高氨血症性腦病的病理生理學
氨(NH3)是一種已知的強效神經毒素,通常與肝性腦病(HE)的發生有關,HE是失代償性肝硬化的嚴重併發症,可導致一系列神經或精神異常。此外,HE是肝硬化患者死亡率的重要預測因素。
在健康個體中,氨從胃腸道進入門靜脈循環,隨後通過尿素循環轉化為尿素(圖1)。最終,尿素通過結腸或腎臟排出體外。
圖1 尿素循環
然而,在嚴重肝功能障礙,或門體分流的情況下,排洩氨的負擔落在了腎臟、骨骼肌和大腦上。在這些情況下,氨進入體循環,同時抑制興奮性和抑制性突觸後電位,並損害神經功能(圖2)。
圖2 高氨引起腦病的病理生理機制
通過被動擴散或介導轉運穿透血腦屏障後,氨可促進穀氨醯胺(一種滲透壓調節劑)的產生,進一步導致腦水腫;這種併發症在急性肝功能衰竭時最為嚴重。其他因素,如消化道出血,可以促進毒素從門靜脈向全身血流的轉移。腦水腫、腦疝和癲癇發作通常發生在急性高氨血症(即在急性肝功能衰竭的情況下)導致動脈血氨水平>200 μmol/L時。因此,動脈血氨監測(與靜脈血氨水平無關)特別適用於急性肝功能衰竭患者。
非肝硬化高氨性腦病的病因
在臨床工作中,血氨水平升高可能並非繼發於肝硬化,此時仍需評估血氨水平的確切原因。非肝硬化高氨血症性腦病的潛在病因總結可見表1。
表1 非肝硬化高氨性腦病的病因
*常在兒童時期發病
氨清除下降
1. 由先天性代謝異常引起的代謝紊亂
先天性代謝異常(IEMs)(如有機酸尿症或肉毒鹼缺乏症),通常在兒童時期發病,但尿素循環障礙可影響尿素循環中的任何酶,可出現在成人患者當中。以X連鎖隱性遺傳模式為特徵的鳥氨酸轉氨甲醯酶(OTC)缺乏是最常見的尿素循環障礙的病因。OTC缺乏症的臨床表現可從昏睡和定向障礙到深度昏迷。這種酶缺乏症限制了肝臟將氨轉化為尿素的能力,導致非肝硬化性高氨血症,並可持續無任何症狀。
2. 門體分流
自發性門體分流在肝硬化患者中很常見。先天性門體分流可能是肝內分流也可能是肝外分流,並且常在新生兒期診斷。
導致門體分流的門靜脈血栓形成(PVT)可也導致非肝硬化性高氨血症(將氨分流到體循環中),這種情況下的腦病表現輕微,患者保留有部分肝功能。
3. 某些藥物
某些藥物會破壞尿素循環,特別是丙戊酸,已知其可誘發非肝硬化性高氨血症。丙戊酸增加丙酸水平,後者可抑制尿素循環的限速酶——氨甲醯磷酸合成酶。據報導,丙戊酸誘導的高氨血症的患病率為35%-45%,患者通常無症狀。
高氨血症也可由甘氨酸引起,其他可能引起高氨血症的藥物有卡馬西平、利巴韋林和磺胺嘧啶,但具體機制尚不明確。
氨產生增加
1. 肌肉分解代謝增加
癲癇發作、飢餓和創傷都與高氨血症有關。這些情況會導致肝臟不能處理增加的氮負荷的患者(如尿素循環障礙患者)出現高氨血症性腦病。值得注意的是,一項對17例短暫性高氨血症的回顧性研究發現,高氨血症可能與全身性癲癇發作有關,儘管其機制需要進一步研究,但可能與癲癇發作期間持續的肌肉收縮有關。與HE時血氨水平波動相比,癲癇發作的患者血氨水平會迅速恢復正常。
2. 全胃腸外營養
全胃腸外營養(TPN)中的高蛋白質負荷可導致尿素循環障礙。成人服用僅含必需胺基酸的全胃腸外營養素時也會出現這種現象。在這些病人中,鳥氨酸(尿素循環中的底物)的缺乏損害了氨解毒作用。
結語
評估已知肝硬化患者的血氨水平不太可能改變臨床管理,因此並不推薦。在沒有慢性肝病的情況下,可檢測升高的血氨水平以評估其他原因不明的精神狀態改變,如果發現高氨血症(特別是在重症監護病房患者中),應立即監測併發症,如腦水腫和腦內高壓。
高氨血症與危重症患者的高發病率和死亡率相關。在非肝硬化高氨性腦病的情況下,鑑別診斷應側重於導致氨生成增加或氨清除減少的機制。在排除急性肝功能衰竭以及潛在的慢性肝病後,可進行詳細的藥物/營養史審查(包括全胃腸外營養)、評估癲癇活動、影像學檢查門體分流或PVT以及對感染的綜合性評估。如果高氨血症的病因仍未明確,可考慮評估隱匿性尿素循環障礙(表2)。
醫脈通編譯整理自:Kalra A, Norvell JP. Cause for Confusion: Noncirrhotic Hyperammonemic Encephalopathy. Clin Liver Dis (Hoboken). 2020;15(6):223-227. Published 2020 Jun 30. doi:10.1002/cld.929