Patogeneza hipotrofii

Patogeneza hipotrofii jest złożona. Pomimo różnorodności czynników etiologicznych, opiera się na przewlekłej reakcji stresowej - jednej z uniwersalnych niespecyficznych reakcji patofizjologicznych organizmu, która występuje w wielu chorobach, a także przy długotrwałym narażeniu na różne czynniki uszkadzające.

Wpływ czynników stresowych powoduje złożone zmiany i złożoną reakcję wszystkich ogniw układu neuroendokrynno-immunologicznego, co prowadzi do radykalnej restrukturyzacji procesów metabolicznych i zmiany reaktywności organizmu. Podstawowa przemiana materii u dziecka gwałtownie wzrasta, a zapotrzebowanie na energię i materiały plastyczne znacznie wzrasta.

Zwiększone zapotrzebowanie na białko i kalorie u dzieci z patologią)

Państwo	Objawy kliniczne	Potrzebować
		Energia, %	Białko, %
Zdrowy	Nic	100	100
Łagodny stres	Anemia, gorączka, łagodna infekcja, niewielki zabieg chirurgiczny	100-120	150-180
Umiarkowany stres	Urazy układu mięśniowo-szkieletowego, zaostrzenie przewlekłej choroby	120-140	200-250
Znaczny stres	Sepsa, ciężki uraz, poważna operacja	140-170	250-300
Silny stres	Ciężkie oparzenia, szybka rehabilitacja w przypadku hipotrofii	170-200	300-400

Odpowiedź hormonalna w hipotrofii jest łączona, ale przeważa kierunek kataboliczny procesów. Wzrost poziomu katecholamin, glukagonu i kortyzolu (silnych hormonów katabolicznych) prowadzi do zwiększonej lipolizy i rozpadu białek z mobilizacją aminokwasów (głównie z mięśni szkieletowych), a także do aktywacji glukoneogenezy wątrobowej. Ponadto wzrasta aktywność hormonów tarczycy, obserwuje się wzrost poziomu hormonu antydiuretycznego i rozwój hiperaldosteronizmu, co znacząco zmienia równowagę elektrolitową w organizmie dziecka z hipotrofią. Oprócz hormonów katabolicznych wzrasta również produkcja hormonów anabolicznych, w szczególności STH, ale jego stężenie wzrasta na tle niskiego poziomu somatomedyn i insulinopodobnego czynnika wzrostu, co całkowicie neutralizuje jego aktywność. Poziom innego hormonu anabolicznego - insuliny - jest zwykle obniżony w hipotrofii, ponadto jej aktywność jest upośledzona na poziomie receptorowym i postreceptorowym. Możliwe przyczyny insulinooporności w hipotrofii:

• znaczny wzrost aktywności hormonów przeciwwyspowych;
• wysokie stężenie nieestryfikowanych kwasów tłuszczowych w surowicy na tle lipolizy aktywowanej;
• zaburzenie równowagi elektrolitowej w postaci obniżonego poziomu chromu, potasu i cynku.

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

Nierównowaga wodno-elektrolitowa

Takie zaburzenia regulacji neuroendokrynnej u dzieci z hipotrofią prowadzą do istotnych zmian w środowisku wewnętrznym organizmu i składzie ciała. Poziom ogólnego nawodnienia gwałtownie wzrasta: zawartość wody w organizmie wzrasta o 20-25% i osiąga 89% całkowitej masy ciała, podczas gdy u dzieci wskaźnik ten normalnie nie przekracza 60-67%. Poziom nawodnienia wzrasta z powodu zarówno płynu wewnątrzkomórkowego, jak i (w większym stopniu) pozakomórkowego. Jednocześnie obserwuje się redystrybucję płynu w organizmie: głównie płyn gromadzi się w przestrzeni śródmiąższowej, a BCC gwałtownie spada (do 50% poziomu prawidłowego), co prawdopodobnie wiąże się z rozwojem hipoalbuminemii i spadkiem ciśnienia osmotycznego osocza krwi u dzieci z hipotrofią.

Spadek BCC powoduje spadek przepływu i filtracji osocza przez nerki, co stymuluje dalszy wzrost produkcji hormonu antydiuretycznego i aldosteronu oraz zatrzymanie sodu i wody w organizmie, zamykając błędne koło. U dzieci z hipotrofią obserwuje się gwałtowny nadmiar sodu w organizmie nawet przy braku obrzęków, a sód gromadzi się głównie w przestrzeni międzykomórkowej. Zawartość całkowitego sodu w organizmie z hipotrofią wzrasta prawie 8-krotnie, podczas gdy jego poziom w surowicy może pozostać w granicach normy lub być nieznacznie podwyższony. Poziom całkowitego potasu w organizmie spada do 25-30 mmol/kg, u zdrowego dziecka wartość ta wynosi 45-50 mmol/kg. Spadek zawartości całkowitego potasu jest bezpośrednio związany z zahamowaniem syntezy białek i zatrzymaniem sodu w organizmie. Przy hipotrofii spada również poziom innych minerałów: magnezu (o 20-30%), fosforu, żelaza, cynku, miedzi. Obserwuje się niedobór większości witamin rozpuszczalnych w wodzie i tłuszczach.

Zmiany w metabolizmie białek

Metabolizm białek podlega największym zmianom w hipotrofii. Całkowita zawartość białka w organizmie dziecka z hipotrofią zmniejsza się o 20-30%. Obserwuje się zmniejszenie puli białek mięśniowych (o 50%) i trzewnych. Całkowity poziom albumin w organizmie zmniejsza się o 50%, ale pula albumin pozanaczyniowych jest aktywnie mobilizowana i powraca do krążenia. Stężenie większości białek transportowych w osoczu krwi spada: transferyny, ceruloplazminy, białka wiążącego retinol. Zmniejsza się poziom fibrynogenu i większości czynników krzepnięcia krwi (II, VII, X, V). Skład aminokwasowy białka ulega zmianie: poziom niezbędnych aminokwasów zmniejsza się o 50%, zmniejsza się udział aminokwasów o rozgałęzionym łańcuchu bocznym, zawartość waliny zmniejsza się 8-krotnie. Ze względu na zahamowanie katabolizmu lizyny i histydyny ich poziom pozostaje praktycznie niezmieniony. Zawartość alaniny i innych aminokwasów glikogenowych w organizmie znacznie wzrasta na skutek rozpadu białek mięśniowych i wzrostu aktywności aminotransferaz w tkance mięśniowej.

Zmiany w metabolizmie białek są stopniowe i adaptacyjne. Organizm przystosowuje się do znacznie zmniejszonego przepływu białek z zewnątrz, a dziecko z hipotrofią doświadcza „zachowania” własnego metabolizmu białek. Oprócz zahamowania syntezy, rozpad albuminy spowalnia średnio o 50%. Okres półtrwania albuminy podwaja się. Przy hipotrofii wydajność ponownego wykorzystania aminokwasów w organizmie wzrasta do 90-95%, podczas gdy normalnie ta wartość nie przekracza 75%. Aktywność enzymatyczna wątroby wzrasta przy jednoczesnym zahamowaniu produkcji i wydalania mocznika (do 65-37% normalnego poziomu). Białko mięśniowe jest aktywnie wykorzystywane do utrzymania odpowiedniego poziomu puli białek w surowicy i wątrobie. W tkance mięśniowej rozwija się zahamowanie aktywności syntetycznej, a wydalanie kreatyniny, hydroksyproliny i 3-metylohistydyny z moczem wzrasta.

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

Zmiany w metabolizmie tłuszczów

W wyniku zwiększonej lipolizy u dzieci z hipotrofią obserwuje się trzykrotne zmniejszenie objętości tkanki tłuszczowej. Tłuszcze są aktywnie wykorzystywane do procesów glukoneogenezy, co prowadzi do obniżenia poziomu trójglicerydów, cholesterolu i fosfolipidów w surowicy. Lipoproteiny o bardzo małej gęstości są praktycznie nieobecne w osoczu krwi, a stężenie lipoprotein o małej gęstości jest znacznie zmniejszone. W wyniku niedoboru apoprotein, braku lizyny, choliny i karnityny w organizmie zaburzona jest synteza lipoprotein. Obserwuje się wyraźny niedobór niezbędnych kwasów tłuszczowych. Zmniejszona aktywność lipazy lipoproteinowej prowadzi do zaburzenia wykorzystania trójglicerydów w tkankach; przeciążenie trójglicerydami (ich zawartość wzrasta o 40%) przy niewystarczającej ilości lipoprotein o małej gęstości negatywnie wpływa na czynność wątroby, co prowadzi do rozwoju zwyrodnienia balonowatego i tłuszczowego hepatocytów.

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

Zmiany w przewodzie pokarmowym

Zmiany dystroficzne w błonie śluzowej jelita cienkiego prowadzą do zaniku kosmków jelitowych i zaniku rąbka szczoteczkowego. Funkcja wydzielnicza gruczołów trawiennych jest upośledzona, kwasowość soku żołądkowego spada, a produkcja i aktywność enzymów trawiennych i wydzielin żółciowych są zahamowane. Funkcja barierowa błony śluzowej jelita cierpi: upośledzona jest interakcja międzykomórkowa enterocytów, zahamowana jest produkcja lizozymu i wydzielniczej immunoglobuliny A. Z powodu dystrofii warstw mięśniowych ściany jelita upośledzona jest motoryka jelit, rozwija się ogólne niedociśnienie i rozszerzenie z okresowymi falami antyperystaltyki. Takie zmiany w przewodzie pokarmowym prowadzą do rozwoju złego trawienia, złego wchłaniania, wstępującego skażenia bakteryjnego jelita cienkiego i pogorszenia BEM.

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

Zmiany w układzie sercowo-naczyniowym

U dzieci z hipotrofią układ sercowo-naczyniowy charakteryzuje się tendencją do rozwoju centralizacji krążenia krwi, która występuje na tle hipowolemii i objawia się hiperdynamiczną reakcją mięśnia sercowego, nadciśnieniem płucnym, stanem spastycznym tętniczek przedwłośniczkowych i upośledzoną mikrohemokrążeniem z objawami „zespołu osadu” w mikronaczyniach. Zaburzenia hemodynamiczne są patogenetycznie związane z przewlekłą reakcją stresową. Przy hipotrofii I i II stopnia obserwuje się narastającą sympatykotonię i zwiększoną aktywność centralnego obwodu regulacyjnego, przy III stopniu – „brak adaptacji”, decentralizację regulacji z przejściem do poziomów autonomicznych. Przy ciężkiej postaci hipotrofii obserwuje się ujemny efekt chronotropowy, tendencję do niedociśnienia, bradykardii i wysokie ryzyko wstrząsu hipowolemicznego. Terapię infuzyjną należy jednak stosować z zachowaniem szczególnej ostrożności, ponieważ ze względu na wysokie uwodnienie tkanek, zmiany w mikrokrążeniu i rozwój zaburzeń równowagi sodowo-potasowej, istnieje duże ryzyko szybkiego rozwoju niewydolności sercowo-naczyniowej i zespołu nagłej śmierci z powodu asystolii.

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

Zmiany w układzie odpornościowym

U dzieci z hipotrofią rozwija się przemijający wtórny niedobór odporności (immunodepresja metaboliczna). Patogenetycznym ogniwem w zaburzeniach reaktywności immunologicznej w hipotrofii są przesunięcia metaboliczne związane z wyraźnym niedoborem materiału plastycznego (białka), niestabilność metabolizmu węglowodanów ze szczytami przemijającej hiperglikemii i przestawienie metabolizmu głównie na metabolizm lipidów. Obserwuje się zaburzenia zarówno odporności wrodzonej, jak i nabytej. Zaburzenia wrodzonej ochrony immunologicznej w hipotrofii dotyczą głównie fagocytozy mikrocytarnej. Z powodu upośledzonego dojrzewania neutrofili i ich mobilizacji ze szpiku kostnego liczba krążących neutrofili w hipotrofii nieznacznie spada, ale ich aktywność funkcjonalna znacznie cierpi: aktywność chemitaktyczna i opsonizująca neutrofili jest stłumiona, ich zdolność do lizy fagocytowanych bakterii i grzybów jest upośledzona. Funkcja makrofagów nieznacznie cierpi. Hipotrofia nie prowadzi do znaczących zaburzeń układu dopełniacza, ale gdy nałoży się infekcja, ten ostatni szybko się wyczerpuje. Obserwuje się spadek liczby i aktywności litycznej komórek NK. W odporności nabytej, komórkowe ogniwo obrony immunologicznej jest najbardziej uszkodzone w hipotrofii. Zarówno pierwotna, jak i wtórna odpowiedź immunologiczna komórkowa jest tłumiona. Całkowita liczba komórek T, zwłaszcza CD4, zmniejsza się, a stosunek CD4/CD8 jest zaburzony. Poziom immunoglobulin zwykle pozostaje niezmieniony, ale te przeciwciała mają niskie powinowactwo i swoistość.

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

Kwashiorkor

Kwashiorkor jest szczególnym rodzajem hipotrofii, w jego rozwoju znaczącą rolę odgrywa dieta oparta głównie na węglowodanach z ostrym niedoborem pokarmu białkowego i nawarstwieniem się wtórnej infekcji na tle niedostatecznego odżywiania i upośledzonej adaptacji, co powoduje znaczną restrukturyzację procesów metabolicznych w organizmie, a przede wszystkim funkcję syntetyzującą białko wątroby. W wątrobie synteza białek transportu trzewnego (takich jak albumina, transferyna, lipoproteiny) jest zablokowana, a produkcja białek ostrej fazy, niezbędnych do zapewnienia odpowiedzi zapalnej organizmu, jest aktywowana. Na tle niedoboru białek transportu szybko rozwija się obrzęk hipoonkotyczny i stłuszczenie wątroby. Kwashiorkor, podobnie jak inne formy hipotrofii, jest przejawem klasycznej reakcji stresowej, ale jej rozwój jest przyspieszony, dlatego opisane powyżej zaburzenia homeostazy są również prawdziwe dla tej formy hipotrofii, ale są bardziej ostre i intensywne.