Неонатальная гипераммониемия - патологическое состояние, возникающее у новорожденных и характеризующееся повышением уровня аммиака в крови >110 мкмоль/л у доношенных и >150 мкмоль/л у недоношенных детей [1]. Гипераммониемия является неспецифическим маркером многих наследственных болезней обмена веществ (НБО), а также может носить транзиторный характер вследствие тяжелой перинатальной патологии [2, 3].
Клинические симптомы гипераммониемии неспецифичны. Отмечаются частые срыгивания, рвота, потеря массы тела, неврологические нарушения различной степени выраженности в виде синдрома возбуждения или угнетения, сопора, комы, мышечной гипотонии либо гипертонуса, а также судорог. Высокий уровень аммиака в крови может проявляться респираторными нарушениями (апноэ, тахипноэ), клиническими признаками сепсиса (sepsis-like syndrome) и полиорганной недостаточности [4].
Независимо от причины гипераммониемия - всегда жизнеугрожающее состояние, приводящее к необратимым изменениям клеток головного мозга и других органов. Важно отметить, что степень тяжести повреждения центральной нервной системы (ЦНС) коррелирует не только с уровнем аммиака в крови, но и с продолжительностью данного состояния [5-7].
Аммиак - продукт обмена азотсодержащих соединений, образующийся преимущественно в результате дезаминирования биогенных аминов, катаболизма аминокислот, нуклеотидов, а также азотистых компонентов липидов и углеводов, чрезвычайно токсичных в высоких концентрациях. В норме, благодаря функционированию цикла мочевины (циклы Кребса-Гензелейта, мочевинообразования), осуществляемого преимущественно гепатоцитами, аммиак быстро превращается в нетоксичную мочевину, которая в дальнейшем выделяется с мочой [8]. При физиологическом рН >7,35 большая часть (>98%) аммиака присутствует в организме в виде ионов NH4+; однако диффузия через клеточные мембраны происходит в виде газообразного вещества NH3 [9]. Проникновение внутрь клеточных мембран и гематоэнцефалического барьера осуществляется с помощью различных транспортных каналов, таких как ионные каналы и транспортеры K+ или каналы аквапорина-8 [10].
В головном мозге (ГМ) цикл мочевины неактивен, аммиак обезвреживается путем соединения с глутаматом и образованием глутамина в присутствии фермента глутаминсинтетазы [11]. В условиях гипераммониемии запасы глутамата быстро истощаются и его уровень восстанавливается за счет образования из альфа-кетоглутарата. Последний является ключевым продуктом в цикле Кребса (цикл трикарбоновых кислот, ЦТК), а его дефицит, возникающий в условиях гипераммониемии, приводит к нарушению работы ЦТК и дефициту энергии для клеток мозга. В условиях гипераммониемии в ГМ образуется большое количество глутамина, который, в свою очередь, обладает осмотическими свойствами, вызывает отек и набухание клеток головного мозга [12, 13]. При повышении концентрации аммиака в клетках ГМ происходит активация NMDA-рецепторов и, как следствие, повышение продукции свободных радикалов, ведущих к повреждению астроцитов и микроглии [14-17]. Важно отметить, что аммиак постоянно образуется в ГМ, при этом его концентрация на 60-100% выше, чем в крови [18, 19]. В настоящее время доказано, что увеличение концентрации аммиака в крови приводит к более высокому уровню данного метаболита в ГМ, который имеет ограниченную способность к детоксикации аммиака и считается основной мишенью токсичности [20]. Таким образом, гипераммониемия приводит к развитию энергетического дефицита в ЦНС, вызывает токсическое поражение и отек клеток ГМ.
Факторы, осложняющие течение неонатального периода, способствуют развитию транзиторной гипераммониемии (ТГА). Впервые данное состояние у новорожденных было описано в 1978 г. R. Ballard и соавт., а в 1979 г. R. Goldberg и соавт. предположили, что ТГА ассоциирована с перинатальной асфиксией [21, 22]. К факторам риска развития ТГА у новорожденных относятся перинатальная асфиксия, недоношенность, портосистемное шунтирование крови, почечная и печеночная недостаточность, желудочно-кишечное кровотечение, выявление при микробиологическом исследовании Staphylococcus aureus, представителей семейства Enterobacteriaceae (Escherichia coli, Klebsiella spp., Enterobacter spp.), H.pylori, Ureaplasma urealyticum, Mycoplasma spp., Clostridium spp., Cryptocossus spp. и др., а также сепсис [23]. Кроме того, гипераммониемия может являться побочным эффектом проведения терапии некоторыми лекарственными препаратами (вальпроевая кислота, глюкокортикоиды и др.) [24].
Асфиксия при рождении влечет за собой гипоксическую гибель клеток и, как следствие, повреждение различных органов, в большей степени ЦНС, а также почек и печени. На клеточном уровне гипоксически-ишемическое поражение печени может активировать каскад биохимических реакций, ведущих к апоптозу и снижению функционального состояния печени, а следовательно, и активности ферментов цикла мочевины. Кроме того, аммиак активирует звездчатые клетки печени, что приводит к фиброзу и уменьшению объема рабочей ткани [25]. Гипоксический стресс ускоряет катаболизм и, как следствие, приводит к повышенной продукции аммиака в организме. Также в условиях гипераммониемии за счет повышенной детоксикации NH3 происходит быстрое истощение ферментативных систем печени, что затрудняет его дальнейшую утилизацию [22]. Таким образом, у детей, перенесших асфиксию, развивается не только гипоксическая гибель клеток ГМ, но и риск токсико-метаболического поражения нейронов.
Цель данного исследования - определение частоты развития гипераммониемии у новорожденных, перенесших асфиксию, а также выявление клинически значимых последствий данного состояния.
Материал и методы
В исследование включены 78 детей, родившихся в состоянии асфиксии средней степени тяжести и тяжелой асфиксии с 2015 по 2021 г. в ФГБУ "НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова" Минздрава России. Все дети были оценены по критериям А, В, С с целью определения показаний к началу общей управляемой гипотермии. Данную терапию проводили всем пациентам, вошедшим в исследование, время начала процедуры варьировало от 50 мин до 5 ч после рождения, продолжительность гипотермии соответственно протоколу составила 72 ч. На фоне общей управляемой гипотермии во всех случаях, учитывая наличие показаний, дети получали терапию фентанилом, согласно утвержденным клиническим рекомендациям по терапевтической гипотермии у новорожденных [26]; при наличии неонатальных судорог дети получали седативную терапию бензодиазепинами.
При оценке степени гипоксически-ишемической энцефалопатии (ГИЭ) по шкале Н. и М. Sarnat (1976) в модификации В. Stoll, R. Kliegman (2004) [27, 28] у 59 детей отмечалась 2-я степень ГИЭ, в то время как ГИЭ 3-й степени была выявлена у 19 детей. В зависимости от степени ГИЭ дети были разделены на 2 группы, а в зависимости от наличия гипераммониемии каждая группа была разделена на 2 подгруппы.
· 1-я группа - 59 детей с ГИЭ 2-й степени:
ü 1а подгруппа - 38 детей без гипераммониемии,
ü 1б подгруппа - 21 ребенок с гипераммониемией;
· 2-я группа - 19 детей с ГИЭ 3-й степени:
ü 2а подгруппа - 12 детей без гипераммониемии,
ü 2б подгруппа - 7 детей с гипераммониемией.
Всем детям, вошедшим в исследование, при поступлении в отделение реанимации и интенсивной терапии новорожденных проводили клинико-лабораторное и инструментальное обследование, которое включало динамическую оценку клинического и неврологического статуса, исследование кислотно-основного и газового состава крови (pH, pCO2, Lact, BE, Glu), клинического анализа крови и мочи, биохимическое исследование крови, контроль лабораторных маркеров синдрома системного воспалительного ответа [С-реактивный белок (СРБ) и прокальцитонин (ПКТ)], определение уровня аммиака в крови, маркеров повреждения ЦНС (белок S-100 и NSE), исследование коагулограммы. В динамике лабораторный контроль проводился на 3-и сутки жизни, далее 1 раз в 7 дней или раньше при ухудшении клинического состояния ребенка [26]. В структуре инструментального обследования проводили амплитудно-интегрированную электроэнцефалографию (ЭЭГ), магнитно-резонансную томографию (МРТ), ультразвуковое исследование ГМ (нейросонографию), сердца и внутренних органов. При наличии респираторных нарушений выполняли рентгенологическое исследование органов грудной клетки.
Пациенты из разных подгрупп были сопоставимы по частоте структурных поражений ГМ и тяжести сопутствующих заболеваний. Уровень аммиака определяли на 1-е и 3-и сутки жизни всем детям, вошедшим в исследование. В возрасте 4 сут жизни и более после окончания общей управляемой гипотермии уровень аммиака определялся при наличии отрицательной неврологической динамики в виде появления или нарастания синдрома угнетения ЦНС, появления судорог, а также регистрации низковольтажных характеристик биоэлектрической активности мозга.
Лабораторные исследования проводили на базе клинико-диагностической лаборатории ФГБУ "НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова" Минздрава России. Сбор образцов крови для исследования уровня аммиака осуществляли из периферической вены c помощью систем для венозной крови (Sarstedt, Германия) с антикоагулянтом К3ЭДТА или жидким Li-гепарином. Для анализа использовали плазму, полученную путем центрифугирования при 3000 об/мин не менее 10 мин. Центрифугирование проводили не позднее чем через 1 ч после взятия крови. Исследования проводили на автоматическом биохимическом анализаторе ВА-400 (Biosystems, Испания) с использованием набора реагентов S/17660 Ammonia Ultra (Sentinel, Италия).
При выявлении гипераммониемии проводили дифференциальную диагностику с НБО, которая включала исследование спектра аминокислот и ацилкарнитинов в крови, исследование спектра органических кислот в моче и молекулярно-генетическое исследование на панель НБО или полноэкзомное секвенирование. У всех детей гипераммониемия расценена как транзиторная на основании отрицательных результатов обследования на НБО и нормализацию уровня аммиака в динамике.
Критериями исключения были недоношенность, врожденные пороки развития ЦНС и НБО.
Всем детям с гипераммониемией проводили коррекцию данного состояния, которая включала [4]:
· уменьшение дотации белка на 50-75% при уровне аммиака <200 мкмоль/л;
· прекращение дотации белка при уровне аммиака >200 мкмоль/л на срок не более 24-48 ч;
· инфузионную терапию (парентеральное питание) раствором глюкозы и/или жировых эмульсий с целью обеспечения энергетической потребности, составляющей не менее 110% физиологической, и предотвращения развития катаболических процессов;
· постепенное исключение из терапии препаратов вальпроевой кислоты;
· при повышении аммиака >200 мкмоль/л назначали препараты, связывающие аммиак (бензоат натрия в дозе 250 мг/кг в сутки).
После выписки из стационара дети находились под динамическим наблюдением педиатра и невролога, проводилась оценка неврологического статуса в динамике.
Для статистической обработки результатов использовали программу IBM SPSS Statistics. Интерпретация показателей осуществлялась с помощью критерия χ2 Пирсона при сравнении номинальных данных, t-критерия Стьюдента как параметрического критерия сравнения двух независимых выборок, критерия Манна-Уитни как непараметрического критерия сравнения двух независимых выборок, а также проводился корреляционный анализ с помощью коэффициента корреляции Пирсона.
Результаты
В исследуемую группу были включены 78 доношенных детей (30 девочек и 48 мальчиков). Срок гестации составил 38,9±1,1 (37-42) нед, масса тела при рождении - 3385±399 (2385-4000) г. Оценка по Апгар на 1-й минуте была 0-5 баллов, на 5-й минуте - 0-7 баллов. В состоянии асфиксии средней степени тяжести родились 16 детей, в тяжелой асфиксии - 62 ребенка. Гипераммониемия была выявлена у 28 (35,8%) пациентов, включенных в исследование. Среднее значение уровня аммиака в крови составило 155,6±36,4 (115-342) мкмоль/л. У 1 пациента дебют гипераммониемии сопровождался повышением уровня аммиака в крови до 1500 мкмоль/л, данный пациент был исключен из выборки при статистической обработке результатов.
Манифестация гипераммониемии в большинстве случаев (n=24) отмечена на 1-3-и сутки жизни, в то время как продолжительность гипераммониемии варьировала от 1 до 12 сут. У 4 детей гипераммониемия была диагностирована на 6-19-е сутки жизни, а повышенный уровень аммиака в крови сохранялся в течение 3-12 сут. При этом у 2 пациентов гипераммониемия была ассоциирована с приемом препаратов вальпроевой кислоты, показатели аммиака в крови составили 187 и 342 мкмоль/л соответственно. Частота встречаемости гипераммониемии у новорожденных с различной степенью ГИЭ была сопоставима (p>0,05), таким образом, вероятность развития гипераммониемии не ассоциирована со степенью ГИЭ (табл. 1). Также не отмечалось корреляции между уровнем аммиака, полом, гестационным возрастом, массой при рождении, оценкой по шкале Апгар и степенью тяжести асфиксии (p>0,05).
![](https://www.medobr.ru/cgi-bin/unishell?usr_data=gd-image(jarticles_neonat,614,,4,photo1,00000000,)&hide_Cookie=yes)
При оценке неврологического статуса у детей, перенесших асфиксию, в структуре клинических проявлений после рождения преобладали синдромы угнетения ЦНС, мышечной дистонии, двигательных нарушений, а также неонатальные судороги и кома. У пациентов с гипераммониемией не отмечалось никаких специфических изменений в неврологическом статусе (p>0,05). Результаты представлены в табл. 2. Однако при более поздней манифестации гипераммониемии, после окончания терапевтической гипотермии, в возрасте 4 сут и старше, состояние детей ухудшалось после периода светлого промежутка. Во всех случаях отмечалось нарастание симптомов угнетения ЦНС, мышечной гипотонии, в одном случае отмечалось возобновление судорожного синдрома. Полученные данные подчеркивают важность проведения исследования уровня аммиака в крови у детей, перенесших асфиксию, в первые 72 ч жизни на фоне проведения общей терапевтической гипотермии. В данный временной промежуток клинические признаки гипераммониемии могут оставаться незамеченными на фоне клинических проявлений основного заболевания и проводимой седативной терапии.
![](https://www.medobr.ru/cgi-bin/unishell?usr_data=gd-image(jarticles_neonat,614,,4,photo2,00000000,)&hide_Cookie=yes)
Всем детям проводили амплитудно-интегрированную ЭЭГ ГМ: постоянный низкоамплитудный паттерн был выявлен у 24 пациентов, прерывистый фоновый паттерн с нормальным вольтажом у 5 пациентов, паттерн "вспышка-подавление" у 41 пациента, в структуре записи ЭЭГ острые волны отмечались у 52 детей, вспышки эпилептиморфной активности - у 46 детей, единичные судорожные приступы - у 13 детей, эпистатус и активность Flat Trace были зарегистрированы у 4 детей. Данные изменения были статистически сопоставимы у детей с гипераммониемией и без нее (p>0,05).
У детей были выявлены изменения по результатам лабораторного обследования (табл. 3). Однако во всех группах не отмечено значимой корреляции между уровнем аммиака и показателями кислотно-основного и газового состава крови (pH, Lact, BE), а также со специфическими маркерами повреждения ГМ (S-100, NSE) (p>0,05).
![](https://www.medobr.ru/cgi-bin/unishell?usr_data=gd-image(jarticles_neonat,614,,4,photo3,00000000,)&hide_Cookie=yes)
По данным нейросонографии, проведенной в первые 3 сут жизни или в момент манифестации гипераммониемии, отмечались гипоксически-ишемические изменения вещества ГМ в 18 случаях и внутрижелудочковые кровоизлияния у 13 детей. По данным допплерометрии на артериях мозга отмечался вазоспазм у 34 детей и вазопарез в 26 случаях. Всем детям, включенным в исследование, проводили МРТ ГМ с мультивоксельной спектроскопией по 1Н. Среди органических поражений мозга отмечались: структурное постгипоксическое поражение ГМ у 24 детей, постгипоксические изменения ГМ у 30 детей, субтотальная и тотальная энцефаломаляция у 5 детей. Статистически значимых различий в структуре органических повреждений мозга между детьми с наличием и отсутствием гипераммониемии не выявлено (p>0,05).
Гипераммониемия не влияла на частоту летальных исходов у пациентов, перенесших асфиксию, что с высокой вероятностью обусловлено своевременной коррекцией данного состояния.
Всем детям оценивали неврологический статус в катамнезе. Формирование детского церебрального паралича (ДЦП) и эпилепсии чаще отмечалось у детей с ГИЭ 3-й степени и статистически значимо не отличалось у детей с гипераммониемией и пациентов с нормальным уровнем аммиака в крови. ТГА не влияла на частоту развития ДЦП, эпилепсии и задержки психомоторного развития, однако отмечалась статистическая значимость между неонатальной гипераммониемией и отдаленными неврологическими нарушениями в виде признаков мануальной диспраксии и задержки развития экспрессивной речи различной степени тяжести (p<0,05). В неонатальном периоде у детей с признаками мануальной диспраксии в 1б подгруппе среднее значение аммиака составляло 154,75±20,73 мкмоль/л, у детей во 2б подгруппе 240,5±87,5 мкмоль/л; у детей с задержкой экспрессивной речи в 1б и 2б подгруппах среднее значение аммиака составляло 138,1±26,9 и 199,53±77,53 мкмоль/л соответственно.
Результаты представлены в табл. 4. На рисунке показан уровень аммиака в крови в неонатальном периоде у детей с развитием задержки речевого развития и мануальной диспраксией.
![](https://www.medobr.ru/cgi-bin/unishell?usr_data=gd-image(jarticles_neonat,614,,4,photo4,00000000,)&hide_Cookie=yes)
В большинстве случаев при ТГА отмечалось повышение уровня аммиака до 500 мкмоль/л, однако у 1 ребенка было выявлено транзиторное повышение уровня аммиака до 1500 мкмоль/л. Данное состояние сопровождалось резко отрицательной динамикой состояния и развитием комы (при статистической обработке пациент был исключен из выборки).
Обсуждение
В нашем наблюдении ТГА была выявлена у 35,8% пациентов, перенесших среднетяжелую и тяжелую асфиксию при рождении, что является нередким осложнением у данной группы пациентов. При этом средний уровень аммиака в крови составил 155,6±36,4 (115-342) мкмоль/л. Результаты настоящего исследования сопоставимы с опубликованными данными. В исследовании, проведенном N. Khalessi и соавт. (2016), гипераммониемия отмечена в 20% случаев у детей, перенесших асфиксию, при этом средний уровень аммиака составил 222±100 мкмоль/л. Как и в нашем наблюдении, у детей не выявлено корреляции между уровнем аммиака и полом, гестационным возрастом, массой тела при рождении, степенью тяжести асфиксии и ГИЭ [29].
По данным проведенного нами исследования, в спектре неврологических симптомов не выявлено статистически значимых различий у детей с гипераммониемией и без нее. Мы связываем это с тем, что в большинстве случаев ТГА манифестировала в первые 3 сут жизни, когда тяжесть состояния была обусловлена перенесенной асфиксией, а также проводилась седативная терапия, на фоне чего выявление характерных изменений в динамике состояния не представлялось возможным. В то же время при более поздней манифестации гипераммониемии состояние детей ухудшалось после периода светлого промежутка, что клинически проявлялось патологической неврологической симптоматикой в виде синдрома угнетения ЦНС, отказом от кормления, респираторными нарушениями. В некоторых литературных источниках отмечается, что выраженные клинические симптомы гипераммониемии появляются при концентрации аммиака >300 мкмоль/л [30]. В то же время при концентрации аммиака >200 мкмоль/л описаны крайне неблагоприятные исходы гипераммониемии в виде развития отека ГМ и необратимого поражения ЦНС, полиорганной недостаточности и летального исхода [31].
![](https://www.medobr.ru/cgi-bin/unishell?usr_data=gd-image(jarticles_neonat,614,,4,photo5,00000000,)&hide_Cookie=yes)
Важно отменить, что всем детям, включенным в наше исследование, проводили коррекцию гипераммониемии. На фоне проводимого лечения отмечалось достаточно быстрое снижение уровня аммиака в крови, что позволило у части детей избежать его повышения до критических значений и развития неблагоприятных исходов. Также всем детям, включенным в исследование, проводили общую управляемую гипотермию. В современной литературе описан опыт успешного применения данной процедуры при гипераммониемии в качестве одного из методов лечения [32]. Можно предположить, что уровень аммиака в крови у детей в нашей выборке мог быть выше при отсутствии проведения общей управляемой гипотермии и коррекции гипераммониемии.
При оценке отдаленных неврологических исходов в нашем наблюдении у детей с ТГА отмечено развитие умеренного неврологического дефицита в виде признаков мануальной диспраксии и задержки развития экспрессивной речи различной степени в 64,2 и 50% случаев соответственно. До настоящего времени представленные в современной литературе данные об отдаленных неврологических исходах у детей, перенесших асфиксию в сочетании с гипераммониемией, включали исключительно описание признаков выраженного неврологического дефицита (ДЦП, эпилепсия, задержка психомоторного развития). В данной статье впервые описана корреляция между ТГА и развитием умеренного неврологического дефицита (мануальная диспраксия, задержка развития экспрессивной речи) у детей, перенесших перинатальную асфиксию. Согласно нашему исследованию, у большинства пациентов, перенесших тяжелую асфиксию, при наблюдении в катамнезе отсутствовали выраженные признаки неврологического дефицита, что сопоставимо с данными литературы. M. Yoshino и соавт. продемонстрировали, что выживаемость новорожденных с тяжелой ТГА при условии проведения терапии была высокой (>70%), в то время как у 53,9% выживших не отмечалось тяжелых неврологических исходов. Продолжительность гипераммониемии более 3 дней и высокие значения уровня аммиака коррелируют с неблагоприятным прогнозом [33]. Таким образом, чрезвычайно важно быстро начать лечение, направленное на снижение уровня аммиака, еще до выявления этиологии гипераммониемии [34, 35].
Заключение
Таким образом, в нашем наблюдении наиболее часто манифестация ТГА приходилась на первые 72 ч жизни. В то же время заподозрить и выявить гипераммониемию в этом возрасте у детей, перенесших перинатальную асфиксию на основании клинических признаков, не представляется возможным ввиду тяжести состояния ребенка на фоне основного заболевания. Полученные результаты подчеркивают важность проведения исследования уровня аммиака в крови у детей, перенесших асфиксию, в 1-е и 3-и сутки жизни. Также необходимо контролировать уровень аммиака в крови на фоне отрицательной динамики состояния новорожденных после периода светлого промежутка. При отсутствии своевременной диагностики и лечения гипераммониемия может привести к тяжелым необратимым поражениям ГМ.
Несмотря на то что о ТГА у новорожденных известно уже несколько десятилетий, диагностика данного состояния и в настоящее время остается низкой. ТГА нередко является осложнением перенесенной перинатальной асфиксии и должна исключаться у всех детей из группы риска. При выявлении гипераммониемии необходимо проводить дифференциальную диагностику с НБО. До начала проведения специфической терапии препаратами, связывающими аммиак (бензоат натрия, карглумовая кислота) и/или до трансфузии компонентов крови необходимо набрать кровь на фильтр, в пробирку с ЭДТА и мочу для исследования спектра аминокислот и ацилкарнитинов в крови, а также органических кислот в моче и молекулярно-генетического исследования на панель наследственных болезней обмена веществ или полноэкзомного секвенирования.
Благодарности. Авторы выражают благодарность сотрудникам отдела ультразвуковой диагностики в неонатологии и педиатрии (заведующий отделением - кандидат медицинских наук Е.А. Филиппова) ФГБУ "НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова" Минздрава России и заведующему отделением лучевой диагностики ФГБУ "НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова" Минздрава России кандидату медицинских наук, члену Европейского общества радиологии (ECR) В.Г. Быченко.