Гіперамоніємія це гостре або хронічне збільшення іона амонію (NH 4 +) або аміаку (NH3) в крові. Це дуже небезпечне набуте або вроджене порушення обміну речовин, яке може призвести до ураження мозку та смерті пацієнта.
Аміак є азотистою речовиною, токсичним продуктом, що утворюється при катаболізмі (руйнуванні) білків і який виводиться з попереднім перетворенням у сечовину, яка менш токсична і виводиться з сечею через нирки.
Структура іона амонію (Джерело: Leyo / Public domain via Wikimedia Commons)
Для утворення сечовини метаболічний шлях передбачає послідовну участь ряду ферментів, деяких в мітохондріях, а інших у цитозолі чи цитоплазмі клітин печінки. Процес називається "циклом сечовини" або "циклом Кребса-Хензелейта".
Неспроможність будь-якого з ферментів, що беруть участь у циклі сечовини, призводить до збільшення або накопичення аміаку в крові, отже, генеруючи токсичні ефекти, спричинені аміаком або аміаком, такі як печінкова енцефалопатія. Крім того, печінкова недостатність може впливати на цикл сечовини і викликати гіперамонемію.
У нормальних умовах швидкість виробництва та вилучення аміаку жорстко регулюється таким чином, що рівень аміаку дуже низький і знаходиться нижче діапазону токсичності. Дуже мала кількість аміаку в крові потенційно токсична для мозку.
Симптоми гіперамонемії
Симптоми, пов’язані з гіперамонемією, складаються з блювоти, діареї, загального нездужання, відмови від споживання білка, втрати апетиту (анорексія), сонливості, млявості, порушення мови, зміни настрою, періодичної атаксії, розумової відсталості та у гострих випадках сильна кома та смерть.
Ця симптоматика не залежить від походження гіперамонемії. Новонароджені з цими проблемами вродженого походження можуть бути нормальними при народженні, але симптоми з’являються через кілька днів після вживання в їжу їжі, багатої білками (грудне молоко).
Новонароджені не хочуть їсти, блювоту, мають тахіпное і млявість, що швидко прогресує до глибокої коми. У дітей старшого віку гостра гіперамонемія проявляється блювотою, анорексією та неврологічними розладами, такими як дратівливість, збудження, психічна розгубленість та атаксія.
Ці клінічні прояви можуть чергуватися з періодами млявості та сонливості до тих пір, поки вони не прогресують до коми і, якщо їх не лікувати, викликати судоми та смерть.
Причини
Причини гіперамонемії обумовлені збоєм метаболізму сечовини, тому цикл сечовини повинен бути відомий, щоб зрозуміти патофізіологічні механізми, що породжують гіперамонемію.
Цикл сечовини вимагає послідовної активації ряду ферментів. У цьому процесі беруть участь п’ять ферментів: карбомоїлфосфат синтетаза, орнітин-закарбамоїлаза, аргініносукцинатна синтетаза, аргініносинтетаза та аргіназа.
- Синтез сечовини
Для ініціювання синтезу сечовини потрібен аміак (NH3), вуглекислий газ (СО2), що забезпечується бікарбонатом і АТФ (аденозинтрифосфат).
Походження аміаку походить від азоту амінокислот, деградованих шляхом трансамінації та окисного дезамінування. Перші дві реакції синтезу сечовини відбуваються в мітохондріях клітин печінки, інші три - у цитоплазмі.
-CO2 + NH3 + ATP + N-ацетилглютамат, дією ферменту карбамоїлфосфат синтетази, утворює карбамоїлфосфат
-Карбамоїлфосфат + L-орнітин за дією ферменту орнітину закарбамілази утворює L-цитрулін
-L-цитрулін у цитоплазмі за дією аргініносукцинатної синтетази та з L-аспартатом як субстратом утворює аргініносукцинат.
-Аргініносукцинат, завдяки дії аргініносинтетази, вивільняє фумарат і виробляє L-аргінін.
-L-аргінін разом з молекулою води і за рахунок дії аргінази вивільняє молекулу сечовини і виробляє L-орнітин, який буде доступний для повторного вступу в другу реакцію циклу всередині мітохондрій.
Глутамінсінтетази є фермент фіксованого аміаку в глутамин . Оскільки тканини постійно виробляють аміак, він швидко виводиться печінкою, що перетворює його в глутамат, потім у глутамін, а потім у сечовину.
Будь-який дефіцит будь-якого з ферментів, що беруть участь у циклі сечовини, спричинить ретроградне накопичення відсутніх субстратів реакції та, як наслідок, накопичення аміаку.
Кишкові бактерії також виробляють аміак, і це переходить в кров і звідти в печінку, де він потрапляє в цикл сечовини.
У пацієнтів з цирозом печінки в портальній системі можуть утворюватися певні анастомози, які дозволяють частині аміаку з травної системи безпосередньо переходити в загальний кровообіг, не переходячи попередньо через печінку, є однією з причин гіпераммонемії на додаток до недостатності печінка.
Типи
Оскільки синтез сечовини перетворює токсичний аміак у сечовину, дефекти синтезу сечовини призводять до гіпераммонемії та отруєння аміаком. Ці отруєння є більш важкими, коли дефект виникає на перших двох етапах метаболічного циклу сечовини.
Гіпераммонемії класифікуються на кілька типів відповідно до відповідної ферментної недостатності. Ці типи гіперамонемії називають вродженими або спадковими. Крім того, існують гіпераммонемії, які групуються як "вторинні", де інша патологія здатна змінювати метаболізм сечовини.
Основними або вродженими є:
- тип I : через дефіцит кабамоїлфосфат синтетази I
- Тип II : через дефіцит орнітинової закарбамоїлази. Це спадкове порушення, пов'язане з Х-хромосомою, яке супроводжується високим вмістом глютаміну в крові, спинномозковій рідині та сечі.
- цитруллінемія : рецесивно-спадкове захворювання через відсутність активності аргініносукцинатної синтетази.
- Аргініносукциновая ацидурія : успадковується рецесивно і характеризується збільшенням аргініносукцинату в крові, спинномозковій рідині та сечі. Є дефіцит аргініносукцинази. Хвороба має пізній початок через два роки і спричинює смерть у ранньому віці.
- Гіпераргінінемія : характеризується низьким рівнем аргінінази еритроцитів та накопиченням аргініну в крові та спинномозковій рідині.
Вторинні гіпераммонемії в основному зумовлені печінковою недостатністю, яка сповільнює або зменшує метаболізм сечовини, тому накопичується аміак і виникає гіпераммонемія.
Лікування
Гостру гіперамонемію необхідно негайно лікувати, щоб знизити рівень аміаку та запобігти ураженню мозку. Калорії, достатня кількість рідини та мінімальна, але достатня кількість амінокислот повинні бути забезпечені, щоб уникнути руйнування ендогенних білків.
Він постачається внутрішньовенно електролітами, рідинами та ліпідами як джерелами калорій і мінімальною кількістю бажано незамінних амінокислот. Трохи покращуючи загальний стан хворого, можна вводити годування назогастральною трубкою, особливо у немовлят.
Оскільки аміак не легко усувається ниркою, метою лікування є утворення сполук, які мають високий нирковий кліренс (кліренс). Бензоат натрію або фенілацетат можна вводити для утворення цих сполучених сполук, які усуваються ниркою.
У деяких випадках застосування аргініну сприяє утворенню сечовини, за умови, що у пацієнта немає дефіциту аргінази. Аргінін забезпечує цикл сечовини орнітином та N-ацетилглютаматом.
Тоді пацієнти повинні дотримуватися дієти з обмеженим споживанням білка, яку слід забезпечувати невеликими порціями.
Список літератури
- Behrman, R., Kliegman, R., & Arwin, A. (2009). Нельсон Підручник педіатрії 16 вид. W.
- Carrillo Esper, R., Iriondo, MFN, & García, RS (2008). Амоній та гіперамонемія. Її клінічне значення. Медика Сур, 15 (3), 209-213.
- Fauci, AS, Kasper, DL, Hauser, SL, Jameson, JL та Loscalzo, J. (2012). Принципи внутрішньої медицини Харрісона (Vol. 2012). DL Longo (Ред.). Нью-Йорк: Mcgraw-Hill
- Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Біохімія, ред. San Francisco: BenjaminlCummings.
- McCance, KL, & Huether, SE (2018). Патофізіологія-електронна книга: біологічна основа захворювання у дорослих і дітей. Науки про здоров’я Ельзев'є.
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA та Rodwell, VW (2014). Ілюстрована біохімія Харпера. Макгра-Хілл.