D-lactatul în metabolismul uman și al rumegătoarelor

rezumat

D-lactatul este prezent în mod normal în sângele mamiferelor la concentrații nanomolare datorită metabolismului metilglioxal; concentrațiile milimolare de D-lactat pot apărea din cauza producției microbiene gastrointestinale excesive. Supraîncărcarea cerealelor la rumegătoare, sindromul intestinului scurt la om și diareea la viței pot duce la acidemie d-lactică profundă, cu manifestări neurologice remarcabil de similare. În trecut, s-a crezut că d-lactatul este excretat în principal în urină și metabolizat lent de enzima d-XV-hidroxi acid dehidrogenază. Studii mai recente au raportat că mamiferele au o capacitate relativ mare de metabolizare a d-lactatului și au identificat o presupusă mamiferă D-lactat dehidrogenază. De asemenea, apare un corp tot mai mare de literatură care descrie creșterea subclinică a d-lactatului ca indicator al sepsisului și traumei. Acest articol descrie progresele în înțelegerea metabolismului d-lactatului, acidoza d-lactică la rumegătoare și oameni și creșterea subclinică a d-lactatului.

noi evoluții în înțelegerea metabolismului d-lactatului la mamifere și a acidozei d-lactice, împreună cu câteva articole recente care sugerează utilizarea concentrației plasmatice de D-lactat ca instrument de diagnostic clinic, indică necesitatea unei revizuiri cuprinzătoare a biochimiei d-lactatului.

lactatul, sau 2-hidroxipropanoatul, a fost descoperit în 1780 de un chimist suedez, Scheele, care l-a izolat din lapte acru (1). Lactatul este cel mai simplu acid hidroxicarboxilic și există ca 2 stereoizomeri sau enantiomeri, datorită atomului său asimetric C2 (Fig. 1). De obicei, un enantiomer care rotește lumina în sensul acelor de ceasornic se numește D, pentru dextrorotar, iar enantiomerul care rotește lumina în sens invers acelor de ceasornic se numește l, pentru levorotar. O clasificare alternativă utilizează + și-pe baza asemănării moleculei cu cele 2 forme chirale ale gliceraldehidei. De obicei, categorizările (+) și D sunt aceleași pentru o moleculă chirală; cu toate acestea, lactatul este o excepție de la aceste reguli, cu un izomer d-levorotar și un izomer l-dextrorotar. Ambii enantiomeri au proprietăți fizice și chimice similare (2). Lactatul are un pK de 3,86 și se disociază liber la pH fiziologic, producând un raport Ion lactat: acid lactic de 3000: 1.

concentrația normală a lactatului seric este de 1-2 mmol / l și este considerată în întregime L-lactat, deoarece lactatul produs de celulele mamiferelor are aproape toată această formă, cu excepția d-lactatului format în concentrații nanomolare prin calea metilglioxal. Sursele exogene de D-și L-lactat includ alimentele fermentate, cum ar fi varza murată, iaurtul și murăturile și fermentația microbiană în colon, care de obicei nu reprezintă o amenințare acido-bazică (3-5).

acidoza l-lactică este relativ frecventă, apărând în principal ca urmare a hipoxiei tisulare, dar și datorită medicamentelor și toxinelor, erorilor înnăscute ale metabolismului și stărilor de boală subiacente (6). Acidoza D-lactică este o apariție mai puțin frecventă; cu toate acestea, există mai multe circumstanțe în care d-lactatul poate deveni crescut în sânge atât la rumegătoare, cât și la om. Această revizuire discută aceste scenarii și descrie studiile recente ale creșterii subclinice A D-lactatului în diabet și ca marker al sepsisului, ischemiei și traumei.

biochimia și metabolismul D-lactatului

metabolismul și excreția.

concentrația serică de D-lactat la adulții sănătoși variază între 11 și 70 nmol/L (5,7–9). Excreția de urină este de 0,1 MMC/h (10). Excreția D-lactatului este cea mai mare în y 1 din viață și scade cu vârsta de 4 y (11).

l-lactatul este metabolizat rapid în piruvat de L-lactat dehidrogenază în ficat, dar la mamifere s-a raportat lipsa D-lactat dehidrogenazei (10,12,13). Se consideră că D-lactatul este metabolizat în piruvat în schimb de enzima D-inqq-hidroxi acid dehidrogenază (EC 1.1.99.6), care metabolizează d-lactatul la aproximativ o cincime din rata pe care L-lactat dehidrogenază o metabolizează L-lactat (14). Până de curând, D-lactat dehidrogenazele au fost izolate numai în organismele inferioare (15,16), dar noi studii au identificat d-lactat dehidrogenaze mitocondriale umane și murine (EC 1.1.1.28) (17,18). Țesuturile Bovine și de șobolan posedă o utilizare considerabilă a d-lactatului in vitro (19,20). La om, infuzia parenterală de DL-lactat (3,0 mmol/kg) determină creșteri ale piruvatului, alaninei, 3-hidroxibutiratului și acetoacetatului (10).

D-lactatul este anaplerotic deoarece transportul său în membrana mitocondrială are ca rezultat deplasarea oxaloacetatului și malatului în citosol (17). Transportul d-lactatului de la citosol la matricea mitocondrială permite oxidarea D-lactatului de către presupusa d-lactat dehidrogenază, care se află pe fața interioară a membranei mitocondriale interioare (17). Au fost identificați trei transportori noi care transportă d-lactatul prin membrana mitocondrială: simporterul D-lactat/H+, antiporterul d-lactat/oxoacid și antiporterul d-lactat/malat (17).

controversa privind metabolismul și excreția d-lactatului la mamifere există în literatura de specialitate. Opinia convențională este că d–lactatul nu este bine metabolizat de mamifere și este excretat în principal în urină (11,13,21-25). Aceasta se bazează în mare parte pe experimentele lui Cori de la sfârșitul anilor 1920 (26), confirmate 40 y mai târziu (27), demonstrând că d-lactatul este slab metabolizat și 30-40% din D-lactatul ingerat este excretat în urină, comparativ cu niciunul dintre izomerii L. Experimentele din anii 1980 și 1990, folosind fie d-lactat, fie d-lactat marcat cu 14C, au respins rezultatele anterioare și au stabilit că d-lactatul este într-adevăr ușor metabolizat (12,28–30), deși rezultatele anterioare continuă să fie citate frecvent și pătrund în literatura actuală.

la om (n = 10) perfuzat cu 1, 0–1, 3 mmol DL-lactat de sodiu/(kg · h), 90% din D-lactat a fost metabolizat și 10% excretat în urină (12). La viteze mai mari de perfuzare de 3, 0–4, 6 mmol/(kg · h), metabolizarea a scăzut până la 75% din clearance-ul total (12). de Vrese și colab. (28) a determinat un timp de înjumătățire de 21 min pentru D-lactat în sângele oamenilor sănătoși, având o încărcătură orală de 6,4 mmol/kg. Dublarea acestei doze a crescut timpul de înjumătățire al d-lactatului la 40 min, reflectând cel mai probabil saturația metabolismului d-lactatului. Contrar studiilor anterioare, doar 2% din D-lactatul administrat în acel experiment a fost excretat în urină în 24 de ore după ingestie (28). La șobolanii cărora li s-a administrat D-lactat marcat cu 14C, 3,7% din doza totală a fost excretată pe cale renală, expirația de 14co2 reprezentând 85% din excreție (29). Doza din acel studiu (300 de lactat d-lactat de sodiu/șobolan) a fost mai mică decât în experimentul lui Cori (19 mmol/kg greutate corporală) și a fost administrată atât pe cale orală, cât și i.p., mai degrabă decât prin gavaj, ceea ce face dificilă compararea. Cu toate acestea, atunci când doza (13, 4 mmol/kg) și metoda de administrare (de exemplu) au fost contabilizate într-un experiment care a urmat, încă doar 0, 9% din doza totală a fost excretată pe cale renală și 2, 4% excretată ca metaboliți, cu expirarea 14CO2 reprezentând 30-45% din excreție (30); 54-68% din 14C administrat nu a fost recuperat, reprezentând probabil d-lactatul metabolizat în piruvat sau acetil CoA și D-lactatul neabsorbit, care a fost excretat în fecale sau metabolizat de microbi (30). Metoda de administrare a reprezentat diferențe considerabile în metabolizare și excreție, perfuzia parenterală având ca rezultat mult mai puțin 14C nerecuperat (8%) decât administrarea enterală (54-68%) (30).

o explicație pentru disparitățile dintre experimentele foarte timpurii și cele mai recente sunt progresele în metodologiile disponibile pentru analiza d-lactatului, de la testele colorimetrice nestereoselective timpurii cu sensibilitate scăzută (31,32), la metode HPLC stereospecifice mai actuale și metode electroforetice capilare (33-36). În plus, au fost observate diferențe de specii în metabolismul d-lactatului. Reabsorbția renală A D-lactatului la om nu este la fel de eficientă ca la câini (12,37). D-lactatul este considerat un izomer fiziologic la animalele coprofage, deoarece la șobolani și iepuri s-au raportat rate ridicate ale producției gastrice de D-lactat (29). Chiar și între aceste 2 specii, s-au observat diferențe în rata de oxidare și excreția renală a d-lactatului (29). Șobolanii au fost utilizați în numeroase studii care definesc metabolismul d-lactat (17,20,26,29,30,38) și, probabil, au o relevanță mai mică pentru alte specii decât se aștepta. Investigațiile izotopice stabile ar putea clarifica metabolismul uman al d-lactatului.

D – și l-lactatul interferează reciproc în absorbția renală (12). Chiar și la doze mari, reabsorbția L-lactatului depășește întotdeauna 70%, iar reabsorbția D-lactatului nu depășește niciodată 50%, chiar și la doze foarte mici (12). La concentrații plasmatice de D-lactat mai mari de 3, 0 mmol/L, reabsorbția tubulară renală A D-lactatului scade cu până la 30% (12). Reabsorbția lactatului are loc împotriva unui gradient electrochimic, ceea ce indică reabsorbția activă (9). Atât l-cât și D – lactatul par să utilizeze același sistem de cotransport de sodiu, ceea ce poate contribui la interferența reciprocă între reabsorbția L-și D-lactat (12). Reabsorbția tubulară renală a lactatului este redusă prin creșterea volumului de urină (39). Oh și colab. (12) a propus că acidoza d-lactică poate fi mai răspândită în depleția de volum.

D-lactatul este transportat în și din diferite țesuturi prin intermediul transportorilor monocarboxilați dependenți de protoni (MCT-1 până la MCT-8)2 (40). MCT-urile sunt exprimate în majoritatea țesuturilor, au fost identificate în retină, mușchi, rinichi, celule endoteliale capilare cerebrale, miocite cardiace, enterocite, hepatocite, eritrocite, timocite, placentă și țesut nervos și au fost revizuite extensiv (40,41). D-lactatul este absorbit de celulele epiteliale intestinale și colonice mici (42,43) de MCT-1, care prezintă un coeficient de absorbție pentru L-lactat de două ori mai mare decât pentru D-lactat și efecte inhibitoare reciproce (44). Atât procesele absorbante saturabile, cât și cele nesaturabile sunt prezente în jejunul de șobolan (45). Procesul saturabil are o afinitate mai mare pentru L-lactat decât D-lactat, în timp ce nu există nicio diferență între izomerii pentru procesul nesaturabil (45).

D-lactatul poate fi implicat în dezvoltarea bolii osoase metabolice la pacienții cărora li s-a administrat nutriție parenterală pe termen lung pentru malabsorbție. Într-un studiu la pacienți cărora li s-a administrat nutriție parenterală totală pentru o medie de 74 mo, 2 din 27 subiecți au prezentat valori crescute ale d-lactatului sanguin (1, 1 și 2, 8 mmol/L). Numai cei 2 subiecți au prezentat dovezi de osteomalacie; concentrațiile de vitamina D, fosfat, aluminiu și calciu au fost normale (46). Sunt necesare studii suplimentare pentru a confirma această asociere și pentru a identifica mecanismul implicat.

calea Metilglioxalului.

Metilglioxalul este produs în cantități mici din metabolismul carbohidraților, grăsimilor și proteinelor (Fig. 2). Datorită naturii sale reactive și toxice, metilglioxalul trebuie eliminat din organism (47). Calea glioxalazei este un proces biochimic care catalizează conversia metilglioxalului în D-lactat și glutation prin intermediarul S-D-lactoilglutation de către 2 enzime: glioxalaza I și glioxalaza II (48,49) (Fig. 2). Este o reacție omniprezentă în viața biologică, care are loc în citosolul celulelor și organitelor, în special mitocondriile (49). D-lactatul poate fi utilizat ca indicator al metilglioxalului și este mult mai ușor de măsurat decât metilglioxalul instabil (50).

valorile serice ale d-lactatului raportate în studiile pe calea metilglioxală sunt de obicei micro – sau nanomolare și, în general, nu contribuie la acidemie. However, after high-dose (8 g/kg), long-term (22 d) ingestion of propylene glycol in cats, serum D-lactate concentrations reached 7 mmol/L, demonstrating that methylglyoxal metabolism, under extreme conditions, can result in D-lactic acidosis (51) (Fig. 3).

Gastrointestinal production.

D-Lactate is normally produced in the fermentative organs of the gastrointestinal tract (rumen, cecum, colon), mainly by lactobacilli and bifidobacteria. În condiții normale, lactatul nu reprezintă o amenințare acido-bazică, deoarece este transformat de alți microbi în acetat și alte SCFA (13). Beneficiul major al acestor acizi organici în tractul gastro-intestinal este de a furniza un combustibil pentru metabolismul oxidativ și pomparea ionilor pentru celulele mucoasei colonului (13). Propionatul absorbit este eliminat de ficat și este transformat în glucoză, trigliceride sau dioxid de carbon, iar butiratul este oxidat de celulele mucoasei colonului pentru producerea ATP (4). Colonul este protejat de influxurile mari de carbohidrați prin reglarea golirii gastrice și a digestiei și absorbției eficiente a intestinului subțire.

acidoza D-lactică

acidoza D-lactică este o apariție metabolică rară la om, dar este observată ocazional ca o consecință a sindromului intestinului scurt (SBS). De asemenea, apare la rumegătoare după supraalimentarea cerealelor, fermentarea ruminală inadecvată a laptelui și ca o continuare a diareei la vițeii neonatali. Recent am identificat acidoză d-lactică severă la o pisică cu insuficiență pancreatică, o constatare care este deosebit de interesantă, deoarece pisicile sunt adevărate carnivore (52). Acidoza D-lactică a fost definită ca acidoză metabolică însoțită de o creștere a d-lactatului seric 3 mmol/l (53). Producția, acumularea și acidoza D-lactatului sunt cauzate de fermentarea gastrointestinală excesivă a carbohidraților de către lactobacili sau de producția endogenă din etilenglicolul ingerat și incapacitatea ulterioară a organismului de a elimina în mod adecvat d-lactatul.

sindromul intestinului scurt.

o varietate de tulburări necesită intervenție chirurgicală, inclusiv defecte congenitale, enterocolită necrotizantă, obezitate morbidă, volvulus midgut, gangrena și traume. Pacienții care au avut o resecționare extensivă a intestinului subțire, lăsând în urmă un intestin < 150 cm lungime sunt expuși riscului de diferite tulburări metabolice și nutriționale și sunt clasificați ca având SBS (54). SBS cauzează afectarea digestiei proteinelor, grăsimilor, carbohidraților, vitaminelor, fluidelor, electroliților și mineralelor (54). Diareea, deshidratarea, tulburările acide/bazice și deficiențele de nutrienți sunt frecvente și necesită adesea o nutriție parenterală totală (54). Acidoza D-lactică în SBS a fost descrisă pentru prima dată în 1979 (55).

acidoza D-lactică este asociată cu efecte neurotoxice, iar simptomele se manifestă la concentrații serice > 2,5–3 mmol/l (53). Pacienții cu acidoză d-lactică prezintă disfuncție neurologică caracterizată prin ataxie, vorbire neclară și confuzie, în asociere cu o acidoză metabolică cu decalaj anionic ridicat (54,56). Pacienții pot avea, de asemenea, episoade de somnolență, halucinații, stângăcie, nistagmus, vedere încețoșată, oftalmoplegie, dezorientare, amețeli, letargie, iritabilitate excesivă și comportament abuziv, care poate dura de la câteva ore până la câteva zile (53). Într-un studiu, 16 din 33 de pacienți care au avut by-pass jejunoileal au raportat simptome în concordanță cu encefalopatia d-lactat după intervenția chirurgicală (57). Ocolirea jejunoileală nu mai este practicată pe scară largă ca chirurgie bariatrică, din cauza consecințelor metabolice și nutriționale severe (58).

patogeneza acidozei d-lactice în SBS este bine elucidată (59). Un intestin subțire scurt sau ocolit provoacă o digestie slabă a carbohidraților, ceea ce duce la livrarea de zaharuri în colon. Inițial, rezultă o producție crescută de acid organic, reducând pH-ul în lumenul colonului. Acest mediu acid permite lactobacililor rezistenți la acid să crească preferențial, cu producția fermentativă atât A D – cât și a l-lactatului. D-lactatul se acumulează sistemic, în urma absorbției ambilor enantiomeri (59). Când rata producției de D-lactat depășește capacitatea organismului de metabolizare și excreție, acidul D-lactic se acumulează în sânge și rezultă acidemia și acidoza metabolică. Unii lactobacili produc, de asemenea, enzima dl-lactat racemază, care contribuie în continuare la excesul de D-lactat prin transformarea L-lactatului în D-lactat (23,59).

tratamentul acidozei d-lactice în SBS implică perfuzie cu bicarbonat și lichid, evitarea carbohidraților și administrarea de antibiotice neabsorbabile orale. Deși sunt utilizate pe scară largă, antibioticele pot induce acidoză d-lactică la pacienții cu SBS prin promovarea creșterii excesive a microbilor rezistenți la producerea de D-lactat (60). Rezoluția rapidă este posibilă cu întreruperea bruscă a administrării orale (22,61). Nutriția parenterală pe termen lung este adesea administrată, până când adaptarea intestinului subțire rezidual permite nutriția enterală (22). A fost recomandată evitarea consumului de Lactobacillus acidophilus (55), iar înlocuirea lactobacililor existenți cu specii probiotice care produc doar L-lactat a avut succes recent (62,63). Deși nu există date în acest moment cu privire la acest subiect, poate fi, de asemenea, prudent pentru pacienții cu SBS să evite prebioticele.

simptomele neurologice observate în acidoza d-lactică nu sunt bine înțelese și sunt necesare cercetări suplimentare în acest domeniu. Alte tipuri de acidoză, inclusiv acidoza l-lactică, nu prezintă astfel de simptome, sugerând că d-lactatul în sine poate fi neurotoxic. D-lactatul este capabil să traverseze bariera hematoencefalică (64) și s-a dovedit a fi prezent în lichidul cefalorahidian al unui pacient cu acidoză d-lactică (65). Intrarea în creier se face prin difuzie printr-un mecanism nesaturabil (66). Alternativ, alte produse de fermentație microbiană în exces pot produce aceste simptome; posibilitățile includ formiat, succinat, histamină, tiramină, endotoxine și etanol, deși acesta din urmă nu a fost găsit în sângele pacienților cu SBS (53,57,67). Originea encefalopatiei asociate cu acidoza d-lactică rămâne dubioasă.

acidoză Ruminală.

colonul și rumenul sunt ambele organe fermentative, cu pH, floră și potențial redox comparabile (68). La fel ca acidoza d–lactică în SBS, acidoza ruminală rezultă din fermentarea excesivă a carbohidraților de către microbii anaerobi din rumen și este raportată pe larg la bovine (67,69–71) și, de asemenea, la ovine, caprine, camelide și bivoli (67,72-74).

supraalimentarea deliberată sau accidentală a cerealelor sau a furajelor care conțin zahăr la rumegătoare duce la acidoză d-lactică severă, care poate fi acută sau cronică. Acidoza ruminală acută provoacă leziuni ale epiteliilor ruminale și intestinale cu deshidratare ulterioară. Acidoza cronică determină o reducere a aportului, a absorbției nutrienților și a performanței (70). O supraîncărcare a carbohidraților ușor digerabili în rumen și o suprasolicitare ulterioară are ca rezultat creșterea producției de SCFA și DL-lactat (8,71). Concentrațiile de DL-lactat Ruminal pot depăși 300 mmol/L și pot duce la concentrații serice de DL-lactat de până la 25 mmol / l (71). Concentrațiile serice ridicate de D-lactat sunt asociate cu neurotoxicitate și simptome tipice de ataxie, letargie și nistagmus (67,71). Fermentarea colonului poate contribui, de asemenea, la acidemie la rumegătoarele supraalimentate (75).

tratamentul acidozei ruminale implică, în general, reținerea furajelor. Inhibarea microbilor producătoare de lactat sau îmbunătățirea celor care consumă lactat folosind tulpini probiotice sunt strategii care câștigă popularitate (70,76).

vițeii neonatali, ca și rumegătoarele adulte, au un stomac cu 4 camere, format din rumen, reticul, omasum și abomasum. Reticulorumenul vițelului este în general nefuncțional până la vârsta de 28 de ani, iar alimentele lichide trec direct în abomasum prin canelura esofagiană. Acidoza D-lactică este o componentă majoră a acidemiei la vițeii diagnosticați ca băutori ruminali (77,78). Se postulează că punerea în comun a laptelui în rumen, fie ca urmare a aportului excesiv, fie a funcționării defectuoase a canelurii esofagiene, duce la fermentarea ruminală a lactozei și a acidozei d-lactice. Recent, s-a demonstrat apariția acidozei sistemice d-lactice severe la vițeii tineri cărora li s-au administrat 3 L/zi de lapte intraruminal (79).

există controverse cu privire la capacitatea rumenului de a absorbi lactatul. Atât studiile in vitro, cât și cele in vivo indică o concentrație mare de absorbție a D – și L-lactatului din rumen (43,67,71). Epiteliul ruminal exprimă MCT-1 atât pe membranele apicale, cât și pe cele bazale, care elimină lactatul și protonii din rumen în citosol și în sânge (80). Cu toate acestea, alte studii au constatat că nici l – nici d-lactatul nu sunt absorbite din cecum sau rumen de ovine (81), ci mai degrabă în intestinul subțire (42). S-a postulat că lactatul nu poate fi absorbit prin rumen la pH < 4.0 (82), dar acest lucru nu a fost justificat într-o investigație suplimentară care nu a găsit nicio impedanță a absorbției d-lactatului ruminal prin scăderea pH-ului (83).

acidoza D-lactică la vițeii diareici.

din punct de vedere istoric, acidoza la vițeii diareici a fost raportată ca fiind cauzată de pierderea bicarbonatului în fecale și acumularea de L-lactat în sânge (84). S-a teoretizat că deshidratarea indusă de diaree a dus la hipoxie tisulară și, în consecință, la respirație anaerobă. Până de curând, se presupunea că l-lactatul este principalul acid organic prezent în sângele vițeilor diareici (85). Apariția documentată a acidemiei la vițeii bine hidratați a condus la investigarea altor potențiale producții de acid organic (84,86). Se știe acum că d-lactatul reprezintă 64% din creșterea totală a acizilor organici, măsurată prin diferența anionică (87,88). Vițeii pot avea concentrații extrem de mari de D-lactat, până la 25 mmol/L (87,88). În plus, producția de D-lactat are loc în principal în intestinul gros al vițeilor diareici, unii viței producând, de asemenea, exces de D-lactat în rumen (88). Mecanismul este probabil similar cu cel documentat pentru acidoza d-lactică în SBS la om, cu excepția etiologiei malabsorbției este atrofia viloasă indusă de infecția virală, mai degrabă decât îndepărtarea chirurgicală a intestinului subțire. Eșecul canelurii esofagiene poate apărea la vițeii cu fermentație excesivă de rumen; este necesar un studiu suplimentar pentru a clarifica această posibilitate. Absorbția D-lactatului din lumenul intestinal, prin MCT-1 dependent de protoni, poate fi îmbunătățită datorită concentrației ridicate de protoni produși din excesul de fermentație bacteriană. Acest lucru, împreună cu scăderea funcției de barieră din invazia agentului patogen și a proceselor inflamatorii, poate duce la o absorbție sporită a d-lactatului și A D-lactatului din sânge extrem de ridicat prezent la unii viței diareici. Deshidratarea este, de asemenea, frecventă la vițeii diareici și poate afecta îndepărtarea renală a ionilor de hidrogen din sânge, exacerbând acidemia.

există posibilitatea, deși nu a fost descrisă, ca un scenariu similar să poată apărea în monogastricele diareice, inclusiv la oameni. Atrofia viloasă și malabsorbția apar cu siguranță la oamenii care suferă de diaree virală, dar nu se știe dacă există suficientă fermentație pentru a determina acumularea excesului de D-lactat. Acidoza metabolică a fost identificată în diareea rotavirală umană și a fost atribuită malabsorbției carbohidraților; cu toate acestea, identitatea acizilor nu a fost determinată (89).

creșterea subclinică a D-lactatului

diabet.

la șobolani, rata producției de D-lactat în țesuturile cu absorbție independentă de insulină a glucozei crește în condiții hiperglicemice (38). În acest studiu, șobolanii diabetici și înfometați au avut concentrații semnificativ mai mari de D-lactat în plasmă, ficat și mușchi scheletici comparativ cu șobolanii sănătoși (38). Concentrația de metilglioxal a fost semnificativ crescută în plasmă, dar deprimată în ficat și mușchi la șobolanii înfometați și diabetici, comparativ cu șobolanii sănătoși. Christopher și colab. (48) a raportat că creșterea D-lactatului seric este asociată mai degrabă cu cetoacidoza decât cu hiperglicemia, sugerând că metabolizarea cetonelor de către citocromii hepatici poate fi o sursă majoră de metilglioxal la pacienții diabetici. Pacienții diabetici au aproximativ de două ori concentrațiile sanguine de D-lactat (28 xqtmol/L) ale subiecților normali (13 xtmol/L) (50). Enzimele implicate în metabolizarea metilglioxalului sunt crescute la pacienții diabetici, incluzând aldoz reductaza, glioxalaza I și glioxalaza II (90). Complicațiile diabetului, inclusiv retinopatia (91), nefropatia (92) și neuropatia (93) au fost atribuite produselor avansate de glicare, inclusiv metilglioxalului. Din punct de vedere clinic, este puțin probabil ca D-lactatul să joace un rol important la pacienții diabetici, deoarece concentrațiile plasmatice par a fi subclinice în ceea ce privește neurotoxicitatea sau dezechilibrul acido-bazic.

infecție, ischemie și șoc traumatic.

infecția, ischemia și trauma au ca rezultat concentrații semnificativ crescute de D-lactat din sânge. Majoritatea acestor circumstanțe produc o concentrație de D-lactat care nu duce la acidoză sau simptome neurologice; de obicei, se observă o concentrație < 1 mmol/l.

diverse bacterii patogene produc d-lactat, inclusiv Bacteroides fragilis, Escherichia coli, pneumonie Klebsiella și Staphylococcus aureus (94). Utilizarea D-lactatului ca marker pentru infecție a fost propusă în 1986 (94). Într-adevăr, concentrația venoasă de sânge d-lactat ca predictor în diagnosticul apendicitei are o rată fals negativă mai mică decât proteina C reactivă sau numărul de leucocite (95). D-lactatul plasmatic este un marker sensibil pentru insuficiența intestinală și endotoxemia la pacienții cu ciroză, probabil datorită funcției barierei intestinale afectate (96). Șobolanii cu peritonită K. pneumonia indusă experimental dezvoltă o acidemie d-lactică tranzitorie, dar severă (25,6 mmol/l 6 h postinfecție) (94). Cu toate acestea, în meningita bacteriană, d-lactatul de lichid cefalorahidian s-a dovedit a fi un indicator slab al infecției, deși apar creșteri ușoare (97).

la pacienții în stare critică cu șoc septic, ischemia intestinală determină creșteri asociate ale concentrațiilor serice de D-lactat și ale presiunii parțiale a CO2 intramucoase gastrice (PgCO2) (98). Nu a fost evidentă nicio relație între PgCO2 și L-lactat la această populație, deși într-un studiu anterior la porci, șocul hemmorhagic și l-lactatul sistemic au fost legate (99). Necroza profundă a mucoasei a apărut la începutul resuscitării, implicând eșecul barierei mucoasei ca cauză probabilă a absorbției d-lactatului (100). Pacienții cu ischemie mezenterică la laparotomie au avut concentrații semnificativ crescute de D-lactat comparativ cu pacienții operați pentru un abdomen acut fără ischemie intestinală (de exemplu, pancreatită, diverticulită, aderențe, vezică biliară gangrenă); la acești pacienți, d-lactatul este un marker mai fiabil al ischemiei decât un examen fizic (101).

Trauma poate duce, de asemenea, la creșterea d-lactatului seric. La porci, leziunile nonviscerale prin împușcare duc la concentrații plasmatice ridicate de endotoxină și D-lactat și necroză la villusul ileonului, chiar și în absența șocului hemoragic (102). La șobolani, ischemia intestinală, leziunile severe provocate de arsuri (30% suprafață corporală totală) și pancreatita necrotizantă acută determină creșterea D-lactatului (până la 0,65 mmol/L) (103).

utilizarea D-lactatului ca ajutor de diagnostic în practica clinică va necesita disponibilitatea unui test D-lactat. În general, acest lucru nu este cazul și, atunci când sunt disponibile, tehnicile se bazează adesea pe testul enzimatic D-lactat dehidrogenază, care are numeroase surse de eroare și nu este sensibil în mod adecvat la modificările micromolare observate în infecție sau sepsis (35).

în concluzie, d-lactatul, deși considerat în general izomerul „nonfiziologic” al lactatului, are un rol important în numeroase aspecte ale metabolismului rumegător și monogastric, este important din punct de vedere clinic într-o varietate de condiții de supraîncărcare a nutrienților malabsorbtivi sau gastrointestinali și poate fi important în unele tipuri de sepsis. Este necesară o elucidare suplimentară a metabolismului d-lactatului, în special pentru identificarea diferențelor dintre specii. Probioticele pot deține promisiunea pentru utilizarea în prevenirea sau tratamentul acidozei d-lactice în SBS și rumegătoarele supraalimentate sau diareice. Utilizarea clinică a d-lactatului ca ajutor de diagnostic pentru ischemie sau infecție va depinde de accesul la teste fiabile de D-lactat, care în prezent nu sunt disponibile pe scară largă în clinici și spitale.

literatură citată

Abbreviations

• MCT

  monocarboxylate transporters

• PgCO2

  gastric intramucosal CO2 partial pressure

• SBS

  short-bowel syndrome