注意的是呼吸中检测到的13CO2量与胃排空速率不是同步的，呼吸中的含量反映的是标记物胃排空速率与标记物排空后代谢(吸收、代谢、分布、排泄)二者综合的指标。因此，OABT试验有必要对食物的研磨时间、胃肠通过时间、小肠黏膜对标记物的吸收、体内分布、代谢及排泄时间进行深入的探讨。
13C-辛酸体内代谢中的几个重要术语[3]：(1)再循环：13C标记物在代谢和碳酸氢钠池中储存后再次进入体循环，最终以13CO2的形式从肺中呼出。(2)保留：被标记的13C在代谢过程中一过性的被保留，接着迅速进入转换阶段。(3)固定：机体内短暂保留的标记的13C进入缓慢的转换阶段。(4)丢失：通过门脉系统被标记的13C永久性排出体外。
静脉注入13C标记物后，6 h标记物的呼吸丰度达80 %，12～36 h达到了90 %。而通过口服摄人，6 h只可检测到50 %的丰度，10 h后才达到总量的55 %[5]。
4 试验方法
生理性胃排空是一个非常复杂的过程，容易受到多种因素(如激素、神经调节、进食量、酸碱度、食物的化学构成、食物的热值、情绪等)影响，作用于胃受体，通过反馈机制影响胃动力及排空。因此试验过程中，试餐的选择、食物热量的规定、进餐的时间地点、受试者在试验过程中的姿势等也应该严格规范化。Hunt J等报道，固体食糜的颗粒大小及热量组成需要引起关注。通常，当小肠中食糜浓度达到3 kcal/min时，将存在浓度依赖性胃排空负反馈，从而抑制胃排空[4]。正常情况下，胃内食物的容积扩张，刺激胃平滑肌的收缩，引发胃排空。试验过程中呼吸样本的采集要严格按照时间设计执行，当样本收集时间延长时，13CO2回收率也增加，同时也会有部分标记物再次进入再循环[5]。
注：Kel (L/h)是13CO2的一级代谢动力学常数，AUC(t)是累计13CO2呼出丰度值(% dose)，AUC(∞)是最大13CO2呼出丰度。Kel决定代谢速率、Dose %曲线的形态。
在瓦格纳-尼尔森方程中，第二项分子C[t]/Kel校正保留，而且分母AUT[∞]调整固定和损失。有学者认为瓦格纳-尼尔森方程可以使13CO2在体内碳酸氢钠池的保留达到最小，采用瓦格纳-尼尔森方程法分析胃排空曲线可以得到与核素法一样精确的结果。100-{1-F[t]}与时间T的比例关系绘制出时间相关性胃保留曲线。这是一个模拟的核素保留曲线。最近的小样本研究表明，无论液体和固体胃排空的瓦格纳-尼尔森方法都可以绘制几乎重叠的胃保留曲线[10] 。同时应该强调的是瓦格纳-尼尔森呼气试验的方程，需要延长样本采集时间，以便更精确地估计Kel值。然而，瓦格纳-尼尔森方法呼气测试中的实用价值，值得进一步在大样本的胃排空试验中验证[10]。