Список сокращений
АК - аминокислоты
ГВ - гестационный возраст
ИВЛ - искусственная вентиляция легких
НМТ - низкая масса тела при рождении
ОНМТ - очень низкая масса тела при рождении
ОРИТН - отделение реанимации и интенсивной терапии новорожденных
ПП - парентеральное питание
НЭК - некротизирующий энтероколит
ЩФ - щелочная фосфатаза
ЭНМТ - экстремально низкая масса тела при рождении
ЭП - энтеральное питание
Наиболее актуальна в настоящее время задача снижения инвалидизации и улучшения состояния здоровья недоношенных детей [1]. В неонатологической литературе последних лет большое внимание уделяется вопросам нутритивной поддержки. Накопленный опыт применения энтерального и парентерального питания у пациентов в отделениях реанимации и интенсивной терапии показывает эффективность нутритивной поддержки как направления интенсивной терапии.
В последние годы было доказано, что программа нутритивной терапии должна включать не только аминокислоты, донаторы энергии, витамины и микроэлементы, но и в ряде случаев нутриенты, обладающие различными фармакологическими эффектами и снижающие катаболическую реакцию: глутамин, аргинин, омега-3-жирные кислоты и др. [2]. Стандартное ПП не всегда помогает решить проблему восполнения дефицита глутамина. Есть исследования, свидетельствующие, что раннее назначение недоношенным (>32 нед) новорожденным аминокислот (АК) не приводит ни к увеличению синтеза глутамина, ни к снижению общего уровня протеолиза в течение первых нескольких дней жизни [21].
Исследования роли глутамина в развитии и профилактике заболеваний имеют более чем сорокалетнюю историю. Несмотря на то что за эти годы в литературе опубликовано более чем 500 работ, интерес к проблеме не иссякает [2].
Глутамин - наиболее распространенная аминокислота в мышцах и плазме крови человека (рис. 1) [17]. Она важна для роста и синтеза веществ в клетках, а для роста клеток in vitro необходима больше, чем любая другая амино кислота [9]. Помимо обеспечения азота для синтеза белка, глутамин является предшественником как нуклеиновых кислот, нуклеотидов [19], гексозаминов [18], так и оксида азота - аргинина и главного антиоксиданта - глутатиона [18]. Кроме того, глутамин - важный источник окислительного топлива для быстро пролиферирующих клеток, таких как клетки желудочно-кишечного тракта и иммунной системы, ретикулоцитов, фибробластов [7, 16] и т. д. В дополнение к его роли в качестве субстрата глюконеогенеза в печени, почках, кишечнике [15] глутамин участвует в почечной обработке аммиака, выступающей в качестве регулятора кислотно-щелочного гомеостаза [28]. Представленные данные также указывают на то, что глутамин имеет функции сигнальных молекул [6], в частности, при катаболических состояниях.
Глутамин имеет несколько важных метаболитов (рис. 2). Дезаминирование глутамина глутаминазой приводит к образованию глутамата - предшественника γ-аминомасляной кислоты, являющейся тормозным нейро медиатором. При циклизации глутамина образуется пролин - важный аминокислотный компонент коллагена (компонента соединительной ткани). Процессы деаминирования и трансаминирования глутамата участвуют в переносе аммиака между тканями. Перенос азота аминогруппы глутамина аминотрансферазой также участвует в процессе биосинтеза пуринов и пиримидинов [18].
Аминогруппа глутамина играет важную роль в синтезе гексозаминов - веществ, жизненно необходимых для поддержания целостности и функции слизистых оболочек (рис. 3).
Азот аминогруппы глутамина также имеет большое значение для синтеза гексозаминов, которые, как компоненты гликопротеинов и аминосахаров, очень важны для поддержания всасывающей (за счет гликозилирования мембранных расщепляющих гидролаз) и барьерной функций кишечника (за счет поверхностного муцина и гликопротеинов, формирующих плотные межклеточные контакты) [16].
Рыхлая оболочка ворсинок, образованная семейством гликопротеинов и протеогликанов (в которых основной углеводный компонент - гексозамины), защищает эпителиальные клетки кишечника от самопереваривания ферментами, находящимися в просвете кишечника, и может защищать организм от проникновения бактерий из кишечника.
Глутамин и глутамат играют важную роль в метаболических процессах у плода и новорожденного, однако возможности синтеза эндогенного глутамина у ребенка недостаточны, особенно в случае недоношенности. Вот почему в первые 3-4 мес жизни организм ребенка зависит от экзогенного поступления глутамина для обеспечения реакций адаптации и роста организма [18].
Из всех аминокислот именно глутамин поступает от матери к плоду через плаценту в наибольших количествах (рис. 4). За синтез глутамина в плаценте отвечает фермент глутамин-синтетаза, которая иммуногистохимически обнаружена главным образом в цитотрофобластах и в меньшей степени в мезенхимальных клетках [9]. Значительная доля глутамина, не метаболизированного в печени плода до глутамата и возвращенного в плаценту, захватывается тканями плода и используется для роста [18]. Активный синтез глутамата в печени плода сходен с активным синтезом глюкозы в печени после рождения.
В критическом состоянии потребность в глютамине возрастает настолько, что не может компенсироваться ни потреблением глютамина с пищей, ни его эндогенным синтезом [13]. Особенно эта проблема актуальна у критически больных недоношенных новорожденных. Дело в том, что незрелый и не всегда адекватно функционирующий желудочно-кишечный тракт не позволяет предлагать таким больным большие объемы энтерального питания и, таким образом, пополнять резервы. Недоношенные дети исключительно предрасположены к недостаточному потреблению питательных веществ и к развитию дефицита отдельных веществ. После рождения поступление питательных веществ может быть нестабильным и недостаточным по количеству и качеству, так как в отличие от взрослых у недоношенных детей запас питательных веществ слишком мал, чтобы обеспечить метаболические потребности даже при кратковременном голодании. Даже при достаточном поступлении питательных веществ перорально или внутривенно незрелая печень и желудочнокишечный тракт не всегда могут оптимально метаболизировать и усваивать это питание [18]. В то время как концентрация глутамина в плазме у новорожденных детей, находящихся на грудном вскармливании, обычно повышается в первые дни жизни [8], был зарегистрирован селективный дефицит аминокислот в сыворотке (глутамин и аргинин) у недоношенных младенцев, имеющих НЭК [3]. Было высказано предположение о том, что в катаболических условиях недоношенный ребенок не в состоянии синтезировать достаточное количество глутамина для удовлетворения потребностей, и тогда глутамин может стать условно незаменимой АК [13].
Однако традиционно глутамин считается заменимой аминокислотой и ее не включают в смеси аминокислот для внутривенного применения из-за ее относительно низкой стабильности в растворе.
Парентеральное введение глутамина нашло широкое применение в популяции взрослых пациентов. Идея применить в неонатальной практике новый препарат, эффектив- ность которого уже доказана в популяции взрослых больных, всегда привлекательна, особенно когда применение такого препарата представляется патогенетически обоснованным.
На фоне применения глутамина отмечено снижение частоты инфекционных осложнений и затрат на лечение у пациентов с сепсисом [10, 11], улучшение азотистого баланса после больших операций на брюшной полости [17], показано снижение частоты бактериемии у ожоговых больных [29], снижение продолжительности госпитализации после трансплантации костного мозга в онкологической практике [30].
Однако результаты научных исследований эффектов глутамина у критически больных взрослых пациентов нельзя назвать однозначными. В 2002 г. Novak F. и соавт. 20] провели систематический обзор 14 рандомизированных исследований, сравнивающих использование препаратов глутамина у хирургических и реанимационных пациентов. У хирургических больных введение глутамина может ассоциироваться с уменьшением частоты инфекционных осложнений и снижением времени госпитализации. У больных в критических состояниях введение глутамина ассоциируется со снижением частоты осложнений показателей и снижением летальности. Наибольший эффект наблюдался у пациентов, получавших парентерально высокие дозы глутамина.
В отличие от предыдущих, метаанализ, проведенный Bollhalder L. и соавт. [5], не доказал достоверного влияния глутамина, включенного в ПП, на смертность у критически больных взрослых пациентов. Возможно, это обусловлено методологически не корректно проведенными исследованиями и в ряде исследований слишком малыми дозами глутамина. Сделано заключение о том, что эффективность остается неопределенной.
Первые доказательства того, что парентеральное введение глутамина представляется безопасным и глутамин может считаться условно незаменимой аминокислотой у недоношенных детей, были получены Lacey J. и соавт. [13]. Хотя эффективность не была продемонстрирована для всей когорты (n=44), были получены достоверные различия в длительности ПП и ИВЛ в подгруппе детей с массой тела при рождении <800 г (n=24), которые получали парентерально глутамин (p<0,05), по сравнению с детьми, получавшими стандартное ПП.
Thompson S. и соавт. [23] также показали безопасность и хорошую переносимость глутамина в группе из 35 больных новорожденных с ЭНМТ. Время до достижения полного объема ЭП существенно короче у ЭНМТ детей, получавших парентеральное введение глутамина (13 дней), по сравнению с контрольной группой (21 день; p<0,05) В то же время другие клинические исходы (рост, прибавки массы тела, желудочные резидуалы, инфекции, количество эпизодов сепсиса с положительными бактериальными высевами, НЭК или возраст при выписке) не отличались в группах сравнения. Несмотря на небольшую группу включенных пациентов, исследование проведено достаточно качественно.
В 2007 г. Li Z. и соавт. [14] исследовали влияние введения в ПП аланил-глутамин дипептида в течение более чем 2 нед у 53 недоношенных с ОНМТ. Показано достоверное уменьшение длительности ПП (24,8 против 30,8 дня; p<0,05), срока госпитализации (32,1 против 38,6 дня; p<0,05) и снижение частоты эпизодов внутрибольничных инфекций (0,96 против 1,84 раза; p<0,05) у детей, получавших парентерально глутамин, по сравнению с младенцами, которые получили стандартное ПП. К тому же они быстрее восстановили массу тела при рождении (8,1 против 10,4 дня; p<0,05), В то время как не было никаких различий между группами по приросту массы тела или окружности головы. Хотя в группу исследования были включены 68 детей, 15 детей были исключены из-за недостатка времени на ПП (<2 нед). Результаты следует интерпретировать с осторожностью из-за ограничения в методологии.
Poindexter В. и соавт., выполнившие самое крупное мультицентровое слепое двойное рандомизированное исследование у младенцев с очень низкой массой тела (n=1433), не обнаружили никакой разницы в смертности и частоте манифестации позднего неонатального сепсиса при парентеральном введении глутамина (0,3 г/кг/сут) по сравнению с контролем [22]. Интересно, что функции печени улучшились по оценке аспартатаминотрансферазы и прямого билирубина в сыворотке, которые были ниже в группе новорожденных, получавших глутамин, по сравнению с контрольной группой. Следует отметить, однако, что нет различий в группах для других показателей функции печени (желчных кислот, аланинаминотрансферазы, общего билирубина, альбумина), так же как для других вторичных исходов (времени перехода на ЭП, остаточного объема желудка, общей продолжительности ПП, массы тела, окружности головы, продолжительности пребывания в ОРИТН и ИВЛ).
Безопасность была также оценена в подгруппе из 141 новорожденного с ЭНМТ путем измерения концентрации в плазме крови аминокислоты и аммиака после примерно 10-дневного курса ПП (2,3±1,0 г/кг/сут белка [16].
При парентеральном введении глутамина отмечается повышение его уровня в плазме без видимого биохимического риска у новорожденных с ЭНМТ, что в свою очередь не привело к снижению заболеваемости сепсисом и смертности (51 % по сравнению с контролем: 48 %; p>0,05).
Отсутствие значимого эффекта может быть обусловлено рядом факторов. Во-первых, основной исход (смерть или позднее начало сепсиса) может быть результатом действия других факторов в ходе клинического наблюдения.
Кроме того, как и в предыдущие исследования, общее потребление АК, возможно, было неадекватным в исследуемых группах, как следствие замены 20 % от стандартного количества АК на глутамин (для обеспечения специфического эффекта глутамина). Таким образом, дети в обеих группах не получили целевых доз АК - 3,0 г/кг/сут [16].
Кроме того, имеются различия в субстратах ЭП (формула или грудное молоко), что может ограничить сопоставимость величины потребления нутриентов между исследуемыми группами.
У 26 недоношенных детей, которые получали парентерально глутамин, улучшились показатели пече- ночных функций после ПП в течение более чем 7 дней, что может быть обусловлено уменьшением апоптоза и окислительного повреждения. Уровень ЩФ, гаммаглутамилтрансферазы и аспартатаминотрансферазы были достоверно выше в контрольной группе. Нет различий в длительности ИВЛ, прибавках массы тела и окружности головы, длительности лечения в ОРИТН. Сделано заключение о том, что лютамин может быть эффективным агентом против ПП-индуцированного повреждения печени; однако необходимо исследовать молекулярные механизмы [25, 26].
Проведен систематический обзор 7 рандомизированных контролируемых исследований, показавших, что парентеральная и энтеральная дотация глутамина у новорожденных с ОНМТ не способствует снижению смертности [относительный риск (RR) 0,98; 95 % доверительный интервал (CI) 0,80-1,20] или других клинических исходов, включая инвазивные инфекции, НЭК, время достижения полного ЭП, длительность госпитализации, рост или неврологические нарушения в возрасте 18 мес корригированного возраста [24].
В следующем исследовании доказан протеолитический эффект больших доз глутамина и ускорение синтеза глутамина de novo. Kalhan S. и соавт. [12] изучали эффект включения глутамина в дозе 0,6 г/кг/сут в программу ПП с дозой белка 3-5 г/кг/сут у 20 клинически стабильных детьми с НМТ, между 1-м и 2-м днем после рождения.
По сравнению с группой стандартного ПП, дотация глутамина привела к значительному снижению уровней фенилаланина и азота, что свидетельствует о замедлении протеолиза. Не было никаких существенных различий в уровнях мочевины в группах сравнения. Тщательно отобранная популяция клинически стабильных младенцев ограничивает применение результатов в других группах недоношенных новорожденных. Кроме того, использование более высокой дозы глутамина затрудняет сравнение с другими исследованиями.
Опубликованы результаты рандомизированного проспективного исследования 55 детей с ОНМТ [4]. Определялся уровень глутамина и глутаминовой кислоты в пуповинной крови и на 3-й и 14-й день жизни. В группе контроля достоверно ниже уровень глутамина в крови на 14-й день жизни и выше частота НЭК; однако не выявлено преимущество глутамина при сравнении в группах частоты госпитального сепсиса, длительности лечения в ОРИТН и общей длительности госпитализации.
Хотя механизмы метаболизма глутамина известны, все еще существует необходимость фундаментальных научных исследований, чтобы лучше определить его роль на разных этапах развития детского организма.
Основываясь на противоречивых результатах у недоношенных детей, некоторые исследователи [16] не рекомендуют дополнительное введение глутамина в педиатрической популяции рутинно. Вероятно, показания для парентерального введения глутамина должны быть ограничены конкретными подгруппами педиатрических пациентов, которые могут иметь недостаточность глутамина в результате дефицита его экзогенного поступления или его избыточного потребления, которое превышает синтетический потенциала организма. С другой стороны, подавляющее число опубликованных исследований демонстрируют безопасность и хорошую переносимость глутамина, отсутствие данных о нежелательных эффектах и осложнениях. Методологические вопросы, возникшие при анализе доступных публикаций, не позволяют получить статистически достоверные результаты. Данные факты должны быть учтены при планировании в будущем крупных рандомизированных контролируемые испытаний с применением глутамина. В качестве подтверждения правоты рассуждений можно привести методологически качественное исследование 2014 г. [27], проведенное с привлечение независимых экспертов, включавшее 26
рандомизированных исследований парентерального применения глутамина у критически больных взрослых пациентов (n=2484). Данное исследование убедительно показало достоверное снижение госпитальной летальности (RR 0,68; 95 % CI 0,51, 0,90; p=0,008), снижение инфекционных осложнений (RR 0,86; 95 % CI 0,73, 1,02; p=0,09) и уменьшение длительности госпитализации реанимационных больных (WMD -2,56; 95 % CI -4,71, -0,42; p=0,02).
Сведения об авторе
Татьяна Евгеньевна Заячникова - кандидат медицинских наук, врач-неонатолог высшей категории, заведующая кафедрой педиатрии и неонатологии
Место работы: ГБОУ ВПО "Волгоградский государственный медицинский университет" Минздрава России
e-mail: guz5detu=i@mail.ru