кетоновые тела чем выводить
Низкоуглеводные диеты и кетоновые тела: как это работает?
То, что низкоуглеводные диеты и питание по принципу LCHF (low carb, high fat) представляют собой эффективный способ контроля за массой тела – давно признанный медицинский факт. Более того, это одна из немногих схем питания, которые действительно работают, как средство для похудения, что было наглядно продемонстрировано в большом количестве проспективных исследований [1]. Что еще более важно – такая диета имеет под собой прочную научную базу, которая объясняет ее эффективность с точки зрения физиологии и биохимии.
Основываются низкоуглеводные диеты на двух «китах». Первое – это поддержание правильного баланса притока и расхода энергии. Второе – перевод органов и тканей нашего тела на использование альтернативного энергетического топлива и расщепление жиров вместо глюкозы [2]. Более подробно о механизмах энергоснабжения клеток мы уже рассказывали вот в этой статье. Здесь мы только вкратце повторим несколько основных тезисов:
Теперь, когда стало ясно, как организовано энергоснабжение организма, механизм низкоуглеводных диет получает понятное научное обоснование: если мы ограничим поступление глюкозы, то наши ткани будут вынуждены расщеплять жиры, расходуя накопленные в подкожно-жировой клетчатке запасы.
Неужели все так просто?
Разумеется, нет. Человеческий организм – настолько сложная система, что вмешиваясь в его внутренние процессы, далеко не всегда получается сразу учесть все нюансы. Именно такую ошибку допустили пионеры в разработке низкоуглеводных диет. Дело в том, что изначально предлагалось полностью отказаться от употребления любых углеводов: простых, сложных, полисахаридных и вообще всех. Это в корне неверный подход, за который его адептов медицинское сообщество подвергло обоснованной критике. Ведь, как выяснилось, полностью без углеводов наш организм функционировать попросту не способен [4]. Небольшой их приток все равно нужен для работы мозга, они необходимы для правильного пищеварения, без них клетки иммунной системы не смогут синтезировать антитела и т.д.
Однако, научную обоснованность низкоуглеводных диет невозможно было отрицать. Поэтому со временем были разработаны более грамотные, в отличие от первых категорических запретов, схемы питания. Так, например, исключать из рациона следует только простые углеводы: сладости, фаст-фуд, сладкие газированные напитки, выпечку и т.д. А вот продукты, содержащие сложные углеводы в виде полисахаридов: целлюлозы, пектинов, растительной клетчатки и др. необходимо обязательно оставить. Правильность соблюдения диеты можно без труда проконтролировать и объективными, лабораторными методами: содержание глюкозы в крови не должно быть меньше 3,58 ммоль/л [5].
А как связаны низкоуглеводные диеты и кетоны?
Второй «подводный камень» низкоуглеводных диет заключается в том, что, как оказалось, не все наши органы способны для выработки энергии использовать жиры вместо глюкозы. Например, к ним относятся надпочечники, хрусталик, корковое вещество почек, клетки внутреннего слоя сосудов, эпителиальные клетки кишечника и, что еще более важно – головной мозг. Однако, в этих случаях природа уже позаботилась о том, чтобы найти альтернативное энергетическое топливо. Им стали кетоновые тела – небольшая группа соединений, которые вырабатываются в нашей печени из тех же самых жирных кислот.
Для человеческого метаболизма основное значение имеют три представителя кетоновых тел: β-гидроксибутират, ацетоацетат и ацетон. Но при этом ацетон, как наверняка известно большинству наших читателей – очень летуч. А ацетоацетат быстро распадается с образованием того же ацетона и углекислого газа. Так что, основным энергетическим топливом из этого списка остается только β-гидроксибутират. Его молекула имеет относительно небольшой размер и отлично растворяется в воде. Это позволяет данному кетону легко перемещаться из крови непосредственно к клеткам головного мозга – как говорят медики: преодолевать гематоэнцефалический барьер [6].
Зафиксируем: при переходе на низкоуглеводную диету наш организм начинает использовать запасенные жиры, а для органов, которые на это не способны, синтезирует кетоны из тех же жиров.
Такое состояние (когда жирные кислоты метаболизируются до кетоновых тел в печени) называют кетозом. Причем кетозом физиологическим – это подчеркивает его отличие от кетоза патологического, возникающего, например, как серьезное осложнение сахарного диабета. При физиологическом кетозе контроль над выработкой кетоновых тел сохраняется в полной мере – их образуется ровно столько, сколько требуется для энергоснабжения тканей. Именно поэтому данное состояние также называют контролируемым кетозом [7].
Чем в этом случае поможет приток кетоновых тел извне?
Очень логичный вопрос. Ведь вышеописанный механизм подразумевает, что кетоны вырабатываются из тех жирных кислот, который уже имеются в организме, из его собственных запасов. Соответственно, если мы вдруг начнем вводить кетоновые тела извне, расщепление собственных жировых запасов несколько затормозится.
На первый взгляд это, вроде бы, плохо: ведь мы-то ставили цель похудеть! Причем, как можно быстрее. Но вот именно против этого самого «быстрее!» и выступает в последние годы все медицинское сообщество врачей и ученых. В доказательство их позиции можно привести огромное количество исследований, которые утверждают, что стремительная потеря массы тела на фоне дефицита углеводов – опасный для здоровья человека процесс! [8]
Именно эту особенность сегодня называют третьим «подводным камнем» низкоуглеводных диет. На настоящий момент уже доказано, что резкий переход на схему питания LCHF и быстрая потеря массы тела могут иметь следующие негативные последствия:
Решение – экзогенные кетоны
И вот именно тут на сцену выходят кетоновые тела, вводимые извне, то есть, экзогенные кетоны. Их прием позволяет перейти на схему питания LCHF максимально плавно и эффективно худеть без острых последствий.
Исследования последних лет показали, что оптимальный способ вызвать экзогенный кетоз – это прием функциональных продуктов здорового питания, содержащих кетоновые тела [14]. Как мы уже говорили, основой таких продуктов становится β-гидроксибутират, как самое стабильное соединение. Ученые в основном рассматривают два варианта его применения: в виде эфиров и в виде солей. Однако, эфиры β-гидроксибутирата обладают резким и не очень приятным вкусом и запахом. А вот его соли таких недостатков лишены и именно они сегодня становятся основным типом экзогенных кетонов, предназначенных для приема внутрь [15].
Отечественный лидер по изготовлению функциональных продуктов здорового питания на основе экзокетонов – компания VILAVI INT LTD. Базовым таким продуктом служит разработка ее специалистов под названием T8 ERA EXO. Это концентрат, содержащий натриевые, кальциевые и магниевые соли β-гидроксибутирата и предназначенный для самостоятельного приготовления энергетического напитка.
Кроме того, компания VILAVI производит и ряд продуктов, которые помогут вам комфортно соблюдать низкоуглеводную диету. Это, например, ягодные десерты T8 Manana, линейка легких закусок T8 Bang на основе льняных семян и печенье Т8 Tute, не содержащее сахара.
Все эти продукты специально разработаны для использования в комплексе. Они позволят мягко и без всяких физиологических или психологических проблем перейти на схему питания LCHF, а затем оставаться на ней, не отказывая себе во «вкусненьком». Это крайне важный момент для успешного похудения. По данным статистических исследований больше чем в половине случаев люди отказываются от диеты именно по причине растущей неудовлетворенности своим рационом питания. Низкоуглеводные продукты компании VILAVI эффективно решают эту проблему.
В заключение
Итак, подытоживая, можно сказать, что современный научный взгляд на низкоуглеводные диеты складывается из нескольких тезисов:
Запах ацетона изо рта говорит о нарушениях обмена веществ в организме. Этот симптом сопровождает кетонемию (ацетонемию) ― состояние, характеризующееся повышением концентрации кетоновых тел в крови. Кетоны участвуют в энергетическом обмене, активно используются головным мозгом и мышцами. В нормальных условиях их концентрация в крови ничтожно мала. Если синтез преобладает над утилизацией, кетоновые тела накапливаются. Процесс их окисления сопровождается образованием ацетона. Вещество выводится из организма через легкие, почки и кожу, обуславливая характерный запах выдыхаемого воздуха, мочи, пота и других секретов.
Причины появления запаха ацетона изо рта
Кетоновые тела образуются в организме при активизации альтернативных механизмов получения энергии, а именно, кетогенеза. Этот путь в норме обычно активизируется только при голодании, когда организм испытывает дефицит углеводов.
Кетоновые тела представлены ацетоуксусной и бета-оксимасляной кислотами, а также ацетоном. Это продукты метаболизма ацетил-коэнзима А (ацетил-КоА). Вещество образуется при распаде белков или жиров. Кетоновые тела синтезируются в печени и утилизируются в периферических тканях. Дисбаланс между выработкой и распадом кетоновых тел ведет к накоплению последних. Причинами могут быть особенности функционирования организма, специфический образ жизни или патологические состояния.
Диета
Питание с выраженным дефицитом углеводов, а также преобладанием белков и жиров в рационе заставляет организм получать энергию из кетоновых тел. Запах ацетона может появиться уже на 3-4-й день малоуглеводного питания. Кетогенная диета обычно применяется по медицинским показаниям и под контролем врача. О появлении специфического запаха ацетона необходимо сообщить доктору.
Высокие нагрузки при неполноценном питании
Запах ацетона изо рта у взрослого может возникнуть на фоне тяжелого физического труда или интенсивных занятий в спортзале при условии, что человек не получает минимально необходимое количество углеводов. Именно они являются источником энергии для мышц. Если человек тяжело работает и плохо питается несколько дней подряд, в организме вырабатываются кетоны, что может проявляться неприятным запахом.
Запах ацетона изо рта у ребенка может быть обусловлен лихорадкой на фоне вирусного заболевания. Такое состояние часто сопровождается снижением аппетита, что еще больше усугубляет проблему. Достаточно быстро запасы гликогена в организме истощаются, поэтому запускается синтез кетоновых тел.
Спровоцировать ацетоновый запах также может сильный стресс. Эмоциональное потрясение сопровождается возбуждением нервной системы и быстрым использованием углеводных резервов. Гормоны надпочечников стимулируют распад белков и жиров. В результате возникают благоприятные условия для повышения концентрации кетонов в крови.
Хроническое отравление алкоголем
При частом и длительном употреблении спиртных напитков метаболизм перестраивается. Переработка спирта в печени стимулирует образование кетоновых тел. Гипогликемия способствует разрушению мышц и запуску кетогенеза. Однако организм не в состоянии утилизировать такое большое количество кетонов, что ведет к существенному повышению уровня ацетона в крови. Если у человека, злоупотребляющего алкоголем, изо рта пахнет ацетоном, необходимо срочно обратиться за помощью. Такой симптом является предвестником опасных нарушений в организме.
Сахарный диабет
Если обнаруживается, что у взрослого пахнет ацетоном изо рта, врачи в первую очередь подозревают сахарный диабет первого типа. При этом состоянии организм страдает от дефицита инсулина, в результате чего метаболизм углеводов замедляется и начинается активный распад жиров (липолиз), который должен покрыть потребности в энергии. Одновременно с этим окисление жирных кислот сопровождается выработкой кетоновых тел. Достаточно быстро уровень ацетона в крови повышается, что проявляется соответствующим запахом.
Другие причины
Другими заболеваниями, при которых может возникать запах ацетона изо рта, являются:
Запах ацетона – опасно или нет?
Запах ацетона изо рта тяжело не заметить, поскольку он похож на аромат моченых яблок и сильно привлекает внимание. Состояние всегда указывает на то, что обмен веществ протекает с некоторыми особенностями. Как вариант нормы такая ситуация допустима только при соблюдении кетогенной диеты и обязательно под контролем врача, которого необходимо информировать о любых изменениях в самочувствии. Иногда запах ацетона говорит о том, что пациенту требуется скорректировать режим питания, увеличить количество жидкости или вовсе отменить диету, поскольку организм не справляется с утилизацией кетоновых тел.
Во всех остальных случаях запах ацетона рассматривают как симптом ацетонемического синдрома. Состояние сопровождается множественными нарушениями в организме, проявляется отсутствием аппетита, слабостью, сонливостью и головными болями. В результате интоксикации ацетоном развивается ацетонемический криз. Состояние проявляется неукротимой рвотой, отсутствием возможности принимать пищу, спазмами в животе и повышением температуры тела. Обезвоживание опасно полиорганной недостаточностью. Чтобы предотвратить неблагоприятные последствия, необходимо вовремя обратиться за медицинской помощью.
Что делать, если изо рта пахнет ацетоном?
При подтверждении ацетонемического синдрома необходимо установить причины кетоза. Первично этим занимается терапевт или педиатр. При наличии специфических симптомов заболевания пациента направляют к профильному специалисту (эндокринологу, неврологу, гастроэнтерологу и др.).
Лечение при запахе ацетона изо рта
Симптоматическое лечение кетоза подразумевает следующие мероприятия:
В комплексной медикаментозной терапии применяют противорвотные препараты, гепатопротекторы, кофакторы углеводного обмена и ферменты поджелудочной железы. Параллельно проводится этиотропная терапия. Лечение подбирается в персональном порядке с учетом общего состояния пациента и сопутствующих заболеваний.
При появлении характерного запаха ацетона изо рта обращайтесь в многопрофильный медицинский центр «МедПросвет». В клинике можно проконсультироваться с врачами общей практики (терапевт или педиатр) и узкопрофильными специалистами. Врачи центра составят для Вас индивидуальную программу диагностики причины кетоза и подберут лечения, которая включает симптоматическую терапию и мероприятия по лечению основного заболевания.
Записаться на первичный прием к врачу общей практики можно по телефону +7(812)374-84-00 или оставив заявку предварительной записи на сайте.
Что такое голодные кетоны и нужно ли их бояться
Большинство диабетиков боятся кетонов. Вспоминая прошлый опыт воображение сразу рисует в голове капельницы, больничную койку, слабое немощное состояние, дикую жажду и противный запах сладко-прелых фруктов. Брррр!
Но не стоит путать состояние кетоза, когда в крови повышен уровень кетонов, но сахар при этом в пределах нормы, с кетоАЦИДОЗОМ, когда кетоны и уровень глюкозы крови повышены, а организм обезвожен.
В этом материале хочется подробнее остановится на ГОЛОДНЫХ КЕТОНАХ. Многие диабетики обнаруживают их у себя по утрам. Откуда они берутся, почему и надо ли их бояться?
Наш организм способен получать энергию из двух источников: внешних (еда) и внутренних (запасы гликогена и жира). Если вы соблюдаете строгую диету; едите мало пищи, богатой углеводами; регулярно занимаетесь активной физической нагрузкой, испытываете сильный стресс или есть проблемы с пищеварением и усвоением пищи, то чтобы обеспечить себя энергией, организм начинает использовать припасы из жирового депо.
Откуда берутся голодные кетоны у диабетиков
Симптомы повышенного уровня кетоновых тел
Все индивидуально. Стандартные симптомы следующие: чувство разбитости, усталости, легкая тошнота, озноб. Особо чувствительные могут испытывать при этом состояние, схожее с лихорадкой во время гриппа или простуды. А кто-то и вовсе не ощущает никаких симптомов.
Опасны ли голодные кетоны
Зависит от состояния здоровья в целом, вашего самочувствия, и того, насколько сильно кетоны повышены. В целом же, ученые пришли к выводу, что незначительное повышение уровня кетоновых тел (при условии, что у вас при этом нормальное самочувствие, все в порядке с почками и компенсацией диабета) не опасно для здоровья. Если же наличие кетонов тревожит вас и приводит к плохому самочувствию, настоятельно рекомендуем обратиться к врачу.
Кетоновые тела в моче и кетонурия (кетоны в моче) — норма, симптомы, лечение
Присутствие кетоновых тел в моче называется кетонурией. Это ненормальное явление, так как причиной присутствия кетонов в моче является, прежде всего, диабет типа 1. Другие причины включают голодание, чрезмерную физическую нагрузку, алкоголизм и крайне низкое потребление углеводов.
Достаточно высокая концентрация кетоновых тел в моче означает, что организм для получения энергии использует жиры, а не глюкозу.
Что такое кетоновые тела?
Это соединения, которые возникают в результате биохимических изменений в жирах. Кетоновые тела образуются в печени, откуда они попадают в кровь. У здорового человека норма кетоновых тел в крови не должна превышать 0,2 ммоль / л.
Механизм образования кетоновых тел
Механизм образования кетоновых тел
» data-medium-file=»https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Механизм-образования-кетоновых-тел.jpg?fit=374%2C300&ssl=1″ data-large-file=»https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Механизм-образования-кетоновых-тел.jpg?fit=687%2C550&ssl=1″ loading=»lazy» src=»https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/%D0%9C%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BC-%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D1%85-%D1%82%D0%B5%D0%BB.jpg?resize=900%2C721&ssl=1″ alt=»Механизм образования кетоновых тел» width=»900″ height=»721″ srcset=»https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Механизм-образования-кетоновых-тел.jpg?w=900&ssl=1 900w, https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Механизм-образования-кетоновых-тел.jpg?resize=374%2C300&ssl=1 374w, https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Механизм-образования-кетоновых-тел.jpg?resize=687%2C550&ssl=1 687w, https://i0.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Механизм-образования-кетоновых-тел.jpg?resize=768%2C615&ssl=1 768w» sizes=»(max-width: 900px) 100vw, 900px» data-recalc-dims=»1″ /> Механизм образования кетоновых тел
Глюкоза является основным энергетическим материалом для клеток, но при ее недостатке энергия поступает из жиров. В моче и крови человека присутствуют 3 кетоновых тела: B-гидрокси-масляная кислота, ацетоуксусная кислота, ацетон.
Кетоны в моче — обратите внимание
Состояние, при котором кетоновые тела присутствуют в моче, называется кетонурия. Если в моче обнаружены кетоновые тела, это означает, что организм использует жиры для получения энергии. Может быть много причин, вызывающих кетонурию, наряду с сопутствующими симптомами.
Симптомы возникают, когда организм не в состоянии утилизировать углеводы. что приводит к сжиганию жира у пациентов с диабетом. У пациентов без диабета причиной кетонурии может быть недостаток углеводов. Главное, определить причину кетонов в моче как можно скорее и начать соответствующее лечение. Значение имеет каждый день задержки.
Симптомы, которые могут сопровождать кетонурию
Если есть кетоны в моче или симптомы, которые могут быть связаны с наличием кетонов в моче, следует немедленно обратиться к эндокринологу. Симптомы появляются при уже прогрессирующей кетонурии.
Признаки, которые могут указывать на наличие кетоновых тел:
Исследование мочевых кетоновых тел
Кетоновые тела могут быть обнаружены с помощью стрип-тестирования анализа мочи. Сдавать нужно утреннюю мочу среднего потока, когда первая порция мочи поступает в туалет, средняя часть — в специально подготовленный стерильный контейнер, а последняя — снова в туалет.
Тестирование анализа мочи
Тестирование анализа мочи
» data-medium-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Тестирование-анализа-мочи.jpg?fit=450%2C300&ssl=1″ data-large-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Тестирование-анализа-мочи.jpg?fit=825%2C550&ssl=1″ loading=»lazy» src=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/%D0%A2%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0-%D0%BC%D0%BE%D1%87%D0%B8.jpg?resize=900%2C600&ssl=1″ alt=»Тестирование анализа мочи» width=»900″ height=»600″ srcset=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Тестирование-анализа-мочи.jpg?w=900&ssl=1 900w, https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Тестирование-анализа-мочи.jpg?resize=450%2C300&ssl=1 450w, https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Тестирование-анализа-мочи.jpg?resize=825%2C550&ssl=1 825w, https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/02/Тестирование-анализа-мочи.jpg?resize=768%2C512&ssl=1 768w» sizes=»(max-width: 900px) 100vw, 900px» data-recalc-dims=»1″ /> Тестирование анализа мочи
Прежде чем собирать мочу, нужно помыться. В течение периода, предшествующего общему анализу мочи, не меняйте свою диету и не выполняйте слишком много упражнений.
Нормальный результат теста тела мочи на кетоны отрицательный. Если в моче обнаруживаются кетоновые тела, лечение должно быть начато немедленно.
Причины кетоновых тел в моче
Определив причину присутствия кетоновых тел в моче, врач начнет соответствующее лечение.
Кетоны в моче — норма ацетона в моче и интерпретация результата
Нормой кетонов в моче является отсутствие кетоновых тел. Любой положительный результат (кет в моче положительный) означает проблему в организме и требует дальнейшей диагностики. Следы кетонов в моче или их низкие уровни, например кетоны в моче 5 или кетоны в моче 15 мг / дл, могут указывать на:
Синдром гиперкетонемии у детей и подростков: патогенез, причины, диагностика
В статье представлены современные данные о физиологии энергетического обмена и роли в нем кетоновых тел. Рассмотрены основные причины избыточного образования кетонов, методы диагностики, подходы к лечению.
The article presents modern data on the physiology of energy metabolism and the role of ketone bodies in it. The main causes of excessive ketone formation, diagnostic methods, approaches to treatment are considered.
Часть 2. Начало статьи читайте в № 6, 2017 г.
Голодание
Голодание — это состояние организма, связанное с частичным или полным нарушением поступления пищи. В состоянии голодания резко снижаются источники энергии организма для важнейших структур организма. В условиях дефицита питательных веществ в организме образование энергии происходит за счет интенсификации глюкогенеза и синтеза кетоновых тел. Содержание глюкозы в крови уменьшается до нижних пределов нормы (3,5 ммоль/л) и на этом уровне поддерживается и в последующие периоды голодания. В печени при голодании глюкоза не в состоянии обеспечить должного количества оксалоацетата, поскольку ее просто нет в клетке. Поэтому при голодании жирные кислоты не «сгорают» в ЦТК, а превращаются в кетоновые тела.
Снижение запасов гликогена в печени сопровождается усиленным поступлением в нее свободных жирных кислот из адипоцитов. Концентрация жирных кислот в крови увеличивается в 3–4 раза по сравнению с постабсорбтивным состоянием. Уровень кетоновых тел в крови через неделю голодания повышается в 10–15 раз. В то же время дефицит углеводов тормозит окисление кетоновых тел, замедляя ресинтез их в высшие жирные кислоты [13].
Энергетические потребности мышц и большинства других органов удовлетворяются за счет жирных кислот и кетоновых тел. При низком уровне инсулина глюкоза в мышечные клетки не проникает, потребителями глюкозы являются инсулинонезависимые клетки и прежде всего клетки мозга, но и в этой ткани биоэнергетика частично обеспечивается кетоновыми телами. При такой концентрации ацетоуксусная кислота активно декарбоксилируется с образованием ацетона, который выводится с выдыхаемым воздухом и через кожу. Уже на 3–4 день изо рта и от кожи голодающего исходит запах ацетона.
Организм включает альтернативные способы выработки энергии — это глюконеогенез и синтез кетокислот, которые потребляются центральной нервной системой. При голодании повышается выброс глюкагона, который активирует липолиз в адипоцитах и окисление в печени. Количество оксалоацетата в митохондриях уменьшается, так как он, восстановившись до малата, выходит в цитозоль клетки, где опять превращается в оксалоацетат и используется в глюконеогенезе.
Глюконеогенез продолжается за счет распада тканевых белков. Аминокислоты образуются в результате распада мышечных белков и включаются в глюконеогенез при длительном голодании. Пируват образуется в печени из лактата и аланина. Аланин и глутамин являются наиболее важными глюкогенными аминокислотами при голодании. Пируват и метаболиты ЦТК способны образовывать оксалоацетат и включаться в глюконеогенез.
При голодании подавляется использование ацетил-КоА в ЦТК, и он используется исключительно для синтеза оксиметилглутарил-КоА, что приводит к увеличению образования кетоновых тел. В этих условиях кетоновые тела являются альтернативным (глюкозе) энергетическим материалом для мозга и других тканей. 75% потребности мозга в энергии удовлетворяется за счет ацетил-КоА [4].
Если голодание продолжается дни, недели — включаются другие гомеостатические механизмы, которые обеспечивают сохранение белковой структуры организма, замедляя глюконеогенез и переключая мозг на утилизацию кетоновых молекул. Сигналом для использования кетонов служит повышение их концентрации в артериальной крови. При длительном голодании наблюдаются крайне низкие концентрации инсулина в крови. В этом случае интенсивный кетогенез представляет собой компенсаторно приспособительную реакцию.
Интенсивность обмена веществ в целом снижена: через неделю голодания потребление кислорода уменьшается примерно на 40%, происходят торможение окислительных процессов в митохондриях и угнетение окислительного фосфорилирования с образованием АТФ, т. е. развивается гипоэнергетическое состояние.
Накапливаясь в крови, кетоновые тела подавляют секрецию и активность глюкокортикоидов, тем самым препятствуя разрушению структурных белков организма и угнетая секрецию глюкагона [2]. Если в это время голодающему вводить аланин или другие гликогенные аминокислоты, уровень глюкозы в крови повышается, а концентрация кетоновых тел снижается.
При голодании кетоз опасности не представляет, так как не достигает степени кетоацидоза. Последний развивается при сопутствующих факторах — дегидратации, алкогольной интоксикации и других состояниях.
Алкогольная интоксикация
Гиперпродукция кетокислот и кетоацидоз после чрезмерного употребления спиртного частое наблюдаемое состояние. Катаболизм этилового спирта осуществляется главным образом в митохондриях печени. Здесь окисляется от 75% до 98% введенного в организм этанола. Окисление алкоголя — сложный биохимический процесс. Основную роль в метаболизме этанола играет никотинамидадениндинуклеотид (NAD). Этот фермент превращает этанол в токсический метаболит — ацетальдегид и восстановленный NADH, а последний соответствует синтезу ацетоацетата и β-оксибутирата.
Алкогольдегидрогеназа катализирует обратимую реакцию, направление которой зависит от концентрации ацетальдегида и соотношения NADH/NAD + в клетке. Повышение концентрации ацетальдегида в клетке вызывает индукцию фермента альдегидоксидазы. В ходе реакции образуются уксусная кислота.
Полученная в ходе реакции уксусная кислота активируется под действием фермента ацетил-КоА-синтетазы. Реакция протекает с использованием кофермента А и молекулы АТФ. Образовавшийся ацетил-КоА, в зависимости от соотношения АТФ/АДФ и концентрации оксалоацетата в митохондриях гепатоцитов, может «сгорать» в ЦТК или использоваться на синтез жирных кислот или кетоновых тел.
На начальных стадиях алкоголизма ацетил-КоА в ЦТК — основной источник энергии для клетки. Избыток ацетил-КоА в составе цитрата выходит из митохондрий, и в цитоплазме начинается синтез жирных кислот.
В период острой алкогольной интоксикации, несмотря на наличие большого количества ацетил-КоА, недостаток оксалоацетата снижает скорость образования цитрата. В этих условиях избыток ацетил-КоА идет на синтез кетоновых тел. Увеличение концентрации NADH по сравнению с NAD + замедляет реакцию окисления лактата, увеличивается соотношение лактат/пируват. В крови возрастает концентрация лактата, это приводит к гиперлактацидемии и лактоацидозу. Повышение в крови содержания лактата, ацетоуксусной кислоты и β-гидроксибутирата служит причиной метаболического ацидоза при алкогольной интоксикации [14].
Способствует усиленному кетогенезу при алкогольной интоксикации гипогликемические состояния, связанные с рвотой и голоданием. Известно также, что у таких пациентов уровень инсулина в крови снижен, тогда как содержание кортизола, гормона роста, глюкагона и адреналина повышено. Этанол тормозит глюконеогенез. Дегидратация в этих случаях способствует кетогенезу.
Кетоз при нарушении гормональной регуляции
На уровень глюкозы в крови влияет широкий спектр гормонов, при этом только инсулин вызывает гипогликемический эффект. Контринсулярным действием с повышением уровня глюкозы крови обладают все гормоны: глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, адренокортикотропный (АКТГ), соматотропный (СТГ), тиреотропный (ТТГ), тиреоидные.
Эффекты инсулина и контринсулярных гормонов в норме регулируют стабильный уровень глюкозы в крови. При низкой концентрации инсулина усиливаются гипергликемические эффекты других гормонов, таких как глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды и гормон роста. Это происходит даже в том случае, если концентрация этих гормонов в крови не увеличивается.
Патогенез кетоза при избытке тироксина, глюкокортикоидов, соматотропина или/и других гормонов, в сущности, аналогичен уже рассмотренным механизмам гиперпродукции кетокислот вследствие избытка контринсулярных гормонов [6]. Известно, что в период усиленного роста, а также при гипертиреозе наступает значительное похудание.
Стресс
При стрессе активируется симпатическая нервная система и выброс контринсулярных гормонов, происходит истощение углеводных резервов организма, нарушается способность печени синтезировать и откладывать гликоген. Происходит избыточное поступление в печень неэтерифицированных жирных кислот. В результате повышенной продукции глюкокортикоидов идет распад белков и усиленное образование кетоновых тел из кетогенных аминокислот.
Гиперкортицизм
Ацетонемический синдром может быть первым клиническим проявлением гиперкортицизма, когда характерные признаки заболевания еще не сформировались.
Глюкокортикоиды способствуют усилению мобилизации нейтральных жиров из жировой ткани и тормозят липогенез. Но это действие в организме может перекрываться другими эффектами данных гормонов: способностью вызывать гипергликемию и стимулировать секрецию инсулина, накопление гликогена в печени, что приводит к торможению мобилизации жира и его отложению в жировой ткани; способностью в больших дозах задерживать жиромобилизующее и стимулирующее окисление жиров соматотропином.
Этим можно объяснить накопление жира в жировых депо при гиперкортицизме (болезни и синдроме Иценко–Кушинга). Кроме того, при этом состоянии увеличено образование дигидрокортизона, который стимулирует пентозный цикл и превращение углеводов в жиры. Кортикотропин, стимулируя секрецию глюкокортикоидов, может влиять на жировой обмен в том же направлении, но, помимо этого, обладает еще и экстраадреналовым жиромобилизующим действием [6].
Тиреотоксикоз
Избыток тиреоидных гормонов в крови может быть следствием заболеваний, проявляющихся гиперфункцией щитовидной железы. Тяжелым осложнением основного заболевания, сопровождающегося гиперфункцией щитовидной железы, является тиреотоксический криз, который представляет собой резкое обострение всех симптомов тиреотоксикоза. Чрезмерное поступление в кровь тироидных гормонов вызывает тяжелое токсическое поражение сердечно-сосудистой системы, печени, нервной системы и надпочечников. В клинической картине характерны резкое возбуждение (вплоть до психоза с бредом и галлюцинациями), которое затем сменяется адинамией, сонливостью, мышечной слабостью, апатией. Усиливаются диспепсические расстройства: жажда, тошнота, рвота, жидкий стул. Возможно увеличение печени. На этом фоне резко усиливаются процессы кетогенеза, что может спровоцировать симптомы ацетонемии.
Тироксин обладает жиромобилизующим эффектом. При гипертиреозе усилен обмен углеводов. Увеличена утилизация глюкозы тканями. Активируется фосфорилаза печени и мышц, следствием чего является усиление гликогенолиза и обеднение этих тканей гликогеном. Увеличивается активность гексокиназы и всасывание глюкозы в кишечнике, что может сопровождаться алиментарной гипергликемией. Активируется инсулиназа печени, что вместе с гипергликемией вызывает напряженное функционирование инсулярного аппарата и в случае его функциональной неполноценности может привести к развитию сахарного диабета. Усиление пентозного пути обмена углеводов способствует образованию НАДФ-Н2. В надпочечниках это вызывает повышение стероидогенеза и большее образование кортикостероидов [4].
Дефицит гормонов
Гипогликемия всегда встречается при пангипопитуитаризме — заболевании, характеризующемся снижением и выпадением функции передней доли гипофиза (секреции адренокортикотропина, пролактина, соматотропина, фоллитропина, лютропина, тиреотропина). В результате резко снижается функция периферических эндокринных желез. Однако гипогликемия встречается и при первичном поражении эндокринных органов (врожденная дисфункция коры надпочечников, болезнь Аддисона, гипотиреоз, гипофункция мозгового слоя надпочечников, дефиците глюкагона). При дефиците контринсулярных гормонов снижается скорость глюконеогенеза в печени (влияние на синтез ключевых ферментов), повышается утилизация глюкозы на периферии, снижается образование аминокислот в мышцах — субстрата для глюконеогенеза.
Дефицит глюкокортикоидов
Первичная надпочечниковая недостаточность является следствием уменьшения секреции гормонов коры надпочечников. Под этим термином подразумевают различные по этиологии и патогенезу варианты гипокортицизма. Симптомы надпочечниковой недостаточности развиваются только после разрушения 90% объема ткани надпочечников.
Причины гипогликемии при надпочечниковой недостаточности схожи с причинами гипогликемии при гипопитуитаризме. Отличием является уровень возникновения блока — при гипопитуитаризме снижается секреция кортизола из-за дефицита АКТГ, а при надпочечниковой недостаточности из-за разрушения ткани самих надпочечников.
Гипогликемические состояния у больных с хронической надпочечниковой недостаточностью могут возникать как натощак, так и через 2–3 часа после приема пищи, богатой углеводами. Приступы сопровождаются слабостью, чувством голода, потливостью. Гипогликемия развивается в результате снижения секреции кортизола, уменьшения глюконеогенеза, запасов гликогена в печени.
Дефицит катехоламинов
Данное состояние может возникать при надпочечниковой недостаточности с поражением мозгового слоя надпочечников. Катехоламины, попадая в кровь, регулируют высвобождение и метаболизм инсулина, снижая его, а также увеличивают высвобождение глюкагона. При снижении секреции катехоламинов наблюдаются гипогликемические состояния, вызванные избыточной продукцией инсулина и пониженной активностью гликогенолиза.
Дефицит глюкагона
Глюкагон — гормон, являющийся физиологическим антагонистом инсулина. Он участвует в регуляции углеводного обмена, влияет на жировой обмен, активируя ферменты, расщепляющие жиры. Основное количество глюкагона синтезируется альфа-клетками островков поджелудочной железы. Однако установлено, что специальные клетки слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки и слизистой оболочки желудка также синтезируют глюкагон. При поступлении в кровоток глюкагон вызывает повышение в крови концентрации глюкозы, вплоть до развития гипергликемии. В норме глюкагон предотвращает чрезмерное снижение концентрации глюкозы. Благодаря существованию глюкагона, препятствующего гипогликемическому действию инсулина, достигается тонкая регуляция обмена глюкозы в организме.
При дефиците вышеперечисленных гормонов содержание инсулина снижено, а экскреция кетоновых тел с мочой повышена [4].
Роль печени в нарушении энергетического обмена
Печень участвует в поддержании нормального уровня глюкозы в сыворотке крови путем гликогеногенеза, гликогенолиза и глюконеогенеза. В основе нарушений обмена углеводов при болезнях печени лежат повреждения митохондрий, которые ведут к снижению окислительного фосфорилирования. Вторично страдают функции печени. При тяжелом остром гепатите, как правило, отмечается гипогликемия, а при циррозах печени это наступает в конечной стадии — при печеночной недостаточности [15]. Гипогликемия объясняется снижением способности печени (из-за обширного поражения ее паренхимы) синтезировать гликоген и уменьшением выработки инсулиназы (фермента, разрушающего инсулин).
Дефицит углеводов приводит также к усилению анаэробного гликолиза, вследствие чего в клетках накапливаются кислые метаболиты, вызывающие снижение рН. При циррозе печени может повышаться и уровень лактата в сыворотке крови в связи со сниженной способностью печени утилизировать его для глюконеогенеза.
При заболеваниях печени увеличивается роль жиров в качестве источника энергии. В печени происходят синтез жирных кислот и их расщепление до ацетил-КоА, а также образование кетоновых тел, насыщение ненасыщенных жирных кислот и их включение в ресинтез нейтральных жиров и фосфолипидов. Катаболизм жирных кислот осуществляется путем β-окисления, основной реакцией которого является активирование жирной кислоты с участием кофермента ацетил-КоА и АТФ. Освобождающийся ацетил-КоА подвергается полному окислению в митохондриях, в результате чего клетки обеспечиваются энергией.
При ряде заболеваний печени снижается и синтез липопротеидов, что ведет к накоплению триацилглицеридов с последующей инфильтрацией и жировой дистрофией печени. Причинами возникновения этого состояния, в частности, является недостаток в пище липотропных веществ (холина — составной части лецитина, метионина). Увеличивается образование кетоновых тел [4].
Итак, клиническая картина вторичного ацетонемического синдрома включает в себя непосредственно явления кетоза, признаки основного заболевания, на фоне которого развился кетоз, а также проявления того состояния, которое запустило патологический процесс (стресс, чрезмерная физическая нагрузка, инфекция и т. д.).
Ацетонемическая циклическая рвота
В практике приходится сталкиваться с идиопатической ацетонемической рвотой, которая протекает с кетоацидозом (ацетонемическая рвота, недиабетический кетоацидоз). В англоязычной литературе она входит в синдром идиопатической циклической рвоты [16, 17].
Патогенез ацетонемической рвоты полностью не выяснен. Предполагается, что у детей после перенесенных инфекционных заболеваний, травм черепа, органических заболеваний центральной нервной системы в течение длительного времени в гипоталамо-диэнцефальной области остается доминантный очаг застойного возбуждения, индуцирующий нарушения жирового обмена (усиление кетогенеза, нарушение нормального использования кетоновых тел в связи с истощением углеводных запасов в организме). В патогенезе ацетонемической рвоты могут иметь значение аномалии конституции, относительная несостоятельность энзимных систем печени, нарушения эндокринной регуляции метаболизма.
Перспективными являются представления о синдроме циклической рвоты как о митохондриальной патологии [18, 19]. Поскольку митохондрии являются, образно выражаясь, энергетическими станциями клетки, при данном заболевании нарушается энергетический обмен. В условиях стресса и гипоксии энергетический обмен нарушается с преобладанием более быстрого анаэробного гликолиза, но при этом образуется только 2 молекулы АТФ, тогда как при аэробном — 38 [5]. Возникает дефицит энергии.
Такие нарушения тесно связаны с нарушениями пуринового обмена, поскольку энергия в организме хранится в виде нуклеотидов, среди которых аденин и гуанин являются пуриновыми, и они метаболизируются до мочевой кислоты, а тимин, цитозин и урацил являются пиримидиновыми и метаболизируются с образованием кетоновых тел, аммиака и β-изомасляной кислоты. Данные представления патогенетически сближают синдром циклической рвоты и синдром ацетонемической рвоты, а также объясняют необходимость и возможные пути метаболической коррекции.
Другие считают, что причиной резкого повышения кетоновых тел может быть недостаточное потребление детьми углеводов при избытке жиров и кетогенных аминокислот.
Кризы могут возникать внезапно с промежутками в несколько недель или месяцев. Провоцирующими факторами могут быть: нарушение диеты (жареные и печеные продукты), лихорадка, отказ от еды, физические и психические перегрузки.
Предвестниками синдрома циклической рвоты является анорексия, вялость или повышение возбудимости, тошнота, головные боли, абдоминальные боли, запах ацетона изо рта.
Затем появляется многократная или неукротимая рвота, которая может продолжаться от одного до пяти дней. Схваткообразные боли в животе усиливаются. Во время криза больной становится сонливым. В результате рвоты могут развиваться гемодинамические нарушения: тахикардия, мягкий пульс, приглушенность сердечных тонов, гипотония.
Печень умеренно увеличена. В некоторых случаях повышается температура. В выдыхаемом воздухе и рвотных массах ощущается запах прелых яблок. В моче высокая концентрация кетоновых тел. Приступы могут ликвидироваться спонтанно, без лечения.
Избыток кетоновых тел оказывает наркотическое действие на центральную нервную систему, что клинически проявляется вялостью, заторможенностью.
В биохимическом анализе крови обнаруживают нарушение липидного обмена (гиперхолестеринемию), тенденцию к гипогликемии, гиперкетонемию. В общем анализе крови: умеренный лейкоцитоз, нейтрофилез, ускоренная СОЭ.
В моче и выдыхаемом воздухе обнаруживается ацетон, в крови — повышенная концентрация кетоновых тел. На электроэнцефалограмме выявляются различные отклонения, не исчезающие полностью после прекращения приступа.
Этот синдром чаще встречается в дошкольном возрасте и сопровождается приступами многократной рвоты и кетонемии. У таких больных нередко выявляют повышенную возбудимость, мочекислую нефропатию, сахарный диабет, ожирение.
Кетоз при длительной рвоте, недоедании или голодании представляет классический компенсаторный процесс, призванный восполнить энергетический дефицит, точнее, недостаток углеводов, за счет альтернативных энергосубстратов кетокислот.
Диагноз синдрома ацетонемической рвоты можно подтвердить только после исключения других заболеваний, сопровождающихся рвотой: аппендицита и перитонита, энцефалитов, менингитов, начала отека головного мозга, отравления, токсикоза и инфекционных заболеваний и др. Но в первую очередь диабетического кетоацидоза.
Ацетонемические кризы у большинства детей прекращаются после 10–12 лет, но сохраняется большая вероятность развития таких патологических состояний, как подагрические кризы, вегетососудистые дистонии по гипертоническому типу, артериальная гипертензия.
Транзиторный кетоз у детей и подростков может выявляться при лихорадке, стрессах, инфекционных заболеваниях, голодании (во время болезни), употреблении богатой жирами пищи, напряженной физической активности. В этих случаях содержания кетоновых тел в моче не более 2+.
Лечение
Лечение и профилактика гиперкетонемии зависят от причины ее возникновения, но во всех случаях направлены на улучшение функции печени и нормализацию энергетического обмена. Это достигается ограничением содержания жира в пищевом рационе, назначением липотропных средств (метионина и др.), витаминов группы В, при необходимости — инсулина, кокарбоксилазы.
В период приступа синдрома циклической ацетонемической рвоты выраженная дегидратация, гиповолемия, метаболический ацидоз и электролитные нарушения — это основные факторы, которые определяют тяжесть состояния. Необходимо в первую очередь ликвидировать ацидоз: назначить промывание желудка и кишечника 1–2% раствором бикарбоната натрия. Антикетогенными свойствами обладает 5–10% раствор глюкозы, с добавлением необходимого количества инсулина, а также раствор Рингера [20].
Если питье не провоцирует рвоту, рекомендуется подслащенный чай, Регидрон, Оралит — частыми и небольшими объемами. После улучшения состояния и появления возможности приема жидкости назначается кормление ребенка. Диета должна содержать легкоусвояемые углеводы и ограниченное количество жиров (манная, овсяная, гречневая каши; картофельное пюре, печеные яблоки, сухари, сухое печенье).
Итак, выяснение механизмов развития кетонемического синдрома, выделение наиболее вероятных причин формирования кетоза дают возможность установить генез заболевания, а тем самым нормализовать состояние больного и предупреждать рецидивы кетонемии.
Литература
ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н. И. Пирогова МЗ РФ, Москва