Чем опасны кетоновые тела

Содержание

• 1 Как образуются кетоны в моче?
• 2 Опасности кетоацидоза и кетонурии
• 3 Как определить кетоновые тела в моче?
• 4 Лечение кетоновых тел в моче
• 5 Общие сведения
• 6 Причины появления кетоновых тел в моче
• 7 Показания для анализа
• 8 Интерпретация результатов
• 9 Повышение значений
• 10 Определение кетоновых тел в моче у беременных
• 11 Содержание
• 12 Историческая справка [ править | править код ]
• 13 Метаболизм кетоновых тел [ править | править код ]
  • 13.1 Альтернативный путь [ править | править код ]
• 14 Биологическая роль кетоновых тел [ править | править код ]
• 15 Лабораторная диагностика [ править | править код ]

Часто в больнице можно услышать диагноз — повышены кетоновые тела. Но чем они опасны, как их выявить и как предотвратить возможные риски?

Как образуются кетоны в моче?

Кетоновые тела — побочные продукты метаболизма:

• ацетон;
• ацетоуксусная кислота;
• бета-гидроксимасляная кислота.

Повышаются кетоновые тела после продолжительного голодания, диет с низким содержанием углеводов, как следствие проблем с метаболизмом, например при диабете. Кетоны являются резервным источником энергии, который задействуется при недостаточном поступлении сахара, или если он не усваивается. Формируются в печени в результате расщепления жиров. Да, тех самых, которые откладываются на поверхности внутренних органов, а также в различных зонах под кожей.

Как правило, всплеск кетонов в крови наблюдается на 6-ой день с начала голодания. Высвобождение кетонов возможно и после интенсивных тренировок, например в период "сушки" у спортсменов, сильных стрессов, например перед экзаменами.

Как мы видим, образование кетонов — нормальный процесс. У здорового человека они постоянно вырабатываются в небольшом количестве и постепенно нейтрализуются печенью, после чего выводятся с мочой.

При превышении жирового обмена, гормональных сбоях, кетоны выделяются в аномально большом объеме. Печень не успевает перерабатывать весь объем. Периодические всплески наблюдаются во время сахарного диабета — сигнализируют об энергетическом голодании, а соответственно неправильной терапии болезни.

У детей высокий уровень кетонов связан с сильными эмоциональными расстройствами. Существует риск развития кетоацидоза у беременных.

Опасности кетоацидоза и кетонурии

Повышение кетонов может быть индикатором воспаления в организме. При диабете сообщает о неправильной инсулинотерапии, недостаточности доз инсулина или критическом снижении глюкозы в крови.

Кетоацидоз опасен не только как индикатор более серьезных заболеваний, но и одним лишь своим наличием. Из-за него нарушается щелочно-кислотный баланс в сторону кислотной среды. Может нарушиться сердечный ритм (аритмия), проблемы с кровообращением, остановка дыхания или сердца, расстройство сознания, кома.

Как определить кетоновые тела в моче?

Самый простой способ выявить кетоновые тела — сделать тест мочи. Чаще всего используются пробы:

Для анализа собирается моча в чистую сухую емкость, после чего в исследуемый материал погружается тест-полоска со специальным реагентом. После цвет сравнивается со специальной цветовой шкалой. Если кетоны выявлены, цвет полоски меняется на фиолетовый — интенсивность зависит от концентрации ацетона.

Возможен и другой способ количественного определения кетонов в крови с помощью тест-полосок FreeStyle Optium Ketones и глюкометра FreeStyle Optium.

Лечение кетоновых тел в моче

При выявлении кетоновых тел назначается более глубокая диагностика. Только после выявления точной причины кетонурии и кетоацидоза, назначается лечение.

Среди продуктов метаболизма, которые выводятся из организма с мочой, кетоновых тел в норме обнаружено быть не должно, поскольку они проходят предварительную фильтрацию в печени. Содержание их настолько минимально, что лабораторными методами установить их присутствие практически невозможно.

Если же в моче кетоновые тела обнаруживаются, то диагностируется состояние, называемое кетонурией. Для подтверждения полученных сведений проводится дополнительная диагностика, основной целью которой является исключение скрытых заболеваний, например, сахарного диабета.

Общие сведения

Кетоновые тела – это группа метаболитов, которые секретируются в печени и участвуют в энергообмене организма. К ним относятся3 вещества:

• бета-оксимасляная кислота – продукт метаболизма, который образуется в процессе окисления жирных кислот. В периферических тканях происходит повторное окисление, где бета-оксимасляная кислота становится ацетоуксусной;
• ацетоуксусная кислота представляет собой подвижную бесцветную субстанцию с маслянистой консистенцией, которая при небольшом нагревании распадается на углекислый газ и ацетон;
• ацетон – органический компонент, всегда присутствующий в организме в незначительных дозах. В суточной моче он не должен превышать 0,01-0,03 г.

Кетоновые тела являются токсичными продуктами распада жировых клеток, поэтому подлежат обязательной нейтрализации и фильтрации. Эти процессы происходят в печени, причем, очень быстро, поэтому в почки кетоновые тела практически не поступают. В случае же нарушения механизма и скорости метаболизма, нейтрализация кетоновых тел печенью замедляется, вследствие чего развивается кетонурия (увеличение содержания кетоновых тел в моче).

Причины появления кетоновых тел в моче

• Снижение объемов поступления глюкозы извне – в этом случае организм синтезирует ее (в качестве основного источника энергии) из жировых клеток;
• Нарушение усвоения липидов и углеводов, их всасывания в кишечнике. Характеризуется своеобразным запахом ацетона из ротовой полости и рвотой;
• Сахарный диабет (чаще декомпенсированный). Нарушение метаболизма глюкозы приводит к дисбалансу кетоновых тел в организме;
• Заболевания печени. В результате нарушается синтез кетонов, что также приводит к их дисбалансу;
• Особенности пищевого поведения (голодания, диеты, посты, разгрузочные дни и т.д.). В случае острого/хронического дефицита углеводов организм усиливает расход жировой ткани, вследствие чего наблюдается массовый выброс кетонов;
• Воспалительные, инфекционные, бактериальные и другие поражения кишечника. Снижение всасывания питательных веществ также приводит к повышению уровня кетоновых тел в моче;
• Онкологические процессы. Рак надпочечников или щитовидной железы может спровоцировать интенсивный распад жировых клеток;
• Эндокринные патологии (тиреотоксикоз и др.). Гиперфункция щитовидной железы активизирует расход углеводов в организме, при нехватке последних задействуются жировые ресурсы;
• Беременность. Уровень кетонов в моче беременной может повыситься в результате гормонального дисбаланса, спровоцированного развитием и ростом плода;
• Недокормленность у грудничков. Повышение кетонов в моче является явным сигналом того, что ребенку не хватает молока матери;
• Обезвоживание. Потеря жидкости, причина которой тяжелая диарея или неконтролируемая рвота, может спровоцировать нарастание кетоновых тел.

Самым опасным осложнением кетонурии является ацетонемический криз, когда уровень кетонов в моче критически повышен на фоне тяжелого токсического отравления всех внутренних органов.

Показания для анализа

• Хронические боли в животе спастического характера;
• Головные боли, сонливость, слабость без объективных причин (особенно у детей);
• Регулярные пищевые расстройства: тошнота, рвота, диарея, отсутствие аппетита;
• Высокая температура (до 39°С) в течение длительного периода;
• Запах ацетона из ротовой полости, от слюны;
• Запах ацетона после мочеиспускания;
• Увеличение печени, боли в правом подреберье;
• Бледность и сухость кожных покровов;
• Плотный желто-белый налет на языке в течение нескольких дней;
• Нервное возбуждение, судороги (свидетельствует о повышении ацетона).

Также исследование на кетоновые тела назначается в следующих случаях:

• плановый скрининг (общий анализ мочи) для всех больных в стационаре;
• плановый анализ при постановке на учет беременных;
• диагностика и лечение сахарного диабета;
• диагностика заболеваний печени, мочеполовой системы;
• наблюдение онкобольных с раком печени, щитовидной железы, надпочечников.

Кетоновые тела сдают в рамках ОАМ. Для определения компонентов используются следующие лабораторные методы:

• проба Ланге;
• проба Ротеры (модифицированная);
• проба Лестраде и Герхарда;
• проба Легаля (цветная).

Указанные лабораторные исследования базируются на реакции ацетона с нитропруссидом натрия. При повышении уровня ацетона в моче проба окрашивается в фиолетовую цветовую гамму (розовый, сиреневый и т.д.). При этом данные отдельного способны выявить кетонурию от 50 мг кетоновых тел в 1 л мочи.

Интерпретацию теста на кетоновые тела и диагностику кетонурии выполняет терапевт, нефролог, гинеколог, уролог, онколог, педиатр и семейный врач.

Интерпретация результатов

Кетоновые тела могут присутствовать в моче в ничтожно малых объемах, поэтому лабораторные пробы их обычно не выявляют. Как вариант нормы допускается содержание кетоновых тел в разовой утренней порции мочи не более 1 ммоль/л.

В большинстве лабораторий качественный ответ представлен реакциями: слабоположительная, положительная или резко положительная.

Факторы влияния на результат

• Нарушение срока хранения и доставки биоматериала в лабораторию (в течение 9 суток после сбора концентрация кетоновых тел повышается в разы);
• Нарушение правил сбора мочи (попадание бактерий в собранный биоматериал делает его непригодным для теста уже за 24 часа);
• Нарушение условий хранения (температура более 20°C приводит к исчезновению около 20% кетоновых тел в течение суток);
• Прием лекарственных препаратов во время проведения анализа (каптоприл, леводопа и др.);
• Закисление мочи (повышение кислотности в ОАМ) также приводит к ложноположительному результату на кетоны.

Повышение значений

• Сахарный диабет декомпенсированный (чем выше уровень кетонов, тем выше риск развития гипергликемической комы);
• Неграмотно составленный рацион: низкоуглеводные или высокопротеиновые диеты, посты, голодания;
• Кахексия (истощение организма) в тяжелой форме;
• Обезвоживание;
• Воспалительные процессы в кишечнике, приводящие к нарушению всасывания пищи;
• Онкологические болезни: рак щитовидной железы, надпочечников, печени, кишечника, слизистой желудка, мозга, а также лейкемия, лейкозы;
• Анемия (малокровие), провоцирующая массовую гибель эритроцитов;
• Заболевания печени: цирроз, гепатиты, печеночная недостаточность и др.;
• Острая алкогольная интоксикация, которая приводит к поражению паренхимы печени;
• Отравление солями тяжелых металлов или атропином;
• Серьезные травмы (в т. ч. сотрясение мозга), массовые ожоги;
• Заболевания щитовидной железы, например, тиреотоксикоз (гиперсекреция йодированных гормонов);
• Токсикоз при беременности;
• Вирусные, бактериальные или инфекционные процессы, сопровождающиеся высокой лихорадкой;
• Недостаточное производство клеток крови: тромбоцито-, лимфоцито- и гранулоцитопения;
• Сужение привратника желудка.

У здоровых людей кетоны также могут временно повыситься в случае:

• значительного потребления белка в течение нескольких суток подряд;
• недостаточного потребления жидкости;
• интенсивных физических нагрузок, подъема тяжестей, спортивных занятий;
• общего переохлаждения организма.

Определение кетоновых тел в моче у беременных

Появление кетонов в моче беременной обусловлено рядом изменений, происходящих в организме:

• изменяются вкусовые пристрастия (женщина может начать потреблять больше белковой и меньше углеводной пищи);
• изменение режима питания и водопотребления (хаотичное питание, дни голодания, недостаточное потребление жидкости);
• гормональные нарушения, в результате чего изменяется секреция всех компонентов в организме;
• физиологические изменения требуют повышенного расхода энергии и, как следствие, увеличения потребления углеводов;
• психологическое напряжение, стресс.

Тем не менее, если кетоновые тела у беременной обнаруживаются при неоднократных повторных анализах мочи или же их концентрация значительно превышает допустимые значения, необходимо исключить ряд патологий:

• гестационный диабет (временное повышение сахара в крови, которое сохраняется вплоть до родов);
• ранний или поздний токсикоз (гестоз);
• заболевания печени, надпочечников, почек, щитовидной железы, кишечника;
• инфекции, протекающие с высокой температурой: ангина, грипп;
• интоксикация (например, спиртными напитками, свинцом).

Зачастую кетоны в незначительном количестве обнаруживаются в моче беременных на 17 неделе, что говорит о нормальном протекании беременности.

Кето́новые тела́ (синоним: ацето́новые тела, ацето́н [распространённый медицинский жаргонизм]) — группа продуктов обмена веществ, которые образуются в печени из ацетил-КоА [2] :

Содержание

Историческая справка [ править | править код ]

Прежние представления о том, что кетоновые тела являются промежуточными продуктами бета-окисления жирных кислот, оказались ошибочными [2] :

• Во-первых, в обычных условиях промежуточными продуктами бета-окисления жирных кислот являются КоА-эфиры этих кислот: β-оксибутирил-КоА или ацетоацетил-КоА.
• Во-вторых, β-оксибутирил-КоА, образующийся в печени при бета-окислении жирных кислот, имеет L-конфигурацию, в то время как β-оксибутират, обнаруживаемый в крови, представляет собой D-изомер. Именно β-оксибутират D-конфигурации образуется в ходе метаболического пути синтеза β-окси-β-метилглутарил-КоА.

Метаболизм кетоновых тел [ править | править код ]

Ацетон в плазме крови в норме присутствует в крайне низких концентрациях, образуется в результате спонтанного декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты и не имеет определённого физиологического значения [2]

Нормальное содержание кетоновых тел в плазме крови человека и большинства млекопитающих (за исключением жвачных) составляет 1…2 мг% (по ацетону). При увеличении их концентрации свыше 10…15 мг% они преодолевают почечный порог и определяются в моче. Наличие кетоновых тел в моче всегда указывает на развитие патологического состояния.

Кетоновые тела синтезируются в печени из ацетил-КоА: [2]

На первом этапе из двух молекул ацетил-КоА синтезируется ацетоацетил-КоА. Данная реакция катализируется ферментом ацетоацетил-КоА-тиолазой: Ac−КоА + Ac−КоА → H₃C−CO−CH₂−CO−S−КоА . Затем под влиянием фермента гидроксиметилглутарил-КоА-синтазы присоединяется ещё одна молекула ацетил-КоА: H₃C−CO−CH₂−CO−S−КоА + Ac−КоА →

HOOC−CH₂−COH(CH₃)−CH₂−CO−S−КоА . Образовавшийся β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА (HMG-KoA) способен под действием фермента гидроксиметилглутарил-КоА-лиазы расщепляться на ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат) и ацетил-КоА: HOOC−CH₂−COH(CH₃)−CH₂−CO−S−КоА →

H₃C−CO−CH₂−COOH + Ac—КоА. Ацетоуксусная кислота способна восстанавливаться при участии НАД-зависимой D-β-оксибутиратдегидрогеназы; при этом образуется D-β-оксимасляная кислота (D-β-оксибутират). Фермент специфичен по отношению к D-стереоизомеру и не действует на КоА-эфиры. [2]H₃C−CO−CH₂−COOH + NADH →

H₃C−CHOH−CH₂−COOH . Ацетоуксусная кислота в процессе метаболизма способна окисляться до ацетона с выделением молекулы углекислого газа: [1]H₃C−CO−CH₂−COOH → CO₂ +

H₃C−CO−CH₃ .

Альтернативный путь [ править | править код ]

Существует второй путь синтеза кетоновых тел:

Образовавшийся путём конденсации двух молекул ацетил-КоА ацетоацетил-КоА способен отщеплять кофермент A с образованием свободной ацетоуксусной кислоты [3] . Процесс катализирует фермент ацетоацетил-КоА-гидролаза (деацилаза), однако данный путь не имеет существенного значения в синтезе ацетоуксусной кислоты, так как активность деацилазы в печени низкая. [2]

H₃C−CO−CH₂−CO−S−КоА + H₂O →

H₃C−CO−CH₂−COOH + КоА-SH.

Биологическая роль кетоновых тел [ править | править код ]

В плазме крови здорового человека кетоновые тела содержатся в весьма незначительных концентрациях. Однако при патологических состояниях (длительное голодание, тяжёлая физическая нагрузка, тяжёлая форма сахарного диабета) концентрация кетоновых тел может значительно повышаться и достигать 20 ммоль/л (кетонемия). Кетонемия, ацетонемия (повышение концентрации кетоновых тел в крови) возникает при нарушении равновесия — скорость синтеза кетоновых тел превышает скорость их утилизации периферическими тканями организма. [2]

За последние десятилетия накопились сведения, указывающие на важное значение кетоновых тел в поддержании энергетического баланса. Кетоновые тела — топливо для мышечной ткани, почек и действуют, вероятно, как часть регуляторного механизма с обратной связью, предотвращая излишнюю мобилизацию жирных кислот из жировых депо. [2] Во время голодания кетоновые тела являются одним из основных источников энергии для мозга. [4] [5] Печень, синтезируя кетоновые тела, не способна использовать их в качестве энергетического материала (не располагает соответствующими ферментами).

В периферических тканях β-оксимасляная кислота окисляется до ацетоуксусной кислоты, которая активируется с образованием соответствующего КоА-эфира (ацетоацетил-КоА). Существует два ферментативных механизма активации: [2]

• первый путь — с использованием АТФ и HS-КоА, аналогичный пути активации жирных кислот:

• второй путь — перенос Коэнзима А от сукцинил-КоА на ацетоуксусную кислоту:

Образовавшийся в ходе этих реакций ацетоацетил-КоА в дальнейшем подвергается тиолитическому расщеплению в митохондриях с образованием двух молекул ацетил-КоА, которые, в свою очередь, являются сырьём для цикла Кребса (цикл трикарбоновых кислот), где окисляются до CO₂ и H₂O.

Повышение содержания кетоновых тел в организме может быть связано с дефицитом углеводов в обеспечении организма энергией, а также происходит, когда скорость синтеза кетоновых тел превышает скорость их утилизации.

Лабораторная диагностика [ править | править код ]

Для качественного определения содержания кетоновых тел в моче в лабораторных условиях используются цветные пробы Ланге, Легаля, Лестраде и Герхарда.