高アンモニア血症は、血中のアンモニウムイオン（NH4 +）またはアンモニア（NH3）の急性または慢性の増加です。これは非常に危険な後天性または先天性の代謝障害であり、脳の損傷や患者の死につながる可能性があります。
アンモニアは窒素物質であり、タンパク質の異化（破壊）で生成される有毒な生成物であり、以前に尿素に変換されることで除去されます。尿素は毒性が低く、腎臓を通じて尿から除去されます。
アンモニウムイオンの構造（出典：Leyo / Wikimedia Commons経由のパブリックドメイン）
尿素の形成のために、代謝経路は一連の酵素の連続的な関与を含み、いくつかはミトコンドリアにあり、他は肝臓細胞の細胞質または細胞質にある。このプロセスは、「尿素サイクル」または「クレブス-ヘンセライトサイクル」と呼ばれます。
尿素サイクルに関与する酵素のいずれかが失敗すると、血液中のアンモニアが増加または蓄積し、その結果、肝性脳症などのアンモニアまたはアンモニアによって生成される毒性効果が発生します。さらに、肝不全は尿素サイクルに影響を与え、高アンモニア血症を引き起こす可能性があります。
通常の条件下では、アンモニアの生成と除去の速度が厳しく規制されているため、アンモニウムレベルは非常に低く、毒性の範囲を下回っています。血液中の非常に少量のアンモニアは潜在的に脳に有毒です。
高アンモニア血症の症状
高アンモニア血症に関連する症状は、嘔吐、下痢、全身倦怠感、タンパク質の摂取の拒否、食欲不振（拒食症）、眠気、嗜眠、言語障害、気分変化、間欠性運動失調、精神遅滞、および急性の場合に含まれます重度の昏睡と死。
この症状は、高アンモニア血症の原因とは無関係です。先天性のこれらの問題を抱えた新生児は出生時に正常である可能性がありますが、タンパク質（母乳）が豊富な食品を摂取した数日後に症状が現れます。
新生児は、食べたくない、嘔吐した、頻呼吸および嗜眠を望まないため、急速に深部昏睡に進行する。年長の子供では、急性高アンモニア血症は、嘔吐、食欲不振、および神経過敏、興奮、精神錯乱、運動失調などの障害で現れます。
これらの臨床症状は、昏睡に進行するまで無気力と眠気の期間と交互になり、治療せずに放置すると発作と死亡を引き起こす可能性があります。
原因
高アンモニア血症の原因は、尿素代謝の失敗によるものであるため、高アンモニア血症を引き起こす病態生理学的メカニズムを理解するには、尿素サイクルを知る必要があります。
尿素サイクルは一連の酵素の連続的な活性化を必要とします。5つの酵素がこのプロセスに参加します：カルボモイルホスフェートシンテターゼ、オルニチントランスカルバモイラーゼ、アルギニノコハク酸シンテターゼ、アルギニノシンテターゼ、およびアルギナーゼ。
- 尿素の合成
尿素合成の開始には、重炭酸塩とATP（アデノシン三リン酸）によって提供されるアンモニア（NH3）、二酸化炭素（CO2）が必要です。
アンモニアの起源は、アミノ基転移および酸化的脱アミノ化によって分解されたアミノ酸の窒素に由来します。尿素合成の最初の2つの反応は肝細胞のミトコンドリアで起こり、残りの3つは細胞質で起こります。
-CO2 + NH3 + ATP + N-アセチルグルタミン酸は、リン酸カルバモイルリン酸合成酵素の作用により、リン酸カルバモイルを形成します
-リン酸カルバモイル+ L-オルニチンは、酵素オルニチントランスカルバミラーゼの作用により、L-シトルリンを形成します
-細胞質内のL-シトルリンは、アルギニノコハク酸シンテターゼの作用により、L-アスパラギン酸を基質として、アルギニノコハク酸を形成します。
-アルギニノコハク酸は、アルギニノシンテターゼの効果により、フマル酸を放出し、L-アルギニンを生成します。
-L-アルギニンは、水分子と一緒に、アルギナーゼの作用により、尿素分子を放出し、ミトコンドリア内のサイクルの2番目の反応に再び入るために利用できるL-オルニチンを生成します。
グルタミン合成酵素は、アンモニア固定酵素であるグルタミン。組織は常にアンモニアを生成しているため、それは肝臓によって急速に除去され、肝臓によってグルタミン酸に変換され、次にグルタミン、さらに尿素に変換されます。
尿素サイクルに関与する酵素のいずれかが不足すると、欠落している反応基質が逆行して蓄積し、結果としてアンモニアが蓄積します。
腸内細菌もアンモニアを生成し、これは血流に入り、そこから肝臓に至り、そこで尿素サイクルに入ります。
肝硬変の患者では、門脈系に特定の吻合が形成され、消化器系からのアンモニアの一部が、最初に肝臓を通過せずに直接全身循環に入ることができ、機能不全に加えて高アンモニア血症の原因の1つになります肝臓。
タイプ
尿素合成は有毒なアンモニアを尿素に変換するため、尿素合成の欠陥は高アンモニア血症とアンモニア中毒を引き起こします。欠陥が尿素代謝サイクルの最初の2つの段階で発生すると、これらの中毒はさらに深刻になります。
高アンモニア血症は、対応する酵素不全によっていくつかのタイプに分類されます。これらのタイプの高アンモニア血症は、先天性または遺伝性と呼ばれます。さらに、「二次性」として分類される高アンモニア血症があり、別の病理学では尿素の代謝を変化させることができます。
原発性または先天性は：
- タイプI：カバモイルリン酸合成酵素Iの欠乏による
- タイプII：オルニチントランスカルバモイラーゼ欠損症による。それは、血液、脳脊髄液および尿中の高レベルのグルタミンを伴うX染色体に関連する遺伝性疾患です。
- シトルリン血症：アルギニノコハク酸シンテターゼの活性の欠如による劣性遺伝性疾患。
- アルギニノコハク酸尿症：劣性遺伝し、血液、脳脊髄液および尿中のアルギニノコハク酸の増加を特徴とします。アルギニノスクシナーゼの欠乏があります。この病気は2年後に発症が遅く、早い年齢で死に至ります。
- 高アルギニン血症：血中および脳脊髄液中の低レベルの赤血球アルギナーゼとアルギニンの蓄積が特徴です。
二次性高アンモニア血症は、主に尿素代謝を遅らせたり減らしたりする肝不全が原因です。そのため、アンモニアが蓄積し、高アンモニア血症が発生します。
治療
アンモニア濃度を下げ、脳の損傷を防ぐために、急性高アンモニア血症は迅速に治療されなければなりません。内因性タンパク質の破壊を避けるために、カロリー、適切な水分、および最小限ではあるが十分な量のアミノ酸を提供する必要があります。
カロリー源としての電解質、液体、脂質が静脈内に供給され、最小限の量の好ましくは必須アミノ酸が含まれています。患者の全身状態を少し改善することにより、特に乳児において、経鼻胃管による栄養補給を行うことができます。
アンモニアは腎臓で容易に除去されないため、治療の目標は、高い腎クリアランス（クリアランス）を持つ化合物を生成することです。安息香酸ナトリウムまたはフェニル酢酸ナトリウムを投与して、腎臓によって排出されるこれらの複合化合物を形成することができます。
一部の例では、患者にアルギナーゼ欠乏症がなければ、アルギニンの使用により尿素の形成が促進されます。アルギニンは、オルニチンとN-アセチルグルタミン酸を尿素サイクルに供給します。
したがって、患者はタンパク質摂取を制限された食事を摂るべきであり、それは少量ずつ提供されるべきです。
参考文献
- Behrman、R.、Kliegman、R.&Arwin、A.（2009）。Nelson Textbook of Pediatrics 16 ed。W
- Carrillo Esper、R.、Iriondo、MFN、&García、RS（2008）。アンモニウムと高アンモニア血症。その臨床的意義。Medica Sur、15（3）、209-213。
- Fauci、AS、Kasper、DL、Hauser、SL、Jameson、JL、およびLoscalzo、J（2012）。ハリソンの内科の原則（Vol。2012）。DL Longo（編）。ニューヨーク：Mcgraw-hill
- Mathews、CK、Van Holde、KE、およびAhern、KG（2000）。生化学編 サンフランシスコ：BenjaminlCummings。
- McCance、KL、およびHuether、SE（2018）。病態生理学-電子ブック：成人および小児における疾患の生物学的根拠。Elsevier Health Sciences。
- マレー、RK、グラナー、DK、メイズ、ペンシルバニア州、およびロッドウェル、VW（2014）。ハーパーのイラスト入りの生化学。マグロウヒル。