Patogeneze hypotrofie

Patogeneze hypotrofie je složitá. Navzdory rozmanitosti etiologických faktorů je založena na chronické stresové reakci - jedné z univerzálních nespecifických patofyziologických reakcí těla, která se vyskytuje u mnoha onemocnění, stejně jako při dlouhodobém vystavení různým škodlivým faktorům.

Vliv stresových faktorů způsobuje komplexní změny a komplexní reakci všech článků neuroendokrinně-imunitního systému, což vede k radikální restrukturalizaci metabolických procesů a změně reaktivity organismu. Bazální metabolismus dítěte prudce stoupá a výrazně se zvyšuje potřeba energie a plastické hmoty.

Zvýšená potřeba bílkovin a kalorií u dětí s patologií)

Stát	Klinické projevy	Potřeba
		Energie, %	Bílkoviny, %
Zdravý	Žádný	100	100
Mírný stres	Anémie, horečka, mírná infekce, drobný chirurgický zákrok	100–120	150–180
Mírný stres	Poranění pohybového aparátu, exacerbace chronického onemocnění	120–140	200–250
Významný stres	Sepse, těžké trauma, velký chirurgický zákrok	140–170	250–300
Silný stres	Těžké popáleniny, rychlá rehabilitace v případě hypotrofie	170–200	300–400

Hormonální odpověď u hypotrofie je kombinovaná, ale převládá katabolický směr procesů. Zvýšení hladiny katecholaminů, glukagonu a kortizolu (silných katabolických hormonů) vede ke zvýšené lipolýze a destrukci bílkovin s mobilizací aminokyselin (primárně z kosterních svalů), stejně jako k aktivaci jaterní glukoneogeneze. Kromě toho se zvyšuje aktivita hormonů štítné žlázy, zvyšuje se hladina antidiuretického hormonu a dochází k rozvoji hyperaldosteronismu, což významně mění elektrolytovou rovnováhu v těle dítěte s hypotrofií. Kromě katabolických hormonů se zvyšuje i produkce anabolických hormonů, zejména STH, ale jeho koncentrace se zvyšuje na pozadí nízké hladiny somatomedinů a inzulínu podobného růstového faktoru, což jeho aktivitu zcela neutralizuje. Hladina dalšího anabolického hormonu - inzulínu - je u hypotrofie obvykle snížena, navíc je jeho aktivita narušena na receptorové a postreceptorové úrovni. Možné příčiny inzulínové rezistence u hypotrofie:

• významné zvýšení aktivity kontrainzulárních hormonů;
• vysoké hladiny neesterifikovaných mastných kyselin v séru na pozadí aktivované lipolýzy;
• elektrolytová nerovnováha ve formě snížených hladin chromu, draslíku a zinku.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Vodně-elektrolytová nerovnováha

Takové poruchy neuroendokrinní regulace u dětí s hypotrofií vedou k významným změnám ve vnitřním prostředí těla a složení těla. Úroveň celkové hydratace prudce stoupá: obsah vody v těle se zvyšuje o 20–25 % a dosahuje 89 % celkové tělesné hmotnosti, zatímco u dětí toto číslo obvykle nepřesahuje 60–67 %. Úroveň hydratace se zvyšuje v důsledku intracelulární i (ve větší míře) extracelulární tekutiny. Současně dochází k redistribuci tekutin v těle: tekutina se koncentruje hlavně v intersticiálním prostoru a BCC prudce klesá (na 50 % normální hladiny), což pravděpodobně souvisí s rozvojem hypoalbuminémie a poklesem osmotického tlaku krevní plazmy u dětí s hypotrofií.

Snížení BCC způsobuje snížení průtoku a filtrace plazmy ledvinami, což stimuluje další zvýšení produkce antidiuretického hormonu a aldosteronu a retenci sodíku a vody v těle, čímž se uzavírá začarovaný kruh. U dětí s hypotrofií je zaznamenán prudký nadbytek sodíku v těle i bez otoků a sodík se hromadí hlavně v mezibuněčném prostoru. Obsah celkového sodíku v těle s hypotrofií se zvyšuje téměř 8krát, zatímco jeho hladina v séru může zůstat v normálním rozmezí nebo být mírně zvýšená. Hladina celkového draslíku v těle klesá na 25-30 mmol/kg, u zdravého dítěte je toto číslo 45-50 mmol/kg. Snížení obsahu celkového draslíku přímo souvisí s inhibicí syntézy bílkovin a retencí sodíku v těle. S hypotrofií se snižuje i hladina dalších minerálů: hořčíku (o 20-30 %), fosforu, železa, zinku, mědi. Je zaznamenán nedostatek většiny vitamínů rozpustných ve vodě a tucích.

Změny v metabolismu bílkovin

Metabolismus bílkovin podléhá největším změnám při hypotrofii. Celkový obsah bílkovin v těle dítěte s hypotrofií se snižuje o 20-30%. Je zaznamenán pokles svalového (o 50%) i viscerálního proteinového poolu. Celková hladina albuminu v těle se snižuje o 50%, ale extravaskulární albuminový pool je aktivně mobilizován a vrací se do oběhu. Koncentrace většiny transportních proteinů v krevní plazmě se snižuje: transferin, ceruloplazmin, protein vázající retinol. Snižuje se hladina fibrinogenu a většiny faktorů krevní koagulace (II, VII, X, V). Mění se složení aminokyselin v proteinech: hladina esenciálních aminokyselin se snižuje o 50%, podíl aminokyselin s rozvětveným postranním řetězcem se snižuje, obsah valinu se snižuje 8krát. V důsledku potlačení katabolismu lysinu a histidinu zůstává jejich hladina prakticky nezměněna. Obsah alaninu a dalších glykogenních aminokyselin v těle se významně zvyšuje v důsledku rozkladu svalových bílkovin a zvýšení aktivity transamináz ve svalové tkáni.

Změny v metabolismu bílkovin jsou postupné a adaptivní. Tělo se adaptuje na výrazně snížený přísun bílkovin zvenčí a dítě s hypotrofií zažívá „konzervaci“ vlastního metabolismu bílkovin. Kromě inhibice syntézy se odbourávání albuminu zpomaluje v průměru o 50 %. Poločas rozpadu albuminu se zdvojnásobuje. Při hypotrofii se účinnost reutilizace aminokyselin v těle zvyšuje na 90–95 %, zatímco normálně toto číslo nepřesahuje 75 %. Enzymatická aktivita jater se zvyšuje se současnou inhibicí produkce a vylučování močoviny (až na 65–37 % normální hladiny). Svalové bílkoviny se aktivně využívají k udržení dostatečné hladiny sérových a jaterních bílkovinných zásob. Ve svalové tkáni se rozvíjí inhibice syntetické aktivity a zvyšuje se vylučování kreatininu, hydroxyprolinu a 3-methylhistidinu močí.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Změny v metabolismu tuků

V důsledku zvýšené lipolýzy je u dětí s hypotrofií pozorován trojnásobný pokles objemu tukové tkáně. Tuky jsou aktivně využívány pro procesy glukoneogeneze, což vede ke snížení hladiny triglyceridů, cholesterolu a fosfolipidů v séru. V krevní plazmě prakticky chybí lipoproteiny s velmi nízkou hustotou a koncentrace lipoproteinů s nízkou hustotou je významně snížena. V důsledku nedostatku apoproteinů, lysinu, cholinu a karnitinu v těle je narušena syntéza lipoproteinů. Je zaznamenán výrazný nedostatek esenciálních mastných kyselin. Snížená aktivita lipoproteinové lipázy vede k narušení využití triglyceridů v tkáních; přetížení triglyceridy (jejich obsah se zvyšuje o 40 %) s nedostatečným množstvím lipoproteinů s nízkou hustotou negativně ovlivňuje funkci jater, což vede k rozvoji balonování a tukové degenerace hepatocytů.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

Změny v gastrointestinálním traktu

Dystrofické změny sliznice tenkého střeva vedou k atrofii klků a vymizení kartáčového lemu. Sekreční funkce trávicích žláz je narušena, kyselost žaludeční šťávy se snižuje, produkce a aktivita trávicích enzymů a žlučových sekretů je inhibována. Bariérová funkce střevní sliznice trpí: je narušena mezibuněčná interakce enterocytů, je inhibována produkce lysozymu a sekrečního imunoglobulinu A. V důsledku dystrofie svalových vrstev střevní stěny je narušena střevní motilita, rozvíjí se celková hypotenze a dilatace s periodickými vlnami antiperistaltiky. Takové změny v gastrointestinálním traktu vedou k rozvoji maldigesce, malabsorpce, vzestupné bakteriální kontaminace tenkého střeva a zhoršení BEM.

[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ]

Změny v kardiovaskulárním systému

U dětí s hypotrofií je kardiovaskulární systém charakterizován tendencí k rozvoji centralizace krevního oběhu, která se vyskytuje na pozadí hypovolemie a projevuje se hyperdynamickou reakcí myokardu, plicní hypertenzí, spastickým stavem prekapilárních arteriol a zhoršenou mikrohemocirkulací se známkami „kalového syndromu“ v mikrocévách. Hemodynamické poruchy jsou patogeneticky spojeny s chronickou stresovou reakcí. U hypotrofie I. a II. stupně je zaznamenána rostoucí sympatikotonie a rostoucí aktivita centrálního regulačního okruhu, u III. stupně „selhání adaptace“, decentralizace regulace s přechodem na autonomní úrovně. U těžké formy hypotrofie je zaznamenán negativní chronotropní účinek, tendence k hypotenzi, bradykardie a vysoké riziko hypovolemického šoku. Infuzní terapie by však měla být používána s maximální opatrností, protože v důsledku vysoké hydratace tkání, změn v mikrocirkulačním řečišti a rozvoje sodno-draselné nerovnováhy existuje vysoké riziko rychlého rozvoje kardiovaskulárního selhání a syndromu náhlého úmrtí v důsledku asystolie.

[ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ], [ 35 ], [ 36 ], [ 37 ]

Změny v imunitním systému

U dětí s hypotrofií se rozvíjí přechodná sekundární imunodeficience (metabolická imunodeprese). Patogenetickým článkem poruch imunologické reaktivity u hypotrofie jsou metabolické posuny spojené s výrazným deficitem plastické hmoty (bílkovin), nestabilitou metabolismu sacharidů s vrcholy přechodné hyperglykémie a přepínáním metabolismu převážně na metabolismus lipidů. Jsou zaznamenány poruchy vrozené i získané imunity. Poruchy vrozené imunitní ochrany u hypotrofie se většinou týkají mikrocytární fagocytózy. V důsledku zhoršeného zrání neutrofilů a jejich mobilizace z kostní dřeně se počet cirkulujících neutrofilů u hypotrofie mírně snižuje, ale jejich funkční aktivita trpí výrazně: chemitaktická a opsonizační aktivita neutrofilů je potlačena, jejich schopnost lýzovat fagocytované bakterie a houby je narušena. Funkce makrofágů trpí mírně. Hypotrofie nevede k významným poruchám systému komplementu, ale při superpozici infekce se tento rychle vyčerpá. Je zaznamenán pokles počtu a lytické aktivity NK buněk. U získané imunity je buněčná vazba imunitní obrany nejvíce poškozena při hypotrofii. Jsou potlačeny jak primární, tak sekundární buněčné imunitní odpovědi. Absolutní počet T buněk, zejména CD4, klesá a poměr CD4/CD8 je narušen. Hladina imunoglobulinů se obvykle nemění, ale tyto protilátky mají nízkou afinitu a specificitu.

[ 38 ], [ 39 ], [ 40 ], [ 41 ]

Kwashiorkor

Kwashiorkor je zvláštní typ hypotrofie, v jehož vývoji hraje významnou roli převážně sacharidová strava s ostrým deficitem bílkovinné potravy a vrstvením sekundární infekce na pozadí nedostatečné výživy a zhoršené adaptace, což způsobuje významnou restrukturalizaci metabolických procesů v těle a především proteinosyntetické funkce jater. V játrech je blokována syntéza viscerálních transportních proteinů (jako je albumin, transferin, lipoproteiny) a aktivuje se produkce proteinů akutní fáze nezbytných pro zajištění zánětlivé reakce organismu. Na pozadí deficitu transportních proteinů se rychle rozvíjí hypoonkotický edém a tuková degenerace jater. Kwashiorkor, stejně jako jiné formy hypotrofie, je projevem klasické stresové reakce, ale jeho vývoj je zrychlený, proto výše popsané poruchy homeostázy platí i pro tuto formu hypotrofie, ale jsou akutnější a intenzivnější.