Ciała ketonowe w moczu – o czym mogą świadczyć?

Jak powstają ciała ketonowe? 

Substratem do produkcji ciał ketonowych jest związek nazywany acetylo∼S-coA, który powstaje w naszym organizmie jako efekt rozkładu glukozy i kwasów tłuszczowych. Jeśli stężenie acetylo∼S-coA przewyższy możliwości wykorzystania go przez komórki wątroby, dochodzi do syntezy ciał ketonowych. Proces ten nazywany jest ketogenezą, w wyniku której powstają następujące związki: 

• β-hydroksymaślan,  
• acetooctan, 
• aceton. 

Etapy ketogenezy:

I Pierwsze reakcje ketogenezy wymagają obecności cząsteczek acetylo∼S-coA oraz specyficznych enzymów (tiolazy i syntazy β-hydroksy-β-metyloglutarylo∼S-CoA).  

II W wyniku kilkuetapowego procesu powstaje związek zwany β-hydroksy-β-metyloglutarylo∼S-CoA, który rozpada się pod wpływem enzymu (liazy) na acetylo∼S-coA i acetooctan. Powstały acetooctan stanowi jedno z ciał ketonowych. 

III Następnie acetooctan może przekształcać się w kolejne ciała ketonowe: 

• w β-hydroksymaślan podczas reakcji katalizowanej przez specyficzny enzym dehydrogenazę β-hydroksymaślanową, 
• lub w aceton, na drodze samoistnej dekarboksylacji.  

Należy podkreślić, że dla naszego organizmu znaczenie mają tylko β-hydroksymaślan i acetooctan, z kolei aceton jest metabolicznie bezużyteczny i usuwany drogą nerkową lub przez płuca poprzez wydychanie.  

Jak ciała ketonowe są wykorzystywane przez organizm? 

Ciała ketonowe są związkami, które powstają w wątrobie, ale nie mogą być przez nią przetwarzane. Przenikają natomiast do krwiobiegu, skąd docierają do tkanek i narządów, szczególnie do mózgu, serca, mięśni szkieletowych i kory nerki, dla których mogą stanowić specyficzny materiał energetyczny zastępujący glukozę. Dzieje się tak np. w czasie głodu lub stosowania diet ketogenicznych, które są oparte na spożywaniu dużej ilości tłuszczu, przy niemalże całkowitym wyeliminowaniu cukrów.  

Jaki jest prawidłowy poziom ciał ketonowych? 

Ciała ketonowe są rozpuszczalne w wodzie i transportowane w organizmie bez obecności nośników białkowych. W warunkach fizjologicznych produkcja i rozpad ciał ketonowych pozostają w równowadze. Ich stężenie w surowicy u zdrowych osób nie przekracza 200 µmol/l. Z kolei w niektórych stanach patologicznych i chorobach dochodzi do wzmożonej syntezy związków ketonowych. Największe znaczenie mają tu: 

• głód, 
• anoreksja, 
• cukrzyca i niski poziom insuliny, 
• dieta niskowęglowodanowa, 
• nadużywanie alkoholu. 

Efektem wzmożonej ketogenezy jest: 

• ketonemia, czyli zbyt wysokie stężenie ciał ketonowych we krwi, 
• ketonuria, czyli pojawienie się ciał ketonowych w moczu, 
• kwasica ketonowa, 
• pojawienie się acetonu w wydychanym powietrzu, 
• zatrucie organizmu acetonem, 
• toksyczne działanie związków ketonowych na układ nerwowy, 
• śpiączka ketonowa. 

Ciała ketonowe w moczu w ciąży

Obecność ciał ketonowych w moczu kobiet ciężarnych może świadczyć między innymi o cukrzycy lub nieprawidłowo stosowanej diecie. Określenie stężenia tych związków jest więc ważnym elementem diagnostyki i może być wykonane podczas ogólnego badania moczu. Koszt takiej analizy w laboratorium mieści się w przedziale od kilku do kilkunastu złotych.

Ciała ketonowe w moczu – jaka jest ich rola? 

Pomiar stężenia ciał ketonowych w organizmie ma znaczenie diagnostyczne i jest przydatne w monitorowaniu leczenia cukrzycy oraz stanu zdrowia pacjenta cierpiącego na chorobę głodową.  

Najczęściej wykonuje się pomiar ciał ketonowych w moczu. Badanie jest przeprowadzane w laboratoriach analitycznych i może być zlecone przez lekarza, jeśli u pacjenta występują między innymi: 

• zaburzenia metaboliczne, 
• zaburzenia odżywiania, 
• wymioty i ból brzucha, 
• zbyt wysoki poziom glukozy we krwi, 
• zmęczenie i uczucie nadmiernego pragnienia, 
• wyczuwalny zapach acetonu z ust i trudności z oddychaniem. 

Co ciekawe, związki ketonowe stanowią ważny wskaźnik wychłodzenia organizmu. W czasie trwającej hipotermii zużywany jest zapas glikogenu, czego skutkiem jest uruchomienie mechanizmów adaptacyjnych, mających na celu oszczędne zużywanie glukozy. Alternatywnym źródłem energii w takich warunkach stają się ciała ketonowe, których pomiar znalazł zastosowanie zarówno w medycynie sądowej, jak i podczas przeprowadzania niektórych zabiegów chirurgicznych. 

Jak się przygotować do badania?

Przed przekazaniem moczu do analizy należy zastosować się do kilku zaleceń:

• Po pierwsze powinniśmy pozostać na czczo przez około 8 godzin, a dzień przed badaniem zastosujmy lekką dietę.
• Mocz zbieramy do jednorazowego, jałowego pojemnika (do kupienia w aptece), który należy starannie podpisać.
• Przed pobraniem materiału umyjmy ręce i okolice intymne, a następnie pierwszy strumień porannego moczu oddajmy do toalety. Do pojemnika zbieramy mocz tylko ze środkowego strumienia.
• Pobrany materiał należy jak najszybciej przekazać do analizy laboratoryjnej. Jeśli przyjmujemy leki, które mogłyby zakłócić pomiar, koniecznie zgłośmy to personelowi medycznemu.

Źródła: 

• Bańkowski, E. (2009). Biochemia. Wydawnictwo Elsevier Urban & Partner, Wrocław. 
• Buszewicz, G., Teresiński, G., Bańka, K., & Mądro, R. (2007). Ocena przydatności diagnostycznej współczynnika β-hydroksymaślan/aceton w sądowo-lekarskiej diagnostyce nagłych zgonów. Arch Med Sadowej Kryminol, 57, 289-293. 
• Nazarewicz, R. (2007). Konsekwencje stosowania wysokotłuszczowych diet ketogenicznych. Bromat Chem Toksykol, 4, 371-374. 
• Teresiński, G., Buszewicz, G., Dąbrowski, W., & Mądro, R. (2007). Przebieg ketonemii w kontrolowanej hipotermii śródoperacyjnej–badania wstępne. Arch. Med. Sądowej Kryminol., 57, 389-393.