Диагностическая и прогностическая значимость повышения лактата у детей Учебно-методическое пособие

УДК 616.152.11-07-053.2 ББК 53.4

П18

Паршина, Н.В.

П18 Диагностическая и прогностическая значимость повышения лактата у детей. Учебно-методическое пособие для студентов / Паршина Н.В., Тыртова Л.В., Оленев А.С. – СПб.: СПбГПМУ, 2020. – 20 с.

ISBN 978-5-907321-57-1

В учебном пособии определено место лактата/молочной кислоты в обмене веществ. Разобраны возможные механизмы накопления этого метаболита. Рассмотрены наиболее частые причины гиперлактатемии и лактат-ацидоза у детей. Даны рекомендации по лечению лактат-ацидоза.

Рецензенты:

Доцент кафедры педиатрии им. Воронцова И.М. ФП и ДПО ФГБОУ ВО СПбГПМУ МЗ РФ доцент Скородок Ю.Л.

Заведующая кафедрой биохимии ФГБОУ ВО СПбГПМУ МЗ РФ профессор Данилова Л.А

УДК 616.152.11-07-053.2 ББК 53.4

Утверждено учебно-методическим советом Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Выпускается при поддержке Фонда научно-образовательных инициатив «Здоровые дети – будущее страны»

2

ВВЕДЕНИЕ

Оценка уровня лактата крови педиатром порой вызывает затруднения. Лак-

тат/ молочная кислота – это продукт клеточного метаболизма глюкозы, жирных кислот, некоторых заменимых аминокислот. Ведущими причинами повышения лактата крови являются анаэробная мышечная активность (тяжелые упражне-

ния, приступы судорог), заболевания легких и сердца (дыхательная недоста-

точность, недостаточность кровообращения), нарушение функции печени и по-

чек, сахарный диабет, сепсис, регионарное нарушение кровообращения тканей

(ожоги и травмы), шоки, некоторые тяжелые отклонения в состоянии новорож-

денных детей, митохондриальные болезни, лекарственные препараты. Лактат-

ацидоз – редкое опасное осложнение, вызванное некоторыми патологическими состояниями (заболеваниями или синдромами), которое может закончиться смертельным исходом. Выявление причины лактат-ацидоза является решаю-

щим фактором для выбора стратегии лечения. Лактатацидотическая диабетиче-

ская кома – возможное, но редкое осложнение сахарного диабета, требующее интенсивного комплексного лечения в отделениях интенсивной терапии. Педи-

атр должен уметь интерпретировать уровень лактата в крови, знать алгоритм действий при развитии лактат-ацидоза.

4

Исследование содержания лактата / молочной кислоты в крови востребовано в отделениях интенсивной терапии, в спортивной медицине. Однако оценка уровня этого показателя у пациентов педиатрами порой вызывает затруднения.

Лактат – это продукт клеточного метаболизма, соль молочной кислоты, образующаяся при замещении иона водорода молочной кислоты на Na+ или К+. Молочная кислота – это промежуточный продукт клеточного метаболизма глюкозы, жирных кислот и некоторых аминокислот.

Для понимания места лактата в обмене веществ, необходимы базисные знания из раздела биохимии.

Лактат образуется в процессе анаэробного окисления глюкозы (рис 1), превращений аланина, а также глицероальдегида – компонента простых липидов. Непосредственно лактат является тупиком метаболизма. Все его превращения происходят через пируватдегидрогиназный комплекс (ПВДК). При достаточном поступлении кислорода пируват подвергается метаболизму в митохондриях путем окислительного декарбоксилирования до АцКоА, который в цикле трикарбоновых кислот до конечных продуктов.

Рис. 1. Метаболизм глюкозы до лактата (Мельник А.А., 2019).

При гипоксии пируват не поступает в митохондрии, а превращается в лактат

сучастием фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Эта реакция обратима:

Вфизиологических условиях лактат находится в равновесии с его непосредственным предшественником – пируватом. Стойкий гликолиз без окисления

5

пирувата приводит к накоплению лактата. Лактат при этом не является конечным продуктом метаболизма, удаляемым из организма. Это вещество выводится в кровь и утилизируется, превращаясь в печени путем глюконеогенеза в глюкозу, или, при доступности кислорода, в пируват, который вступает в общий путь катаболизма.

Образование пирувата/лактата происходит также в процессе расщепления гликогена до глюкозы (гликогенолиза) в печени и мышцах. Таким образом, молочная кислота в крови представляет собой продукт утилизации, прежде всего глюкозы.

Лактат является и промежуточным продуктом внемитохондриального окисления жирных кислот, а также необходим для синтеза некоторых заменимых аминокислот (аланин, глицин, серин и др.). Аланин синтезируется в мышечной ткани из молочной кислоты, а далее превращается в печени в пируват, а затем в глюкозу. Этот процесс носит название глюкозо-аланинового цикла и является одним из основных путей глюконеогенеза в печени (рис.2).

Рис. 2. Глюкозо-аланиновый цикл (Северин Е.С. 2004).

Практически все клетки способны вырабатывать лактат. Ткани с высоким уровнем метаболизма: слизистая тонкого кишечника (10%), мозг (20%), кожа (25%), скелетные мышцы (25%), а так же клетки крови – эритроциты (20%) – вносят наибольший вклад в ежедневную продукцию лактата, формируя его нормальный уровень в крови ≈ 1,3 ммоль/л (рис. 3). В клетках, которые не содержат митохондрий, такие как эритроциты, пируват под действием ЛДГ превращается в лактат, который перемещается из клеток и транспортируется в другие ткани для производства энергии.

Клиренс лактата (исчезновение его из крови) связан, главным образом, с метаболизмом его в печени и почках. Утилизация молочной кислоты происходит в печени(60%) и почках(30%), в меньшей степени – в сердце и скелетных мышцах. Лактат потребляется, прежде всего, печенью и почками в процессе глюконеогенеза, в ходе которого он превращается в пируват и далее в глюкозу.

6

гликолиза в основном связаны с выполнением интенсивной физической нагрузки. Повышение уровня лактата в этих случаях указывает на неспособность аэробных систем энергообеспечения преодолеть физическую нагрузку высокой интенсивности. Уровень молочной кислоты может быть превышен в 5 и даже 10 раз. Но это явление кратковременное, организм быстро компенсирует возникший дисбаланс. Компенсация осуществляется обычно за счет гипервентиляции.

Исследование лактата в спортивной медицине позволяет анализировать интенсивность физических нагрузок и степень восстановления после них: при достаточном уровне лактата повышается предел работоспособности и выносливость.

При профессиональных спортивных тренировках учитывают два показателя лактата в крови:

2 ммоль/л — аэробный порог

4 ммоль/л — анаэробный порог

Нагрузки до уровня 2 ммоль/л, т.е. аэробного порога, покрываются оксидативным (кислородным) обменом веществ. До 4 ммоль/л — смешанный режим кислородно-безкислородный, выше 4 ммоль/л — включается анаэробный гликолиз.

Во время большого судорожного припадка уровень лактата может повышаться как следствие ларингоспазма (что приводит к гипоксии), так и вследствие гиперпродукции лактата в мышцах. Повышенные уровни лактата в этой обстановке являются обычно временными. После прекращения припадка производство лактата прекращается, и лактат быстро метаболизируется. Однако, постоянно повышенный уровень лактата в течение 1–2 часов после приступа может указывать на другую или сопутствующую этиологию гиперлактатемии и требует дальнейшего анализа.

2. Нарушение функции печени и почек.

Глюкоза и лактат связаны через гликолиз и глюконеогенез. Глюконеогенез осуществляется в печени и почках, конвертируя циркулирующий лактат в пируват, а далее в глюкозу. Лактат, образовавшийся в интенсивно работающих мышцах и в клетках с преобладающим анаэробным способом катаболизма глюкозы, поступает в кровь, а затем в печень. Далее образовавшийся пируват включается в глюконеогенез, а образовавшаяся глюкоза поступает в кровь и поглощается скелетными мышцами. Эту последовательность событий назвают «глюкозо-лактатным циклом» или «циклом Кори» (рис. 3, 4).

Развитие дисфункции почек и печени может сопровождаться нарушениями использования лактата при глюконеогенезе и, как следствие, гиперлактатемией. Любое состояние, при котором печень становится лактатпродуцирующим (а не лактатпотребляющим) органом, приводит к серьезным нарушениям метаболизма молочной кислоты. При этом низкие уровни глюкозы в сочетании с высокими уровнями лактата указывают на нарушение цикла Кори, например, при гликогенозе I типа (болезнь Гирке). Почки также осуществляют клиренс лактата в основном через глюконеогенез, а не посредством экскреции.

8