D молочная кислота: Ошибка! — Les Mills

Содержание

Исследование уровня молочной кислоты в крови, цены в Нижнем Новгороде

Лактат – это продукт клеточного метаболизма, производная молочной кислоты. Может находиться в клетках в виде самой молочной кислоты либо в виде ее солей. В норме концентрация лактатов в крови очень низкая. В мышцах, эритроцитах, клетках мозга и в других тканях она повышается при недостатке кислорода в клетке либо если первичный путь производства энергии в клетках нарушен. Основные запасы клеточной энергии производятся в митохондриях, крошечных «энергетических станциях» внутри клеток организма. Митохондрии используют глюкозу и кислород для производства АТФ (аденозинтрифосфата), главного энергетического источника в организме. Это называется аэробным образованием энергии. При падении уровня кислорода в клетке либо при нарушении нормального функционирования митохондрий организм переключается на менее эффективное производство энергии (анаэробное) путем расщепления глюкозы с образованием АТФ. Лактат является основным побочным продуктом этого анаэробного процесса. Молочная кислота может накапливаться в случае, если она производится быстрее, чем печень успевает ее утилизировать. Когда ее содержание в крови значительно повышается, наступает гиперлактатацидемия, которая может далее развиться в лактацидоз, если молочная кислота будет продолжать накапливаться. Организму часто удается компенсировать эффект лактацидоза, однако в тяжелых случаях нарушается кислотно-щелочной баланс, что сопровождается слабостью, учащенным дыханием, тошнотой, рвотой, потливостью и даже комой. Причины повышения уровня лактатов подразделяются на две группы в соответствии с механизмом, который вызывает лактацидоз.

Лактацидоз А-типа наиболее распространен и ассоциирован с факторами, вызывающими недостаточный захват кислорода легкими либо замедленное кровообращение, что приводит к уменьшению снабжения тканей кислородом.

Примеры лактацидоза А-типа: 

- шок в результате полученной травмы или сильной кровопотери,

- сепсис,

- инфаркт,

- застойная сердечная недостаточность,

- тяжелые легочные либо респираторные заболевания,

- отек легких,

- тяжелые формы анемии.

Лактацидоз Б-типа не связан с поступлением кислорода к тканям, он является причиной повышенной потребности в кислороде из-за проблем обмена веществ.

Примеры лактацидоза Б-типа:

- болезни печени,

- почечные заболевания,

- сахарный диабет,

- лейкоз,

- СПИД,

- болезни, связанные с сохранением гликогена (например, глюкозо-6-фосфатазная недостаточность),

- лекарства и токсины, такие как салицилаты, цианиды, метанол, метформин,

- различные наследственные митохондриальные и метаболические заболевания, являющиеся формами мышечной дистрофии и затрагивающие синтез АТФ,

- состояние при интенсивных физических нагрузках.

Лактат является метаболическим продуктом пропиленгликоля, входящего в состав растворителя для многих внутривенных препаратов. У пациентов со сниженной функцией почек при продолжительных инфузиях таких растворов может накапливаться повышенное количество лактата.

Для чего используется исследование?

- Для выявления лактацидоза, то есть высокого содержания лактатов.

- Чтобы определить гипоксию и лактацидоз и оценить их тяжесть, если есть факторы, понижающие снабжение кислородом клеток и тканей (лактацидоз чаще всего возникает именно из-за этого), например шок или застойная сердечная недостаточность.

- Для оценки кислотно-щелочного баланса и оксигенации (вместе с анализом на газы в крови).

- При диагностике болезней, которые способны привести к повышенному содержанию лактатов, а также при симптомах ацидоза, поскольку лактацидоз может вызываться факторами, не связанными с уровнем кислорода в тканях.

- Чтобы выяснить, не являются ли сопутствующие заболевания, например болезни печени или почек, причиной лактацидоза (вместе с другими исследованиями, такими как клинический анализ крови или мочи, некоторые биохимические тесты).

- Для обследования больных с подозрением на сепсис. Если уровень лактатов у них падает ниже нормы, лечение им назначается незамедлительно. При своевременной диагностике и безотлагательном лечении сепсиса шансы на успешное выздоровление увеличиваются во много раз.

- Для наблюдения за течением гипоксии и контроля за эффективностью ее лечения в случае обострения таких болезней, как сепсис, инфаркт и застойная сердечная недостаточность.

Когда назначается исследование?

- При симптомах недостатка кислорода (одышка, учащенное дыхание, бледность, потливость, тошнота, слабость в мышцах).

- При подозрении на сепсис, шок, инфаркт, сердечную недостаточность, почечную недостаточность или сахарный диабет.

- При острых головных болях, лихорадке, расстройстве и потере сознания, а также признаках менингита. Оценка кислородного снабжения тканей при шоке, нарушениях кровообращения.

- Оценка причины ацидоза.

- Диагностика причин метаболического ацидоза.

- Оценка уровня перфузии и адекватности доставки кислорода в ткани.

- Исследования в области спортивной физиологии и медицины.

- Дифференциальная диагностика миопатий.

- Дифференциальная диагностика энзимопатий новорожденных.

- Асфиксия новорожденных.

- Сахарный диабет II типа.

Молочная кислота – что это такое? Свойства и показания

Молочная кислота - конечный продукт гликолиза, образуется в организме в результате восстановления пировиноградной кислоты в анаэробных условиях. В свою очередь пировиноградная кислота накапливается в тканях в процессе распада углеводов (глюкозы и гликогена), ряда аминокислот (аланина, серина, цистеина и др.). Организм использует молочную кислоту в качестве биохимического посредника при углеводном обмене. Углеводы усваиваются и циркулируют из кишечника в печень в основном в форме глюкозы. Однако, вместо того, чтобы поступить в печень для последующего превращения в гликоген, большая часть глюкозы из пищевых углеводов, минуя печень, поступает прямо в кровоток, достигает мышц и там превращается в молочную кислоту. Она, в свою очередь, поступает обратно в кровь, затем в печень, где используется для создания гликогена. Организм образует большую часть своего печеночного гликогена не напрямую из глюкозы крови, а через образование молочной кислоты. Этот процесс называют "парадоксом глюкозы".

Многие ткани, особенно скелетные мышцы, постоянно синтезируют и используют молочную кислоту. Уровень ее в крови отражает баланс между производством и потреблением.

При физической нагрузке молочная кислота выходит из мышц, превращается в пируват в печени и/или метаболизируется мозговой тканью и сердцем. Выход в кровь молочной кислоты после прекращения работы происходит постепенно, достигая максимума на 3-7-й минуте после окончания работы.

Норма: 0,63 - 2,44 мМ/л

Увеличение молочной кислоты: при сахарном диабете; сердечно-сосудистой недостаточности; шоке; анемии; столбняке, остром гепатите, циррозе печени, гипоксии; падении артериального давления; метаболитических нарушениях - молочнокислый ацидоз, диабетический кетоацидоз, дефицит тиамина; острых отравлениях - алкогольное, метанольное, при отравлении салицитами, передозировке бигуанидов.

Молочная кислота — ваш друг, что бы ни говорил фитнес-тренер

Что такое молочная кислота и лактат

Нашему телу постоянно нужна энергия для работы органов и сокращения мышц. С пищей в организм поступают углеводы. В кишечнике они расщепляются до глюкозы, которая затем попадает в кровь и транспортируется в клетки организма, включая мышечные.

В цитоплазме клеток происходит гликолиз — окисление глюкозы до пирувата (пировиноградной кислоты) с образованием АТФ (аденозинтрифосфат, основное топливо организма). Затем за счёт фермента лактатдегидрогеназы пируват восстанавливается до молочной кислоты, которая тут же теряет ион водорода, может присоединить ионы натрия (Na+) или калия (K+) и превращается в соль молочной кислоты — лактат.

Формула молочной кислоты и лактата

Как видим, молочная кислота и лактат — это не одно и то же. Накапливается в мышцах, выводится и перерабатывается именно лактат. Поэтому говорить о молочной кислоте в мышцах некорректно.

До 1970 года лактат считался побочным продуктом, который возникает в работающих мышцах из-за недостатка кислорода. Однако исследования последних десятилетий опровергли это утверждение. Например, Мэтью Рогатски (Matthew J. Rogatzki) в 2015 году выяснил , что гликолиз всегда заканчивается образованием лактата.

Это же утверждает Джордж Брукс (George A. Brooks) из Калифорнийского университета, изучающий молочную кислоту более 30 лет. Накопление лактата показывает только баланс между его производством и устранением и не имеет отношения к аэробному или анаэробному метаболизму.

Лактат всегда формируется во время гликолиза вне зависимости от наличия или недостатка кислорода. Он производится даже в состоянии покоя.

Почему многие не любят молочную кислоту

Миф 1. Молочная кислота вызывает боль в мышцах

Этот миф давно уже опровергли, однако некоторые фитнес-тренеры до сих пор винят лактат в крепатуре, или отложенной боли в мышцах. На самом деле уровень лактата сильно снижается уже через несколько минут после прекращения нагрузки и полностью приходит в норму где-то через час после тренировки.

Таким образом, лактат никак не может вызывать боль в мышцах через 24–72 часа после тренировки. О том, какие механизмы заставляют ваши мышцы болеть после тренировки, можно почитать в этой статье.

Миф 2. Молочная кислота «закисляет» мышцы и вызывает их утомление

Существует распространённое мнение о том, что уровень лактата в крови влияет на работу мышц. Однако на самом деле в этом виноват не лактат, а ионы водорода, которые повышают кислотность тканей. Когда pH-баланс смещается в кислую сторону, наступает ацидоз. Существует немало исследований, доказывающих, что ацидоз негативно влияет на сокращение мышц.

В научной статье «Биохимия метаболического ацидоза, вызванного физическими упражнениями» Роберта Робергса (Robert A. Robergs) указано, что ионы водорода высвобождаются каждый раз, когда АТФ расщепляется до АДФ (аденозиндифосфат) и неорганического фосфата с выделением энергии.

Когда вы работаете со средней интенсивностью, ионы водорода используются митохондриями для окислительного фосфорилирования (восстановления АТФ из АДФ). Когда интенсивность упражнений и потребность организма в энергии возрастает, восстановление АТФ происходит в основном за счёт гликолитической и фосфагенной систем. Это вызывает увеличенное высвобождение протонов и, как следствие, ацидоз.

В таких условиях увеличивается производство лактата для защиты организма от накопления пирувата и поставки NAD+, необходимого для второй фазы гликолиза. Робергс предположил, что лактат помогает справиться с ацидозом, поскольку может переносить ионы водорода из клетки. Таким образом, без увеличенного производства лактата ацидоз и мышечная усталость наступили бы гораздо быстрее.

Лактат не виноват в том, что во время интенсивной нагрузки у вас устают мышцы. Усталость вызывает ацидоз — накопление ионов водорода и смещение pH организма в кислую сторону. Лактат, наоборот, помогает справиться с ацидозом.

Чем лактат полезен для здоровья и физической подготовки

Лактат является источником энергии

В 80–90-х годах Джоржд Брукс доказал , что лактат переходит из мышечных клеток в кровь и транспортируется в печень, где восстанавливается до глюкозы в цикле Кори. После этого глюкоза вновь транспортируется по крови в работающие мышцы и может использоваться для производства энергии и запасаться в виде гликогена.

Более того, даже мышцы могут использовать лактат в качестве топлива. В 1999 году Брукс обнаружил , что тренировки на выносливость снижают уровень лактата в крови, даже когда клетки продолжают производить его в том же количестве. В 2000 году он выяснил, что у выносливых атлетов увеличивается количество молекул-переносчиков лактата, которые быстро перемещают лактат из цитоплазмы клетки в митохондрии.

В дальнейших экспериментах учёные обнаружили внутри митохондрий не только белки-переносчики, но и лактатный энзим дегидрогеназу, которая запускает превращение лактата в энергию.

Учёные сделали вывод, что лактат переносится в митохондрии и сжигается там при участии кислорода для добычи энергии.

Лактат служит источником энергии для мышц. В печени он восстанавливается до глюкозы, которая затем снова используется мышцами или запасается в них в виде гликогена. Кроме того, лактат может сжигаться непосредственно в мышцах для производства энергии.

Лактат увеличивает выносливость

Лактат помогает увеличить потребление кислорода, что тоже положительно влияет на выносливость. Исследование 2006 года показало, что лактат, в отличие от глюкозы, увеличивает количество кислорода, потребляемого митохондриями, что позволяет им выработать больше энергии.

А в 2014 году выяснилось , что лактат снижает ответ на стресс и увеличивает производство генов, вовлечённых в создание новых митохондрий.

Лактат увеличивает количество потребляемого кислорода, так что ваше тело сможет дольше переносить нагрузки.

Лактат защищает мозг

Лактат предотвращает вызванную L-глутаматом эксайтотоксичность. Это патологическое состояние, при котором из-за чрезмерной активности нейронов повреждаются их митохондрии и мембраны и клетка гибнет. Эксайтотоксичность может стать причиной рассеянного склероза, инсульта, болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с повреждением нервной ткани.

Исследование 2013 года доказало, что лактат регулирует активность нейронов, защищая мозг от эксайтотоксичности.

Кроме того, лактат обеспечивает мозгу альтернативный источник питания, когда глюкозы не хватает. В том же 2013 году учёные выяснили , что незначительное увеличение циркуляции лактата позволяет мозгу нормально функционировать в условиях гипогликемии.

Более того, исследование 2011 года показало, что глюкозы недостаточно для обеспечения энергии во время интенсивной активности синапсов, а лактат может быть эффективным источником энергии, который поддерживает и усиливает метаболизм мозга.

И, наконец, исследование 2014 года доказало, что лактат увеличивает количество норэпинефрина, нейротрансмиттера, который необходим для снабжения мозга кровью и концентрации внимания.

Лактат защищает мозг от эксайтотоксичности, служит источником энергии и улучшает концентрацию внимания.

Лактат способствует росту мышц

Лактат создаёт хорошие условия для роста мышц. Исследование 2015 года доказало, что добавка из кофеина и лактата увеличивает рост мышц даже во время тренировок низкой интенсивности, активируя стволовые клетки и анаболические сигналы: повышая экспрессию миогенина и фоллистатина.

Ещё 20 лет назад учёные обнаружили , что после введения лактата и физических упражнений (плавания) у самцов мышей увеличивается количество тестостерона в плазме крови. Кроме того, повышается количество лютеинизирующего гормона, который также способствует секреции тестостерона. И это, в свою очередь, положительно сказывается на росте мышц.

Лактат увеличивает секрецию гормонов, необходимых для роста мышц.

Как увеличить количество лактата

  1. Съешьте за час перед тренировкой что-нибудь богатое углеводами: сладкие фрукты, шоколад, злаки. Помните: лактат образуется при распаде глюкозы.
  2. Постарайтесь выложиться по полной. Например, попробуйте спринт или высокоинтенсивный интервальный тренинг (ВИИТ). Устраивайте такие тренировки два раза в неделю в дополнение к своим обычным нагрузкам, и постепенно ваше тело приучится вырабатывать больше лактата для увеличения выносливости, роста мышц и защиты мозга.

Лактат (Молочная кислота, Lactate) - цена анализа в Ереване в ИНВИТРО

Исследуемый материал Плазма крови (флюорид натрия)

Метод определения Энзиматический (лактат в пируват).

Важный показатель кислотно-основного состояния организма; маркёр гипоперфузии тканей.

Молочная кислота (лактат) — продукт анаэробного метаболизма глюкозы (гликолиза), в ходе которого она образуется из пирувата под действием лактатдегидрогеназы. При достаточном поступлении кислорода пируват подвергается метаболизму в митохондриях до воды и углекислоты. В анаэробных условиях, при недостаточном поступлении кислорода, пируват преобразуется в лактат. Основное количество молочной кислоты поступает в кровь из скелетных мышц, мозга и эритроцитов.

Клиренс лактата (исчезновение его из крови) связан, главным образом, с метаболизмом его в печени и почках. Поглощение лактата печенью является насыщаемым процессом. Существует понятие «лактатного порога», при достижении которого плавный рост концентрации молочной кислоты при её повышенной продукции переходит в скачкообразный.

Концентрация лактата при физической нагрузке коррелирует с развитием утомления. В патологии лактоацидоз (закисление крови вследствие накопления лактата) чаще всего наблюдается при уменьшении доставки кислорода к тканям (тип А), вследствие снижения кровотока (шок, сепсис) или снижения парциального давления кислорода (тяжёлые заболевания лёгких, задержка дыхания). Реже причиной лактоацидоза являются метаболические сдвиги, приводящие к увеличению продукции лактата (тип В) – например, повышенная мышечная активность (чрезмерная физическая нагрузка, эпилептический статус), опухоли (особенно лейкемии и лимфомы) или изменения метаболизма печени (алкогольная интоксикация).

Лактатный ацидоз — один из вариантов метаболического ацидоза, который можно заподозрить при высоком анионном дефиците (разность между концентрацией натрия и суммарной концентрацией хлорида и бикарбонатов > 18 ммоль/л) и отсутствии других причин, таких как почечная недостаточность, приём салицилатов, отравление метанолом, злоупотребление этанолом, значительная кетонемия.

Лактат является метаболическим продуктом пропиленгликоля, входящего в состав растворителя для многих внутривенных препаратов. У пациентов со сниженной функцией почек при продолжительных инфузиях таких растворов может накапливаться повышенное количество лактата.

 

Литература

  1. Жукова Л. А. Неотложная эндокринология. – М.: Медицинское информационное агентство, 2006. – 160 с.
  2. Энциклопедия клинических лабораторных тестов / Под ред. Тица Н. У. - М.: Лабинформ, 1997. - 942 с.
  3. Dufour D. Clinical use of laboratory data: a practical guide. - Williams & Wilkins, 1998, p. 606.
  4. Meshko D. Differential diagnosis by laboratory medicine. – Ed. Springer, 2002, p. 224 - 5.

Лактат (Молочная кислота, Lactate) - узнать цены на анализ и сдать в Ставрополе

Метод определения Энзиматический (лактат в пируват).

Исследуемый материал Плазма крови (флюорид натрия)

Синонимы: Молочная кислота; соли молочной кислоты. 

Lactate; Lactic acid.

Краткая характеристика определяемого вещества Лактат  

Важный показатель кислотно-основного состояния организма, маркёр гипоперфузии тканей.  

Молочная кислота (лактат) – продукт анаэробного метаболизма глюкозы (гликолиза), в ходе которого она образуется из пирувата под действием лактатдегидрогеназы. При достаточном поступлении кислорода пируват подвергается метаболизму в митохондриях до воды и углекислоты. В анаэробных условиях, при недостаточном поступлении кислорода, пируват преобразуется в лактат. Основное количество молочной кислоты поступает в кровь из скелетных мышц, мозга и эритроцитов. 

Клиренс лактата (исчезновение его из крови) связан, главным образом, с метаболизмом его в печени и почках. Поглощение лактата печенью является насыщаемым процессом. 

Существует понятие «лактатного порога», при достижении которого плавный рост концентрации молочной кислоты при её повышенной продукции переходит в скачкообразный. 

Концентрация лактата при физической нагрузке коррелирует с развитием утомления. В патологии лактоацидоз (закисление крови вследствие накопления лактата) чаще всего наблюдается при уменьшении доставки кислорода к тканям (тип А), вследствие снижения кровотока (шок, сепсис) или снижения парциального давления кислорода (тяжёлые заболевания лёгких, задержка дыхания). Реже причиной лактоацидоза являются метаболические сдвиги, приводящие к увеличению продукции лактата (тип В) – например, повышенная мышечная активность (чрезмерная физическая нагрузка, эпилептический статус), опухоли (особенно лейкемии и лимфомы) или изменения метаболизма печени (алкогольная интоксикация). 

Лактатный ацидоз – один из вариантов метаболического ацидоза, который можно заподозрить при высоком анионном дефиците (разность между концентрацией натрия и суммарной концентрацией хлорида и бикарбонатов > 18 ммоль/л) и отсутствии других причин, таких как почечная недостаточность, приём салицилатов, отравление метанолом, злоупотребление этанолом, значительная кетонемия. 

С какой целью определяют уровень лактата в крови 

Один из показателей кислотно-основного состояния организма; маркер гипоперфузии тканей.  

Особенности аналита, которые могут повлиять на результат теста «Лактат» 

Лактат является метаболическим продуктом пропиленгликоля, входящего в состав растворителя для многих внутривенных препаратов. У пациентов со сниженной функцией почек при продолжительных инфузиях таких растворов может накапливаться повышенное количество лактата.

Литература

Основная литература

  1. Жукова Л. А. Неотложная эндокринология. – М.: Медицинское информационное агентство, 2006. – 160 с.
  2. Энциклопедия клинических лабораторных тестов / Под ред. Тица Н. У. - М.: Лабинформ, 1997. - 942 с.
  3. Dufour D. Clinical use of laboratory data: a practical guide. - Williams & Wilkins, 1998, p. 606.
  4. Meshko D. Differential diagnosis by laboratory medicine. – Ed. Springer, 2002, p. 224 - 5.

Бактерия из кишечника марафонцев сделала мышей выносливей. Она превращает молочную кислоту в вещество, которое заставляет сердце работать лучше - Наука

Набор симбиотических микробов в организме человека может меняться под действием самых разных факторов: возраста, пищевых предпочтений, состояния здоровья и даже из-за близких родственников. В частности, ученые и раньше обнаруживали, что микрофлора спортсменов отличается от микрофлоры людей, не занимающихся профессиональным спортом. Но до сих пор неизвестно, влияют ли какие-либо представители внутрикишечного сообщества на спортивные успехи.

Исследователи из Америки и Канады изучили содержимое кишечника 15 участников Бостонского марафона 2015 года за несколько дней до и после состязания. Параллельно аналогичные тесты они провели на контрольной группе — 10 участниках эксперимента, не занимавшихся спортом. Оказалось, что по сравнению с «неспортивными» людьми кишечник бегунов содержит больше бактерий Veillonella, а после марафона их становится еще больше.

Чтобы проверить, связаны ли эти бактерии непосредственно с физическими упражнениями, исследователи воспроизвели эксперимент на мышах. Они выделили из экскрементов одного из марафонцев бактерию рода Veillonella и подсадили ее в кишечник мышей. Далее ученые испытали экспериментальных мышей и их товарищей из контрольной группы на беговой дорожке. Животные с бактериями Veillonella оказались выносливее, продержавшись на 13% дольше.

Свои предположения о том, что Veillonella связаны со спортом, ученые подтвердили на независимой группе атлетов: ультрамарафонцах и олимпийских гребцах. У них этих бактерий также оказалось немало. Затем исследователи отсеквенировали геномы всех микробов из кишечников этой независимой группы и отследили, относительное количество каких генов выросло после тренировок. Это может говорить не только о размножении определенных бактерий, но и об их физиологической роли.

Оказалось, что физические упражнения повышают количество генов, связанных с расщеплением молочной кислоты (лактата) — побочного продукта обмена глюкозы в мышцах, который активно образуется при сильных нагрузках. Ну а бактерии Veillonella известны тем, что превращают лактат в пропионат — короткоцепочечную жирную кислоту, которая известна своим стимулирующим влиянием на расщепление глюкозы, сердечные сокращения и поглощение кислорода из воздуха.

Чтобы убедиться в том, что бактериям достается какое-то количество молочной кислоты из мышц, ученые ввели в кровь мышей молочную кислоту, меченную тяжелым изотопом углерода. Через некоторое время они обнаружили ее уже в кишечнике и заключили, что стенка кишечника «протекает», позволяя кишечным микробам получать лактат. Однако само по себе присутствие бактерий, судя по всему, не влияет на количество молочной кислоты в крови: у мышей, которым ввели бактерии рода Veillonella, концентрация лактата оставалась такой же, как и у контрольной группы, к которой подселили других микробов. На основании этих данных исследователи предположили, что роль бактерий состоит не столько в том, чтобы очистить кровь от молочной кислоты, сколько в производстве пропионата. И когда подопытным мышам ввели в кишечник пропионат, не подсаживая при этом никаких бактерий, они снова показали хороший результат на беговой дорожке, продержавшись дольше контрольной группы.

Авторы работы отмечают, что отношения бегунов с бактериями Veillonella — еще один хороший пример симбиоза. В ходе упражнений в крови увеличивается количество лактата, он попадает в кишечник и создает комфортную среду для микробов, которые его расщепляют. Продуктом расщепления оказывается пропионат, который усиливает выносливость спортсмена и позволяет его организму дольше бежать, а мышцам — производить еще больше любимой еды для кишечных бактерий.

 Полина Лосева

что такое и как выводить

Молочная кислота и лактат давно обрели репутацию главных врагов в спорте на выносливость. Их обвиняют в плохих результатах, боли и жжении в мышцах, а некоторые вообще в интоксикации организма. В статье расскажем некоторые важные факты о лактате и поясним, почему лактат в мышцах – наш друг, а не враг.

Молочная кислота и лактат: в чем разница

Лактат часто называют молочной кислотой и наоборот. Уточним: лактат — это соль молочной кислоты. Образовавшаяся в скелетных мышцах молочная кислота превращается в лактат. Из мышц лактат попадает в кровь, оттуда — в органы и другие мышцы, где используется для образования энергии. Фактически, молочная кислота не может накапливаться в организме, накапливается лактат.

Лактат и молочная кислота. Источник: massagefitnessmag.com

Как образуется молочная кислота в мышцах?

Молочная кислота образуется при распаде углеводов — гликолизе. Это сложный химический процесс из нескольких реакций, но мы опишем его более примитивно. Он бывает аэробным (с участием кислорода) и анаэробным (без участия кислорода).

Аэробный гликолиз происходит, когда энергия в организме вырабатывается кислородной энергосистемой. Это обычная жизнедеятельность или легкие физические нагрузки низкой и средней интенсивности. Такой гликолиз проходит в 2 этапа:

  1. Из глюкозы и молекул АДФ образуется молочная кислота и энергия
  2. Молочная кислота нейтрализуется при взаимодействии с кислородом и молекулами АДФ, в результате реакции выделяется энергия, образуются углекислый газ и вода

Пока работает кислородная система, молочная кислота не задерживается в мышцах.

Во время интенсивных нагрузок нужна быстрая энергия. Кислородная система медленная, поэтому на помощь приходит лактатная энергосистема — она работает без участия кислорода, не тратит время на его транспортировку, поэтому быстро производит энергию. Происходит анаэробный гликолиз: глюкоза расщепляется до молочной кислоты и энергии. Без участия кислорода молочная кислота не нейтрализуется, как при аэробном гликолизе, а накапливается в мышцах в виде лактата.

От чего зависит уровень лактата?

Уровень лактата в крови спортсмена зависит от интенсивности тренировки и способности организма утилизировать молочную кислоту. Во время интенсивных занятий подключается лактатный механизм образования энергии, где вместе с АТФ образуется лактат. Чем быстрее бежать или чем чаще крутить педали — тем больше требуется энергии, а вместе с ней образуется и накапливается лактат. Накопление лактата объясняется тем, что скорость образования лактата при интенсивной нагрузке выше, чем скорость его переработки. Суть тренировок на уровне ПАНО — научить организм эффективнее использовать лактат и не позволять ему накапливаться.

В состоянии покоя концентрация лактата в крови примерно равна 1-1,5 ммоль/л. Во время физических упражнений уровень лактата повышается и может достигать значений 30 ммоль/л при тяжелых нагрузках.

Забор крови на лактат из мочки уха. Источник: core4endurance.com.au

Зачем спортсмену измеряют лактат?

В профессиональном спорте лактат используют как индикатор интенсивности нагрузки. Уровень лактата повышается с увеличением интенсивности, поэтому по количеству лактата в крови определяют тип тренировки и вычисляют зоны интенсивности. Концентрация лактата в крови в разных зонах интенсивности:

  • в аэробной зоне — 2 ммоль/л
  • в транзитной зоне — 4-10 ммоль/л
  • в анаэробной зоне — более 10 ммоль/л

Проведя лактатный тест, можно наиболее точно определить ПАНО спортсмена или лактатный порог. Уровень лактата 4 ммоль/л считается примерным уровнем ПАНО — моментом, когда организм переключается с преимущественно аэробного режима на анаэробный. Многие спортсмены-любители занимаются до изнеможения, ошибочно полагая, что чем интенсивнее тренировка — тем выше результат. Усталость и сбитая координация, как правило, признак высокого уровня лактата в крови. Частые тренировки на высокой интенсивности не только не приносят результата, но и ухудшают физическую форму и приводят к перетренированности.

Замер уровня лактата в крови. Источник: trackanalysis.co.uk

Зная свой лактатный порог, можно построить эффективный тренировочный план и тренироваться с нужной интенсивностью. Например: тренировки на уровне лактатного порога (то есть при концентрации лактата в крови около 4 ммоль/л) развивают пороговую скорость спортсмена и повышают ПАНО. Тренировки на уровне лактата 0,5-1,5 ммоль/л считаются восстановительными, а при концентрации лактата 2-4 ммоль/л выполняются аэробные тренировки, которые составляют основную часть тренировочного плана спортсмена на выносливость.

Во время тренировочного цикла по уровню лактата следят за эффективностью подготовки спортсмена. Если со временем уровень лактата при одних и тех же нагрузках снижается — это говорит о росте спортивной формы, если повышается — о спаде формы. В последнем случае корректируют тренировочный план.

 

Как выводить молочную кислоту из организма

Лучший способ быстрее избавиться от избытка лактата — заминка или восстановительный кросс. Это активизирует аэробный обмен, тогда организм быстрее использует излишки лактата. Но даже без заминки уже через несколько часов содержание лактата в крови приходит в норму. Массаж, баня и другие процедуры помогают общему процессу восстановления, но не влияют на молочную кислоту и лактат.

Лактат в мышцах: 7 фактов

  • Лактат — важный источник энергии в организме, который используется мышцами, сердцем, головным мозгом, печенью и другими органами
  • Лактат вырабатывается в организме постоянно, даже при достаточном поступлении кислорода. В состоянии покоя или слабой нагрузки лактат используется организмом и не накапливается
  • Лактат используется для синтеза гликогена в мышцах
  • Тренированные и нетренированные спортсмены вырабатывают примерно одинаковое количество лактата, но тренированные используют его более эффективно
  • Чем выше нагрузка, тем больше производится лактата
  • Лактат — естественный предохранитель организма от перегрузок и показатель уровня нагрузки
  • Лактат не вызывает боль в мышцах. Несколько дней после тренировки мышцы болят не из-за лактата, а из-за микроповреждений и процесса восстановления. Концентрация лактата в мышцах и крови снижается уже через несколько часов после нагрузки

Занимайтесь спортом, двигайтесь и путешествуйте! Если нашли ошибку или хотите обсудить статью – пишите в комментариях.

Подписывайтесь на нас в TelegramЯндекс Дзен и Вконтакте

D-молочная кислота как метаболит: токсикология, диагностика и обнаружение

Существуют два энантиомера молочной кислоты. В то время как L-молочная кислота является обычным соединением метаболизма человека, D-молочная кислота вырабатывается некоторыми штаммами микроорганизмов или некоторыми менее важными метаболическими путями. В то время как L-молочная кислота является эндогенным соединением, D-молочная кислота является вредным энантиомером. Воздействие D-молочной кислоты может происходить различными путями, включая зараженные продукты питания и напитки, а также микробиоту во время некоторых патологических состояний, таких как синдром короткой кишки.Воздействие D-молочной кислоты невозможно диагностировать, поскольку обычные аналитические методы не подходят для различения двух энантиомеров. В этом обзоре представлены пути распространения D-молочной кислоты, патологические процессы, а также диагностические и аналитические методы, за которыми следуют рисунки и таблицы. Обобщается и обсуждается текущая литература.

1. Введение

Токсичность оптических изомеров - это особая проблема, которую нелегко изучить. Когда соединение существует в форме оптического изомера (энантиомера), часто один изомер безвреден или даже необходим для гомеостаза (например,g., L-аминокислоты), в то время как другой изомер токсичен и способен вмешиваться в важные пути в организме. С другой стороны, некоторые изомеры не вызывают серьезных проблем (например, сахара). Токсичность, зависящая от хиральности, известна для природных токсинов, лекарств и пестицидов [1–5]. Производство энантиопчистых препаратов - это особый вопрос, в котором предъявляются высокие требования к качеству изготовления и контроля. Производственные процессы должны иметь возможность отдавать предпочтение только одному изомеру или быть полностью селективным по отношению к нему. Этого можно достичь с помощью биокатализа [6], расширенного органического синтеза [7] и энантиоспецифического разделения [8].

Хотя неравный биологический эффект оптических изомеров известен относительно давно, его часто недооценивают, поскольку для различения изомеров необходимы сложные и дорогостоящие лабораторные тесты. Этот обзор посвящен D-молочной кислоте, которая по сравнению с ее L-изомерным аналогом проблематична для людей, а чрезмерное потребление может иметь фатальные последствия. Обзор актуальной литературы, обсуждение известных фактов и текущих исследований представлены в этой работе.

2. Сравнение D- и L-молочной кислоты

Молочная кислота существует в форме двух энантиомеров: D-молочной кислоты и L-молочной кислоты. В правильных химических терминах L-молочная кислота должна называться L (+) молочная кислота или S (+) молочная кислота, в то время как вариант D называется D (-) молочной кислотой, соответствующей R (-) молочной кислоте. Изомеры изображены на рисунке 1.


Молочная кислота существует в виде конъюгированного основного лактата (L-лактат в случае L-молочной кислоты и D-лактат в случае D-молочной кислоты) при физиологическом pH 7.4, но наличие сопряженного основания не влияет на хиральность, которая сохраняется в основном анионе. L-молочная кислота является естественным энантиомером человека и других высших форм жизни. Нормальный уровень L-лактата в крови человека находится в диапазоне от 0,5 до 1 ммоль / л, повышенный уровень выше нормального физиологического диапазона называется гиперлактатемией и может быть инициирован некоторыми патологическими процессами. Низкий уровень L-лактата называется гиполактатемией [9]; однако гиполактатемия - довольно редкое явление по сравнению с указанием на патологические состояния гиперлактатемией, что является важным открытием в клинической биохимии.Лактоацидоз возникает, когда концентрация L-лактата в плазме превышает 4 ммоль / л, а pH крови в этой ситуации может упасть ниже 7,35. Гиперлактатемия в легкой форме или в форме лактоацидоза может возникать по нескольким причинам, таким как сепсис, геморрагический шок, остановка сердца, травмы, отравления, ишемия, ожоги, диабетический кетоацидоз, некоторые виды рака и интенсивная мышечная активность [10–18]. .

Стандартный метаболизм L-лактата у большинства организмов опосредуется L-лактатдегидрогеназой (EC 1.1.1.27) при наличии NAD + в качестве кофактора. Реакция по своему принципу аналогична окислению D-лактата D-лактатдегидрогеназой (EC 1.1.1.28). Фермент эволюционно консервативен, поскольку его можно найти у эукариот, бактерий и даже архей. Пируват и НАДН являются продуктами реакции. Принцип окисления L-лактата до пирувата под действием L-лактатдегидрогеназы показан на рисунке 2. L-лактатдегидрогеназа участвует в основном метаболизме, тесно связанном с гликолизом и глюконеогенезом, и является важной частью цикла Кори у человека. и высших животных, но он также участвует в процессах ферментации [19–23].


По сравнению с L-молочной кислотой, D-молочная кислота не участвует в основных метаболических процессах большинства форм жизни. Ферменты, ответственные за метаболизм лактата, включая L-лактатдегидрогеназу, проявляют специфичность только к L-изомеру, и они не способны преобразовывать D-молочную кислоту. Только некоторые исключительные L-лактатдегидрогеназы, такие как фермент из Leuconostoc mesenteroides , способны участвовать в превращении D-лактата помимо стандартного метаболизма L-лактата [24].

3. Основные биохимические пути получения D-молочной кислоты

Различные виды бактерий способны одновременно продуцировать D-лактат или одновременно D- и L-лактаты. Многие из них участвуют в процессах ферментации, включая процессы, известные из биотехнологической промышленности. Род бактерий Lactobacillus продуцирует D, L и рацемическую смесь, род Pediococcus производит либо чистый L, либо рацемическую смесь некоторого штамма, Leuconostoc и Oenococcus являются продуцентами D-изомера, а род Weissella производит либо D-изомер, либо рацемическая смесь [25].Сконструированные штаммы бактерий могут служить для производства оптических изомеров. Асо и соавторы описали основанную на Lactococcus lactis биотехнологию для производства D-молочной кислоты [26].

Существует больше способов производства D-лактата микроорганизмами, грибами и другими. D-лактатдегидрогеназа (EC 1.1.1.28) - одна из них. Грибки Phytophthora undulata , Pythium debaryanum и Sapromyces elongatus [27] и бактерии Lactobacillus delbrueckii [28], Lactobacillus bulgaricus [29], Escherichia nuclei coli , Escherichium nucleus 25 aeruginosa [30] являются организмами, известными своей экспрессией D-лактатдегидрогеназы.D-лактатдегидрогеназа - это фермент, который превращает D-лактат в пируват путем современного восстановления NAD + до NADH.

D-лактатдегидрогеназа (цитохром) - еще один фермент, преобразующий D-лактат. Это фермент, известный под кодом EC 1.1.2.4. Он потребляет D-лактат и требует двух молекул феррицитохрома с, в то время как пируват и две молекулы ферроцитохрома с являются продуктами реакции. Активность этого фермента описана, например, на растении Arabidopsis thaliana [31], дрожжах Hansenula polymorpha [32] и дрожжах Saccharomyces cerevisiae [33].Участие D-лактатдегидрогеназы (цитохрома) в метаболизме человека широко не исследовалось. В исследовании описана активность фермента в митохондриях человека и его делеция у лиц с дефицитом фермента, а также обсуждена связь с появлением D-лактата в моче людей с дефицитом фермента [34].

D-лактатдегидрогеназа (цитохром с-553) представляет собой фермент, подобный D-лактатдегидрогеназе (цитохрому) или, возможно, в некоторых случаях с такой же биологической структурой.Это фермент, окисляющий D-лактат до пирувата с одновременным восстановлением двух молекул феррицитохрома с-553 до двух молекул ферроцитохрома с-553 за одну стадию. Этот фермент описан у бактерии Desulfovibrio vulgaris [35]. Подробная информация о ферменте не представлена ​​в текущей литературе.

Глиоксалаза 3 - это фермент, принимающий D-лактат в качестве субстрата и участвующий в его детоксикации. Фермент также известен под названием D-лактатдегидратаза и код EC 4.2.1.130. Он катализирует реакцию, в которой D-лактат производит метилглиоксаль (2-оксопропаналь) и одну молекулу воды. Этот фермент был идентифицирован у человека [36]. Глиоксалазы 1 и 2 также являются ферментами, участвующими в соответствующей продукции конверсии D-лактата у людей [37, 38]. Подобно тому, как система глиоксалаз связывает D-лактат и метилглиоксаль, метилглиоксаль в дальнейшем участвует в формировании конечных продуктов гликирования, и, в более широком смысле, он играет роль в нейродегенеративных нарушениях окислительного стресса [39–42].Ферменты, участвующие в метаболизме лактата, приведены в таблице 1.


Название фермента Номер ЕС Субстраты Продукты Организмы-продуценты Ссылки

D-лактатдегидрогеназа EC 1.1.1.28 D-лактат + NAD + Пируват + NADH Грибы Phytophthora undulata , Pythium debaryanum , и Sapromyces elongatus Sapromyces elongatus delbrueckii , Lactobacillus bulgaricus , Escherichia coli , Fusobacterium nucleatum и Pseudomonas aeruginosa [27–30]
D-лактатдегидрогеназа (цитохром 1 EC) .1.2.4 D-лактат + 2 феррицитохрома c Пируват + 2 ферроцитохрома c + 2H + Растение Arabidopsis thaliana , дрожжи Hansenula polymorpha и Saccharomyces33 cerevisiae [
D-лактатдегидрогеназа (цитохром с-553) EC 1.1.2.5 D-лактат + 2 феррицитохрома с-553 Пируват + 2 ферроцитохрома с-553 + 2H + Бактерия Desulfovibri [35]
D-лактатдегидратаза (также глиоксалаза 3) EC 4.2.1.130 D-лактат Метилглиоксаль + H 2 O Homo sapiens [36]

4. Отравление D-лактатом и D- Молочнокислый ацидоз

Производство молочных кислот является обычным явлением в биотехнологиях пищевой промышленности, а производство некоторых видов продуктов питания и напитков обычно основано на производстве молочной кислоты или связано с ним. Можно привести примеры процессов, основанных на так называемых молочнокислых бактериях [43].Производство молока и молочных напитков может быть затруднено загрязнением D-молочной кислотой в зависимости от типа присутствия бактерий [44]. Существует сомнительный эффект пробиотиков на повышенный уровень D-лактата в кровообращении. Хотя некоторые работы указывают на потенциальные риски пробиотиков, другие не показывают доказательств увеличения D-лактата из-за пробиотиков, и окончательный вывод еще не сделан [45–48]. Более того, продукция D-лактата пробиотиками не связана со всеми штаммами, и использование штаммов, продуцирующих D-молочную кислоту, регулируется, особенно в продуктах для детей [25, 49].В других экспериментах было доказано защитное действие пробиотиков, и их применение было связано со снижением уровня D-лактата [50].

Производство D-лактата микробиотой в организме человека в нормальных условиях ограничено. Микробиота может перепроизводить D-лактат при определенных обстоятельствах, например, при синдроме короткой кишки и операции тощего шунтирования, которые дополнительно поддерживаются, когда пациент принимает пищу с высоким содержанием сахара [51, 52]. Синдром абдоминального компартмента, полиорганная недостаточность, связанная с накоплением жидкости в перитонеальном и забрюшинном пространствах, является еще одним фактором риска повышения концентрации D-лактата в крови [53].Присутствие D-лактата может быть следствием отравления тяжелыми металлами, несмотря на то, что точный механизм остается неизвестным. Это было точно описано на модели крыс линии Вистар, подвергшихся воздействию свинца [54]. Инфекционные заболевания и заболевания, сопровождающиеся воспалительными процессами, также могут быть причиной или быть связаны с повышенным уровнем D-лактата [55–58]. D-лактат также может служить маркером некоторых инфекций и сепсиса [59]. D-лактоацидоз образуется из-за перепроизводства D-лактата [60]. D-молочная кислота может содержаться в продуктах питания и напитках, приготовленных с помощью биотехнологических процессов, или может быть загрязнена микроорганизмами или иным образом; е.е., пиво может быть загрязнено D-молочной кислотой [61–64].

D-лактат вызывает различные патологические проявления в зависимости от дозы, индивидуальных условий и специфического метаболизма. D-лактат оказывает прямое нейротоксическое действие, которое не зависит от падения pH крови и не свойственно L-лактату, который был тщательно изучен на телят голштинской породы в качестве экспериментальной модели [65]. В случае ягнят, отравленных D-лактатом, были выявлены ацидоз, атаксическая походка и предпочтительное положение лежа, а также возможная сонливость, и симптомы можно было подавить с помощью бикарбоната натрия [66].Энцефалопатия также является частым синдромом отравления D-лактатом [67, 68]. Нейротоксический эффект D-лактата также может проявляться в виде эпизодической спутанности сознания и гиперпноэ [69]. Общее замешательство, головокружение, головная боль, агрессивное поведение и потеря памяти - это другие симптомы отравления D-молочной кислотой [70]. Обзор типов воздействия D-молочной кислоты и воздействия с проявлениями показан на рисунке 3. Хотя D-лактат может вызывать осложнения для здоровья, он не является высокотоксичным соединением, поскольку ожидаемые средние летальные дозы довольно высоки.Уровень значения LD 50 на перорально отравленных крыс составляет около 4,5 г / кг.


Из-за экологических проблем, хорошей биосовместимости и применения в 3D-печати полимолочная кислота (синоним полилактид) становится наиболее предпочтительным полимером, который может разлагаться в природе [71–76]. Полилактические полимеры, представленные на современном рынке, обычно получают из дешевой рацемической смеси D- и L-молочных кислот, и ее можно химически назвать поли-DL-лактидом. Использование оптически чистых изомеров, из которых образуются поли-D-лактид и поли-L-лактид, сделало бы конечные пластмассовые изделия более дорогими.С другой стороны, наиболее коммерчески доступной молочной кислотой является энантиомер L, полученный в процессе ферментации, а другим важным источником является смесь, полученная химическим путем из ацетальдегида [77]. Возможен также гидролиз целлюлозы [78, 79]; существуют также протоколы производства D-лактата из метана [80]. Полимолочная кислота может быть разложена различными процессами, но гидролиз связанного сложного эфира является наиболее распространенной реакцией с химической точки зрения [81–83]; многие организмы, такие как бактерия Rhodopseudomonas palustris [84] и грибы Aspergillus niger и Candida cylindracea [85], являются примерами, которые обладают хорошей способностью гидролизовать полимолочную кислоту.В гидролизе полимолочной кислоты не участвует ни один фермент. Липазы [85], карбоксилэстеразы [86] и сериновые протеазы [87] были названы ферментами, способными гидролизовать полимолочную кислоту. Токсичность полимеров на современном рынке, как правило, низкая, и ее трудно измерить. Однако в некоторых работах были выявлены риски, связанные с материалами, доступными на текущем рынке, а биоразлагаемые материалы, такие как полимолочная кислота, оказались на удивление более опасными в модели in vitro [88]. Что касается полимолочной кислоты, следует учитывать высвобождение D-лактата из-за метаболизма; следовательно, продукты, приготовленные из поли-DL-лактида и поли-D-лактида, могут представлять определенный риск при проглатывании.

5. Диагностика и терапия

Воздействие D-молочной кислоты можно диагностировать с помощью стандартной биохимии, где некоторые маркеры демонстрируют хорошее соотношение доза-ответ. Кроме того, можно напрямую измерить остаточный уровень D-лактата в кровотоке. Биохимические маркеры могут указывать на тип отравления органической кислотой, но нелегко сделать вывод, что D-молочная кислота является возбудителем отравления, до тех пор, пока не будут проведены дальнейшие аналитические тесты. Точный анализ D-лактата в кровотоке непрост, потому что L-лактат и D-лактат имеют одинаковые физические и химические свойства, и большинство аналитических методов не могут их различить.В то же время L-лактат будет мешать анализу, потому что физиологическая концентрация в крови или плазме крови довольно высока; его концентрация может достигать 2,5 ммоль / л, а в некоторых условиях может даже превышать 4 ммоль / л [89]. В случае легкой гиперлактатемии L-лактат может достигать 7 ммоль / л и 12 ммоль / л в умеренном случае, а у пациентов с тяжелой гиперлактатемией концентрация может превышать 12 ммоль / л [90].

Стандартные биохимические маркеры могут помочь в диагностике воздействия D-лактата и оценить присутствие D-лактата в кровотоке.D-молочная кислота количественно продуцирует D-лактат в физиологических условиях, что приводит к падению pH крови с возможным возникновением большого анионного промежутка и метаболического ацидоза. Влияние D-лактата на биохимические маркеры можно показать на примере 14-летнего мальчика, страдавшего синдромом короткой кишки [69]. У пациента была значительно более высокая концентрация D-лактата, чем L-лактата в плазме крови. В то время как L-лактат был представлен в концентрации 2,89 ммоль / л, D-лактат достигал 11.2 ммоль / л одновременно. Избыток основания был равен -19,1 ммоль / л, анионная щель - 28,2 ммоль / л, а pH крови упал до 7,23. В другом описанном случае синдрома короткой кишки концентрация D-лактата в крови достигла 8,9 ммоль / л, в то время как L-лактат был равен 1,4 ммоль / л, а pH упал до 7,30 с одновременным избытком основания -11,8 ммоль / л в девяти случаях. -летний мальчик [91]. В клиническом случае описана пятилетняя девочка с синдромом короткой кишки [92]. Во время госпитализации у нее были следующие показатели сыворотки крови: pH 7.16, бикарбонат 5,2 ммоль / л, избыток основания -20,2 ммоль / л, L-лактат 0,92 ммоль / л и D-лактат 8,19 ммоль / л. Во всех трех предыдущих описаниях случались рецидивы и снова появлялся ацидоз, несмотря на медицинское наблюдение. Обзор биохимических параметров из представленных историй болезни представлен в таблице 2.


Пациент Уровень D-лактата Уровень L-лактата pH Избыток основания Список литературы

Мальчик 14 лет, страдающий синдромом короткой кишки 11.2 ммоль / л 2,89 ммоль / л 7,23 -19,1 ммоль / л [69]
9-летний мальчик с синдромом короткой кишки 8,9 ммоль / л 1,4 ммоль / л 7,30 -11,8 ммоль / л [91]
5-летняя девочка с синдромом короткой кишки 8,19 ммоль / л 0,92 ммоль / л 7,16 - 20,2 ммоль / л [92]

Разумеется, на биохимические маркеры могут влиять другие патологии, как представлено в отчете Хейермана и его коллег о пациенте, который одновременно страдает уросепсисом. неконтролируемый сахарный диабет 2 типа, передозировка парацетамолом и операция желудочного обходного анастомоза [93].Эта комбинация привела к нарушению функции почек, снижению сознания, гипервентиляции, диарее, рвоте и развитию метаболического ацидоза с высоким анионным разрывом. Ацидоз и изменение других биохимических маркеров могут быть инициированы другими химическими веществами аналогично тому, как описано здесь для D-молочной кислоты. Этиленгликоль и метанол можно назвать органическими соединениями, инициирующими развитие ацидоза, поскольку в результате метаболизма из них образуются органические кислоты - гликолевая кислота, глиоксиловая кислота и щавелевая кислота из этиленгликоля и муравьиная кислота из метанола [94–96].

Распознавание точного типа яда невозможно без дальнейшей идентификации с помощью химического анализа. Существуют подходящие ферментные анализы, биоанализы и биосенсоры, в которых используются ферменты, специфичные только для одного изомера [33, 97–99]. Электрохимический биосенсор с D-лактатдегидрогеназой из архей Candidatus caldiarchaeum subterraneum был сконструирован Satomura и соавторами, и он был пригоден для определения концентрации D-лактата в диапазоне 0,03–2.5 ммоль / л [97]. D-лактат-оксидоредуктаза (цитохром) из дрожжей Saccharomyces cerevisiae послужила для создания амперометрического биосенсора с полной селективностью к D-лактату [98]. D-лактат можно легко измерить с помощью обычного спектрального анализа в сочетании с распознавательной способностью селективного фермента. D-лактатдегидрогеназа была выбрана в качестве инструмента для измерения D-лактата в плазме лабораторных крыс [99]. В этой работе фермент окислял D-лактат до пирувата с одновременным восстановлением NAD + до NADH.Созданный НАДН давал сигнал флуоресценции с возбуждением при 340 нм и испусканием при 491 нм.

Стандартные инструментальные аналитические методы, такие как хроматография или масс-спектрометрия, обычно не подходят для различения оптических изомеров; однако можно сделать некоторые улучшения, чтобы сделать их выборочными. Динг с сотрудниками дериватизировали D- и L-молочные кислоты с помощью L-ментола, и следующая газовая хроматография (ГХ) с масс-спектрометрией (МС) была подходящей для их селективного анализа [100].В другой работе (S) (+) - 1- (2-пирролидинилметил) -пирролидин служил для дериватизации D- и L-молочной кислоты, а продукт дериватизации был проанализирован с помощью сверхпроизводительной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией [101]. Еще одна возможность для целей анализа - высокоэффективная жидкостная хроматография с хиральной колонкой. Это было, например, выполнено Генри и его коллегами для определения D-лактата в моче, и они объединили высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ) с МС и использовали хиральную колонку Astec Chirobiotic ™ R для достижения селективности по изомерам [102] .Обзор аналитических методов для D-молочной кислоты приведен в таблице 3.


Тип анализа Принцип селективности к D-изомеру над L-изомером Ссылки

Электрохимический биосенсор Селективность, определяемая ферментом D-лактатдегидрогеназа [97]
Электрохимический (амперометрический) биосенсор Селективность, обеспечиваемая ферментом D-лактат оксидоредуктаза (цитохром) [цитохром]
Оптический (флуориметрический) тест, основанный на восстановлении NAD + до NADH Селективность, определяемая ферментом D-лактатдегидрогеназой [99]
GC MS Дериватизация D- и L-молочной кислоты путем L-ментол [100]
Сверхэффективная жидкостная хроматография - МС Дериватиз D- и L-молочной кислоты (S) (+) - 1- (2-пирролидинилметил) пирролидин [101]
HPLC-MS Селективность хиральной колонки [102]

Поскольку падение pH является прямым следствием отравления D-лактатом, в качестве терапии первого выбора рекомендуется применение бикарбоната натрия или любого другого препарата для лечения ацидоза [103–106].Изменение состава микробиоты, такое как подавление штаммов Lactobacillus , продуцирующих D-молочную кислоту, конкурентными пробиотиками является профилактическим путем, ведущим к предотвращению экспозиции D-лактата [50]. Стандартный диализ эффективен в случаях отравления D-лактатом и может быть рассмотрен, по крайней мере, в случаях тяжелого ацидоза. В описании случая, проведенного Андерсоном и соавторами, было обнаружено снижение уровня D-лактата в сыворотке с 0,59 ммоль / л до 0,22 ммоль / л при непрерывном амбулаторном перитонеальном диализе в течение ночи [107].

6. Выводы

D-Молочная кислота не является высокотоксичным соединением, представляющим серьезную угрозу для жизни человека. С другой стороны, это важный маркер и токсичный метаболит, который может вызывать проблемы со здоровьем и осложнять другие патологии. Отравление нелегко диагностировать, потому что необходимы сложные аналитические методы, чтобы точно различить два изомера. К сожалению, исследования механизма образования D-молочной кислоты, предотвращения осложнений и диагностики отравления ограничены.Необходимы дальнейшие исследования в этой области. Экономическое значение D-молочной кислоты будет расти из-за производства биоразлагаемых материалов, в которых также используется D-молочная кислота.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что у него нет конфликта интересов.

Выражение признательности

Выражаем признательность за долгосрочный план развития организации «Медицинские аспекты оружия массового уничтожения» и выделенные средства на исследования (Факультет военно-медицинских наук, Университет обороны, Чешская Республика).

Недооцененное осложнение синдрома короткой кишки

D-лактат-ацидоз или D-лактатная энцефалопатия - редкое заболевание, которое возникает в первую очередь у людей с синдромом короткой кишки в анамнезе. Неабсорбированные углеводы действуют как субстрат для бактерий толстой кишки для образования D-молочной кислоты среди других органических кислот. Кислый pH, образующийся в результате производства D-лактата, способствует дальнейшему развитию D-молочной кислоты, что приводит к возникновению порочного круга. Накопление D-молочной кислоты в крови может вызывать неврологические симптомы, такие как делирий, атаксия и невнятная речь.Диагноз ставится на основе комбинации клинических и лабораторных данных, включая специальные анализы на D-лактат. Лечение включает в себя коррекцию ацидоза и уменьшение количества субстрата для D-лактата, например углеводов, в пище. Кроме того, для очистки кишечной флоры можно использовать антибиотики. Несмотря на то, что разрабатываются новые методы диагностики и лечения, клиническая диагностика по-прежнему имеет первостепенное значение, поскольку в диагнозе может быть много противоречий, о чем будет сказано ниже.

1.Введение

D-лактоацидоз (D-la) - редкая форма лактоацидоза, наблюдаемая в основном у пациентов с синдромом короткой кишки (SBS). Другие вовлеченные состояния включают токсическое поступление химических веществ, таких как пропиленгликоль, и редко у пациентов с тяжелым диабетическим кетоацидозом. D-молочная кислота является энантиомером L-молочной кислоты. L-молочная кислота является основным звеном, вызывающим лактоацидоз у людей. Исторически D-la чаще описывался у жвачных животных, но нечасто у людей [1].Это состояние было впервые описано в 1979 году Oh et al. [2] у пациента с SBS, страдающего тяжелым метаболическим ацидозом и энцефалопатией. SBS является результатом обширной хирургической резекции кишечника, приводящей к диарее, вызванной мальабсорбцией, электролитным нарушениям и недоеданию из-за плохой переработки питательных веществ [3]. Заболеваемость SBS может варьироваться географически, но общая оценочная заболеваемость составляет примерно 2 человека на миллион в год [4].

Преобладающая система органов, пораженная D-la, - это центральная нервная система (ЦНС).Симптомы могут включать невнятную речь, атаксию, изменение психического статуса, психоз или даже кому [2, 5–10]. Высокий индекс клинического подозрения является ключевым в диагностике D-la у пациентов с метаболическим ацидозом с повышенным анионным разрывом, нормальным уровнем L-лактата, наличием в анамнезе SBS и описанными выше клиническими особенностями. Эта статья включает всесторонний обзор этиологии, клинических проявлений, диагностических методов и методов лечения D-la у пациентов с SBS.

2.Материалы и методы

При подготовке этой статьи мы выполнили поиск в PubMed и MEDLINE опубликованной работы на английском языке, чтобы выявить отчеты о случаях, обзорные статьи, исследования и метаанализы на D-la в отношении SBS. . Были использованы следующие ключевые слова: «D-lact *», «мальабсорбция *», «короткий кишечник», «короткий кишечник», «хирургия кишечника *», «резекта кишечника *», «колэктомия», «резекта подвздошной кишки *», « Резекта толстой кишки *, «резекция толстой кишки *», «операция на подвздошной кишке *», «операция на толстой кишке *», «хирургия кишечника *» и «бариатрическая хирургия *», по которым была получена 91 статья.Включены статьи с 1 января 1979 г. по 30 сентября 2014 г. Были рассмотрены статьи, которые отвечали критериям адекватной информации, включая характеристики пациента, наличие SBS, патогенез, клинические особенности и варианты лечения D-la. Избранные ссылки из оригинального набора статей включены в библиографию. Для этой статьи мы отобрали 32 статьи на основе вышеупомянутых критериев, которые имели отношение к нашему текущему обсуждению.

3. Цели

Эта статья призвана предоставить всесторонний обзор D-la с использованием данных, опубликованных в литературе, и призывает читателей распознавать D-la в соответствующих клинических условиях.Мы также подробно обсуждаем диагностические и терапевтические принципы, направленные на предотвращение неблагоприятных последствий D-la.

4. Патофизиология D-молочнокислого ацидоза

Шведскому химику Шееле приписывают открытие 2-гидроксипропаноата или молочной кислоты из кислого молока [11]. Молочная кислота существует в виде двух энантиомеров / стереоизомеров в зависимости от ориентации ее асимметричного второго атома углерода. Это D (правовращающий) и L (левовращающий) типы, основанные на вращении света по часовой стрелке и против часовой стрелки соответственно [12].Обычно молочная кислота существует полностью в форме L-лактата (с концентрацией 1-2 ммоль / л), поскольку клетки млекопитающих почти исключительно продуцируют эту форму. Причина этого - недостаток фермента дегидрогеназы D-молочной кислоты [13]. Однако D-лактат может образовываться в мизерных концентрациях из метилглиоксаля через глиоксалазный путь [14].

Некоторые ферментированные продукты и напитки, такие как соленые огурцы, йогурт, простокваша, помидоры, яблоки, пиво и вино, также могут повышать содержание D-молочной кислоты [15, 16].Вышеупомянутый механизм имеет отношение к нашему обсуждению D-la у пациентов с SBS. Такие соединения, как раствор лактата Рингера, лактат натрия, пропиленгликоль и некоторые растворы перитонеального диализата, также могут вызывать D-la [14, 17]. Примечательно, что и D, и L-лактат могут продуцироваться микробиотой желудочно-кишечного тракта, и единственным определяющим фактором этого является количество D- или L-лактатдегидрогеназы, присутствующей в бактериальной флоре человека [18]. Различные количества D и L-лактата могут образовываться в зависимости от относительной концентрации и биологической активности различных видов бактерий.Кроме того, у некоторых бактерий есть фермент DL-лактатрацемаза, который может преобразовывать один энантиомер в другой [18]. Первоначально считалось, что из-за отсутствия у человека фермента D-лактатдегидрогеназы мы не можем метаболизировать D-лактат до пирувата. Однако за последние два десятилетия появилось множество литературы, предполагающей присутствие фермента дегидрогеназы D-2-гидроксикислоты (D-2-HDH), который в основном обнаруживается в печени и почках [15, 17–22]. Этот фермент ингибируется состояниями с низким pH, что играет важную роль в относительной избыточной продукции D-лактата в определенных клинических ситуациях и подробно обсуждается позже.

Производство D-лактата в кишечнике ускоряется двумя факторами: первый - это отсутствие или уменьшение длины тонкой кишки, которая обычно отвечает за всасывание большинства простых углеводов; и второй - наличие непрерывной толстой кишки, где все неабсорбированные углеводы представлены в качестве субстрата для ферментации бактериальной флоры толстой кишки. У здоровых людей только пищевые волокна, крахмал и, возможно, небольшое количество непереваренных моно- или дисахаридов достигают толстой кишки, где они ферментируются и метаболизируются до органических кислот.Обычно скорость производства этих органических кислот не превышает скорость метаболизма и, следовательно, не приводит к клинически значимой ацидемии [23]. Эти органические кислоты в основном состоят из ацетата, пропионата и бутирата, вместе известных как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA). Они служат основным источником энергии для клеток слизистой оболочки толстой кишки, а иногда и для всего остального тела. Ферментация непереваренных углеводов в конечном итоге приводит к очень низкой концентрации D- и L-лактата [24], поскольку они метаболизируются до SCFA со скоростью, равной их производству [23].

Изменение микробиоты толстой кишки играет важную роль в производстве D-лактата. Синдром короткой кишки приводит к увеличению нагрузки непереваренных углеводов (включая простые сахара) в толстой кишке. В результате количество производимой органической кислоты превышает количество, которое может быть усвоено здоровыми людьми. Это приводит к накоплению органических кислот, включая SCFA и лактат, в результате чего среда становится более кислой, чем обычно. Интересно, что более низкий pH способствует росту бактерий, ответственных за производство D- и L-лактата, поскольку они устойчивы к кислотам, и это приводит к дальнейшему снижению pH, создавая порочный круг.Эти бактерии включают Lactobacillus fermenti и L. acidophilus и некоторые другие [25, 26]. Как упоминалось ранее, основным ферментом, ответственным за метаболизм D-лактата у людей, является D-2-HDH, который ингибируется в кислой среде. Caldarini et al. [27] продемонстрировали это в исследовании in vitro, проведенном на образцах стула ребенка. Таким образом, SBS приводит к инициированию и распространению образования D-молочной кислоты.

Исследования на младенцах показали, что с развитием SBS требуется всего 2-3 недели перорального кормления, чтобы вызвать резкое изменение их кишечной флоры, особенно лактат-продуцирующих лактобацилл, которая увеличивается с 1% до 60% [28 , 29].Несмотря на это резкое изменение, для выработки значительного количества D-лактата в стуле требуется от нескольких месяцев до лет. Таким образом, была выдвинута гипотеза, что создание новой флоры требует значительного периода времени, чтобы проявить свой эффект [28]. Другие состояния, которые могут имитировать SBS при возникновении осложнений D-la, включают воспалительное заболевание тонкой кишки, особенно болезнь Крона, антибиотики и даже пробиотики, которые могут изменять существующую флору толстой кишки. Отчеты о конкретных случаях описаны в таблице 1.

90 после проведения парентерального питания, а пт. ели устно, речь была невнятной

Автор / год Пациенты Возраст / пол Причина D-la Комментарии / клинические

Kholostova et al./2014 [44] 24 <2 лет / переменная SBS — илеоеюнальный ректальный анастомоз для лечения болезни Гиршпрунга D-лактат в фекалиях увеличился у 35% пациентов.
Singh et al./ 2013 [45] 1 37 / M Вызванное антибиотиком изменение кишечной флоры, вызывающее рецидив D-la Осложненное новым острым преходящим систолическим CHF
Dahlquist et al./1984 [37] 1 24 / F SBS - ишемическая резекция тонкой кишки Первичные симптомы со стороны ЦНС - летаргия, эхолалия, атаксия
Burski et al ./2013 [46] 1 41 / F SBS— бариатрическая хирургия Спутанность сознания (чувство опьянения), невнятная речь, атаксия.
Gigante et al ./2012 [47] 1 51 / F SBS - частичная резекция тонкой кишки, тощейся анастомоз из-за инфекции Salmonella enteritidis Путаница, помутнение зрения, невнятная речь, тошнота , слабость
Guerrero et al./2010 [48] 1 35 / F SBS - резекция подвздошной кишки из-за ишемии кишечника Головокружение, нестабильность походки, потеря силы
Munakata et al. ./ 2010 [42] 1 5 / F SBS - атрезия тонкой кишки; кишечная непроходимость; перитонит
использование пробиотиков - Bifidobacterium
Периодическая атаксия, неспособность захватывать предметы, взрывная речь
Grunert et al./2010 [49] 1 7 / M Врожденная недостаточность дисахаридазы 463
Dahhak et al./ 2008 [50] 1 6 / M SBS - показания к операции на кишечнике не указаны Дизартрия и дезориентация
Soler Palacín et al. / 2006 [51] 1 11 / M SBS - множественные резекции кишечника в послеродовом периоде Спутанность сознания, энцефалопатия, невнятная речь
Puwanant et al. / 2005 [52] 1 14 / M SBS - операция на завороте средней кишки за пять лет до Эпизодическая спутанность сознания, гиперпноэ
Uchida et al./ 2004 [53] 1 22 / M SBS - операция на завороте заворота в возрасте трех лет Невнятная речь, сонливость, нарушение походки
Zhang et al./2003 [16] 1 12 / M SBS — Резекция тонкой кишки 20 см по причине заворота 11 эпизодов слабости, атаксии, тошноты, невнятной речи, летаргии
Kamar et al./2003 [54] 1 80 / M SBS - субтотальная колэктомия с J-мешком подвздошной кишки Путаница, дезориентация, тахипноэ
Azhar and Beach / 2002 [55] 1 53 / F SBS - колэктомия и колостомия за 20 лет до Язвенный колит Тошнота, рвота, утомляемость, диарея из-за колостомы
Angelet et al./ 2002 [56] 1 Неизвестно SBS Неврологические симптомы
Lalive et al./2001 [57] 1 54 / - SBS - обширная операция на тонкой кишке за несколько месяцев до этого Несколько эпизодов острой спутанности сознания, атаксия, нистагм, дизартрия
Sela et al./1999 [58] 2 2,25 / F
1,5 / M
SBS - врожденная кишечная непроходимость Энцефалопатия
Day and Abbott / 1999 [5] 1 Неизвестно SBS Неизвестно
Vella and Farrugia / 1998 [33] 1 50 / F SBS Рецидивирующая слабость , атаксия, невнятная речь, спутанность сознания, тошнота
Coronado et al./ 1995 [9] 1 50 / M SBS - шунтирование точечной кишки 2 года назад, с недавним применением доксициклина Атаксия, невнятная речь, слабость
Koletzko et al. / 1994 [59] 1 9 / M SBS - дупликация тонкой кишки за 2 года до этого Рецидивирующие эпизоды - задержка развития, неустойчивая походка, невнятная речь, сонливость
Gurevitch et al./1993 [60] 1 1,6 г. SBS - заворот средней кишки Синдром энцефалопатии
Forsyth et al./ 1991 [61] 1 Неизвестно SBS - атрезия тощей кишки Рецидивирующая энцефалопатия, леченная неомицином
Flourie et al. / 1990 [35] 1 24 / M SBS— недавнее лечение препаратом Бактрим Неврологические симптомы
Скалли и др. / 1989 [31] 1 16 / M SBS - ишемия тонкой кишки из-за колотых ран Головная боль, спутанность сознания, ступор, дизартрия
Rosenthal and Pesce / 1985 [62] 1 2.5 / M SBS - заворот средней кишки Атаксия, летаргия
Haan et al. / 1985 [63] 1 8 / M SBS Депрессия, невнятная речь, спутанность сознания, периодически агрессивное поведение
Траубе и др. / 1983 [64] 1 40 / M SBS - тощей кишки Странное поведение, невнятная речь, атаксическая походка
Сато и др. / 1982 [65] 2 Неизвестно SBS Неизвестно
Schoorel et al./ 1980 [66] 1 3 / M SBS Спутанность сознания, одышка, сонливость
Oh et al. / 1979 [2] 1 30 / M SBS - ишемический кишечник Невнятная речь, спутанность сознания

5. Обзор клинических признаков D-молочнокислого ацидоза

Все случаи D-la, описанные в этом обзоре, имели в анамнезе SBS по разным причинам включая ишемию кишечника, кишечную непроходимость, врожденные аномалии и заворот средней кишки.У пациентов с D-la очевидное преобладание неврологической симптоматики (таблица 2). Как видно из таблиц 1 и 2, все пациенты демонстрируют ту или иную форму энцефалопатии, и это может представлять собой диагностическую проблему для клиницистов, поскольку ее часто можно спутать с первичным неврологическим расстройством. Первичные неврологические симптомы, возникающие при D-la, часто связывают с ацидозом. Однако были сообщения, опровергающие эту причинно-следственную связь. Godey et al. [30] описали случай двухлетней девочки, у которой был диагностирован лактоацидоз и неврологические симптомы.Пациент имел рецидивы неврологических симптомов с повышенным уровнем D-лактата, но без значительного ацидоза через 6 месяцев после первоначального диагноза.

3 900 5 5 Диарея 3 «Чувство.

Презентация Процент пациентов

Энцефалопатия 100
Невнятная речь 52
Нарушение походки 29
Слабость 16
Тахипноэ 13
Агрессивное поведение 10
6
Головная боль 3
Нистагм 3
Расплывчатое зрение 3
Взрывная речь 3
Эхолалия 3
3
Депрессия 3

В одном из первых случаев, описывающих D-la в 1979 году, Oh et al.[2] предположили, что неврологические проявления связаны с прямым токсическим действием на мозг в результате прохождения D-la через гематоэнцефалический барьер. Возможный механизм, предложенный авторами, заключался в том, что в ткани мозга более низкие уровни метаболизирующего D-лактат фермента D-2-HDH и, следовательно, уровни D-лактата повышаются. Однако, несмотря на эту теоретическую основу, другие сообщения о случаях предполагают, что нет никакой разницы в концентрации D-молочной кислоты в крови или спинномозговой жидкости [31]. Важно понимать, что фактические уровни D-лактата не коррелируют с клиническими проявлениями.Экспериментальные исследования, проведенные с нагрузкой D-лактатом у здоровых пациентов, использующих как внутривенные, так и пероральные препараты, в два раза превышающие верхний предел нормы, привели лишь к нескольким клиническим симптомам [15, 21]. Thurn et al. [32] еще больше усилили эту гипотезу в исследовании 33 пациентов с анамнезом тощей кишки, а также обнаружили слабую корреляцию между уровнем D-лактата и клиническими симптомами.

На основании вышеупомянутой теории считалось, что неврологические симптомы могут быть связаны не с D-лактатом, а с другими органическими кислотами, продуцируемыми в толстой кишке, которые могут быть потенциально нейротоксичными.К ним относятся меркаптаны, альдегиды, амины и спирты, которые потенциально могут действовать как ложные нейротрансмиттеры и вызывать клинические симптомы [23].

Другими возможными причинами могут быть дефицит питательных веществ, поскольку пациенты с SBS могут потерять значительную площадь абсорбирующей поверхности кишечника. Hudson et al. [8] сообщили о случае рецидивирующей энцефалопатии, вторичной по отношению к D-la, у пациента, у которого был обнаружен повышенный уровень транскетолазы эритроцитов, указывающий на дефицит тиамина. Мозжечок - потенциальная цель для повреждения в D-la.Это связано с тем, что он имеет ограниченное количество пируватдегидрогеназы, фермента, необходимого для превращения пирувата в ацетил-ко-A [26]. Однако, поскольку D-лактат превращается в пируват [33], уровней фермента недостаточно для метаболизма всего пирувата, и это, в сочетании с относительным дефицитом тиамина, может вызывать неврологические симптомы, схожие с энцефалопатией Вернике (спутанность сознания, атаксия и офтальмоплегия). Другие теории включают снижение активности пируватдегидрогеназы с накоплением D-лактата из-за снижения pH [33].Хотя теория пирувата объясняет многие клинические проявления, был зарегистрирован случай D-la, когда уровни пирувата были нормальными во время острых неврологических симптомов [30].

Ранее мы обсуждали, как SCFA продуцируются в толстой кишке и служат источником энергии для клеток слизистой оболочки толстой кишки, а иногда даже для остальной части тела. В случае SBS из-за изменения микробиоты бактерии, продуцирующие лактат, имеют тенденцию перерастать бактерии, продуцирующие SCFA. В результате образуется меньше ацетил-коА, что приводит к меньшему количеству АТФ, что может повлиять на выработку нейротрансмиттеров и неврологическое функционирование [33].

Из приведенного выше обсуждения ясно, что способ, которым D-лактат оказывает свое клиническое влияние, является сложным и, по-видимому, существует множество факторов, которые влияют на результаты. Тем не менее, это понимание патофизиологических механизмов должно побудить врача идентифицировать D-la, чтобы реализовать соответствующие и своевременные терапевтические стратегии.

6. Диагностика D-молочнокислого ацидоза

Диагностика D-la требует высокого клинического подозрения и осведомленности о различных проявлениях состояния, особенно у пациентов с соответствующими факторами риска.Позже диагноз должен быть подтвержден соответствующими лабораторными исследованиями. Среди распространенных симптомов - делирий / энцефалопатия, невнятная речь и нестабильная походка (см. Таблицу 1). В некоторых случаях описывалось агрессивное поведение, в других - симптомы, похожие на острую алкогольную интоксикацию. D-la всегда следует подозревать у пациента с SBS, воспалительным заболеванием кишечника или другими синдромами мальабсорбции, и для этого обычно требуется наличие относительно неповрежденной толстой кишки. Из-за неспецифического характера симптомов D-la часто упускают [34], и, следовательно, у вышеупомянутой популяции пациентов оправдан высокий индекс подозрений.Недавние антибиотики или даже пробиотики также упоминались в нескольких сообщениях о случаях [9, 35].

Анализ крови обычно выявляет метаболический ацидоз анионной щели, и если рассчитать соотношение дельта-дельта, оно будет находиться в диапазоне от одного до двух, если нет других дополнительных факторов, способствующих метаболическому ацидозу. Рост анионной щели меньше ожидаемого. Это связано со стереоспецифичностью D-лактата, которая облегчает выведение D-, а не L-лактата с мочой. Это может вызвать как метаболический ацидоз анионной щели, так и гиперхлоремический метаболический ацидоз.Иногда анионный разрыв мочи может быть положительным, и как этот, так и гиперхлоремический метаболический ацидоз могут привести к ложному диагнозу почечного канальцевого ацидоза (РТА) [34]. Осмолярный зазор в моче можно использовать для расчета неизмеренных катионов, таких как Nh5 +, который выделяется больше в D-la из-за системного ацидоза и может помочь в дифференциации от RTA. Для измерения уровня D-лактата требуются специальные анализы, поскольку эти анализы содержат D-лактатдегидрогеназу. Во время острых эпизодов уровни могут повышаться, и, хотя стандарта нет, для определения D-la используется концентрация D-лактата> 3 ммоль / л [36].

Симптомы D-la часто преходящи, что затрудняет биохимический диагноз. Однако нельзя игнорировать клинический анамнез, подобный описанному выше. Пациенты могут часто сообщать в анамнезе о предшествующих неврологических симптомах после приема пищи, богатой углеводами. В некоторых случаях врачи предлагали своим пациентам вводить энтеральную углеводную нагрузку для воспроизводимости неврологических симптомов и повышения уровня D-лактата [34, 37]. Электроэнцефалограмма используется нечасто, так как она неспецифична.Однако в остром состоянии аномалии ЭЭГ могут совпадать с уровнем D-лактата [38]. Культуры стула, в которых растет высокая концентрация бактерий, продуцирующих D-лактат, также указывают на D-la как причину.

Генри и др. [39] недавно изучили новые методы определения уровней D- и L-лактата в моче с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии. Предел обнаружения D-лактата составил 0,125 ммоль / л. Более поздние исследования показывают, что соотношение D-лактат / L-лактат может служить лучшим метаболическим признаком измененной микробиоты толстой кишки по сравнению с абсолютными значениями и, таким образом, может помочь в более надежном прогнозировании неблагоприятных клинических исходов у пациентов с СБС [40].

7. Лечение D-молочнокислого ацидоза

Раннее выявление и коррекция метаболических нарушений приводит к улучшению неврологических симптомов. Острота лечения зависит от клинического состояния пациента. План лечения можно резюмировать следующим образом: (1) Устранение ацидемии. (2) Удаление причиняющего вред агента (углеводов, пропиленгликоля или экзогенного D-лактата). (3) Долгосрочные меры контроля.

Внутривенный бикарбонат может использоваться с гидратацией жидкости для коррекции ацидемии.Следует избегать употребления лактата рингер, поскольку он содержит как D-, так и L-лактат. Во время обострения следует избегать приема углеводов энтерально. Это не только снизит уровень D-лактата из-за недостатка субстрата, но и продуцирующие лактат бактерии будут голодать и умирать в отсутствие источника пищи [29]. Углеводы можно дополнять парентерально, и следует рассмотреть возможность введения тиамина для покрытия дополнительной активности пируватдегидрогеназы, особенно в мозжечке. Плохо всасываемые пероральные антибиотики наиболее эффективно используются локально в кишечнике - к ним относятся клиндамицин, ванкомицин, неомицин и канамицин [33].В редких случаях для быстрого выведения D-лактата из плазмы использовали гемодиализ [41].

После того, как острая фаза взята под контроль, необходимо реализовать стратегии предотвращения будущих событий. Долгосрочное управление должно быть сосредоточено на избегании субстратов, ответственных за продукцию D-лактата. Простое ограничение углеводов может быть полезным, поскольку они быстрее метаболизируются до D-лактата [18]. Некоторые экзогенные ферментированные продукты, такие как простокваша, йогурт и соленые огурцы, содержат D-лактат, и их следует избегать.

Пациенты с SBS страдают нарушением всасывания жира, что может привести к образованию кальциевого мыла в кишечнике со свободным абсорбированием оксалата с риском образования почечных камней. Пациенты должны оставаться хорошо гидратированными, чтобы не отставать от потерь. Также оксалаты могут ингибировать D-2-HDH, поэтому потребление оксалатов следует ограничить. Небольшое количество добавок кальция (до 1 г / день) может быть полезным. Это также увеличит pH в кишечнике, что может снизить выработку D-лактата, как показано Caldarini et al.[27]. У пациентов с повторными эпизодами можно рассмотреть возможность длительного приема антибиотиков. Однако без стандартных рекомендаций это должно быть индивидуальным. Доказательства наличия пробиотиков в D-la неясны и противоречивы. Были сообщения, описанные выше, относительно того, что пробиотики были задействованы в качестве возбудителя в нескольких случаях D-la [42], но в настоящее время нет рекомендаций по их предотвращению.

В тех редких случаях, когда ни диетическое, ни медицинское лечение неэффективны, некоторые хирургические варианты могут оказаться полезными.При SBS определенные процедуры включают удлинение кишечника [18], трансплантацию тонкой кишки или, в некоторых крайних случаях, удаление толстой кишки. Появляются несколько многообещающих новых направлений лечения пациентов с SBS. Одним из таких приемов экспериментальной фазы является технология строительных лесов. Этот метод включает производство тканевой инженерии кишечника (TEI) с использованием наночастиц, которые могут выполнять функцию кишечника и помогать предотвращать осложнения SBS [43]. В этой области необходимы дальнейшие исследования, прежде чем его можно будет безопасно и эффективно использовать на людях.

8. Future Direction

D-лактоацидоз - редкое состояние с неблагоприятными клиническими эффектами, которое, к счастью, поддается лечению с помощью безопасных и эффективных стратегий лечения. Одним из аспектов, помогающих в диагностике D-la, может быть роль измерения органических кислот, образующихся в процессе метаболизма пирувата. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять патофизиологию связанных неврологических симптомов, чтобы восполнить пробелы в наших знаниях по этому важному вопросу.

9. Заключение

Хотя D-la встречается редко, он может отрицательно влиять на качество жизни пациентов с SBS.Врачи должны знать о факторах риска и наличии симптомов, сохраняя высокий индекс клинической подозрительности, поскольку раннее выявление и лечение являются обязательными для эффективного ведения пациентов с этим состоянием.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов (финансового или иного).

Выражение признательности

Авторы очень благодарны г-ну Алану Альбергу (Отдел кардиологических исследований Хартфордской больницы) за помощь в редактировании статьи.

L-лактат и D-лактат - клиническое значение разницы

Введение

Лактат, анион, образующийся в результате диссоциации молочной кислоты, представляет собой внутриклеточный метаболит глюкозы; в частности, это конечный продукт анаэробного гликолиза, конечной стадией которого является превращение пирувата в лактат ферментом лактатдегидрогеназой.

В здоровом организме ежедневно вырабатывается около 1500 ммоль лактата, и до тех пор, пока поддерживается нормальная скорость метаболического удаления, в основном печенью и почками, концентрация в плазме крови остается в пределах приблизительного эталонного диапазона 0.5-1,5 ммоль / л [1]. Аномальное увеличение лактата в плазме (так называемая гиперлактатемия) происходит, если скорость производства превышает скорость удаления.

Если гиперлактатемия достаточно тяжелая (лактат плазмы> 5,0 ммоль / л), она связана с ацидозом (pH крови

Гипоксия тканей, являющаяся результатом недостаточной перфузии тканей и / или пониженного содержания кислорода в крови (гипоксемия), является общей чертой многих видов критических заболеваний, поэтому измерение лактата наиболее часто используется для мониторинга оксигенации тканей у критически больных. .

Лактат плазмы в пределах нормы считается надежным доказательством того, что ткани адекватно насыщены кислородом. Подробная информация о нормальном производстве и утилизации лактата, а также о патофизиологии гиперлактатемии и лактоацидоза (наиболее частой причины метаболического ацидоза) содержится в недавней обзорной статье [2].

Лактат существует в двух изомерных формах

Как и многие биологически активные молекулы (например, аминокислоты, глюкоза), лактат существует в природе в двух стереоизомерных формах из-за присутствия асимметричного атома углерода.Молекулы, подобные лактату, которые проявляют стереоизомерию, оптически активны, что означает, что два изомера вращают плоско-поляризованный свет в противоположных направлениях.

Два изомера лактата известны как L-лактат и D-лактат; L-лактат вращает свет по часовой стрелке (+), а D-лактат вращает свет против часовой стрелки (-). Это отражено в иногда используемой номенклатуре: D (-) лактат и L (+) лактат.

Обе формы (стереоизомеры) лактата производятся и метаболизируются в пируват под действием фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ).Однако фермент специфичен для изомера, поэтому для производства и метаболизма D-лактата требуется D-LDH, а для L-лактата требуется L-LDH.

Клетки млекопитающих содержат только L-LDH, поэтому у людей продуцируемый лактат почти полностью состоит из L-лактата. Виды бактерий, ферментирующих углеводы (например, lactobacillus spp ), напротив, обладают обоими ферментами и, следовательно, способностью продуцировать как D-лактат, так и L-лактат. Некоторые виды производят только D-лактат, некоторые - только L-лактат, а третьи - обе формы.

Когда-то предполагалось, что относительно очень небольшое количество D-лактата обычно присутствует в крови человека (концентрация 5-20 мкмоль / л у здоровых взрослых [3] по сравнению с 1000 мкмоль / л, то есть 1,0 ммоль / л для L -лактат) происходит исключительно из экзогенных источников (диета и бактерии, ферментирующие углеводы, обычно присутствующие в желудочно-кишечном тракте).

Однако теперь ясно, что, несмотря на отсутствие D-LDH, D-лактат продуцируется и метаболизируется в клетках человека, хотя и в небольших количествах по сравнению с L-лактатом.Метаболическое производство D-лактата в клетках человека является результатом пути метилглоксала, второстепенного пути гликолиза, который приводит к наномолярному производству метилглоксала, токсичного продукта, который превращается в D-лактат [4,5].

В отсутствие D-LDH клетки человека могут метаболизировать D-лактат до пирувата под действием митохондриального фермента D-2-гидроксикислоты-дегидроганса [4,5].

Таким образом, небольшое количество D-лактата, обычно присутствующее в крови, происходит из трех источников:

  • Производство клеток с помощью пути метилглоксала
  • диета (продукты, содержащие D-лактат, т.е.грамм. йогурты, сметана, сыр)
  • видов бактерий, продуцирующих лактат, обычно проживающих в толстой кишке (ободочной кишке).

Избыточный рост бактерий в толстой кишке является признаком синдрома короткой кишки, единственной патологии, связанной с повышением концентрации D-лактата в плазме, достаточной степени тяжести, чтобы вызвать ацидоз (D-лактоацидоз).

Синдром короткой кишки и d-лактакацидоз

До 1979 г. предполагалось, что все случаи гиперлактатемии и лактоацидоза были результатом увеличения преобладающей изоформы L-лактата.В том же году первый выявленный случай лактоацидоза, вызванного исключительно повышением уровня D-лактата, а не L-лактата, был зарегистрирован у пациента, которому 3 года назад потребовалась жизненно важная операция по удалению пораженного участка тонкой кишки [6]. . Этот случай стал первым доказательством установленной связи между синдромом короткой кишки и D-лактоацидозом.

Синдром короткой кишки не является неизбежным осложнением после хирургической резекции более половины длины тонкой кишки.Такая радикальная хирургия применяется для лечения кишечных заболеваний (например, болезни Крона, рака кишечника, ишемии кишечника), травматических повреждений кишечника и врожденных дефектов кишечника (например, заворот средней кишки), очевидных при рождении.

Синдром короткой кишки может также возникать у пациентов, перенесших операцию (тощей кишки) по поводу тяжелого ожирения. Этот вид хирургического лечения больше не рекомендуется при патологическом ожирении, отчасти из-за риска развития синдрома короткой кишки.

D-лактоацидоз, определяемый как D-лактат плазмы> 3,0 ммоль / л в сочетании с метаболическим ацидозом (pH крови

Центральным дефектом, который объясняет развитие D-лактоацидоза у людей с синдромом короткой кишки, является мальабсорбция углеводов. Хирургическая резекция снижает способность к перевариванию и всасыванию пищевых углеводов, которые обычно происходят в тонком кишечнике. Следовательно, повышенная углеводная нагрузка доставляется в толстую кишку, где обитают бактерии, ферментирующие углеводы.

В толстой кишке бактерии превращают увеличенную углеводную нагрузку в лактат (как D-, так и L-изомеры), который затем абсорбируется. Организм обладает достаточной метаболической способностью в форме L-LDH, чтобы справиться с аномально высоким притоком L-лактата, который является результатом этого увеличенного бактериального производства лактата, но только ограниченную способность справляться с увеличенной нагрузкой D-лактата. Когда эта способность исчерпана, D-лактат накапливается в крови, и в конечном итоге развивается ацидоз.

Массивное (стократное) увеличение концентрации D-молочной кислоты в плазме до> 2.Для развития D-лактоацидоза и симптоматического эффекта требуется 5-3,0 ммоль / л. Симптомы D-лактоацидоза отражают нейротоксичность D-лактата и проявляются в виде повторяющихся эпизодов энцефалопатии [4].

Во время этих эпизодов у всех пациентов снижается психическое состояние, которое может варьироваться от легкой сонливости или летаргии до комы. Другие симптомы различаются у разных пациентов, но могут включать невнятную речь, спутанность сознания, неспособность сосредоточиться, неустойчивую походку и головную боль.

Анализ газов крови показывает метаболический ацидоз с увеличенным анионным разрывом, но, что очень важно, уровень лактата в плазме в норме.Парадокс нормальной концентрации лактата у пациентов с D-лактоацидозом объясняется рассмотрением стандартных методов измерения лактата.

Измерение лактата в плазме

Стандартные методы, используемые для измерения лактата в плазме, основаны на измерении продукта ферментативного действия на лактат. Для этих анализов обычно используется один из двух ферментов: лактатдегидрогеназа, полученная из тканей животных, и лактатоксидаза, полученная из бактерий.

Датчики лактата, встроенные в анализаторы газов крови, используют лактатоксидазу, которая иммобилизована на мембране.При контакте с этим иммобилизованным ферментом лактат в образце окисляется до пирувата и перекиси водорода. Образовавшаяся перекись водорода измеряется амперометрически с помощью электродного узла, содержащегося в датчике.

Важно отметить, что ферменты, используемые в этих анализах, являются L-лактат-специфичными, это L-лактатдегидрогеназа и L-лактатоксидаза. Это, конечно, означает, что измеряется только L-лактат. Несмотря на значительное увеличение концентрации D-лактата в плазме, которая может значительно превышать 10.0 ммоль / л в некоторых случаях D-лактоацидоза измеренный уровень лактата в плазме остается в пределах нормы.

Разработаны методы специфического измерения D-лактата в плазме [7.8]. Эти анализы, которые обязательно должны быть намного более чувствительными, чем анализы L-лактата в плазме, чтобы отличать нормальное от аномального, в основном основаны на D-лактатдегидрогеназе и не являются широко доступными.

Хотя некоторые клинические лаборатории имеют средства для измерения D-лактата в плазме, что, очевидно, является необходимым этапом для диагностики D-лактатацидоза, в настоящее время нет средств измерения D-лактата на месте.

Текущая относительная нехватка тестов на D-лактат может измениться сейчас, когда растет исследовательский интерес к клиническому значению субклинического повышения концентрации D-лактата в плазме [8], то есть концентрации D-лактата в плазме в приблизительном диапазоне (50 мкмоль / л - 2,0 ммоль / л).

Сводка

  • Лактат существует в природе в двух стереоизоформах: L-лактат и D-лактат
  • Преобладающей формой у человека является L-лактат - кровь содержит примерно в 100 раз больше L-лактата, чем D-лактат
  • D-лактат является преобладающей формой лактата, продуцируемого некоторыми видами бактерий
  • Патологическое значение лактата почти полностью ограничивается изоформой L-лактата, и именно эта изоформа обычно измеряется в медицинских учреждениях и в лаборатории.
  • Синдром короткой кишки - единственное состояние, которое может быть связано с повышением уровня D-лактата достаточной степени тяжести, чтобы вызвать симптомы и ацидоз (D-лактоацидоз)
  • L-лактат в крови обычно нормален у людей с D-лактоацидозом
  • Измерение D-лактата следует рассматривать у всех пациентов с необъяснимым метаболическим ацидозом (т.е. нормальный лактат) с симптомами энцефалопатии. У таких пациентов анамнез хирургического вмешательства на кишечнике с большой вероятностью указывает на D-лактоацидоз.
  • Следует подчеркнуть, что синдром короткой кишки является редким заболеванием и что D-лактоацидоз не обязательно возникает у всех с этим заболеванием, поэтому клиническая потребность в измерении D-молочной кислоты крайне низка. Практически во всех случаях лактоацидоза клинически значимым является только изомер L-молочной кислоты (т. Е. Изомер, измеренный в аппаратах для определения газов крови).

Примечание о влиянии внутривенных растворов, содержащих лактат, на концентрацию d-лактата в плазме

Единственный раствор для внутривенного введения, обычно используемый в клинической практике и содержащий лактат, - это «лактатный» раствор Рингера (альтернативное название «раствор Хартмана») [9]. Эта жидкость, которая изотонична крови, используется в качестве реанимационной жидкости для тех, кто перенес значительное кровотечение из-за травмы или хирургического вмешательства. Лактат в этих растворах медленно метаболизируется до глюкозы и бикарбоната.

Основная ценность лактата в растворе Рингера заключается в том, что производимый бикарбонат предотвращает или смягчает метаболический ацидоз за счет своего буферного действия. Лактат присутствует в стандартной концентрации 28 ммоль / л. В некоторых препаратах лактат является исключительно изомером L-лактата, но чаще это рацемическая смесь равных количеств L-лактата (14 ммоль / л) и D-лактата (14 ммоль / л) [10].

Возникает вопрос о влиянии этих растворов на измерение D-лактата в плазме.Очевидно, что концентрация D-лактата в плазме не изменяется, если жидкость для внутривенного введения содержит только L-лактат.

Если раствор для внутривенного введения содержит рацемическую смесь, наилучшие доказательства, полученные из ограниченных исследований на животных и людях [10,11], предполагают максимальное 13-кратное увеличение концентрации D-лактата в плазме и 2-кратное увеличение концентрации L-лактата в плазме. концентрация. Возврат к концентрации D- и L-лактата до введения препарата происходит в течение нескольких часов после прекращения лечения.

13-кратное увеличение не так значительно, как можно было бы предположить, потому что, как показано выше, для D-лактатацидоза и симптоматического эффекта требуется по крайней мере 100-кратное увеличение концентрации D-лактата в плазме.

В любом случае, учитывая редкость синдрома короткой кишки и ограниченное клиническое применение инфузии «лактатного» раствора Рингера, маловероятно, что измерение D-лактата в плазме когда-либо будет клинически показано у пациента, получающего «лактатный» раствор Рингера. .

D-лактоацидоз: успешное подавление D-лактат-продуцирующих Lactobacillus пробиотиками

Abstract

Состав кишечной микробиоты у детей с синдромом короткой кишки (SBS) является важным фактором, влияющим на клинический исход.Увеличение количества бактерий, продуцирующих D-лактат, может привести к D-лактоацидозу, также называемому D-лактатной энцефалопатией, с тяжелыми неврологическими нарушениями. Лечение антибиотиками D-лактоацидоза у детей с SBS часто дает лишь краткосрочное облегчение. Здесь мы представляем случай мальчика с SBS, у которого развились повторяющиеся эпизоды D-лактоацидоза даже при непрерывном циклическом лечении антибиотиками. Микробиологические анализы использовались для обнаружения присутствия в образцах стула производящих D-лактат видов Lactobacillus .Для изменения кишечной микробиоты был введен пробиотический коктейль. Во время наблюдения за лечением пробиотиками состояние пациента оставалось стабильным, и не было необходимости в дополнительной антибактериальной терапии более года. Состав стула пациента в течение этого периода регулярно определялся. Его профиль микробиоты полностью изменился благодаря видовому богатству, и было замечено группирование видов в соответствии с использованием пробиотиков. Важно отметить, что продуцирующие D-лактат штаммы Lactobacillus исчезли в течение нескольких недель после введения пробиотика и больше не обнаруживались в последующих образцах.

  • Сокращения:
    КОЕ -
    колониеобразующая единица
    PN -
    парентеральное питание
    SBS -
    синдром короткой кишки
  • D-лактоацидоз - известное осложнение у пациентов с коротким кишечным синдромом ( SBS). Короткий переход питательных веществ позволяет непереваренным углеводам, особенно простым сахарам, достигать нижних отделов желудочно-кишечного тракта и подвергаться ферментации бактериями. Полученная кислая среда является примером оптимальной среды для выращивания видов Lactobacillus , включая штаммы, продуцирующие D-лактат. 1 Первичное лечение D-лактоацидоза включает ограничение перорального приема углеводов и прием антибиотиков. Однако использование антибиотиков приводит в основном к краткосрочному подавлению D-лактат-продуцирующих бактерий и таит в себе риск развития устойчивости к антибиотикам с усилением дисбактериоза в результате. В единичных исследованиях пробиотики были предложены в качестве альтернативного терапевтического варианта, 2 , хотя использование пробиотиков также может быть диаметрально противоположным. В зависимости от добавленных штаммов, D-лактоацидоз может быть вызван пробиотиками. 3 Таким образом, мы контролировали бактериальный состав стула у педиатрического пациента с SBS и рецидивирующим D-лактоацидозом во время циклического лечения антибиотиками и пробиотиками с течением времени с помощью секвенирования гена 16S. Информированное согласие на сбор образцов и последующие анализы было получено от родителей.

    История болезни

    18-месячный мальчик впервые обратился в отделение неотложной помощи с острой атаксией, утомляемостью и мышечной слабостью. Было известно, что в возрасте 5 дней у него был SBS, вторичный по отношению к мальротации и завороту средней кишки.Длина оставшейся тонкой кишки составляла ~ 20 см. Илеоцекальный клапан был сохранен, и у него все еще была вся толстая кишка. Пока что он продемонстрировал отличную адаптацию кишечника. Его питание состояло в основном из комбинации сильно гидролизованной формулы (Pregomin Pepti) и формулы на основе кислоты (Neocate Advance) с некоторыми дополнительными твердыми продуктами. D-лактоацидоз был подтвержден путем определения лактата в крови (L-лактат в крови: 1,70 ммоль / л) и в моче (общий лактат в моче: 13,5 моль / моль креатинина; норма: <0.13 моль / моль креатинина), потому что не было возможности измерить D-лактат непосредственно в нашем учреждении. Мальчик быстро выздоровел после жидкостной реанимации, прекратив энтеральное питание на 12 часов и начав антибактериальную терапию метронидазолом. В течение следующих 3 лет у него время от времени развивались новые эпизоды D-лактоацидоза, которые лечились аналогичным образом. В возрасте 4 лет эпизоды участились, начато циклическое лечение антибиотиками гентамицином и метронидазолом.Все это время он поддерживал свой рост (вес и рост в пределах 50-го процентиля), увеличивая потребление энергии до 2500 ккал в день с помощью большого количества смеси на основе аминокислот (Neocate Advance) и диеты с низким содержанием простых сахаров. Его стул оставался высоким, что указывало на ограниченное пищеварение в тонкой кишке и, следовательно, на более высокое содержание непереваренных питательных веществ в толстой кишке. Шесть месяцев спустя, несмотря на лечение антибиотиками, у него снова развился D-лактоацидоз. В его стуле были обнаружены штаммы, продуцирующие D-лактат Lactobacillus ( L ) johnsonii и L plantarum .Таким образом, пробиотический коктейль с бактериями, не продуцирующими D-лактат (многоплановые пробиотические капсулы Pro4-50 без D-лактата [Spectrumceuticals, Сидней, Австралия], содержащие 25 миллиардов колониеобразующих единиц [КОЕ] L rhamnosus GG , 15 миллиардов КОЕ Bifidobacterium ( B ) lactis BS01 , 5 миллиардов КОЕ B breve BR03 и 5 миллиардов КОЕ B longum BL03 ) было введено в его ежедневное лечение. С тех пор состояние пациента оставалось стабильным, и больше года не было необходимости в дополнительной антибактериальной терапии.

    После начала циклического лечения антибиотиками и во время лечения пробиотиками без какой-либо обработки антибиотиками регулярно собирали образцы стула и тщательно анализировали состав микробиоты стула. Мы использовали секвенирование на основе 16S, которое используется для обнаружения высококонсервативных и гипервариабельных участков среди бактериальной рибосомной РНК и позволяет идентифицировать бактерии с использованием системы Ion Personal Genome Machine System (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA). 4 Необработанные последовательности были обработаны в программе Quantitative Insights Into Microbial Ecology 1.9.1, как описано, 5 и состав микробиоты, включая разнообразие образцов и профиль таксономии (относительная численность:> 0,1%), были нанесены на график R (https://www.r-project.org) с использованием библиотеки phyloseq. 6

    Для выявления любых изменений в микробиоте стула мы собрали 20 образцов стула за 160 дней до лечения пациента пробиотиками и 34 образца стула за 348 дней во время лечения пробиотиками. Мы определили α-разнообразие, которое используется для определения количества и доли каждого вида, представленного в одном образце стула.Были рассчитаны оба индекса α-разнообразия, индекс разнообразия Шеннона и индекс Симпсона. Первый раскрывает одновременно богатство и изобилие, а второй придает большее значение ровности и общности видов. Мы наблюдали более высокое α-разнообразие после введения пробиотика пациенту, выраженное в виде увеличения значений Шеннона (среднее ± стандартное отклонение; 1,67 ± 0,6 против 2,27 ± 0,8; P <0,01) и значений индекса Симпсона (0,62 ± 0,14 против 0,79 ± 0,23; P <0,01; рис. 1A). Напротив, β-разнообразие используется для расчета различий в разнообразии между образцами путем измерения сходства или несходства образцов.Анализ β-разнообразия с использованием расстояния Брея – Кертиса выявил кластеризацию образцов в соответствии с использованием пробиотиков (Adonis, P <.001; рис. 1B), предполагая, что микробные профили этих групп полностью различаются.

    РИСУНОК 1

    Микробная характеристика пациента с SBS после приема пробиотиков. Индексы A, Шеннона и Симпсона, построенные для описания разнообразия видов бактерий в образцах стула до (-) и во время (+) лечения пробиотиками (тест Краскела-Уоллиса с тестом множественного сравнения Данна).B, β-разнообразие, показывающее микробные различия между образцами стула до (-) и во время (+) обработки пробиотиками, построенные с помощью анализа PCoA различий расстояний Брея-Кертиса. C. Относительное количество (процент) микробного профиля в ранге по роду в образцах стула пациента, зарегистрированное до и во время лечения пробиотиками. P <0,05 считается значительным. ПК1, главная координата 1; ПК2, главная координата 2; PCoA, анализ главных координат; -, до лечения; +, во время лечения.

    У здорового человека бактерии из филы Firmicutes и Bacteroidetes доминируют в кишечной микробиоте, тогда как протеобактерии, актинобактерии и типы Verrucomicrobia обычно встречаются в меньшей степени. 7 Таким образом, мы проанализировали микробный состав образцов стула и микробные особенности до и во время лечения пробиотиками (рис. 1C). Интересно, что в составе стула пациента преобладали Firmicutes, Actinobacteria и Proteobacteria. В этих образцах не было никаких следов Bacteroidetes.При анализе на уровне родов мы обнаружили Lactobacillus и Bifidobacterium как доминирующие роды, тогда как Veillonella , Streptococcus и Klebsiella были обнаружены только в некоторых образцах с течением времени. В здоровом кишечнике можно легко обнаружить более 50 различных родов бактерий (относительное количество> 0,1%). Тем не менее, мы наблюдали только 5 родов и таксономически неназначенный род из семейства Enterobacteriacae в образцах стула этого пациента.Во время приема пробиотиков микробный профиль резко изменился. Первоначально доминирующий род, Lactobacillus , был значительно сокращен в относительной численности, тогда как Bifidobacterium стал доминирующим таксоном в течение нескольких дней. Неопределенный род из семейства Enterobacteriacae не выявил значительных изменений с течением времени и использования пробиотиков ( P > 0,05). К нашему удивлению, микробный профиль вернулся к доминантному микробному профилю Lactobacillus через 20–25 дней после начала приема пробиотиков при продолжении той же терапии.Методика, которую мы использовали для определения микробного состава, не позволяет определить, в какой степени это может быть связано с L rhamnosus GG , снабженным пробиотиками.

    Примечательно, что мы обнаружили изменение относительной численности L plantarum , 1 из основных возбудителей D-молочнокислого ацидоза. 8 Относительное количество L plantarum до введения пробиотиков не изменилось кардинально даже при лечении антибиотиками.Однако после лечения пробиотиками без каких-либо антибиотиков относительное количество этого штамма начало резко снижаться через неделю, и в течение 3 недель этот штамм полностью исчез из кишечника пациента (рис. 2). После 323 дней приема пробиотиков в составе стула все еще не было обнаруживаемых следов л plantarum (рис. 2).

    РИСУНОК 2

    Относительное количество L plantarum у пациента с SBS в течение 500 дней. Каждый кружок соответствует относительной численности L plantarum , обнаруженной в образце стула, собранном за один момент времени.Кружки синего цвета относятся к образцам стула, собранным перед лечением пробиотиками, когда пациент лечился антибиотиками, а красные кружки - к образцам стула, собранным во время фазы лечения пробиотиками без какой-либо обработки антибиотиками.

    Обсуждение

    В последние годы микробиота кишечника стала основным направлением исследований в области здоровья человека из-за развития методов обнаружения и ее важности для лучшего понимания здоровья и болезней. Однако до сих пор лишь несколько исследователей изучали микробиоту педиатрических пациентов с SBS.

    Piper et al. 9 исследовали сигнатуру кишечной микробиоты у детей с SBS в зависимости от их траекторий роста. У 8 детей с SBS они обнаружили сниженные типы Firmicutes, Bacteroidetes и Actinobacteria по сравнению со здоровыми детьми в контрольной группе; однако микробный состав этих пациентов не соответствовал той же схеме дисбактериоза. Пациенты с плохим ростом и циклическими антителами показали истощение в основном видов бактерий из филума Firmicutes, включая видов Lactobacillus . 9 У нашего пациента преобладающим филумом были Firmicutes как во время циклического приема антибиотиков, так и во время терапии пробиотиками. Это подчеркивает важность персонализированной медицины путем наблюдения за кишечной микробиотой людей и укрепляет концепцию мониторинга терапевтических вмешательств в этих редких случаях.

    Engstrand Lilja et al. 10 сравнили микробиоту детей с SBS, которые были отлучены от парентерального питания (PN), с детьми, которые все еще получали PN. Пациенты, получавшие ПП, получали больше антибиотиков, и у них наблюдалось снижение разнообразия состава микробиоты.Семейство Enterobacteriacae типа Proteobacteria было самым многочисленным семейством в этом исследовании. У нашего пациента во время лечения антибиотиками также было обнаружено пониженное богатство по сравнению с пробиотической фазой, а также неназначенный род из семейства Enterobacteriacae и Klebsiella . Однако относительная численность этих таксонов существенно не изменилась после прекращения использования антибиотиков или введения пробиотиков, что указывает на то, что Proteobacteria не является основным типом, благоприятствующим D-молочнокислому ацидозу у нашего пациента.

    Добавки пробиотиков были показаны во многих исследованиях как альтернативный вариант лечения, направленный на кишечную микробиоту клинически полезным способом для предотвращения некротического энтероколита, 11 острого гастроэнтерита, 12 и диареи, связанной с антибиотиками. 13 Мы также показали, что это относится к пациенту с SBS и несколькими кризами D-лактоацидоза. Насколько нам известно, это первый отчет о пациенте с SDS и D-лактоацидозом, у которого интенсивно исследовалось положительное влияние пробиотиков на микробиом кишечника.Наш пациент получил большую пользу от приема пробиотиков, избежав вспышки D-лактоацидоза во время последующего наблюдения из-за исчезновения D-лактата, продуцирующего L plantarum в его кишечнике. Пробиотики изменили состав кишечника нашего пациента таким образом, что L plantarum потеряли свою полезную среду, чтобы выжить. Однако точные механические потребности L plantarum требуют дальнейшего изучения.

    Выводы

    Микробный состав в образцах стула до и во время введения пробиотика сгруппирован в 2 отдельные группы, характеризующиеся измененным микробным составом после приема пробиотиков.Богатство и разнообразие микробов изменились в лучшую сторону, чтобы стабилизировать здоровье пациента без необходимости дальнейшего лечения антибиотиками. Наши результаты показывают, что лечение пробиотиками у пациентов с SBS может быть чрезвычайно полезным для остановки и предотвращения криза D-лактатацидоза, напрямую влияя на существование D-лактат-продуцирующих бактерий. Мониторинг профиля микробиоты во время лечебных вмешательств расширит наши знания о регуляции микробиоты кишечника и, в конечном итоге, позволит нам еще больше улучшить наши стратегии лечения.

    Благодарность

    Мы благодарим Джессику Мари Ридер (факультет Ветсуисс, Бернский университет) за лингвистический и критический обзор статьи.

    Footnotes

    • Адресная переписка Кристиан Соколлик, доктору медицины, отделение детской гастроэнтерологии, гепатологии и питания, Детская университетская больница, Инзельспиталь, Фрайбургштрассе, 3010 Берн, Швейцария. Электронная почта: christiane.sokollik {at} insel.ch
    • ФИНАНСОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Авторы указали, что у них нет финансовых отношений, имеющих отношение к этой статье, которые следует раскрывать.

    • ФИНАНСИРОВАНИЕ: Нет внешнего финансирования.

    • ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ: Авторы указали, что у них нет потенциальных конфликтов интересов, которые необходимо раскрывать.

    • Авторские права © 2018 Американской академии педиатрии

    Информационный бюллетень: D-молочнокислый ацидоз - Фонд Олея

    Craig Petersen RD, CNSC

    D-лактоацидоз, также называемый D-лактатной энцефалопатией, представляет собой редкий неврологический синдром, который может возникать у людей с синдромом короткой кишки (SBS) или после операции тощего и подвздошного шунтирования.У потребителя парентерального или энтерального питания (HPEN) в домашних условиях могут развиться неврологические симптомы, которые могут быть весьма поразительными, через несколько месяцев или лет после первоначального диагноза нарушения всасывания.
    Ошибочный диагноз D-лактоацидоза является обычным явлением, поскольку неврологические симптомы иногда связывают с другими причинами. При правильном диагнозе D-лактоацидоз можно вылечить быстро, и симптомы обычно проходят в течение от нескольких часов до нескольких дней.

    Симптомы

    Неврологические симптомы, связанные с этим синдромом, обычно проявляются после приема энтеральной смеси или пищи с высоким содержанием углеводов (простой или сложной) и включают изменение психического статуса, невнятную речь, спутанность сознания, дезориентацию, трудности с концентрацией внимания, дефицит памяти, чрезмерную сонливость, слабость и т. Д. неправильная походка, проблемы с координацией мышц и даже кома.Люди с D-лактоацидозом часто выглядят нетрезвыми или пьяными, хотя они, возможно, не употребляли алкоголь, и алкоголь не обнаруживается в крови. Поведение во время эпизодов D-лактоацидоза может быть агрессивным, враждебным или жестоким.
    Неврологические симптомы носят эпизодический характер и могут длиться от часов до дней. Они сопровождаются метаболическим ацидозом и повышением концентрации D-молочной кислоты (также называемой D-лактатом) в плазме.

    Причина

    При D-лактоацидозе углеводы, которые не усваиваются должным образом, ферментируются аномальной бактериальной флорой в толстой кишке.Эта ферментация производит чрезмерное количество D-лактата. Затем большое количество D-лактата всасывается в систему кровообращения, что приводит к повышению концентрации D-лактата в крови.
    Считалось, что неврологические симптомы являются результатом этого необычного повышения уровня D-лактата, но неясно, является ли это на самом деле причиной или ответственны другие факторы, поскольку метаболический ацидоз и повышение уровня D-лактата в крови сами по себе не способны возникновения этих симптомов.Другие факторы также могут играть роль в развитии этого неврологического расстройства, например, образование токсичных веществ или нарушение метаболических путей.
    Независимо от конкретных факторов, которые в конечном итоге вызывают D-лактоацидоз, для развития этого расстройства необходимы определенные условия. Прежде всего, это наличие толстой кишки с флорой, богатой бактериями, продуцирующими D-лактат, что сопровождается поглощением и нарушением всасывания относительно большого количества углеводов, которые питают эти бактерии.Кроме того, нарушение метаболизма D-лактата, по-видимому, играет важную роль.

    Диагностика D-молочнокислого ацидоза

    D-лактоацидоз следует рассматривать, когда у любого человека с SBS или другим мальабсорбционным расстройством проявляются неврологические симптомы, соответствующие синдрому, без выявления других причин. В литературе указывается, что для возникновения расстройства необходимо наличие толстой кишки. Уровень подозрений следует еще больше повысить, если потребитель недавно прошел курс лечения антибиотиками или начал принимать пробиотики, которые могут изменить флору кишечника в пользу продукции D-лактата.Потребитель или опекун может не сообщать о начальных эпизодах измененного неврологического статуса, в зависимости от того, насколько они серьезны и как долго продолжаются. Однако более раннее сообщение о неврологических симптомах может привести к более раннему диагнозу.
    Из-за преходящего или эпизодического характера D-лактоацидоза лабораторное подтверждение синдрома иногда может представлять проблему. Люди с D-лактоацидозом часто сообщают в анамнезе о предыдущих неврологических симптомах, сходных по природе с теми, которые возникают в текущем эпизоде.Анамнез диеты часто выявляет прием относительно большого количества углеводов в форме простых сахаров до появления симптомов. Некоторые исследователи подтвердили диагноз, назначив пероральный прием углеводов, который воспроизвел неврологические симптомы и значительно повысил концентрацию D-лактата в сыворотке.
    Лабораторный анализ обычно выявляет метаболический ацидоз. Обычный лабораторный анализ может выявить повышенный уровень лактата в сыворотке крови, но часто он оказывается нормальным.Поскольку рутинные анализы крови предназначены только для определения L-лактата, важно, чтобы для определения концентрации D-лактата в плазме был сделан специальный запрос на уровни D-лактата. В это время образец крови необходимо отправить в клинику Мэйо, поскольку другие лаборатории обычно не проводят этот анализ. Кроме того, уровни D-лактата должны быть получены в период неврологического расстройства, так как уровни быстро снижаются после исчезновения симптомов. Часто невозможность правильно определить уровень D-лактата в крови задерживает или затрудняет постановку диагноза.Хотя нет полного согласия, концентрация D-лактата в плазме 3 ммоль / л часто используется для определения D-лактоацидоза.
    Клиническая или биохимическая информация, ведущая к подозрению на D-лактоацидоз, часто подтверждается или подтверждается ответом на лечение. Соответствующее лечение часто приводит к быстрому исчезновению неврологических симптомов и предотвращает или уменьшает дальнейшее рецидивирование синдрома.

    Неотложное лечение

    Надлежащее лечение D-лактоацидоза зависит от клинического состояния человека.Во время острого приступа воздержание от энтерального (перорального или зондового) приема углеводов устранит основной источник дальнейшего производства D-лактата. Углеводы следует вводить только парентерально (в / в) до тех пор, пока не будет достигнуто адекватное излечение от неврологических симптомов.
    Для коррекции ацидоза можно вводить внутривенно бикарбонат и жидкости для регидратации. Обеспечение адекватной гидратации оптимизирует способность почек выводить D-лактат. Растворов Рингера с лактатом следует избегать, поскольку они содержат D-лактат.Тиамин можно вводить внутривенно, чтобы гарантировать, что достаточное количество доступно для метаболизма пирувата, который может быть вовлечен в симптомы.
    Можно начать пероральную антибиотикотерапию, чтобы ускорить изменение кишечной флоры на микрофлору с меньшим количеством бактерий, продуцирующих D-лактат. Это позволит более быстро восстановить соответствующие источники и количество углеводов в рационе после полного выздоровления от неврологического эпизода.
    Пероральные антибиотики, которые плохо всасываются и активны против кислотоустойчивых бактерий, таких как клиндамицин, тетрациклин, метронидазол, неомицин, ванкомицин и канамицин, наиболее эффективны для уничтожения бактерий-вредителей.Для взрослых рекомендуемые схемы приема антибиотиков включают клиндамицин 300 мг три раза в день, ванкомицин 125 мг четыре раза в день, неомицин 500 мг три раза в день и тетрациклин 500 мг три раза в день. Однако продолжительность необходимой антибактериальной терапии варьируется от человека к человеку и у одного и того же человека от эпизода к эпизоду.
    Лечение острых эпизодов D-лактоацидоза ограничением углеводов (как простым, так и сложным), регидратацией и приемом антибиотиков обычно приводит к исчезновению неврологических симптомов в течение нескольких часов или нескольких дней.

    Долгосрочное лечение

    После того, как потребитель выздоровел от острого эпизода D-лактоацидоза, следует разработать режим хронического лечения, чтобы ограничить или предотвратить его появление в будущем. Долгосрочное лечение должно быть сосредоточено на ограничении перорального или энтерального приема углеводов; ограничить пищевые источники D-лактата; способствовать и поддерживать микрофлору кишечника, в которой преобладают бактерии, не продуцирующие D-лактат; поддерживают метаболизм D-лактата; и, при необходимости, рассмотрите возможность хирургического вмешательства, чтобы изменить любые анатомические факторы, влияющие на заболевание.Успех каждого отдельного лечения во многом будет определять степень, в которой потребуются другие вмешательства.

    Избегайте простых сахаров, D-лактата

    В некоторых случаях все, что может потребоваться для предотвращения D-лактоацидоза, - это ограничение пищевых углеводов, особенно простых сахаров. Диетолог может изучить источники простых сахаров, чтобы изменить диету. Простые сахара метаболизируются до D-лактата быстрее, чем более сложные углеводы, и, вероятно, производят больше D-лактата.Без адекватного источника углеводов кишечные бактерии не могут производить достаточно D-лактата, чтобы вызвать приступ D-лактатной энцефалопатии.
    Чтобы избежать увеличения и без того высокой нагрузки D-лактатом у людей с D-лактоацидозом в анамнезе, разумно также избегать употребления продуктов, содержащих большое количество D-лактата. Некоторые ферментированные продукты богаты D-лактатом, в том числе йогурт, квашеная капуста и маринованные овощи, и их нельзя есть.

    Гидратация помогает

    Хотя поддержание адекватной гидратации оптимизирует выведение D-лактата почками, хороший статус гидратации также важен для снижения риска образования камней в почках и поддержания хорошей функции почек.Многие потребители с SBS хронически обезвожены из-за чрезмерной потери жидкости в желудочно-кишечном тракте. Необходимо следовать обычным диетическим модификациям для уменьшения количества стула (см. Ресурсы на сайте www.oley.org).
    Когда используются растворы для пероральной регидратации, они должны содержать лишь небольшое количество углеводов. Если потребитель не может достичь адекватной гидратации энтеральным путем, может потребоваться внутривенная гидратация. Опять же, следует избегать приема Лактата Рингера из-за D-лактата, содержащегося в этих растворах.
    Другие диетические вмешательства, которые следует рассмотреть, включают те, которые направлены на оптимизацию метаболизма D-лактата. Оксалат, который содержится в пище и всасывается в толстой кишке, является сильным ингибитором фермента, который помогает избавить организм от D-молочной кислоты. Кроме того, у многих людей с SBS и прямой кишкой в ​​конечном итоге развиваются почечные камни из оксалата кальция. Следовательно, следует предпринимать усилия для поддержания низких уровней оксалата в сыворотке крови, что должно помочь контролировать уровни D-лактата в сыворотке и снизить риск образования камней в почках.
    Обычно очень мало оксалатов всасывается с пищей, при этом большая часть оксалатов в сыворотке и моче вырабатывается в результате метаболизма аскорбиновой кислоты и аминокислот. Обычно диетический кальций связывается с пищевым оксалатом, образуя комплекс, который слишком велик для всасывания в кишечнике. Однако у людей с мальабсорбцией жира пищевой кальций связывается с непоглощенным жиром, оставляя меньше кальция, доступного для комплексов с пищевым оксалатом. Полученный свободный оксалат затем может абсорбироваться в толстой кишке, повышая уровень оксалата в сыворотке и повышая риск образования камней в почках.Таким образом, диета с низким содержанием жиров и оксалатов должна рассматриваться как пациентами, страдающими D-лактоацидозом, так и людьми с SBS и толстой кишкой, особенно если в моче обнаруживается высокий уровень оксалатов.
    К сожалению, нет единого мнения относительно того, какие продукты содержат много усваиваемого оксалата. Многие опубликованные списки продуктов с высоким содержанием оксалатов противоречат друг другу. Это часто приводит к большой путанице в отношении того, какие продукты следует ограничивать или избегать в рационе. Некоторые недавние исследования, фактически измеряющие уровень оксалатов, показали, что употребление свеклы, шпината, ревеня, орехов, арахиса, кешью, шоколада, клубники, пшеничных отрубей и чая может значительно повысить уровень оксалатов в крови и моче.Неизвестно, в какой степени другие продукты могут повышать уровень оксалатов в крови или моче.
    С практической точки зрения достичь обоих этих диетических ограничений может быть сложно. Альтернативой является добавление в рацион большого количества кальция при каждом приеме пищи. При каждом приеме пищи можно давать до грамма элементарного кальция в форме жидкой или жевательной добавки. Это увеличивает количество кальция, доступного для комплектации с пищевым оксалатом, что препятствует абсорбции оксалата.
    Добавление большого количества кальция также может помочь увеличить pH в кишечнике, что может привести к снижению выработки D-лактата кишечными бактериями. Добавлять аскорбиновую кислоту (витамин С) следует с осторожностью, так как она может метаболизироваться до оксалатов. Когда диетических модификаций недостаточно для предотвращения рецидива D-лактоацидоза, следует использовать более агрессивные меры для благоприятного изменения кишечной флоры.

    Роль антибиотиков, пробиотиков

    Долгосрочное лечение D-лактоацидоза часто включает использование пероральных антибиотиков для поддержания кишечной флоры, в которой не преобладают бактерии, продуцирующие D-лактат.У некоторых людей с D-лактоацидозом в анамнезе курс антибиотикотерапии начинают, если у этого человека развиваются типичные симптомы. В других случаях частых повторных эпизодов D-лактатной энцефалопатии может быть назначен непрерывный режим смены антибиотиков, чтобы добиться более постоянного подавления бактерий, продуцирующих D-лактат. Эти схемы иногда включают периодические короткие перерывы с приемом антибиотиков, чтобы уменьшить пагубные побочные эффекты длительного использования антибиотиков.
    Было высказано предположение, что пробиотики могут использоваться в качестве альтернативы или дополнения к использованию антибиотикотерапии при D-лактоацидозе. Пробиотики - это живые культуры бактерий, которые принимают внутрь с целью улучшения кишечной флоры. На данный момент эффективность пробиотиков при лечении D-лактоацидоза неясна. Если в схеме лечения используются пробиотики, важно, чтобы пробиотик, выбранный для лечения, не содержал бактерий, продуцирующих D-лактат.Для получения этой информации следует связаться с производителем, и если она недоступна, следует избегать использования этого пробиотика.

    Хирургическое вмешательство

    В случаях, когда диетическое и медицинское лечение безуспешно, можно рассмотреть возможность хирургического вмешательства. У потребителей с SBS операции по улучшению кишечной абсорбции, такие как сужение кишечника / удлинение кишечника или трансплантация тонкого кишечника, могут решить проблему. Хотя это крайняя мера, удаление толстой кишки может быть рассмотрено у отдельных лиц, у которых инвалидность от D-лактатной энцефалопатии настолько разрушительна, что потенциальные преимущества перевешивают неблагоприятные последствия колэктомии.

    Предупреждения

    Потребители должны избегать вождения и других подобных действий во время эпизодов или надвигающихся эпизодов D-лактоацидоза. Им следует держать под рукой письмо от своего врача с описанием D-лактоацидоза, его диагностикой и лечением, чтобы предоставить информацию во время эпизодов энцефалопатии. Это может способствовать быстрому и надлежащему лечению, а не поездке в местный следственный изолятор в связи с явным опьянением.

    Заключение

    В то время как D-лактоацидоз считается относительно редким заболеванием, легкие или менее тяжелые случаи могут оставаться недиагностированными.Возможность D-лактоацидоза следует учитывать при наблюдении любого из вышеупомянутых неврологических или поведенческих симптомов. Правильная диагностика и методы лечения необходимы для эффективного лечения и решения этой проблемы.
    Примечание. Для более полного обзора темы D-лактоацидоза см. Petersen C, D-лактоацидоз. Nutr Clin Pract 2005; 20: 634-645.

    Чтобы получить представление о D-лактоацидозе с точки зрения потребителей, щелкните здесь.

    Крейг Петерсен, RD, CNSC, работает неполный рабочий день в Nutrishare.Помимо заботы о потребителях, его работа включает в себя проекты и исследования, направленные на уменьшение долгосрочных осложнений и улучшение качества жизни потребителей HPN. Он ушел на пенсию из Медицинского центра Калифорнийского университета в Дэвисе, где провел большую часть двадцати восьми лет, также заботясь о потребителях HPN. На своей должности он работал в группах поддержки по питанию детей и взрослых, а также в больничном комитете по питанию. Крейг много лет участвовал в деятельности Фонда Оли и поддерживал ее.

    Что такое D-лактоацидоз?

  • Mizock BA, Falk JL. Лактоацидоз при тяжелом течении болезни. Crit Care Med . 1992, 20 января (1): 80-93. [Медлайн].

  • Stacpoole PW, Wright EC, Baumgartner TG, Bersin RM, Buchalter S, Curry SH и др. Естественное течение и течение приобретенного лактоацидоза у взрослых. Группа изучения DCA-молочного ацидоза. Am J Med . 1994 июл.97 (1): 47-54. [Медлайн].

  • Урибарри Дж., О, М.С., Кэрролл Х.Дж.D-лактоацидоз. Обзор клинических проявлений, биохимических особенностей и патофизиологических механизмов. Медицина (Балтимор) . 1998 Март 77 (2): 73-82. [Медлайн].

  • Ким Х.Дж., Сон Ю.К., Ан WS. Влияние введения бикарбоната натрия на смертность пациентов с лактоацидозом: ретроспективный анализ. PLoS One . 2013. 8 (6): e65283. [Медлайн]. [Полный текст].

  • Коэн Р., Вудс Х. Клинические и биохимические аспекты молочнокислого ацидоза .Научные публикации Блэквелла; 1976.

  • Форрест Д.М., Рассел Дж. А. Метаболический ацидоз. В: Оксфордский учебник интенсивной терапии . 1999. 573-577.

  • Stacpoole PW. Лактоацидоз и другие митохондриальные нарушения. Метаболизм . 1997 Mar.46 (3): 306-21. [Медлайн].

  • Sia P, Plumb TJ, Fillaus JA. Лактоацидоз типа B, связанный с множественной миеломой. Am J Kidney Dis .2013 г. 4 июня [Medline].

  • Mégarbane B, Brivet F, Guérin JM, Baud FJ. [Лактоацидоз и полиорганная недостаточность на фоне антиретровирусной терапии у ВИЧ-инфицированных пациентов]. Пресс Мед . 1999 18-25 декабря. 28 (40): 2257-64. [Медлайн].

  • Абрамсон Д., Скалея TM, Хичкок Р., Трооскин С.З., Генри С.М., Гринспен Дж. Клиренс лактата и выживаемость после травмы. J Травма . 1993 окт. 35 (4): 584-8; обсуждение 588-9. [Медлайн].

  • Fall PJ, Szerlip HM. Лактоацидоз: от кислого молока до септического шока. J Intensive Care Med . 2005 сентябрь-октябрь. 20 (5): 255-71. [Медлайн].

  • Гор, округ Колумбия, Джахур Ф, Хибберт Дж. М., ДеМария Э. Дж. Лактоацидоз во время сепсиса связан с повышенной выработкой пирувата, а не с дефицитом кислорода в тканях. Энн Сург . 1996 Июль 224 (1): 97-102. [Медлайн]. [Полный текст].

  • Levraut J, Bounatirou T., Ichai C, Ciais JF, Jambou P, Hechema R, et al.Достоверность анионной щели как индикатора лактата крови у тяжелобольных. Intensive Care Med . 1997 г., 23 (4): 417-22. [Медлайн].

  • Габоу PA, Kaehny WD, Fennessey PV, Goodman SI, Gross PA, Schrier RW. Диагностическое значение увеличенного анионного разрыва в сыворотке. N Engl J Med . 1980, 9 октября. 303 (15): 854-8. [Медлайн].

  • Siegel JH, Cerra FB, Coleman B и др. Физиологические и метаболические корреляции при сепсисе человека.Приглашенный комментарий. Хирургия . 1979 августа 86 (2): 163-93. [Медлайн].

  • Vary TC, Drnevich D, Jurasinski C, Brennan WA Jr. Механизмы, регулирующие метаболизм глюкозы в скелетных мышцах при сепсисе. Амортизатор . 1995 июн. 3 (6): 403-10. [Медлайн].

  • Блус Ф., Рейнхарт К. Венозная оксиметрия. Intensive Care Med . 2005 июля 31 (7): 911-3. [Медлайн].

  • Солпитер С.Р., Грейбер Э., Пастернак Г.А., Солпитер Посмертный Э.Риск смертельного и нефатального лактоацидоза при использовании метформина при сахарном диабете 2 типа. Кокрановская база данных Syst Rev . 20 января 2010 г. CD002967. [Медлайн].

  • Гуннерсон К.Дж., Саул М., Хе С., Келлум Дж.А. Лактат против нелактатного метаболического ацидоза: ретроспективная оценка исходов тяжелобольных пациентов. Crit Care . 2006 10 февраля. 10 (1): R22. [Медлайн].

  • Доннино М.В., Андерсен Л.В., Гиберсон Т., Гайески Д.Ф., Абелла Б.С., Пеберди М.А. и др.Первоначальное изменение лактата и лактата после остановки сердца: многоцентровое валидационное исследование. Crit Care Med . 2014 Август 42 (8): 1804-11. [Медлайн]. [Полный текст].

  • [Рекомендации] Деллинджер Р.П., Леви М.М., Родс А., Аннан Д., Герлах Х., Опал С.М. и др. Кампания по выживанию после сепсиса: международные рекомендации по ведению тяжелого сепсиса и септического шока: 2012 г. Crit Care Med . 2013 Февраль 41 (2): 580-637. [Медлайн].

  • Пушкарич М.А., Ильич Б.М., Джонс А.Е.Прогноз для пациентов отделения неотложной помощи с подозрением на инфекцию и промежуточным уровнем лактата: систематический обзор. J Crit Care . 2014 июн.29 (3): 334-9. [Медлайн].

  • Пушкарич М.А., Тржечак С., Шапиро Н.И., Альберс А.Б., Хеффнер А.С., Клайн Дж.А. и др. Кинетика лактата цельной крови у пациентов, подвергающихся количественной реанимации по поводу тяжелого сепсиса и септического шока. Сундук . 2013 июнь 143 (6): 1548-53. [Медлайн]. [Полный текст].

  • Джонс А.Е., Шапиро Н.И., Тржечак С., Арнольд Р.К., Клермонт HA, Клайн Дж.Клиренс лактата в сравнении с насыщением кислородом центральной вены как цели ранней терапии сепсиса: рандомизированное клиническое исследование. ЯМА . 2010 24 февраля. 303 (8): 739-46. [Медлайн]. [Полный текст].

  • Lima A, van Bommel J, Jansen TC, Ince C, Bakker J. Низкое насыщение тканей кислородом в конце ранней целенаправленной терапии связано с худшим исходом у пациентов в критическом состоянии. Crit Care . 2009. 13 Приложение 5: S13. [Медлайн]. [Полный текст].

  • Джонс А.Е.Клиренс лактата для оценки ответа на реанимацию при тяжелом сепсисе. Acad Emerg Med . 2013 20 августа (8): 844-7. [Медлайн]. [Полный текст].

  • Стюарт PA. Как понять кислотно-щелочную основу . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Эльзевир; 1981.

  • Tremblay LN, Feliciano DV, Rozycki GS. Оценка исходного базового дефицита как предиктора исхода: механизм травмы имеет значение. Am Surg . 2002 Aug.68 (8): 689-93; обсуждение 693-4.[Медлайн].

  • Brill SA, Stewart TR, Brundage SI, Schreiber MA. Дефицит оснований не позволяет прогнозировать смертность при гиперхлоремическом ацидозе. Амортизатор . 2002 июн.17 (6): 459-62. [Медлайн].

  • Каплан Л.Дж., Келлум Дж.А. Исходный pH, дефицит оснований, лактат, анионная щель, сильная ионная разница и сильная ионная щель предсказывают исход серьезного повреждения сосудов. Crit Care Med . 2004 Май. 32 (5): 1120-4. [Медлайн].

  • Каплан Л.Дж., Келлум Дж.А.Сравнение кислотно-основных моделей для прогнозирования госпитальной смертности после травм. Амортизатор . 29 июня 2008 г. (6): 662-6. [Медлайн].

  • Yunos NM, Bellomo R, Hegarty C, Story D, Ho L, Bailey M. Связь между хлор-либеральной и хлор-ограничительной стратегией внутривенного введения жидкости и повреждением почек у критически больных взрослых. ЯМА . 2012 г. 17 октября. 308 (15): 1566-72. [Медлайн].

  • Myburgh JA, Mythen MG. Реанимационные жидкости. N Engl J Med . 2013. 369: 1243-51. [Медлайн].

  • Купер Д. Д., Уолли К. Р., Виггс Б. Р., Рассел Дж. А.. Бикарбонат не улучшает гемодинамику у тяжелобольных пациентов с лактоацидозом. Проспективное контролируемое клиническое исследование. Энн Интерн Мед. . 1990, 1. 112 (7): 492-8. [Медлайн].

  • Mathieu D, Neviere R, Billard V, Fleyfel M, Wattel F. Влияние бикарбонатной терапии на гемодинамику и оксигенацию тканей у пациентов с лактоацидозом: проспективное контролируемое клиническое исследование. Crit Care Med . 1991 19 ноября (11): 1352-6. [Медлайн].

  • Финкль SN. Следует ли предлагать диализ во всех случаях метформин-ассоциированного лактоацидоза? Crit Care . 2009. 13 (1): 110. [Медлайн]. [Полный текст].

  • Калелло Д.П., Лю К.Д., Виганд Т.Дж., Робертс Д.М., Лавернь В., Госселин С. и др. Экстракорпоральное лечение отравления метформином: систематический обзор и рекомендации по экстракорпоральному лечению в рабочей группе отравлений. Crit Care Med . 2015 43 августа (8): 1716-30. [Медлайн].

  • Levin PD, Levin V, Weissman C, Sprung CL, Rund D. Терапевтический плазмообмен как лечение синдрома инфузии пропофола. J Clin Apher . 2015 30 октября (5): 311-3. [Медлайн].

  • Kraut JA, Madias NE. Лактоацидоз. Новый английский J Med . 2014 г. 11 декабря. 371 (24): 2309-19. [Медлайн].

  • Self WH, Semler MW, Wanderer JP, Wang L, Byrne DW, Collins SP и др.Сбалансированные кристаллоиды по сравнению с физиологическим раствором у некритически больных взрослых. N Engl J Med . 1 марта 2018 г. 378 (9): 819-828. [Медлайн].

  • Semler MW, Self WH, Wanderer JP и др. Сбалансированные кристаллоиды по сравнению с физиологическим раствором у тяжелобольных взрослых. N Engl J Med . 1 марта 2018 г. 378 (9): 829-839. [Медлайн].

  • D-лактоацидоз, вызванный углеводной нагрузкой у пациента ...: Официальный журнал Американского колледжа гастроэнтерологии

    Случай: 54-летний мужчина с болезнью Крона, перенесший множественную резекцию кишечника в статусе поста. со 100 см оставшейся тонкой кишки был переведен из стационара из-за атаксии и измененного психического статуса.Изначально у него были проблемы с поиском слов, галлюцинации, изменения личности и атаксия после того, как он съел большую порцию макарон. Первоначальные лаборатории показали pH сыворотки 7,15, HCO3 14 ммоль / л и нормальный лактат. Изображения головы и брюшной полости не выявили. Из-за опасений по поводу энцефалопатии Вернике ему назначили внутривенное введение тиамина с легким улучшением, но через четыре дня у него снова появились дизартрия, галлюцинации и атаксия. Бикарбонат и метронидазол были начаты. После перевода он не мог вспомнить события предыдущих дней.Обследование выявило парестезии верхних конечностей и лица, трудности с подборами слов. Ему было продолжено капельное введение бикарбоната с последующим исчезновением неврологических симптомов и ацидоза.

    Этиология его обращения была связана с D-лактоацидозом из-за тяжелого метаболического ацидоза, эпизодического характера неврологических симптомов и синдрома короткой кишки в анамнезе.

    Обсуждение: D-лактоацидоз - это необычная форма лактоацидоза, которая возникает у пациентов с синдромом короткой кишки, когда пищевые углеводы метаболизируются бактериями толстой кишки до D-молочной кислоты.D-лактат не может метаболизироваться L-лактатдегидрогеназой (которая обычно превращает L-лактат в пируват). D-молочная кислота увеличивается при синдроме короткой кишки из-за увеличения доставки углеводов в толстую кишку из-за уменьшения длины короткой кишки и чрезмерного роста грамположительных анаэробов.

    Пациенты поступают с эпизодическим метаболическим ацидозом (часто после приема пищи с высоким содержанием углеводов) и неврологическими отклонениями, включая спутанность сознания, мозжечковую атаксию, невнятную речь и потерю памяти.Диагноз можно подтвердить только с помощью специальных ферментативных тестов, в которых используется D-лактатдегидрогеназа. В острых случаях лечение включает инфузию бикарбоната натрия. При синдроме короткой кишки, приводящем к D-лактоацидозу, пероральные противомикробные препараты могут уменьшить количество организмов, продуцирующих D-лактат, а низкоуглеводная диета может снизить доставку углеводов в толстую кишку.

    Этот пациент лечился низкоуглеводной диетой и рифаксимином для снижения бактериальной нагрузки в толстой кишке.

    Комментировать

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *