Bookshelf

Știință de bază

Cetonuria este cel mai frecvent detectată atunci când hidroliza accelerată a trigliceridelor din țesutul adipos și permeabilitatea crescută a acizilor grași hepatici prin membrana mitocondrială internă (ca urmare a scăderii insulinei circulante și a creșterii glucagonului) determină creșterea degradării glicogenului, a gluconeogenezei, a lipolizei, a oxidării acizilor grași și a cetogenezei. La indivizii normali, nivelurile plasmatice de cetonă sunt autolimitate, deoarece la concentrații de 2 până la 4 mM și mai mari, eliberarea de insulină este stimulată, prevenind astfel cetoacidoza printr-o limitare insulinică a lipolizei și a disponibilității acizilor grași liberi pentru oxidarea hepatică. La diabeticul insulinodependent, concentrațiile de acizi grași liberi continuă să crească necontrolat până la apariția cetoacidozei. În plus față de post, înfometare prelungită și diabet necontrolat, cetonuria poate fi observată în alte condiții fiziologice. Alcoolismul acut și exercițiile fizice severe și prelungite pot duce la cetonurie. Corpii cetonici pot fi, de asemenea, detectați în urină în timpul celui de-al treilea trimestru de sarcină, în timpul travaliului și al nașterii, în perioada imediat postpartum și, ocazional, în timpul alăptării. Cetogeneza poate fi, de asemenea, crescută la nou-născut, ducând la o cetonurie semnificativă. Toate aceste stări clinice sunt caracterizate de o scădere temporară a disponibilității glucozei, de o utilizare crescută a glucozei și de niveluri ridicate de hormoni contrareglatori sau asociați cu stresul, cum ar fi cortizolul și epinefrina.

Pentru a reduce pierderea urinară a acestor combustibili metabolici importanți, care furnizează o cantitate semnificativă din necesarul caloric în timpul postului, rinichiul este capabil să reabsoarbă o parte din încărcătura filtrată crescută de cetoacizi. S-a constatat o corelație liniară între excreția urinară de acetoacetat și concentrația plasmatică, odată ce a fost depășit pragul renal. Majoritatea rapoartelor au descris o relație liniară similară pentru excreția de hidroxibutirat pe măsură ce crește încărcătura filtrată. La niveluri plasmatice ridicate ale corpilor cetonici, excrețiile fracționare medii sunt de 0,15 până la 0,19 pentru acetoacetat și, respectiv, hidroxibutirat. Astfel, corpii cetonici par a fi complet reabsorbiți de către tubulii renali la concentrații plasmatice scăzute, dar pe măsură ce nivelurile plasmatice cresc și sarcina filtrată de corpuri cetonice crește, apare o cetonurie semnificativă. Rata netă de reabsorbție rămâne direct proporțională cu încărcătura filtrată de corpi cetonici, astfel încât, în ciuda creșterilor mari ale concentrațiilor plasmatice, ratele de excreție de aproximativ 20% din încărcătura filtrată rămân neschimbate. Cele mai recente dovezi ar susține concluzia că nu există un maxim tubular pentru corpii cetonici sau că acesta depășește sarcinile filtrate ridicate observate în timpul studiilor privind înfometarea. Deoarece ratele de excreție sunt relativ neschimbate, ratele de reabsorbție trebuie, prin urmare, să crească. Mecanismele care măresc această rată de reabsorbție sunt necunoscute, dar s-a demonstrat că ratele de reabsorbție nu sunt modificate de reducerea volumului extravascular și a echilibrului de sodiu care însoțesc înfometarea și diabetul decompensat.

Studiile la șobolan au demonstrat o scădere inițială a reabsorbției fracționate a concentrațiilor de hidroxibutirat, dar nu a mai existat o scădere ulterioară pe măsură ce concentrația de hidroxibutirat a fost ridicată la niveluri mai ridicate. Aceste date pot sugera atât sisteme de transport renal saturabile, cât și nesaturabile pentru hidroxibutirat. Rata maximă de transport a componentei saturabile este atinsă la o concentrație arterială de aproximativ 1,7 mM. Deși utilizarea renală a hidroxibutiratului crește odată cu creșterea nivelului arterial al acestui cetoacid, aceasta nu afectează rata netă de reabsorbție. Rata de reabsorbție a hidroxibutiratului depășește întotdeauna rata de utilizare. Ca și la om, rata de excreție a acetoacetatului la șobolan este direct proporțională cu rata de filtrare a acestuia. Nu a fost observată o rată maximă, ceea ce indică faptul că în rinichi este prezent și un mecanism nesaturabil de reabsorbție a acetoacetatului. Reabsorbția acetoacetatului este diminuată prin creșterea nivelului de hidroxibutirat, ceea ce indică un mecanism de transport tubular comun și competitiv. Acetoacetatul nu a fost eliberat de rinichi în sânge odată cu creșterea gradului de utilizare a hidroxibutiratului, dar a existat o utilizare netă simultană a acetoacetatului de către rinichi. Aceasta a avut tendința de a crește odată cu creșterea concentrațiilor arteriale de acetoacetat. Au existat dovezi că, în cazul unor niveluri mai scăzute de reabsorbție a acetoacetatului, ratele mai mari de utilizare au fost susținute de absorbția celulară din sângele peritubular. În cele din urmă, se știe că veziculele membranare izolate de la marginea în perie a rinichiului de șobolan conțin un sistem de transport dependent de gradientul de sodiu care transportă corpii cetonici într-un spațiu osmotic reactiv. Transportatorul prezintă inhibiție reciprocă între acetoacetat și hidroxibutirat, difuzie accelerată a schimbului, saturație și inhibiție competitivă, precum și o lipsă de sensibilitate la ouabaină.

Utilizarea renală a ambilor cetoacizi reprezintă aproximativ 50% din cifra de afaceri a corpilor cetonici perfuzați. Astfel, metabolismul oxidativ reprezintă o fracțiune majoră din clearance-ul renal măsurat al corpilor cetonici din sânge. În cazul înfometării prelungite, s-a calculat că reabsorbția renală a corpilor cetonici economisește aproximativ 225 K cal/zi, care altfel s-ar pierde în urină. Până la 60% este consumat de rinichi, iar restul este eliberat pentru a fi utilizat de sistemul nervos central în timpul lipsei de glucoză. Capacitatea rinichiului de a reabsorbi corpii cetonici conservă, de asemenea, ionul de sodiu, potasiu și amoniu, deoarece în timpul pierderii acestor anioni este necesară electroneutralitatea urinară la excreția echimolară a cationilor. În timpul primelor câteva zile de post sau pe tot parcursul cetoacidozei diabetice, sodiul și potasiul se pierd odată cu excreția corpilor cetonici. Dacă înfometarea continuă, cationul obligat care însoțește corpii cetonici devine ionul amoniu. Prin urmare, reabsorbția corpilor cetonici economisește nu numai caloriile, ci și azotul de amoniu, conservând cel puțin 7 g de azot pe zi.

.