Возможные причины повышения содержания кетоновых тел в крови и моче
Главным путем синтеза кетоновых тел, происходящего в основном в печени, считается реакция конденсации между двумя молекулами ацетил-КоА , образовавшегося при β-окислении жирных кислот или при окислительном декарбоксилировании пирувата (пировиноградной кислоты) в процессе обмена глюкозы и ряда аминокислот. Этот путь синтеза кетоновых тел более других зависит от характера питания и в большей степени страдает при патологических нарушениях обмена веществ.
Из печени кетоновые тела поступают в кровь и с нею во все остальные органы и ткани, где они включаются в универсальный энергообразующий цикл — цикл трикарбоновых кислот, в котором окисляются до углекислоты и воды. Кетоновые тела используются также для синтеза Холестерина, высших жирных кислот, фосфолипидов и заменимых аминокислот.
При голодании, однообразном безуглеводистом питании и при недостаточной секреции инсулина использование ацетил-КоА в цикле трикарбоновых кислот подавляется, т.к. все метаболически доступные ресурсы организма превращаются в глюкозу крови. В этих условиях увеличивается синтез кетоновых тел.
При повышении содержания кетоновых тел в крови (нормальное содержание кетоновых тел в плазме крови человека составляет 34,4—430,5 мкмоль/л.) они начинают выводиться с мочой, а также с выдыхаемым воздухом в виде ацетона. Наличие кетоновых тел в моче всегда указывает на развитие патологического состояния. Наиболее значительное повышение концентрации кетоновых в крови (гиперкетонемия) наблюдается при диабетической (кетоацидотической) коме. Интенсивное образование кетоновых тел происходит при приеме с пищей так называемых кетогенных аминокислот (лейцина, тирозина, фенилаланина, изолейцина), некоторых белков и большого количества жиров (при усиленной мобилизации жира из жировых депо). Щелочные соли также проявляют кетогенный эффект, который обусловлен вызываемым ими нарушением функционирования цикла трикарбоновых кислот. Введение с пищей углеводов тормозит образование кетоновых тел. Инсулин стимулирует синтез жирных кислот из ацетил-КоА и активирует использование последнего в цикле трикарбоновых кислот, в результате чего снижается интенсивность синтеза кетоновых тел.
Кетонемию и кетонурию наблюдают при сахарном диабете, углеводном голодании, лихорадочных состояниях, общем голодании и истощении (повышен кетогенез), приеме богатой кетогенными веществами пищи (усилен кетогенез), при приеме значительных количеств щелочных веществ, при состояниях после операций, гликогенозах I, II и VI типа (нарушен кетолиз), гиперинсулинизме, тиреотоксикозе, выраженной глюкозурии, акромегалии, гиперпродукции глюкокортикоидов, инфекционных болезнях (скарлатине, гриппе, туберкулезном менингите и др.) и тяжелых интоксикациях (например, при отравлении свинцом) и др. Следствием кетонемии являются метаболический Ацидоз, или кетоацидоз, и ацетоновое отравление (ацетон растворяет структурные липиды клеток), при которых нарушается транспорт глюкозы через биологические мембраны и резко угнетается деятельность ц.н.с.
• сахарный диабет (вариант метаболического ацидоза, связанный с нарушением углеводного обмена, возникшего вследствие дефицита инсулина: высокой концентрацией глюкозы и кетоновых тел в крови (значительно превышающей физиологические значения), образованных в результате нарушения обмена жирных кислот (липолиза) и дезаминирования аминокислот. Если нарушения углеводного обмена не купируются своевременно — развивается диабетическая кетоацидотическая кома.)
26.ЗАДАЧА. В крови обнаружено значительное повышение индикаторных ферментов АЛТ, АСТ, ФМФА (фруктозомонофосфатальдолазы), повышение содержания билирубина; щелочная фосфатаза и g-глутамилтранспептидаза в пределах нормы, содержание белка в норме. Какой тип синдрома имеет место? Какие функции печени нарушены?
Такие синдромы характены для цитолиза. Сущность процесса цитолиза заключается в разрушении клеточной мембраны гепатоцита. Цитолиз гепатоцитов начинается с локальных повреждений поверхности клетки, ведущих к нерегулируемой проницаемости клеточной мембраны как для межклеточной среды, так и для молекулярных компонентов самой клетки. В результате осмотического электролитного дисбаланса происходит задержка жидкости в гепатоцитах и их набухание. Изменяется уровень физиологических концентраций реагирующих веществ, нарушается регуляция активности ферментных систем в цитоплазме. Таким образом, частичные нарушения целостности клеточных мембран приводят к расстройству внутриклеточного метаболизма, приостановке развития и роста гепатоцитов. Накопление повреждений гепатоцитов приводит к нарастанию функциональной блокировки печени, как целого органа, при ее кажущейся целостности. Дальнейшее распространение процесса дезинтеграции мембран клеток на внутриклеточные органеллы, разрушение их стенок окончательно расстраивает внутриклеточные обменные процессы и освобождает активные гидролитические ферменты лизосом, разрушающие основные компоненты клетки: белки, нуклеиновые кислоты и др.
27.ЗАДАЧА. У больного желтухой в крови обнаружено незначительное повышение АЛТ, АСТ, значительное повышение активности щелочной фосфатазы и g-глутамил-транспептидазы, повышено содержание холестерина и прямого билирубина, содержание общего белка в пределах нормы. Какой тип синдрома имеет место, причины его возникновения?
Синдром холестаза обусловлен нарушением желчевыделительной функции печеночных клеток с нарушением образования желчной мицеллы и поражением мельчайших желчных протоков. Морфологической основой синдрома холестаза является застой желчи в желчевыводящих путях с последующей вторичной дистрофией гепатоцитов.
30. . ЗАДАЧА. В план обследования больного с фурункулезом включается глюкозо-толерантный тест. Опишите методику проведения этого теста. Интерпретация полученных результатов.
Тест на устойчивость к нагрузке глюкозой проводится с определением уровня глюкозы по трем точкам: до нагрузки, через 1 час и через 2 часа после нагрузки. Провидится, если не ясен диагноз. Выполнение: пациент поддерживает обычное питание в течении 3 дней. Углеводов должно быть примерно 250 гр. Тест выполняют утром, натощак. Измеряют уровень глю. Затем больному дают примерно 75 гр глю, растворенной в чае с лимоном. Затем берут пробы через 60 мин и 120 мин. Результаты при фурункулезе : натощак-уровень глю в норме, через час- превышает норму(глю появляется в моче), через 2 ч глю соответствует норме. При анализе результатов только натощак и через 2 часа нарушений не наблюдается. Жалобы не наблюдаются.
Задача №29 В основе механизма развития Диабет стероидный лежат воздействия глюкокортикоидов на белковый и углеводный обмен. Они усиливают распад белков и тормозят их синтез. При увеличенном выделении аминокислот из тканей и поступлении их в печень значительно ускоряется процесс переаминирования, далее дезаминирования аминокислот, которые используются для процессов глюконеогенеза. В печени увеличивается отложение гликогена. Повышение выделения азота с мочой под влиянием глюкокортикоидов указывает, что источником описанных нарушений является распад белков. Воздействие глюкокортикоидов на углеводный обмен проявляется усилением активности глюкозо-6-фосфатазы и торможением активности глюкокиназы печени. Антиинсулиновый эффект стероидов на периферии проявляется уменьшением утилизации глюкозы тканями. Глюкокортикоиды усиливают липогенез. Антикетогенные свойства глюкокортикоидов связаны с угнетением окисления пировиноградной к-ты, отсюда увеличение в крови молочной кислоты
Механизм глюкозурии.
В начальном (проксимальном) отделе канальца глюкоза реабсорбируется из первичной мочи, проходя через эпителий, выстилающий канальцы, назад в кровоток. Проблема в том, что проксимальные канальцы способны реабсорбировать лишь ограниченное количество глюкозы. Дело в том, что для реабсорбции глюкозы необходимо связывание каждой ее молекулы с молекулой переносчика, поэтому транспорт глюкозы является насыщаемым. Когда гликемия превышает некоторый критический уровень (обычно 8,9-10,0 ммоль/л или 160-180 мг/дл), проксимальные канальцы оказываются "перегруженными" - а весь излишек глюкозы попадает во вторичную (выделяемую в мочевой пузырь) мочу.
Эта критическая точка получила условное название "почечный порог". Он индивидуален для каждого человека, но, как правило, укладывается в вышеуказанный диапазон концентрации глюкозы крови.
Задача №28
Синдром: гепатоцеллюлярная недостаточность
Биохимические тесты
Играют важную роль в оценке острого вирусного гепатита, хронического активного гепатита (ХАГ) и цирроза печени:
Тимоловая (тимолвероналовая) проба. Норма: О—7 ед. по Маклагану, 3—30 ед. по Венсану.
Сулемовая проба. Норма: 1,9 ед. и выше.
Индикаторы холестатического синдрома тонко регистрируют нарушения секреции и циркуляции желчи, однако не могут дифференцировать внутрипеченочные и подпеченочные формы холестаза. Выделение этих форм ХС производится только с помощью ретроградной хо-лангиографии и УЗ И желчных путей.
Щелочная фосфатаза -Норма: 2—5 ед.
Гамма-глутамилтрансфераза (ГГТФ) Норма: для мужчин 15—106 усл. ед.,для женщин 10—66 усл. ед.,
Билирубин Норма: общий — ниже 1,2 мг/100мл, или 20,5 ммоль/л; прямой (конъюгированный) — 0,86—4,3 мкмоль/л, не более 25% от общего; непрямой (неконъю-гированный) — 1,7—17,1 мкмоль/л, 75% и более от общего.
Индикаторы цитолитического синдрома представлены в основном рядом ферментов сыворотки крови.
Аспартатаминотрансфераза(АсАТ). Норма: 7—40 усл. Ед
Аланинаминотрансфераза (АлАТ). Норма: 7—40 усл. ед.
Гамма-глутамилтрансфераза ГГТФ, Норма: для мужчин 15—106 усл. ед., для женщин 10—66 усл. ед.,
Глутаматдегидрогеназа ГлДГ. Норма: 0—0,9 усл. ед.
Лактатдегидрогеназа ЛДГ. Норма: 100—340 усл. ед., 0,8—4 мкмоль/мл,
При заболеваниях печени происходит нарушение синтеза эфиров холестерина и, естественно, уменьшение их количества в крови. Общее количество холестерина уменьшается лишь при тяжелых поражениях печени .Повышение количества холестерина в крови характерно для заболеваний, сопровождающихся нарушением экскреции желчи (механическая желтуха, билиарный цирроз).
Общее количество холестерина в сыворотке крови составляет 150—200 мг%, из этого количества 2/3 приходится на его эфиры.
Задача №5
Принцип метода определения активности дегидрогеназ. Примеры специфических ингибиторов дегидрогеназ и механизмы их действий.
Дегидрогеназы относятся к числу так называемых «тиоловых» ферментов, каталитическое действие которых обусловлено сульфгидрильными (тиоловыми) группами, входящими в состав активного центра молекул фермента или ответственными за поддержание каталитически активной конформации . Поэтому ингибиторами дегидрогеназ являются вещ-ва, блокирующие SH-группы,к ним относятся окисляющие, меркаптидобразующие алкилирующие вещ-ва, такие как перекись водорода(окислитель),хлорид кадмия и др. тяжелые металлы(Hg,Pb,Ag,Cu-меркаптидобразующий агент).Ингибирование протекает по уравнению реакций:
1) Белок-SH+CdCl2----->белок-S-Cd-Cl+HCl
2) белок-S-Cd-Cl+ Белок-SH-----> белок-S-Cd-S-белок+ HCl
3) Белок-SH+ICH2COOH----> Белок-SH-CH2COOH+HI
Метод определения активности дегидрогеназ может быть использован в гигиенических исследованиях при производственных и пищевых отравлениях окислителями ,солями тяжелых металлов ,алкилирующими агентами. Активность дегидрогеназ определяется при экспериментальных и клинических исследованиях, направленных соответственно либо на изучение биохимических мех-ов действия на организм химических и физических факторов среды(ионизирующая и ультрафиолетовая радиация, шум, вибрация),либо на выявление признаков интоксикаций и др. заболеваний.
Задача 6
Какие методы биохимических исследований и почему могут быть использованы для контроля за состоянием здоровья лиц, контактирующих с окислителями, тяжелыми металлами, галогенопроизводными?
Эти вещества являются ингибиторами дегидрогеназ. Метод определения активности дегидрогеназ может быть использован в гигиенических исследованиях при производственных и пищевых отравлениях окислителями ,солями тяжелых металлов ,алкилирующими агентами. Активность дегидрогеназ определяется при экспериментальных и клинических исследованиях, направленных соответственно либо на изучение биохимических мех-ов действия на организм химических и физических факторов среды(ионизирующая и ультрафиолетовая радиация, шум, вибрация),либо на выявление признаков интоксикаций и др. заболеваний.
ЗАДАЧА 7.
Какие биохимические изменения характерны для диабета?
Задача. Биохимические тесты используемые для дифференциальной диагностики инсулинзависимого и инсулиннезависимого сахарного диабета.
Инсулинзависимый диабет (сахарный диабет 1 типа) развивается в основном у детей и молодых людей;
Инсулиннезависимый диабет (сахарный диабет 2 типа) обычно развивается у людей старше 40 лет, имеющих избыточный вес. Это наиболее распространенный тип болезни (встречается в 80-85% случаев);
При сахарном диабете 1 типаимеется абсолютный дефицит инсулина, обусловленный нарушением работы поджелудочной железы.
При сахарном диабете 2 типаотмечаетсяотносительный дефицит инсулина. Клетки поджелудочной железы при этом вырабатывают достаточно инсулина (иногда даже повышенное количество). Однако на поверхности клеток блокировано или уменьшено количество структур, которые обеспечивают его контакт с клеткой и помогают глюкозе из крови поступать внутрь клетки. Дефицит глюкозы в клетках является сигналом для еще большей выработки инсулина, но это не дает эффекта, и со временем продукция инсулина значительно снижается.
Обязательным при диагностике и лечении сахарного диабета является определение суточной глюкозурии – количество сахара, выделяемого в суточной порции мочи. При установленном диабете глюкозурию определяют с целью отслеживания эффективности назначенного лечения, критерием которого является снижение суточной глюкозурии. Используют специальные экспресс тест-полоски.
Исследование уровня глюкозы в крови проводится натощак и может совмещаться с анализом на сахар суточной мочи. Если по результату анализа крови количество сахара выше 120мг%, сахарный диабет считается установленным. Если полученные результаты укладываются в норму, назначается анализ на гликированный гемоглобин. С его помощью можно определить количество гемоглобина с присоединенными к нему молекулами глюкозы – гликированного гемоглобина. Этот анализ позволяет установить средний уровень глюкозы в крови пациента за 2-3 месяца до его проведения и необходим для определения скрытой формы сахарного диабета.
В том случае, когда уровень гликированного гемоглобина высокий, проводится тест на толерантность к глюкозе, или анализ на уровень глюкозы в крови после нагрузки – употребления определенного количества сахара. В норме у здорового человека после употребления сахара повышается количество глюкозы, а затем достаточно быстро возвращается к исходным данным. При сахарном диабете, даже при скрытой его форме, после сахарной нагрузки уровень глюкозы в крови резко возрастает и через два часа продолжает оставаться высоким. Поэтому анализ крови на уровень глюкозы с нагрузкой очень важный момент в диагностике сахарного диабета и преддиабетических состояний.
Такое исследование проводится утром, после ночного воздержания от пищи не менее 12 часов. В течение трех дней до анализа пациент не должен придерживаться какой-либо диеты, а употреблять привычные продукты и испытывать обычные нагрузки. В день теста запрещается курить, испытывать стресс, употреблять некоторые лекарственные препараты. Сначала определяется исходный уровень глюкозы в крови, затем пациенту предлагается 75г глюкозы, растворенной в 300мл воды, и через 2 часа после ее приема проводят повторный анализ.
Нормальные показатели глюкозы в крови:
| Возраст | Уровень глюкозы, ммоль/л |
| < 14 лет | 3,33 - 5,55 |
| 14 - 60 лет | 3,89 - 5,83 |
| 60 - 70 лет | 4,44 - 6,38 |
| > 70 лет | 4,61 - 6,10 |
ЗАДАЧА 14. Каковы причины нарушения переваривания белков в желудочно-кишечном тракте.
Задача. Какие нарушения в организме могут возникнуть при нарушении выделения желчных кислот.
Основные причины недостаточного расщепления белков заключаются в количественном уменьшении секреции соляной кислоты и ферментов, снижении активности протеолитических ферментов (пепсина, трипсина, химотрипсина) и связанном с этим недостаточным образованием аминокислот, уменьшении времени их воздействия (ускорение перистальтики)- Так, при ослаблении секреции соляной кислоты снижается кислотность желудочного сока, что ведет к уменьшению набухания пищевых белков в желудке и ослаблению превращения пепсиногена в его активную форму — пепсин. В этих условиях часть белковых структур переходит из желудка в двенадцатиперстную кишку в неизмененном состоянии, что затрудняет действие трипсина, химотрипсина и других протеолитических ферментов кишечника.
Недостаточное образование свободных аминокислот из пищевых белков может происходить в случае ограничения поступления в кишечник сока поджелудочной железы (при панкреатите, сдавлении, закупорке протока). Недостаточность функции поджелудочной железы ведет к дефициту трипсина, химотрипсина, карбоангидразы А, Б и других протеаз, воздействующих на длинные полипептидные цепи или расщепляющих короткие олигопептиды, что снижает интенсивность полостного или пристеночного пищеварения.
Недостаточное действие пищеварительных ферментов на белки может возникнуть вследствие ускоренного прохождения пищевых масс по кишечнику при усилении его перистальтики (при энтероколитах) либо уменьшении площади всасывания (при оперативном удалении значительных участков тонкого кишечника). Это ведет к резкому сокращению времени контакта содержимого химуса с апикальной поверхностью энтероцитов, незавершенности процессов энзиматического распада, а также активного и пассивного всасывания.
Нарушения биосинтеза желчных кислот наиболее выражены при циррозе печени, когда вследствие понижения активности 12α-гидроксилазы наблюдается уменьшенное образование холевой кислоты. Нарушение синтеза холевой кислоты ведет за собой нарушение ее превращения в дезоксихолевую кислоту. И хотя при циррозе печени биосинтез хенодезоксихолевой кислоты протекает нормально, общий запас желчных кислот за счет холевой и дезоксихолевой кислот уменьшается примерно на 50%. Вследствие снижения объема их циркуляции уменьшается концентрация желчных кислот в тонком кишечнике при приеме пищи. Таким образом, резорбция жирорастворимых витаминов и жиров нарушается, что провоцирует гипо- или авитаминоз витаминов А, D, K и, в частности, явления остеомаляции, нарушений свертывания крови и стеатореи.
Задача.Цианиды-являются ингибиторами цитохромоксидазы аа3 в дыхательной цепи. Тип ингибирования-необратимый. Восстановить дыхательную цепь невозможно, блокируется образование АТФ, возникает состоянии гипоксии.
Механизм развития метгемоглобинемий: Метгемоглобин образуется в результате окисления железа в геме гемоглобина, то есть метгемоглобинообразование идет под действием любых веществ с дефицитов электронов.
Если содержание метгемоглобина превышает 3% -это называется метгемоглобинемия.
Бывают врожденные и приобретенные метг-мии.
Врожденная имеет место при энзимопатиях и гемоглобинозах Энзимопатии-генетические дефекты синтеза ключевых ферментов, которые участвуют в восстановлении MеtHb или ключевых ферментов ПФЦ, генерирующий НАДФН. Гемоглобинозы делят на гемоглобинопатии –генетические нарушения строения белкой части Hb, возникающие в результате точечных мутаций ,и талассемии-нарушение синтеза какой-либо цепи Hb.
Приобретенные бывают эндогенные и экзогенные. Эндогенная связанная с недостаточностью АОС,экзогенная возникает в случае избыточного поступления окислителей. Метгемоглобин теряет способность транспорта кислорода, и возникает гипоксия
Если вовремя не оказать помощь возникает смерть от недостаточности кислорода, для помощи пострадавшему необходимо повысить парциальное давление O2(вдыхание чистого O2)
21.ЗАДАЧА. Мочевина, происхождение, причины изменения содержания в крови и моче.
Мочевина-конечный продукт обмена белков. Синтезируется в гепатоцитах в орнит.цикле из аммиака при участии СО2.данный процесс треб.затраты энергии, поэтому важным условием синтеза мочевины явл.достат.снабжение печени кислородом. Далее мочевина поступает в кровь и выводится с мочой ч\з почки (12-36г\сут.).
· Повышение содержания мочевины в крови связано с поражением почек (нарушена почечная фильтрация), при этом ее содерж.в моче понижено.
· При повреждении гепатоцитов будет понижение синтеза мочевины, и следовательно ее содержание в крови и моче.
· Рост мочевины и в крови и в моче наблюд.при усилении распада тканевых белков (сах.диабет, онкология).
Норма мочевины в крови: 2,8-8,3 ммоль\л, в моче: 330-580 ммоль\сут. Повышение мочевины в моче – азотурия.
Повыш. Конц.может быть и физиологическим например при диете с большим потреблением белков или при беременности.
Более редкие причины: атрофия мышц, отравление фосфором, гепатиты, недостаток вит.Е и В1, дефицит селена, нарушение гормонального баланса.
*У больного с желтухой в крови обнаружено: активность АСТ и АЛТ
на нижней границе нормы; активность сывороточной холинэстеразы снижена значительно, снижено содержание общего белка, особенно альбуминов, фибриногена, холестерина, повышено содержание общего билирубина. Какой тип синдрома поражения печени имеет место? Какие функции печени нарушены?
Нормы:
АЛТ: 0,1-0,68 ммоль\ч*л
АСТ: 0,1-0,45 ммоль\ч*л
Коэффициент активности АСТ\АЛТ=1, при циррозе он выше, при гепатите ниже.
Сыв.ХЭ: 45-95 мкмоль\с*л
Общий белок: 65-85 г\л
ХС: 3,6-6,9 ммоль\л
Общий билирубин: 8,5-20,5 мкмоль\л
Все показатели свидетельствуют о наличии воспалит.процесса в печени – гепатита! Повреждена паренхима печени,что вызывает нарушение пищеварительной функции организма, поэтому человек болеющий гепатитом страдает неспособностью кишечника полностью впитывать питательные вещества. Также при гепатите нарушается барьерная функция печени, и в кровь вместе с вирусом гепатита поступают ядовитые вещества. Процесс «самоотравления» при гепатите происходит всегда. При гепатите печень занята борьбой с вирусом гепатита, поэтому другие вирусы и бактерии способны оседать в организме. Поражая печень, гепатит не дает ей нейтрализовать яды разлагающихся белков, непереваренных также из-за гепатита. Таким образом гепатит вызывает общее отравление организма. При поражении печени гепатитом всегда возникает дискинезия желчевыводящих путей, таким образом гепатит приводит к образованию билирубиновых камней. Пораженная гепатитом печень не способна разлагать лишний холестерин, поэтому у больных гепатитом образуются холестериновые камни. У больных гепатитом эфиры холестерина откладываются во всём организме.
25.ЗАДАЧА. Как изменится содержание креатина и креатинина в крови и моче при: а) миопатии, б) заболевании почек, в) усиленной мышечной работе.
Норма креатинина в моче: 4,4-17,7 ммоль\сут, в крови: 0,044-0,1 ммоль\л
Норма креатина в моче : до 380 мкмоль\сут, в крови:
а) при миопатии креатинин в моче понижен,в крови повышен. Креатин в моче повышен
б) при заболеваниях почек креатинин в моче понижен,в крови повышен. Креатин в моче может быь повышен или понижен,в зависимости от диагноза.
В) при интенсивной мышечной работе креатинин в моче и в крови повышен.
1. Задача. О поражениях каких органов может идти речь при наличии следующего спектра крови:
1) АлАТ > АсАТ > ГлДГ > амилаза.
2) КФК > АсАТ > ЛДГ > амилаза > ГлДГ.
3) амилаза > липаза > АлАТ > АсАТ > КФК