Sperling Nội tiết học Nhi khoa, Ấn bản thứ 5 – Biên dịch: Ths.Bs. Lê Đình Sáng
Sperling Pediatric Endocrinology, Fifth Edition
Tác giả: Sperling, Mark A., MD – Nhà xuất bản: Elsevier Inc.

PHẦN II: CÁC RỐI LOẠN NỘI TIẾT Ở TRẺ SƠ SINH

Chương 7. Hạ đường huyết ở trẻ sơ sinh và trẻ nhũ nhi

Diva D. De Leon; Paul Thornton; Charles A. Stanley; Mark A. Sperling
Sperling Nội tiết học Nhi khoa, 7, 175-201

Giới thiệu

Một trong những sự kiện chuyển hóa quan trọng nhất đánh dấu sự chuyển tiếp từ đời sống bào thai sang đời sống sơ sinh là sự thích nghi từ một môi trường có nguồn glucose liên tục và sẵn có—qua đường truyền nhau thai từ máu mẹ—sang một môi trường mà glucose được cung cấp một cách hạn chế và gián đoạn qua việc bú mẹ. Khi sinh ra, sau khi tách khỏi nhau thai, các cơ chế phức tạp liên quan đến việc duy trì nồng độ glucose huyết tương phải được kích hoạt và phối hợp để tránh hạ đường huyết và hậu quả là tổn thương hệ thần kinh trung ương. Một trẻ sơ sinh hoặc trẻ nhũ nhi bị hạ đường huyết đặt ra một thách thức chẩn đoán và điều trị khẩn cấp. Các đặc điểm lâm sàng phải được đánh giá nhanh chóng và một kế hoạch hành động phải được xây dựng dựa trên tuổi của trẻ, tiền sử của mẹ và quá trình sinh nở, mức độ nghiêm trọng và sự kéo dài của tình trạng hạ đường huyết, và tất cả các manh mối lâm sàng liên quan khác để chẩn đoán và điều trị xác định. Trong chương này, chúng tôi xem xét sinh lý bình thường của chuyển hóa glucose và sinh lý bệnh của các rối loạn phổ biến nhất gây hạ đường huyết ở trẻ sơ sinh (4 tuần đầu đời) và trẻ nhũ nhi (1 tháng đến 1 tuổi) với trọng tâm là cách tiếp cận chẩn đoán và quản lý các bệnh lý này.

Các nguyên lý của chuyển hóa glucose

Một cách tiếp cận hệ thống đối với tình trạng hạ đường huyết ở trẻ sơ sinh, trẻ nhũ nhi, hoặc trẻ em đòi hỏi sự hiểu biết về vai trò trung tâm của glucose trong nền kinh tế nhiên liệu của cơ thể. Chuyển hóa glucose chiếm khoảng một nửa nhu cầu năng lượng cơ bản hàng ngày và là nhiên liệu chuyển hóa chính của não người. Glucose có thể được lưu trữ để tạo năng lượng dưới dạng glycogen và chất béo, mặc dù chỉ có glucose được lưu trữ trong glycogen ở gan mới có thể được giải phóng vào tuần hoàn, và acid béo không thể được chuyển đổi trở lại thành glucose; carbon từ glucose có thể được sử dụng để tổng hợp protein và các thành phần cấu trúc (như màng tế bào). Quá trình oxy hóa hiếu khí của glucose tạo ra năng lượng cao bằng cách sản xuất 36 mol adenosine triphosphate (ATP) cho mỗi mol glucose. Mặc dù glucose là nhiên liệu chuyển hóa chủ yếu cho cả não và cơ thể trong giai đoạn ngay sau bữa ăn, nhưng trong thời gian nhịn ăn dài hơn, việc sử dụng glucose phải được giới hạn ở các mô ly giải đường, chẳng hạn như tế bào hồng cầu và não, và phần còn lại của cơ thể phải dựa vào quá trình oxy hóa acid béo được giải phóng từ các kho dự trữ triglyceride trong mô mỡ.

Tất cả glucose được não chiết xuất đều được oxy hóa, và do đó, việc sử dụng glucose của não song song với sự hấp thu oxy của não. Ở trẻ 5 tuần tuổi, việc sử dụng glucose của não đã chiếm từ 71% đến 93% mức độ của người lớn ở hầu hết các vùng não (dao động từ 13 đến 25 μmol/100 g/phút). Mức độ sử dụng glucose của não ở người lớn (19–33 μmol/100 g/phút) đạt được vào lúc 2 tuổi, và chúng tiếp tục tăng cho đến 3 đến 4 tuổi—khi chúng đạt đến các giá trị dao động từ 49 đến 65 μmol/100 g/phút, được duy trì cho đến khoảng 9 tuổi và sau đó giảm dần xuống mức của người lớn vào cuối thập kỷ thứ hai.

Sự hấp thu glucose của não xảy ra thông qua một quá trình khuếch tán thuận hóa qua trung gian chất mang, phụ thuộc vào nồng độ glucose, cũng như không phụ thuộc vào năng lượng, Na+, và insulin. Quá trình này được trung gian bởi các protein vận chuyển glucose thuận hóa (GLUT). Một số thành viên của họ GLUT đã được phát hiện trong não. GLUT1 nằm ở hàng rào máu não, và mặc dù một số tế bào thần kinh biểu hiện GLUT2 và GLUT4, phần lớn sử dụng GLUT3 làm chất vận chuyển chính. Dạng đồng phân chính có mặt trong các mô đáp ứng với insulin là GLUT4.

Điều quan trọng là sự xâm nhập của glucose vào các tế bào não và quá trình chuyển hóa sau đó của nó không phụ thuộc vào insulin mà phụ thuộc vào nồng độ glucose trong huyết tương động mạch tuần hoàn. Do đó, sự giảm nồng độ glucose động mạch hoặc một khiếm khuyết trong cơ chế vận chuyển glucose của não sẽ dẫn đến tình trạng thiếu glucose trong não (intracerebral glucopenia) và nồng độ glucose trong dịch não tủy thấp (hypoglycorrhachia)—với các triệu chứng và dấu hiệu kèm theo của tình trạng thiếu glucose não như được mô tả sau đây. Ví dụ, sự thiếu hụt di truyền của chất vận chuyển glucose GLUT1 gây ra tình trạng hạ glucose dịch não tủy, co giật và chậm phát triển nghiêm trọng.

Ở người lớn bình thường và ở trẻ sơ sinh đủ tháng bình thường sau vài ngày đầu đời, nồng độ glucose huyết tương dao động từ 3,9 đến 5,6 mmol/L (70–100 mg/dL). Trong các thí nghiệm trên chuột, mức tiêu thụ glucose của não vượt quá khả năng vận chuyển glucose, dẫn đến nồng độ glucose trong não gần bằng không ở nồng độ glucose huyết tương là 2 mmol/L (36 mg/dL). Để ngăn nồng độ glucose huyết tương động mạch tuần hoàn giảm đột ngột trong các điều kiện sinh lý bình thường, và do đó để ngăn ngừa sự suy giảm chức năng sống còn phụ thuộc vào chuyển hóa glucose của não, một cơ chế bảo vệ phức tạp đã được tiến hóa. Cơ chế bảo vệ chống lại hạ đường huyết này được tích hợp bởi hệ thần kinh tự chủ và bởi các hormone hoạt động để tăng cường sản xuất glucose thông qua sự điều chỉnh enzyme của quá trình ly giải glycogen và tân tạo glucose, đồng thời hạn chế việc sử dụng glucose ở ngoại vi. Các cơ chế bảo vệ tương tự chống lại hạ đường huyết cũng hoạt động ở trẻ sơ sinh đủ tháng bình thường sau khi tách khỏi nhau thai. Do đó, hạ đường huyết là kết quả của một khiếm khuyết trong một trong những hệ thống này duy trì một phạm vi bình thường của nồng độ glucose huyết tương, ngăn chặn sự sụt giảm của nó xuống dưới 3,9 mmol/L (70 mg/dL) trong khi nhịn ăn và sự gia tăng của nó lên hơn 7,8 mmol/L (140 mg/dL) trong khi ăn.

Các cơ chế này, quan trọng nhất là sự điều hòa bài tiết insulin của tế bào β, chưa trưởng thành hoàn toàn khi sinh ra, khi có một sự chuyển đổi đột ngột từ đời sống trong tử cung sang đời sống ngoài tử cung, và nồng độ glucose huyết tương trung bình tạm thời giảm 25% trước khi phục hồi sau 2 ngày tuổi về các giá trị bình thường của người lớn. Trẻ sơ sinh được sinh ra với các yếu tố nguy cơ khác nhau, bao gồm ngạt khi sinh, chậm tăng trưởng trong tử cung (IUGR), nhiễm độc thai nghén của mẹ, và sinh non có thể đặc biệt dễ bị hạ đường huyết, thường có hậu quả đối với sự phát triển hoặc chức năng não bộ sau này mà có thể được ngăn ngừa bằng cách phát hiện và điều trị sớm.

Sinh lý của cân bằng nội môi glucose chu sinh

Chuyển hóa glucose ở bào thai

Glucose cung cấp 80% năng lượng cho bào thai, 20% còn lại chủ yếu có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa lactate và các acid amin. Các acid béo tự do được vận chuyển qua nhau thai với số lượng hạn chế đủ cho sự phát triển của thai nhi, nhưng không đóng góp đáng kể vào nhu cầu năng lượng của thai nhi. Glucose được thai nhi sử dụng hoàn toàn có nguồn gốc từ tuần hoàn của mẹ thông qua khuếch tán thuận hóa qua nhau thai, chủ yếu sử dụng chất vận chuyển glucose GLUT1. Việc vận chuyển glucose qua nhau thai không liên quan đến chất vận chuyển glucose GLUT4, và do đó không được điều hòa bởi nồng độ insulin của mẹ hoặc thai nhi. Bởi vì việc vận chuyển glucose qua nhau thai diễn ra rất nhanh, nồng độ glucose của mẹ và thai nhi hoạt động như một khoang duy nhất và không có sản xuất glucose nội sinh ở thai nhi. Điều này có những hậu quả lâm sàng quan trọng, ví dụ, hạ đường huyết cấp tính ở mẹ sẽ dẫn đến hạ đường huyết cấp tính ở thai nhi—với rất ít hoặc không có khả năng thai nhi bù đắp cấp tính cho sự giảm đột ngột nguồn cung cấp glucose.