lek. Aleksandra Barbachowska

lek. Aleksandra Langowska

prof. dr hab. n. med. Magdalena Durlik

Ketonuria, inaczej obecność ciał ketonowych w moczu, jest objawem, z którym stosunkowo często można się spotkać w gabinecie lekarza POZ oraz w warunkach szpitalnego oddziału ratunkowego. Oznaczanie ciał ketonowych w moczu pozostaje niezmiennym elementem monitorowania pacjentów chorych na cukrzycę typu 1, podczas gdy badanie ciał ketonowych we krwi jest wykorzystywane w diagnostyce i leczeniu ostrych zaburzeń kwasowo-zasadowych¹. Wyróżniamy 3 ciała ketonowe: aceton, kwas acetooctowy i kwas β-hydroksymasłowy. W przypadku znacznego zwiększenia ich stężenia w moczu przybiera on charakterystyczny zapach jednego z ciał ketonowych – acetonu². Również we krwi następuje wówczas wzrost ich stężenia. Zwiększenie syntezy ciał ketonowych nie musi wynikać z toczącego się procesu chorobowego, jednak najczęściej diagnostykę przeprowadza się u osób z niewyrównaną metabolicznie cukrzycą typu 1³.

Mechanizm powstawania ciał ketonowych

Gdy w organizmie zmniejsza się dostępność węglowodanów, jest on zmuszony do poszukiwania alternatywnych źródeł energii. Wykorzystywany jest do tego proces ketogenezy, który prowadzi do powstawania ciał ketonowych. Na skutek lipolizy z tkanki tłuszczowej uwalniają się wolne kwasy tłuszczowe, które są prekursorami związków ketonowych⁴. Szybkość procesu ketogenezy zależy od aktywności hormonowrażliwej lipazy w adipocytach oraz karboksylazy acetylokoenzymu A (acetylo-CoA) i syntazy hydroksymetyloglutarylokoenzymu A (HMG-CoA) w wątrobie. Wysokie stężenie insuliny powoduje przekształcenie glukozy w energię (trójfosforan adenozyny; ATP), a następnie magazynowanie jej w hepatocytach w postaci glikogenu. Z kolei kwasy tłuszczowe w hepatocytach ulegają przekształceniu w triglicerydy, które są transportowane przez lipoproteiny do adipocytów. W momencie obniżenia stężenia insuliny z hepatocytów zostaje uwolniony glikogen stanowiący ładunek energetyczny dla innych komórek. Wrażliwa na działanie insuliny i glikogenu lipaza zwiększa swoją aktywność, co w konsekwencji przyczynia się do uwalniania kwasów tłuszczowych ze zgromadzonych w adipocytach triglicerydów. Gdy na skutek wyczerpania zapasów glikogenu nastąpi obniżenie stężenia glukozy, kwasy tłuszczowe stanowią główny substrat energetyczny dla większości komórek, a produkcja ketonów wzrasta w hepatocytach wątroby¹. Im większa mobilizacja wolnych kwasów tłuszczowych, tym proporcjonalnie więcej przekształca się ich w ciała ketonowe⁴. Wyróżniamy 3 substancje znane pod wspólną nazwą ciał ketonowych: kwas β-hydroksymasłowy stanowiący około 70% ciał ketonowych, kwas acetooctowy oraz aceton powstający na skutek ciągłej spontanicznej dekarboksylacji acetooctanu⁵.

Wartości referencyjne

Poziomy krążących ciał ketonowych różnią się w populacji zdrowych osób. Najprawdopodobniej jest to spowodowane zmiennością osobniczą przemiany materii, gromadzonymi zapasami glikogenu oraz różnicami w mobilizacji aminokwasów z białek mięśniowych¹. W warunkach fizjologicznych utrata ciał ketonowych z moczem wynosi mniej niż 1 mg/24 h, zatem występują one w moczu w ilościach śladowych i są niewykrywalne przy użyciu standardowych metod⁴. Prawidłowe stężenie kwasu β-hydroksymasłowego w surowicy lub pełnej krwi na czczo wynosi 0,02-0,27 mmol/l³. Badanie to ma przewagę nad testami paskowymi wykonywanymi z próbki moczu zarówno w rozpoznawaniu, jak i monitorowaniu cukrzycowej kwasicy ketonowej⁶. Stan, w którym dochodzi do wzrostu stężenia ciał ketonowych we krwi, określa się mianem ketonemii (hiperketonemii), natomiast ich zwiększone wydalanie z moczem nosi nazwę ketonurii⁴.

Metody oznaczania ciał ketonowych

Tabela 1. Zalety i wady testów paskowych służących do wykrywania ciał ketonowych w moczu¹

Ciała ketonowe w moczu oznacza się za pomocą testów paskowych. Metoda ta polega na reakcji acetonu i kwasu acetooctowego z nitroprusydkiem sodu i glicyną w środowisku alkalicznym. Ma ona charakter półilościowy; ocenie podlega zmiana zabarwienia pola reakcyjnego, którą analizuje się za pomocą wzroku lub przy użyciu metody reflektometrycznej (czytnik pasków). W wyniku zachodzącej reakcji powstaje barwne kompleksowe połączenie¹. W tabeli 1 opisano wady i zalety stosowania testów paskowych. Należy zaznaczyć, że metoda ta służy jedynie do wykrywania kwasu acetooctowego. By ocenić największą z frakcji ciał ketonowych, tj. kwas β-hydroksymasłowy, w surowicy przeprowadza się reakcję jego utleniania do kwasu acetooctowego. Jest to metoda enzymatyczna z pomiarem spektrofotometrycznym lub amperometrycznym (możliwa w części glukometrów)³.  

Czynniki wpływające na wynik badania ciał ketonowych w moczu

Niektóre czynniki mogą wpływać na wynik przeprowadzonego testu paskowego z próbki moczu. Testy fałszywie dodatnie można uzyskać u pacjentów stosujących leki zawierające grupy sulfhydrolowe. Są to m.in.: kaptopryl, mesna, N-acetylocysteina, dimerkaprol i penicylamina. Z kolei na wynik fałszywie ujemny wpływa obecność wysokiego stężenia kwasu askorbinowego w moczu lub długotrwała ekspozycja pasków na działanie warunków atmosferycznych¹.

Sytuacje kliniczne, w których dochodzi do wystąpienia ketonurii

Tabela 2. Procesy fizjologiczne oraz patologiczne przebiegające z ketonurią^3,6

Ciała ketonowe w moczu mogą występować w przebiegu zarówno fizjologicznych, jak i patologicznych procesów. Do tych pierwszych należą między innymi: okresy głodzenia (fasting), długotrwały wysiłek fizyczny oraz stosowanie diety ketogenicznej¹. Również u niemowląt i małych dzieci w związku z niewielkimi rezerwami glikogenu w wątrobie obecność ciał ketonowych we krwi i w moczu jest uznawana za wariant normy⁷. Ponadto ketonurię stwierdza się w porannej porcji moczu u 30% ciężarnych⁸. Co istotne, procesy fizjologiczne występują zdecydowanie częściej niż patologiczne i w większości przypadków nie wymagają leczenia. Do najistotniejszych pod względem klinicznym sytuacji patologicznych, podczas których dochodzi do wykrycia ketonurii, należą: cukrzyca, niedobór kortyzolu, niedobór hormonu wzrostu, zatrucie salicylanami, zatrucie alkoholem etylowym, rzadkie wrodzone zaburzenia upośledzające działanie mitochondriów (kwasice organiczne, defekt łańcucha oddechowego) oraz glikogenozy^1,7. W tabeli 2 podsumowano fizjologiczne oraz patofizjologiczne procesy powodujące ketonurię.