Войти
| Кетоз | |
|---|---|
| Другие названия | Кетонемия |
 | |
| Кетоновые тела : ацетон, ацетоуксусная кислота и бета-гидроксимасляная кислота | |
| Произношение | |
| Специальность | Эндокринология |
Кетоз - это метаболическое состояние, характеризующееся повышенным уровнем кетоновых тел в крови или моче. Физиологический кетоз - это нормальная реакция на низкую доступность глюкозы, например, на низкоуглеводную диету или голодание, которая обеспечивает дополнительный источник энергии для мозга в виде кетонов. При физиологическом кетозе кетоны в крови превышают базовые уровни, но кислотно-щелочной гомеостаз в организме сохраняется. Это контрастирует с кетоацидозом, неконтролируемым производством кетонов, которое возникает при патологических состояниях и вызывает метаболический ацидоз, который требует неотложной медицинской помощи. Кетоацидоз чаще всего является результатом полного дефицита инсулина при диабете 1 типа или поздней стадии диабета 2 типа. Уровни кетонов можно измерить в крови, моче или дыхании и обычно составляют от 0,5 до 3,0 миллимоляр (мМ) при физиологическом кетозе, тогда как кетоацидоз может вызывать концентрации в крови более 10 мМ.
Следы уровни кетонов всегда присутствуют в крови и повышаются, когда запасы глюкозы в крови низкие и печень переходит от основного метаболизма углеводов к метаболизму жирных кислот. Это происходит во время состояний повышенного окисления жирных кислот, таких как голодание, голодание, ограничение углеводов или длительные упражнения. Когда печень быстро метаболизирует жирные кислоты в ацетил-КоА, некоторые молекулы ацетил-КоА могут затем превращаться в кетоновые тела: ацетоацетат, бета- гидроксибутират и ацетон. Эти кетоновые тела могут функционировать как источник энергии, а также как сигнальные молекулы. Сама печень не может использовать эти молекулы для получения энергии, поэтому кетоновые тела высвобождаются в кровь для использования периферическими тканями, включая мозг.
Когда кетоз вызывается ограничением углеводов, его иногда называют питательным кетозом.. Низкоуглеводная диета с умеренным содержанием белка, которая может привести к кетозу, называется кетогенной диетой. Кетоз хорошо известен как средство лечения эпилепсии, а также эффективен при лечении диабета 2 типа. Возможное влияние на ряд неврологических заболеваний, метаболический синдром, рак и другие состояния в настоящее время изучается.
Физиологический кетоз - это нормальное физиологическое состояние, характеризующееся повышенным уровнем кетонов в сыворотке и нормальным уровнем глюкозы в крови и pH крови. Увеличение производства кетоновых тел - это реакция на низкий уровень глюкозы, который создает альтернативный источник энергии для мозга. Физиологический кетоз может быть результатом любого состояния, которое увеличивает окисление жирных кислот, включая голодание, длительные физические упражнения или диеты с очень низким содержанием углеводов, такие как кетогенная диета. Когда физиологический кетоз вызывается ограничением углеводов, его иногда называют диетическим кетозом. Уровни кетонов обычно остаются ниже 3 мМ.
Кетоацидоз - это патологическое состояние неконтролируемого производства кетонов, которое приводит к метаболическому ацидозу. Кетоацидоз чаще всего вызывается дефицитом инсулина при диабете 1 типа или поздней стадии диабета 2 типа, но также может быть результатом хронического употребления алкоголя, отравления салицилатом или приема изопропилового спирта. Кетоацидоз вызывает значительные нарушения обмена веществ и представляет собой неотложную медицинскую помощь, угрожающую жизни. Кетоацидоз отличается от физиологического кетоза, поскольку он требует нарушения нормальной регуляции производства кетоновых тел.
Повышенный уровень кетонов в крови чаще всего вызван ускоренным производством кетонов, но также может быть вызван потребление экзогенных кетонов или прекурсоров.
Когда запасы гликогена и глюкозы в крови низкие, происходит метаболический сдвиг, чтобы сохранить глюкозу для мозга, который не может использовать жирные кислоты для получения энергии. Этот сдвиг включает усиление окисления жирных кислот и выработку кетонов в печени в качестве альтернативного источника энергии для мозга, а также для скелетных мышц, сердца и почек. Низкие уровни кетонов всегда присутствуют в крови и повышаются в условиях низкой доступности глюкозы. Например, после ночного голодания 2-6% энергии поступает из кетонов, а после 3-дневного голодания эта цифра увеличивается до 30-40%.
Количество углеводов, необходимое для того, чтобы вызвать состояние кетоза. является переменной и зависит от уровня активности, чувствительности к инсулину, генетики, возраста и других факторов, но кетоз обычно возникает при потреблении менее 50 граммов углеводов в день в течение как минимум трех дней.
Новорожденные, беременные и кормящие женщины - это группы населения, у которых физиологический кетоз развивается особенно быстро в ответ на такие энергетические проблемы, как голодание или болезнь. Это может прогрессировать до кетоацидоза на фоне болезни, хотя встречается редко. Склонность к выработке кетонов у новорожденных обусловлена их диетой с высоким содержанием жиров грудного молока, непропорционально большой центральной нервной системой и ограниченным гликогеном в печени.
Предшественники кетоновых тел включают жирные кислоты из жировая ткань или диета и кетогенные аминокислоты. Образование кетоновых тел происходит посредством кетогенеза в митохондриальной матрице клеток печени.
Жирные кислоты могут высвобождаться из жировой ткани с помощью передачи сигналов адипокином о высоких уровнях глюкагона и эпинефрина и низких уровнях инсулина. Высокий уровень глюкагона и низкий уровень инсулина соответствуют временам низкой доступности глюкозы, таким как голодание. Жирные кислоты, связанные с коферментом A, позволяют проникать в митохондрии. Попав внутрь митохондрии, связанные жирные кислоты используются в качестве топлива в клетках преимущественно за счет бета-окисления, которое отщепляет два атома углерода от молекулы ацил-КоА в каждом цикле с образованием ацетил-КоА. Ацетил-КоА входит в цикл лимонной кислоты, где он подвергается альдольной конденсации с оксалоацетатом с образованием лимонной кислоты ; лимонная кислота затем входит в цикл трикарбоновых кислот (TCA), который дает очень высокий выход энергии на углерод в исходной жирной кислоте.
Ацетил-КоА может метаболизироваться в цикле TCA в любой клетке, но он также может подвергаться кетогенезу в митохондриях клеток печени. Когда доступность глюкозы низкая, оксалоацетат отводится от цикла TCA и вместо этого используется для производства глюкозы посредством глюконеогенеза. Такое использование оксалоацетата в глюконеогенезе может сделать его недоступным для конденсации с ацетил-КоА, предотвращая вход в цикл TCA. В этом сценарии энергия может быть получена из ацетил-КоА посредством производства кетонов.
В кетогенезе две молекулы ацетил-КоА конденсируются с образованием ацетоацетил-КоА через тиолазу. Ацетоацетил-КоА кратковременно соединяется с другим ацетил-КоА через ГМГ-КоА-синтазу с образованием гидрокси-β-метилглутарил-КоА. Гидрокси-β-метилглутарил-КоА образуют ацетоацетат кетонового тела через HMG-CoA-лиазу. Затем ацетоацетат может обратимо превращаться в другое кетоновое тело - D-β-гидроксибутират - через D-β-гидроксибутиратдегидрогеназу. В качестве альтернативы ацетоацетат может спонтанно разлагаться до третьего кетонового тела (ацетон) и диоксида углерода, что приводит к образованию гораздо более высоких концентраций ацетоацетата и D-β-гидроксибутирата. Образовавшиеся кетоновые тела не могут быть использованы печенью для получения энергии, поэтому они экспортируются из печени для снабжения энергией головного мозга и периферических тканей.
Помимо жирных кислот, дезаминированные кетогенные аминокислоты могут также превращаться в промежуточные соединения в цикле лимонной кислоты и производить кетоновые тела.
Уровень кетонов можно измерить путем анализа мочи, крови или дыхания. Есть ограничения в прямом сравнении этих методов, поскольку они измеряют различные кетоновые тела.
Тест на кетонурию с использованием полосок с реагентами Bayer Ketostix Анализ мочи является наиболее распространенным методом тестирования на кетоны. В тест-полосках мочи используется реакция нитропруссида с ацетоацетатом для получения полуколичественного измерения, основанного на изменении цвета полоски. Хотя бета-гидроксибутират является преобладающим циркулирующим кетоном, тест-полоски мочи измеряют только ацетоацетат. Кетоны в моче часто плохо коррелируют с уровнями в сыворотке из-за вариабельности экскреции кетонов почками, влияния гидратационного статуса и функции почек.
Кетоновые измерители на пальце позволяют проводить мгновенное тестирование уровня бета-гидроксибутирата в крови, аналогично глюкометрам. Уровень бета-гидроксибутрата в крови также можно измерить в лаборатории.
Кетоз, вызванный кетогенной диетой, является давно принятым методом лечения рефрактерных эпилепсия. Впервые он был использован в 1920-х годах и в настоящее время широко применяется для лечения детей и взрослых пациентов.
Кетоз, вызванный очень низкоуглеводной диетой, считается эффективным средством лечения диабета. 2 диабет и может улучшить показатели глюкозы в крови даже при уменьшении или прекращении приема противодиабетических препаратов. Кетоз может быть эффективным лечением для этой группы населения за счет снижения пищевой нагрузки глюкозы, повышения чувствительности к инсулину, а также снижения выработки глюкозы в печени. Это приводит к снижению уровня глюкозы и инсулина натощак и гемоглобина A1c, а также к снижению потребности в экзогенном инсулине.
Кетоз может улучшить маркеры метаболический синдром за счет снижения уровня триглицеридов в сыворотке крови, повышения липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), а также увеличения размера и объема липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) частицы. Эти изменения согласуются с улучшенным липидным профилем, несмотря на потенциальное повышение уровня общего холестерина.
Кетоз исследуется на предмет растущего числа состояний, однако клинические рекомендации поскольку эти условия еще не могут быть созданы на основе текущего уровня доказательств.
Неврологические заболевания: В дополнение к его использованию при эпилепсии, кетоз изучается при других неврологических заболеваниях из-за его предполагаемых нейропротекторных эффектов, включая болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз (БАС), аутизм, мигрень головная боль, нейротравма, боль, болезнь Паркинсона и нарушения сна.
рак : Доклинические исследования показали, что кетоз может иметь противоопухолевые эффекты, хотя клинические испытания были ограничены небольшими размерами выборки и не показали убедительных результатов.
Гликогеноз Сообщалось, что кетоз облегчает симптомы, связанные с гликогенозом как в некоторых болезнях накопления гликогена. GSD, которые характеризуются неспособностью тканей использовать запасы гликогена, такие как болезнь Макардла, можно лечить с помощью кетогенной диеты, гарантируя, что ткани используют кетоновые тела для получения энергии, а не нарушают пути утилизации гликогена. для гликолиза.
Другие состояния: Появляются доказательства использования кетоза при других состояниях, таких как диабет 1 типа, неалкогольная жировая болезнь печени, угри, поликистоз почек и синдром поликистозных яичников, хотя качество доказательств ограничено небольшими размерами выборки.
Безопасность кетоза от низкоуглеводных диет часто ставится под сомнение врачами, исследователями и средствами массовой информации. Общая проблема безопасности связана с неправильным пониманием разницы между физиологическим кетозом и патологическим кетоацидозом. Также продолжаются споры о том, является ли хронический кетоз здоровым состоянием или фактором стресса, которого следует избегать. Некоторые утверждают, что люди эволюционировали, чтобы избежать кетоза и не должны находиться в кетозе долгое время. Контраргумент состоит в том, что нет физиологической потребности в диетических углеводах, поскольку адекватная энергия может быть произведена посредством глюконеогенеза и кетогенеза бесконечно. В качестве альтернативы было предложено, что переключение между кетотическим состоянием и состоянием сытости положительно влияет на метаболическое и неврологическое здоровье. Эффекты поддержания кетоза на срок до двух лет известны из исследований людей, соблюдающих строгую кетогенную диету при эпилепсии или диабете 2 типа, и они включают краткосрочные побочные эффекты, ведущие к потенциально долгосрочным. Однако литературы о более долгосрочных эффектах или прерывистом кетозе не хватает.
Некоторые лекарства требуют внимания в состоянии кетоза, особенно некоторые классы лекарств от диабета. Препараты с ингибитором SGLT2 связаны со случаями эугликемического кетоацидоза - редкого состояния с высоким содержанием кетонов, вызывающего метаболический ацидоз с нормальным уровнем глюкозы в крови. Обычно это происходит из-за пропущенных доз инсулина, болезни, обезвоживания или соблюдения низкоуглеводной диеты во время приема лекарств. Кроме того, препараты, используемые для прямого снижения уровня глюкозы в крови, включая инсулин и сульфонилмочевины, могут вызвать гипогликемию, если их не титровать до начала диеты, которая приводит к кетозу.
Наиболее частые побочные эффекты кетоза включают головную боль, усталость, головокружение, бессонницу, трудности с переносимостью физических нагрузок, запоры и тошноту, особенно в первые дни и недели после начала кетогенной диеты. Дыхание может приобретать сладкий фруктовый вкус из-за выработки ацетона, который выдыхается из-за его высокой летучести.
Наиболее неблагоприятные последствия длительного кетоза наблюдаются у детей из-за его давнего применения в качестве средства лечения детской эпилепсии.. К ним относятся нарушение здоровья костей, задержка роста, гиперлипидемия и камни в почках.
Люди с панкреатитом не должны придерживаться кетоза, вызванного кетогенной диетой, из-за высокое содержание жиров в пище. Кетоз также противопоказан при недостаточности пируваткарбоксилазы, порфирии и других редких генетических нарушениях жирового обмена.
В молочных продуктах крупного рогатого скота, кетоз обычно возникает в течение первых недель после рождения теленка и иногда называется ацетонемией. Это результат дефицита энергии, когда потребление неадекватно для компенсации повышенных метаболических потребностей кормящих грудью. Повышенные концентрации β-гидроксибутирата могут подавлять глюконеогенез, потребление корма и иммунную систему, а также влиять на состав молока. Диагностические тесты на месте могут быть полезны для выявления кетоза у крупного рогатого скота.
У овец кетоз, подтвержденный гиперкетонемией с содержанием бета-гидроксибутирата в крови более 0,7 ммоль / L, называется токсикозом беременных. Это может развиться на поздних сроках беременности у овец, вынашивающих многоплодную беременность, и связано со значительными метаболическими потребностями беременности. У жвачных животных, поскольку большая часть глюкозы в пищеварительном тракте метаболизируется организмами рубца, глюкоза должна поступать в организм посредством глюконеогенеза. Токсемия при беременности чаще всего возникает на поздних сроках беременности из-за метаболических потребностей в результате быстрого роста плода и может быть вызвана недостаточным потреблением калорий из-за погодных условий, стресса или других причин. Быстрое выздоровление может произойти после естественных родов, кесарева сечения или искусственного аборта. Профилактика с помощью надлежащего кормления и других методов лечения более эффективна, чем лечение токсемии на поздних стадиях беременности.
| Классификация | D |
|---|
