obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 1 z 57
Vybrané kapitoly z biochemie
Anotace předmětu:
Předmět je koncipován jako teoreticko-praktický. Seznamuje studenty se základními
poznatky z oblasti biochemie, informuje o biochemické rovnováze vnitřního prostředí
organismu a jeho změnách v souvislosti s různými druhy onemocnění a poruch. Důležitou
součástí jsou informace o metodách a technikách odběru biologického materiálu, jeho
označování, uchovávání a odesílání ke zpracování do laboratoří. Má za cíl obeznámit
studenty s jednoduchými metodami biochemických vyšetření, které se používají v primární
péči.
Garant předmětu:
Mgr. Barbora Staňková
1 Preanalytická příprava biologického materiálu
Spolehlivost výsledků laboratorního vyšetření závisí nejenom na pečlivém zpracování
biologického materiálu, ale též na kvalitě odběru, transportu a uchování vzorků. Spolehlivý
výsledek může být dosažen jen v tom případě, kdy jsou dodrženy veškeré podmínky před
samotným stanovením (preanalytická fáze), během stanovení (analytická fáze) a po
stanovení (postanalytická fáze). Preanalytická fáze má významný podíl na spolehlivosti a
správnosti laboratorního vyšetření. Zahrnuje veškeré procesy před vlastním analytickým
stanovením jako je příprava pacienta, odběr biologického materiálu, transport vzorků,
příjem a identifikace vzorků v laboratoři, příprava vzorků před vlastním stanovením
požadovaných analytů a uchovávání vzorků. Preanalytická část vyšetření je zdrojem
preanalytické variability laboratorního výsledku.
1.1 Příprava pacienta
Pro správný odběr biologického materiálu (krev, moč) jsou často požadovány standardní
podmínky odběru, podle kterých má pacient dodržet tato pravidla:
- lačnit po dobu 10–12 hodin, aby se zamezilo ovlivnění změn koncentrace některých
analyzovaných složek dietou
- vyloučit pití slazených nápojů, kávy, vody sycené oxidem uhličitým
- vyloučit kouření, pití alkoholu a užívání drog
- omezit fyzickou aktivitu, vyvarovat se stresu
- podle možností vysadit léky, které by mohly ovlivnit výsledky analýz
- ráno před odběrem vypít 200 ml tekutin (nesycená voda, neslazený čaj).
1.2 Odběr krve
Nejpoužívanějším biologickým materiálem pro biochemické analýzy v laboratoři je krev.
Podle místa a způsobu odběru rozlišujeme tři typy krve – venózní, arteriální a kapilární.
V závislosti na použití antikoagulačních látek můžeme odebírat krev srážlivou (sérum) a
nesrážlivou (plazma). Na rozdíl od plazmy sérum neobsahuje fibrinogen a další srážecí
faktory krve.
Většina biochemických vyšetření je prováděna ze séra, které získáme ze spontánně
sražené krve. Pro některá vyšetření je však nutný odběr krve nesrážlivé, kterou získáme
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 2 z 57
odběrem do zkumavek obsahujících antikoagulační prostředek. Nesražená krev se používá
na přípravu krevní plazmy, separaci erytrocytů nebo celá tzv. plná krev. Plná krev je nutná
pro stanovení krevních plynů, některých stopových prvků, glykovaného hemoglobinu,
amoniaku, laktátu a pro hematologická vyšetření. V erytrocytech se stanovuje např.
superoxiddismutasa či glutathion.
Antikoagulační látky
Nejčastěji používanými antikoagulanty jsou EDTA, citrát, oxalát (základním principem jejich
působení je pevná vazba kalciových iontů nutných pro přeměnu fibrinogenu na fibrin) a
heparin.
U některých vyšetření jsou naměřené hodnoty nezávislé na použití antikoagulačních látek
(u séra i plazmy se neliší), u jiných mohou být v plazmě sníženy (např. albumin, glukosa,
sodík, draslík, kyselina močová) či zvýšeny (např. chloridy, celkové proteiny, vápník).
Výhodou nesrážlivé krve je rychlejší dostupnost plazmy (pro akutní vyšetření) – není třeba
čekat na koagulaci krevních elementů, určitou nevýhodou mohou být problémy s jejím
skladováním, především tvorba sraženiny, která může ucpat analytický systém. Při výběru
vhodného antikoagulantu je nutno zohlednit jeho možné interference s analytickým
stanovením.
EDTA
Kyselina ethylendiamintetraoctová (používá se její dvojsodná nebo draselná sůl) je silným
chelatačním (komplexotvorným) činidlem především pro dvoj- a trojmocné ionty. Tuto
vlastnost je třeba mít na paměti při stanovení analytů, které mohou být tímto ovlivněny
(železo, vápník, hořčík, enzymy s kovovými kofaktory).
Heparin
Heparin je mukoitinpolysulfát a jako antikoagulans je používána jeho sodná, draselná,
lithná či amonná sůl. Lithná sůl je nejrozšířenější, protože neovlivňuje stanovení sodíku a
draslíku. Inhibuje přeměnu protrombinu na trombin a zabraňuje tak tvorbě fibrinu
z fibrinogenu. Heparin inhibuje aktivitu některých enzymů (např. kyselé fosfatasy,
laktátdehydrogenasy).
Citrát sodný
Antikoagulační účinek spočívá v chelatační vazbě kalciových iontů, jejich přidáním lze tento
účinek zrušit. Nelze jej používat právě pro stanovení vápníku a některých enzymových
aktivit (aminotransferasy, alkalická fosfatasa).
Oxaláty
Jako antikoagulans slouží sodná, draselná, lithná či amonná sůl kyseliny šťavelové, která
rovněž tvoří nerozpustné komplexní sloučeniny s kalciovými ionty. Oxaláty většinou
způsobují snížení hematokritu a tím ovlivňují hodnoty většiny analytů v plazmě, dále inhibují
i aktivity některých enzymů (kyselé fosfatasy, amylasy, laktátdehydrogenasy).
Konzervační látky
Pro stanovení některých analytů je nutné přidáním konzervačních látek zabránit jejich
rozkladu. Například působením enzymatických systémů dochází již 30 minut po odběru ke
glykolýze (rozklad glukosy). Jako antiglykolytický prostředek je obvykle využíván fluorid
sodný, který působí také jako slabé antikoagulans. Jiným konzervačním prostředkem je
jodoacetát, který rovněž zabraňuje glykolýze, ale nemá antikoagulační účinky.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 3 z 57
1.2.1 Odběr venózní krve
Tento odběr je prováděn jednak v odběrových centrech či ambulancích, jednak na
lůžkových odděleních pověřeným zdravotnickým personálem (sestra, lékař). Před odběrem
je třeba připravit příslušnou dokumentaci (žádanku) a pomůcky (řádně označené odběrové
zkumavky pro jednotlivá vyšetření). Identifikační údaje na odběrové zkumavce musí být
identické s údaji na žádance!
Nejčastěji je odebírána krev z loketní žíly (u zavedené infuze nebo u žen po jednostranné
mastektomii odebíráme z opačné ruky). Před odběrem je třeba se ujistit, že pacient dodržel
požadovaná dietní opatření, zajistit správnou polohu paže a posoudit kvalitu žilního
systému. Pacient by měl zaujmout polohu vsedě (zklidnění) nejméně 20 min před odběrem.
Pokud to není nezbytně nutné (jako např. u pacientů se špatným žilním systémem)
používáme pro odběr krve zásadně uzavřené (nejlépe vakuované) odběrové systémy.
Většina výrobců vakuových zkumavek dodržuje doporučované barevné značení zátek
odběrových zkumavek podle přídavku antikoagulačních a stabilizačních látek. Příklad
barevného kódování odběrových zkumavek přehledně znázorňuje tabulka 1.1. Kromě
barevného rozlišení je na každé zkumavce uvedené použité aditivum spolu s jeho
množstvím a vyznačená plnící ryska. Při odběru nesrážlivé krve musí být zkumavky
naplněny na požadovanou hladinu vyznačenou na zkumavce, aby byla zachována správná
koncentrace antikoagulantu.
Pomocí vakuovaných zkumavek lze z jednoho vpichu naplnit více různých odběrových
zkumavek. Při vícenásobném odběru do různých zkumavek by mělo být dodrženo
doporučené pořadí:
- nádobky pro odběr hemokultury
- zkumavky bez aditiv (přísad)
- zkumavky pro vyšetření hemokoagulace
- zkumavky pro sedimentaci
- zkumavky s aditivy (přísadami)
Pro usnadnění odběru používáme většinou turniket, z dřívějších dob známý jako
Esmarchovo zaškrcovadlo (nesprávně škrtidlo), je však třeba jej uvolnit ihned po odkápnutí
první kapky krve do zkumavky. Delší zaškrcení (nad 3 min.) vede ke změnám hladin
některých analytů. Při odběru na stanovení laktátu jej použít nesmíme. Dříve praktikované
cvičení se zaťatou pěstí se dnes již nedoporučuje (vede ke zvýšení hladin např. draslíku či
laktátu).
Místo vpichu dezinfikujeme, žílu napichujeme až po úplném oschnutí dezinfekčního
prostředku, aby nedošlo k hemolýze. Při odběru na stanovení alkoholu musí být použit
dezinfekční prostředek, který alkohol neobsahuje. Předpokládaného místa vpichu se
zásadně nedotýkáme. Úhel mezi paží a stříkačkou má být asi 15o.
Všechny zkumavky s aditivy musíme ihned po odběru dokonale promíchat jemným
opakovaným obracením zkumavky, nedostatečné promíchání může ovlivnit laboratorní
výsledky. Zásadně se zkumavkou netřepáme, aby nedošlo k hemolýze.
Tabulka 1.1 Barevné kódy zátek odběrových zkumavek řazené podle doporučeného pořadí
při odběru z jednoho vpichu
Barevný kód Antikoagulans Biologický materiál Poznámka
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 4 z 57
zátky
červená není sérum prvky, enzymy
světle modrá citrát sodný plazma nebo plná krev
vyšetření
hemokoagulace
(PT, INR, a PTT)
černá citrát sodný plazma nebo plná krev sedimentace (FW)
zlatá není sérum
obsahuje
separátový gel
zelená heparin plazma nebo plná krev
porfyriny,
katecholaminy,
chloridy
fialová EDTA plazma nebo plná krev
hematologická
vyšetření
šedá
oxalát, fluorid,
jodoacetát
plazma nebo plná krev
glykémie
(stabilizace
hladiny glukosy
až 24 hod.)
tmavě modrá není nebo EDTA
sérum nebo plazma
nebo plná krev
výhradně plast
s garantovaným
množstvím
kontaminujících
látek, stopové
prvky a RNA
analýzy
1.2.2 Odběr arteriální krve
Odběr z arterie provádí buď lékař, nebo specielně vyškolený pracovník. Doporučuje se buď
radiální arterie na zápěstí, brachiální na loktu nebo femorální v třísle. U novorozenců je
nejvhodnější odběr z katétru zavedeného do pupečníkové arterie.
Arteriální krev je využívána ke stanovení krevních plynů, proto je důležité odstranit vzduch
z jehly a mrtvého prostoru stříkačky (např. propláchnutím roztokem heparinu). Odběr
arteriální krve se někdy nahrazuje odběrem krve arterializované (kapilární krev odebraná
z prohřátého prstu nebo ušního lalůčku). Podobně jako u arteriální krve je důležitý
anaerobní průběh odběru – kapka nesmí stékat po prstu, kapilára musí být bez bublin. Při
nedodržení anaerobních podmínek při odběru nebo nedostatečném prokrvení
vyšetření ztrácí svůj význam!
1.2.3 Odběr kapilární krve
Tento odběr provádíme při potřebě malého množství krve, např. pro stanovení glukosy.
Vhodným místem vpichu je bříško třetího nebo čtvrtého prstu, ušní lalůček a u novorozenců
pata. Po oschnutí dezinfekčního prostředku se provede vpich cca 2,5 mm, první kapka se
odsaje buničinou, další se nasají kapilárním efektem do heparinizované kapiláry. Ve vzorku
nesmí být bublinky vzduchu. Prst zásadně nemasírujeme, mohlo by dojít ke zkreslení
výsledků. Kapilární odběr není doporučován u pacientů se špatným krevním oběhem.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 5 z 57
1.2.4 Faktory ovlivňující složení odebrané krve
Místo odběru – typ krve
Složení krve je značně ovlivněno místem odběru. Kapilární krev se více podobá arteriální
než venózní krvi, především parametry acidobazické rovnováhy. Hladina glukosy je ve
venózní krvi nižší než v arteriální díky její spotřebě v tkáních. Složení kapilární krve může
ovlivnit i odběr z neprohřátých míst, a dále její kontaminace intersticiální a intracelulární
tekutinou.
Hemolýza
Při hemolýze dochází ke kontaminaci séra či plazmy obsahem porušených erytrocytů.
Příčinou hemolýzy může být nedostatečně oschlý dezinfekční prostředek na místě vpichu,
vystavení krve mrazu nebo naopak vysoké teplotě při transportu, mechanické poškození
erytrocytů při nesprávném mícháni nesrážlivé krve, nesprávný poměr objemu krve a
antikoagulačního prostředku, přítomnost vody v odběrové nádobce. Častější bývá
hemolýza u séra než u plazmy. Laboratorní výsledky v hemolytických vzorcích jsou
ovlivněny například zvýšenou koncentrací (aktivitou) těch analytů, které jsou především
intraerytrocytární (draslík, laktátdehydrogenasa) nebo zvýšením absorbance při
fotometrickém stanovení vlivem červeného zbarvení hemoglobinem.
Chylózní či ikterické vzorky
Laboratorní výsledky mohou být rovněž výrazně ovlivněny chylózním nebo ikterickým
sérem (plazmou). V chylózním séru jsou výrazně zvýšeny triacylglyceroly (způsobují
mléčný zákal), v ikterickém séru je zvýšen bilirubin (způsobuje intensivně žluté zabarvení).
Oba tyto faktory výrazně ruší spektrofotometrické stanovení.
1.3 Odběr moči
Pro upřesnění diagnostiky je třeba analyzovat řadu parametrů nejen v krvi, ale i v moči.
Orientační biochemická analýza moči zahrnuje stanovení pH, kvalitativní průkaz proteinů,
glukosy, ketolátek, žlučových barviv a erytrocytů. Kvantitativně se v moči stanovuje
převážně bílkovina (proteinurie) a glukosa (glykosurie). Kvalitativní i kvantitativní vyšetření
moči vyžaduje správně provedený odběr, u kvantitativních vyšetření i dodržení časového
intervalu sběru a přesné odměření objemu sbírané moči.
1.3.1 Jednorázový odběr moči
Nejčastěji je vyšetřována první ranní moč, kdy je po pečlivém očistění genitálu odebrán
střední proud moči do naprosto čisté nádobky (bez čistících nebo dezinfekčních
prostředků). Tento vzorek je považován za nejkoncentrovanější, proto se používá pro
mikroskopická vyšetření (vyšetření močového sedimentu) a pro stanovení koncentrace
některých složek (proteinů, hormonů). Pro bakteriologické vyšetření močového měchýře se
rovněž používá střední proud moči, při zánětu močové trubice se na bakteriální vyšetření
odebírá prvních 10 ml moči.
1.3.2 Sběr moči
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 6 z 57
Vylučování některých látek je třeba sledovat ve sbírané moči. Před začátkem sběru je
důležité zcela vyprázdnit močový měchýř a dále po určenou dobu sbírat moč do jedné
nádoby. Nádoba s celkovým sběrem by měla být uchovávána v lednici (při vyšší teplotě se
množí bakterie). Je třeba zamezit ztrátám moči při stolici. Moč je obvykle sbírána po dobu
2, 8, 12 anebo 24 hod. Po ukončení sběru je změřen objem, moč promíchána a
reprezentativní vzorek odeslán k analýze.
Před začátkem sběru je třeba seznámit pacienta s dietním doporučením a užíváním léků
v průběhu tohoto sběru.
1.4 Odběr ostatního biologického materiálu
1.4.1 Odběr stolice
Častým vyšetřením stolice je test na okultní (skryté) krvácení, který je důležitý pro odhalení
krvácejícího vředu nebo nádoru v zažívacím traktu. Vzorek stolice pacient odebere špachtlí
do sterilní nádobky.
1.4.2 Odběr plodové vody
Odběr plodové vody (amniocentéza) se provádí pro diagnostiku vrozených vad plodu,
zjištění jeho zralosti, případně i intrauterinní infekce. Provádí jej lékař v lokální anestezii za
současné kontroly ultrazvukem.
1.4.3 Odběr mozkomíšního moku
Vyšetření mozkomíšního moku je indikováno při podezření na demyelinizační choroby,
meningitidu nebo na postižení mozku u maligních onemocnění. Odběr mozkomíšního moku
(likvoru) provádí zásadně lékař, většinou z oblasti bederní páteře (v lokální anestezii),
peroperačně lze provést i odběr z krční páteře či mozkových komor. Okamžitě po odběru je
nutné v odebrané tekutině provést stanovení glukosy a současně je pro správnou
interpretaci výsledku třeba stanovit i glykemii.
1.4.4 Odběr ostatních tělních tekutin a tkání
Odběr synoviální tekutiny (atrocentéza)
Synoviální tekutinu je třeba vyšetřit pro určení typu artritidy a pro rozlišení zánětlivého a
nezánětlivého výpotku. Odběr provádí lékař za sterilních podmínek, odebraný materiál je
použit pro kultivaci, stanovení glukosy a proteinů.
Odběr slin
Sliny lze použít pro stanovení krevních skupin, drog a měření hladin léků. Po vypláchnutí
úst se žvýká inertní materiál, první sliny se vyplivnou do odpadu a další se sbírají do sběrné
nádobky.
Odběr hnisu
Provádí se sterilní stříkačkou na periferii rány (většinou před započetím léčby antibiotiky),
obsah stříkačky se přenese do sterilní zkumavky (prázdné nebo s transportní půdou),
okamžitě se zazátkuje a odešle do laboratoře. V případě, že nelze stříkačku použít, se
odběr provede setřením poškozeného místa sterilním vatovým tamponem, který se vloží do
sterilní odběrové soupravy s transportní půdou. U kontrolních odběrů v průběhu antibiotické
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 7 z 57
léčby (např. při zhoršení stavu pacienta) se musí záznam o použité léčbě uvádět na
žádanku!
Odběr tkání – biopsie
Vzorky tkáně odebrané biopsií se nejčastěji používají na histologická vyšetření při
diagnostice nádorových onemocnění, některých chorob jater, ledvin a poruch svalové
tkáně. Mezi nejčastěji analyzovaný materiál patří vzorky prsní tkáně. Biopsie může být
provedena pomocí speciální jehly (bioptická jehla), která se po dezinfekci místa vpichu a
lokálním umrtvení zavede pod kontrolou ultrazvukem do hmoty nádoru, nebo se biopsie
provádí při chirurgickém zákroku.
1.5 Transport biologického materiálu
Transport biologického materiálu by měl být zásadně šetrný a rychlý (nutnost
oddělení plazmy nebo séra od krevních buněk nejpozději do 2 hodin od odběru). Veškerý
biologický materiál se do laboratoře přepravuje v uzavřených odběrových nádobách při
adekvátní teplotě a světelných podmínkách (např. kyselina listová a bilirubin jsou
fotosenzibilní – na přímém světle dochází k jejich rozkladu). Krev na některá speciální
vyšetření (amoniak, homocystein) vyžaduje transport v ledové tříšti. Před uložením
zkumavky s odebraným vzorkem do ledové tříště je nutné počkat na ochlazení krve na
pokojovou teplotu (minimálně 10 minut od odběru), aby nedošlo k hemolýze.
Některý biologický materiál (mozkomíšní mok, plodová voda) je vzhledem ke značné zátěži
pacienta při jeho odběru nutné doručit do laboratoře maximálně do jedné hodiny od odběru,
aby nedošlo k jeho znehodnocení. Moč na morfologické vyšetření močového sedimentu
rovněž nesmí být starší než jedna hodina.
2 Indikace a interpretace biochemických vyšetření
Velmi důležité pro stanovení diagnózy (posouzení stavu pacienta) jsou efektivní indikace
(požadování) a správná interpretace (hodnocení) biochemického vyšetření.
Komplexní biochemické vyšetření zahrnuje tři části – část preanalytickou, část analytickou
a nejnáročnější část postanalytickou. Do části preanalytické spadá příprava pacienta, odběr
materiálu a jeho transport, základní zpracování (např. separace séra, plazmy) a správné
uskladnění vzorků. V analytické části je provedeno vlastní stanovení požadovaných analytů
a uložení výsledků do laboratorního informačního systému (LIS). Laboratorní informační
systém má zadány referenční meze (fyziologické hodnoty jednotlivých analytů), které
upozorní na jejich zvýšenou či sníženou hladinu. V postanalytické fázi posoudí ošetřující
lékař biochemický nález v kontextu s dalšími faktory a stanoví diagnózu.
2.1 Indikace biochemických vyšetření
U biochemických vyšetření rozlišujeme z hlediska indikace 3 úrovně: základní, speciální a
vysoce speciální, přičemž indikace v jednotlivých úrovních závisí na přiznané odbornosti
pracoviště.
Základní vyšetření obvykle indikují lékaři, kteří jsou v prvním styku s pacientem, a slouží
k určení nejpravděpodobnější diagnózy a monitorování následné léčby, ale i pro preventivní
vyšetření. Pokud základní vyšetření neposkytne dostatečné informace, případně neumožní
stanovení diagnózy, vyvstane potřeba požadavku na speciální vyšetření.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 8 z 57
Speciální vyšetření jsou využívána pro diferenciální diagnostiku, hodnocení metabolických
funkcí, sledování průběhu terapie, případně slouží i výzkumným účelům. Řada těchto
vyšetření může být požadována pouze lékaři s potřebnou specializací.
Vysoce speciální vyšetření slouží pro rozpoznání neobvyklých diagnóz nebo pro složitá
funkční vyšetření. Vyžadují technicky náročné vybavení pracoviště a vysokou specializaci
pracovníků (vzhledem k charakteru stanovovaných analytů).
Z hlediska účelu rozlišujeme biochemická vyšetření na orientační, screeningová a akutní.
Orientační vyšetření se provádějí přímo v ordinaci či u lůžka pacienta a patří sem
především kvalitativní vyšetření moči testačními (diagnostickými) proužky nebo stanovení
glykémie glukometrem. Screeningová vyšetření například umožňují odhalit počáteční
stádium choroby u osob bez klinických příznaků; preventivně se používají k monitorování
osob s nepříznivou rodinnou anamnézou (diabetes mellitus). Akutní (statimová) vyšetření
se provádějí v biochemických laboratořích bezprostředně po dodání materiálu bez ohledu
na denní dobu.
Pro maximální účelnost biochemických testů je třeba se zaměřit na cílené řešení problému
daného konkrétním klinickým stavem pacienta. Je třeba znát význam požadovaného testu
pro určení daného onemocnění, i smysl jeho opakovaného požadavku.
Pro správné určení diagnózy obvykle nepostačí stanovení jednoho analytu, ale stejně tak je
nevhodné požadovat všechna vyšetření uvedená na žádance. Pro lepší orientaci jsou
sestaveny soubory vyšetření s cíleným zaměřením na jednotlivé orgány nebo metabolické
funkce.
Obecný biochemický soubor je zaměřený na získání potřebných informací pro určení
předběžné diagnózy u pacientů s podezřením na celkové onemocnění, jako doplněk
k anamnestickým údajům a fyzikálnímu vyšetření.
K posouzení funkce jednotlivých orgánů slouží orgánové biochemické soubory. Pro
ověření diagnózy určitého onemocnění (syndromu) či jeho metabolického rizika slouží
syndromově specializované soubory
2.2 Interpretace výsledků biochemických vyšetření
Správná interpretace výsledků biochemických testů je nejnáročnější částí celého procesu
diagnostiky. Získané výsledky je třeba kvalifikovaně posuzovat v kontextu jednak
s preanalytickou variabilitou sledovaných parametrů, jednak s řadou biologických faktorů
(ovlivnitelných i neovlivnitelných) a dále ve vztahu k referenčním hodnotám, k jiným
vyšetřením, i ke stejným vyšetřením v časovém sledu.
2.2.1 Fyziologické rozmezí biochemických hodnot
Nejčastěji jsou výsledky biochemických vyšetření porovnávány s fyziologickými
(referenčními, normálními) hodnotami. Určení fyziologických hodnot jednotlivých analytů je
náročný proces, kdy jsou tyto analyty vyšetřovány u definovaných souborů osob bez
klinických projevů onemocnění. Je třeba vzít v úvahu i fakt, že tyto hodnoty jsou pro celou
řadu analytů závislé na věku a pohlaví.
2.2.2 Biologické faktory ovlivňující biochemické hodnoty
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 9 z 57
Biologické faktory v zásadě rozdělujeme na ovlivnitelné a neovlivnitelné. K ovlivnitelným
řadíme stravovací návyky, fyzickou konstituci, kouření, fyzickou aktivitu, dietní abnormality
(konzumace alkoholu), užívání léků nebo návykových látek, vlivy zevního prostředí
(geografická lokalizace, pracovní zátěž, stres) a polohu těla při odběru. K neovlivnitelným
faktorům patří především rasa, pohlaví a věk, gravidita, biologické cykly.
Stravovací návyky
Odběry krve pro diagnostické účely provádíme zásadně v ranních hodinách po předchozím
minimálně dvanáctihodinovém lačnění, v případě akutní potřeby odběru v průběhu dne je
třeba vzít v úvahu dobu od požití potravy i její charakter. Lze očekávat např. zvýšenou
glykémii, urikémii, koncentraci železa, sodíku atd. I při dodržení standardních podmínek
odběru je třeba vědět, že jednostranně zaměřená dieta může významně ovlivnit
koncentrace některých analytů (např. strava bohatá na bílkoviny zvyšuje urikémii, strava
bohatá na tuky triacylglycerolémii).
Fyzická konstituce
Koncentrace některých analytů souvisí s množstvím tukové i svalové tkáně. U obézních
osob je např. známa hypertriacylglycerolémie, hypercholesterolémie, hyperurikémie,
hyperizulinémie; u malnutričních stavů je běžným nálezem hypertriacylglycerolémie a
hypocholesterolémie. S množstvím svalové hmoty pozitivně koreluje koncentrace
kreatininu.
Kouření
U kuřáků jsou známy zvýšené koncentrace cholesterolu, triacylglycerolů, kortizolu, olova,
kadmia; snížené jsou koncentrace HDL-cholesterolu, imunoglobulinů a vitaminu B12.
Kouření rovněž zvyšuje koncentrace karbonylovaného hemoglobinu.
Fyzická aktivita
Změny některých biochemických parametrů závisí na délce a intenzitě cvičení. Krátkodobé
cvičení např. zvyšuje koncentrace laktátu a glukosy, dlouhodobá zátěž snižuje koncentraci
glukosy a zvyšuje koncentrace sodíku, draslíku a močoviny. U trénovaných jedinců fyzická
aktivita ve složení lidského séra vyvolává menší změny než u netrénovaných osob.
Konzumace alkoholu
Pravidelná konzumace alkoholu zvyšuje aktivitu aminotransferas, koncentrace kortizolu,
adrenalinu, laktátu a kyseliny močové; současně vede k hypoglykémii a ketoacidóze.
Charakteristickým znakem požití většího množství alkoholu je hypertriacylglycerolémie;
mírná opilost může vyvolat hyperglykémii (obzvlášť u diabetiků).
Užívání léků a návykových látek
Pravidelné užívání léků může ovlivnit koncentrace některých analytů přímo in vivo (např.
hypercholesterolémie při užívání antihypertenziv diuretického typu), nebo in vitro jejich
interferencí při chemické analýze. Vliv léků a drog na biochemické vyšetření nelze zobecnit
vzhledem k jejich různorodému působení na biochemické procesy. Pokud je to možné, měl
by pacient lék před odběrem krátkodobě vysadit, v opačném případě je třeba užívání léků
uvést na žádanku. Ovlivnit hodnoty některých biochemických parametrů mohou nejen
podané látky, ale též způsob jejich aplikace. Například intramuskulární aplikace léku/látky
vede k podráždění svalu, což má za následek uvolnění intracelulárních enzymů (CK, LD,
ALT, AST) do séra.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 10 z 57
Vlivy zevního prostředí
Některé biochemické parametry mohou být ovlivněny pobytem ve vysoké nadmořské výšce
(adaptace organismu zvýšeným počtem erytrocytů a s tím související zvýšení koncentrace
hemoglobinu a CRP, snížení koncentrace kreatininu v moči). Další změny mohou nastat
v důsledku odlišné geografické lokalizace a s ní související změny stravovacích návyků.
Dlouhodobé působení stresu charakteristické pro současný životní styl může vést jednak
k nadměrné, jednak ke snížené konzumaci potravy, případně i alkoholu a drog; s tím
souvisejí výše popsané změny biochemických parametrů.
Tělesná poloha při odběru
Poloha pacienta při odběru krve ovlivňuje plazmatické koncentrace některých analytů, proto
je v rámci dodržení standardních podmínek nutné zajistit polohu pacienta vsedě cca 15
minut před odběrem i během něj. Ve vzpřímené pozici je koncentrace vysokomolekulárních
látek (bílkoviny, enzymy, látky vázané na bílkoviny, hormony) v průměru o 10-15% vyšší
než v poloze vleže.
Pohlaví a věk
Před pubertou nejsou významné rozdíly mezi pohlavími. Po jejím nástupu dochází
k odlišení především pohlavních hormonů, ale také k rozdílným sérovým
koncentracím/aktivitám některých analytů. Například u mužů jsou fyziologické hodnoty
koncentrací kreatininu (větší podíl svalové hmoty), kyseliny močové, močoviny, železa,
aktivit kreatinkinasy a g-glutamyltransferasy vyšší než u žen; naopak muži mají nižší
fyziologické koncentrace HLD-cholesterolu než ženy. S věkem se také mění celá řada
biochemických parametrů, což souvisí s vývojem organismu. Vliv věku a pohlaví je
zohledněn v rozmezí referenčních hodnot.
Biologické cykly
Některé biochemické parametry vykazují během dne pravidelné cyklické změny cirkadiánní
cykly (např. variabilita koncentrací kortizolu, železa, bílkoviny, draslíku, jejichž
koncentrace dosahují maxima ráno a minima večer; naopak koncentrace kreatininu
dosahuje svého maxima večer). K fyziologickým změnám hladin některých analytů dochází
i v průběhu ročních období – sezónní variace (např. koncentrace trijodthyroninu je nižší v
létě).
Gravidita
Při normálně probíhajícím těhotenství dochází k řadě biochemických procesů, jejichž
důsledkem jsou změny v koncentracích některých analytů v krvi matky (např. zvýšení
koncentrace plazmatických transportních proteinů, proteinů akutní fáze, snížení
koncentrace železa).
Rasa
Základní biochemické parametry nejsou rasou výrazně ovlivněny, určité změny se však
mohou vyskytnout v souvislosti s množstvím svalové hmoty (např. černoši mají zvýšenou
aktivitu kreatinkinasy a amylasy).
Složení tělních tekutin může být ovlivněno např. i zvýšenou teplotou, traumatem,
terapeutickým nebo diagnostickým zásahem.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 11 z 57
Vliv biologických faktorů na sérové koncentrace některých analytů přehledně ukazuje
tabulka 2.1.
Tab. 2.1: Příčiny změn koncentrací vybraných biochemických parametrů
Analyt
Příčina zvýšené
koncentrace/aktivity v séru
Příčina snížené
koncentrace/aktivity v séru
ALT
intenzivní svalová aktivita,
chronický alkoholismus
AST
chronický alkoholismus,
dlouhodobá fyzická zátěž
GMT chronický alkoholismus hladovění
ALP
hladovění, dlouhodobá fyzická
zátěž, prepubertální věk, strava
bohatá na sacharidy, BPPO*
CK
svalová aktivita, rasa, dlouhodobá
fyzická zátěž
LD strava bohatá na sacharidy BPPO *
Laktát
intenzivní cvičení, chronický
alkoholismus
Kreatinin pohlaví (muži) prepubertální věk
Kyselina močová
strava bohatá na proteiny,
intenzivní tělesná zátěž,
hladovění, BPPO*, chronický
alkoholismus
strava bohatá na lipidy
Močovina
strava bohatá na proteiny,
dlouhodobá fyzická zátěž
Cholesterol
strava bohatá na lipidy, kouření,
chronický alkoholismus
hladovění, strava bohatá
na sacharidy, dětství,
intenzivní tělesná zátěž
HDL-C kouření
TAG
strava bohatá na lipidy, kouření,
chronický alkoholismus i
jednorázové požití, BPPO *
hladovění, strava bohatá
na sacharidy, intenzivní
tělesná zátěž
Glukosa
strava bohatá na sacharidy,
BPPO, kouření, krátkodobé
intenzivní cvičení, mírné požití
alkoholu, kofein
chronický alkoholismus,
dlouhodobé intenzivní
cvičení
Bílkoviny strava bohatá na proteiny
strava bohatá na
sacharidy
Transportní proteiny Gravidita
Reaktanty akutní fáze gravidita, horečka
Fe BPPO* gravidita
Na BPPO*, dlouhodobá fyzická zátěž
Ca dlouhodobá fyzická zátěž
K dlouhodobá fyzická zátěž
Fosfáty
strava bohatá na proteiny,
dlouhodobá fyzická zátěž
BPPO*
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 12 z 57
Hemoglobin nadmořská výška
*BPPO – bezprostřední požití potravy před odběrem
Seznam zkratek:
ALP: alkalická fosfatasa
ALT: alaninaminotransferasa
AST: aspartátaminotransferasa
CK: kreatinkinasa
GMT: g-glutamyltransferasa
HDL: lipoproteiny o vysoké hustotě
HDL–C: HDL–cholesterol
LD: laktátdehydrogenasa
TAG: triacylglyceroly
3 Sacharidy
Sacharidy, látky složené pouze z uhlíku, vodíku a kyslíku, jsou nejrozšířenější skupinou
organických látek a tvoří největší podíl organické hmoty na Zemi. Formálně lze jejich
složení vyjádřit vzorcem (CH2O)n, kde n ³ 3. Slouží jako důležitý zdroj a zásoba energie jak
pro živočichy (glykogen), tak pro rostliny (škrob). U rostlin a bakterií tvoří i základní součást
buněčných membrán (celulóza). D- ribosa/D-deoxyribosa je základní složkou
ribonukleových kyselin (RNA, DNA).
3.1 Rozdělení sacharidů a nejdůležitější zástupci sacharidů
Podle počtu sacharidových jednotek se sacharidy dělí do tří skupin:
a) monosacharidy (1 cukerná jednotka, 3-7 uhlíků)
b) oligosacharidy (2-10 cukerných jednotek)
c) polysacharidy (velký počet monosacharidových jednotek).
U oligosacharidů a polysacharidů jsou jednotlivé sacharidové jednotky spojeny
jednoduchými kovalentními vazbami.
Monosacharidy
Jednoduché sacharidy neboli monosacharidy jsou tvořeny 3 až 7 uhlíky a podle jejich
počtu, se monosacharidy rozdělují na triosy, složené ze tří uhlíků (dihydroxyaceton =
glyceron, glyceraldehyd), tetrosy (4 uhlíky), pentosy (5 uhlíků), hexosy (6 uhlíků) a
heptosy (7 uhlíků). Na základě funkční skupiny monosacharidu jsou rozlišovány aldosy
(polyhydroxyaldehydy) s aldehydovou funkční skupinou (-CHO) a ketosy
(polyhydroxyketony) s ketonovou funkční skupinou (-CO-) na druhém uhlíku.
Každá molekula aldosy obsahuje n-2 a každá ketosa n-3 chirálních uhlíků (uhlíky se 4
různými substituenty), kde n vyjadřuje počet uhlíků monosacharidu. Na základě počtu
chirálních uhlíků můžeme určit počet stereoizomerů monosacharidů o určitém počtu uhlíků.
Aldosa s n uhlíky existuje v počtu 2n-2 stereoizomerů, ketosa pak v počtu 2n-3
stereoizomerů. Podle uspořádání substituentů (určováno na základě polohy OH- skupiny)
na předposledním uhlíku monosacharidového řetězce se rozlišují D- a L-monosacharidy
(obrázek 3.1.). Součástí biologických molekul jsou mnohem častěji D-formy než L-formy.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 13 z 57
Monosacharidy s 3 a 4 uhlíky jsou běžně přítomny v lineární podobě, zatímco u
monosacharidů s 5 a více uhlíky dochází reakcí karbonylové skupiny s alkoholovou
skupinou k tvorbě vnitřních hemiacetalů/hemiketalů a tak se tyto monosacharidy vyskytují
v cyklické podobě. Sacharidy uspořádané do 5-ti členných kruhů se nazývají furanosy,
sacharidy tvořící šestičlenný kruh pak pyranosy (obrázek 3.1.). Zacyklením řetězce dojde
k vytvoření nového chirálního centra a to na uhlíku, který byl původně nositelem
karbonylové skupiny (C1 či C2). Cyklické uspořádání umožňuje rozlišení pouze dvou
prostorových uspořádání v tomto novém centru, tedy vznikají dva stereoizomery, nazývané
anomery a podle umístění OH- skupiny se rozlišují a-anomer a b-anomer (obrázek 3.1.).
K biologicky nejvýznamnějším aldosam patří D-glukóza, D-ribóza, D-glyceraldehyd či Dgalaktóza
a nejdůležitějšími ketosami jsou D-fruktóza, D-ribulóza, D-dihydroaceton či D-
xylulóza.
D-Glukóza
OH
O
H OH
OH H
H OH
H OH
O
OH
H
H
H
OH
OH
H OH
H
OH
-D-Glukopyranosa -D-Fruktofuranosa
O OH
H
OH
OH
H
H
OH
OH
OH
O
OH H
H OH
OH H
OH H
L - Glukóza
Obrázek 3.1: Monosacharidy
Oligosacharidy
Při vzájemném spojování monosacharidových jednotek vzniká glykosidická vazba,
do názvu daného oligosacharidu se uvádí, mezi kterými uhlíky daných sacharidových
jednotek tato vazba vznikla (např.: -(1®2)). Jsou-li pro vytvoření glykosidické vazby využity
pouze uhlíky, které nesly karbonylovou skupinu, ztrácejí nově vzniklé oligosacharidy
redukční schopnosti, proto jsou nazývány neredukující sacharidy a v názvu je zakončení
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 14 z 57
–id. Zůstane-li u jedné z jednotek tento uhlík volný, redukční schopnosti zůstávají
zachovány. Takovéto sacharidy se označují jako redukující a v názvu je koncovka –osa.
K nejdůležitějším oligosacharidům patří disacharidy a to sacharóza, laktóza a maltóza.
Sacharóza (α-D-glukopyranosyl-(1®2)-β -D-fruktofuranosid) je známá jako kuchyňský cukr
a je nejrozšířenějším disacharidem, který je k nalezení v celé rostlinné říši. Jako mléčný
cukr je označována laktóza (β-D-galaktopyranosyl-(1®4)-β-D-glukopyranosa) obsažená
v mléce savců. Produktem enzymatické hydrolýzy škrobu a glykogenu je maltóza (α-D-
glukopyranosyl-(1®4)-a-D-glukopyranosa).
Polysacharidy
Polysacharidy mohou být složeny pouze z jednoho typu (homopolysacharidy) nebo
z různých typů monosacharidových jednotek (heteropolysacharidy). V živých organismech
mohou polysacharidy sloužit buďto jako stavební polysacharidy, takovými polysacharidy
jsou celulóza v rostlinné říši a chitin v říši hub, nebo jako zásobárny energie, zásobními
polysacharidy jsou škrob u rostlin a glykogen u živočichů.
3.2 Metabolismus sacharidů a jeho poruchy
Trávení sacharidů
Trávení stravou přijatých sacharidů začíná již v ústech, kde a-amylasa (ptyalin)
endohydrolyticky štěpí 1,4-α-glukosidové vazby potravou přijatých stravitelných
polysacharidů (škrob, glykogen). V žaludku je aktivita a-amylas (pH optimum ~6,7)
utlumena nízkou hodnotou pH. Trávení pokračuje v tenkém střevě v duodenu, kde jsou
přítomny pankreatické a-amylasy. Výsledkem působení a-amylas je směs disacharidu
maltózy, trisacharidu maltotriózy, glukosy a a-limitních dextrínů. Ze sliznice tenkého střeva
se uvolňují oligosacharidasy (maltasa, dextrinasa), které dokonají štěpení polysacharidů na
konečný produkt – glukózu. V tenkém střevě probíhá i štěpení disacharidů laktózy (laktasa;
vzniká glukóza a galaktóza) či sacharózy (sacharasa; vzniká glukóza a fruktóza).
Monosacharidy jsou vstřebávány enterocyty. Glukóza a galaktóza jsou aktivním
kotransportem s Na+ po gradientu uvolňovány do portální krve. Fruktóza se z buněk
dostává transportem pasivním. Portální krví jsou monosacharidy transportovány do jater
(zásobárna - tvorba glykogenu) a poté do tkání (zdroj energie). Je-li nadbytečný příjem
sacharidů, jsou ukládány v podobě tuků.
Metabolismus sacharidů
Na katabolických a anabolických procesech u sacharidů se podílí několik důležitých
metabolických drah. Hlavní dráhu katabolismu monosacharidů představuje glykolýza.
Glykolýza je sled reakcí vedoucích k přeměně glukózy na 2 molekuly pyruvátu. Za
fyziologických podmínek (aerobní odbourávání) je pyruvát přeměněn na acetyl-CoA, který
pak vstupuje do citrátového cyklu. Těmito katabolickými procesy je z 1 molekuly glukózy
vytvořeno 36 molekul ATP a glukóza je odbourána na CO2 a vodu. Ostatní monosacharidy
jsou nejprve fosforylovány a poté převedeny na glukózu či jiný meziprodukt glykolýzy.
Alternativní katabolickou dráhou glukózy je pentosofosfátový cyklus důležitý pro produkci
NADPH+ H+ (redukční ekvivalenty pro anabolické děje) a ribózy-5-fosfát (prekurzor
nukleových kyselin).
Nadbytečné množství glukózy je ukládáno v podobě glykogenu. Syntéza glykogenu
(glykogeneze) probíhá z glukóza-1- fosfátu a glykogen je poté ukládán v játrech a svalech.
Má-li pak organismus nedostatek glukózy, dojde k uvolnění glukózy z glykogenu
(glykogenolýza). Další možnou cestou zisku glukózy je její syntéza z nesacharidových
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 15 z 57
prekurzorů, jako jsou pyruvát, glycerol, laktát či aminokyseliny. Tento anabolický proces je
nazýván glukoneogeneze.
Hormonální regulace metabolismu glukózy
Hladiny glukózy v krvi se pohybují v poměrně úzkém rozmezí mezi 3,3 až 5,8 mmol/l a jsou
ovlivňovány celou řadou hormonů, jsou to hormony produkované buňkami pankreatu
(insulin a glukagon), hormony štítné žlázy, hormony dřeně nadledvin (katecholaminy) či
kortisol. Snížení hladin glukózy v krvi způsobuje insulin a to podporou transportu glukózy
do buněk, ve kterých stimuluje glykolýzu a dále aktivací syntézy glykogenu. Insulin je
hormon účinkující prostřednictvím membránových receptorů. Dojde-li k navázání insulinu
na insulinové receptory, dochází nejprve k autofosforylaci receptoru, který pak slouží jako
kinasa pro další nitrobuněčné bílkoviny. Spuštění fosforylační kaskády má za následek
aktivaci (např.: transport glukózy do buněk, glykolýza, tvorba glykogenu) či inhibici (např.:
glukoneogeneze, glykogenolýza) daných procesů. Zvýšení hladiny glukózy v krvi působí
glukagon, kortisol či adrenalin. Glukagon působí též prostřednictvím membránových
receptorů, ale využívá G-proteinů a molekul cAMP jako druhých poslů. Glukagon stimuluje
glykogenolýzu a glukoneogenesi v játrech a v menší míře inhibuje některé enzymy
glykolýzy (např.: fosfofruktokinasa) v ostatních tkáních. Dalším hormonem stimulujícím
glykogenolýzu a glukoneogenesi je kortisol, ovlivňující především genovou expresi
klíčových enzymů obou pochodů.
Jak je patrné z předcházejících řádků, ústřední roli v metabolismu sacharidů hraje glukóza.
Nejčastější (v populaci nad 70 let více jak 20%) a též nejznámější poruchou metabolismu
glukózy je bezesporu diabetes mellitus, charakterizovaný zvýšenými hladinami glukózy
v krvi (= hyperglykémie).
3.2.1 Diabetes mellitus (DM)
Diabetes mellitus neboli cukrovka je metabolické onemocnění charakterizované porušeným
metabolismem nejen sacharidů, ale i lipidů a proteinů, které je zapříčiněno poruchou při
sekreci nebo účinku insulinu. Při nedostatku insulinu v organismu dochází ke snížení
utilizace glukózy, neboť insulin je hormon stimulující klíčové enzymy glykolýzy. Dále při
nedostatku insulinu dochází ke změně poměru mezi glukagonem a insulinem a
k relativnímu nadbytku glukagonu, který stimuluje glukoneogenezi a glykogenolýzu, tedy
procesy vedoucí k vyšším hladinám glukózy. Nedostatek insulinu je způsoben destrukcí či
poruchou b-buněk pankreatu, která může být zapříčiněna působením některých léků či
chemikálií, onemocněním exokrinního pankreatu, genetickou poruchou či autoimunitní nebo
idiopatickou reakcí organismu. V některých případech je organismus schopen produkovat
dostatečné množství insulinu, ale je snížena jeho účinnost a to díky narušené funkčnosti
insulinových receptorů.
Z klinického hlediska jsou rozlišována tři stádia ve vývoji poruch sacharidového
metabolismu:
I. normoglykémie
II. porucha glukózové regulace – jedná se o poruchu glykémie na lačno a/nebo poruchu
glukózové tolerance, u těchto osob existuje vyšší riziko vývoje DM
III. diabetes mellitus
Podle klasifikace Světové zdravotnické organizace (WHO) jsou rozlišovány diabetes
mellitus 1. a 2. typu, gestační diabetes mellitus a potom celá řada specifických typů DM.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 16 z 57
DM 1. typu byl dříve též označován jako insulin-dependentní DM a to na základě
absolutního nedostatku insulinu v organismu a nutnosti insulinové terapie. Dnes se již od
tohoto označení upouští. Příčinou vzniku DM 1. typu je buďto destrukce b-buněk pankreatu
bez známé etiologie a patofyziologie (idiopatický DM 1. typu) nebo autoimunitní destrukce
b-buněk pankreatu (autoimunitní DM 1. typu). Tito pacienti jsou náchylní ke ketoacidóze.
Předpokládá se, že rozvoj autoimunitního DM 1. typu je ovlivněn genetickými faktory (gen
insulinu, geny HLA II. třídy) a faktory vnějšího prostředí (viry, toxiny, léky, chemické látky),
k jeho manifestaci dochází až při zničení asi 80% b-buněk. Nejčastěji se projevuje v období
puberty, kolem 12 roku života, ale objevit se může v kterémkoli věku. Typickými příznaky
jsou únava, hubnutí, polyurie (nadměrné močení), polydipsie (nadměrná žíznivost) a
polyfagie („žravost“).
V 80–90 % případů diabetu se však vyskytuje DM 2. typu, který je způsoben poruchou
sekrece insulinu a insulinovou rezistencí. Rizikovými faktory pro vznik tohoto
onemocnění je genetická predispozice, obezita, či nezdravý životní styl (nízká fyzická
aktivita, stres, přejídání). Častěji se vyvíjí až po čtyřicátém roce života, dále pak u pacientů
s hypertenzí či dyslipidémií. Rozvoj insulinové rezistence může být zapříčiněn snížením
počtu insulinových receptorů, poruchou insulinových receptorů nebo poruchou v přenosu
signálu v buňce. Insulinová rezistence vede k hyperinsulinémii, která kompenzuje hladiny
glykémie v krvi, na druhou stranu však dlouhodobá hyperinsulinémie vyčerpává b-buňky
pankreatu a dochází k defektům b-buněk a tím následně i k porušení sekrece insulinu a
rozvoji DM.
DM 2. typu může být dlouho nerozpoznán a odhalení nemoci je často náhodné, nebo až na
základě projevů komplikací daných DM. Častými projevy bývají únava, špatné hojení ran,
rekurentní infekce, neuropatie či retinopatie.
Gestační diabetes mellitus se objevuje kolem 20. týdne těhotenství a jeho příčinou může
být genetická predispozice, nadměrné přibývání na váze či zvýšené hladiny hormonů jako
např. kortisolu. U většiny žen se po porodu glykemie upraví, ale asi u 30 % z nich se do 20
let od porodu vyvine DM 2. typu.
Mezi specifické formy DM řadíme DM způsobené genetickými defekty b-buněk či
insulinových receptorů, endokrinopatiemi, nemocemi exokrinního pankreatu nebo infekcemi
či indukované drogami nebo léky.
Akutní komplikace DM
Akutní komplikace diabetu jsou komplikace s rychlým nástupem (od minut u hypoglykémie
až po hodiny či dny), řadíme mezi ně hypoglykémii, ketoacidózu a ketoacidotické koma či
hypersomální hyperglykemické neketoacidotické koma.
Hypoglykémii nevyvolává onemocnění DM, ale jeho léčba, častěji se vyskytuje u pacientů
léčených insulinem. K jeho vzniku může vést nadměrná fyzická aktivita, nadměrná dávka
insulinu nebo alkohol. Příznaky hypoglykémie se různí mezi jednotlivci, ale dojde-li
k opakování hypoglykémie u daného jednotlivce, bývají příznaky stejné. Mezi možné
příznaky se řadí: bledost, pocení, tachykardie, palpitace, hlad, neklid, úzkost, třes, únava,
podrážděnost, bolest hlavy, nesoustředěnost, zrakové obtíže, závrať, zmatenost,
přechodné senzorické a motorické výpadky. Pokud nedojde ke kompenzaci, mohly by
postupně nastat
křeče, kóma a následně smrt.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 17 z 57
Ketoacidóza a ketoacidotické kóma se častěji vyskytují u DM 1. typu. K jejich rozvoji
přispívá akutní stres (emoční stres, infekce, infarkt myokardu, operace), vynechání insulinu
či léky potlačující účinky insulinu. Mezi příznaky se řadí: nauzea, zvracení, acetonový
zápach z úst, sucho v ústech, polyurie, polydipsie, pokles tělesné váhy, malátnost, letargie,
bolest hlavy, bolest břicha, Kussmaulovo dýchání (z metabolické acidózy). Při laboratorním
vyšetření bývá zjištěna hyperglykémie (15-40 mmol/l), pH < 7,35, zvýšené hladiny
ketolátek, zvýšený anion gap (viz kapitola 8) či hladiny HCO3
-.
Hypersomální hyperglykemické neketoacidotické kóma je častější u DM 2. typu a to
hlavně u starších osob a osob s renální insuficiencí. K jeho rozvoji přispívá akutní stres
(emoční stres, infekce, infarkt myokardu, operace), vysoká konzumace sacharidů,
vynechání insulinu či léky potlačující účinky insulinu a manitol. Laboratorně se projevuje
zvýšenou osmolaritou séra (³ 310mOsm/l), hyperglykémií (30-270 mmol/l), zvýšenou ureou
a kreatininem.
Chronické komplikace DM
K rozvoji chronických komplikací DM dochází vlivem dlouhodobé hyperglykémie
v organismu pacienta. Dlouhodobá hyperglykémie má za následek ireverzibilní glykosylaci
proteinů, tj. navázání glukózy na aminoskupiny proteinů při které vznikají tzv. AGEs
(konečné produkty pokročilé glykosylace). AGEs mají negativní vliv na cévy, poškozují
endotel, stimulují uvolňování zánětlivých mediátorů do krve a proliferaci fibroblastů. Na
všech úrovních krevního řečiště dochází k rozvoji angiopatie. S rozvojem angiopatie jsou
spojeny komplikace DM: diabetická retinopatie, diabetická nefropatie či diabetická
neuropatie.
Při nedostatku insulinu a hyperglykémii je glukóza uvnitř buněk redukována na sorbitol a
později reoxidována na fruktózu. Hromadění sorbitolu a fruktózy vede k poškození
iontových pump, zvýšení intracelulární osmolarity, což může mít za následek poškození
oční čočky a vznik katarakty, poškození Schwanových buněk a rozvoj diabetické
neuropatie a poškození perycytů kapilár sítnice což vede k rozvoji mikroaneurysmat.
3.2.2 Ostatní poruchy metabolismu sacharidů
Existuje celá řada vrozených poruch metabolismu sacharidů, které jsou přenášeny většinou
autozomálně recesivně. Tyto poruchy se vyznačují hromaděním daných sacharidů
v tkáních a krvi až do dosažení jejich prahové koncentrace, poté jsou vylučovány do moče.
Příčinou bývá deficience určitých enzymů sacharidového metabolismu, která způsobuje
nemožnost přeměny jejich substrátu nebo přeměnu defektní. Poruchy metabolismu
sacharidů, spolu s popisem jejich projevů a příčin jsou shrnuty v tabulce 3.1.
Tabulka 3.1. Poruchy sacharidového metabolismu
sachar
id
onemocnění Projevy Příčina/y
Fruktosa
esenciální
fruktosurie
odbourávání ATP, vzestup
hladiny laktátu, hyperurikémie,
hyperfruktosemie a
hyperfruktosurie
deficit fruktokinasy
hereditární
intolerance fruktosy
po požití fruktosy - vzniká těžká
hypoglykémie, zvracení,
hepatomegalie, hepatopatie,
deficit fruktoaldolasy
B v játrech,
ledvinách
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 18 z 57
žloutenka, krvácení, až jaterní
selhání a smrt -autozomálně
recesivní
onemocnění
hereditární deficit
fruktosa-1, 6 -
bisfosfatasy
akumulace prekurzorů
glukoneogeneze, při hladovění
hyperventilace, apnoe,
hypoglykémie, laktátové
acidémie
deficit fruktoso-1, 6-
bisfosfatasy
Galaktosa
klasická
galaktosémie
v prvních týdnech života:
úbytek na váze, zvracení,
průjem, letargie a hypotonie,
těžká hepatopatie,
hepatomegalie, ikterus, sklon
ke krvácivosti, sepse, renální
tubulární porucha; katarakty;
 galaktosa, galaktitol,
galaktosa-1-fosfát
deficit galaktosa-1-
fosfát
uridyltransferázy
-autozomálně
recesivní
onemocnění
deficit galaktokinasy obvykle bilaterální katarakty
detekovatelné v prvních
týdnech života
-autosomálně
recesivní
onemocnění
deficit uridindifosfát
4-epimerázy
těžká forma: novorozenci:
zvracení, neprospívají,
hepatopatie připomínající
klasickou galaktosemii;
mentální retardace
lehká forma: benigní stav
-autosomálně
recesivní
onemocnění
Glykogen
jaterní glykogenosy
Typ I - von Gierkova
nemoc
Typ III –
Coriho/Forbesova
nemoc
Typ IV –
Andersenova
nemoc
Typ VI a IX
hypoglykemie nalačno,
hepatomegalie, porucha růstu
panence podobná tvář, hubené
končetiny, malý vzrůst, velké
břicho (hepatomegalie),
zánětlivé střevní onemocnění;
postižena játra i kosterní svaly:
cirhosa, myopatie; abnormální
glykogen: limitní dextrin
abnormální glykogen podobný
amylopektinu s méně
rozvětveními
-autozomálně
recesivní
onemocnění
deficit glukosa-6-
fosfatasy
deficit amylo 1→6
glukosidasa
deficit „větvícího“
enzymu
jaterní fosforylasa a
kinasa
Svalové
glykogenosy
Typ V/Typ VII
Typ X/Typ XI
Typ XII/XIII
intolerance fyzické zátěže,
křeče po svalové námaze,
rhabdomyolýza
deficit svalové
fosforylasy/fosfofrukt
okinasy/
fosfoglycerátmutasy/l
aktátdehydrogenasy/
beta-enolasy
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 19 z 57
Generalizovaná
glykogenosa (Typ II)
enzymopatie - střádání
abnormálního množství a/nebo
forem glykogenu
Glykoproteiny
poruchy N-
glykosylace
porucha tvorby N- glykamů a N-
glykanů
-autozomálně
recesivní
onemocnění
poruchy O-
glykosylace
Dědičné
mnohočetné
exostosy
osteochondromy na koncích
dlouhých kostí, omezená
hybnost kloubů
- autozomálně
recesivní
onemocnění
(zbylých 5 typů)
- autozomálně
dominantní
onemocnění
poruchy glykosylace
glykolipidů
hypoalbuminemie, zvýšené
aktivity transaminas, nízký
cholesterol a triacylglyceroly
deficit GM3 synthasy
-autozomálně
recesivní
onemocnění
3.3 Laboratorní diagnostika
K nejdůležitějším laboratorním vyšetřením u metabolismu sacharidů patří metody sloužící
k diagnostice a monitorování pacientů s DM.
3.3.1 Biochemická vyšetření u pacientů s podezřením na DM a s DM
Při diagnostice pacientů s DM se využívá v prvé řadě stanovení hladin glukózy v krvi
(glykémie).
Pro monitoring dlouhodobé hladiny glukózy v plazmě je využíváno stanovení hladin
glykovaného hemoglobinu.
U pacientů se zvýšeným rizikem výskytu autoimunitního DM 1. typu, nebo ve sporných
případech k rozlišení 1. a 2. typu DM se využívá stanovení specifických autoprotilátek
v séru (ICA: islet cell autoantibodies, anti- IA-2, anti-GAD, IAA insulinové autoprotilátky).
U pacientů s již potvrzeným DM se kromě sledování hladin glukózy v krvi provádí dále
vyšetření lipidového metabolismu a metabolismu proteinů. Sledovány jsou hladiny albuminu
vylučovaného močí (mikroalbuminurie a proteinurie), hladiny lipidových parametrů v krvi
(diabetická dyslipidémie - TAG, ¯HDL-C) či hladiny glykovaných proteinů.
Jako ukazatele endogenní sekrece insulinu je možno využít stanovení hladiny C-peptidu.
Stanovují se též hladiny hormonu insulinu v krvi.
Stanovení glukózy nalačno a postprandiálně (2 hodiny)
Podle doporučení WHO by se hodnoty glykémie měly stanovovat pouze v plazmě a nikoliv
v plné krvi. V plazmě jsou hodnoty glykémie přibližně o 15 % vyšší než v plné krvi.
Důležitým faktorem ovlivňujícím správnost tohoto stanovení je nutnost okamžité separace
plazmy od červených krvinek. Pomoci může odebírání vzorků do zkumavek obsahujících
inhibitory glykolýzy (NaF) a okamžité umístění zkumavek se vzorkem do ledové tříště.
Doporučuje se provést separaci plazmy do 30 minut od náběru.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 20 z 57
Vlastní stanovení probíhá dvou krokovou enzymatickou metodou, kdy nejprve za katalýzy
glukózaoxidasy je glukóza oxidována kyslíkem na glukonát a peroxid vodíku, který pak
následně reaguje s chromogenem a vzniklý produkt je stanovován spektrofotometricky při
492 nm.
Opakovaně naměřené hodnoty glykémie v plazmě nalačno vyšší než 7,0 mmol/l a
postprandiálně vyšší než 11,1 mmol/l jsou považovány za průkaz onemocnění DM.
Orální glukózový toleranční test (OGGT)
Pohybují-li se hodnoty glykémie v plazmě na lačno v rozmezí 6,1 až 6,9 je k upřesnění
diagnózy prováděn OGGTT. V rámci OGGT je hladina glukózy měřena nejprve nalačno,
poté je pacientovi podán roztok glukózy (75 g glukózy ve 250-300 ml vody) a glykémie je
opět změřena po 2 hodinách od požití glukózového roztoku. U dětí se podává 1,75 g
glukózy na 1 kg váhy.
Tento test umožňuje diagnostikovat poruchu glukózové tolerance (glukóza po 2 hodinách je
mezi 7,8 a 11 mmol/l, při lačné glykémii pod 7,0 mmol/l) či porušenou glykémii nalačno
(lačná glykémii 6,1 až 6,9 a glukóza po 2 hodinách pod 7,8 mmol/l).
Stanovení glykovaného hemoglobinu
Hladiny glykovaného hemoglobinu (HbA1c) odráží průměrnou hladinu glukózy v plazmě za
poslední 2-3 měsíce. Proto je považován za „zlatý standard“ pro kontrolu glykémie. Jeho
stanovení není ovlivněno lačněním a je ho tedy možno provádět kdykoliv. Výsledky však
mohou být ovlivněny anémií, abnormalitami ve struktuře hemoglobinu, těhotenstvím či
urémií. Ke stanovení se nabírá zkumavka s plnou krví a glykovaný hemoglobin je
stanovován pomocí HPLC. Referenční hodnoty se pohybují v rozpětí 2,8–4,0 %, někdy se
též uvádějí jako 28–40 mmol HbA1c/molHb.
3.3.2 Laboratorní vyšetření ostatních parametrů sacharidového metabolismu
V rámci diagnostiky vrozených metabolických poruch sacharidů se dříve využíval
fruktózový toleranční test, dnes je pro diagnostiku fruktózové intolerance využíváno
vyšetření DNA. Při podezření na laktózovou intoleranci se provádí laktózový toleranční test.
4 Lipidy
Lipidy jsou vedle sacharidů a bílkovin základními stavebními kameny živé hmoty.
Z chemického hlediska je to heterogenní skupina látek, kterou v živé přírodě spojuje jejich
biologická úloha v organismu. Původně byly jako lipidy označovány látky nerozpustné ve
vodě a rozpustné v organických rozpouštědlech; dnes je známo, že existují nepolární
(hydrofobní) lipidy, např. estery cholesterolu, triacylglyceroly, které jsou ve vodě
nerozpustné, a lipidy polární (hydrofilní), např. gangliosidy, které jsou ve vodě rozpustné.
Z biologického hlediska je důležitá jejich úloha jako zásobáren energie, izolátorů,
strukturních součástí membrán a prekurzorů pro řadu důležitých sloučenin, které se účastní
regulačních mechanismů.
4.1 Struktura, rozdělení a funkce lipidů
Mastné kyseliny jsou karboxylové kyseliny s lineárním řetězcem, jejich obecný vzorec je
R-CO-OH, schematické označení CN:p, kde CN je celkový počet atomů uhlíku v molekule a
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 21 z 57
p počet dvojných vazeb. U člověka mají mastné kyseliny prakticky vždy sudý počet atomů
uhlíku (2 - 30) a počet dvojných vazeb může být 0 - 6. Podle jejich počtu rozlišujeme
nasycené (žádná dvojná vazba), mononenasycené (1 dvojná vazba) a vícenenasycené
(polynenasycené; 2 - 6 dvojných vazeb) mastné kyseliny. Dvojné vazby mají vždy tzv.
pentadienové uspořádání, tj. mezi dvěma dvojnými vazbami jsou vždy 2 jednoduché (-C=CC-C=C-).
Poloha první dvojné vazby od karboxylového konce se označuje symbolem Δx,
od metylového konce symbolem n-x nebo vx. Značení n-x je praktičtější, protože kyseliny
stejné metabolické řady mají vždy stejnou hodnotu x, zatímco u značení Δ je x rozdílné a to
v závislosti na počtu uhlíků daných mastných kyselin. Přehled důležitých mastných kyselin
krevní plazmy je uveden v tabulce 4.1.
Tabulka 4.1 Značení a názvy důležitých mastných kyselin
Značení Systematický název Triviální název
12:0 dodekanová laurová
14:0 tetradekanová myristová
14:1n-5 cis-9-tetradecenová myristolejová
16:0 hexadekanová palmitová
16:1n-7 cis-9-hexadecenová palmitolejová
18:0 oktadekanová stearová
18:1n-9 cis-9-octadecenová olejová
18:1n-9 trans-9-octadecenová elaidová
18:1n-7 cis-11-oktadecenová vakcenová
18:2n-6 cis, cis-9,12-oktadekadienová linolová
18:3n-6 cis-6,9,12-oktadecatrienová γ-linolenová
18:3n-3 cis-9,12,15-oktadekatrienová α-linolenová
20:3n-9 cis-5,8,11-eikosatrienová Meadova
20:3n-6 cis-8,11,14-eikosatrienová dihomo-γ-linolenová
20:4n-6 cis-5,8,11,14-eikosatetraenová arachidonová
20:5n-3 cis-5,8,11,14,17-eikosapentaenová timnodonová , EPA
22:4n-6 cis-7,10,13,16-dokosatetraenová adrenová
22:5n-3 cis-7,10,13,16,19-dokosapentaenová
22:5n-6 cis-4,7,10,13,16-dokosapentaenová
22:6n-3 cis-4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová klupadonová , DHA
24:0 tetrakosanová lignocerová
24:1n-9 cis-15-tetrakosenová nervonová
26:0 hexakosanová cerotová
28:0 oktakosanová montanová
30:0 triakontanová melissová
Jednoduché lipidy
Za jednoduché lipidy jsou považovány estery mastných kyselin s jedno- nebo vícesytnými
alkoholy (sytnost alkoholu je dána počtem OH- skupin alkoholu). Nejdůležitější jsou estery
mastných kyselin s trojsytným alkoholem – glycerolem. Podle počtu esterifikovaných
hydroxylových skupin jsou rozlišovány mono-, di- a triacylglyceroly. Triacylglyceroly (TAG)
jsou hlavní součástí pokrmových tuků a olejů, v lidském organismu jsou přítomny v krevním
séru a jsou hlavní součástí tukové tkáně. Vedle nich jsou v séru přítomny ještě estery
mastných kyselin s cholesterolem, a dále neesterifikovaný cholesterol a neesterifikované
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 22 z 57
mastné kyseliny. Cholesterol patří mezi steroidy, je součástí membrán všech tělních buněk
a prekurzorem steroidních hormonů, žlučových kyselin a vitaminu D. Estery mastných
kyselin s aminoalkoholem sfingosinem se nazývají ceramidy, u člověka jsou přítomny např.
v mozkové tkáni. Mezi jednoduché lipidy dále řadíme vosky – estery mastných kyselin
s alifatickými alkoholy, které se v lidském organismu nevyskytují.
Složené lipidy
Pokud je v molekule lipidu přítomna vedle mastné kyseliny a alkoholu ještě další složka
(kyselina fosforečná, sacharidy, proteiny), jedná se o lipidy složené. Podle složky, která je
součástí lipidu, se rozlišují různé typy složených lipidů (fosfolipidy, glykolipidy, lipoproteiny).
Fosfolipidy vznikají esterifikací OH- skupiny glycerolu na třetím uhlíkovém atomu
(fosfoacylglyceroly) nebo OH- skupiny sfingosinu (sfingomyeliny) kyselinou fosforečnou. Ta
je dále esterifikována ještě aminoalkoholy nebo aminokyselinami (fosfatidylcholin,
fosfatidylethanolamin, fosfatidylserin). Glykolipidy obsahují ve své molekule sacharidovou
složku, u živočichů se jedná o galaktosu a u rostlin o glukosu. Živočišné glykolipidy jsou
odvozeny od sfingosinu. Přenosem galaktosy na ceramid vzniká cerebrosid, pokud vstoupí
do molekuly více cukerných jednotek a kyselina neuraminová, vznikne gangliosid; oba
jsou důležitou složkou nervových tkání i mozku.
4.2 Lipoproteiny
Lipoproteiny jsou nejdůležitější transportní formou lipidů v krevní plazmě. Hydrofobní
lipidy – estery cholesterolu a triacylglyceroly – jsou obklopeny polárními lipidy (převážně
fosfatidylcholinem a sfingomyelinem), neesterifikovaným cholesterolem a specifickými
proteiny, které se nazývají apolipoproteiny (apo). Vznikne tak hydrofilní micelární
komplex, který je rozpustný ve vodném prostředí plazmy, a umožňuje katalytické působení
enzymů na fázovém rozhraní. Lipoproteiny jsou převážně kulovitého tvaru a podle velikosti
a hustoty je dělíme na jednotlivé třídy, jak ukazuje tabulka 4.2.
Tabulka 4.2 Základní parametry lipoproteinů lidské krevní plazmy
Frakce*
ELFO+
(agarosa)
Průměr
(nm)
Hustota (g/ml)
Protein
(%)
Lipid
(%)
Zdroj
CM start 90-1 000 < 0,95 1-2 98-99 střevo
VLDL pre-beta 30-90 0,95 - 1,006 7-10 90-93 játra (střevo)
IDL 25-30 1,006 - 1,019 11 89 z VLDL
LDL beta 20-25 1,019 - 1,065 21 79 z VLDL
LDL-I 27,5-26,0 1,025 - 1,034
LDL-II 26,0-25,5 1,034 - 1,044
LDL-III 25,5-24,2 1,038 - 1,050
LDL-IV 24,2-21,8 1,048 - 1,065
HDL alfa 7,5-20 1,065 - 1,210
játra, střevo,
z VLDL, CM
HDL2 10-20 1,065 - 1,125 33 67
HDL3 7,5-10 1,125 - 1,210 57 43
* CM – chylomikrony; VLDL – lipoproteiny o velmi nízké hustotě; IDL – lipoproteiny o
střední hustotě; LDL - lipoproteiny o nízké hustotě; HDL – lipoproteiny o vysoké hustotě
+ ELFO – elektroforetická pohyblivost
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 23 z 57
4.3 Metabolismus lipidů a jeho poruchy
Tuky obsažené v potravě (exogenní) jsou směsí lipidů, které jsou z 90% tvořeny
triacylglyceroly, dále volným i esterifikovaným cholesterolem a fosfolipidy (převážně
fosfatidylcholinem). Trávení a vstřebávání lipidů probíhá především v tenkém střevě, kde se
exogenní lipidy mísí s lipidy endogenního původu. Při trávení se lipidy rozkládají na glycerol
a mastné kyseliny působením hydrolas (lipas), které hydrolyticky štěpí esterové vazby mezi
glycerolem a mastnými kyselinami. Vlastní vstřebávání lipidů je složitý proces, který kromě
syntézy endogenních lipidů zahrnuje i distribuci mastných kyselin a resyntetizovaných lipidů
krví do jater a jednotlivých tkání.
Metabolismus lipidů
Triacykglyceroly se začínají vstřebávat v žaludku, kde se mechanickým způsobem vytváří
emulze lipidů, která je uvolňována do duodena. V tenkém střevě se TAG štěpí
pankreatickou lipasou (= lipolýza); tento enzym má největší afinitu k esterové vazbě na C1
a C3 glycerolu a působí jen na fázovém rozhraní tuk-voda. Procesu se účastní i žlučové
kyseliny, které napomáhají tvorbě micel a tak umožňují solubilizaci lipidů ve vodném
prostředí střeva. Střevní lipasa pak štěpí monoacylglyceroly na glycerol a volné mastné
kyseliny. Volné mastné kyseliny a mono- a diacylglyceroly mohou být vstřebány enterocyty,
ve kterých probíhá reesterifikace na triacylglyceroly. Ty jsou pak ve formě chylomiker
transportovány lymfatickou cestou do krevního oběhu. Glycerol je uvolňován do krve a
následně transportován do jater, kde dochází k jeho fosforylaci. Volné mastné kyseliny
mohou být též uvolněny do krevního oběhu, kde jsou transportovány prostřednictvím
albuminu k potřebným buňkám (kosterní svalstvo, myokard), ve kterých slouží jako zdroj
energie. Ta je získávána jejich odbouráváním při tzv. b-oxidaci.
Cholesterol v potravě je převážně ve volné formě, esterifikovaný je ve střevě rychle štěpen
pankreatickou cholesterolesterasou na volný cholesterol a volné mastné kyseliny. Volný
cholesterol se vstřebává do enterocytu , kde je opět z velké části esterifikován a stává se
součástí chylomiker.
Fosfolipidy jsou v tenkém střevě hydrolyzovány působením pankreatické fosfolipasy A2,
která odštěpuje mastnou kyselinu z C2 fosfolipidu za vzniku lysofosfolipidu.
Metabolismus lipoproteinů
Chylomikrony jsou největší lipoproteinové částice s vysokým obsahem triacylglycerolů.
Tvoří se ve střevě v postprandiální fázi, na lačno jsou v enterocytech syntetizovány
lipoproteiny VLDL (cca 10% celkové produkce, zbytek je syntetizován v játrech). V plazmě
zdravých osob se chylomikrony nevyskytují.
Lipoproteiny VLDL představují v organismu mobilní zásobu triacylglycerolů. Proteinovou
složkou je z 90% apo B48, ve stopách jsou obsaženy apo C a apo E. Působením enzymů
lipoproteinové lipasy a lecitin:cholesterol acyltransferasy (LCAT) je částice VLDL
metabolizována na IDL, která má méně TAG a apo C, více esterů cholesterolu a apo E
(důležitý pro transport esterů cholesterolu mezi jednotlivými lipoproteinovými třídami).
Lipoprotein IDL je v další fázi katabolizován na LDL za účasti jaterní (triglyceridové) lipasy a
LCAT, který je konečným produktem metabolismu VLDL.
Lipoprotein LDL transportuje v plazmě přibližně 70% celkového cholesterolu, jeho hlavní
proteinovou složkou je apo B100. Odbourávání LDL, a tím i regulace metabolismu
cholesterolu, probíhá v periferních tkáních za účasti specifických LDL-receptorů.
Lipoproteiny HDL jsou syntetizovány převážně v játrech jako primární (nascentní) HDL
částice diskovitého tvaru. Dalším zdrojem jsou zbytky membrán chylomiker a VLDL. Jejich
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 24 z 57
hlavní funkcí je transport cholesterolu z periferních tkání zpět do jater, kde dochází k jeho
eliminaci. Hlavní proteinovou složkou je apo AI. Lipoproteiny HDL nemají afinitu k LDL-
receptorům.
Pokud dojde v této složité metabolické kaskádě k poruše rovnováhy, hovoříme o tzv.
dyslipidemii (dyslipoproteinemii), která představuje závažné metabolické
onemocnění.
4.3.1 Hyperlipoproteinemie
Zvýšené koncentrace lipidů či lipoproteinů cirkulujících v plazmě jsou charakteristické pro
metabolickou poruchu zvanou hyperlipoproteinemie (hyperlipidemie), při níž dochází
k nadměrnému ukládání lipidů v cévních stěnách a tkáních. V 60. letech minulého století
formuloval Frederickson 5 typů hyperlipidemií, které charakterizoval obsahem jednotlivých
lipidů a apolipoproteinů v séru a přítomností chylomiker. Tyto tzv. Fredericksonovy typy I-V
byly původně považovány za genotypy. V průběhu času však bylo zjištěno, že některé typy
mohou přecházet v jiné, ať už důsledkem příznivého působení léčby či naopak zhoršení
choroby, a jedná se tedy jen o fenotypy.
Familiární hypercholesterolemie (Fredericksonův typ II) je vrozená choroba,
charakterizovaná zvýšenou koncentrací cholesterolu a apolipoproteinu B, xantomatozními
lezemi kůže a šlach, a výskytem předčasné koronární aterosklerózy. Byl u ní prokázán
autozomálně dominantní způsob genetického přenosu. Z patofysiologického hlediska jde o
poruchu funkce LDL-receptorů, spojené s rozvojem předčasné aterosklerózy. U
homozygotních osob dochází k problémům již ve velmi mladém věku.
Familiární dysbetalipoproteinemie (Fredericksonův typ III) je zřídka se vyskytující
dědičné onemocnění, u kterého dochází k hromadění atypického lipoproteinu „β-VLDL“,
který má v gravitačním poli vlastnost VLDL, při elektroforéze se pohybuje v oblasti β. Tyto
VLDL částice mají vyšší poměr cholesterol/triacylglycerol než klasické VLDL. V plazmě jsou
zvýšené koncentrace cholesterolu i triacylglyceroly. Osoby s tímto postižením mají vysoké
riziko předčasné aterosklerózy, xantomy, často jsou obézní a mají porušenou glukózovou
toleranci. Asi polovina potomků těchto osob má hyperlipidemii a přibližně stejně zastoupený
Fredericksonův typ III a IV. Sekundární dysbetalipoproteinemie je často doprovodným
příznakem např. u těžkého diabetu nebo hypothyreozy. Poměrně dobře reaguje na
hypolipidemickou léčbu, ale typ β-VLDL přetrvává i po snížení koncentrací lipidů na
fyziologické hodnoty.
Familiární hypertriacylglycerolemie (Fredericksonův typ IV) je dědičné autozomálně
dominantní onemocnění, charakteristické zvýšenými koncentracemi plazmatických TAG a
lipoproteinu VLDL, a normální, nebo lehce zvýšenou koncentrací cholesterolu; v plazmě
nejsou přítomna chylomikra. Z patofysiologického hlediska se jedná o zvýšenou tvorbu
VLDL a/nebo jejich snížené odbourávání.
Familiární kombinovaná hyperlipidemie (Fredericksonův typ V) se projevuje zvýšenými
plazmatickými koncentracemi cholesterolu i triacylglycerolů v důsledku zvýšené produkce
a/nebo sníženého odbourávání VLDL, a přítomností chylomiker . Koncentrace LDL a HDL
cholesterolu jsou normální, event. mohou být i snížené. Forma genetického přenosu není
zcela jasná, znám je výskyt atypické izoformy apolipoproteinu E a zvýšená koncentrace
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 25 z 57
apolipoproteinu C-III. U tohoto onemocnění nejsou časté kardiovaskulární problémy
v mladém věku.
Familiární hyperalfalipoproteinemie je vzácně se vyskytující porucha charakterizovaná
vysokými (až dvojnásobnými) koncentracemi HDL-cholesterolu, díky které bývá zvýšená
koncentrace celkového cholesterolu při fyziologických či lehce snížených koncentracích
cholesterolu LDL. Lipoprotein HDL má protektivní účinky na kardiovaskulární choroby, proto
je u osob s touto poruchou snížený jejich výskyt. Genetický přenos je pravděpodobně
autozomálně dominantní.
Sekundární hyperlipoproteinemie zahrnují všechny typy familiárních a jsou doprovodným
jevem některých onemocnění (diabetes, hypothyreosa, Cushingova choroba, pankreatitida,
jaterní onemocnění, nedostatečnost ledvin, nefrotický syndrom, dysgamaglobolinemie,
akutní porfyrie glykogenosa. Mohou být též vyvolány některými léky (kortikoidy,
antihypertensiva diuretického typu, hormonální antikoncepce) i toxickými látkami (alkohol,
organofosfáty).
4.3.2 Hypolipoproteinemie
Velmi nízké koncentrace lipoproteinů znamenají, stejně tak jako vysoké, poruchy lipidového
metabolismu s vážnými zdravotními následky.
Kongenitální abetalipoproteinémie je vzácná autozomálně recesivně přenášená
choroba, charakterizovaná neschopností jater a střevní sliznice syntetizovat lipoproteiny
obsahující apolipoprotein B. V postprandiální fázi tak nejsou v plazmě přítomna chylomikra,
koncentrace triacylglycerolů v enterocytech mohou být až 5x vyšší než za fyziologického
stavu, vzhledem k jejich nedostatečnému odsunu do lymfy. Tato nedostatečnost má
pravděpodobně za následek změny v metabolismu lipoproteinu HDL, který obsahuje
(subfrakce HDL2) více lipidů při zachované celkové koncentraci. Koncentrace subfrakce
HDL3 je výrazně snížena (až na 1/3 fyziologických hodnot). Klinicky se tato porucha
projevuje steatoreou, degenerativními neurologickými změnami a pigmentovou degenerací
sítnice.
Kongenitální analfalipoproteinémie, zvaná též tangierská choroba, je rovněž přenášená
autozomálně recesivně a její výskyt je rovněž vzácný. Je charakterizována velmi rychlým
katabolismem HDL v lysozomech jater a ledvin a tedy minimálními plazmatickými
koncentracemi apolipoproteinu AI a AII, i změnou jejich poměru oproti zdravým osobám.
Ostatní lipoproteiny jsou zvýšeny, v plazmě na lačno jsou přítomna chylomikra, lipoprotein
LDL má méně cholesterolu a více triacylglycerolů než za fyziologického stavu. Klinické
příznaky jsou vedle zvětšených nažloutlých tonsil, hepatomegalie a hromadění esterů
cholesterolu v rohovce, střevní mukóze, médii cév, thymu, kůži a periferních nervech.
Familiární deficience apolipoproteinu C-II je třetí autozomálně recesivně přenášenou
poruchou charakterizovanou vysokou hypertriacylglycerolémií a lipoproteinovým typem V.
Klinicky je charakterizována ataky akutní pankreatitidy, které jsou mírnější u heterozygotů
než homozygotů.
Hypobetalipoproteinémie je přenášena autozomálně dominantně a její výskyt je rovněž
vzácný. Charakterizuje ji neschopnost syntetizovat apolipoproteiny B. Plazmatická
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 26 z 57
koncentrace LDL je významně snížena, koncentrace ostatních lipoproteinů se neliší od
zdravých osob. Porucha nemá zvláštní klinické příznaky, zajímavý je nižší výskyt koronární
srdeční choroby.
4.3.3 Ateroskleróza
Ateroskleróza a její komplikace patří vedle karcinomu k nejčastějším příčinám úmrtnosti ve
vyspělých společnostech. Zvýšené koncentrace lipidů, především cholesterolu, mají za
následek jejich usazování v cévní stěně. Usazené lipidy se formují do tzv. plaků, v jejichž
okolí probíhá zánětlivý proces. V narušeném endotelu pak vznikají fibrinové tromby, jejichž
důsledkem jsou kardiovaskulární onemocnění. Ucpáním cév v srdečním svalu dochází k
infarktu myokardu, v mozku k mozkové cévní příhodě. Na vznik kardiovaskulárních
onemocnění má vliv řada rizikových faktorů, které jsou jednak primární, neovlivnitelné (věk,
pohlaví genetická zátěž), jednak sekundární, ovlivnitelné (hypertenze, obezita, životní styl –
kouření, fyzická aktivita, stravování).
4.3.4 Ostatní poruchy lipidového metabolismu
Mezi vrozené metabolické choroby patří také poruchy katabolizmu některých lipidů.
Jedná se o tzv. lyzosomální nemoci, při kterých je příslušný katabolický enzym inaktivní,
nebo zcela chybí.
Gaucherova choroba je způsobena akumulací glukocerebrosidu v důsledku nedostatečné
aktivity β-glukocerebrosidasy. Akutní forma je provázená neuropatiemi a postihuje centrální
nervový systém.
Niemann-Pickova choroba je způsobená nedostatkem aktivity sfingomyelinasy a má za
následek hromadění sfingomyelinu. Akutní forma je provázená neuropatiemi, které ústí ve
smrtelná psychomotorická poškození.
Krabbeho choroba je způsobena nedostatečnou aktivitou enzymu galaktocerebrosid-βgalaktosidasy,
která má za následek hromadění galaktocerebrosidu. Postihuje centrální
nervový systém a je smrtelná do šesti až dvanácti měsíců.
Metachromatická leukodystrofie je způsobena deficitem aktivity enzymu arylsulfatasy,
jehož důsledkem je akumulace sulfoesterů cerebrosidů. Projevuje se progresivní paralýzou
a mentálním chátráním.
Fabryho choroba je způsobena nedostatečnou aktivitou α-galaktosidasy A, dochází k
akumulaci ceramidtrihexosidu v centrálním nervovém systému. Projevuje se především
hypertenzí, srdečními potížemi, bolestmi končetin a zarudlými lézemi na pokožce.
GM2 gangliosidosa (Tay-Sachsova choroba) je způsobena akumulací GM2 gangliosidu v
důsledku nedostatečné aktivity enzymu hexoaminidasy A. Projevuje se psychomotorickým
chátráním a demencí v časných obdobích vývoje.
GM1 gangliosidosa je způsobena nedostatkem aktivity GM1 β-galaktosidasy a má za
následek hromadění GM1 gangliosidů a galaktosu obsahujících oligosacharidů.
Fukosidosa je zapříčiněna nedostatečnou činností α-fukosidasy, důsledkem je hromadění
sfingolipidů obsahujících fukosu a glykoproteinových fragmentů. Projevuje se častými
infekcemi dýchacího traktu, progresivním psychomotorickým zaostáváním, zvětšením
srdečního svalu a zbytnělou pokožkou, která sekretuje velká množství slaného potu.
4.4 Laboratorní diagnostika
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 27 z 57
Biochemická vyšetření lipidových parametrů plazmy/séra jsou zaměřená na stanovení
rizikových faktorů rozvoje aterosklerózy a diagnostiku lipoproteinových poruch. Na základě
stanovení koncentrací triacylglycerolů a cholesterolu klasifikujeme tři typy
hyperlipoproteinémií:
- hypercholesterolémie (izolované zvýšení celkového cholesterolu, převážně na vrub LDL) stanovení
koncentrace celkového cholesterolu (volný + esterifikovaný)
- kombinovaná hyperlipidémie (současné zvýšení cholesterolu i TAG)
- hypertriglyceridémie (izolované zvýšení TAG v kombinaci s normálním cholesterolem).
Pro posouzení rizika aterosklerózy se používá výpočet aterogenního indexu (AI)
AI = (celkový cholesterol – HDL-C)/HDL-C
hodnocení: prognosticky příznivý: < 3, standardní riziko: 3-4, zvýšené riziko: > 4
Před odběrem krve na analýzu lipidů by měl pacient dodržet standardní podmínky, navíc by
se měl alespoň dva dny před odběrem vyvarovat konzumaci alkoholu, který může způsobit
zvýšení hladiny triacylglycerolů.
Základní používané testy lipidového souboru a orientační fyziologické rozmezí u dospělých
osob:
- stanovení koncentrace triacylglycerolů (0,68-1,69 mmol/l)
- stanovení koncentrace celkového cholesterolu (3,1-5,8 mmol/l)
- stanovení koncentrace HDL-cholesterolu (1,1-2,3 mmol/l)
- stanovení koncentrace LDL-cholesterolu (2,2-4,5 mmol/l)
Doplňkové testy:
- stanovení koncentrace lipoproteinu a - Lp(a)
- stanovení koncentrace Apo B (hlavní složka VLDL a LDL)
- stanovení koncentrace Apo AI (hlavní složka HDL)
- elfo lipoproteinů (pouze pro diferenciální diagnostiku)
4.4.1 Stanovení cholesterolu
Cholesterol je v plazmě/séru ze dvou třetin transportován jako součást LDL (aterogenní
částice), asi jedna třetina je vázaná na HDL (neaterogenní částice).
Celkový cholesterol se v plazmě nachází ve dvou formách a to jako cholesterol volný (FC)
- 30% a cholesterol esterifikovaný (CE) -70%.Toto je nutné brát v úvahu při jeho stanovení.
Nejčastěji se používá spektrofotometrická enzymová metoda. Princip metody: CE jsou
cholesterolesterasou hydrolyzovány na FC a volnou mastnou kyselinu, FC se dále oxiduje
cholesteroloxidasou na cholest-4-en-3-on a peroxid vodíku, jehož koncentrace se po reakci
s indikátorem stanovuje.
Princip stanovení HDL-cholesterolu (HDL-C): lipoprotein HDL se od ostatních
lipoproteinových částic separuje vysrážením lipoproteinů obsahujících apo B, další postup
je stejný jako u celkového cholesterolu.
Koncentrace LDL-cholesterolu (LDL-C) se obvykle určuje výpočtem podle Friedewaldovy
rovnice: LDL –C (mmol/l) = celkový cholesterol - TAG*0,4537 - HDL-C
4.4.2 Stanovení triacylglycerolů
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 28 z 57
O
NH2
OH
Exogenní TAG jsou obsaženy převážně v chylomikronech, endogenní převládají v částicích
VLDL. Zvýšená koncentrace TAG je rizikovým faktorem aterosklerózy, vyskytuje se však i u
diabetu, snížené funkce štítné žlázy, u nefrotického syndromu a u jaterních onemocnění.
Triacylglyceroly se stanovují v plazmě nebo séru enzymovou metodou. Princip metody:
působením lipoproteinové lipasy jsou TAG hydrolyzovány na glycerol a volné mastné
kyseliny, glycerol je dále fosforylován na glycerol-3-fosfát, který lze stanovit např. optickým
testem.
4.4.3 Další stanovení
Relativní zastoupení jednotlivých lipoproteinových tříd se stanovuje elektroforézou na
agaróze nebo akrylamidu. Kvantitativní stanovení lze provést metodou gelové filtrace
s detektorem rozptylu světla, provádí se však pouze pro výzkumné účely.
Kvantitativní stanovení Lp(a), jehož zvýšené koncentrace ukazují na zvýšené riziko
kardiovaskulárních onemocnění, se provádí buď imunoturbidimetricky nebo
imunoelektroforeticky.
Pro zvláštní detailní diagnostiku provádějí ještě specializovaná pracoviště stanovení profilu
mastných kyselin a tzv. necholesterolových sterolů (prekurzory cholesterolu a rostlinné
steroly) metodami plynové nebo kapalinové chromatografie.
Stanovení cholesterolu chromatografickou metodou s hmotnostně-spektrometrickou detekcí
je referenční metodou pro tento analyt.
5 Aminokyseliny
Aminokyseliny jsou organické kyseliny obsahující kromě karboxylové skupiny –COOH
ještě další funkční skupinu a to aminoskupinu –NH2. Aminokyseliny (AMK) jsou základními
stavebními jednotkami proteinů, ale mohou se vyskytovat i jako volné AMK (např.
metabolismus močoviny – citrullin, ornithin) či jako součást biologicky aktivních peptidů
(např. glutation - γ-glutamylcysteylglycin; karnosin ve svalech). S AMK či jejich deriváty se
můžeme setkat i ve funkci neurotransmiterů (např. dopamin, kyselina γ-aminomáselná),
hormonů (např. tyroxin, adrenalin) či antibiotik (např. azaserin).
5.1 Přehled a rozdělení základních aminokyselin
I když již bylo identifikováno více jak 250 různých AMK, na tvorbě proteinů se podílí pouze
20 tzv. proteinogenních AMK (někdy se uvádí počet 21, selenocystein jako 21. AMK).
Přehled rozdělení, vzorce a charakteristiku AMK shrnuje tabulka 5.1. V odborné literatuře
se často setkáváme se zkratkami názvů AMK, nejčastěji se využívají třípísmenné zkratky,
tvořené převážně z prvních 3 písmen názvu. Ke srovnání podobných sekvencí AMK
v proteinech se pak spíše používají zkratky jednopísmenné.
Tabulka 5.1: Proteinogenní aminokyseliny
AMK ZKRATKA VZOREC CHARAKTERISTIKA
Aminokyseliny s alifatickým řetězcem - nepolární
Glycin Gly G opticky inaktivní, důležitou součástí
kolagenu a elastinu, inhibičně
působící neurotransmiter v CNS
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 29 z 57
O
NH2
CH3
OH
O
NH2
CH3
CH3 OH
O
NH2
CH3
CH3
OH
O
NH2
CH3
CH3
OH
O
NH2
OH OH
O
NH2
OH
CH3
OH
O
NH2
SH OH
O
NH2
S
CH3 OH
OH
OH
NH2O
O
Alanin Ala A hojně využíván při syntéze proteinů,
možný zdroj pro syntézu glukózy,
nebo jako zdroj energie
Valin Val V esenciální AMK, zdroje: kozí sýry, rybí
maso, čočka, drůbež
Leucin Leu L esenciální AMK; důležitý pro svalový
aparát, podporuje syntézu proteinů ve
svalech a játrech; zdroje: kravské
mléko, kuřecí a hovězí maso, hrách
Isoleucin Ile I esenciální AMK; zdroje: ryby, kuřecí a
krůtí maso, vajíčka, sója
Aminokyseliny s alifatickým řetězcem – obsahující v molekule –OH skupinu
serin Ser S stavební kámen biomembrán, součást
fosfolipidů (fosfoatidylserin)
Threonin Thr T esenciální AMK; zdroje: ryby, drůbeží
maso, čočka
Aminokyseliny s alifatickým řetězcem – obsahující v molekule síru
Cystein Cys C významně se podílí na struktuře
bílkovin tvorbou disulfidových můstků;
zdroje: cibule, česnek, brokolice, oves
Methionin Met M esenciální AMK, obvykle první AMK
v peptidovém řetězci
Aminokyseliny s alifatickým řetězcem – s další COOH skupinou a jejich amidy
Asparagová
kyselina
Asp D jeden z hlavních substrátů pro
syntézu purinových a pyrimidinových
bází
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 30 z 57
O
O
NH2
NH2
OH
O O
OHOH
NH2
O
O
NH2
NH2
OH
NH
O
NH
NH2
NH2
OH
O
NH2
NH2
OH
Asparagin Asn N jeho prostřednictvím jsou často
vázány sacharidové složky
v glykoproteinech
Glutamová
kyselina
Glu E uplatňuje se při transaminačních
reakcích a metabolismu lipidů, podílí
se na detoxikaci amoniaku; je
důležitým neurotransmiterem v CNS
Glutamin Gln Q důležitý v detoxikaci amoniaku;
zdroje: hovězí maso, luštěniny,
mléčné výrobky
Aminokyseliny s alifatickým řetězcem - bazické
Arginin Arg R u dětí esenciální AMK, jeho důležitým
metabolitem je oxid dusnatý
Lysin Lys K esenciální AMK; zdroje: ryby,
luštěniny, hovězí a vepřové maso
Aminokyseliny s aromatickým jádrem v molekule
Fenylalanin Phe F O
NH2
OH
esenciální AMK, prekurzor
neurotransmiterů; zdroj: mléčné
výrobky, vejce, ryby, kvasnice
Tyrosin Tyr Y O
NH2
OH
OH
prekurzor např. pro adrenalin,
noradrenalin, dopamin, thyroxin
Tryptofan Trp W O
NH2
NH
OH
esenciální AMK; prekurzor serotoninu
a melatoninu
Histidin His H O
NH2
N
N
H
OH
u dětí esenciální AMK; prekurzor
histaminu
Iminokyselina
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 31 z 57
O
N
H
OH
Prolin Pro P důležitý pro tvorbu kolagenu, zdroje:
včelí med, kvasnice, kolagen
Jelikož α-uhlík je asymetrický tzn., že váže čtyři různé substituenty (karboxylovou skupinu,
aminoskupinu, vodík a nějaký alifatický či aromatický zbytek - R) jsou aminokyseliny látky
opticky aktivní (výjimkou je glycin) a dají se u nich rozlišovat dva izomery – L- a D- izomer
(obrázek 5.1). Proteinogenní AMK jsou L-α-aminokyseliny (výjimkou je prolin, který je L-αiminokyselina).
Některé AMK ve své molekule obsahují dva asymetrické uhlíky (threonin,
isoleucin). Základní charakteristickou vlastností AMK je jejich schopnost působit i jako
kyselina i jako zásada – AMK jsou tedy amfolyty. Náboj, který AMK nese, závisí na pH
prostředí. Ve fyziologickém rozpětí pH se všechny AMK vyskytují v podobě tzv.
zwitteriontu jinak označovaného jako amfion neboli obojetný ion, což znamená, že obě
funkční skupiny AMK jsou v iontové podobě a nesou tedy kladný i záporný náboj (obrázek
5.2). Obě funkční skupiny se vzájemně ovlivňují – skupina COO- zvyšuje zásaditost
aminoskupiny a skupina NH3
+ zase pomáhá odpuzovat H+ ze skupiny COOH.
Obrázek 5.1: Izomery aminokyselin
1
O
2
R
3
OH
HNH2
O

R

OH
NH2H
L--aminokyselina D--aminokyselina
Obrázek 5.2: Aminokyseliny jako amfolyty
1O
2
R
3
OH
HNH3
+
1
O
2
R
3
HNH3
+
O
-
1
O
2
R
3
O
-
HNH2
amfionpH < 3,5 pH > 8,0
Většinu aminokyselin si lidský organismus dokáže sám syntetizovat z meziproduktů
sacharidového metabolismu. Některé AMK si však organismus vyrobit neumí a je závislý na
jejich příjmu potravou (v bílkovinách), tyto AMK označujeme jako esenciální.
V proteinech jsou AMK mezi sebou vázány tzv. peptidovou vazbou (obrázek 5.3), která
spojuje amino skupinu jedné a karboxylovou skupinu druhé aminokyseliny. Takto může
vznikat libovolně dlouhý řetězec AMK na jehož N- konci se vyskytuje aminokyselina
s volnou amino skupinou a na C-konci aminokyselina s volnou karboxylovou skupinou.
Aminokyseliny v proteinech zapisujeme a pojmenováváme od N-konce k C-konci. Ckoncová
AMK si ponechává svůj název, ostatní zamění koncové –in za –yl.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 32 z 57
Obrázek 5.3: Vznik peptidové vazby
O
NH2
R
OH
O
NH2
R
OH+
O
NH2
R
NH R
O
OH
+ OH2
5.2 Metabolismus aminokyselin a jeho poruchy
Aminokyseliny jsou organismem přijímány v potravě a to v proteinech, které jsou
peptidasami štěpeny na oligopeptidy až aminokyseliny a poté ve střevě vstřebávány střevní
sliznicí. V krvi AMK vytvářejí část tělesné zásoby AMK – tzv. pool AMK, krví jsou také
přenášeny k cílovým tkáním, kde mohou být využity k syntéze plazmatických a
intracelulárních proteinů. Při dostatku AMK, dochází k jejich degradaci.
Degradace AMK může probíhat 4 různými způsoby, přičemž první 3 z nich využívají
koenzymu pyridoxalfosfátu a tvoří s ním tzv. Schiffovu bázi (obrázek 5.4):
1. dekarboxylace (dochází k odštěpení CO2 za katalýzy dekarboxylasou a vzniku
biogenních aminů)
2. transaminace (reakce aminokyseliny s ketokyselinou, kdy dojde k výměně amino- a ketoskupiny,
reakce je katalyzována transaminasami)
3. změna R
4. oxidační deaminace (dochází k odštěpení NH3 a oxidaci na ketokyselinu, vzniklý NH3 je
odbouráván v tzv. močovinovém cyklu)
Močovinový cyklus probíhá v játrech v hepatocytech a to částečně v cytosolu a částečně
v mitochondriích. Konečným produktem je močovina, která je krví transportována do ledvin
a nakonec vylučována močí.
Podle dalšího osudu uhlíkaté kostry AMK se rozlišují:
a) glukoplastické neboli glukogenní AMK (většina)
b) ketoplastické neboli ketogenní AMK (lysin, leucin)
c) AMK, které mohou tvořit jak cukry, tak ketolátky (isoleucin, tyrosin, tryptofan, fenylalanin)
Vzniklé produkty se zapojují do citrátového cyklu.
Obrázek 5.4: Degradace aminokyselin
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 33 z 57
O
NH2
R
OH
+ N
+
CH3
OH
O H
H
O
P
OH
O
OH
pyridoxalfosfát
1
N
+
CH3
OH
H
O
P
OH
O
OH
H N
R
HO
O
+
OH2
Schiffova báze
3
2
1
2
3CO2 + R NH2
H H
R
O
O
OH
+
O
NH2
R2
OH
O
O
R2
OH
O
NH2
R2
OH
R2
NH2
O
OH
O
NH2
R
OH
+
O
NH2
R
OH
4
O
NH
R
OH
O
O
R
OH + NH3
Nadměrné vylučování AMK močí se nazývá aminoacidurie. Rozlišuje se tzv. primární
aminoacidurie (přehled podává tabulka 5.2), která je způsobena vrozenou metabolickou
poruchou a tzv. sekundární aminoacidurie, kterou způsobuje buďto onemocnění jater,
nebo porucha funkce ledvinných tubulů.
Tabulka 5.2: Primární aminoacidurie
ONEMOCNĚNÍ/
INCIDENCE
PŘÍZNAKY PŘÍČINA
Homocystinurie
1 : 200 000
 homocystein v krvi, dislokace
čočky, deformity kostí, skolióza,
patologické zlomeniny, mentální
retardace, tromboembolické
komplikace
porucha metabolismu
methioninu – defekt enzymu
cystathionin-β-syntasy
Cystinurie
1 : 7000 – 1 : 20
000
tvorba ledvinových kamenů již
v dětství, cystinové krystalky v
moči
defekt ledvinové tubulární
reabsorpce - porucha
transportu AMK – Cys, Lys,
Arg
Cystinóza
1 : 40 000
a) infantilní –
těžká
postihuje různé orgány: játra,
slezinu, ledviny, kostní dřeň,
lymfatické uzliny a oční rohovku
renální rachitida, trpasličí vzrůst,
tubulární acidóza, hypokalemie a
retinopatie
postižení glomerulů s proteinurií a
porucha transportu cystinu
přes membránu lyzosomů -
hromadění
krystalků cystinu v
makrofázích
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 34 z 57
b) juvenilní
c) c. dospělých
postupným selháním ledvin,
retinopatie
funkce ledvin není výrazně
narušena, cystinové krystalky v
rohovce, leukocytech a v kostní
dřeni
Fenylketonurie
(hyperfenylalanine
mie)
1 : 10 000
hromadění fenylalaninu v krvi
(snaha o metabolizaci přes
fenylpyruvát) a jeho vylučování
do moče; potíže s krmením,
zvracení, opožděný vývoj,
neléčená f. - těžké mentální
postižení
defekt v přeměně
fenylalaninu na tyrosin nedostatkem
enzymu
fenylalaninhydroxylasy
Tyrosinemie I
1 : 100 000
vylučování 4hydroxyfenylpyruvátu
při normální
dietě;  tyrosin v krvi i moči, 
methionin a -fetoprotein v krvi,
poškození jater a ledvin
deficit
fumarylacetoacetáthydrolasy
Tyrosinemie II
(Tyrosinemie)
 tyrosin v moči i krvi; zánět a
následné léze v oku a na kůži,
někdy mentální retardace
nedostatek jaterního enzymu
tyrosinaminotransferasy
Alkaptonurie
1 : 250 000
vylučování homogentisátu do
moče; tmavnutí moče po
vystavení vzduchu a slunečnímu
záření, nebo po zalkalizování,
později artritické změny
defekt homogentisátoxidasy
Leucinóza (Maple
syrup urine
disease)
1 : 200 000
sladká vůně moči, vylučování αoxoderivátů
AMK – Leu, Ile a Val
močí, hypoglykemie, acidóza,
letargie, ztráta chuti k jídlu a
zvracení; není-li zjištěna včas,
vede k těžkému poškození
mozku a smrti;
defekt dekarboxylasi
(nefunguje přeměna αoxokyselin
na acylCoA)
Okulokutánní
albinismus
typu I
1 : 10 000
typu II
1 : 60 000
úplná absence melaninu,
projevující se na pokožce, na
vlasech i na očích, dochází k
postižení zraku
syntetizováno malé množství
melaninu, nedochází k postižení
zraku
nepřítomnost nebo
nedostatek enzymu
tyrosinasy, která přeměňuje
tyrosin na melanin
6 Proteiny
Proteiny (bílkoviny) jsou makromolekulární látky polymerního charakteru tvořené
polypeptidovými řetězci. Jsou to heterogenní biomolekuly s významnými biologickými
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 35 z 57
vlastnostmi. V organismu zajišťují celou řadu funkcí a jsou nezbytnou součástí každé
buňky.
6.1 Struktura, funkce a metabolismus proteinů
Polypeptidový řetězec bílkovin je složený ze sta až několika tisíc proteinogenních
aminokyselin vzájemně spojených peptidovou vazbou (viz kapitola 5). Spojením dvou, tří,
několika málo (3-10) či mnoha (11-100) aminokyselin vznikají dipeptidy, tripeptidy,
oligopeptidy a polypeptidy.
V organismu peptidy vznikají štěpením bílkovin nebo syntézou z aminokyselin. Mezi
peptidy patří mnoho biologicky aktivních látek, jako jsou hormony (insulin, kortikotropin,
endorfiny), glutation (silný antioxidant) a rovněž některá antibiotika, protinádorové léky
nebo jedy.
Na rozdělení proteinů neexistuje žádný univerzální systém, můžeme je klasifikovat
z několika hledisek.
Na základě rozpustnosti a tvaru dělíme proteiny na globulární - sféroproteiny (např.
albumin, globuliny; jsou rozpustné ve vodě a svým tvarem se blíží kouli) a fibrilární –
skleroproteiny, které jsou ve vodě nerozpustné, mají vláknitou strukturu a v organismu
plní podpůrnou a strukturní funkci (např. kolagen, keratin). Podle složení dělíme proteiny na
jednoduché (obsahují pouze aminokyseliny) a složené (obsahují i nebílkovinnou část např.
lipidy - lipoproteiny, sacharidy - glykoproteiny, nukleotidy - nukleoproteiny). Z hlediska
výskytu v organismu je lze rozdělit na svalové, krevní (plazmatické) a mléčné. Podle
funkce, kterou v organismu zajišťují, je můžeme rozdělit na:
- enzymy - katalyzují biochemické reakce (podrobněji viz kapitola 7)
- strukturální proteiny – převážně fibrilární, plní podpůrné funkce, poskytují buněčnou nebo
tělesnou oporu (kosti, šlachy a kůže - kolagen, vlasy a nehty – kreatin)
- transportní proteiny – přenos látek krevním oběhem nebo přes buněčnou membránu
(albumin – bilirubin, mastné kyseliny; transferin – železo; lipoproteiny – cholesterol;
hemoglobin – kyslík)
- kontraktilní proteiny- aktin a myosin, fibrilární, umožňují pohyb (kontrakci a relaxaci) svalů
- protilátky – imunoglobuliny, obrana proti infekci
- hormony – regulační funkce (insulin)
Dalším kritériem pro dělení proteinů je jejich struktura, kterou lze popsat na čtyřech
úrovních. Primární struktura polypeptidového řetězce je určena pořadím jednotlivých
aminokyselin, je geneticky kódovaná v DNA a ovlivňuje biologickou aktivitu (náhrada jediné
aminokyseliny může snížit, nebo úplně odstranit biologickou aktivitu proteinu, čímž může
být příčinou mnoha dědičných poruch). Sekundární strukturu charakterizuje prostorové
uspořádání řetězce aminokyselin. Vzniká tvorbou vodíkových můstků (mezi atomem kyslíku
z –CO- skupiny a vodíku ze skupiny –NH-, případně –OH) a zaujímá tvar α – šroubovice (v
rámci stejné oblasti řetězce) nebo β – skládaného listu (mezi dvěma řetězci nebo z různých
oblastí jednoho řetězce). Sekundární struktury velkých bílkovin jsou organizovány do
domén, jejichž vzájemné vztahy popisuje terciární struktura. Je to energeticky
nejvýhodnější konformace, která je udržovaná disulfidovými můstky, iontovými a
hydrofobními interakcemi. Bílkoviny tvořené dvěma nebo více polypeptidovými řetězci
(podjednotkami) zaujímají kvartérní strukturu. Proteiny tedy dělíme na primární,
sekundární, terciární a kvartérní.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 36 z 57
Potravou přijaté proteiny jsou v trávicím traktu postupně rozštěpeny proteolytickými
enzymy – proteasami na molekuly peptidů, které jsou dále hydrolyzovány působením
aminopeptidas na jednotlivé aminokyseliny. Aminokyseliny můžou sloužit jako zdroj
stavebních jednotek pro syntézu tělu vlastních proteinů - proteosyntézu, nebo jsou
degradovány a využity jako zdroj energie.
Endogenní proteiny (uvolněné do oběhu stárnutím buněk) jsou opět katabolizovány
proteolytickými enzymy až na jednotlivé aminokyseliny, které jsou dále využity pro novou
proteosyntézu. V krevním oběhu proto dochází ke změnám koncentrací některých proteinů
v průběhu několika hodin nebo dnů.
Za fyziologických podmínek není většina proteinů vylučována močí. Glomerulární
filtrací se do moče dostávají pouze bílkoviny s molekulovou hmotností menší než 60 000
(např. amylasa). Takto mohou do moče přecházet i určité fragmenty imunoglobulinů, které
jsou produkovány u některých typů kostních nádorů a jejich nález má proto značný klinický
význam.
6.2 Bílkoviny krevní plazmy
V krevní plazmě se v různých koncentracích vyskytuje celá řada proteinů s rozličnou funkcí,
většina z nich je syntetizována v játrech. Specifickou skupinu proteinů tvoří tzv. reaktanty
akutní fáze zánětu, což jsou proteiny měnící svoji koncentraci v odpovědi na akutní zánět
nebo u nekróz tkáně. Podle toho jestli jejich koncentrace klesají či stoupají, rozlišujeme tzv.
negativní respektive pozitivní reaktanty akutní fáze. K negativním reaktantům se řadí
albumin, prealbumin a transferin a k pozitivním reaktantům C-reaktivní protein, a1 –
antitrypsin, fibrinogen, haptoglobin a ceruloplasmin. Další významnou skupinou
proteinů jsou imunoglobuliny (Ig) – protilátky, které jsou produkovány B-lymfocyty a přímo
se účastní imunitní odpovědi (humorální imunita). Imunoglobuliny lze rozdělit do pěti tříd:
IgG, IgA, IgM, IgD a IgE. Přehled klinicky významných plazmatických proteinů a příčiny
změn jejich koncentrací ukazuje tabulka 6.1.
Tabulka 6.1. Plazmatické proteiny a příčiny změn jejich koncentrací
Protein Funkce Snížené hodnoty Zvýšené hodnoty
Prealbumin
transport hormonů štítné
žlázy
malnutrice
akutní fáze zánětu
jaterní poruchy
maligní tumory
ztráty bílkovin
chronické infekce
močových cest
Albumin
nejvýznamnější transportní
protein, udržení onkotického
tlaku, proteinová rezerva
organismu
akutní fáze zánětu
jaterní léze
nekrózy tkání
maligní tumory
ztráty bílkovin
malnutrice
dehydratace
průjmy
α1-antitrypsin
(α1-inhibitor
proteas)
inhibitor serinových proteas
(např. elastasa)
plicní choroby
těžké jaterní
poškození
nefrotický syndrom
akutní a chronické
záněty
maligní tumory
nekrózy
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 37 z 57
malnutrice
kachexie
vrozená deficience onemocnění
plic
(emfyzém) a jater
(cirhóza)
hematologické
abnormality
pobyt ve
znečištěném ovzduší
gravidita
α1-kyselý
glykoprotein
(orosomukoid)
inaktivace progesteronu,
ovlivňuje farmakokinetiku
bazických farmak
jaterní poškození
akutní renální
poškození
malnutrice
kachexie
perorální antikoncepce
akutní a chronické
záněty
maligní tumory
kolagenózy
stresový syndrom
Haptoglobin
vychytává volný hemoglobin
a transportuje ho do
retikuloendoteliálního
systému k odbourání
jaterní onemocnění
hemolytické anémie
akutní záněty
maligní tumory
infarkt myokardu
Ceruloplasmin
vazba a přenos mědi (váže
až 90 % mědi v séru),
oxidasová aktivita
(polyaminové a
polyfenolové substráty)
Wilsonova choroba
podvýživa
hepatitida
syndrom ztráty bílkovin
akutní a chronické
záněty
maligní tumory
gravidita
hormonální
antikoncepce
Transferin
transport a vychytávání
volného železa
nemoci ledvin
maligní tumory
akutní a chronické
záněty
pokročilé jaterní
poruchy
anémie - nedostatek
železa
infekční hepatitida
(časná fáze)
gravidita
Fibrinogen
součást koagulační
kaskády, prekurzor fibrinu
disseminované
nitrožilní srážení krve
zánět
C-reaktivní protein
aktivace komplementu není známa akutní zánět
(bakteriální)
maligní tumory
nekrózy
IgG pozdní protilátky chronický zánět
IgA protilátky slizniční imunity záněty sliznic a jater
IgM časné protilátky akutní zánět
6.3 Laboratorní diagnostika
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 38 z 57
Pro většinu patologických stavů je charakteristické zvýšení hladiny určitého proteinu
v plazmě, moči nebo v tkáňovém moku, způsobené např. odbouráváním buněk některé
tkáně; pokles koncentrace může být způsoben sníženou syntézou nebo zvýšenými ztrátami
do moči. Proto někdy z diagnostického hlediska stačí průkaz přítomnosti proteinu ve
vzorku, jindy je nutné stanovit koncentraci proteinu, k čemuž v klinické biochemii slouží celá
řada technik od nespecifických testů až po speciální specifické metody.
6.3.1 Stanovení proteinů v plazmě
Fyziologická koncentrace celkových plazmatických proteinů je 65-85 g/l, zvýšené hladiny
mohou být způsobeny např.: dehydratací, intenzivním cvičením, infekcí či nádory a snížené
koncentrace mohou být dány gastrointestinálními nádory, onemocněním jater nebo
podvýživou.
Jednou ze základních technik diagnostiky proteinů je elektroforéza, při které se proteiny
dělí na pět frakcí (zón) podle pohyblivosti v elektrickém poli na:
1) albumin – relativní zastoupení: 52–68 %
2) a1 – globuliny – relativní zastoupení: 2,4–4,4 %
3) a2 – globuliny – relativní zastoupení: 6,1–10,1 %
4) b - globuliny – relativní zastoupení: 8,0–14,5 %
5) g- globuliny – relativní zastoupení: 10,0–21,0 %.
Určitá změna elektroforetických frakcí souvisí s daným patologických stavem např. snížená
frakce albuminu u nefrotického syndromu, zvýšené g- globuliny u infekcí a zánětů.
Fyziologické koncentrace nejvýznamnějších proteinů v plazmě, metody jejich stanovení a
příslušnost k elektroforetické frakci jsou přehledně uvedeny v tabulce 6.2.
Tabulka 6.2 Koncentrace plazmatických proteinů
Protein
Fyziologické
rozmezí v plazmě
[g/l]
Metoda stanovení Elektroforetická frakce
prealbumin 0,2–0,4 nefelometrie prealbumin
albumin
Sérum 35–53
moč < 10mg/l
likvor 120-300mg/l
fotometrie
albumin
α1-antitrypsin
(α1-inhibitor proteas)
0,9–2,0 nefelometrie
1 - globuliny
α1-kyselý
glykoprotein
(orosomukoid)
0,5–1,2 nefelometrie
haptoglobin 0,3–2,0 nefelometrie
2 - globuliny
ceruloplasmin 0,2–0,6 nefelometrie
transferin 2,0–3,6 imunoturbidimetrie  - globuliny
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 39 z 57
fibrinogen 2–4 koagulačně
C-reaktivní protein  7 mg/l turbidimetrie
- globuliny
IgG 7,0–16,0 imunoturbidimetrie
IgA 0,7–4,0 imunoturbidimetrie
IgM 0,4–2,3 imunoturbidimetrie
6.3.2 Stanovení proteinů v moči
Pro posouzení většiny klinických stavů stačí průkaz přítomnosti proteinů v moči. Stanovení
koncentrace určitého proteinu se provádí ve sbírané moči. Fyziologická koncentrace
proteinů v moči je 0,15 g za 24 hodin. K proteinurii může docházet u poškození ledvin, u
mnohočetného myelomu, či u hypertonických stavů. Proteinurie u poškození ledvin je
způsobena především zvýšeným vylučováním albuminu (albuminurie). U diabetických
pacientů dochází ke zvýšeným ztrátám albuminu v kapilárních cévách tzv.
mikroalbuminurii, která je ukazatelem cévního poškození (diabetická nefropatie a
retinopatie). Nízká koncentrace proteinů v moči nemá klinický význam.
7 Enzymy
Enzymy jsou součástí všech živých systémů a slouží v nich jako biokatalyzátory
urychlující chemické reakce. Při enzymatických reakcích se substrát (nebo několik
substrátů) přeměňuje na produkt. Enzymy jsou druhově (každý biologický druh má své
vlastní enzymy), účinkově (každá biochemická reakce má svůj enzym a substrátově
specifické (každý substrát má svůj enzym). Předností enzymů jako katalyzátorů
biochemických reakcí je jejich schopnost fungovat při nízké reakční teplotě (20–40 °C) a
možnost snadné regulace jejich účinku a to i na několika úrovních.
Podle místa působení můžeme enzymy rozdělit na intracelulární a extracelulární. Většina
enzymů působí uvnitř buňky, ve které vznikly; extracelulární enzymy jsou z buněk
vylučovány do tělních tekutin (krev, trávicí šťávy).
7.1 Struktura, názvosloví, klasifikace enzymů
Z chemického hlediska jsou enzymy většinou globulární, jednoduché nebo složené
proteiny. Bílkovinná část enzymu se nazývá apoenzym, nebílkovinná část enzymu je
kofaktor. Kofaktorem může být anorganická látka (kovový ion, např. Zn2+, Fe2+, Cu2+,
Mg2+), organická sloučenina nebo obě složky najednou. Organické kofaktory se nazývají
koenzymy, enzym s kovovým kofaktorem se nazývá metaloenzym. Kofaktory mohou být
integrální součástí enzymu (stálá vazba) nebo mohou být na enzym vázány volně
(přechodná vazba). Pevně vázané koenzymy se nazývají prostetické skupiny. Komplex
apoenzymu a kofaktoru tvoří katalyticky aktivní holoenzym. Oblast enzymu, kde dochází
k vazbě substrátu, se nazývá aktivní místo enzymu. V aktivním místě se rozlišují skupiny
odpovědné za vazbu substrátu (vazebné místo) a skupiny odpovědné za vlastní chemickou
přeměnu (katalytické skupiny, katalytické místo). Prostorové uspořádání (konformace)
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 40 z 57
aktivního místa určuje substrátovou specifitu – aktivní místo musí svým tvarem přesně
odpovídat tvaru molekuly substrátu.
Celá řada enzymů má triviální název, který bývá zakončen koncovkou –in (např. trypsin,
pepsin). Systematický název enzymu je tvořen označením substrátu, názvu katalyzované
reakce a zakončením –asa (např. laktát-dehydrogen- asa). Podle typu katalyzované
reakce rozdělujeme enzymy celkem do šesti tříd:
1. oxidoreduktasy – katalyzují redoxní reakce
2. transferasy – katalyzují přenos funkčních skupin
3- hydrolasy – katalyzují hydrolytické štěpení vazeb
4. lyasy - katalyzují nehydrolytické štěpení vazeb
5. isomerasy – katalyzují isomerační reakce
6. ligasy – katalyzují tvorbu vazeb spojených se spotřebou energie (např. za současného
rozkladu ATP)
Každému enzymu je přiřazen speciální EC (Enzyme Commission) kód podle International
Union of Biochemistry (IUB).
7.2 Enzymová aktivita a její regulace
Enzymová aktivita je ovlivňována celou řadou faktorů, mezi které řadíme teplotu, pH,
koncentraci substrátu/ů a přítomností aktivátorů či inhibitorů. Zpravidla platí, že se
vzrůstající teplotou roste rychlost katalyzované reakce, pokud však teplota přesáhne
kritickou mez (55–60 °C), dochází ke ztrátě aktivity způsobené denaturací proteinu. Většina
enzymů je aktivních jen v úzkém rozpětí pH a to většinou v neutrálním či slabě kyselém
prostředí (výjimkou jsou žaludeční proteasy). Enzymovou aktivitu lze ovlivnit též aktivátory
– látky stimulující aktivitu enzymu (např. ionty kovů) nebo inhibitory – látky snižující aktivitu
enzymu. Podle mechanismu působení inhibitorů rozlišujeme několik typů enzymové
inhibice. Základní rozdělení je na inhibici nevratnou (ireverzibilní) a vratnou (reverzibilní).
Regulace katalytické aktivity enzymu je možná dvěma způsoby a to buďto ovlivněním
množství enzymu nebo ovlivněním jeho aktivity. Množství enzymu je ovlivněno jeho
syntézou, sekrecí do místa účinku a jeho odbouráváním. Aktivita enzymu je regulována
prostřednictvím strukturních a konformačních změn enzymu.
7.3 Klinicky významné enzymy
Vyšetřovaným materiálem pro stanovení enzymů v laboratořích klinické biochemie je
plazma, do které jsou enzymy vylučovány tkáňovými buňkami nebo jsou uvolňovány při
jejich poškození či rozpadu. Nestanovuje se jejich koncentrace, nýbrž katalytická aktivita,
která je mírou přeměny substrátu na produkt. Standardní jednotkou enzymové aktivity je
mezinárodní jednotka enzymové aktivity IU, ale v laboratorní praxi se používá jednotka
katal (1IU = 16,67nkat). Jednotka aktivity se vztahuje na litr vyšetřované tekutiny (plazmy).
Za patologických stavů, které jsou doprovázeny destrukcí tkáně, dochází k uvolňování
příslušných specifických enzymů do krevního oběhu a jejich stanovení se využívá ke
zjištění druhu a rozsahu poškození. Pro diagnostické účely je podstatná správná
interpretace laboratorních výsledků, která vychází ze znalosti tkáňové specificity enzymů
a ze znalosti míry zvýšení aktivity enzymů včetně doby, po kterou tato změna přetrvává.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 41 z 57
Přehled klinicky významných enzymů a příčiny změn jejich aktivity v plazmě ukazuje
tabulka 7.1.
Tabulka 7.1 Klinicky významné enzymy a příčiny změn jejich aktivity v plazmě
Enzym
Aktivita
v plazmě
[kat/l]
Funkce
Snížené
hodnoty
Zvýšené
hodnoty
ALT 0,1-0,78
katalyzují přenos
aminoskupiny na
oxokyseliny
deficit vitaminu
B6
poškození jater
(virová hepatitida)
sepse
po požití alkoholu
AST 0,1-0,72
poškození jater
(virová hepatitida)
infarkt myokardu
onemocnění
kosterních svalů
GMT
muži: 0,14-0,84
ženy: 0,14-0,68
přenos
aminokyselin přes
buněčné membrány
obstrukce
žlučových cest
jaterní choroby
chronický
alkoholismus
ALP 0,66-2,2
hydrolýza
monoesterů
kyseliny fosforečné
v alkalickém
prostředí
těžké anemie
kurděje
kretenismus
fyziologicky u
rostoucích dětí
choroby kostí,
žlučových cest a
jater
ACP
muži:
0-108 nkat/l
ženy:
0-92 nkat/l
hydrolýza
monoesterů
kyseliny fosforečné
v kyselém prostředí
choroby prostaty a
kostí
PCP
muži:
0-43 nkat/l
tkáňově specifická
ACP
nádorová
onemocnění
prostaty
LD 2,25-3,75
reverzibilní přeměna
pyruvátu na laktát
infarkt myokardu
hematologické
choroby, svalové
nemoci
akutní hepatitidy a
ledvinové choroby
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 42 z 57
CK
muži: 0,2-4,3
ženy: 0,2-3,1
fosforylace kreatinu
na kreatinfosfát
hyperfunkce
štítné žlázy
snížení svalové
hmoty
chronický
alkoholizmus
infarkt myokardu
onemocnění
kosterních svalů
svalové křeče
svalová traumata
při poraněních
CHE 87-190
katalyzuje hydrolýzu
esterů cholinu
poruchy
proteosyntézy
při těžké
hepatopatii i při
proteinové
malnutrici
nefrotický syndrom
alkoholizmus
α-amylasa
celková
sérum:
0,30-1,67
moč: do 7,67
hydrolýza vnitřních
glykosidových
vazeb ve škrobu a
glykogenu
akutní pankreatitida
snížené vylučování
amylázy ledvinami
α-amylasa
pankreatická
sérum:
0,22-0,88
moč: do 5,83
lipasa 0,0-1,0
hydrolýza
triacylglycerolů
akutní pankreatitida
akutní otrava
alkoholem
zranění břicha při
nehodách nebo
chirurgickém
zásahu
ALT: alaninaminotransferasa, AST: aspartátaminotransferasa, GMT: g-glutamyltransferasa,
ALP: alkalická fosfatasa, ACP: kyselá fosfatasa, PCP: prostatická kyselá fosfatasa, LD:
laktátdehydrogenasa, CK: kreatinkinasa, CHE: cholinesterasa
8 Acidobazická rovnováha
Rovnováha mezi tvorbou a vylučováním kyselin a zásad, tedy stálá hodnota pH prostředí je
označována jako acidobazická rovnováha (ABR). Stabilita pH vnitřního prostředí je
zajišťována především pufračními (nárazníkovými) systémy. Udržování ABR je nutnou
podmínkou pro zajištění stálého vnitřního prostředí (homeostázy) organismu a to jak na
úrovni nitrobuněčné (intracelulárně) tak mimobuněčné (extracelulárně). Již velmi malá
odchylka v hodnotách pH ovlivní buněčný a energetický metabolismus, změní konformaci
proteinů a tím i jejich vlastnosti (např. aktivitu enzymů), transport látek a další životně
důležité pochody.
Produkce kationtu H+ (přesněji H3O+) v organismu
Vodíkové ionty vznikají metabolismem (katabolismem) jednotlivých biomolekul. Koncovým
produktem katabolismu sacharidů je acetylkoenzym A (CH3CO-SCoA) a oxid uhličitý (CO2);
při odbourávání mastných kyselin vzniká acetylCoA a H+ v podobě NADH+H+ či FADH2,
proteiny (aminokyseliny) jsou katabolisovány na močovinu a rovněž CO2. Vzniklý CO2 tvoří
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 43 z 57
s vodou kyselinu uhličitou (H2CO3), která disociuje na hydrogenuhličitan (HCO3
-) a kation
H+/H3O+.
Katabolismem proteinů obsahujících síru vzniká kyselina sírová, fosfolipidů kyselina
fosforečná; anaerobní glykolýzou se tvoří kyselina mléčná (laktát).
8.1 Regulační mechanismy organismu
Na udržování ABR, která je metabolismem neustále narušována, se svojí činností podílejí
některé orgány – plíce (respirační regulace), ledviny (renální regulace) a játra (jaterní
regulace), a nárazníkové systémy (extra- a intracelulární nárazníkové roztoky - pufry).
Obecně jsou pufry roztoky slabých kyselin a jejich solí odvozených od silných zásad, nebo
slabých zásad a jejich solí odvozených od silných kyselin. Výsledné pH pufru je dáno jejich
vzájemným poměrem, hodnotu pH pufru lze vypočítat pomocí Henderson-Hasselbalchovy
rovnice. Význam pufrů v regulaci ABR spočívá v jejich schopnosti vázat vznikající H+
neutralizační reakcí.
Nárazníkové systémy reagují na změny pH bezprostředně po jejich vzniku, ale jejich
kompenzace není dostatečná. Následná regulace uplatňovaná činností orgánů nastupuje
pomalu, ale při normální funkci orgánů dochází k úplnému odstranění poruchy.
Nárazníkové systémy
Akutní změny pH v organismu jsou během několika sekund regulovány nárazníkovými
systémy v krvi, které rozdělujeme na dva základní typy:
I. hydrogenuhličitanový (zastarale bikarbonátový) – převážně extracelulární
II. ostatní - nehydrogenuhličitanové (nebikarbonátové) – převážně intracelulární
I. Hydrogenuhličitanový nárazníkový systém
Hydrogenuhličitanový nárazník působí především v krevní plazmě a je tvořen slabou
kyselinou uhličitou a hydrogenuhličitanovým aniontem. V regulaci ABR má největší význam,
protože je to systém otevřený, ve kterém se koncentrace jeho složek může regulovat jak
vydechováním (respirací), tak vylučováním ledvinami. Hydrogenuhličitanový systém se
skládá z disociované kyseliny uhličité (na H+ a HCO3
-) a z CO2 (CO2 rozpuštěný v tělních
tekutinách a CO2 v plynné fázi).
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ HCO3
- + H+
CO2 vznikající metabolickými ději ve tkáních je vylučován plícemi a jeho koncentrace je
tedy regulována respirací a označuje se jako respirační složka systému. Koncentraci CO2
v krvi nelze měřit, proto se v laboratorní diagnostice vyjadřuje jako parciální tlak oxidu
uhličitého (pCO2) - podle Henryho zákona je množství rozpuštěného CO2 přímo úměrné
jeho parciálnímu tlaku nad tekutinou.
Respirační regulace se uskutečňuje prostřednictvím zadržování nebo naopak
vydechování CO2 z organizmu a to změnou dechové frekvence (hypo- a hyperventilací
plic). Plicní regulace nastupuje během několika minut a maximálního efektu dosahuje do
12-24 hodin.
hyperventilace → snížení pCO2 → alkalizace → alkalóza
hypoventilace → zvýšení pCO2 → okyselení → acidóza
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 44 z 57
Anion HCO3
- je označován jako metabolická složka systému a jeho koncentrace
v arteriální krvi je regulována činností ledvin.
Renální regulace je uskutečňována prostřednictvím zvýšení nebo snížení zpětné resorpce
HCO3
- a zadržováním nebo zvýšeným vylučováním H+ - v ledvinách se podle potřeby tvoří
kyselá nebo alkalická moč. Nastupuje obvykle za 1-2 hodiny a maximálního efektu
dosahuje za 2-5 dnů.
II. Ostatní nárazníkové systémy
a) Hemoglobinový nárazník se skládá z hemoglobinu a oxyhemoglobinu, působí
v erytrocytech a je těsně spjatý s přenosem kyslíku. Hemoglobin udržuje stálé pH
transportem protonů H+ z tkání do plic, kdy hemoglobin (Hb) s navázanými H+ je venózní
krví přiváděn do plic, kde se Hb saturuje kyslíkem (vzniká oxyhemoglobin HbO2) při
současné ztrátě H+. Kationty H+ jsou následně zapojeny do hydrogenuhličitanového
pufračního systému.
Z plic je HbO2 transportován arteriálním oběhem do tkání, kde jsou buněčným
metabolismem produkovány protony H+, které vytěsňují kyslík z vazby na HbO2 za
opětného vzniku Hb.
b) Proteinový pufrační systém využívá amfoterních vlastností bílkovin a je hlavní složkou
nehydrogenuhličitanové pufrační kapacity plazmy. Pufračně působí v molekulách proteinů
skupiny -NH2 a -COO- postranních řetězců aminokyselin.
c) Fosfátový pufrační systém je výrazným intracelulárním nárazníkem. Konstantní pH
v buňkách udržuje vylučováním vodíkových iontů močí. V plazmě a erytrocytech tvoří
minoritní složku.
8.2 Poruchy acidobazické rovnováhy
Poruchy ABR dělíme podle příčiny na respirační (porucha dýchání nebo výměny plynů) a
metabolické (porucha buněčného metabolismu), a podle efektu na pH arteriální krve na
acidózy a alkalózy.
Respirační poruchy přímo souvisejí s funkcí plic a vedou ke změně pH v důsledku
změny pCO2. Primárně respirační poruchy jsou kompenzovány činností ledvin. Cílem
kompenzace je vrátit pH krve na fyziologickou hodnotu.
Metabolické poruchy se vyznačují bud' nadměrnou produkcí vodíkových iontů, nebo
sníženou schopností vylučovat je z těla a vedou ke změně pH v důsledku změny
koncentrace HCO3
-. Primárně metabolické poruchy jsou kompenzovány respiračně
(činností plic).
Acidóza označuje klinický stav, kdy je pH arteriální krve < 7,36 (acidémie); dochází
k hromadění kyselých nebo ztrátě alkalických metabolitů.
Alkalóza označuje klinický stav, kdy je pH arteriální krve > 7,44 (alkalémie); znamená
ztrátu kyselých nebo nahromadění alkalických metabolitů.
Acidózy i alkalózy mohou vznikat z respiračních i metabolických příčin. Kombinací těchto
extrémních stavů rozeznáváme čtyři typy jednoduchých poruch ABR: respirační acidózu
(RAC), respirační alkalózu (RAL), metabolickou acidózu (MAC) a metabolickou alkalózu
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 45 z 57
(MAL). Při současném výskytu dvou nebo více jednoduchých poruch ABR vznikají
kombinované (smíšené) poruchy.
Respirační acidóza je způsobena hromaděním CO2 v krvi (hyperkapnie) poklesem
alveolární ventilace – dochází k nerovnováze mezi produkcí CO2 v tkáních a jeho
nedostatečným vylučováním plícemi. Příčinou mohou být například nemoci dýchacích cest
(astma), plicní onemocnění (zánět, edém) nebo zranění hrudníku. RAC může mít akutní
nebo chronický průběh, u kterého dochází k úpravě pH na normální hodnoty renální
kompenzací a pacient se postupně adaptuje na vyšší pCO2.
Primární příčinou respirační alkalózy je převládající vylučování CO2 nad jeho produkcí v
tkáních, kde je množství vznikajícího CO2 relativně konstantní a RAL je proto způsobena
hyperventilací plic (zrychleným dýcháním). Hyperventilace vede k poklesu koncentrace CO2
v krvi (hypokapnii) a může být způsobena například centrální stimulací dechového centra
(při strachu, bolesti, horečce, cévní mozkové příhodě, mozkových nádorech) nebo toxickým
drážděním dechového centra v ranných stadiích při předávkování aspirinem. Poruchou v
udržování hladiny CO2 trpí také často pacienti připojení na mechanické ventilátory plic.
Metabolická acidóza je způsobena nahromaděním netěkavých kyselin nebo ztrátou HCO3
z
extracelulární tekutiny. Je to klinicky nejčastější porucha ABR, která se vyznačuje nízkým
pH v krvi a sníženou koncentrací HCO3
-. Podle příčiny můžeme MAC klasifikovat jako:
vysoký anion gap (viz kap. 8.3):
- ketoacidózu - nadměrná produkce H+ (kys. acetoctové, kys. β-hydroxymáselné, kys.
mléčné) při dekompenzaci diabetu, při hladovění, alkoholismu
- laktátovou acidózu - hromadění kyseliny mléčné (při nedostatečné oxygenaci krve,
poruše perfuze tkání; fyziologicky při anaerobní fyzické zátěži)
normální anion gap (hyperchlorémie):
- renální tubulární acidózu - zvýšené ztráty HCO3
-
acidózu při zvýšené ztrátě HCO3
- ze střeva (při těžkých průjmech).
Nejčastější příčinou metabolické alkalózy je ztráta kyselin (HCl) při zvracení nebo zvýšený
příjem hydrogenuhličitanů (infuze, některé složky potravy).
Kombinované poruchy ABR se mohou vyvíjet nezávisle na sobě, nebo jedna porucha
podmiňuje rozvoj další poruchy. Může se jednat o kombinaci acidózy a alkalózy (poruchy
působící proti sobě), takže výsledné pH nemusí být vychýleno, nebo můžou obě poruchy
posouvat pH stejným směrem a navzájem se potencují.
K fyziologickým změnám parametrů ABR dochází v těhotenství: těhotná žena
hyperventiluje, čímž dochází ke snížení pCO2 a respirační alkalóze, která je kompenzovaná
metabolickou acidózou snížením koncentrace HCO3
- i BBs (viz kap. 8.3) v plazmě.
8.3 Laboratorní vyšetření parametrů ABR
Stanovení acidobazických parametrů se provádí nejčastěji v arteriální nebo
arterializované krvi a musí být provedeno neprodleně po odběru, aby nedošlo k poklesu
pH , pO2 a vzestupu pCO2; odběr musí být proveden za striktně anaerobních podmínek!
Základní parametry charakterizující acidobazický metabolismus se měří na analyzátorech
krevních plynů (Astrup), které jsou vybaveny elektrodami pro přímé měření pH, pCO2 a
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 46 z 57
pO2, s možností automatického dopočítávání odvozených parametrů ABR (v současnosti
místo výpočtu snaha o přímé měření koncentrace hydrogenuhličitanů). Komplexní
laboratorní diagnostika poruch ABR zahrnuje:
- stanovení základních parametrů: pH, pCO2, pO2
- stanovení odvozených parametrů výpočtem: koncentrace aktuálních hydrogenuhličitanů,
koncentrace standardních hydrogenuhličitanů, celkový CO2, saturace Hb kyslíkem,
odchylka bází (Base Excess BE)
- ostatní vyšetření – stanovení koncentrace Na+, K+, Ca2+ , Mg2+ , CI-, laktátu,
- ostatní odvozené parametry - pufrové báze séra (Buffer Base - BBs), rozdíl silných iontů
(Strong Ion Difference SID), aniontová mezera (Anion Gap AG).
Odvozené parametry ABR
Aktuální hydrogenuhličitany vyjadřují koncentraci HCO3
- v litru krve nasycené kyslíkem
za aktuálních podmínek (pCO2 a teplota pacienta).
Standardní hydrogenuhličitany vyjadřují koncentraci HCO3
- v litru krve nasycené
kyslíkem při teplotě 37°C a pCO2 5,33 kPa.
Saturace Hb kyslíkem vyjadřuje podíl oxyhemoglobinu a efektivního hemoglobinu (Hb
který se zúčastňuje přenosu kyslíku).
Base Excess vyjadřuje množství bází, které je potřeba ubrat nebo přidat k jednomu litru
krve, aby se pH vrátilo k hodnotě 7,4.
Buffer Base je celkové množství nárazníkových bází v jednom litru krve při aktuálním pH,
pCO2 a koncentraci Hb.
Anion Gap vyjadřuje koncentraci všech běžně nestanovovaných aniontů v plazmě a
používá se k diferenciální diagnostice MAC. Popisuje tedy odchylky v koncentraci
ketokyselin, laktátu, fosfátů, síranů.
Zvýšené hodnoty:
- snížená koncentrace měřených kationů a zvýšená koncentrace neměřených aniontů
Snížené hodnoty:
- zvýšená koncentrace měřených kationů a snížená koncentrace neměřených aniontů
Strong Ion Diference udává součet aniontů slabých kyselin (HCO3
-, proteinů, reziduálních
aniontů); je dán rozdílem koncentrací iontů silných kyselin a silných bází.
Tabulka 8.1.: Orientační fyziologické hodnoty vybraných parametrů ABR v arteriální krvi
parametr interval
pH 7,36 -7,44
pCO2
M 4,8 – 6,4 kPa
Ž 4,4 – 5,7 kPa
pO2 10,4 – 14,3 kPa
HCO3
- 22 – 26 mmol/l
BE ± 2 mmol/l
BB 44 – 53 mmol/l
AG 14 – 18 mmol/l
Saturace Hb 94 – 99 %
9 Hormony
Hormony jsou látky různého chemického složení s regulační funkcí vytvářené v organismu
a k místu svého určení přenášené tělními tekutinami. Hormonální regulace je typická pro
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 47 z 57
vyšší organismy a v organismu ovlivňuje děje pomalé. Je schopna ovlivnit současně orgány
(tkáně, buňky) v různých částech organismu. Hormony na cílové buňky působí tzv.
receptorovým mechanismem a jejich působení je látkové. Účinnost hormonů je závislá na
přítomnosti látek schopných hormon rozeznat a interagovat s ním, tyto látky jsou nazývány
receptory a jsou jimi jednoduché či složené proteiny. Receptory mohou být umístěny buďto
na povrchu cílových buněk jako součást buněčné membrány a pak působí
prostřednictvím tzv. druhých poslů na enzymy uvnitř buňky tzv. efektory a vyvolávají změny
ve smyslu zvýšení nebo snížení aktivity určitého biochemického procesu nebo řetězce
reakcí, nebo intracelulárně, kde působí jako regulátory genové exprese. Hormony, jejich
struktura, funkce, mechanismus působení a klinické projevy jejich nadbytku či nedostatku
spolu s diagnostikou a léčbou onemocnění jsou předmětem endokrinologie.
9.1 Definice a rozdělení hormonů
Hormony lze rozdělovat na základě jejich původu, tedy podle žláz, ve kterých jsou
vytvářeny, podle jejich chemického složení a podle mechanismu jejich působení.
Rozdělení hormonů na základě místa jejich vytváření je asi nejběžnějším způsobem
klasifikace hormonů, i když ne zcela bezproblémovým. Některé hormony jsou totiž
vytvářeny i v jiných místech než v dané endokrinní žláze (např. somatostatin: hypothalamus
x pankreas, estrogeny: Graafovy folikuly x fibroblasty pojiva). Mezi žlázy s vnitřní sekrecí
(endokrinní žlázy) se řadí hypofýza, štítná žláza, kůra a dřeň nadledvin, gonády, epifýza,
insulární aparát pankreatu a příštitná tělíska. Hormony jsou dále vytvářeny
v neuroendokrinních jádrech hypothalamu a v gastrointestinálním traktu (GIT).
Hormony jsou látky rozmanité chemické struktury, ale v zásadě by bylo možné je rozdělit
do 4 skupin chemických sloučenin:
a) peptidy – hormony hypofýzy a hypothalamu, atriový natriuretický hormon, insulin,
glukagon, hormony GIT, kalcitonin, parathormon či choriogonadotropin
b) deriváty aminokyselin – serotonin, melatonin, katecholaminy, hormony štítné žlázy
c) steroidy – kortikoidy, gestageny, estrogeny a androgeny
d) deriváty mastných kyselin – deriváty kyseliny arachidonové.
Hormony s podobnou chemickou strukturou mají často stejný mechanismus působení, i
když se účastní rozdílných biochemických procesů. Naopak někdy chemicky naprosto
odlišné hormony mohou mít stejné účinky (např.: glukagon - peptid a kortisol - steroid).
Podle mechanismu jejich působení můžeme hormony rozdělit na hormony působící
a) přes receptory na povrchu buněk
1. prostřednictvím G proteinů a cyklických nukleosidmonofosfátů jako druhých poslů (např.:
katecholaminy, glukagon, liberiny, atriový natriuretický hormon)
2. prostřednictvím G-proteinů a jiných druhých poslů jako např. Ca2+
3. bez G-proteinů, katalytickou funkci má samotný receptor (např.: insulin)
b) přes intracelulární receptory (steroidní hormony, hormony štítné žlázy).
Přehled hormonů a jejich funkcí na základě místa tvorby je uveden v tabulce 9.1.
Tabulka 9.1.: Hormony a jejich funkce
Místo
tvorby
Hormon Funkce
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 48 z 57
Adenohypofýza
Somatotropin –
růstový hormon (STH)
- podporuje růst prakticky všech buněk a tkání (nejdůležitější
kostní a svalová tkáň)
-ovlivňuje vychytávání glukosy buňkami
Thyreotropin (TSH) -stimuluje folikulární buňky štítné žlázy k uvolňování T3 a T4
Adrenokortikotropní
hormon - kortikotropin
(ACTH)
-stimuluje produkci kortikosteroidů v kůře nadledvin
Prolaktin
(PRL)
-ovlivňuje růst a funkci mléčné žlázy (u žen)
-řadí se mezi tumorové markery
Luteinizační hormon –
lutropin (LH)
-stimuluje tvorbu androgenů v tzv. Leydigových buňkách varlat
-stimuluje steroidogenesi v kůře nadledvin (u mužů)
-stimuluje tvorbu pohlavních steroidů ve vaječnících
-podílí se na cyklických změnách funkce ženských reprodukčních
orgánů
Folikuly stimulující hormon
– folitropin (FSH)
-ovlivňuje zrání spermií v semenotvorných kanálcích
-stimuluje tvorbu sexuálních steroidů ve vaječnících
-podílí se na cyklických změnách funkce ženských reprodukčních
orgánů
Melanocyty stimulující
hormon (MSH)
-působí v kožních buňkách -melanocytech
Neurohypofýza
Hypothalamus(tvorba)
Oxytocin -uplatňuje se při reprodukci, hlavně při porodu a během laktace
Vasopresin - adiuretin
-reguluje příjem a výdej vody
-zajišťuje stálost vnitřního prostředí – udržuje poměr mezi
obsahem vody v buňkách a v extracelulární tekutině a jejím
celkovým objemem
Hypothalamus
Somatoliberin -stimuluje sekreci a biosyntézu STH
Somatostatin -inhibuje sekreci TSH a sekreci a biosyntézu STH
Somatomediny – růstové
faktory
-regulace genové exprese a proteosyntézy
-působí parakrinně na sousední buňky
Tyreoliberin (TRH) -řídí a stimuluje výdej a tvorbu TSH
Kortikoliberin (CRH) -stimuluje sekreci ACTH
Gonadoliberin (GnRH) -stimuluje výdej a syntézu LH a FSH v gonadotropech
Prolaktin inhibující faktor
(PIF)
-řídí výdej prolaktinu
-jedná se o dopamin
Štítnážláza
Tyroxin
(T4)
-působí na vývoj CNS, regulátory nervového přenosu
-ovlivňují celkovou energetickou bilanci
-termogenní působky
Trijodthyronin
(T3)
Kalcitonin (CT)
-antagonistou PTH
-snižuje hladinu Ca2+ v krvi
-tumorový marker (nádory štítné žlázy)
Příštitná
tělíska
Parathormon
(PTH)
-vyvolává zvýšení hladiny Ca2+ v krvi: osteolýzou, resorpcí Ca2+
ledvinami a tenkým střevem
Epifýza
Melatonin
-kontroluje denní rytmus výdeje dalších hormonů - gonadotropinů
a pohlavních hormonů
-„biologické hodiny“ člověka
-antioxidant
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 49 z 57
Kůranadledvin
Kortisol
-stimuluje glukoneogenezi, glykogenezi
-snižuje vychytávání glukózy svaly a trávicím traktem
-navozuje rozpad proteinů a demineralizaci kostní tkáně
-stimuluje CNS, zvyšuje její dráždivost a emoční labilitu
-ovlivňuje děje, probíhající při zánětu, alergických reakcích a při
imunitní odpovědi – protizánětlivé, antialergenní,
imunosupresivní, antiproliferativní účinky
-stimulace buněčné diferenciace a buněčné smrti - apoptózy
Aldosteron (ALD)
-udržení rovnováhy v koncentraci elektrolytů - především
sodných a draselných iontů
-resorpci vody a Na+ v ledvinách a vylučování K+ a H+ iontů do
moči
Dřeňnadledvin
„Katecholaminy“
Adrenalin - epinefrin
-hormon stresové reakce, neurotransmitér
-bronchodilatace; urychlení srdeční činnosti
-aktivace potních žláz
-zvyšuje hladinu glukagonu, snižuje hladinu insulinu
Noradrenalin – norepinefrin
-hormon, hlavně však neurotransmitér
-urychluje srdeční tep
-zvyšuje rozklad glykogenu
Langerhansovyostrůvky
pankreatu
Insulin
-způsobuje snížení koncentrace glukosy v krevním oběhu
-aktivuje některé z enzymů glykolýzy (fosfofruktokinasu,
glukokinasu, fosfoenolpyruvát kinasu)
-ve svalu a v tukové tkáni podporuje transport glukosy do buněk,
v játrech stimuluje tvorbu glykogenu
-stimuluje transport aminokyselin do buněk a následnou
proteosyntézu
Glukagon
-zvyšuje hladiny glukosy v oběhu
-stimuluje glykogenolýzu a glukoneogenesi v játrech
-aktivuje fosfoenolpyruvát-karboxy-kinasu
Leydigovy
buňky
varlat
(androgen
y)
Testosteron
-odpovědný za vývoj a funkci mužského reprodukčního systému
-tvorba svalové hmoty
Dihydrotestosteron
-odpovědný za vývoj a funkci mužského reprodukčního systému
-odpovědný za vývoj druhotných pohlavních znaků
Ženské
gonády
Estradiol, estriol -ovlivňují vývoj sekundárních pohlavních znaků ženského těla
-ovlivňují periodický vývoj děložní sliznice
-zabraňují řídnutí kostí
Estron
Progesteron
-navozuje sekreční fázi menstruačního cyklu
- podporuje růst děložní sliznice po ovulaci
9.2 Klinická aplikace a laboratorní diagnostika
V rámci laboratorní diagnostiky mohou být hormony stanovovány v krvi a v moči. Hladiny
vlastních hormonů je možno stanovovat v krvi, kde se jejich koncentrace pohybuje v řádu
piko- až nanomolů a ke stanovení se využívají imunochemické metody (radioimunoanalýza
– RIA, imunoradiometrická analýza – IRMA, chemiluminiscenční imunoanalýza – CLIA,
enzymatická imunoanalýza - EIA).
Mezi rutinní biochemická vyšetření patří stanovení sérových hladin těhotenského hormonu
(choriogonadotropin - hCG) a dvou hormonů spojených s funkcí štítné žlázy a to
thyreotropinu a volného tyroxinu. V rámci speciálních vyšetření se stanovují hladiny
hormonů štítné žlázy, kůry nadledvin, adenohypofýzy, příštítných tělísek či pohlavních
gonád. Dále je možné stanovovat hladiny insulinu. V moči jsou stanovovány převážně
hladiny metabolitů hormonů, ne vlastní hormony. Do moči nejsou vylučovány hormony
peptidové či bílkovinné povahy (výjimkou je hCG).
Přehled stanovení vybraných hormonů spolu s klinickou aplikací podává tabulka 9.2.
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 50 z 57
Tabulka 9.2: Klinická aplikace a laboratorní diagnostika vybraných hormonů
Hormon Metoda
stanovení
Projevy nadbytku
(hyperfunkce) - a s tím
spojená onemocnění
Projevy nedostatku
(hypofunkce) - a s tím
spojená onemocnění
STH IRMA
sérum
v dětství dochází k
nadměrnému vzrůstu
(gigantismus)
v dospělosti ke vzniku
akromegálií
v dětství vzniká trpaslictví
(nanismus)
Prolaktin CLIA
sérum
ztráta sexuálního apetitu,
neočekávaná laktace,
vynechávání menstruace a
neplodnost u žen a
dysfunkce pohlavních žláz,
zmenšení varlat, zvětšení
prsů u mužů
- hypofyzární adenomy a
mikroadenomy
(prolaktinomy), funkční a
organické poruchy
hypofyzární regulace
dysfunkce vaječníků u žen,
erektilní dysfunkce,
hypofunkce semenných
váčků a hypoandrogenismus
u mužů
- Sheehanův syndrom
adenohypofýzy hyperpituitarismus: útlak
optického chiasmatu a různé
poruchy vidění, většinou
způsobena adenomem –
nadprodukce hormonu podle
buněk, kterými je tvořen,
útlak ostatních
sekretorických buněk
hypopituitarismus: pokles
funkčnosti hormonů
adenohypofýzy – nedostatk
kortisolu, tyreoidních
hormonů, příznaky Diabetes
insipidus,
ztráta funkce pohlavních
orgánů a vymizením
sekundárních pohlavních
znaků
Vasopresin - syndrom neadekvátní
sekrece ADH:způsobuje
zadržování vody,
hypoosmolalitu,
hyponatrémii, svalovou
slabost, poruchy vědomí
nadměrné vylučování tekutin
- Diabetes insipidus –
žíznivka
T4 CLIA
sérum
hypertyreóza: urychlení
metabolismu, váhový úbytek,
nespavost, zvýšené pocení,
pocit horka, únava, bušení
srdce, arytmie, tachykardie a
v některých případech
zvětšení štítné žlázy
- autoimunitní onemocnění,
adenomy, karcinomy štítné
žlázy, nadprodukce TSH,
Basedowova choroba,
hypotyreóza: únava,
zimomřivost, poruchy paměti,
pomalé psychomotorické
tempo, dušnost po námaze,
hrubý hlas, zácpa, suchá
kůže, váhový přírůstek,
anemie, zpomalení
metabolismu a snížení
bazálního metabolizmu u
těžkého stavu až bezvědomí,
hypotermie, hypotenze s
T3 CLIA
sérum
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 51 z 57
Gravesova choroba rozvojem šokového stavu tzv.
myxedémového komatu
- autoimunitní onemocnění,
odebrání štítné žlázy,
snížená sekrece TSH, těžký
nedostatek jódu v potravě –
kretenismus
PTH ECLIA
sérum,
plazma
primární
hyperparthyroidismus:
autonomní, abnormální
sekrece PTH – slabost,
nausea, zvracení,
nechutenství, bolest kostí a
svalů, polyurie, polydipsie,
ledvinné kameny,
osteoporóza
sekundární
hyperparthyroidismus:
nadměrná produkce PTH
jako odpověď na
hypokalcémii
snížené hladiny Ca2+ v krvi,
zvýšené vylučování Ca2+
močí, svalové křeče a tenze,
ledvinové kameny
- autoimunitní onemocnění,
odstranění příštítných tělísek,
DiGeorge syndrom
Kortisol sérum,
moč, sliny
- Cushingova choroba, tumor
nadledvin, akutní infekce,
těžké popáleniny, šok, stres
- Addisonova choroba,
autoimunitní onemocnění,
nedostatečnost hypofýzy
Aldosteron EIA, RIA
sérum
hypertenze a hypokalémie,
svalová slabost, polyurie a
bolesti hlavy
- Connův syndrom, Bartterův
syndrom
hyponatrémie a hyperkalémie
- primární adrenální
insuficience, diabetes,
vrozená adrenální
hyperplazie, Addisonova
choroba
Insulin ECLIA,
RIA
sérum,
plazma
hypoglykémie
- insulinoma (tumor -buněk
pankreatu)
hyperglykémie, glykosurie
- Diabetes mellitus,
metabolický syndrom,
polycystický syndrom ovarií
Glukagon Hyperglykémie, snížená
hladina aminokyselin
- glukagonoma (tumor
pankreatu)
Testosteron CLIA
sérum
primární
hypotestosteronismus:
abnormálně snížená
produkce testosteronu,
dysfunkce varlat
sekundární
hypotestosteronismus:
hypotalamická dysfunkce
Estradiol CLIA
sérum
pozastavení menstruačního
cyklu, podpora růstu plodu u
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 52 z 57
těhotných žen
zvětšená prostata a získání
ženských pohlavních znaků
u mužů
- během těhotenství
Progesteron CLIA
sérum
- během těhotenství, u
nádorů vaječníků
- při poruchách
menstruačního cyklu, u
nedostatečně vyvinutých
vaječníků
10 Vyšetření vybraných biochemických parametrů
Jedním z cílů této kapitoly je podat stručný přehled o možnostech rychlého a zároveň
spolehlivého stanovení vybraných biochemických parametrů zdravotnickým personálem
přímo u lůžka pacienta nebo v ambulancích. Některé přenosné přístroje mohou používat i
samotní pacienti v domácí péči.
Součástí kapitoly jsou také základní informace o diagnostických postupech v prenatální
diagnostice a o vyšetření funkce ledvin.
10.1 Vyšetření rychlými testy
Pro orientační (kvalitativní, semikvantitativní, kvantitativní) stanovení hladin některých
biochemických parametrů v moči a krvi se používají diagnostické testační papírky nebo
malé přenosné reflexní fotometry, případně amperometrické měřící přístroje.
Předností vyšetření rychlými testy je snadná manipulace a obsluha měřících přístrojů a
především dosažení rychlých a spolehlivých výsledků, díky nimž lze bezprostředně
upravit dávkování léků (glykémie - insulin, CRP – antibiotika, PT – Warfarin). Lze je
používat jak u lůžka hospitalizovaného pacienta, tak v ambulantní nebo domácí péči (např.
u diabetiků pro monitorování glykémie glukometry).
10.1.1 Vyšetření moči
Orientační chemické vyšetření základních složek moči se provádí diagnostickými
testačními proužky, které umožňují efektivní screening při rutinním vyšetření a zároveň
monitorování následné léčby. Screeningové vyšetření moči může odhalit počáteční
příznaky onemocnění ledvin a močových cest, jater či metabolické nebo hemolytické
poruchy. Základní chemické vyšetření moči zahrnuje semikvantitativní (případně kvalitativní
nebo kvantitativní) stanovení pH, specifické hmotnosti, leukocytů, dusitanů, glukózy,
bílkovin, ketolátek, kyseliny askorbové, urobilinogenu, bilirubinu a krve (erytrocytů resp.
volného hemoglobinu nebo myoglobinu). Fyziologicky se všechny tyto analyty v moči
vyskytují v minimálních koncentracích, které jsou testačními proužky neprokazatelné, ale
při různých patologických stavech se jejich koncentrace zvyšuje na detekovatelné množství
a stávají se patologickými součástmi moči.
Testovací proužky jsou vyrobeny z umělé hmoty, která slouží jako nosič pro indikační zóny
impregnované reagenčními činidly ke stanovení jednotlivých analytů.
Po namočení proužku do moče dochází k aktivaci činidel imobilizovaných v suchém stavu
na reakčních ploškách proužku. Činidla jsou aktivována vodou, která je obsažena
v měřeném vzorku, a reagují pak s příslušným analytem. Dochází k barevné kolorimetrické
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 53 z 57
reakci, kterou je možno odečíst v předepsaném čase buď vizuálně, nebo reflexní fotometrií
(spíše u vyšetření krve).
Testační proužky se vyrábějí jako monofunkční, polyfunkční nebo proužky pro speciální
vyšetření. Monofunkční proužky obsahují jednu indikační zónu pro semikvantitativní
stanovení určitého analytu (např. glukoPHAN pro stanovení glukózy), polyfunkční proužky
obsahují 2 až 11 semikvantitativních indikačních zón, které umožňují vyšetření několika
biochemických parametrů najednou podle typu proužku (např.: heptaPHAN – pH, bílkovina,
glukóza, ketony, urobilinogen, bilirubin a krev). Pro screening určitého onemocnění jsou
určeny proužky s kombinací dvou a více indikačních zón zaměřených na vyšetření analytů
souvisejících s daným onemocněním (např.: diaPHAN pro screening DM – glukóza a
ketony nebo tetraPHAN dia – pH, bílkoviny, glukóza a ketony). Pro speciální vyšetření jsou
určeny speciální proužky, například OVUTEST (imunoPHAN LH) k semikvantitativnímu
stanovení luteinizačního hormonu nebo těhotenské testy od celé řady výrobců, které fungují
na principu stanovení přítomnosti lidského choriového gonadotropinu (hCG) v moči.
Vyšetření se zásadně provádí v čerstvé, nekonzervované (nativní) neodstředěné a
dobře promíchané moči podle instrukcí výrobce testačního proužku. Obecně však platí
tato pravidla:
- ze zásobní tuby vyjmeme pouze potřebný počet proužků, aniž bychom se dotkli
reagenčních zón a tubu ihned pečlivě uzavřeme
- proužek všemi reagenčními zónami ponoříme na 1-2 sekundy do vyšetřované moče
- přebytečnou moč hranou proužku otřeme o stěnu nádoby
- proužek cca jednu minutu necháme ležet (nebo držíme) ve vodorovné poloze, aby
nedošlo ke smíchání činidel z jednotlivých reakčních zón
- po uplynutí reakční doby (většinou jedna minuta) uvedené v návodu výrobce podle typu
proužku vizuálně vyhodnotíme zbarvení reagenčních zón s odpovídající barevnou stupnicí
na etiketě obalu – proužek ke stupnici přikládáme ve směru vyznačeném šipkami, aby
bylo dodrženo stejné pořadí analytů na stupnici a na proužku!
Proužky je nutné chránit před účinkem vzdušné vlhkosti, přímého slunečního světla a
zvýšené teploty, proto se musí skladovat pouze v dobře uzavřených původních obalech
na suchém a temném místě.
Dalším analytem, jehož koncentrace v moči může být stanovena pomocí rychlého testu, je
albumin. Jedná se o imunochemický test založený na principu imunofiltrace přes
membránu napuštěnou monoklonální protilátkou proti albuminu. Vzorek moči se aplikuje na
políčko s membránou v testovací kazetě a při průchodu membránou dojde k navázání
albuminu na protilátku. Poté se na políčko aplikuje konjugační roztok s částečkami zlata
navázanými na další monoklonální protilátku a v případě přítomnosti albuminu v moči dojde
k červenému zabarvení membrány. Intenzita zbarvení odpovídá koncentraci albuminu a je
změřena fotometricky.
10.1.2 Vyšetření krve
V plné kapilární krvi se rychlými testy nejčastěji stanovuje koncentrace glukózy a to jak na
lůžkových odděleních, tak v domácí péči. Ve specializovaných ambulancích se pomocí
rychlých testů stanovuje např. protrombinový čas (PT), C – reaktivní protein (CRP) nebo
lipidové parametry (celkový cholesterol, HDL cholesterol).
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 54 z 57
Na testační proužky se do vyznačeného políčka nanáší kapka kapilární krve odebrané
z konečků prstu (někdy lze použít i krev venózní nebo sérum či plazmu) a vyhodnocení
testů (stanovení koncentrace) se provádí reflexními fotometry nebo amperometry (na rozdíl
od vizuálního hodnocení při vyšetření moči). Testační proužky se do měřících přístrojů
vkládají ještě před nanesením krve, důležitá je kontrola čísla testačního proužku
s číslem proužku použitého pro kalibraci přístroje.
Reflexní fotometry se používají pro kvantitativní vyhodnocení reakcí probíhajících na pevné
fázi (proužku) se suchými činidly po jejich aktivaci vodou obsaženou v měřeném vzorku.
Matricí pro suchá reagenční činidla může být vícevrstvý film nebo impregnovaná vlákna.
Proužky z impregnovaných vláken umožňují vyšetřovat celou řadu analytů z plné krve.
Princip reflexní fotometrie spočívá ve vyhodnocení odraženého záření od homogenně
zbarvené podložky.
Pro vyhodnocení elektrochemických metod založených na měření elektrického proudu mezi
pracovní a registrační elektrodou se používají amperometrické měřící přístroje.
Stanovení glykémie
Na principu reflexní fotometrie pracují starší typy glukometrů, do kterých se vkládá proužek,
jehož reakční zóna obsahuje enzym glukózaoxidasu, která katalyzuje oxidaci glukózy na
glukonát a peroxid vodíku. Ten redukuje chromogen za vzniku barevného produktu, který
se detekuje reflexní fotometrií. Nevýhodou této metody je možnost ovlivnění výsledku
vnějším světelným zdrojem, dlouhá doba měření a potřeba časté kalibrace glukometru.
Novější typy glukometrů pracují na principu měření elektrického proudu, jehož velikost
odpovídá výsledné glykémii. Vyšetřovaná krev se na proužek nenanáší, ale je do něj
nasávána úzkou kapilárou. Chemickou reakcí opět vzniká z glukózy peroxid vodíku, který je
tentokrát rozkládán na ionty, které vedou elektrický proud, a ten je glukometrem změřen.
Koagulační vyšetření - stanovení PT (Quik, INR - mezinárodní normalizovaný poměr)
Podobně jako stanovení glykémie lze koagulační test provádět pomocí přenosných
fotometrů nebo na amperometrických měřících přístrojích. Testovací proužek obsahuje
tromboplastin, který po nanesení vzorku aktivuje koagulaci, což vede k tvorbě trombinu a
v případě amperometrie k zastavení času (při vytvoření fibrinového vlákna proběhne
elektrický impuls mezi elektrodami a zastaví se čas).
Fotometrické koagulometry měří absorbanci (zákal) způsobený přítomností fibrinových
vláken. Fotometrické stanovení je nevhodné u hemolytických, lipemických nebo ikterických
vzorků.
Stanovení C-reaktivního proteinu
Koncentrace CRP se stanovuje imunofiltrační metodou s fotometrickou detekcí. Princip
metody je popsán výše u stanovení albuminu, rozdíl je pouze v navázané protilátce – zde
se jedná o protilátku proti CRP.
10.2 Prenatální diagnostika
Po laboratorním potvrzení těhotenství se provádí základní stanovení biochemických
parametrů v krvi a moči těhotné pro posouzení jejího zdravotního stavu a případnou
diagnostiku komplikujících onemocnění (gestační diabetes, neuropatie, hepatopatie). Při
hodnocení laboratorních výsledků je nutno mít na paměti, že u celé řady analytů dochází
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 55 z 57
k fyziologickým změnám referenčního rozmezí (např. zvýšení koncentrace ceruloplazminu,
α1 – antitrypsinu, cholesterolu a TAG; proteinurie).
Další vyšetření v těhotenství neboli prenatální diagnostika a screening, představuje
soubor vyšetření a testů prováděných za účelem odhalení patologických stavů u dosud
nenarozeného jedince, především stanovení míry rizika pro přítomnost vrozených
vývojových vad (VVV) plodu (např. Downova syndromu - trisomie 21. chromosomu,
Edwardsova syndromu - trisomie 18. chromosomu). Celá řada těchto vyšetření je
prováděna rutinně a během těhotenství mohou být doporučena a doplněna i další. Mimo
analytů vyšetřovaných v laboratořích klinické biochemie se v prenatální diagnostice
významně uplatňují také zobrazovací metody a klinická genetika. Metodické přístupy jsou
invazivní (např. odběr plodové vody – amniocentéza, odběr pupečníkové krve plodu
v děloze – kordocentéza, odběr fetálních buněk - biopsie choria) i neinvazivní (např.
ultrazvuk, biochemické vyšetření krve).
Ultrazvukové vyšetření (UZ) představuje citlivou zobrazovací metodu, kterou je možné
hodnocením morfologických znaků diagnostikovat některé viditelné vrozené vývojové vady
(defekty neurální trubice: např.: anencefalii – nedokončený vývoj mozku a lebky, spinu
bifidu - otevřený rozštěp páteře) nebo např. přesně stanovit velikost, stáří a počet plodů,
uložení placenty, množství plodové vody.
Pod UZ kontrolou se provádějí také invazivní vyšetření, která jsou doporučována při
pozitivním neinvazivním screeningu. Invazivní metody slouží k odběru biologického
materiálu (vzorku tkáně plodu), který je dále vyšetřován v laboratořích molekulární biologie
a genetiky s cílem vyloučit či potvrdit chromozomální aberace nebo geneticky podmíněné
choroby.
Dřívější schéma genetického screeningu VVV bylo rozděleno na:
I. trimestrální genetický screening - stanovení volné β podjednotky hCG, plazmatického
proteinu A spojeného s těhotenstvím (PAPP-A) v 9.–11. týdnu a ultrazvukové měření
šíjového projasnění (nuchální translucence - NT) mezi 11.–14. týdnem těhotenství)
II. trimestrální genetický screening – provedení tzv. Tripple testu, který zahrnoval
stanovení alfa – fetoproteinu (AFP), volné β podjednotky hCG a nekonjugovaného estriolu
(uE3), obvykle v 16. týdnu těhotenství.
Před triple testy, které často dávaly falešně pozitivní výsledek, je dnes preferovaný
kombinovaný screening mezi 10.–14. týdnem těhotenství, který kombinuje biochemické
vyšetření krve matky (10.–11. týden - PAPP-A, β hCG) a cílené UZ vyšetření plodu ( 11.–
14. týden - UZ měření NT a vyšetření přítomnosti nosní kůstky). Posun diagnostiky většiny
VVV na konec prvního trimestru umožnilo výrazné zlepšením rozlišovacích možností
ultrazvukových přístrojů a přesnější objasnění závislosti hladin stanovovaných
biochemických parametrů a výsledků UZ vyšetření. Krev odebranou na stanovení β hCG
je nutné co nejrychleji a v chladu doručit do laboratoře, protože při delším stání při
laboratorní teplotě dochází k disociaci hCG na volné podjednotky a tudíž ke změně jejich
koncentrací!
Ve druhém trimestru se u pacientek s negativním kombinovaným testem provádí
biochemický screening, který zahrnuje stanovení β hCG a AFP pro posouzení rizika VVV
(pozitivní výsledek podobně jako u kombinovaného screeningu vede k doporučení
invazivního vyšetření) a screening hemolytického onemocnění novorozence (ve 28. týdnu
vyšetřením Rh protilátek). Dále se mezi 18.–23. týdnem těhotenství provádí druhé UZ
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 56 z 57
vyšetření, tzv. orgánový ultrazvuk, který je zaměřen na hodnocení vývoje jednotlivých
orgánů (srdce, mozku, ledvin, žaludku, končetin).
Pro výpočet rizika VVV je velmi důležité hodnotit výsledky screeningvých vyšetření v
závislosti věku matky a na přesném stanovení stáří plodu!
Ve třetím trimestru se může provést test na určení zralosti plic plodu (nedonošení
novorozenci především diabetických matek bývají postiženi syndromem dechové tísně
novorozence), stanovením poměru fosfatidylcholin : sfingomyelin v plodové vodě.
Během těhotenství je dále důležité monitorování glykémie a případné provádění oGTT na
potvrzení nebo vyloučení gestačního diabetu.
10.3 Vyšetření funkce ledvin
Základní funkcí ledvin je vylučovat odpadní (nepotřebné a toxické) látky z organismu,
zadržovat živiny a udržovat stabilitu vnitřního prostředí (hladiny minerálů – elektrolytů a
pH). Vylučování odpadních látek ledviny zajišťují tvorbou moči, její složení se mění podle
potřeb organismu. Základní funkční jednotkou ledvin je nefron. Tvorba moči začíná
v glomerulu - filtrační část nefronu, kde vzniká primární moč, která se podobá plazmě, ale
neobsahuje bílkoviny (jen amylázu, hemoglobin). Glomerulární filtrát se vstřebává
v tubulech (vstřebávají se všechny látky pro organismus důležité - glukóza, aminokyseliny,
minerály) a vzniká definitivní moč. Poruchy funkce ledvin mohou být primárně způsobeny
postižením glomerulů (exkreční funkce) nebo tubulů (retenční funkce), později většinou
dochází k postižení celého nefronu. Při selhání funkce ledvin se v moči objevují látky, které
do ní nepatří nebo se normální součásti moči objevují ve zvýšených koncentracích;
v plazmě může docházet ke zvýšení koncentrací odpadních (toxických) látek. Mezi základní
vyšetření funkce ledvin patří posouzení jejich exkreční schopnosti, která může být zjištěna
na základě stanovení ledvinové clearence, která je definovaná jako objem krve, který je
očištěn od určité látky za časovou jednotku. Mírou glomerulární filtrace je hodnota
ledvinové clearence látek, které se v tubulech nevstřebávají a do moči se dostávají pouze
glomerulární filtrací, proto je jejich koncentrace stejná jak v definitivní, tak i v primární moči
a plazmě – jsou to tzv. látky bezprahové.
Poruchy funkce ledvin můžeme rozdělit na:
- renální insuficienci (ledvinovou nedostatečnost), při které jsou ledviny schopny udržet
stabilitu vnitřního prostředí jen při dodržení určitých omezení (snížený příjem bílkovin,
minerálů, tekutin)
- selhání ledvin, při kterém již ledviny nejsou schopny udržet stabilitu vnitřního prostředí ani
za dodržení všech omezení a výrazně se zhoršují biochemické parametry.
Selhání ledvin, které je doprovázeno typickými klinickými příznaky (např. zvracení nalačno,
průjmy, anémie) se označuje jako urémie a dochází při ní k intoxikaci organismu látkami,
které jsou normálně ledvinami vylučovány (např. kreatinin, močovina).
Vyšetření funkce ledvin zahrnuje stanovení – kreatininu (bezprahová látka), močoviny,
kyseliny močové a clearence kreatininu. Jsou to pro organismus toxické látky, které se
v tubulech vstřebávají jen velmi málo a přecházejí do definitivní moči; jejich koncentrace
v moči je proto za fyziologických podmínek podstatně vyšší než v plazmě a organismus se
jejich vylučováním zbavuje toxických metabolitů - močovina je produktem metabolismu
bílkovin, kreatinin je produktem svalové činnosti a kyselina močová je produktem
metabolismu purinů. Koncentraci močoviny a kreatininu stanovujeme vždy současně,
obor Zdravotnický záchranář – Vybrané kapitoly z biochemie
Stránka 57 z 57
protože pouze zvýšení obou látek v plazmě je charakteristickým ukazatelem poškození
funkce ledvin. Stanovení obou analytů rovněž slouží pro kontrolu dialyzovaných pacientů.
Při rozsáhlém krvácení do břišní dutiny (např.: při operacích) dochází k izolovanému
zvýšení hladiny močoviny v séru – tento stav označujeme jako extrarenální urémii.
Orientační fyziologické hodnoty a příčiny zvýšených hodnot dusíkatých nebílkovinných látek
v krvi je uveden v tabulce 10.1.
Stanovení clearence kreatininu se provádí ve vzorku sbírané moči za 24 hod., důležité je
přesné změření konečného objemu moči! Pro výpočet glomerulární filtrace, která odpovídá
clearenci kreatininu (viz výše) je nutné stanovit rovněž koncentraci kreatininu v krvi
odebrané kdykoliv během sběru moče. Hodnotu glomerulární filtrace je potřeba (především
u dětí) přepočítat na skutečný povrch těla (protože je závislá na objemu tělesných orgánů)
– získáme tak hodnotu korigované glomerulární filtrace.
Tabulka 10.1 Dusíkaté látky nebílkovinné povahy – fyziologické rozmezí
Analyt
Fyziologické rozmezí
Příčiny zvýšené koncentrace v
krvi
Plazma
(μmol/l)
Moč
(mmol/24hod)
Močovina
2,5–8,5
mmol/l
333-583
renální: pokles funkce ledvin;
prerenální: popáleniny, krvácení
do GIT, stres, šok
Kreatinin
M 50–115
Ž 45-90
4,5-18
renální: pokles funkce ledvin;
prerenální: poranění svalstva,
popáleniny, extrémní svalová
námaha
Kyselina močová
M 200-450
Ž 140-380
4,5-6
renální: pokles funkce ledvin;
prerenální: nádorová
proliferace, hemolytické anemie,
artritida, dna