Глутаминът и неговата роля в интензивното лечение

Публикувано в списанието:
Бюлетин за интензивно лечение " 2003 №4. Клинично хранене

Ложкин С.Н., Тиканадзе А.Д. Тюрюмина М.И.

Натрупаният опит в използването на ентерално и парентерално хранене при пациенти в отделения за интензивно лечение показва ефективността на хранителната подкрепа като насока към интензивното лечение. През последните години е доказано, че програмата за хранителна терапия трябва да включва не само аминокиселини, донори на енергия, витамини и микроелементи, но и в някои случаи хранителни вещества, които имат различни фармакологични ефекти и намаляват катаболния отговор: глутамин, аргинин, омега-3 мастни киселини и др.

Глутаминът в организма може да се синтезира de novo, поради което отдавна се счита за несъществена аминокиселина. Тялото има голям резерв от глутамин и обикновено може да го синтезира в достатъчни количества. При състояния на хиперкатаболизъм, свързани със сепсис, травма, операция и други критични състояния, се развива дълбок дефицит на глутамин. консумацията на глутамин се увеличава драстично и синтезът става недостатъчен. Следователно глутаминът понастоящем се класифицира като условно незаменима аминокиселина­че.

През последните години са проведени голям брой клинични проучвания с високи доказателства, показващи ефективността на включването на глутамин в програмата за хранителна терапия.

Физиологични функции на глутамин.

При критични условия свободният глутамин се изчерпва много бързо, тялото компенсира нивото на свободния глутамин поради разграждането на протеините на мускулната тъкан и увеличения синтез на глутамин. Причината за развитието на дефицит на глутамин е голям брой метаболитни реакции и функции, които пряко или косвено зависят от глутамин, и рязко повишена нужда от бързо пролифериращи клетки.

Транспорт на азот.

Глутаминът служи като вътрешноорганен транспортер на азот в тялото. Приблизително 1/3 от целия азот се транспортира в кръвта като глутамин 17. Повечето от азота, консумиран от мускулите, се използва в мускулните клетки за синтезиране на глутамин, който е нетоксичен носител на амоний от периферните тъкани до вътрешните органи. Глутаминът е основният субстрат за синтеза на урея в черния дроб и амониогенезата в бъбреците. В митохондриите с участието на глутаминаза глутаминът може да се превърне в глутамат с образуването на амоний. Хидролизата на глутамат с участието на ензима глутамат дехидрогеназа до алфа-кетоглутарат също се придружава от образуването на амоний, който се използва в черния дроб за синтеза на урея. Глутаминът, като междуорганов азотен транспортер, е от съществено значение за екскрецията на азотни отпадъци и за поддържане на киселинно-алкалната хомеостаза. В бъбреците, с участието на бъбречната изоензим глутаминаза, глутаминът се използва за амониогенеза с консумацията на Н +. Глутаминът играе важна роля в различни реакции на трансаминиране, поради което може да бъде класифициран като истински регулатор на аминокиселинния баланс.

Синтез на глутатион.

Регулиране на метаболитните процеси.

Глутаминът е важен източник на въглерод и азот за различни субстрати. Глутаминът се използва директно за синтеза на протеини и служи като предшественик за синтеза на други аминокиселини 5. Аминогрупата, получена по време на хидролизата на глутамин до глутамат, се използва в различни реакции на трансаминиране, включително синтез на аланин от пируват, синтез на аспарагинова киселина от оксалоацетат и синтез на фосфосерин, който се хидролизира до серин. След това глутаматът може да претърпи реакция на дезаминиране, за да образува пролин. Алфа-кетоглутарат, образуван с участието на ензима глутамат дехидрогеназа в цикъла на Кребс, участва в синтеза на аспартат и други аминокиселини чрез оксалоацетат. Глутаминът е донор на азот за синтеза на аминозахари, пурини и пиримидини 5, използвани за синтеза на азотни основи, които съставляват дезоксирибонуклеинова (ДНК) и рибонуклеинова (РНК) киселини, необходими за клетъчната пролиферация и синтеза на протеини. Синтезът на мастни киселини и мембранни фосфолипиди също се осъществява с участието на метаболити на глутамин, включително субстрата на ацетил коензим А на цикъла на Кребс, който осигурява ацетилови групи. Смята се, че снабдяването с глутамин към мускулните и чернодробните клетки увеличава тяхната хидратация и служи като анаболен пролиферативен сигнал 27. Парентералното приложение на глутамин може да промени метаболитния отговор на организма към стрес.

Източник на енергия.

Доказано е, че бързо делящите се клетки, включително клетките­ки на чревната лигавица, панкреаса, белодробните алвеоли и клетките на имунната система, използвайте глутамин за енергийни и пластмасови нужди. Глутаминът е основният източник на енергия за клетките на стомашно-чревния тракт (ентероцити, колоноцити) 6 .

По време на вътреклетъчното окисление на глутамин се образува АТФ, общото количество енергия зависи от наличността на глутамин и степента на неговото окисление. При стрес това се определя главно от нивото на недостиг на глутамин, наличието на глюкоза като алтернативен източник на енергия в някои тъкани и жизнения цикъл на клетките. Например, лимфоцитите използват глутамин за енергия в по-голяма степен след митогенна стимулация 7. При физиологични условия окисляването на глутамин осигурява около 1/3 от енергията в тези клетки 8; при патологични реакции окислението на глутамин може да се увеличи.

Метаболизмът на глутамин при стрес

При състояния на хиперкатаболизъм и хиперметаболизъм се нарушава балансът между производството и консумацията на глутамин. След продължително гладуване, след операция, изгаряния, инфекции, панкреатит и други критични състояния, интрамускулната концентрация на глутамин намалява (2 пъти или повече), независимо от стандартната хранителна терапия 28. Намалени нива на свободен мускулен глутамин (20-50% от нормалното) - може да се счита за типична характеристика на увреждането, степента и продължителността на недостиг на глутамин зависи от тежестта на заболяването 9. Например след големи хирургични интервенции дефицитът на глутамин продължава до 20-30 дни 29. Тъй като глутаминът е важен регулатор на синтеза на протеини, има ясна връзка между нивата на глутамин и синтеза на протеини при стрес. В критично състояние от мускулите и белите дробове се отделят големи количества глутамин, за да се отговори на повишените нужди на червата, имунните клетки и бъбреците, което обяснява забележимото намаляване на концентрацията на свободен глутамин в мускулите.

Тънкото черво е основният орган, който консумира глутамин. При стрес използването на глутамин в червата се увеличава, което увеличава неговия дефицит. Днес е доказано, че глутаминът е абсолютно необходим субстрат за поддържане на структурата и функцията на червата 6,10, особено в условия, при които чревната лигавица е увредена, бариерната функция се влошава и следователно се увеличава степента на транслокация на бактерии и токсини в кръвта 6,21. Ако хиперкатаболизмът не бъде коригиран, тогава рискът от развитие на полиорганна недостатъчност се увеличава. Предполага се 10, че повишената консумация на глутамин по време на стрес спестява глюкоза за органи, които задължително я използват за енергия: мозък, червени кръвни клетки, костен мозък и гранулационна тъкан. Глутаминът може да се използва и за глюконеогенеза в черния дроб. Транспортът на глутамин през черния дроб зависи от различни фактори. Физиологичните концентрации на амоний в "порталната" кръв стимулират чернодробната глутаминаза, консумацията на глутамин се увеличава. При метаболитна ацидоза глутаминът "преминава" през черния дроб и се използва в по-големи количества през бъбреците, докато чернодробната уреогенеза е намалена, но амониогенезата 11 в бъбреците се увеличава, за да отдели излишния Н +. Глюкокортикоидите и стресът увеличават усвояването на глутамин в бъбреците.

Функционирането на имунната система също зависи от наличието на глутамин. Катаболен стрес, причиняващ недостиг на глутамин, нарушава функцията на имунната система. Доказано е, че консумацията на глутамин от пролифериращите клетки на имунната система се увеличава 10 пъти в сравнение с други клетки 12,13. В допълнение, някои възпалителни медиатори (IL-1 и други) и глюкокортикоиди повишават активността на лимфоцитната глутаминаза, включително в мезентериалните лимфни възли.

Хранителната подкрепа без адекватна добавка на глутамин не може да предотврати дефицита на глутамин 28. Освобождаването на глутамин от мускулите и белите дробове поради разграждането на собствените протеини и увеличаването на синтеза на глутамин de novo, служи за поддържане на нормалната структура и функция на чревната лигавица, чернодробната амониогенеза и пролиферацията на лимфоцитите. Намалената интрамускулна концентрация на глутамин причинява значително увеличаване на разграждането на мускулните протеини. Общият мускулен запас от глутамин е сравнително малък (около 240 g), причинено от стрес разграждане на 1 kg мускулна тъкан осигурява само 9 g глутамин, така че катаболното освобождаване на глутамин е ограничено и недостатъчно с повишени изисквания. Интересно е да се изчислят действителните изисквания за глутамин по време на катаболен стрес при пациент с тегло 70 кг (Таблица 1). Видно е, че консумацията на глутамин от чревната лигавица, бъбреците и имунната система е по-висока от тази на тялото компенсира чрез разграждането на собствените си мускули и увеличения синтез на глутамин, с около 12 g/ден. Реалната нужда от глутамин е най-малко 18-22 g/ден.

маса 1.
Посттравматичен баланс на глутамин.