酮体是人体内脂肪在肝脏代谢的中间产物,包括β-羟丁酸、乙酰乙酸和丙酮[1]。肝脏有较强的合成酮体的酶系,但不能利用酮体,故酮体经由肝脏产生后随血液循环运输到其他组织进行利用,当酮体产生能力超过机体组织利用能力时,就会出现酮症,酮体过多既可参与机体供能又能导致机体酸中毒,引起酸碱平衡紊乱,酮症对于临床一些疾病的诊断及预后具有重要的意义。本文就尿中酮体的临床意义及研究进展做一综述。
2.酮体代谢
2.1.酮体概念
酮体是人体内脂肪酸在肝脏氧化分解的中间产物,包括β-羟丁酸、乙酰乙酸及丙酮,分别约占78%、20%和2%[1]。
2.2.酮体生成
酮体主要是在肝脏细胞线粒体中生成。酮体生成是对血液中葡萄糖水平低下或是细胞中的糖原耗竭的一种反应,使脂肪酸在β-氧化中被酶降解而形成乙酰辅酶A,在正常情况下,乙酰辅酶A被进一步氧化,而其中的能量以电子的形式被转移给还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和还原型黄素腺嘌呤二核苷酸或是在三羧酸循环中被固定在鸟苷三磷酸中。然而,若是在β-氧化中生成的乙酰辅酶A量超过了三羧酸循环的处理能力或是因为三羧酸循环中间产物如草酰乙酸的量少而使得循环的效率低下,此时乙酰辅酶A就会被用于生成乙酰乙酸、丙酮和β-羟丁酸,合称为酮体,他们被运出肝脏进行分解利用[1]。
2.3.酮体种类
3)β-羟丁酸,该物质根据国际纯粹与应用化学联合会的系统命名法,从严格意义上来说该物质并不是酮。
2.4.酮体产生意义
2.5.酮体利用
体内产生酮体后,被血液从肝脏带出到肝外,当肝外组织需要从酮体中获得能量时,会经过以下步骤:1)β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶的作用下脱氢生成乙酰乙酸;2)乙酰乙酸在β-酮酰辅酶A转移酶的作用下被活化成乙酰乙酰辅酶A,这一步骤中提供辅酶A的是三羧酸循环的中间产物琥珀酰辅酶A;3)乙酰乙酰辅酶A在硫解酶的作用下与辅酶A结合裂解为两分子的乙酰辅酶A,这两分子的乙酰辅酶A可以进入三羧酸循环而释放能量。由此肝外组织可获得能量[1]。
2.6.酮体产生的利与弊
当糖代谢发生障碍,脂肪分解增多,酮体产生速度超过机体组织利用速度时,可出现酮血症(ketonemia),酮体血浓度一旦超过肾阈值(70g/L),酮体经肾小球的滤过量超过肾小管的重吸收能力,就可产生酮尿(ketonuria)[2]。酮体的出现有利有弊,弊端在于酮体中的乙酰乙酸和β-羟丁酸都是酸性物质,如果这些酮体在体内水平过高,大量堆积,会引起酸中毒,例如在未经治疗的I型糖尿病(糖尿病酮症酸中毒)[3]与饮酒狂欢而未进食足量的碳水化合物(酒精性糖尿病酸中毒)[4]的情况下会发生;好处在于机体产生少量的酮体能被肌肉组织利用,可抑制肌肉蛋白质的分解,减少对葡萄糖的需求,以保证脑组织、红细胞对葡萄糖的需要,另外李变霞[5]和刘桂贤[6]的研究表明,酮体还能够抑制癫痫的发作,具体机制尚不清楚。
3.酮体检测
可检测血液或者尿液中的酮体来判断机体是否出现酮体积聚,但酮体检测受多方面因素的影响。
3.1.酮体检测样本
若血中酮体增加,会形成酮血症,过多的酮体从尿中排出,形成酮尿症,因此,血酮体及尿酮体检测对诊断酮症酸中毒具有重要的意义。闵彦[7]报道了用尿酮体替代血酮体快速检测糖尿病酮症酸中毒患者酮体积聚情况,方法简便,结果准确可靠,达到快速诊断的目的。另外,随着医疗科学技术的不断发展与进步,尿液分析从传统的手工检测逐渐转化成自动化分析,使实验结果敏感性以及精密性得到了提高,为临床上快速诊断提供了依据。因此,用尿酮体代替血酮体检测体内酮体含量不失为一种简易、快速、方便、准确、可靠地检测手段。
3.2.酮体检测方法
酮体的定性检测方法有酮体粉法、朗格(Lange)法、乙酰乙酸检查(Gerhardt)法。酮体粉法和朗格法对丙酮的敏感度为100mg/L;对乙酰乙酸的敏感度为80mg/L。乙酰乙酸检查法对乙酰乙酸的敏感度为700mg/L。干化学试剂带法是目前临床上常用的尿酮体筛选方法,为半定量分析,检测过程简易快速,尤其适合床边检验,但不同试剂带对乙酰乙酸和丙酮的灵敏度不一。上述方法均不与β-羟丁酸反生反应,大约有10%体内仅有β-羟丁酸升高的患者尿酮体检测可为阴性。目前临床上使用尿液自动分析仪,既方便又准确[3][8][9]。
3.3.酮体检测注意事项
4.酮体检测在临床诊断中的意义
血中酮体过多,出现酮症,从尿中排出,则出现酮尿。临床上常见的酮尿可能为病理状态,也可能为生理状态下的病理症状。
4.1.酮体与糖尿病酮症酸中毒
4.2.酮体与非糖尿病酮症酸中毒性疾病
4.3.酮体与特殊病毒感染
4.4.酮体与药物中毒
临床上使用一些药物可以导致尿酮体阳性,例如服用双胍类降糖药(如降糖灵)等由于药物有抑制细胞呼吸的作用,可出现血糖已降,但尿酮阳性的现象。蒋成霞[30]报告了3例氯氮平致酮症酸中毒的病例,以往国内未见报道,而有文献报道美国近20年有20例氯氮平引起糖尿病重症,其中10例为酮症酸中毒(DKA)[31]氯氮平是一种很有效的抗精神分裂症的药物,可导致酮症酸中毒,其机制与胰岛素分泌过多和胰岛素抵抗,诱发2型糖尿病有关[32];另外于秀平[33]也报道了一例使用氯丙嗪和氯氮平后突发糖尿病酮症酸中毒昏迷,经对症治疗后,病情好转,酮体转阴,改用利培酮合并安坦抗精神病治疗。因此,在长期服用抗精神症状药物过程中,应监测血糖、血脂、血酮体变化,避免不良事件的发生。
4.5.酮体与特殊人群
4.6.酮体与特殊情况(难治性癫痫)
以上情况是尿中酮体阳性的负面影响,但在特殊疾病(难治性癫痫)时,尿酮体增加有利于控制疾病。生酮饮食是一种含高比例脂肪、足够蛋白质和低碳水化合物的特殊配方饮食,通过模拟饥饿过程让机体达到和维持酮症状态,从而抑制癫痫的发作,具体机制尚不清楚,李变霞[5]和刘桂贤[6]利用生酮饮食治疗药物难以控制的难治性癫痫患儿,发现血酮体处于1.5mmol/L~3.0mmol/L,尿酮体达3+,而病人无不适症状时,继续生酮饮食治疗,癫痫发病次数明显减少,但一定要严密观察生酮饮食的不良反应,如低血糖发作,消化不良,电解质紊乱、酸中毒等,及时对症处理,以免不良结果的发生,保证治疗的安全性,从而使生酮饮食治疗能够继续维持。
综上所述,引起尿酮体阳性的因素很多,故而在临床工作中,当尿酮体出现阳性时,除了要考虑某些疾病的因素,还要考虑某些生理因素,或者是某些生理因素情况下的病理状态,以及某些特殊人群,特殊治疗以及检测的误差等多方面的因素,便于临床大夫对尿酮体检测阳性做出准确的判断,给予相对应的处理与治疗,降低并发症及死亡率,提高治愈率。