В хиперамонемия е остро или хронично повишаване на амониев йон (NH4 +) или амоняк (NH3) в кръвта. Това е много опасно придобито или вродено метаболитно разстройство, което може да доведе до увреждане на мозъка и смърт на пациента.
Амонякът е азотно вещество, токсичен продукт, генериран при катаболизма (разрушаването) на протеините и който се елиминира с предишното му превръщане в урея, която е по-малко токсична и се елиминира в урината през бъбреците.
Структура на амониевия йон (Източник: Leyo / Public domain via Wikimedia Commons)
За образуването на урея метаболитният път включва последователното участие на серия ензими, някои в митохондриите, а други в цитозола или цитоплазмата на чернодробните клетки. Процесът се нарича "цикъл на урея" или "цикъл на Кребс-Хенселейт".
Неуспехът на който и да е от ензимите, участващи в цикъла на уреята, води до увеличаване или натрупване на амоняк в кръвта, вследствие на което генерира токсичните ефекти, причинени от амоняк или амоняк, като чернодробна енцефалопатия. Освен това чернодробната недостатъчност може да повлияе на цикъла на уреята и да причини хиперамонемия.
При нормални условия степента на производство и отстраняване на амоняк е строго регулирана, така че нивата на амоняк са много ниски и са под токсичните граници. Много малки количества амоняк в кръвта са потенциално токсични за мозъка.
Симптоми на хиперамонемия
Симптомите, свързани с хиперамонемия, включват повръщане, диария, общо неразположение, отказ от консумация на протеин, загуба на апетит (анорексия), сънливост, летаргия, нарушения на езика, промени в настроението, периодична атаксия, умствена изостаналост и в остри случаи тежка кома и смърт.
Тази симптоматика не зависи от произхода на хиперамонемията. Новородените с тези проблеми с вроден произход може да са нормални при раждането, но симптомите се появяват няколко дни след приемане на храна, богата на протеини (кърма).
Новородените не искат да ядат, да повръщат, имат тахипнея и летаргия, които бързо прогресират до дълбока кома. При по-големите деца остра хиперамонемия се проявява с повръщане, анорексия и неврологични разстройства като раздразнителност, възбуда, психическо объркване и атаксия.
Тези клинични прояви могат да се редуват с периоди на летаргия и сънливост, докато прогресират до кома и, ако не се лекуват, да причинят гърчове и смърт.
Причини
Причините за хиперамонемия се дължат на неуспех на метаболизма на урея, така че трябва да се знае, че цикълът на уреята може да разбере патофизиологичните механизми, които пораждат хиперамонемия.
Цикълът на уреята изисква последователно активиране на серия ензими. В този процес участват пет ензима: карбомоилфосфат синтетаза, орнитин-транскарбамоилаза, аргининосукцинатна синтетаза, аргининосинтетаза и аргиназа.
- Синтез на урея
Инициирането на синтеза на карбамид изисква амоняк (NH3), въглероден диоксид (CO2), осигурен от бикарбонат и ATP (аденозин трифосфат).
Произходът на амоняка произлиза от азота на аминокиселини, разградени чрез трансаминиране и чрез окислително дезаминиране. Първите две реакции на синтеза на урея се проявяват в митохондриите на чернодробните клетки, другите три се проявяват в цитоплазмата.
-CO2 + NH3 + ATP + N-ацетилглутамат, под действието на ензима карбамоилфосфатна синтетаза, образува карбамоилфосфат
-Карбамоил фосфат + L-орнитин, чрез действието на ензима орнитин транскарбамилаза, образува L-цитрулин
-L-цитрулинът в цитоплазмата, чрез действие на аргининосукцинатна синтетаза и с L-аспартат като субстрат, образува аргининосукцинат.
-Аргининосукцинат, поради ефекта на аргининосинтетазата, освобождава фумарат и произвежда L-аргинин.
-L-аргинин, заедно с водна молекула и чрез ефекта на аргиназа, отделя молекула на урея и произвежда L-орнитин, който ще бъде на разположение за повторно влизане във втората реакция на цикъла в рамките на митохондриите.
В синтетаза глутамин е ензим, фиксиран амоняк като глутамин. Тъй като тъканите непрекъснато произвеждат амоняк, той бързо се отстранява от черния дроб, което го превръща в глутамат, след това глутамин и след това урея.
Всеки дефицит на някой от ензимите, участващи в цикъла на уреята, ще доведе до ретроградно натрупване на липсващите реакционни субстрати и последващо натрупване на амоняк.
Чревните бактерии също произвеждат амоняк и това преминава в кръвообращението и оттам в черния дроб, където навлиза в цикъла на уреята.
При пациенти с чернодробна цироза в порталната система могат да се образуват определени анастомози, които позволяват част от амоняка от храносмилателната система да премине директно в общото кръвообращение, без първо да преминава през черния дроб, като освен недостатъчност е една от причините за хиперамонемия черен дроб.
Видове
Тъй като синтезът на урея превръща токсичния амоняк в урея, дефектите в синтеза на урея водят до хиперамонемия и отравяне с амоняк. Тези отравяния са по-тежки, когато дефектът се прояви в първите два етапа на метаболитния цикъл на карбамида.
Хиперамонемиите се класифицират в няколко вида според съответната ензимна недостатъчност. Тези видове хиперамонемии се наричат вродени или наследствени. Освен това има хиперамонемии, които са групирани като „вторични“, където друга патология е в състояние да промени метаболизма на уреята.
Основните или вродените са:
- Тип I: поради недостиг на кабамоилфосфат синтетаза I
- Тип II: поради недостиг на орнитин транскарбамоилаза. Това е наследствено разстройство, свързано с Х хромозомата, което е придружено от високи нива на глутамин в кръвта, цереброспиналната течност и урината.
- цитрулинемия: рецесивно наследствено заболяване поради липса на активност на аргининосукцинатна синтетаза.
- Аргининосукцинова ацидурия: тя се наследява по рецесивен начин и се характеризира с увеличаване на аргининосукцинат в кръв, цереброспинална течност и урина. Има дефицит на аргининосукциназа. Заболяването има късно начало след две години и причинява смърт в ранна възраст.
- Хипераргининемия: характеризира се с ниски нива на еритроцитна аргининаза и натрупване на аргинин в кръвта и цереброспиналната течност.
Вторичните хиперамонемии се дължат главно на чернодробна недостатъчност, която забавя или намалява метаболизма на урея, така че се натрупва амоняк и възниква хиперамонемия.
лечение
Острата хиперамонемия трябва да се лекува незабавно, за да се намалят нивата на амоняк и да се предотврати увреждането на мозъка. Трябва да се осигурят калории, достатъчно течности и минимални, но достатъчни количества аминокиселини, за да се избегне унищожаването на ендогенни протеини.
Той се доставя интравенозно с електролити, течности и липиди като източници на калории и минимални количества за предпочитане незаменими аминокиселини. Като се подобри малко общото състояние на пациента, може да се приложи хранене чрез назогастрална тръба, особено при кърмачета.
Тъй като амонякът не се елиминира лесно от бъбреците, целта на лечението е да се генерират съединения, които имат висок бъбречен клирънс (клирънс). Натриев бензоат или фенилацетат могат да се прилагат за образуване на тези конюгирани съединения, които се елиминират от бъбрека.
В някои случаи употребата на аргинин насърчава образуването на урея, при условие че пациентът няма дефицит на аргиназа. Аргининът доставя цикъла на уреята с орнитин и N-ацетилглутамат.
Тогава пациентите трябва да бъдат на диети с ограничен прием на протеини, които трябва да се осигуряват на малки порции.
Препратки
- Behrman, R., Kliegman, R., & Arwin, A. (2009). Нелсън Учебник по педиатрия 16 изд. W.
- Carrillo Esper, R., Iriondo, MFN, & García, RS (2008). Амоний и хиперамонемия. Клиничното му значение. Медика Сур, 15 (3), 209-213.
- Fauci, AS, Kasper, DL, Hauser, SL, Jameson, JL и Loscalzo, J. (2012). Принципите на вътрешната медицина на Харисън (Vol. 2012). DL Longo (Ed.). Ню Йорк: Mcgraw-Hill
- Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Биохимия, изд. Сан Франциско: BenjaminlCummings.
- McCance, KL, & Huether, SE (2018). Патофизиология-Ebook: биологичната основа за заболяване при възрастни и деца. Elsevier Health Sciences.
- Мъри, RK, Granner, DK, Mayes, PA и Rodwell, VW (2014). Илюстрираната биохимия на Харпър. McGraw-Hill.