Статистика
Онлайн всього: 6 Гостей: 6 Користувачів: 0
|
 |
Матеріали для курсової |
ЛАКТАТ-АЦИДОЗ
|
| 10.07.2014, 15:25 |
| Лактат-ацидоз — распространенное состояние. Он обусловлен тем, что во всех случаях, когда оксигенация недостаточна для обеспечения энергетических потребностей, молочная кислота в скелетных мышцах и других тканях образуется с повышенной скоростью. Таким образом, лактат-ацидоз представляет собой общий конечный результат любых заболеваний, сопровождающихся циркуляторным коллапсом или гипоксией. Лактат-ацидоз может возникать и в отсутствие явной гипоксии тканей. В большинстве случаев его причину удается выяснить, но различают и «идиопатический» лактат-ацидоз.
Биохимические основы. В узком смысле биологическую жизнь можно определить как способность генерировать макроэргические фосфатные связи внутри клетки. Наиболее важным макроэргическим соединением является аденозинтрифосфат (АТФ), но и другие нуклеотиды, например гуанозитрифосфат, также играют существенную роль. Структура и функция любой ткани организма прямо или косвенно зависят от АТФ или эквивалентных макроэргических нуклеотидов. При гипоксии ткани АТФ не может образовываться в нужных количествах и возникает лактат-ацидоз. Он являеется метаболическим следствием активации запасной системы образования АТФ при нарушении основного энергопродуцирующего пути. Нормальный механизм генерации АТФ в аэробных условиях показан на рис. 328-1. При окислении субстратов, таких как свободные жирные кислоты или глюкоза, до ацетил-КоА входящие в их состав атомы водорода переносятся на никотинамидаденин-динуклеотид (НАД) с образованием восстановленной формы пиридиннуклеотида (НАД•Н). Окисление ацетил-КоА до СО, в цикле Кребса также приводит к образованию НАД*Н. Основное количество НАД«Н образуется в митохондриях, где происходит окисление жирных кислот и локализованы ферменты цикла трикарбоновых кислот; цитозольный НАД•Н должен попадать в митохондрии с помощью «челночных» систем, поскольку он не может непосредственно проникнуть через внутреннюю митохондриальную мембрану. В присутствии кислорода НАД•Н окисляется цепью транспорта электронов; конечным продуктом является вода («метаболическая вода»). На каждый моль НАД•Н, проходящий через последовательность цитохромов, образуется 2—3 моля АТФ. При нормальном содержании кислорода в тканях и высоких запасах АТФ скорость распада гликогена и окисления глюкозы мала (пастеровский эффект). И наоборот, при низком содержании кислорода запасы АТФ уменьшаются и распад гликогена и гликолиз активируются.
Рис. 328-1. Схема аэробного метаболизма.
Клеточные «отсеки» не указаны. Гликолиз протекает в цитозоле, тогда как ферменты окисления жирных кислот и цикла Кребса локализуются в митохондриях. Пунктирные линии означают, что в присутствии кислорода гликогенолиз и гликолиз заторможены (см. текст).
Рис. 328-2. Фосфофруктокиназа и гликолиз. Знак «минус» означает ингибирование, знак «плюс» — активацию (см. текст).
Регуляция гликолиза осуществляется в основном ферментом фосфофруктокиназой (ФФК). Как показано на рис. 328-2, этот фермент катализирует превращение фруктозо-6-фосфата во фруктозо-1, 6-дифосфат. Активность ФФК регулируется несколькими аллостерическими модуляторами. В мышцах и других тканях главным физиологическим ингибитором является АТФ, а сильным активатором — АМФ. В печени основным регулятором ФФК служит фруктозо-2,6-дифосфат (см. гл. 327). При нормальной концентрации фруктозо-2,6-дифосфата скорость гликолиза (глюкозо-6-фосфат пируват) высока, а глюконеогенез (пируват глюкозо-6-фосфат) заторможен. В мышцах концентрация фруктозо-2,6-дифосфата мала, и здесь он, как считают, не играет главной регулирующей роли. Концентрация фруктозо-2,6-дифосфата в печени при гипоксии падает, и метаболизм гепатоцитов сдвигается, таким образом, в сторону глюконеогенеза. Эта адаптивная реакция способствует поглощению и утилизации лактата в условиях, когда ускоряется его образование вне печени. Сокращение мышцы активирует распад гликогена и продукцию молочной кислоты, но парадоксально, что концентрация фруктозо-2,6-фосфата при сокращении снижается. Это подтверждает точку зрения о том, что активность фосфофруктокиназы и гликолиз в мышце регулируются в основном отношением АТФ/АМФ, а не фруктозо-2,6-дифосфатом.
Последовательность событий, возникающих при гипоксии ткани, схематически представлена на рис. 328-3. Когда кровоток в периферических тканях снижается настолько, что количество кислорода становится меньше, чем необходимо для удовлетворения энергетических потребностей, поток электронов по цепи их транспорта нарушается или блокируется (все цитохромы оказываются восстановленными). Из-за этого блока НАД•Н, который продолжает образовываться до последней минуты, не может быть окислен, что приводит к росту отношения НАД•Н/НАД как в митохондриях, так и в цитозоле. В результате все равновесные реакции, в которых роль кофактора играет НАД•Н, сдвигаются в сторону восстановления (например, оксалоацетат малат, пируват лактат), замедляя поток субстратов через многие критические пункты. Кроме того, в таких условиях не происходит синтеза АТФ и его концентрация в ткани снижается. Соответственно увеличивается уровень АДФ и АМФ. В результате активируется фосфофруктокиназа, что ускоряет распад гликогена и окисление глюкозы. Ускорение гликолиза приводит к гипепродукции пировиноградной кислоты, которая из-за повышенного содержания в клетке НАД•Н восстанавливается в молочную кислоту. Проще говоря, ацидоз при тканевой гипоксии обусловлен превращением нейтрального субстрата гликоген/глюкоза в сильную пировиноградную кислоту. Это именно лактат-ацидоз, так как высокое отношение НАД•Н/НАД сдвигает лактатдегидрогеназную реакцию вправо. Перечисленные изменения показаны на рис. 328-4.
Рис. 328-3. Схема анаэробного метаболизма.
Заштрихованными кубиками показаны пункты метаболической блокады, обусловленной недостаточным поступлением кислорода в ткани и высоким отношением НАД'Н/НАД. Жирными стрелками показано ускорение гликогенолиза, гликолиза и образования лактата. Гликолиз продолжается, несмотря на высокое отношение НАД'Н/НАД в цитозоле, потому, что при образовании каждой молекулы лактата высвобождается одна молекула НАД (используемая в глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназной реакции).
Рис. 328-4. Схема биохимических механизмов лактацидоза.
Даже при нормальном снабжении кислородом в некоторых тканях организма человека продуцируется лактат. Он попадает в печень, где вступает на путь глюконеогенеза, превращаясь в глюкозу (цикл Кори). Снижение поглощения лактата печенью, несомненно, играет роль в патогенезе лактат-ацидоза (особенно у больных с сосудистым коллапсом, тяжелым поражением клеток печени или недостаточностью ферментов глюконеогенеза), но выраженный ацидоз, вероятно, невозможен без гиперпродукции лактата на периферии. Все ли ткани при лактат-ацидозе продуцируют избыточные количества лактата или только некоторые, неизвестно.
Теоретически ускорение гликолиза, вызываемое гипоксией, можно рассматривать как альтернативную систему продукции АТФ в условиях нарушения нормального митохондриального механизма. Однако система гликолиза неэффективна. Один моль глюкозы, образующейся из гликогена и полностью окисляющейся в цикле Кребса, дает 37 молей АТФ, тогда как выход АТФ при превращении гликогена в пируват составляет только 3 моля. Тем не менее на короткое время гликолитическая продукция АТФ может оказаться жизненно важной.
Клинические проявления. Лактат-ацидоз проявляется тошнотой, рвотой, возбуждением и дыханием типа Куссмауля, иногда наступает ступор или кома. Huckabee, который в 1961 г. привлек к проблеме лактат-ацидоза внимание клиницистов, различал две большие группы больных с повышенной концентрацией лактата в крови. Больные 1-й группы характеризовались пропорциональным увеличением уровней лактата и пирувата без признаков гипоксии. У больных 2-й группы содержание лактата было непропорционально высоким по сравнению с умеренной концентрацией пирувата. Huckabee предложил термин «избыток лактата» для любого повышения его уровня, которое нельзя было бы отнести на счет повышения концентрации пирувата, и объяснил наличие такого избытка тканевой гипоксией (высоким отношением НАД"Н/НАД). Связь концентрации лактата и пирувата с отношением НАД-Н/НАД в цитоплазме становится очевидной при преобразовании лактатдегидрогеназной реакции:
Простой способ расчета «избытка лактата» показан на рис. 328-5. В среднем уровень лактата в венозной крови в норме составляет около 1 мМ (0,6— 1,5 мМ), а концентрация пирувата—примерно 0,1 мМ(0,05—0,15мМ)1. Если при точном определении отношение лактат/пируват превышает 10—15, то это указывает, как правило, на определенную степень гипоксии. На практике уровень пирувата обычно не определяют, так как его нестабильность и низкая концентрация делают это затруднительным. Поэтому избыток лактата редко выражают количественно. Однако концепция оказалась плодотворной, поскольку способствовала пониманию патофизиологии лактат-ацидоза.
Cohen и Woods предложили классификацию лактат-ацидоза, основанную не на величине отношения лактат/пируват, а на клинических проявлениях (табл. 328-1). Лактат-ацидоз типа А обусловлен недостаточной перфузией или оксигенацией тканей. В эту группу входят большинство больных с лактат-ацидозом. Причиной чаще всего служит сосудис-
Рис. 328-5. Концепция избытка лактата (ИЛ).
Литерами Л3 и П3 обозначены концентрации лактата и пирувата соответственно в плазме больного, а материалами Л3 и П3 — средние концентрации этих соединений у здоровых лиц.
1 При определении содержания лактата и пирувата необходимо соблюдать меры предосторожности: пробы должны храниться на льду, а эритроциты (которые продуцируют лактат) нужно отделять немедленно.
Таблица 328-1. Некоторые причины лактат-ацидоза
А. Лактат-ацидоз при гипоксии
1. Интенсивная работа мышц (судороги, охлаждение)
2. Недостаточная перфузия или оксигенация тканей любой этиологии1 Б. Лактат-ацидоз без видимой гипоксии
1. Системные клинические состояния [алкалоз (дыхательный или метаболический); декомпенсированный сахарный диабет; лейкемия, лимфома, другие злокачественные процессы; тяжелые поражения печени; недостаточность тиамина]
2. Фармакологические вещества, гормоны, токсины (фенформин и другие бигуаниды; салицилаты; нитропруссид натрия; этанол; адреналин, глюкагон; фруктоза, сорбитол)
3. Ферментативные нарушения (глюкозо-6-фосфатаза; фруктозо-1,6-дифосфатаза; пируваткарбоксилаза; пируватдегидрогеназа; невыясненные нарушения в цикле трикарбоновых кислот)
4. Некоторые первичные миопатии
5. Идиопатический лактат-ацидоз
1Чаще всего причинами нарушения перфузии и оксигенации служат инфаркт миокарда, сепсис, кровотечение, снижение объема жидкости, легочная эмболия и сердечная недостаточность. Гораздо реже отмечают гипоксию, обусловленную тяжелыми легочными заболеваниями, хронической анемией, вдыханием угарного газа и отравлением цианидами. ПоСоЬеп a. Woods, 1976.
тый коллапс, и любое состояние, ведущее к шоку (например, инфаркт миокарда, эмболия легких, кровотечение, септицемия, отравление), способно вызвать лактат-ацидоз. Гипоксии при этом может и не быть. Важно отметить, что ухудшение перфузии тканей иногда происходит и без выраженного снижения артериального давления. Физиологический лактат-ацидоз возникает всегда, когда при работе мышц создается кислородный долг. Эквивалентом этого состояния в патологии является лактат-ацидоз, вызываемый судорогами или охлаждением с длительной дрожью. У всех больных с лактат-ацидозом типа А отмечают «избыток лактата» (по терминологии Huckabee). |
| Категорія: Внутрішні хвороби | Додав: koljan
|
| Переглядів: 434 | Завантажень: 0
|
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі. [ Реєстрація | Вхід ] |
|
|
