消瘦型和水肿型PEM的表现重叠
临床上，常将以蛋白质缺乏为主的蛋白质-热能营养不良症（PEM）称为水肿型PEM，而将能量缺乏为主者列为消瘦型PEM，两者兼有者则为混合型PEM。但事实上，消瘦型和水肿型PEM的病因、发病机制和临床表现均是重叠的，消瘦型和水肿型PEM的临床体征见下表。
PEM的临床体征
消瘦型PEM
常有全身性肌肉消瘦，皮下脂肪减少，大多数体重降至标准体重的60%或更低，即恶性营养不良症（marasmic kwashiorkor）。儿童伴生长迟缓，头发稀少、无光泽、易脱落，皮肤干燥、无弹性、多皱纹，患者表情淡漠，易激惹，儿童出现“猴样面型”，有明显饥饿感但又同时厌食，一次不能耐受较多食物，否则引起呕吐甚至出现腹泻。体质虚弱，易感冒，易疲倦。心率、体温及血压均有不同程度下降。严重PEM常伴有多种维生素（尤其是维生素A和维生素D）缺乏症，并有相应的临床体征（表5-34-1）。并发感染、失水、酸中毒及电解质紊乱为死亡的重要原因。
病情较轻的老年患者主要表现为虚弱（frailty）和营养不良（malnutrition）。引起虚弱和准虚弱（pre-frailty）的因素很多，但以营养不良最常见，严重PEM的根本原因可能在食物的“质”而非“量”上。
PEM的发生是一个复杂的病理生理过程。恶病质（cachexia）是指肌肉丢失伴或不伴脂肪丢失与厌食，以及炎症和胰岛素抵抗的一种临床状态，常见于恶性肿瘤患者。脂肪分解使体内的贮存脂肪大量消耗，而骨骼肌的蛋白激酶磷酸化和真核启动因子2（eukaryotic initiation factor 2）表达增强，蛋白合成减少；癌症所致的恶病质可能与各种细胞因子特别是TNF-α、IL-6、IL-1和IFNγ等有关，而ghrelin可促进食欲，增加摄食，可用于恶病质的治疗。
水肿型PEM
为严重PEM的少见类型，全身水肿、常伴有感染，病死率高，发病机制未明，以前认为PEM主要与蛋白质严重缺乏有关，但研究发现水肿型PEM和消瘦型PEM动物的蛋白质供应量并无显著差别，前者的抗利尿激素（或其他抗利尿物质）分泌增多，当给予低热卡低蛋白饮食后，发生水潴留；此外，自由基和抗氧化剂消耗也与水肿的形成有关。死亡病例的尸检发现周身水肿，内脏及肌肉萎缩，并伴有严重的脂肪肝及骨髓衰竭（marrow failure）。水肿最先出现在下肢，呈凹陷性。随着病情的加重，水肿向上延至腹部、上肢及面部，儿童患者身高不受影响，皮下仍有一定量的脂肪，但肌肉松弛、脸圆、眼睑肿胀、皮肤薄而发亮。周身软弱无力，表情淡漠。严重病例呆板无表情，无食欲或厌食。常有腹泻或大量水样便及A族和B族维生素缺乏，或伴有肝大、心动过速等；低体温和低血糖亦较常见。其他并发症与消瘦型相同。
机体适应性反应引起能量代谢和器官功能低下
PEM患者的能量代谢低下，这是机体对低蛋白质、低热能环境的一种适应性反应。有人比较了PEM儿童与正常儿童的基础代谢率（BMR），正常儿童每平方米体表面积的代谢率为（1180±23）kcal，而PEM儿童则为（837±16）kcal，后者较前者降低29%。但在成人继发性PEM病例中，因原发病不同，能量消耗与BMR的关系更为复杂。例如，癌症患者继发PEM时，能量消耗可降低、正常或增高。
循环系统表现为心脏收缩力减弱，心搏出量减少，血压偏低，脉细弱。肾小管重吸收功能降低，尿量增多而比重下降。神经系统症状包括精神抑制、表情淡漠、反应迟钝、记忆力减退等，头颅磁共振显像表现为脑萎缩和脑室扩张。
蛋白质分解大于合成伴氨基酸谱异常
最初为肌肉组织的蛋白质含量减少，以后同时有内脏蛋白质消耗，随着体重明显下降及低蛋白血症，血浆总氨基酸显著下降。水肿型患者的必需氨基酸（特别是支链氨基酸和苏氨酸）下降更明显，缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸亦降低。正常儿童血液中缬氨酸浓度为250μmol/L，而水肿型PEM患儿可降低至30μmol/L。典型消瘦和水肿患儿血清谷氨酸显著增高，谷氨酸盐/丙氨酸比值增加。胰腺萎缩影响胰腺外分泌功能，患者不能耐受脂肪和高蛋白饮食。
血糖降低伴脂代谢异常和维生素缺乏
PEM患者的血糖常降低，但其波动范围较大。严重消瘦型患者的空腹血糖常比水肿型更低。由于胰岛素水平下降，患者可能出现葡萄糖耐量减低，或因为糖原贮存减少、糖异生障碍等原因而导致低血糖症。但这些改变一般是可逆的。大约经过6周治疗，患者血糖及胰岛素基本恢复正常，糖耐量明显改善，但胰岛素抵抗的恢复可能需要更长时间。营养不良时，钾与铬缺乏对胰腺功能及糖代谢障碍亦有一定影响，如在营养不良的治疗过程中，补钾后随着体内钾总量的增加，胰岛素及胰岛素/葡萄糖比值亦明显增加。补充铬能改善葡萄糖耐量和增加空腹血糖水平。低血糖昏迷是严重消瘦型和水肿型PEM的一种表现，多见于因食物严重缺乏而导致慢性PEM患者长时间未进食时，患者常伴有低体温、心率减慢、血压偏低，如不进行及时抢救，常导致死亡。
PEM患者常有脂质代谢异常，其主要变化为必需脂肪酸缺乏和血脂成分改变。Franco等发现，Ⅲ度PEM儿童血浆必需脂肪酸降低，其中水肿型儿童血浆20碳四烯酸（C20：4）较对照组儿童低，而消瘦患儿血浆18碳二烯酸（C18：2）较水肿型儿童更低。Houssaini报道严重PEM患儿血浆apoAⅠ、总胆固醇、LDL-胆固醇降低，而血甘油三酯增高。这些儿童多存在不饱和脂肪酸和必需脂肪酸缺乏。尸检发现，水肿型PEM患者常有严重的肝脏脂肪浸润，肝脏脂肪可占体脂的20%～40%，肝内脂肪约占肝重的40%。脂肪肝是由于甘油三酯的积累所致。在治疗过程中，肝脏的甘油三酯转移至血液中可使血浆含量明显增高。肝大和脂肪肝在消瘦型患者中较少见，但血浆甘油三酯、胆固醇含量可增高。水肿型患者血浆甘油三酯、胆固醇、磷脂常降低。
PEM常伴有一种或多种脂溶性和（或）水溶维生素缺乏，一般以脂溶性维生素缺乏多见，其主要原因是脂溶性维生素缺乏导致器官功能异常，且伴有典型的临床症状或体征，易引起医师的注意。如维生素A缺乏常有夜盲、干眼症；儿童患者伴有维生素D缺乏时常出现佝偻病体征。事实上，PEM患者更易发生水溶性维生素缺乏，但水溶性维生素缺乏临床上常没有特异性症状和体征。严重患者有脚气病、舌炎、阴囊炎、周围神经病变或视神经病变等表现。
PEM导致免疫功能紊乱与内分泌功能异常
PEM对免疫系统各环节均有显著影响（下表），其非特异性（如皮肤黏膜屏障功能、白细胞吞噬功能、补体功能）和特异性免疫功能明显降低，Kwashiorkor患者免疫功能受损尤为明显。
蛋白质-热能营养不良症（PEM）对免疫系统的影响
PEM患者血浆皮质醇增加，水肿型患者血浆皮质醇和尿17-羟皮质类固醇增高较消瘦型更为明显，并伴有昼夜分泌节律改变和外源性皮质醇清除障碍，可能是由于蛋白质-能量缺乏激活下丘脑-垂体-肾上腺轴，或是对感染和低血糖的一种慢性应激反应。此外，血浆皮质醇增高可引起胸腺萎缩，并进而引起免疫功能障碍。
血甲状腺激素降低，并可进一步影响其他营养素在体内的代谢。儿童患有PEM时，血T3降低，核黄素增高，FAD减少，这是因为甲状腺激素降低后，肝内黄素激酶和FAD合酶活性降低，体内核黄素转化为FMN和FAD代谢速率减缓所致。中、重度营养不良者常伴有甲状腺摄碘能力下降，蛋白结合碘减少，血清T4下降，但患者甲状腺本身无病变；随着PEM改善，甲状腺功能亦逐渐恢复正常。机体对营养不良这一应激应视为适应性调整；临床上将此种现象称为甲状腺病态综合征。
PEM对男、女性腺激素的分泌均有影响。64.9%的PEM男性血清睾酮低于正常，36.6%游离睾酮低于正常。低BMI男性患者血LH升高；女性则相反，低BMI者血FSH降低。营养指标与这些性腺激素水平有相关关系。慢性营养不良患儿成年后易发生月经紊乱、骨质疏松和代谢综合征。
PEM并发水与电解质平衡紊乱
无论是水肿型还是消瘦型PEM患者，体内水分按体重百分率计算均有增加。水肿型和混合型患者的水肿与低蛋白血症有关，但醛固酮分泌增加及肝脏灭活抗利尿激素能力减弱亦是重要因素。此外，失水亦是PEM患者常见的并发症。
PEM患者总体钾含量降低，其中主要是肌肉组织中钾丢失所致。但血浆钾浓度不能反映组织缺钾情况。总体钠含量增加，肌肉、脑、红细胞中钠均比正常人高。此外，肌肉中的镁含量减少20%～30%，而脑、心、肝、肾组织中的镁/氮比值正常，红细胞内镁明显降低，甚至在临床症状消失后仍不能恢复至正常水平。血镁浓度对镁缺乏的诊断意义不大，镁负荷试验可反映镁缺乏情况。镁缺乏常与钾缺乏同时存在，故治疗时同时补给这两种元素制剂可降低PEM的死亡率。约12%的水肿患儿伴有严重的低磷血症，这些患儿在入院48小时内死亡率为63%，较无低磷血症者高出近2倍。故PEM伴有低磷血症时应引起高度重视。皮肤病变、失水与严重低磷血症有关，但这些临床改变并非导致低磷血症患儿死亡的最根本原因。
