Hyperammonemiaa on akuutti tai krooninen kasvua ammoniumioni (NH4 +) tai ammoniakki (NH3) veressä. Se on erittäin vaarallinen hankittu tai synnynnäinen aineenvaihduntahäiriö, joka voi johtaa aivovaurioon ja potilaan kuolemaan.
Ammoniakki on typpeä sisältävä aine, myrkyllinen tuote, joka syntyy proteiinien katabolismisessa (tuhoutumisessa) ja joka eliminoituu sen aikaisemman muuttuessa ureana, joka on vähemmän myrkyllistä ja poistuu virtsaan munuaisten kautta.
Ammoniumionin rakenne (Lähde: Leyo / Julkinen alue Wikimedia Commonsin kautta)
Urean muodostumiseen aineenvaihduntareitti sisältää peräkkäisen joukon entsyymejä, jotkut mitokondrioissa ja toiset maksasolujen sytosolissa tai sytoplasmassa. Prosessia kutsutaan "ureasykliksi" tai "Krebs-Henseleit -sykliksi".
Minkään ureasykliin osallistuvan entsyymin epäonnistuminen johtaa veren ammoniakin määrän lisääntymiseen tai kertymiseen, minkä seurauksena syntyy ammoniakin tai ammoniakin aiheuttamia toksisia vaikutuksia, kuten maksan enkefalopatia. Lisäksi maksan vajaatoiminta voi vaikuttaa ureasykliin ja aiheuttaa hyperammonemiaa.
Normaaleissa olosuhteissa ammoniakin tuoton ja poistumisen nopeutta säädellään tiukasti, joten ammoniumpitoisuudet ovat erittäin alhaiset ja alle myrkyllisten rajojen. Hyvin pienet määrät veressä olevaa ammoniakkia ovat myrkyllisiä aivoille.
Hyperammonemian oireet
Hyperammonemiaan liittyviä oireita ovat oksentelu, ripuli, yleinen pahoinvointi, kieltäytyminen kuluttamasta proteiinia, ruokahaluttomuus (anoreksia), uneliaisuus, uneliaisuus, kielen häiriöt, mielialan muutokset, ajoittainen ataksia, henkinen jälkeenjääneisyys ja akuuteissa tapauksissa vaikea kooma ja kuolema.
Tämä oireyhtymä on riippumaton hyperammonemian alkuperästä. Vastasyntyneet, joilla on näitä synnynnäisiä ongelmia, voivat olla normaaleja syntymän yhteydessä, mutta oireet ilmenevät muutama päivä sen jälkeen, kun he ovat nauttineet proteiinirikkaan ruoan (rintamaito).
Vastasyntyneet eivät halua syödä, oksentaa, heillä on takypnepia ja uneliaisuutta, joka etenee nopeasti syvään koomaan. Vanhemmilla lapsilla akuutti hyperammonemia ilmenee oksentelua, ruokahaluttomuutta ja neurologisia häiriöitä, kuten ärtyneisyyttä, levottomuutta, henkistä sekavuutta ja ataksiaa.
Nämä kliiniset oireet voivat vuorotellen uneliaisuuksien ja uneliaisuuksien ajan, kunnes ne etenevät koomaan ja jos niitä jätetään hoitamatta, aiheuttavat kouristuksia ja kuoleman.
syyt
Hyperammonemian syyt johtuvat urean metabolian epäonnistumisesta, joten ureasyklin on oltava tiedossa hyperammonemian aiheuttavien patofysiologisten mekanismien ymmärtämiseksi.
Ureasykli vaatii entsyymien sarjan aktivoinnin peräkkäin. Viisi entsyymiä osallistuvat tähän prosessiin: karbomoyylifosfaattisyntetaasi, ornitiinitranskarbamoylaasi, argininosukkinaattisyntetaasi, argininosyntetaasi ja arginaasi.
- urean synteesi
Ureasynteesin aloittaminen vaatii ammoniakkia (NH3), hiilidioksidia (CO2), jota tarjoaa bikarbonaatti ja ATP (adenosiinitrifosfaatti).
Ammoniakin alkuperä johtuu aminohappojen typestä, joka hajoaa transaminoinnin ja oksidatiivisen deaminaation avulla. Ureasynteesin kaksi ensimmäistä reaktiota tapahtuvat maksasolujen mitokondrioissa, muut kolme tapahtuvat sytoplasmassa.
-CO2 + NH3 + ATP + N-asetyyliglutamaatti muodostaa karbamoyylifosfaattisyntetaasi-entsyymin vaikutuksesta karbamoyylifosfaattia
-Karbamoyylifosfaatti + L-ornitiini muodostaa ornitiinitranskarbamylaasi-entsyymin vaikutuksesta L-sitrulliinin
-L-sitrulliini sytoplasmassa muodostaa argininosukkinaattisyntetaasin vaikutuksesta ja L-aspartaatin ollessa substraattina argininosukkinaatin.
-Argininosukkinaatti vapauttaa argininosyntetaasin vaikutuksesta fumaraattia ja tuottaa L-arginiinia.
-L-arginiini yhdessä vesimolekyylin kanssa vapauttaa arginaasin vaikutuksesta ureamolekyylin ja tuottaa L-ornitiiniä, jota voidaan käyttää palaamaan syklin toiseen reaktioon mitokondrioissa.
Glutamiinisyntetaasille on entsyymi, kiinteä ammoniakkia glutamiini. Kun kudokset tuottavat jatkuvasti ammoniakkia, maksa poistaa sen nopeasti, mikä muuttaa sen glutamaatiksi, sitten glutamiiniksi ja sitten ureana.
Minkä tahansa ureajaksoon osallistuvan entsyymin alijäämä aiheuttaa puuttuvien reaktiosubstraattien kertymisen taaksepäin ja siitä seuraavan ammoniakin kertymisen.
Suolen bakteerit tuottavat myös ammoniakkia ja tämä kulkeutuu verenkiertoon ja sieltä maksaan, missä se siirtyy ureasykliin.
Maksakirroosipotilailla portaalijärjestelmään voi muodostua tiettyjä anastomooseja, jotka sallivat osan ruuansulatuksesta tulevan ammoniakin kulkea suoraan yleiseen verenkiertoon kulkematta ensin maksan läpi, mikä on yksi hyperammonemian syitä epäonnistumisen lisäksi maksassa.
Tyypit
Koska ureasynteesi muuntaa myrkyllisen ammoniakin ureana, ureasynteesin viat johtavat hyperammonemiaan ja ammoniakkimyrkytykseen. Nämä myrkytykset ovat vakavampia, kun vika ilmenee urean metabolisen syklin kahdessa ensimmäisessä vaiheessa.
Hyperammonemiat luokitellaan useisiin tyyppeihin vastaavan entsyymivajauksen perusteella. Tämän tyyppisiä hyperammonemioita kutsutaan synnynnäisiksi tai perinnöllisiksi. Lisäksi on hyperammonemioita, jotka on ryhmitelty "sekundaarisiksi", joissa toinen patologia pystyy muuttamaan urean metaboliaa.
Ensisijaiset tai synnynnäiset ovat:
- Tyyppi I: kabamoyylifosfaattisyntetaasi I puutteen vuoksi
- Tyyppi II: johtuu ornitiinitranskarbamoylaasin puutoksesta. Se on perinnöllinen häiriö, joka liittyy X-kromosomiin ja johon liittyy korkea glutamiinitaso veressä, selkäydinnesteessä ja virtsassa.
- Citrullinemia: taantuva perinnöllinen sairaus, joka johtuu argininosukkinaattisyntetaasin aktiivisuuden puutteesta.
- Argininosukkiinihappuria - se periytyy resessiivisesti ja sille on ominaista argininosukkinaatin määrän nousu veressä, aivo-selkäydinnesteessä ja virtsassa. Argininosukkinaasista on puutetta. Tauti alkaa myöhään kahden vuoden kuluttua ja aiheuttaa kuoleman varhaisessa iässä.
- Hyperargininemia: ominaista alhainen punasoluargininaasitaso ja arginiinin kertyminen vereen ja aivo-selkäydinnesteeseen.
Toissijaiset hyperammonemiat johtuvat pääasiassa maksan vajaatoiminnasta, joka hidastaa tai vähentää urean aineenvaihduntaa, joten ammoniakki kertyy ja syntyy hyperammonemiaa.
hoidot
Akuutti hyperammonemia on hoidettava nopeasti, jotta voidaan vähentää ammoniakkitasoja ja estää aivovaurioita. Kaloreita, riittävästi nesteitä ja minimaalisia, mutta riittäviä määriä aminohappoja on oltava käytettävissä endogeenisten proteiinien tuhoutumisen välttämiseksi.
Sitä annetaan suonensisäisesti elektrolyyttien, nesteiden ja lipidien kanssa kalorilähteinä ja pieninä määrinä edullisesti välttämättömiä aminohappoja. Parantamalla potilaan yleistä tilaa hiukan, voidaan antaa ruuansyöpää nenäputken kautta, etenkin imeväisillä.
Koska munuaiset eivät poista helposti ammoniakkia, hoidon tavoitteena on tuottaa yhdisteitä, joilla on korkea munuaispuhdistuma (puhdistuma). Natriumbentsoaattia tai fenyyliasetaattia voidaan antaa näiden konjugoitujen yhdisteiden muodostamiseksi, jotka eliminoituvat munuaisten kautta.
Joissakin tapauksissa arginiinin käyttö edistää urean muodostumista edellyttäen, että potilaalla ei ole arginaasin puutosta. Arginiini toimittaa ureasyklin ornitiinilla ja N-asetyyliglutamaatilla.
Potilaiden tulee sitten noudattaa ruokavalioita, joiden proteiinin saanti on rajoitettua, mikä olisi annettava pieninä annoksina.
Viitteet
- Behrman, R., Kliegman, R., ja Arwin, A. (2009). Nelson Textbook of Pediatrics 16 toim. W.
- Carrillo Esper, R., Iriondo, MFN ja García, RS (2008). Ammonium ja hyperammonemia. Sen kliininen merkitys. Medica Sur, 15 (3), 209 - 213.
- Fauci, AS, Kasper, DL, Hauser, SL, Jameson, JL ja Loscalzo, J. (2012). Harrisonin sisätautien periaatteet (osa 2012). DL Longo (Toimitus). New York: Mcgraw-hill
- Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biokemia, toim. San Francisco: BenjaminlCummings.
- McCance, KL ja Huether, SE (2018). Patofysiologia-kirja: aikuisten ja lasten sairauksien biologinen perusta. Elsevier terveystieteet.
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, ja Rodwell, VW (2014). Harperin havainnollistettu biokemia. McGraw-Hill.