Изменения уровня аминокислот и показателей крови у детей в критических состояниях №02 2013

Хирургия и интенсивная терапия Инфекции в хирургии - Изменения уровня аминокислот и показателей крови у детей в критических состояниях

Для цитированияСкрыть список
Р.Х.Гизатуллин1, В.Г.Шамратова2, Е.А.Тимофеева2, Г.В.Даутова2 1Кафедра анестезиологии и реаниматологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет, Уфа; 2Кафедра морфологии и физиологии человека и животных Башкирского государственного университета, Уфа. Изменения уровня аминокислот и показателей крови у детей в критических состояниях. Инфекции в хирургии. 2013; 2: 
Резюме. Проведено исследование влияния на клинико-лабораторные показатели дисацидемии у детей с синдромом системной воспалительной реакции (ССВР) в критических состояниях. В крови детей с ССВР (n=40) и детей без ССВР (n=132) 4–6-месячного возраста определяли показатели красной и белой крови, содержание общего белка и концентрацию аминокислот (АК) с помощью метода тандемной масс-спектрометрии. При анализе линейных корреляций между содержанием общего белка и концентрацией АК у детей с органной дисфункцией выяснилось, что уменьшение общего белка в плазме крови тесно связано с возрастанием концентрации таких АК, как аланин, аргинин, цитруллин и тирозин.
Цель исследования. Изучение корреляции между содержанием АК, общего белка и состоянием красной и белой крови у детей с ССВР.
Материалы и методы. Группу детей с ССВР составили пациенты (группа 1) с оценкой тяжести состояния по шкале PRISM -0,24±0,37 балла, эти же дети по шкале ИКС 7,88±1,45 балла. Группу контроля 132 человека (группа 2) оценка по шкалам PRISM -4,54±0,23; ИКС 3,45±1,78 составили дети без синдрома ССВР. Возраст детей в группах 4–6 мес.
Результаты. При анализе линейных корреляций между содержанием АК и концентрацией общего белка у детей группы 1 выяснилось, что уменьшение общего белка в плазме крови достоверно (р<0,05) высоко коррелирует с возрастанием концентрации АК ALA, ARG, CIT и TYR. В то же время в отношении незаменимой АК PHE обнаружена противоположная картина. Остальные АК не выявили корреляций с уровнем плазменного белка. Изучение аналогичных связей с показателями красной и белой крови выявило рост концентрации ALA, ARG, CIT, TYR, PHE при увеличении в крови общей численности лейкоцитов и сегментоядерных, лимфоцитов. Эти же АК положительно коррелировали с содержанием в периферической крови эритроцитов и гемоглобина. Вместе с тем концентрация LEU, MET, ORN возрастает при уменьшении уровня гемоглобина. У детей группы 1 были ниже количество эритроцитов, средний объем эритроцитов, концентрация гемоглобина, показатели общего белка (р<0,05).
Заключение. У детей в критических состояниях необходимо активизировать синтез белков, корригировать аминокислотный дисбаланс, стабилизировать регуляторные системы организма.
Ключевые слова: дети, критические состояния, обмен аминокислот, показатели крови.

Changes in the blood levels of amino acids and parameters in critically
ill children

R.Kh.Gizatullin1, V.G.Shamratova2, E.A.Timofeyeva2, G.V.Dautova2
1Department of Anesthesiology and Reanimatology with a Course of the Institute of Postgraduate Education, Bashkir State Medical University, Ufa;
2Department of Human and Animal Morphology and Physiology, Bashkir State University, Ufa

Summary. Studied the effect on the clinical and laboratory parameters disatsidemii children in critical conditions with systemic inflammatory response syndrome (SIRS). Group of children with SIRS (systemic inflammatory response syndrome) was 40, the group without SIRS – 132 people. Children age in groups was 4–6 months. Values of total protein, red and white blood in children were determined in an automatic hematology analyzer. Amino acid content analyzed by tandem mass spectrometry. Indicators of red and white blood in children are associated with disatsidemiey and critical condition. The analysis of linear correlation between the content of amino acids and total protein concentration in children with organ dysfunction found that the decrease of total protein in the blood plasma is closely related to an increase in the concentration of amino acids such as alanine, arginine, citrulline and tyrosine.
Key words: children, critical conditions, the exchange of aminoacids, blood parameters.

Сведения об авторах
Гизатуллин Раис Хамзаевич – канд. мед. наук, доц. каф. анестезиологии и реаниматологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет
Шамратова Валентина Гусмановна – д-р биол. наук, проф. каф. морфологии и физиологии человека и животных Башкирского государственного университета. E-mail: grh@ufanet.ru; тел. 8 (917) 411-85-82
Тимофеева Екатерина Александровна – аспирант каф. морфологии и физиологии человека и животных Башкирского государственного университета, врач-лаборант ГУЗ Республиканский перинатальный центр
Даутова Гузель Винеровна – студентка 5-го курса каф. морфологии и физиологии человека и животных Башкирского государственного университета

Актуальность
Течение критического состояния у детей с органной дисфункцией протекает на фоне гиперметаболизма, которому предшествуют гипоксические и водно-электролитные нарушения. Гипоксически-ишемические и травматические поражения центральной нервной системы (ЦНС) сопровождаются значительным изменением мозгового метаболизма с нарушением всех видов обмена – углеводного, жирового, белкового, водно-солевого (А.У.Лекманов, Ю.В.Ерпульева, 2005; А.Б.Пальчик, Н.П.Шабалов, 2011). Необходимость проведения заместительной терапии, протезирования функции органов и систем обусловливают лечение ребенка в условиях реанимационного отделения. Интеграция клинической ситуации и биохимических показателей способствуют более глубокому пониманию происходящих процессов в организме ребенка в критическом состоянии и корректной лечебной тактике, прогнозированию дальнейшего течения заболевания. У детей для обеспечения нормального роста и развития требуется более высокая доля незаменимых аминокислот (АК) в общем поступлении белка. Кроме 8 классических АК (незаменимых в любом возрасте – изолейцин, лейцин, валин, метионин, фенилаланин, лизин, треонин, триптофан) для детей незаменимыми также являются цистеин, тирозин и таурин. В связи с этим целью настоящего исследования явилось изучение корреляции между содержанием АК, общего белка и состоянием красной и белой крови у детей с синдромом системной воспалительной реакции (ССВР).

Методы исследования
Группу детей с ССВР составили пациенты (группа 1) отделения реанимации, проходивших лечение в городской детской клинической больнице №17 ГО г. Уфы с оценкой тяжести состояния по шкале PRISM -0,24±0,37 балла (M.Pollack и соавт., 1988), эти же дети по шкале ИКС 7,88±1,45 балла (О.С.Мишарев и соавт., 1990), что требовало проведения заместительной терапии. Показатели красной и белой крови у детей определялись на автоматическом гематологическом анализаторе Sysmex KX-21. Общую концентрацию белка определяли на биохимических анализаторах ФП 901М, Хитачи 902, Клима МС. Содержание АК анализировали с помощью метода тандемной масс-спектрометрии на аналитическом приборе Quattro micro MSMS (Perkin Elmer, Финляндия). Группу контроля 132 человека (группа 2) оценка по шкалам PRISM -4,54±0,23; ИКС 3,45±1,78 составили дети без синдрома ССВР. Возраст детей в группах 4–6 мес.

Результаты и обсуждение
В табл. 1 представлены содержания АК в исследуемых группах детей. В группе детей с ССВР достоверно были выше показатели детей без ССВР АК аланин, соотношение АК цитруллина к тирозину, лейцина к аланину, метионина к лейцину, метионина к фенилаланину, фенилаланин к тирозину, валину. В группе детей с органной дисфункцией достоверно снижены были следующие АК: цитруллин, соотношение цитруллина к фенилаланину, соотношение валина к фенилаланину. Уровень фенилаланина в группе детей, лечившихся в отделении реанимации, был достоверно выше в 2 раза.

4-t1.jpg

При анализе линейных корреляций между содержанием АК и концентрацией общего белка у детей с органной дисфункцией выяснилось, что уменьшение общего белка в плазме крови сочетается с возрастанием концентрации таких АК, как ALA, ARG, CIT и TYR. В то же время в отношении незаменимой АК PHE обнаружена противоположная картина. Остальные АК не выявили корреляций с уровнем плазменного белка (табл. 2).

4-t2.jpg

Изучение аналогичных связей с показателями красной и белой крови выявило рост концентрации ALA, ARG, CIT, TYR, PHE при увеличении в крови общей численности лейкоцитов и сегментоядерных, лимфоцитов. Эти же АК положительно коррелировали с содержанием в периферической крови эритроцитов и гемоглобина. Вместе с тем концентрация LEU, MET, ORN возрастает при уменьшении уровня гемоглобина.
Результаты анализа показателей красной и белой крови, содержание общего белка приведены в табл. 3.

4-t3.jpg
У детей с органной дисфункцией показатели красной крови достоверно отличались от группы клинически здоровых детей. При сниженном количестве эритроцитов у детей с органной дисфункцией был снижен их средний объем. Также достоверно отличалось содержание гемоглобина. Средняя концентрация гемоглобина была выше в группе больных детей. Показатели белой крови и гематокрита достоверно не отличались. Показатели общего белка достоверно были выше в группе здоровых детей. Изменения показателей крови характеризуют гипоэргический вариант заболевания (Н.П.Шабалов и соавт., 2000). Анемия в данном случае носит гипорегенераторный характер и наблюдается в течение всего периода заболевания. Это сочетается с лимфопенией. Такой вариант течения заболевания Н.П.Шабалов характеризует как «дефицитный». Он обращает внимание, что необходимо иметь в виду не только дефицит клеток крови, белков, энергодефицит, но и дефицит лимфокинов вследствие лимфопении, а также возможный дефицит цитокинов моноцитарного происхождения.
Катаболизм АК в тканях происходит постоянно и увеличивается в критических состояниях. При этом в результате дезаминирования АК освобождается большое количество аммиака (О.В.Корлякова, Н.В.Лихачева, 2003).
Из мышц и кишечника избыток аммиака выводится преимущественно в виде аланина. Этот механизм необходим, так как активность глутаматдегидрогеназы в мышцах невелика и непрямое дезаминирование АК малоэффективно. Мышцы выделяют особенно много аланина в силу их большой массы, активного потребления глюкозы, а также потому, что часть энергии они получают за счет распада АК. Образовавшийся аланин поступает в печень, где подвергается непрямому дезаминированию. Выделившийся аммиак обезвреживается, а пируват включается в глюконеогенез. Глюкоза из печени поступает в ткани и там в процессе гликолиза опять окисляется до пирувата. Образование аланина в мышцах, его перенос в печень и перенос глюкозы, синтезированной в печени, обратно в мышцы составляют глюкозо-аланиновый цикл, работа которого сопряжена с работой глюкозо-лактатного цикла.
Обмен АК аргинина связан с реакциями орнитинового цикла, которые можно рассматривать как путь синтеза аргинина. Под действием аргиназы в цикле происходит и распад аргинина на орнитин и мочевину.
Аргинин выполняет в организме важные функции: используется в синтезе креатина, который в виде креатинфосфата способен служить источником энергии для работы мышц, служит источником NO в организме; а также служит предшественником орнитина, из которого синтезируются полиамины.
Повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает алкалоз). Это, в свою очередь, увеличивает сродство гемоглобина к кислороду, что приводит к гипоксии тканей, накоплению СО2 и гипоэнергетическому состоянию, от которого главным образом страдает головной мозг.
Высокие концентрации аммиака стимулируют синтез глутамина из глутамата в нервной ткани (при участии глутаминсинтетазы):
Глутамат + NH3 + аденозинтрифосфат → глутамин + аденозиндифосфат + Н3Р04.
Накопление глутамина в клетках нейроглии приводит к повышению осмотического давления в них, набуханию астроцитов и в больших концентрациях может вызвать отек мозга. Снижение концентрации глутамата нарушает обмен АК и нейромедиаторов, в частности синтез g-аминомасляной кислоты (ГАМК), основного тормозного медиатора. При недостатке ГАМК и других медиаторов нарушается проведение нервного импульса, возникают судороги. Ион NH4+ практически не проникает через цитоплазматические и митохондриальные мембраны. Избыток иона аммония в крови способен нарушать трансмембранный перенос одновалентных катионов Na+ и К+, конкурируя с ними за ионные каналы, что также влияет на проведение нервных импульсов.
Глутамин легко транспортируется через клеточные мембраны путем облегченной диффузии (для глутамата возможен только активный транспорт) и поступает из тканей в кровь. Основными тканями – поставщиками глутамина служат мышцы, мозг и печень. С током крови глутамин транспортируется в кишечник и почки.
Из мышц и кишечника избыток аммиака выводится преимущественно в виде аланина. Образование аланина в мышцах, его перенос в печень и перенос глюкозы, синтезированной в печени, обратно в мышцы составляют глюкозо-аланиновый цикл, работа которого сопряжена с работой глюкозо-лактатного цикла.
Мочевина – основной конечный продукт азотистого обмена, в составе которого из организма выделяется до 90% всего выводимого азота. Мочевина синтезируется только в печени, что было установлено еще в опытах И.Д.Павлова. Поражение печени и нарушение синтеза мочевины приводят к повышению содержания в крови и тканях аммиака и АК (в первую очередь, глутамина и аланина).
В 1940-х годах немецкие биохимики Г.Кребс и К.Гензелейт установили, что синтез мочевины представляет собой циклический процесс, состоящий из нескольких стадий, ключевым соединением которого, замыкающим цикл, является орнитин. Поэтому процесс синтеза мочевины получил название «орнитиновый цикл», или «цикл Кребса–Гензелейта».
Орнитиновый цикл в печени выполняет 2 функции:
  • превращение азота АК в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака;
  • синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.
Увеличение скорости синтеза мочевины происходит при длительной физической работе или длительном голодании, которое сопровождается распадом тканевых белков. Некоторые патологические состояния, характеризующиеся интенсивным распадом белков тканей, также сопровождаются активацией орнитинового цикла.
Окислительное дезаминирование глутамата происходит в митохондриях. Ферменты орнитинового цикла распределены между митохондриями и цитозолем. Поэтому необходим трансмембранный перенос глутамата, цитруллина и орнитина с помощью специфических транслоказ.
Полный набор ферментов орнитинового цикла есть только в гепатоцитах. Отдельные же ферменты орнитинового цикла обнаруживаются не только в печени, но и в других клетках. В энтероцитах, например, имеется карбамоилфосфатсинтетаза I и орнитинкарбамоилтрансфераза, следовательно, может синтезироваться цитруллин. В почках обнаружены аргининосукцинатсинтетаза и аргининосукцинатлиаза. Цитруллин, образовавшийся в энтероцитах, может поступать в почки и превращаться там в аргинин, который переносится в печень и гидролизуется аргиназой. Активность этих рассеянных по разным органам ферментов значительно ниже, чем в печени.
Транспорт азота из тканей в печень происходит в основном в составе 3 соединений: глутамина, аланина, аммиака (небольшое количество в несвязанном виде). Кроме глутамина и аланина, в крови присутствуют и другие свободные АК, причем содержание их и направление транспорта зависят от поступления их в организм. Наибольшее количество свободных АК поступает из мышц и кишечника, причем до 50% составляют аланин и глутамин. Существует направленный поток АК из этих тканей в печень.
Основное количество глутамина поставляют в кровь мышцы и мозг. Из кровеносного русла его поглощают печень и почки, где он подвергается действию глутаминазы. Почки – основной источник серина и частично аланина, которые сорбируются из плазмы печенью. Головной мозг, в отличие от всех других тканей, способен поглощать и окислять большие количества АК с разветвленной боковой цепью (валин, лейцин, изолейцин).
В постабсорбтивный период свободные АК поступают преимущественно из мышц, в которых усиливается катаболизм белков. АК используются в глюконеогенезе в печени. В крови повышен уровень аланина, серина и глутамина (О.В.Корлякова, Н.В.Лихачева, 2003).
Из всех индивидуальных белков гемоглобин синтезируется в организме в наибольшем количестве (А.М.Чарный, 1961). В нормальных условиях гемоглобин синтезируется там, где образуются эритроциты, т.е. только в костном мозгу. Лишь при тяжелых анемических состояниях синтез совершается в печени, селезенке и лимфатических узлах – экстрамедулярно. Остается невыясненным уменьшение синтеза от увеличенного распада. В построении глобина принимают участие как тканевые, так и плазменные белки. При сочетании в организме недостаточности гемоглобина с общей белковой недостаточностью синтезируется прежде всего гемоглобин. Опыты показали, что на 4 г глобина синтезируется 1 г плазменных белков. При внутривенном введении плазменных белков при наличии достаточного количества железа в нормальном организме синтезируется гемоглобин. Вообще метаболизм глобина теснейшим образом связан с обменом белка в организме. Что касается роли АК, то в синтезе гемоглобина наибольшее значение принадлежит глутаминовой кислоте и аргинину. Отсутствие в пищевом рационе аргинина приводит к нарушению синтеза глобина. Глутаминовая кислота входит в состав птероилглутаминовой кислоты, которая является важным фактором, стимулирующим синтез эритроцитов. Что касается роли других АК в синтезе глобина, то она не отличается от их роли в синтезе остальных белков (А.М.Чарный, 1961).
Наиболее ранимой структурой являются клетки ЦНС, поэтому при любых неотложных (экстремальных) состояниях в первую очередь меняется гемодинамика, т.е. для мозга, сердца и легочной ткани создаются оптимальные условия – доставляется кислород, остальные органы переходят на дефицитный режим получения аденозинтрифосфата – окисление глюкозы ана-эробным путем (В.А.Неговский, 1978). Для восстановления структуры мембран клеток необходимо в клетку доставить дополнительное количество кислорода и строительного материала (холестерина и фосфолипидов, АК).
Любое стрессорное воздействие на организм (дегидратация, гипоксия, ожоги, операционные травмы, кровопотеря) сопровождается включением адаптационных механизмов и характеризуется по фазам: 1–3-й дни – тревоги; 3–6-й дни – резистентности и 6–9-й дни – истощения (Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков, 2003). В 1-е и 3-и сутки дегидратации общий адаптационный механизм характеризовался мобилизацией энергетических, структурных и пластических ресурсов организма и направленным перераспределением их в сторону преимущественного обеспечения систем, ответственных за адаптацию (мозг, сердце, легкие).
Развитие нервной системы у детей требует поступления в организм сбалансированного состава нутриентов (A.Hamosen, 1988).
Поражение ЦНС детей в критических состояниях имеет свои особенности, которые обусловлены метаболизмом, анатомией, физиологией ребенка и способностью к росту, что обусловливает гибкостью организма (M.Eriksson, 2002). У 1/2 детей, перенесших сепсис и критические состояния, остается нарушение функции ЦНС (L.Eidelman, 1996). Неврологические поражения ЦНС у детей носят неспецифический характер и, как правило, вторичны (М.М.Александровская, 1995).
Список исп. литературыСкрыть список
1. Александровская М.М. Сосудистые изменения в мозгу при различных патологических состояниях. М.: Медгиз, 1995.
2. А.Вредлинд, А.Суджян. Парентеральное питание. Стокгольм–Москва, 1990.
3. Корлякова О.В., Лихачева Н.В. Обмен и функции аминокислот. Под ред. Е.С.Северина. Биохимия: учебник для вузов. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2003.
4. Курашвили Л.В., Васильков В.Г. Липидный обмен при неотложных состояниях. Пенза, 2003.
5. Лекманов А.У., Ерпулева Ю.В. Трудности раннего энтерального питания у детей раннего возраста с термической травмой. Сб. научных трудов I съезда комбустиологов России. М., 2005; с. 66–7.
6. Мишарев О.С., Дмитриев В.В., Курек В.В., Дардынский А.В. Оценка тяжести состояния в педиатрии. Анестезиология и реаниматология. 1990; 2.
7. Неговский В.А. Общие проблемы
постреанимационной патологии мозга. Межд. симпозиум «Постреанимационная патология мозга». Мат., тезисы докладов. М., 1978; с. 82–5.
8. Общая органическая химия. Под ред. Д.Бартона и У.Оллиса. Т. 10 Нуклеиновые кислоты, аминокислоты, пептиды, белки. Под ред. Е.Хаслама. Пер. с англ. Под ред. Н.К.Кочеткова, М.А.Членова. М.: Химия, 1986.
9. Пальчик А.Б., Шабалов Н.П. Гипоксически-ишемическая энцефалопатия новорожденных. 2011.
10. Г.А.Самсыгина. Гипоксическое поражение центральной нервной системы у новорожденных: клиника, диагностика, лечение. Педиатрия. 1996; 5: с. 74–7.
11. Чарный А.М. Патофизиология гипоксических состояний. М.: Медгиз, 1961.
12. Шабалов Н.П., Иванов Д.О., Шабалова Н.Н. Сепсис новорожденных. Новости фармакотерапии. 2000; 7: 62–9.
13. Hamosen AE. Fat needs for term and preterm infants. Nutr During Infancy. Philadelphia, 1988.
14. Bauer K, Cowet R, Howard GM et al. Effect of intrauterine growth retardation on postnatal weught chaine in preterm infants. J Pediatr 1993; 123: 301–6.
15. Bristan BR et al. Protein status of general surgical patients. JAMA 1974; 230: 858.
16. Eidelman LA. The spectrum of septic encephalopathy. Definitions, etiologies, and mortalities. L.Eidelman, C.Putterman. JAMA 1996; 275: 470–3.
17. Eriksson M. Can severity-of-illness indices for neonatal intensive care predict outcome at 4 years of age. M.Erksson, L.Bodin, O.Finstrom. Acta Paediatr 2002; 91 (10): 1093–100.
18. Pollack MM, Ruttimann UE, Getson PR. Pediatric risk of mortality (PRISM) score. Crit Care Med 1988; 16 (11): 1110–6.
В избранное 0
Количество просмотров: 1303
Предыдущая статьяПрофилактика инфекционных осложнений при артродезе голеностопного сустава
Следующая статьяОбоснование методов дренирования плевральной полости после пневмонэктомий по поводу ненагноительных заболеваний легких