Карнитин сывороточный общий

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 ткани1.
Общая концентрация карнитина включает как свободный, так и связанный (ацилированный) карнитин и отражает уровни в сыворотке и тканях (печень, мышцы, почки). Концентрация свободного карнитина в сыворотке находится в динамическом равновесии с ацилкарнитинами, соотношение ацилкарнитин / свободный карнитин ≤0,4 считается нормальным5.
В заключение, карнитин и его сложные эфиры (ацилкарнитины) необходимы для нормального энергетического обмена, выполняя четыре функции:
транспорт длинноцепочечных жирных кислот из цитозоля в митохондрии для β-окисления;
экспорт из митохондрий физиологически продуцированных короткоцепочечных ацил-КоА групп;
балансирование соотношения свободный CoA / этерифицированный CoA;
удаление потенциально токсичных ацил-КоА групп из клеток и тканей.
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 крайне важно 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; 5.
Как при СРТ-II, так и при CACT-дефиците общий карнитин в плазме может иметь нормальные значения, которые присутствуют главным образом 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 поста9.
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
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, 2015.
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 применяемую технологию 2015 года. Тип ссылки: Каталог.
9. Бейнс Дж. В., Доминичак М. Х., Медицинская биохимия, третье издание, Мосби, Саудерс, 2009, 191.