De hyperammoniëmie is een acute of chronische toename van het ammoniumion (NH4 +) of ammoniak (NH3) in het bloed. Het is een zeer gevaarlijke verworven of aangeboren stofwisselingsziekte die kan leiden tot hersenbeschadiging en de dood van de patiënt.
Ammoniak is een stikstofhoudende stof, een giftig product dat ontstaat bij de afbraak (afbraak) van eiwitten en dat bij eerdere omzetting in ureum wordt geëlimineerd, dat minder giftig is en via de nieren in de urine wordt uitgescheiden.
Structuur van het ammoniumion (Bron: Leyo / Openbaar domein via Wikimedia Commons)
Voor de vorming van ureum omvat de metabolische route de opeenvolgende deelname van een reeks enzymen, sommige in de mitochondriën en andere in het cytosol of het cytoplasma van levercellen. Het proces wordt de "ureumcyclus" of "Krebs-Henseleit-cyclus" genoemd.
Het falen van een van de enzymen die bij de ureumcyclus zijn betrokken, leidt tot een toename of ophoping van ammoniak in het bloed, waardoor de toxische effecten van ammoniak of ammoniak, zoals hepatische encefalopathie, ontstaan. Bovendien kan leverfalen de ureumcyclus beïnvloeden en hyperammoniëmie veroorzaken.
Onder normale omstandigheden wordt de snelheid van de productie en verwijdering van ammoniak strak gereguleerd, zodat het ammoniakgehalte zeer laag is en onder het toxische bereik ligt. Zeer kleine hoeveelheden ammoniak in het bloed zijn potentieel giftig voor de hersenen.
Symptomen van hyperammoniëmie
De symptomen die verband houden met hyperammoniëmie bestaan uit braken, diarree, algemene malaise, weigering om eiwitten te consumeren, verlies van eetlust (anorexia), slaperigheid, lethargie, taalstoornissen, stemmingswisselingen, intermitterende ataxie, mentale retardatie en in acute gevallen ernstige coma en dood.
Deze symptomatologie is onafhankelijk van de oorsprong van hyperammoniëmie. Pasgeborenen met deze aangeboren problemen kunnen normaal zijn bij de geboorte, maar de symptomen verschijnen een paar dagen nadat ze eiwitrijk voedsel (moedermelk) hebben ingenomen.
Pasgeborenen willen niet eten, overgeven, hebben tachypneu en lethargie die snel evolueren naar een diepe coma. Bij oudere kinderen manifesteert acute hyperammoniëmie zich met braken, anorexia en neurologische aandoeningen zoals prikkelbaarheid, agitatie, mentale verwarring en ataxie.
Deze klinische manifestaties kunnen worden afgewisseld met perioden van lethargie en sufheid totdat ze overgaan in coma en, indien onbehandeld, epileptische aanvallen en overlijden veroorzaken.
Oorzaken
De oorzaken van hyperammoniëmie zijn te wijten aan een storing van het ureummetabolisme, dus de ureumcyclus moet bekend zijn om de pathofysiologische mechanismen te begrijpen die hyperammoniëmie veroorzaken.
De ureumcyclus vereist de opeenvolgende activering van een reeks enzymen. Vijf enzymen nemen deel aan dit proces: carbomoylfosfaatsynthetase, ornithinetranscarbamoylase, argininosuccinaatsynthetase, argininosynthetase en arginase.
- Synthese van ureum
Om de ureumsynthese op gang te brengen, zijn ammoniak (NH3), kooldioxide (CO2) vereist door bicarbonaat en ATP (adenosinetrifosfaat).
De oorsprong van ammoniak is afkomstig van de stikstof van aminozuren die worden afgebroken door transaminatie en oxidatieve deaminering. De eerste twee reacties van ureumsynthese vinden plaats in de mitochondriën van levercellen, de andere drie vinden plaats in het cytoplasma.
-CO2 + NH3 + ATP + N-acetylglutamaat vormt door de werking van het enzym carbamoylfosfaatsynthetase carbamoylfosfaat
-Carbamoylfosfaat + L-ornithine vormt door werking van het enzym ornithine transcarbamylase L-citrulline
-L-citrulline in het cytoplasma vormt door werking van argininosuccinaatsynthetase en met L-aspartaat als substraat argininosuccinaat.
-Argininosuccinaat, door het effect van argininosynthetase, geeft fumaraat vrij en produceert L-arginine.
-L-arginine, samen met een watermolecuul en door de werking van arginase, geeft een ureummolecuul vrij en produceert L-ornithine, dat beschikbaar zal zijn om de tweede reactie van de cyclus binnen de mitochondriën opnieuw in te voeren.
De glutaminesynthetase is een enzym dat ammoniak is gefixeerd als glutamine . Omdat de weefsels constant ammoniak produceren, wordt het snel verwijderd door de lever, die het omzet in glutamaat, vervolgens in glutamine en vervolgens in ureum.
Elk tekort aan een van de enzymen die bij de ureumcyclus betrokken zijn, zal een retrograde ophoping van de ontbrekende reactiesubstraten en een daaruit voortvloeiende ophoping van ammoniak veroorzaken.
Darmbacteriën produceren ook ammoniak en dit komt in de bloedbaan en van daaruit naar de lever, waar het de ureumcyclus binnengaat.
Bij patiënten met levercirrose kunnen zich bepaalde anastomosen in het portaalsysteem vormen, waardoor een deel van de ammoniak uit het spijsverteringsstelsel rechtstreeks in de algemene circulatie terechtkomt zonder eerst door de lever te gaan, wat een van de oorzaken is van hyperammoniëmie naast insufficiëntie. lever.
Soorten
Omdat ureumsynthese giftige ammoniak in ureum omzet, leiden defecten in de ureumsynthese tot hyperammoniëmie en ammoniakvergiftiging. Deze vergiftigingen zijn ernstiger wanneer het defect optreedt in de eerste twee stappen van de metabolische ureumcyclus.
Hyperammoniëmieën worden ingedeeld in verschillende typen op basis van het overeenkomstige enzymfalen. Dit soort hyperammoniëmieën wordt aangeboren of erfelijk genoemd. Bovendien zijn er hyperammonemieën die worden gegroepeerd als "secundair", waarbij een andere pathologie het metabolisme van ureum kan veranderen.
De primaire of aangeboren zijn:
- Type I : vanwege een tekort aan cabamoylfosfaatsynthetase I
- Type II : door ornithine transcarbamoylasedeficiëntie. Het is een erfelijke aandoening die verband houdt met het X-chromosoom en die gepaard gaat met hoge niveaus van glutamine in het bloed, het hersenvocht en de urine.
- Citrullinemie : een recessieve erfelijke ziekte als gevolg van een gebrek aan activiteit van argininosuccinaatsynthetase.
- Argininosuccinic acidurie : het wordt op een recessieve manier overgeërfd en wordt gekenmerkt door een toename van argininosuccinaat in bloed, cerebrospinale vloeistof en urine. Er is een tekort aan argininosuccinase. De ziekte begint laat na twee jaar en veroorzaakt de dood op jonge leeftijd.
- Hyperargininemie : gekenmerkt door lage niveaus van erytrocytenargininase en ophoping van arginine in bloed en cerebrospinale vloeistof.
Secundaire hyperammoniëmieën zijn voornamelijk te wijten aan leverfalen dat het metabolisme van ureum vertraagt of vermindert, zodat ammoniak zich ophoopt en hyperammoniëmie optreedt.
Behandelingen
Acute hyperammoniëmie moet onmiddellijk worden behandeld om het ammoniakgehalte te verlagen en hersenbeschadiging te voorkomen. Calorieën, voldoende vloeistoffen en minimale maar voldoende hoeveelheden aminozuren moeten worden verstrekt om vernietiging van endogene eiwitten te voorkomen.
Het wordt intraveneus toegediend met elektrolyten, vloeistoffen en lipiden als bronnen van calorieën en minimale hoeveelheden bij voorkeur essentiële aminozuren. Door de algemene toestand van de patiënt enigszins te verbeteren, kan voeding via een nasogastrische sonde worden toegediend, vooral bij zuigelingen.
Aangezien ammoniak niet gemakkelijk door de nieren wordt geëlimineerd, is het doel van de behandeling om verbindingen te genereren met een hoge renale klaring (klaring). Natriumbenzoaat of fenylacetaat kan worden toegediend om deze geconjugeerde verbindingen te vormen die door de nieren worden geëlimineerd.
In sommige gevallen bevordert het gebruik van arginine de vorming van ureum, mits de patiënt geen arginase-deficiëntie heeft. Arginine voorziet de ureumcyclus van ornithine en N-acetylglutamaat.
Patiënten moeten daarom een dieet volgen met een beperkte eiwitinname, die in kleine porties moet worden verstrekt.
Referenties
- Behrman, R., Kliegman, R., en Arwin, A. (2009). Nelson Textbook of Pediatrics 16 ed. W.
- Carrillo Esper, R., Iriondo, MFN en García, RS (2008). Ammonium en hyperammoniëmie. De klinische betekenis ervan. Medica Sur, 15 (3), 209-213.
- Fauci, AS, Kasper, DL, Hauser, SL, Jameson, JL, en Loscalzo, J. (2012). Harrison's principes van interne geneeskunde (deel 2012). DL Longo (Ed.). New York: Mcgraw-hill
- Mathews, CK, Van Holde, KE, & Ahern, KG (2000). Biochemistry, uitg. San Francisco: BenjaminlCummings.
- McCance, KL en Huether, SE (2018). Pathofysiologie-Ebook: de biologische basis voor ziekte bij volwassenen en kinderen. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA en Rodwell, VW (2014). Harper's geïllustreerde biochemie. Mcgraw-heuvel.