КЕТОНОВІ ТІЛА

Кетонові тіла (Син. ацетонові тіла) - група органічних сполук, які є проміжними продуктами обміну жирів, вуглеводів та білків. Поява підвищених кількостей Кетонових тіл у крові та сечі є важливою діагностичною ознакою, що свідчить про порушення вуглеводного та жирового обміну.

До Кетонових тіл відносяться бета-оксимасляна кислота (див. Оксимасляні кислоти), ацетооцтова кислота (див.) і ацетон (див.); вони мають подібну будову і здатні до взаємоперетворень:

Обмін

Синтез кетонових тіл (кетогенез) відбувається гол. обр. у печінці трьома шляхами: 1) конденсацією під дією тіолази (ацетоацетил-КоА - тіолази; КФ 2.3.1.9) двох молекул ацетил-КоА, утвореного при бета-окисленні вищих жирних кислот (див.), або при окисному декарбоксилюванні (див.). піровиноградної кислоти (див.), яка може утворитися в процесі обміну глюкози (див.) і ряду амінокислот (див. Трикарбонових кислот цикл); 2) в результаті синтезу ацетооцтової к-ти з ацетоацетил-КоА, утвореного безпосередньо з чотирьох останніх вуглецевих атомів, що залишаються при послідовному окисленні жирних к-т з довгим вуглецевим ланцюгом; 3) в результаті утворення ацетооцтової к-ти як проміжний продукт при окисленні так зв. кетогенних амінокислот лейцину (див.), тирозину (див.), фенілаланіну (див.) та меншою мірою ізолейцину (див.).

Основним шляхом синтезу До. т. вважається перший, тому що цей шлях більше за інших залежить від характеру харчування і більшою мірою страждає при патол, порушення обміну речовин.

З печінки До.надходять у кров і потім у всі інші органи і тканини (м'язи, нирки, легені та ін) де включаються в цикл Трикарбонових к-т, в до-ром окислюються до вуглекислоти і води К. т. використовуються для синтезу холестерину ( см.), вищих жирних к-т, фосфатидів (див.) та замінних амінокислот (див.).

При підвищеному вмісті К. т. в крові вони виводяться нирками, а також легкими у вигляді ацетону з повітрям, що видихається. Найбільш значна гіперкетонемія спостерігається при діабетичній (кетоацидотичній) комі (див.).

При голодуванні (див.), односторонньому безвуглеводистому харчуванні і при недостатній секреції інсуліну пригнічується використання ацетил-КоА в циклі Трикарбонових к-т і в синтезі жирних к-т (через малоніл-КоА), оскільки всі метаболічно доступні ресурси організму перетворюються на глюкозу крові. головним чином на утворення оксиметилглутарил-КоА, що призводить до збільшення синтезу К. т. При прийомі з їжею кетогенних амінокислот, деяких білків та великої кількості жирів (або посиленої мобілізації жиру з жирових депо) відбувається інтенсивне утворення ацетоацетил-КоА та К. т. Кетогенний ефект лужних солей обумовлений активізацією перетворення щавлево-оцтової кислоти (оксалоацетату) в аспарагін і альфа-кетоглутарата в глутамат, що призводить до порушення функціонування циклу Трикарбонових к-т. . Інсулін стимулює синтез жирних к-т з ацетил-КоА та активує використання останнього в циклі Трикарбонових к-т, внаслідок чого знижується інтенсивність синтезу К. т.

У здорової дорослої людини в сироватці крові міститься 0,2 - 2,5 мг% До. т. (У перерахунку на ацетон), в еритроцитах концентрація До. т. менше; із сечею за добу виділяється 20-54 мг До. т. Такі концентрації До. т. неможливо визначити звичайними методами, які у клініці.

Кетонемія і кетонурія спостерігаються при цукровому діабеті (підвищений кетогенез і знижений кетоліз), вуглеводному голодуванні, лихоманках, загальному голодуванні та виснаженні (підвищений кетогенез), прийомі багатої кетогенними речовинами їжі (посилений кетогенез), при прийомі значних кількостей глікогенозах I, II та VI типу (порушений кетоліз), гіперінсулінізмі, тиреотоксикозі, виражених глюкозуріях, акромегалії, гіперпродукції глікокортиків (недолік, посилена витрата або втрата вуглеводів), інфекційних хворобах (скарлатина, грип та ін.). , при отруєнні свинцем) та ін. Наслідком кетонемії є нереспіраційний ацидоз (див.) та ацетонове отруєння (ацетон розчиняє структурні ліпіди клітин), при яких порушується транспорт глюкози через біол, мембрани та різко пригнічується діяльність ц. н. с.

Методи визначення

Для визначення До. т. запропоновано велику кількість різних методів і проб, заснованих на реакціях, специфічних або ацетону, або ацетооцтової к-ти.

Основные группы методов используют реакции, специфичные для ацетона, напр, образование комплекса ацетона с бисульфитом, соединение с йодом, осаждение цианистой ртутью, осаждение сульфатом ртути, реакции с салицилальдегидом, динитрофенилгидразином, ванилином, о-нитробензоальдегидом и фурфуролом, а также реакции, специфичные для ацетооцтової кислоти: реакції з нітропрусидом натрію, хлорним залізом, резорцинолом, n-амідоацетофеноном. Основою великої кількості методів кількісного визначення К. т. у крові та в сечі є реакція з саліциловим альдегідом.

Метод Нательсона (S. Natelson, 1961). Ацетон, витіснений із крові чи сечі конц. сірчаної до-тої, утворює з саліциловим альдегідом в лужному середовищі з'єднання червоного кольору. Інтенсивність фарбування вимірюють фотометрично. Ацетооцтову до-ту попередньо перетворюють на ацетон нагріванням при 60° в кислому середовищі. У внутрішній простір чашки Конвею (див. Конвея методи) наливають 2 мл 2% розчину бісульфіту натрію, а в зовнішній простір - 1 мл цільної крові, змішаної з фтористим натрієм для запобігання згортанню, і 0,5 мл 10% розчину сірчаної к-ти. Чашку негайно щільно закривають кришкою, обережно похитують, щоб перемішати кров із сірчаною к-тою, і ставлять у термостат при 60° на 1 годину. За цей час ацетооцтова кислота перетворюється на ацетон, який дифундує у внутрішній простір чашки Конвею, де з'єднується з бісульфітом натрію; 1,5 мл вмісту внутрішнього простору переносять у пробірку, додають 1,5 мл 40% розчину їдкого натру і 0,3 мл 20% (об.) розчину саліцилового альдегіду в абсолютному спирті. Перемішують, ставлять на 20 хв. термостат при 50°, потім на 30 хв.при кімнатній температурі та колориметрують при 540 нм проти контрольної проби. Контрольну пробу, до якої замість крові вносять 1 мл води, і стандартний розчин, що містить 2 мг% ацетону, обробляють так само, як дослідну пробу. Розраховують вміст ацетону виходячи з величини екстинкції стандартного розчину за формулою:

(екстинкція дослідної проби • 2)/ екстинкція стандарту = мг% ацетону.

Щоб одночасно визначити і бета-оксимасляну до-ту, т.е. е. суму всіх До. т., необхідно окислити її до ацетооцтової кислоти, а потім до ацетону.

Для цього 3 мл фільтрату сироватки крові після осадження білка вольфрамової до якої поміщають у зовнішній простір чашки Конвею і додають 0,5 мл 10% сірчаної к-ти і 0,5 мл 5% біхромату калію або натрію. Подальше визначення проводять, як описано вище.

У звичайній практиці виявлення Кетонових тіл застосовують переважно якісні проби. Вони використовуються гол. обр. для дослідження сечі. Перевага цих трун у тому, що вони дозволяють швидко, хоч і орієнтовно, виявити патологічне збільшення концентрації До. т.; за нормального змісту До. т. ці спроби негативні. Найбільше застосування знайшли нітропрусидні проби, які специфічні гол. обр. для ацетооцтової к-ти та засновані на реакції До. т. з нітропрусидом натрію у лужному середовищі з утворенням сполуки, забарвленої у червоний колір. Подібні сполуки утворюють деякі аміни, напр, креатинін; однак у кислому середовищі амінні комплекси розпадаються і забарвлення, зумовлене креатиніном, зникає, а забарвлення кетонових комплексів зберігається. На цьому принципі засновано проба Легаля (Е.Legal, 1883): до 4 мл сечі додають кілька крапель свіжоприготовленого 5% розчину нітропрусиду натрію і 0,5-1 мл 10-15% їдкого натру; утворюється червоне фарбування. Додають для підкислення 05-1 мл конц. оцтової к-ти; при негативній пробі забарвлення зникає - креатинінові комплекси розпадаються, при позитивній - зберігається, причому створюється враження зміни забарвлення, тобто. до. колір креатинінових комплексів коричнево-червоний, а кетонових - вишнево-червоний. Проба Ротери (А. С. Н. Rothera, 1908) - найчутливіша з нітропрусидних проб. Ротера зазначив, що креатинін заважає реакції, якщо для підлужування використовують їдкий натр, але використання аміаку усуває ці перешкоди. У пробірку наливають 5-8 мл сечі і насичують її сухим сульфатом амонію, додають 2-3 краплі конц. аміаку і 5 крапель свіжоприготовленого 5% розчину нітропрусиду натрію, струшують; при позитивному результаті утворюється темно-червоне або фіолетове забарвлення. Існує мікромодифікація нітропрусидної проби Ротери, для проведення якої потрібно всього кілька крапель сечі з напівкількісною оцінкою результатів в залежності від інтенсивності забарвлення [Фрі і Фрі (А. Н. Free, H. М. Free), 1958].

З нітропрусидних проб широко застосовується також проба Ланге (С. F. A. Lange, 1906): до кількох мл сечі додають кілька крапель свіжоприготовленого 10% розчину нітропрусиду натрію і 0,5-1 мл конц. оцтової к-ти, обережно нашаровують кілька мл конц. розчину аміаку. Проба позитивна, якщо протягом 3 хв. на межі рідин утворюється рожево-фіолетове кільце.

На реакції ацетооцтової кислоти з хлорним залізом заснована проба Герхардта (С. А. С. J. Gerhardt, 1865).Проба зазвичай сприймається як недостатньо чутлива: з її допомогою можна виявити приблизно 25— 50 мг% ацетооцтової к-ты (нитропруссидные проби вловлюють зазвичай 5—10 мг%). Розчин хлорного заліза (10%) доливають краплями до кількох мілілітрів сечі доти, доки не перестане утворюватися осад фосфату заліза, який відфільтровують; до фільтрату додають ще кілька крапель розчину хлорного заліза. При позитивній пробі утворюється фіолетово-червоне забарвлення. Саліцилат також дають позитивну реакцію, тому для того, щоб виключити забарвлення, викликане саліцилатами, проводять повторне визначення з сечею, прогрітим протягом 5 хв. у киплячій водяній бані; ацетооцтова кислота при нагріванні розпадається, і забарвлення зникає; саліцилати ж дають позитивну реакцію і після прогрівання.

Реакцій, специфічних для бета-оксимасляної кислоти, не описано. Застосовувана для визначення бета-оксимасляної кислоти проба Гардта передбачає попереднє окислення бета-оксимасляної к-ти за допомогою перекису водню в ацетооцтову і подальше визначення з нітропрусидом натрію: 20 мл сечі змішують з 20 мл дистильованої води, підкислюють кількома краплями 20% оцтової к-ти, кип'ятять, поки мл, доводять до 20 мл водою і розливають порівну дві пробірки. В одну додають 1 мл 30% розчину перекису водню і нагрівають протягом 1 хв. у киплячій водяній бані. До обох проб додають по 10 крапель крижаної оцтової кислоти і по 10 крапель насиченого на холоді розчину нітропрусиду натрію, розмішують, обережно нашаровують 25% розчин аміаку. За наявності бета-оксимасляної к-ти в пробірці, до якої був доданий перекис водню, з'являється вишнево-червоне кільце.

Для експрес-визначення Кетонових тіл випускаються спеціальні таблетки, що складаються із суміші сухих реактивів, та паперові смужки, імпрегновані реактивами, до складу яких входить нітропрусид натрію. Після занурення такої смужки (або таблетки) в досліджувану рідину (сечу або плазму крові) у разі позитивної реакції утворюється фіолетове фарбування, інтенсивність якого порівнюють зі стандартною кольоровою шкалою.

Лейтес. М. та Лаптєва Н.М. Нариси з патофізіології обміну речовин та ендокринної системи, М., 1967; Ленінджер А. Біохімія, пров. з англ., М., 1976; Ньюсхолм Еге. та Старт К. Регулювання метаболізму, пров. з англ., с. 355, М., 1977; Тодоров Й. Клінічні лабораторні дослідження у педіатрії, пров. з болг., Софія, 1968; Clinical chemistry, principles and technics, ed by R. J. Henry a. o., N. Y. a. o., 1974.

Ст. До. Городецький; Л. М. Піменова (мет.ісл.).