Кетоновые тела в моче и кетонурия (кетоны в моче)

Кетоновые тела

(син.
ацетоновые тела
) — группа органических соединений, являющихся промежуточными продуктами обмена жиров, углеводов и белков. Появление повышенных количеств Кетоновых тел в крови и моче является важным диагностическим признаком, свидетельствующим о нарушении углеводного и жирового обмена.

К Кетоновым телам относятся бета-оксимасляная к-та (см. Оксимасляные кислоты), ацетоуксусная кислота (см.) и ацетон (см.); они имеют сходное строение и способны к взаимопревращениям:

Что такое кетоновые тела?

Содержание статьи

Это соединения, которые возникают в результате биохимических изменений в жирах. Кетоновые тела образуются в печени, откуда они попадают в кровь. У здорового человека норма кетоновых тел в крови не должна превышать 0,2 ммоль / л.

Механизм образования кетоновых тел

Глюкоза является основным энергетическим материалом для клеток, но при ее недостатке энергия поступает из жиров. В моче и крови человека присутствуют 3 кетоновых тела: B-гидрокси-масляная кислота, ацетоуксусная кислота, ацетон.

Источники

Masino, Susan. Ketogenic Diet and Metabolic Therapies : Expanded Roles in Health and Disease. 2021.
Дудченко А.М. Энергетический метаболизм и механизмы стабилизации АТФ. // Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук. НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН. Москва, 2003.
National Task Force on the Prevention and Treatment of Obesity. National Institutes of Health. Very low–calorie diets // Journal of the American Medical Association. 1993. Vol. 270.
Valter D. Longo, Mark P. Mattson. Fasting: Molecular Mechanisms and Clinical Applications. Cell Metabolism. 2014 Feb 4; 19(2): 181–192.
George A. Bray, William E. Heisel, Ashkan Afshin, Michael D. Jensen, William H. Dietz, et others. The Science of Obesity Management: An Endocrine Society Scientific Statement. Endocrine Reviews. 2021 Apr; 39(2): 79–132.
Барановский, А. Ю. Диетология : руководство. — СПб. : ИД «Питер», 2012., 1025 с.
Owen, O. E., Morgan, A. P., Kemp, H. G., Sullivan, J. M., Herrera, M. G., and Cahill, G. F. Brain metabolism during fasting. // Journal of Clinical Investigations. 1967, 46, 1589–1595.
Kristian H. Mikkelsen, Thomas Seifert, Niels H. Secher, Thomas Grøndal, Gerrit van Hall. Systemic, cerebral and skeletal muscle ketone body and energy metabolism during acute hyper-D-β-hydroxybutyratemia in post-absorptive healthy males. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 2015 Feb; 100(2):636-43.
Михайлова Е.А., Локошко Д.В., Большакова Е.М. Использование управляемого кетоза и экзокетонов, как части вспомогательной терапии при различных патологиях и как средства для улучшения качества жизни. Еurasiascience. Сборник статей XXIX международной научно-практической конференции. 2021, стр. 35-40.
Angela Poff, Andrew Koutnik, Sara Moss, Sahith Mandala. Exploring the Viability of Exogenous Ketones as Weight Loss Supplements. Current Developments in Nutrition. 2021, Junе, 3 (Suppl. 1).
Джозеф Меркола «Клетка на диете. Научное открытие о влиянии жиров на мышление, физическую активность и обмен веществ. (Открытия века: новейшие исследования человеческого организма во благо здоровья). // Москва: Издательство «Э», 2021., 400 с.
Murray A.J., Knight N.S., Cole M.A., et al. Novel ketone diet enhances physical and cognitive performance. Federation of American Societies for Experimental Biology Journal. 2016; 30.
Volek, Jeff S., Daniel J. Freidenreich, Catherine Saenz. Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. Metabolism. 2021., Vol. 65, no. 3., P. 100 – 110.
Adam Zajac, Stanisław Poprzecki, Adam Maszczyk, Miłosz Czuba, Małgorzata Michalczyk, Grzegorz Zydek. The Effects of a Ketogenic Diet on Exercise Metabolism and Physical Performance in Off-Road Cyclists. Nutrients. 2014., Jul.; 6 (7): P. 2493 – 2508.
McDonald, Tanya J. W., Mackenzie C. Cervenka. The Expanding Role of Ketogenic Diets in Adult Neurological Disorders // Brain Sciences. 2021., Vol. 8 (August)., P. E148.
Stafstrom, C. E., J. M. Rho. The ketogenic diet as a treatment paradigm for diverse neurological disorders // Frontiers in Pharmacology. 2012., Vol. 3.
Vanitallie, T. B., Nonas, C., Di Rocco, A., Boyar, K., Hyams, K., and Heymsfield, S. B. Treatment of Parkinson disease with diet-induced hyperketonemia: a feasibility study. // Neurology, 2005, 64, 728–730.
Newport M.T., VanItallie T.B., Kashiwaya Y., King M.T., Veech R.L. A new way to produce hyperketonemia: Use of ketone ester in a case of Alzheimer’s disease. Alzheimers & Dementia. 2015; 11: 99–103.
Peter A, McPherson C., McEneny J. The biochemistry of ketogenesis and its role in weight management, neurological disease and oxidative stress. Journal of Physiology and Biochemistry. 2012 Mar; 68(1):141-51.
Brianna J. Stubbs, Rhys D. Evans, Peter Santer, Jack J. Miller, Olivia K. Faull, Snapper Magor-Elliott et others. On the Metabolism of Exogenous Ketones in Humans. Frontiers in Physiolology. 2017; 8: 848.
Межведомственная стратегия формирования здорового образа жизни, профилактики и контроля неинфекционных заболеваний до 2025 года: https://www.gnicpm.ru/UserFiles/PROEKT_STRATEGII_NIZ-210616.pdf. [Электронный документ] Сайт ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Министерства здравоохранения РФ.

Кетоны в моче – обратите внимание

Состояние, при котором кетоновые тела присутствуют в моче, называется кетонурия. Если в моче обнаружены кетоновые тела, это означает, что организм использует жиры для получения энергии. Может быть много причин, вызывающих кетонурию, наряду с сопутствующими симптомами.

Симптомы возникают, когда организм не в состоянии утилизировать углеводы. что приводит к сжиганию жира у пациентов с диабетом. У пациентов без диабета причиной кетонурии может быть недостаток углеводов. Главное, определить причину кетонов в моче как можно скорее и начать соответствующее лечение. Значение имеет каждый день задержки.

Симптомы, которые могут сопровождать кетонурию

Если есть кетоны в моче или симптомы, которые могут быть связаны с наличием кетонов в моче, следует немедленно обратиться к эндокринологу. Симптомы появляются при уже прогрессирующей кетонурии.

Признаки, которые могут указывать на наличие кетоновых тел:

характерный – фруктовый запах изо рта – за него отвечает ацетон, который присутствует в выдыхаемом воздухе (это наиболее характерный симптом кетонурии );
высокий уровень глюкозы в крови, превышающий 300 мг / дл;
изменился цвет кожи, покраснение или наоборот – бледный цвет;
желудочно-кишечные симптомы – диарея, рвота, боль в животе;
частые инфекции;
хроническая усталость;
сухость во рту и усиление жажды;
полиурия.

Исследование мочевых кетоновых тел

Кетоновые тела могут быть обнаружены с помощью стрип-тестирования анализа мочи. Сдавать нужно утреннюю мочу среднего потока, когда первая порция мочи поступает в туалет, средняя часть – в специально подготовленный стерильный контейнер, а последняя – снова в туалет.

Тестирование анализа мочи

Прежде чем собирать мочу, нужно помыться. В течение периода, предшествующего общему анализу мочи, не меняйте свою диету и не выполняйте слишком много упражнений.

Нормальный результат теста тела мочи на кетоны отрицательный. Если в моче обнаруживаются кетоновые тела, лечение должно быть начато немедленно.

Причины кетоновых тел в моче

Диабет, чаще всего диабет 1 типа
. Тело диабетика не справляется с сжиганием углеводов. Причина этого – дефицит инсулина, связи с чем жировые запасы мобилизуются для получения энергии. В результате этих изменений образуются кетоновые тела. Избыток кетонов накапливается в крови, и это состояние называется кетонемией. Организм, страдающий диабетом, желая избавиться от лишних кетонов, выделяет их вместе с мочой, а также с выдыхаемым воздухом. Чаще всего кетоновые тела в моче сопровождаются гипергликемией , то есть высоким уровнем глюкозы в крови, а также наличием глюкозы в моче (глюкозурия). Избыток кетоновых тел в организме приводит к развитию кетоацидоза. Это опасное для жизни состояние. Факторы, предрасполагающие к кетоацидозу, включают: неправильное использование инсулина, внезапное прекращение инсулиновой терапии, хронические инфекции, опасные для жизни состояния: инсульт, инфаркт, панкреатит.
Низкоуглеводная диета
. При длительном голодании кетоновые тела образуются в процессе чрезмерного B-окисления жиров.
Хронический алкоголизм.
Другие причины
– временно в случае сильной рвоты, хронической лихорадки, чрезмерных физических нагрузок.

Определив причину присутствия кетоновых тел в моче, врач начнет соответствующее лечение.

Синдром гиперкетонемии у детей и подростков: патогенез, причины, диагностика

Часть 1

Кетоновые тела (ацетоновые тела) — группа органических соединений, являющихся промежуточными продуктами обмена углеводов, жиров, белков. Кетокислоты — это продукт метаболизма ацетил-коэнзима А (ацетил-КоА), который при дефиците пищи образуется либо из собственных белков, либо из жира. К кетоновым телам относятся β-оксимасляная кислота (β-оксибутират), ацетоуксусная кислота (ацетоацетат) и ацетон.

Физиология энергетического обмена

Кетоновые тела синтезируются в основном в митохондриях печеночных клеток из ацетил-КоА, который объединяет несколько ключевых метаболических процессов клетки. Главная функция ацетил-КоА — доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, цикл Кребса), чтобы те были окислены с выделением энергии. Содержание ацетил-КоА определяет направление клеточного метаболизма в данный момент: будет ли происходить синтез и накопление гликогена, жира и синтез белков или, наоборот, будут расходоваться ранее накопленные энергозапасы в организме.

Образование кетоновых тел является физиологическим процессом и необходимой частью энергетического обмена. В процессе этого обмена происходит «сгорание» и взаимотрансформация углеводов, белков, жиров и других энергосубстратов с образованием энергии, которая либо превращается в тепло, либо аккумулируется в виде аденозинтрифосфата (АТФ).

В условиях дефицита энергии в организме воссоздание энергетических запасов возможно за счет активации глюконеогенеза или синтеза кетоновых тел (кетогенез).

Кетоновые тела играют важную роль в поддержании энергетического баланса организма, а активация кетогенеза является более целесообразной и оптимальной для организма в этих условиях. Кетоновые тела не только сохраняют структурные белки организма, угнетая секрецию и действие глюкагона — мощного стимулятора глюконеогенеза, но и по механизму обратной связи регулируют и ограничивают интенсивность кетогенеза [1].

Глюконеогенез — это метаболический путь биосинтеза глюкозы из не углеводных предшественников, активный в печени, почках, тонком кишечнике. Когда запасы гликогена в организме исчерпываются, печень переходит на синтез его путем глюконеогенеза. Субстратами глюконеогенеза являются: пировиноградная кислота (пируват), молочная кислота (лактат), глицерол, глюкогенные аминокислоты, жирные кислоты.

Трансформация пировиноградной кислоты возможна двумя путями — аэробным или анаэробным. Гликолиз, или путь Эмбдема–Мейергофа, — основной путь утилизации глюкозы в клетках. Одна молекула глюкозы превращается при этом в две молекулы пировиноградной кислоты. Превращение пирувата в ацетил-КоА происходит при участии набора ферментов, структурно объединенных в пируватдегидрогиназный комплекс (ПДК).

При аэробных условиях пируват проникает в митохондрии. Образованный ацетил-КоА в цикле Кребса окисляется до СО2 и Н2О. Основная часть глюкозы расходуется на синтез АТФ в процессе окислительного фосфорилирования.

Если содержание кислорода недостаточно, как это может быть в скелетных мышцах при интенсивной физической нагрузке или в тканях, где нет или очень мало митохондрий (эритроциты, белые мышцы, клетки сетчатки глаза, мозгового слоя коры надпочечников), гликолиз является конечным энергетическим процессом, в результате которого пируват преобразуется в лактат, а последний в продукт анаэробного гликолиза. Он образуется при любых состояниях организма в эритроцитах и работающих мышцах. Избыток лактата поступает в печень, где из него вновь синтезируется глюкоза (глюконеогенез). Таким образом, лактат используется в глюконеогенезе постоянно.

При мышечной работе глюкоза в миоците используется не только на энергетические нужды, но и на обеспечение постоянного притока оксалоацетата в ЦТК. При этом с увеличением продолжительности нагрузки «энергетическая» роль глюкозы снижается [2].

Ацетил-КоА является ключевым метаболитом липидного обмена. Он образуется при β-окислении жирных кислот в митохондриях печени. В матриксе митохондрий печеночных клеток происходит окисление жирных кислот в цикле Кноппа–Линена. Ключевым участником этого процесса является L-карнитин, который транспортирует длинноцепочечные жирные кислоты в митохондрии через внутреннюю мембрану последних. Этот процесс является инсулинозависимым. В норме цитрат образуется путем конденсации оксалоацетата и ацетил-КоА с участием фермента цитрат-синтетазы.

Аминокислоты (лейцин, тирозин, фенилаланин), образующиеся в результате распада мышечных белков, включаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной работе. В процессе катаболизма они превращаются в ацетоацетат и могут использоваться в синтезе кетоновых тел.

Включение лактата, глицерола и аминокислот в глюконеогенез зависит от физиологического состояния организма. При окислении одной молекулы β-оксибутирата образуется СО2 и Н2О и обеспечивается синтез 27 молекул АТФ.

Биологическая роль кетоновых тел

Кетоновые тела играют важную роль в поддержании энергетического баланса. Образовавшиеся ацетоновые тела поступают из гепатоцитов в кровь и разносятся к клеткам различных органов. Ацетоновые тела в норме достаточно хорошо утилизируются клетками периферических тканей, в особенности это касается скелетных мышц и миокарда, которые значительную часть нужной им энергии получают за счет окисления ацетоновых тел. Основным путем активации ацетоацетата в клетках является путь с участием тиафоразы. В гепатоцитах нет этого фермента. Именно поэтому образовавшийся в гепатоцитах ацетоацетат в них не активируется и не окисляется, тем самым создаются условия для «экспорта» ацетоацетата из гепатоцитов в кровь.

У здоровых при усилении липолиза увеличивается скорость утилизации кетоновых тел, которые являются важными источниками энергии при мышечной работе, голодании. Скелетные мышцы и почки используют кетоновые тела даже при их низкой концентрации в крови. Лишь клетки центральной нервной системы в обычных условиях практически не утилизируют ацетоновые тела [3].

Кетоновые тела это часть метаболического регулярного механизма для предотвращения излишней мобилизации жирных кислот и сдерживания протеолиза, что сберегает структурные белки организма. В норме кетоновые тела стимулируют выход инсулина из поджелудочной железы, что угнетает липолиз и таким образом ограничивает доставку липидов в печень и соответственно кетогенез. Во время голодания кетоновые тела являются одним из основных источников энергии для мозга [4]. В норме процессы синтеза и использования кетоновых тел уравновешены. Концентрация кетоновых тел в крови и в тканях обычно очень низка, поэтому содержание кетоновых кислот в плазме крови в норме присутствует в крайне низких количествах и составляет 0,1–0,3 ммоль (0,03–0,2 ммоль/л по ацетону).

Наличие кетоновых тел в моче всегда указывает на развитие патологического состояния в организме. Кетоновые тела удаляются с мочой в различных количествах: ацетон — 3–4%, ацетоуксусная кислота — 30–40%, β-гидроксимасляная — 60–70%.

Лабораторные тесты, выявляющие кетонурию, основаны на реакциях с ацетоацетатом и ацетоном, так как они не реагируют с β-оксибутиратом. Для качественного определения содержания кетоновых тел в моче используют цветные пробы Ланге, Легаля, Лестраде, Герхарда. Количество ацетоацетата в анализе мочи измеряют в плюсах (от одного + до четырех ++++). Присутствие +++ соответствует повышению уровня кетоновых тел в 400 раз, ++++ — в 600 раз. Физиологический кетоз может выявляться при голодании, тяжелой мышечной работе, у новорожденных [5].

Причины избыточного кетоза

Возникающая в патологических условиях гиперкетонемия связана с диссоциацией кетогенеза в печени и утилизацией кетоновых тел в других органах, то есть либо скорость синтеза кетоновых тел в печени превышает скорость их утилизации периферическими тканями организма, либо нарушена утилизации их как источника энергии в других органах.

Повышение содержания кетоновых тел в организме прежде всего вызывается дефицитом углеводов для обеспечения организма энергией, перегрузкой белками и жирами на фоне недостатка легкоперевариваемых углеводов в рационе, истощением организма, ожирением, нарушением эндокринной регуляции (сахарный диабет, тиреотоксикоз и др.), отравлением, травмами черепа и т. д. [4].

Интенсивное образование кетоновых тел происходит также при наличии дефицита оксалоацетата, так как последний является основным регулятором ЦТК. Обычно в клетке имеется баланс между образованием ацетил-КоА (из глюкозы, жирных кислот или аминокислот) и количеством оксалоацетата. Источником оксалоацетата является глюкоза (синтез из пирувата), поступление из фруктовых кислот самого цикла (яблочной, лимонной), образование из аспарагиновой кислоты. При недостаточном количестве оксалоацетата в плазме крови, наблюдаемом при патологических состояниях, концентрация кетоновых тел может значительно повышаться. Не успевая окисляться и представляя собой достаточно сильные органические кислоты, они вызывают развитие метаболического кетоацидоза.

Стимуляция кетогенеза при дефиците пищи, стрессе, длительной рвоте является компенсаторным процессом, в ходе которого восполняется энергетический дефицит за счет кетокислот.

Гиперкетонемия со сдвигом рН в кислую сторону может наблюдаться при угнетении цикла Кребса, в котором происходит «сгорание» кетоновых тел.

Скорость образования кетоновых тел зависит и от скорости окисления жирных кислот в печени, а процесс окисления ускоряется при усилении липолиза (распада жира) в жировой ткани. Интенсивное образование кетокислот происходит также при приеме с пищей так называемых кетогенных аминокислот (лейцина, тирозина, фенилаланина, изолейцина), некоторых белков и большого количества жиров [5].

При умеренном кетозе в крови циркулируют главным образом ацетоацетат и β-оксибутират. Ацетон образуется только при высоких концентрациях кетоновых тел и преимущественно удаляется через легкие.

Однако в экстремальных условиях из кетоновых тел с помощью глюконеогенеза может синтезироваться глюкоза, служащая источником энергии для работы центральной нервной системы.

Ацетоновые тела, накапливаясь в крови и тканях, оказывают ингибирующее действие на липолиз, в особенности это касается расщепления триглицеридов в адипоцитах. Снижение уровня липолиза в клетках жировой ткани приводит к уменьшению притока высших жирных кислот в гепатоциты и к снижению скорости образования ацетоновых тел и, следовательно, снижению их содержания в крови.

При дефиците энергии в результате изменения гормонального статуса и действия внутриклеточных механизмов регуляции нарастает скорость мобилизации жиров и усиливается глюконеогенез из аминокислот и глицерина. Липолиз активируется глюкагоном, адреналином. Длительная стимуляция кетогенеза или нарушение процессов кетолизиса приводят к изменению буферной емкости крови, а при содержании в чрезмерно высоких концентрациях кетоновых тел крови возникает угрожающий жизни декомпенсированный кетоацидоз.

Такая картина характерна при тяжелом течении сахарного диабета 1-го типа, гипогликемии, длительном голодании, стрессах различной этиологии, заболеваниях печени, тяжелой и длительной мышечной работе [6].

Кетоновые тела являются водорастворимыми кислотами, поэтому, в отличие от жирных кислот, они могут проходить через гематоэнцефалический барьер и служат, наряду с глюкозой, источником энергии для нервной ткани, особенно после 3–5 дней голодания, когда концентрация кетоновых тел в крови существенно увеличивается.

Сахарный диабет

Сахарный диабет 1-го типа является самой частой причиной кетоза и кетоацидоза. Ведущую роль в патогенезе кетоацидоза играет абсолютная инсулиновая недостаточность, приводящая к снижению утилизации глюкозы инсулинзависимыми тканями и, соответственно, гипергликемии и тяжелому энергетическому голоду в них. Инсулин влияет на все виды обмена. Дефицит инсулина при сахарном диабете является причиной резкого повышения в крови уровня всех контринсулярных гормонов (глюкагона, кортизола, катехоламинов, тироксина и др.). Они стимулируют мобилизацию липидов из жировых депо и доставку жирных кислот к органам, что является адаптивным механизмом, поставляющим альтернативный субстрат окисления в условиях снижения утилизации глюкозы клетками. Снижается активность липопротеинлипазы (ЛП-липазы) адипоцитов, поэтому свободные жирные кислоты не поступают в жировую ткань. Начинает преобладать эффект глюкагона, стимулирующий кетогенез в печени и гормончувствительную триацилглицерол-липазу (ТАГ-липазу) в адипоцитах.

При сахарном диабете в избыточном количестве начинает образовываться продукт β-окисления жирных кислот — ацетил-КоА. Однако способность цикла Кребса утилизировать данный продукт существенно снижена, так как β-окисление свободных жирных кислот в митохондриях зависит от их транспорта через мембрану митохондрий. А этот процесс является инсулинозависимым.

Если он затруднен, то жирные кислоты быстро превращаются в ацил-КоА, из которого образуется ацетил-КоА. Цикл Кребса и ресинтез жирных кислот не в состоянии полностью использовать избыточно образующийся ацетил-КоА, тем более что цитратный цикл тормозится этим избытком. В норме цитрат образуется путем конденсации оксалоацетата и ацетил-КоА с участием фермента цитрат-синтетазы. Активность последней при декомпенсации диабета снижена, в частности, из-за ингибирующего влияния АТФ, образующейся в избытке при окислении жирных кислот.

Уменьшено и образование оксалоацетата, так как в результате усиленного окисления свободных жирных кислот и повышенного глюконеогенеза увеличивается соотношение NADH/NAD+. Это ведет к недостаточному образованию цитрата и накоплению ацетил-КоА.

Этому процессу способствует увеличение содержания в печени карнитина (особенно в условиях активации эффектов глюкагона). Карнитин стимулирует транспорт жирных кислот в митохондрии клеток печени, где они подвергаются β-окислению, значительно ускоряя кетогенез.

В результате избыток ацетил-КоА становится источником образования больших количеств кетоновых тел: β-оксимасляной, ацетоуксусной кислот и ацетона.

У больных сахарным диабетом 1-го типа нарушается белковый обмен, который характеризуется преобладанием процессов катаболизма в результате активации процесса глюконеогенеза из глюкогенных аминокислот и снижения проницаемости клеточных мембран для аминокислот, что приводит к недостатку в тканях свободных аминокислот и нарушению процесса синтеза белка [6].

Гипоксия тканей вызывает активацию анаэробного гликолиза и повышение содержания лактата, который не может быть утилизирован в результате дефицита лактатдегидрогеназы на фоне дефицита инсулина. Это усугубляет нарушение кислотно-щелочного баланса организма и приводит к возникновению лактоацидоза.

Активное нарастание содержания кетоновых тел при декомпенсации сахарного диабета связано не только с усиленной продукцией, но со сниженной периферической утилизацией. При избыточном накоплении кетоновых тел буферная способность крови быстро истощается, что приводит к развитию декомпенсированного метаболического кетоацидоза. Кетоновые тела начинают выделяться с мочой в виде натриевых солей, а ацетон — также и в составе выдыхаемого воздуха.

Следствием увеличения концентрации ацетоацетата является ускорение образования ацетона, который обладает токсическим свойством. Он растворяется в липидных компонентах клеточных мембран и дезорганизует их. Страдают все ткани организма, а больше всего — клетки нервной ткани. Нарушается работа многих ферментативных систем. Это может проявляться потерей сознания [7].

При сахарном диабете 2-го типа сохраняется минимальная продукция инсулина, что объясняет редкость развития липолиза и состояния кетоацидоза и кетоацидотической комы при нарастании гипергликемии.

Гипогликемия и гипогликемические состояния

Кетотическая гипогликемия является самой частой причиной низкой концентрации глюкозы в крови. Стимуляция кетогенеза в условиях синдрома гипогликемии связана с активацией процессов липолиза при тяжелом энергетическом голоде. По мере истощения запасов гликогена в печени повышается содержание глюкагона, адреналина, норадреналина, кортизола, гормона роста, которые стимулируют глюконеогенез [8, 9].

Из жировой ткани интенсивно метаболизируются жирные кислоты для обеспечения источника энергии для мышечной деятельности и доступной глюкозы для центральной нервной системы. Жирные кислоты окисляются в печени с образованием кетоновых тел — ацетоацетата и β-оксибутирата.

Гипогликемии при дефиците ферментов

Нарушения обмена гликогена, связанные с его патологическим депонированием, проявляются гликогеновыми болезнями. Это группа наследственных нарушений, в основе которых лежит снижение или отсутствие активности ферментов, катализирующих реакции синтеза (агликогенозы) или распада гликогена (гликогенозы).

Дефект фермента глюкозо-6-фосфатазы (болезнь Гирке). Первичное нарушение при болезни Гирке (гликогеноз 1-го типа) происходит на генетическом уровне. Оно состоит в полной или почти полной неспособности клеток продуцировать глюкозо-6-фосфатазу, обеспечивающую отщепление свободной глюкозы от глюкозо-6-фосфата. В результате этого гликогенолиз прерывается на уровне глюкозо-6-фосфата и дальше не идет. Дефосфорилирование с участием глюкозо-6-фосфатазы является ключевой реакцией не только гликогенолиза, но и глюконеогенеза, который, таким образом, при болезни Гирке также прерывается на уровне глюкозо-6-фосфата.

Возникновение устойчивой гипогликемии, которая в реальных условиях неизбежна из-за непоступления в кровь глюкозы как конечного продукта гликогенолиза и глюконеогенеза, в свою очередь приводит к постоянной повышенной секреции глюкагона как стимулятора гликогенолиза. Глюкагон, однако, в условиях прерывания этого процесса способен лишь без пользы для организма непрерывно стимулировать его начальные стадии.

Психическое и соматическое развитие, а также биохимический статус (повышение уровня триглицеридов, холестерина, гиперурикемия, гипофосфатемия) у этих больных резко нарушены. Содержание глюкозы в плазме натощак постоянно снижено, в связи с чем даже при кратковременном голодании развиваются гипогликемические судороги, кетонурия и метаболический ацидоз. Последний обусловлен не только гиперкетонемией, но и повышенным накоплением и образованием в крови пирувата и лактата, что является результатом нарушенного глюконеогенеза. Характерными чертами заболевания являются: олигофрения, задержка роста, ожирение, остеопороз, большой живот (следствие увеличения печени и почек), ксантоматоз, липемия сетчатки, геморрагический диатез.

Диагноз основывается на данных клинической картины, сниженного содержания глюкозы и повышенной концентрации липидов и лактата в крови. Уровень глюкозы в плазме практически не меняется после введения глюкагона. Однако содержание лактата в крови после его введения возрастает. Биопсия печени, специальные гистохимические методы подтверждают недостаточность соответствующих ферментов [10].

Некоторые гипоталамо-гипофизарные синдромы могут сопровождаться гипогликемией: синдром Лоренса–Муна–Бидля–Борде, синдром Дебре–Мари, синдром Пехкранца–Бабинского (адипозогенитальная дистрофия).

Синдром Лоренса–Муна–Бидля–Борде характеризуется ожирением, гипогонадизмом, умственной отсталостью, дегенерацией сетчатки, полидактилией, глубокими дегенеративными изменениями гипоталамо-гипофизарной системы.

Синдром Дебре–Мари — заболевание обусловлено гиперфункцией задней доли гипофиза и гипофункцией аденогипофиза. Проявляется в раннем детском возрасте. Больные инфантильны, низкорослы, с избыточной массой. В клинической картине типично нарушение водного обмена с олигурией и олигодипсией, плотность мочи высокая. Психическое развитие не нарушено.

Синдром Пехкранца–Бабинского — причиной заболевания считают органические и воспалительные изменения гипоталамуса, которые ведут к ожирению, аномалиям развития скелета и гипоплазии половых органов.

Ожирение

Бурное нарастание ожирения во всех возрастных группах людей в большей степени связано с изменением образа жизни: снижение двигательной активности (компьютеризация, автомобилизация, урбанизация), изменения характера питания (переедание) и т. д. Избыточное поступление энергии или снижение ее затраты приводит к увеличению массы тела и развитию ожирения.

Жировая ткань обладает высокой метаболической активностью. В ней непрерывно совершаются интенсивные процессы обмена веществ, такие как синтез и гидролиз липидов, синтез жирных кислот, в том числе из углеводов, их этерификация в триглицериды или нейтральный жир, депонирование и расщепление их с образованием жирных кислот, использование последних для энергетических целей.

Ожирение приводит к значительным метаболическим и обменным нарушениям. Они характеризуются гиперинсулинизмом и нарушением толерантности к глюкозе; инсулинорезистентностью, вызываемой нарушением инсулинорецепторных взаимоотношений; увеличением содержания свободных жирных кислот в крови, склонностью к кетогенезу при голодании и к гипертриглицеридемии. При ожирении понижается активность липолитических ферментов в жировой ткани: липазы триглицеридов, что приводит к их накоплению, и липопротеинлипазы. Расщепление липопротеидов снижается. Гипертрофированные адипоциты слабее, чем гиперплазированные, реагируют на адреналин, норадреналин и другие липолитические вещества [11].

Важным проявлением нарушения межуточного обмена при ожирении является кетоз, связанный с повышенным липолизом, избыточным поступлением свободных жирных кислот в печень. Скорость реакции в ЦТК снижена, так как оксалоацетат используется для глюконеогенеза. В результате скорость образования ацетил-КоА превышает способность ЦТК окислять его. Ацетил-КоА используется для синтеза кетоновых тел. Из-за избытка кетоновых тел нарушается их утилизация.

Этому способствует наблюдающаяся гипогликемия, гиперлипидемия, кетонемия при применении длительной гипокалорийной диеты. А сопутствующий дефицит углеводов тормозит использование ацетил-КоА в цикле Кребса. При дефиците углеводов в организме возникает недостаток энергии в клетках. Усиливается липолиз [12].

Избыток неэстерифицированных жирных кислот, поступающих в печень, вызывает развитие жировой инфильтрации в ней, что нарушает окисление и выведение липопротеидов из печени, обуславливая накопление кетоновых тел. Для эффективного использования продуктов распада жира необходимы продукты углеводного обмена — жиры «сгорают» в пламени углеводов.

Окончание статьи читайте в следующем номере.

В. В. Смирнов1, доктор медицинских наук, профессор А. В. Симаков

ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н. И. Пирогова МЗ РФ, Москва

1 Контактная информация

Кетоны в моче – норма ацетона в моче и интерпретация результата

Нормой кетонов в моче является отсутствие кетоновых тел. Любой положительный результат (кет в моче положительный) означает проблему в организме и требует дальнейшей диагностики. Следы кетонов в моче или их низкие уровни, например кетоны в моче 5 или кетоны в моче 15 мг / дл, могут указывать на:

интенсивные физические усилия;
недостаток калорий в рационе;
рвоту;
лихорадку;
ожоги;
потребление алкоголя.

Интенсивные физические усилия

Лихорадка

Чаще всего умеренная кетонурия возникает без симптомов, которые могут указывать на диабет или кетоацидоз.

Слишком высокое содержание кетонов в моче, т. е. результат теста, указывающий на содержание кетонов в моче 50 мг/дл и более, может говорить о более серьезных нарушениях здоровья, таких как заболевания с тяжелым истощающим течением, заболевания щитовидной железы или почечная глюкозурия. Высокие кетоны в моче также сопровождают декомпенсированный или недиагностированный и нелеченный диабет.

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.

Кетоны в моче ребенка – причины

Ацетон в моче у детей чаще всего сопровождается рвотой или лихорадкой. Иногда это признак недоедания или недостаточности надпочечников – тогда высокий уровень кетоновых тел у детей в моче сопровождается гипогликемией, то есть низким уровнем глюкозы в крови. Напротив, кетоны в моче при низком уровне глюкозы при увеличении печени могут указывать на наличие гликогеноза.

Кетоновые тела и глюкоза в моче ребенка могут указывать на диабет; В молодом возрасте наиболее распространен диабет типа 1. Для определения наличия кетонов у ребенка необходимо сначала определить уровень глюкозы в крови натощак. Дальнейшая диагностика зависит от результата глюкозы.

Чем еще полезен прием экзогенных кетонов T8 ERA?

Подробнее о лечебных, профилактических и стимулирующих воздействиях кетоновых тел на различные ткани и органы нашего тела мы уже рассказывали в ранее опубликованной статье. А здесь просто перечислим основные моменты:

Увеличение физической и психологической выносливости [12].
Снижение утомляемости и улучшение переносимости нагрузок [13].
Стимуляция роста и размножения мышечных клеток [14].
Защита нервной ткани от повреждений при интоксикациях [15].
Защита головного мозга при кислородном голодании, вызванном малоподвижным образом жизни, шейным остеохондрозом и другими причинами, характерными для жителей больших городов [16].
Профилактика болезней Альцгеймера и Паркинсона, а также старческой деменции [17, 18].
Психотоническое и антидепрессантное действие [19].
Улучшение когнитивных возможностей человека, что позволяет ему дольше сохранять концентрацию и работоспособность [20].

Кетоновые тела в моче во время беременности – что они показывают?

Кетоны в моче во время беременности не редкость. Женщины, которые страдают от частой рвоты в первом триместре беременности, показывают наличие кетонов очень часто. Кроме того, привести к увеличению кетоновых тел в крови и моче может отсутствие аппетита при беременности или пропуск вечернего приема пищи за день до анализов мочи.

Так как высокое содержание ацетона в моче беременной женщины может указывать на гестационный диабет, состояние всегда требует дальнейшей диагностики. Тогда помимо кетонов в моче беременной женщины также может наблюдаться глюкоза, кроме того, могут быть симптомы кетоацидоза.

И что в этом плохого?

Этот эволюционный механизм (глюкоза = удовольствие), что называется «зашит у нас на подкорке». И на протяжении практически всей истории человечества он работал отлично. Но в какой-то момент развитие цивилизации привело к тому, что сладости из редких деликатесов превратились в повседневную пищу, доступ к которой ничем не ограничен. Только вот механизм этот никуда не делся. И именно он является причиной того, что нам так тяжело на сознательном уровне контролировать потребление варенья, пирожных, тортиков, конфет, мороженого, выпечки, и прочих богатых простыми углеводами продуктов. Причем, если взрослые еще способны как-то справляться с такими соблазнами, то для детей эта задача и вовсе не по силам – они попросту не способны сопротивляться тому, что заложила в нас эволюция [4].

Следы кетонов в моче – лечение

Кетонурия – это не болезнь, а симптом болезни, поэтому ее невозможно вылечить. Чтобы восстановить уровень кетонов в моче до нормы, необходимо устранить или вылечить основное заболевание. Необходимо компенсировать нарушения кислотно-основного и водно-электролитного обмена. Это особенно важно в случае диабета, осложнением которого может быть кетоновая кома.

Чтобы избавиться от кетонов в моче при диабете, необходимо нормализовать уровень глюкозы и инсулина в крови. В случае кетонурии, вызванной недоеданием, необходимо изменить рацион питания на высококалорийный и обеспечить адекватный калорийный баланс. Во время рвоты назначаются противорвотные препараты.

ОНЛАЙН-ЗАПИСЬ в клинику ДИАНА

Вы можете записаться по бесплатному номеру телефона 8-800-707-15-60 или заполнить контактную форму. В этом случае мы свяжемся с вами сами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter