Könyvespolc

Az alaptudomány

A ketonuria leggyakrabban akkor mutatható ki, amikor a felgyorsult zsírszöveti triglicerid-hidrolízis és a máj zsírsav-permeabilitásának növekedése a belső mitokondriális membránon keresztül (amit a keringő inzulin csökkenése és a glükagon növekedése okoz) fokozott glikogénlebontást, glükoneogenezist, lipolízist, zsírsavoxidációt és ketogenezist okoz. Normális egyéneknél a plazma ketonszintje önkorlátozó, mert 2-4 mM-os vagy annál nagyobb koncentrációknál az inzulin felszabadulása serkentődik, ezáltal a lipolízis inzulinos korlátozása és a szabad zsírsavak májoxidációra való rendelkezésre állása révén megelőzhető a ketoacidózis. Az inzulinfüggő cukorbetegeknél a szabad zsírsavak koncentrációja kontrollálatlanul tovább nő, amíg ketoacidózis nem következik be. Az éhezés, a hosszan tartó éhezés és a kontrollálatlan cukorbetegség mellett a ketonuria más fiziológiás állapotokban is megfigyelhető. Az akut alkoholizmus és a súlyos és hosszan tartó testmozgás ketonúriát eredményezhet. A terhesség harmadik trimeszterében, a vajúdás és a szülés, a közvetlen szülés utáni időszak, valamint esetenként a szoptatás alatt is kimutathatók ketontestek a vizeletben. A ketogenezis az újszülötteknél is fokozódhat, ami jelentős ketonúriát eredményezhet. Ezeket a klinikai állapotokat mind a glükóz elérhetőségének átmeneti csökkenése, fokozott glükózfelhasználás és az ellenszabályozó vagy stresszhez kapcsolódó hormonok, például a kortizol és az adrenalin emelkedett szintje jellemzi.

Az éhgyomri kalóriaszükséglet jelentős részét fedező, fontos metabolikus üzemanyagok vizeletveszteségének csökkentése érdekében a vese képes a fokozott szűrt ketoacid-terhelés egy részének visszaszívására. Lineáris korrelációt találtak az acetoacetát vizelettel történő kiválasztása és a plazmakoncentráció között, amint a veseküszöbértéket túllépik. A legtöbb jelentés hasonló lineáris összefüggést írt le a hidroxibutirát kiválasztására vonatkozóan a szűrt terhelés növekedésével. A ketontestek emelkedett plazmaszintjénél az átlagos frakcionált kiválasztás 0,15-0,19 az acetoacetát és a hidroxibutirát esetében. Úgy tűnik tehát, hogy a ketontestek alacsony plazmakoncentráció esetén teljesen visszaszívódnak a vesetubulusokban, de a plazmaszint emelkedésével és a ketontestek szűrt terhelésének növekedésével jelentős ketonuria lép fel. A nettó reabszorpciós sebesség egyenesen arányos marad a ketontestek szűrt terhelésével, így a plazmakoncentrációk nagymértékű növekedése ellenére a szűrt terhelés kb. 20%-ának kiválasztási aránya változatlan marad. A legújabb bizonyítékok azt a következtetést támasztják alá, hogy nincs tubuláris maximum a ketontestek számára, vagy hogy ez meghaladja az éhezéssel kapcsolatos vizsgálatok során tapasztalt magas szűrt terhelést. Mivel a kiválasztási ráták viszonylag változatlanok, ezért a reabszorpciós rátáknak növekedniük kell. A reabszorpciós sebességet növelő mechanizmusok nem ismertek, de kimutatták, hogy a reabszorpciós sebességeket nem változtatja meg az extravaszkuláris térfogat és a nátriumegyensúly csökkenése, amely az éhezést és a dekompenzált cukorbetegséget kíséri.

A patkányokon végzett vizsgálatok kimutatták a hidroxibutirát koncentrációjának kezdeti csökkenését a frakcionált reabszorpcióban, de a hidroxibutirát koncentráció magasabb szintre emelésével nem következett be további csökkenés. Ezek az adatok a hidroxibutirát telíthető és nem telíthető vese transzportrendszerére egyaránt utalhatnak. A telíthető komponens maximális transzportsebessége körülbelül 1,7 mM-os artériás koncentrációnál érhető el. Bár a hidroxibutirát renális hasznosítása emelkedik e ketosav artériás szintjének növekedésével, ez nem befolyásolja a nettó reabszorpciós sebességet. A hidroxibutirát reabszorpciós rátája mindig meghaladja a hasznosulást. Az emberhez hasonlóan az acetoacetát kiválasztási sebessége patkányban is egyenesen arányos a szűrési sebességével. Nem figyeltünk meg maximális arányt, ami arra utal, hogy az acetoacetát reabszorpciójának nem telítődő mechanizmusa a vesében is jelen van. Az acetoacetát reabszorpciója csökken a hidroxibutirát szintjének növekedésével, ami egy közös, kompetitív tubuláris transzportmechanizmusra utal. Az acetoacetát nem szabadult fel a veséből a vérbe a hidroxibutirát felhasználásának növekedésével, de egyidejűleg az acetoacetát nettó felhasználása a vese által megtörtént. Ez az artériás acetoacetát-koncentráció emelkedésével tendenciaszerűen növekedett. Bizonyíték volt arra, hogy alacsonyabb acetoacetát-reabszorpciós szintek esetén a magasabb hasznosítási arányt a peritubuláris vérből történő sejtszintű felvétel tartotta fenn. Végül a patkányvese ecsethatárából izolált membránvezikulákról ismert, hogy nátrium-gradiens-függő hordozórendszert tartalmaznak, amely a ketontesteket egy ozmotikusan reaktív térbe szállítja. A hordozó reciprok gátlást mutat az acetoacetát és a hidroxibutirát között, gyorsított cserediffúziót, telítettséget és kompetitív gátlást, valamint az ouabain érzékenység hiányát.

A két ketonsav renális hasznosítása az infundált ketontestek forgalmának körülbelül 50%-át teszi ki. Így az oxidatív metabolizmus teszi ki a ketontestek vérből történő mért renális clearance-ének jelentős részét. Hosszan tartó éhezés esetén a számítások szerint a ketontestek renális reabszorpciója körülbelül 225 Kcal/napot takarít meg, amely egyébként a vizelettel veszne el. Ennek legfeljebb 60%-át a vese fogyasztja el, a maradékot pedig glükózmegvonás során a központi idegrendszer hasznosítja. A vese ketontestek reabszorpciós képessége megőrzi a nátrium-, kálium- és ammóniumiont is, mivel ezen anionok elvesztése során a vizelet elektrosemlegessége a kationok ekvimoláris kiválasztásához szükséges. A koplalás első néhány napja alatt vagy a diabéteszes ketoacidózis során a ketontestek kiválasztásával együtt nátrium és kálium is elvész. Ha az éhezés folytatódik, a ketontesteket kísérő obligát kation ammóniumion lesz. A ketontestek visszaszívódása tehát nemcsak kalóriát, hanem ammónium-nitrogént is kímél, így naponta legalább 7 g nitrogént takarít meg.