在危重症过程中，全身炎症会引发器官间特有的代谢变化。在免疫及炎症相关区域，合成代谢的重新编程主要用于支持细胞增殖和完成炎症反应。同时，脂肪组织和骨骼肌的分解代谢为免疫和炎症细胞的合成代谢提供了必要的碳源和能量。在这些代谢调整中，肝脏至关重要，通过为血液循环持续供应葡萄糖和酮体，维持身体代谢平衡。

虽然身体成分常被误解为被动的脆弱指标，实际上它们积极参与整体代谢调节，在应对急性损伤后的生存中起到关键作用。危重症时，肌肉与脂肪组织会发生显著调整，这不仅影响住院期间，还会深刻改变出院后的代谢状态。肥胖对全身代谢和病人预后的影响仍有争议。各种底物诱导的表观遗传变化会改变基因表达谱，进而影响那些直接关联患者生存的代谢路径。

本文综述了危重症中，从体重调节到免疫反应执行阶段，能量如何在体内流动的核心机制。同时也提出，未来研究应着重于受损的免疫代谢和表观遗传机制，以期更深入理解其本质，并为危重病人带来更好的治疗预后。

针对危重症所致的代谢重组的研究表明，细胞机制在调控氧气输送与利用方面扮演着重要角色。与禁食状态或慢性疾病的代谢反应相比，急性疾病下的代谢特征更为特殊，其主要目标是通过支持免疫和炎症过程来抵御感染和损伤。代谢重组的焦点在于如何分配底物氧化生成的能量（ATP）和热量，以及脂肪、肌肉等组织的动态适应和重构。

代谢调节的基本原则

1. 底物利用的优先顺序：

• 正常情况下，人体代谢首先消耗葡萄糖和糖原，接着动用脂肪和蛋白质。由于分解蛋白质不仅能效低下（消耗ATP）且会损害细胞功能，因此脂肪因高能量密度（每克可提供9千卡）成为主要的能量储备。

• 在危重症状态下，机体的代谢优先保障免疫与炎症细胞的需求，这会导致肌肉和脂肪组织大量分解，以为免疫细胞的合成代谢活动提供所需物质和能量。

2. 底物氧化的路径：

• 细胞内既有依赖线粒体的氧化磷酸化（可高效产生ATP），也存在非线粒体方式（比如糖酵解、Warburg效应）。当缺氧时，丙酮酸会转变为乳酸，以维持糖酵解过程的进行；而Warburg代谢，即有氧条件下的糖酵解，则主要保障免疫细胞可以迅速增殖和执行重要功能。

系统代谢变化

糖异生： • 在危重症状态下，肝脏和肾脏的糖异生活动大幅增强，主要利用乳酸、甘油和氨基酸作为原料。Cori循环（将乳酸转化为葡萄糖）虽然能量效率不高，却在维持体内葡萄糖再生中起到关键作用。

脂肪分解： • 在炎症作用下，脂肪组织被加速分解，释放出游离脂肪酸（FFA）和甘油三酯（TG）。脂质代谢的紊乱与疾病的严重程度密切相关，例如低HDL胆固醇往往提示不良预后。此外，某些特定的促消退脂质介质（SPM）有助于促进炎症消退。

酮体生成受限制： • 高胰岛素水平和线粒体脂肪酸转运障碍限制了酮体的产生，这可能削弱机体对肌肉蛋白分解的保护能力。

胰岛素抵抗及血糖控制之争： • 危重症患者常见胰岛素抵抗和高血糖现象，但研究发现，强化胰岛素治疗并未带来一致的存活收益，或许是由于低血糖风险显著增加所致。

免疫与炎症细胞的代谢重编程

Warburg效应：

• 免疫细胞（如M1型巨噬细胞及活化的T细胞）主要通过有氧糖酵解（即Warburg代谢）迅速获得ATP及多个生物合成前体（包括核苷酸和脂质）。这一代谢形式有效支持炎症反应，但其能量转化率较低（每个葡萄糖分子生成2个ATP，而在线粒体代谢中则约为30个ATP）。

代谢中间体的表观遗传调控：

• 一些代谢中间产物，如琥珀酸、衣康酸及α-酮戊二酸，能够通过影响组蛋白的乙酰化和甲基化以及DNA的甲基化方式，参与调节相关基因的表达。例如，衣康酸可抑制NLRP3炎症小体的活性，进而减少IL-1β的释放。

免疫细胞不同亚型的代谢特点：

• M1型巨噬细胞：以糖酵解为主，表现为促炎特性；M2型巨噬细胞：倾向于脂肪酸氧化，凸显抗炎作用。

• T细胞方面：效应T细胞（Teff）更多依赖糖酵解提供能量，而调节性T细胞（Treg）则主要以线粒体呼吸为能量供应方式。

脂肪组织与骨骼肌的代谢重塑

脂肪组织：

• 脂肪褐变：在危重疾病背景下，白色脂肪组织（WAT）可能被触发转化为褐色脂肪（BAT），其通过UCP1介导作用增强产热能力。

• 肥胖悖论：有研究指出，肥胖个体在危重症中存活率更高，可能由于其能量储存更丰富、分泌抗炎脂肪因子或具备肌肉保护效应，但这一现象仍有争议。

骨骼肌：

• 蛋白质分解：危重症状态下，泛素-蛋白酶体系统（UPS）和自噬机制的增强促使肌肉蛋白大量分解，其中MuRF1和atrogin-1是关键的E3连接酶。

• 乳酸生成：钠泵活性的提升以及线粒体功能障碍会促进骨骼肌乳酸的产生和释放，这部分乳酸还可经Cori循环转化为葡萄糖。

• 长期功能障碍：危重病痊愈后，肌肉再生能力受损（卫星细胞数量减少）、肌纤维类型发生变化（II型纤维出现萎缩）以及表观遗传学的变化，均可能导致持续性肌无力。

结论

危重症时，机体通过代谢重组来适应并增强免疫防护与存活能力，其中包括免疫细胞的代谢重新编程，以及骨骼肌和脂肪组织的不断分解。表观遗传调控及代谢底物推动生成的中间产物（如琥珀酸、衣康酸）在调节炎症反应中起着核心作用。展望未来，亟须开展针对代谢路径（如酮体合成、Warburg效应）的创新干预研究，以期提升危重症患者的临床结局。