Свободный карнитин в моче

Общая информация и рекомендации по определению общего и свободного карнитина в сыворотке, а также свободного карнитина в моче
Карнитин (β-гидрокси-γ-триметиламмоний бутират) представляет собой соединение четвертичного аммония, в основном синтезируемое в печени и почках из двух незаменимых аминокислот: лизина и метионина1.
Он присутствует в форме двух стереоизомеров: L-карнитина, который биологически активен, и D-карнитина, который биологически неактивен. Витамин С (аскорбиновая кислота) абсолютно необходим для синтеза карнитина2.
Благодаря своей небольшой и водорастворимой молекуле карнитин связывается с длинноцепочечными жирными кислотами и облегчает их транспорт через внутреннюю митохондриальную мембрану в митохондриальный матрикс, где они будут разлагаться в процессе бета-окисления в ацетил-Со-А для получения полезной энергии через цикл Кребса1. ; 2.
Чтобы быть связанным с карнитином и образовать ацилкарнитин, жирные кислоты должны быть сначала активированы. Для этой цели свободные жирные кислоты в цитозоле будут присоединяться к коферменту А (Со-А) через тиоэфирную связь, причем реакция катализируется ацил-Со-А-синтетазой; таким образом, ацильная группа на Со-А может быть перенесена в карнитин, а полученный ацил-карнитин (этерифицированный карнитин) будет транспортироваться в митохондриальный матрикс. Процесс включает в себя следующие шаги:
-Со-А ацил будет перенесен в гидроксильную группу карнитина (стадия этерификации) с использованием фермента карнитинацилтрансферазы I (пальмитоилтрансферазы I, СРТ-I), расположенного на наружной митохондриальной мембране;
- ацилкарнитин будет поступать в митохондрии через карнитин-ацилкарнитин транслоказу (CACT);
-ацилкарнитин будет превращаться в Со-А ацил с помощью карнитин-ацилтрансферазы II (пальмитоилтрансферазы II, СРТ-II), расположенной на внутренней мембране митохондрий, и высвобожденный карнитин вернется в цитозоль;
-ацил-Со-А будет катаболизирован бета-окислением с образованием в нормальных условиях ацетил-Со-А; Наконец, ацетильные группы превращаются в ацетил-карнитин под действием карнитин-ацетилтрансферазы (CAT), которая экспортируется из митохондрий3; 4.
-Карнитин в организме поступает как из рациона (только из продуктов животного происхождения: кармы, молока и их производных), так и из биосинтеза (очень медленный процесс). Наибольшее количество карнитина находится внутриклеточно; он не метаболизируется, и его экскреция с мочой ограничена существованием очень эффективного механизма канальцевой реабсорбции, представленного переносчиком OCTN2 (переносчиком органических катионов, который вмешивается в натрий-зависимый транспорт карнитина). Этот транспортер также участвует в поглощении карнитина клетками мышечной и сердечной ткани
Concentratia totala de carnitina include atat carnitina libera cat si cea legata (acilata) si reflecta nivelurile din ser si tesuturi (hepatic, muscular, renal). Concentratia serica de carnitina libera se afla in echilibru dinamic cu acilcarnitinele, un raport acilcarnitina/carnitina libera ≤0.4 fiind considerat normal5.
In concluzie, carnitina si esterii sai (acilcarnitinele) sunt necesare metabolismului energetic normal indeplinind patru functii:
transportul acizilor grasi cu lant lung din citosol in mitocondrie pentru β-oxidare;
exportul din mitocondrie al gruparilor acil-CoA cu lant scurt produse in mod fiziologic;
echilibrarea raportului CoA libera/CoA esterificata;
indepartarea gruparilor potential toxice de acil-CoA din celule si tesuturi.
Оценка содержания карнитина в сыворотке и моче является скрининг-тестом, рекомендованным для пациентов, подозреваемых в первичных нарушениях цикла карнитина или вторичных нарушениях его уровня в результате нарушений органической ацидемии и окисления жирных кислот. В последнем случае ацил-КоА-группы накапливаются и выводятся с мочой или желчью в виде производных карнитина, что приводит к вторичному дефициту карнитина. Описано более 100 первичных или вторичных нарушений карнитинового цикла с общей частотой приблизительно 1: 1000 живорождений6.
Клиническая картина, которая может вызвать подозрение на такие состояния, включает: хроническую мышечную слабость, гипотонию, кардиомиопатию, миопатию, связанную с отложением липидов, задержку роста, эпизоды гипогликемии или метаболического ацидоза. Определение свободного карнитина в моче показано, когда подозревается почечный транспортный дефект и после того, как были получены низкие уровни карнитина в сыворотке7.
Собранный образец - а) венозная кровь, для общего и свободного карнитина в сыворотке; б) 24-часовая моча, для мочевого карнитина8.
Контейнер для сбора урожая - а) вакуумный контейнер без антикоагулянта с / без разделительного геля; б) 2-3-литровый сосуд и одноразовый пластиковый стаканчик для мочи, на котором указано общее количество мочи за 24 часа8.
Обработка требуется после сбора урожая
а) сыворотка отделяется центрифугированием; б) образец выдерживают при 2-8 ° С; консерванты не добавляются3.
Минимальный объем образца - а) 2 мл сыворотки на общий карнитин и на свободный карнитин; б) 10 мл мочи8.
Причины отторжения образца - а) сильно гемолизированный образец; б) моча, загрязненная калом8.
Стабильность образца - 7 дней при 2-8 ° С; длительное время при -20 ° C (для обоих типов испытаний) 8.
Метод - жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрией (ЖХ / МС) 8.
Справочные значения
Интерпретация результатов
НИЗКИЕ КАРНИТИННЫЕ ЦЕННОСТИ
-ПЕРВИЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ КАРНИТИНА
Первичный дефицит карнитина является редким аутосомно-рецессивным заболеванием, вызванным мутациями в гене SLC22A5, которые вызывают изменение транспортера OCTN2. Из-за дефекта почечных канальцев 90-95% отфильтрованного карнитина выводится с мочой, что приведет к сильному истощению внутриклеточного карнитина. Три типа тканей / органов поражены из-за неспособности окислять жирные кислоты для обеспечения энергии в катаболических состояниях:
-миокард, с развитием прогрессирующей кардиомиопатии;
- центральная нервная система с энцефалопатией, вызванной гипокетотической гипогликемией;
скелетные мышцы, при миопатии.
Описаны три различных клинических объекта с участием различных мутаций в гене SLC22A5: перинатальный, детский и взрослый вариант.
Развитие болезни является смертельным при отсутствии лечения, но добавка L-карнитина предотвращает прогрессирование заболевания.
Измерение общего и свободного карнитина в сыворотке крови имеет важное значение для диагностики с очень низкими значениями обоих параметров (<1 мкмоль / л). Однако, чтобы отличить это состояние от других причин дефицита карнитина, необходимы дальнейшие исследования, такие как: профиль ацилкарнитина, аминокислоты в плазме, органические кислоты в моче
Недостаточность карнитин-ацилкарнитин-транслоказы (CACT)
Это также аутосомно-рецессивное состояние, которое вызывается мутациями в гене SLC25A20, приводящими к дефектному белку CACT. Заболевание обычно начинается в неонатальном периоде с судорог, апноэ, нарушений сердечного ритма, судорог, вызванных недостатком питания, вирусных инфекций, стресса. Наряду с низким уровнем свободного карнитина лабораторные анализы показывают гипокетотическую гипогликемию, повышенные уровни аммиака, креатинкиназы, ферментов печени и ацилкарнитина с длинной цепью; Анализ органических кислот показывает дикарбоновую кислотность. Лечение заключается в частом приеме углеводов, триглицеридов со средней длиной цепи и карнитина1.
Недостаток палмитоил-трансферазы II (CPT-II)
Это заболевание с аутосомно-рецессивной передачей, сопровождающееся низким уровнем свободного карнитина, которое обычно начинается как миопатия в подростковом или взрослом возрасте, хотя редко может иметь тяжелые неонатальные или детские формы.
Фенотип, проявляющийся у взрослых, несколько доброкачественный, симптомы (боль в мышцах) вызваны интенсивной физической нагрузкой, длительной лихорадкой или длительным голоданием.
Неонатальная форма представляет собой летальное состояние с быстрым развитием, которое проявляется энцефалопатией с судорогами, кардиомегалией и нарушениями ритма, гепатомегалией, респираторными расстройствами.
Инфантильная форма начинается в возрасте 6-24 месяцев с эпизодов судорог, печеночной недостаточности, гипокетотической гипогликемии, метаболического ацидоза, повышенного уровня креатинкиназы, обратимой гепатомегалии и в некоторых случаях с кардиомиопатией и нарушениями ритма, вызванными инфекциями или длительным голоданием1;
Как при дефиците CPT-II, так и при CACT общий карнитин в плазме может иметь нормальные значения, которые присутствуют в основном в форме длинноцепочечных сложных эфиров жирных кислот и ацилкарнитина из-за рефлюкса из митохондрий или отсутствия транспорта. в митохондриях. Эти состояния лечатся добавлением карнитина, введением повышенного количества углеводов и избеганием поста.
КАРНИТИН ВТОРИЧНЫЙ ДЕФИЦИТ
Он может быть обнаружен при различных состояниях: нервно-мышечные заболевания (дистрофия Дюшенна-Беккера), желудочно-кишечные расстройства, семейная кардиомиопатия, почечная тубулопатия (синдром Фанкони, синдром Лоу), хроническая почечная недостаточность с гемодиализом, длительное лечение стероидами, антибиотиками, антибиотиками) Полное парентеральное питание. Органические кислоты, а также нарушения цикла мочевины также могут вызывать вторичный дефицит карнитина1; 6.
ПОВЫШЕННЫЕ ЦЕННОСТИ КАРНИТИНА
Они обнаружены в дефиците пальмитоилтрансферазы I (CPT-I), вызванном мутациями в гене, кодирующем фермент, который связывает карнитин с длинноцепочечными жирными кислотами. Заболевание начинается у детей младше 18 месяцев с энцефалопатии, судорог, гипокетотической гипогликемии, проявления которых вызываются незначительными вирусными инфекциями или недостатком питания.
Лабораторные тесты показывают повышенные концентрации свободного карнитина в сыворотке, которые могут превышать 100 олмоль / л, наряду с низкими уровнями длинноцепочечных ацилкарнитинов.
Лечение заключается в том, чтобы избежать поста (введение в течение ночи пищи с кукурузным крахмалом) и обогащения рациона триглицеридами со средней длиной цепи, которые не требуют связывания с карнитином для входа в митохондриальный матрикс1; 9.
Пределы и помехи
Ложно низкие уровни переходного карнитина были зарегистрированы у новорожденных, чьи матери страдают от первичного дефицита карнитина1.
Список используемой литературы
1. Нельсон Л. Стивен. Свободный и тотальный карнитин. Справочник Medscape. http://emedicine.medscape.com. 2013.
2. Steiber A, Kerner J, Hoppel C. Карнитин: питательная, биосинтетическая и функциональная перспектива. В мол. Аспекты Мед. 25 (5–6): 455–73, 2004.
3. Олпин С. Жирнокислотные дефекты окисления как причина нейромиопатических заболеваний у детей и взрослых ». Gusset. Лаборатория 51 (5–6): 289–306, 2005.
4. Кристи В. Уильям. Карнитин и ацилкарнитины. Структура, встречаемость, биология и анализ. http://lipidlibrary.aocs.org/lipids/carnitin. Тип ссылки: Интернет-связь.
5. Фланаган Л., Джудит и др. Роль карнитина в заболевании. В Nutrition & Metabolism 2010, 7:30.
6. Клиника Майо. Медицинские лаборатории Майо. Карнитин, сыворотка. www.mayomedicallaboratories.com. Тип ссылки: Интернет-связь, 2013.
7. Все детские больницы. Джонс Хопкинс Медицина. Карнитин Бесплатно и Всего. www.allkids.org .. Тип ссылки: Интернет-коммуникации, 2013.
8. Сыневская лаборатория. Конкретные ссылки на рабочую технологию, использованную в 2013 году. Тип ссылки: Каталог.
9. Бейнс Дж. В., Доминичак М. Х., Медицинская биохимия, третье издание, Мосби, Саудерс, 2009, 191.