Mechanizmy powstawania obrzęków w kwashiorkor – patogeneza zaburzeń płynowych

Kwashiorkor stanowi szczególną formę ciężkiego niedożywienia białkowo-energetycznego, charakteryzującą się obecnością obrzęków, które wyróżniają ją od innych postaci niedożywienia. Mechanizmy powstawania obrzęków w kwashiorkor są złożone i obejmują zaburzenia gospodarki białkowej, płynowej i elektrolitowej¹.

Główne mechanizmy powstawania obrzęków

Podstawowym mechanizmem prowadzącym do obrzęków w kwashiorkor jest hipoalbuminemia wynikająca z niedoboru białka w diecie. W kwashiorkor odpowiednie spożycie węglowodanów przy zmniejszonym spożyciu białka prowadzi do zmniejszonej syntezy białek wisceralnych. Wynikająca z tego hipoalbuminemia przyczynia się do gromadzenia płynu pozanaczyniowego².

Obrzęki powstają w wyniku zaburzeń równowagi płynowej między ciśnieniem hydrostatycznym a onkotycznym w naczyniach włosowatych z powodu niedoboru białka, który wpływa na zdolność organizmu do pobierania płynu z tkanek do krwiobiegu¹. Niska koncentracja albumin wpływa negatywnie na siłę ciśnienia onkotycznego, a niepowodzenie prowadzi do gromadzenia płynu w jamie brzusznej, skutkując obrzękami i rozdęciem brzucha¹.

Zaburzenia syntezy białek wątrobowych

Upośledzenie syntezy β-lipoproteiny prowadzi do powstania stłuszczenia wątroby². Te zmiany w wątrobie mają kluczowe znaczenie dla patogenezy kwashiorkoru, ponieważ wątroba jest głównym miejscem syntezy albumin i innych białek osocza. Zaburzenia funkcji wątroby dodatkowo pogłębiają hipoalbuminemię i przyczyniają się do powstawania obrzęków.

Najdramatyczniejszą manifestacją niedoboru białka jest stłuszczenie wątroby, chociaż mechanizmy, przez które to następuje, są słabo zrozumiane. Model mysz z niedoborem białka łączył dysfunkcję mitochondrialną i utratę peroksysomów z upośledzonym utlenianiem kwasów tłuszczowych i stłuszczeniem³.

Zaburzenia gospodarki płynowo-elektrolitowej

W niedożywieniu białkowo-kalorycznym występuje zwiększenie całkowitej wody ustrojowej we wszystkich postaciach. W przypadkach ciężkiego niedożywienia białkowo-energetycznego obserwuje się dwie sprzeczne obserwacje: istnieje bezpośredni związek między całkowitą wodą ustrojową a stopniem utraty masy ciała, dlatego całkowita woda ustrojowa wzrosła bardziej w marzmie niż w kwashiorkor⁴.

Paradoksalnie, niedożywione dziecko odczuwa pragnienie pomimo wyższej całkowitej wody ustrojowej. Dzieje się tak dlatego, że te dzieci mają uszkodzony system pragnienia⁴. Główne zmiany elektrolitowe, w tym retencja sodu i wewnątrzkomórkowe niedobory potasu, można wyjaśnić zmniejszoną aktywnością glikozydochłonnej pompy sodowej zależnej od energii oraz zwiększoną przepuszczalnością błon komórkowych w kwashiorkor⁵.

Rola stresu oksydacyjnego

Kwashiorkor charakteryzuje się również niskimi poziomami glutationu. Glutation jest wykorzystywany w wielu procesach organizmu na poziomie molekularnym i uważa się, że jest związany z wysokimi poziomami utleniaczy powszechnie obserwowanymi u osób cierpiących z powodu głodu i rzadko w przewlekłym zapaleniu¹. Glutation pełni istotne funkcje, w tym zarządzanie stresem oksydacyjnym, który jest nierównowagą odgrywającą kluczową rolę w patogenezie wielu chorób¹.

Mechanizmy epigenetyczne

Badania epigenetyczne dostarczają nowych wglądów w patogenezę kwashiorkoru. Obrzękowe ciężkie niedożywienie ostre charakteryzuje się wieloma znacząco hipometylowanymi loci w porównaniu z nieobrzękową postacią⁶. Wszystkie różnicowo metylowane loci (156 z 157; 99%) były znacząco hipometylowane w obrzękowej postaci w porównaniu z nieobrzękową⁷.

Zmniejszone stężenia i przepływ metylowy metioniny w metabolizmie jednowęglowym były raportowane w ostrej, ale nie wyzdrowiałej obrzękowej postaci, co sugeruje, że wtórne zmiany w metylacji DNA mogą być istotne dla różnic w patogenezie niedożywienia⁶. Nasze wyniki epigenetyczne dostarczają potencjalnego molekularnego związku z raportowanym aberracyjnym metabolizmem jednowęglowym w obrzękowej postaci i wspierają rozważenie suplementacji grup metylowych⁸.

Alternatywne teorie patogenezy

Proponowano kilka teorii wyjaśniających mechanizm obrzęków obserwowanych u dzieci z kwashiorkor, jednak dokładna etiologia kwashiorkoru pozostaje niejasna⁹. Liczne dowody wykazały obecnie, że niewystarczające spożycie białka w diecie nie jest głównym wyzwalaczem obrzękowego niedożywienia⁹.

Zmiany w mikrobiocie jelitowej również sugerowano jako przyczynę rozwoju kwashiorkoru⁹. Kilka hipotez zostało zaproponowanych, które są związane z i wyjaśniają niektóre, ale nie wszystkie aspekty patofizjologii kwashiorkoru. Obejmują one między innymi niedobór białka powodujący hipoalbuminemię, niedobór aminokwasów, stres oksydacyjny i zmiany mikrobiomu jelitowego¹⁰.

Zaburzenia funkcji nerek

Badania na modelach zwierzęcych wykazują, że niska podaż białka, a nie niedobór kalorii per se, jest głównie odpowiedzialna za zmniejszenie szybkości filtracji obserwowane w tym eksperymentalnym modelu przewlekłego niedożywienia¹¹. Pomimo braku hipoalbuminemii, średnie wartości pojedynczego nefronu i całkowitej szybkości filtracji kłębuszkowej nerek były prawie o 35% niższe w grupie z niską podażą białka¹².

Te znaczące zmiany we współczynniku ultrafiltracji, szybkości przepływu osocza w kapilarach kłębuszków i oporach tętniczek nerkowych odpowiedzialne za niską szybkość filtracji nie były jedynie konsekwencją zmniejszonej krążącej objętości krwi lub osocza¹². To zmniejszenie przekroju poprzecznego kłębuszków u szczurów z grupy pierwszej prawdopodobnie odzwierciedla zmniejszenie efektywnej powierzchni filtracji i dlatego prawdopodobnie odpowiada, przynajmniej częściowo, za spadek współczynnika ultrafiltracji obserwowany w tej grupie¹¹.

Konsekwencje kliniczne i terapeutyczne

Kwashiorkor może nie wyglądać jak niedożywienie, ponieważ powoduje obrzęki i wzdęcia. Wiąże się również z ukrytymi skutkami ubocznymi, które mogą być nieoczekiwane, takimi jak utrata apetytu i stłuszczenie wątroby. Kwashiorkor należy zrozumieć, aby skutecznie leczyć. Zwykłe karmienie białkiem może być niewystarczające, a nawet niebezpieczne¹³.

Zrozumienie złożonych mechanizmów patogenetycznych kwashiorkoru ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych. Leczenie musi uwzględniać nie tylko uzupełnianie niedoborów białkowych, ale również korekcję zaburzeń elektrolitowych, wspieranie funkcji wątroby oraz potencjalnie suplementację grup metylowych i antyoksydantów.