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左卡尼汀,又称左旋肉碱,化学结构为L-3羟-4-三甲胺丁酸盐,为水溶性季胺类化合物,广泛存在于机体组织中的特殊氨基酸,是脂肪酸代谢必需的辅助因子,促使长链脂肪酸经β氧化进入三羧酸循环,产生能量。
自1978年Bohmer报道维持性血透患者存在肉碱代谢紊乱和缺乏以后,许多学者对LC在慢性肾功能衰竭患者体内的代谢做了深入研究。
目前LC已广泛用于改善MHD患者的心血管并发症、低血压、贫血、肌病、营养不良及脂质代谢紊乱等。
1LC的发展简
1905年俄国学者及首次从肌肉中发现并提取了肉碱。
1927年Tomita证实了肉碱的化学结构。
1952年Fraekel在肝脏浓缩液中分离出LC。
1958年Fritz发现LC是促使长链脂肪酸进入线粒体氧化代谢所必需的营养素,确定了LC在人体脂肪氧化中的重要作用。
1980年,LC作为营养品上市。
1985年,美国食品药品管理局批准了LC用于治疗原发肉碱缺乏症。
1999年,FDA批准了用于预防和治疗HD患者肉碱缺乏症。
2体内分布、代谢、生理作用
LC是人体细胞内的一种基本组成成分,水溶性、季胺类化合物,分子量162D,有左旋构型和右旋构型,只有左旋构型有生物活性。
在体内总含量为100mmol,正常成人血浆浓度为40~50μmol/L。
95%存在于骨骼肌和心肌,是血浆的70倍,2%~3%存在于肝脏和肾脏,仅05%~1%存在于细胞外液[1]。
血浆、肌肉中的含量男性高于女性。
肉碱在体内有两种存在形式,游离肉碱和脂酰肉碱。
此外,体内肉碱代谢平衡对维持正常细胞功能是至关重要的,确保组织中充足的LC量及细胞内LC的合理分布,依赖体内完整的肉碱转运系统[2]。
肉碱在体内的来源有两个方面。
第一,外源性来源,通过饮食摄入,主要是一些动物性食品如肉、禽鱼、乳品,占75%,约300~400μmol/L。
第二,内源性体内合成,在体内借助于维生素C、维生素B6、烟酸、铁离子等辅助因子,在肝、肾、脑中合成肉碱,体内内合成途径[3]:
肾脏是LC的排泄器官,LC不与血浆蛋白相结合,自由通过肾小球,99%由近端肾小管回吸收。
进入血循环,其余以AC形式从尿中排出,每天从尿中排出100~400μmmol。
LC的生理作用较复杂,作为载体,LC转运脂肪酸到线粒体基质进行β氧化,产生能量;作为载体,LC可调节线粒体脂酰辅酶A和辅酶A的比率,此比率的稳定对于能量的代谢有重要作用;LC可以影响氨基酸的代谢,把支链酰基运出有利于氨基酸的正常代谢;LC促进乙酰乙酸的氧化、在酮体利用和清除中起作用;防止过量氨产生毒性,抗氧化剂清除自由基,提高机体免疫力及抗应激的能力[4]。
3慢性维持性血透
患者体内LC代谢众多研究显示,MHD肉碱缺乏,在肾功能不全尿毒症患者,由于毒素蓄积,引起恶心、呕吐、腹泻等消化道系统症状,肉碱和辅助因子摄入减少,同时在尿毒症患者存在氨基酸谱的异常,必需氨基酸减少,有些非必需氨基酸增多,造成必需氨基酸和非必需氨基酸比值下降,使肉碱内源性合成减少。
当开始透析后,肉碱则大量被清除。
有研究显示[5,6],单次清除LC70%~75%,每周透析3次可丢失1000μmol。
LC的分子量小,水溶性,不与血浆蛋白结合,容易因血液透析而被清除,但未透析患者血浆肉碱水平不一定明显减低,长期透析会造成组织内肉碱缺乏,心肌、骨骼肌储备力明显降低,引起了肉碱缺乏,产生许多与其相关的并发症,如脂肪代谢紊乱、肌痛、骨痛、心律失常、心力衰竭等。
Sakurachi等对107例MHD进行研究[7],这些患者透析程为1~25年,研究结果显示,游离肉碱与透析程呈明显负相关。
4LC治疗对心脏功能的影响
心脏新陈代谢所需能量60%~80%来自脂肪代谢。
LC缺乏是维持性血透患者心血管并发症发生的重要因素之一。
LC缺乏直接影响脂肪酸氧化和能量的产生,导致心肌细胞功能受损。
补充LC以后,可以促进心肌脂肪酸的β氧化,为心肌提供能量,减少脂酰肉碱的积聚,改善心肌细胞膜的稳定性,减轻心脏缺血的损伤程度,提高心脏运动耐力,增加心脏射血分数,促进心功能恢复。
Matsumoto等研究[8],9例MHD患者,口服补充较小剂量LC,500mg/d,6个月后,胸闷、憋气症状好转,左室射血分数提高,肥大的左室心肌质量下降,心功能明显改善。
治疗前后平均心胸比例由564±54降至536±40,P=0042;平均左室射血分数由449±122升至538±138,P=0005。
其中6例做了MRI,左室质量下降116%~200%,P=0032。
脂酰肉碱积聚,影响心肌纤维膜的性质,LC可能稳定膜电位,改善心肌细胞膜的稳定性,减少了心律失常的发生率。
Suzuki等研究[9],对透析过程中频发早搏的MHD患者,给予每天口服LC2g,共4~8周,结果:
这些患者早搏减少或消失。
国内上海长征医院徐丽娟研究[10],MHD患者30例,每次HD后静脉予LC1g,治疗3个月。
患者血浆LC水平增高,胸闷、心绞痛发生率从70%减少到10%,心率由91±18次/min减至80±15次/min,经超声心动检查,心脏收缩功能较前明显改善,主动脉瓣射血平均加速度和左室射血均明显增高。
LVEF和LVFS均升高。
在治疗前LVEF60%者,治疗后升高更明显。
朝阳医院肾科张氏在2004年研究[11],选取MHD30例,分为A组和B组各15例,A组口服贝那普利,B组口服贝那普利+静脉LC。
治疗前两组FC水平显着低于对照组。
FC水平与透析程呈负相关,与KT/V无相关,与LVEF呈正相关,与心胸比例呈负相关。
治疗后与治疗前比较,A、B组在心率、心胸比例、LVDd、LVDd、LVST、LVPWD、LVMI均显着下降。
治疗后B与A比较:
心率、心胸比例、LVDs、LVDs、EF、FS差异均有显着性,但LVST、LVPWD、LVMI、E/A差异无显着性,结果显示:
LC治疗可使左室收缩功能加强,ACEI可改善左室舒张功能,减轻左室肥厚。
5左旋肉碱治疗对MHD患者生活质量的影响
MHD患者的生活质量与其营养状况、血色素及心血管并发症等诸因素有关。
营养不良在MHD中有很高的发病率,是最常见并发症之一。
很多研究表明,补充LC可以改善MHD的营养状态,肌肉疼痛、精神状态、生理功能、社交能力等均有提高,多项研究提示血清白蛋白、转铁蛋白、肱三头肌皮褶厚度等营养指标改善,提高了生活质量和长期生存率[12]。
VincenzoSavica等研究[13],左卡尼汀治疗明显改善MHD患者营养状态,试验组48例,于透析后静脉注射LC20mg/kg,经治疗6个月,并设对照组56例。
观察C-反应蛋白、血清白蛋白、转铁蛋白、体重、血色素等。
治疗前CRP30mg/dl,两组差异无显着性,如CRP30mg/dl,治疗组显着下降,治疗组体重指数、血清白蛋白,转铁蛋白、血色素较对照组显着下降。
国内上海华山医院等多中心研究[14],LC治疗静脉组40例,口服Ⅰ组30例,口服Ⅱ组38例,治疗8周随访各组症状、体征、生活质量评分好转,营养指标:
总蛋白、白蛋白、前白蛋白、转铁蛋白提高,红细胞及压积上升,口服与静脉疗效相似。
贫血是透析患者的常见并发症,是诱发心衰及心衰难以纠正的重要原因,也是影响透析患者预后的因素之一。
Matsumra等研究表明[15]:
血浆左卡尼汀水平降低时,红细胞的脆性增加,红细胞生成素的疗效下降。
补充LC后,红细胞膜的Na+-K+-ATP酶活性增强,其机制可能是增强了脂肪酸的运输和氧化,清除了细胞内堆积的长链酯酰卡尼汀,提高了红细胞膜的稳定性,解除了对酶的抑制。
有报道[16],补充LC后,EPO的用量减少,RBC变形率和红细胞比积显着改善。
ThomasA,Golper等研究[17],左卡尼汀对贫血的治疗,结果显示左卡尼汀治疗总量和EPO的用量呈负相关。
Waqar等研究
左卡尼汀治疗使透析患者住院率显着下降[18]。
至于左卡尼汀补充的途径、剂量、疗程,首医大附属复兴医院研究血透患者静脉应用LC的药代动力学显示[19],MHD患者有其药代动力学的特点,数据符合二室开放模型,静脉给药后血药浓度迅速上升,又迅速下降,药代动力学参数AUC增大,药物分布广,每次透析均可清除大量肉碱,连续于透析后给药8周,可以纠正MHD患者的卡尼汀缺乏症,组织肉碱贮备恢复,血浆肉碱水平不再升高,在一段时间内,FC血药浓度保持理想范围。
此后应监测LC水平,当肉碱再次下降时再予以补充。
总之,目前关于LC治疗的最佳疗程及用药方案,补充后能够维持稳定的时间,尚需进一步实验和临床研究。
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