ketonuria ... kimia klinik/redox

TUGAS KIMIA ANALITIK

REAKSI REDOKS PADA LABORATORIUM KLINIK

KETONURIA

DISUSUN OLEH:

PUSPHA DYAH FATIMAH

A.102.09.039

AKADEMI ANLIS KESEHATAN NASIONAL SURAKARTA

TAHUN 2013/2014

Ketonuria
John P. Comstock dan Alan J. Garber.

Definisi

Badan keton (asam Acetoacetic, asam beta-hidroksibutirat, dan aseton) tidak signifikan dalam darah dan urin dari individu normal dalam postprandial atau semalam-negara berpuasa. Namun, keto ini menjadi sumber penting dari energi metabolik dalam keadaan di mana ketersediaan glukosa dibatasi, karena selama puasa berkepanjangan, atau ketika kemampuan untuk menggunakan glukosa sangat berkurang, seperti pada diabetes mellitus dekompensasi. Selama kelaparan berkepanjangan konsentrasi arteri asam organik yang kuat ini aktif secara metabolik meningkat sekitar 70 kali lipat menjadi 10 sampai 12 mM dan tingkat signifikan lebih tinggi untuk 30 sampai 40 mM dalam ketoasidosis diabetik. Mekanisme yang bertanggung jawab untuk pengembangan ketonemia adalah:

 (1) peningkatan produksi oleh hati;

 (2) penurunan pemanfaatan perifer di otot; dan

 (3) mengurangi volume distribusi. Karena badan keton tidak terikat pada protein plasma, mereka bebas zat terlarut disaring di glomerulus ginjal dan muncul quantifiably dalam urin tubular.

Pada konsentrasi plasma yang sangat rendah dari badan keton yang dihadapi biasanya setelah puasa, tingkat ekskresi urin semalam dapat diabaikan. Ketika kadar plasma meningkat melebihi 0,1-0,2 mM, bagaimanapun, meningkatkan ekskresi dan sejumlah terukur badan keton muncul dalam urin.

Teknik

Dua tes semiquantitative tersedia untuk penentuan cepat terutama asetoasetat dalam urin dan darah, meskipun mereka tidak pernah dianggap benar-benar memuaskan untuk darah. Uji klorida dilakukan dengan menambahkan 5 sampai 10 tetes baru voided urine ke beberapa tetes larutan 10% dari besi klorida. Pada awalnya, endapan bentuk fosfat besi, tetapi dengan tambahan tetes urin endapan menghilang dan warna merah burgundy muncul. Intensitas warna dinilai 1 sampai 4 + +. Langkah-langkah uji hanya acetoacetate dan sensitivitas kurang dari 80 mg / dl. Sayangnya, obat-obatan seperti salisilat dan antipyrines, serta fenol, asetat, dan sianat, akan menyebabkan hasil positif palsu. Untuk mengatasi hal ini sampel direbus selama 2 menit untuk menghapus acetoacetate tidak stabil, yang menyebabkan warna merah menghilang. Adalah lebih baik untuk mengulang ujian pada sampel urine direbus sebelumnya.  

The sodium nitroprusside langkah-langkah reaksi baik aseton dan asetoasetat, tapi tidak hidroksibutirat, dalam materi biologi. Tidak ada gangguan dari kebanyakan obat-obatan dan produk metabolik. Ini adalah tes yang paling sukses dibuat. Untuk tes A Rothera (dinamai pencetus tes), 1 gm amonium sulfat ditambahkan ke 5 ml urine dan, setelah gemetar untuk membubarkan, 3 tetes baru disiapkan larutan natrium nitroprusside ditambahkan. Setelah pencampuran, 1 sampai 2 ml larutan jenuh amonium hidroksida berlapis ke sampel dan setelah 2 menit, warna ungu yang terbentuk pada antarmuka dinilai untuk intensitas dari 1 + sampai 4 +. Tes nitroprusside akan mendeteksi 1 sampai 2 mg / dl acetoacetate atau 10 mg / dl aseton. Dalam uji kurang sensitif tapi mungkin lebih nyaman (Rothera tes B), larutan ammonium sulfat digunakan dan reagen dicampur dengan spesimen sehingga seluruh solusi menjadi ungu. Sepuluh mg / dl acetoacetate atau 40 mg / dl aseton dapat dideteksi. Untuk meningkatkan kenyamanan assay, Joslin Clinic merumuskan stabil, persiapan kering natrium nitroprusside dengan menggabungkan dengan amonium sulfat (5 gram sampai 200 gram, masing-masing). Dua sampai 3 ml urin jenuh dengan campuran ini, dan warna ungu pada antarmuka dibaca 2 sampai 3 menit setelah overlay dengan amonium hidroksida. Intensitas warna dari merah muda keunguan sampai ungu tua dan mencetak 1 + 4 +, tapi itu memburuk dengan berdiri. Klorida dan nitroprusside tes besi masih digunakan klinis di negara berkembang.

Nitroprusside tersedia sebagai tablet tes (Acetest) dan sebagai strip reagen dilapisi (Ketostix), keduanya diproduksi oleh Divisi Ames dari Miles Laboratories, Inc, Elkhart, Indiana. Dengan Acetest, setelah 30 detik pengembangan warna dibandingkan dengan grafik dan dinilai negatif, kecil, sedang atau besar. Tablet ini akan mendeteksi 5 sampai 10 mg / dl dari asetoasetat dan 20 mg / dl aseton. Rentang kuantitatif termasuk dalam masing-masing kategori adalah 5 sampai 20 mg / dl untuk kecil, 20 sampai 40 mg / dl untuk moderat, dan 40 mg / dl atau lebih besar untuk besar. Dengan Ketostix, strip tersebut sesaat dicelupkan ke dalam spesimen urin atau melewati dalam aliran kemih dan dibandingkan dengan warna grafik 1 menit kemudian. Skala negatif, jejak, kecil, sedang, dan besar. Strip mampu mendeteksi 5 mg / dl acetoacetate tetapi tidak reaktif terhadap aseton. Rentang yang lebih luas dan bergeser sedikit ke kanan di zona yang lebih tinggi dibandingkan dengan Acetest sehingga hanya 16% dari sampel yang mengandung acetoacetate 20 mg / dl dibaca sebagai moderat sementara 24% dari sampel yang mengandung 80 mg / dl acetoacetate masih disebut moderat. Hanya 15% dari sampel yang mengandung 40 mg / dl asetoasetat yang dinilai tidak besar; 76% besar pada 80 mg / dl dan 100% pada 160 mg / dl. The Ketostix tes paling akurat ketika urines diuji dengan gravitasi tinggi tertentu (antara 1.010 dan 1.020) dan rendah-pH. Spesimen urin yang sangat berpigmen dapat menghasilkan pembacaan positif palsu. Levodopa juga akan menyebabkan hasil positif palsu. Ketostix strip kurang sensitif dibandingkan tablet Acetest dan memiliki tingkat tinggi variabilitas antara banyak. Acetest, dengan sensitivitas dalam kisaran 5 mg / dl, adalah metode lebih baik.  

Beberapa metode lain yang tersedia untuk mengukur badan keton. Dengan isolasi dan pemurnian enzim 3-hidroksibutirat dehidrogenase, menjadi mungkin untuk mengembangkan alat tes enzimatik sensitif dan sangat spesifik untuk asetoasetat dan hidroksibutirat. Enzim mengkatalisis reaksi redoks:
Gambar ch140e1.jpg

Baru-baru ini, teknik fluorometric dan metode kolorimetri otomatis telah dikembangkan untuk analisis ini, dan metode enzimatik lainnya telah dijelaskan untuk penentuan asetoasetat. Akhirnya, Kobayashi dan rekan kerja (1983) telah mengembangkan metode kromatografi gas untuk penentuan kedua aseton dan asetoasetat dalam urin. Mereka berspekulasi bahwa metode ini dapat dengan mudah diadaptasi untuk mengukur hidroksibutirat juga, mengikuti oksidasi diukur untuk asetoasetat.

ilmu Dasar    

Keton yang paling sering terdeteksi ketika dipercepat adiposa trigliserida jaringan hidrolisis dan peningkatan asam lemak hati permeabilitas melintasi membran mitokondria bagian dalam (seperti yang dihasilkan oleh penurunan sirkulasi insulin dan glukagon meningkat) menyebabkan peningkatan pemecahan glikogen, glukoneogenesis, lipolisis, oksidasi asam lemak, dan ketogenesis . Dalam tingkat normal keton individu plasma adalah self-terbatas, karena pada 2 sampai 4 mM konsentrasi dan lebih besar, pelepasan insulin dirangsang, sehingga mencegah ketoasidosis oleh pembatasan insulin lipolisis dan ketersediaan asam lemak bebas untuk oksidasi hati. Dalam diabetes tergantung insulin, konsentrasi asam lemak bebas terus meningkat tak terkendali sampai ketoasidosis terjadi kemudian. Selain puasa, kelaparan berkepanjangan, dan diabetes yang tidak terkontrol, ketonuria dapat diamati dalam kondisi fisiologis lainnya. Alkoholisme akut dan olahraga berat dan berkepanjangan dapat menyebabkan ketonuria. Badan keton juga dapat dideteksi dalam urin selama trimester ketiga kehamilan, persalinan, periode postpartum segera, dan kadang-kadang selama menyusui. Ketogenesis mungkin juga akan meningkat pada neonatus, sehingga ketonuria signifikan. Kondisi klinis semuanya ditandai oleh penurunan sementara ketersediaan glukosa, penggunaan glukosa meningkat, dan peningkatan kadar hormon counterregulatory atau stres-terkait seperti kortisol dan epinefrin.   

Untuk mengurangi kerugian kemih bahan bakar metabolik penting ini, yang memberikan sejumlah besar kebutuhan kalori selama puasa, ginjal mampu reabsorbing sebagian dari beban meningkat disaring dari keto. Sebuah korelasi linear telah ditemukan antara ekskresi acetoacetate dan konsentrasi plasma, setelah ambang ginjal telah terlampaui. Kebanyakan laporan telah menggambarkan hubungan linier yang sama untuk ekskresi hidroksibutirat sebagai beban meningkat disaring. Pada tingkat plasma peningkatan badan keton, ekskresi fraksional rata-rata adalah 0,15-0,19 untuk asetoasetat dan hidroksibutirat, masing-masing. Dengan demikian badan keton tampaknya benar-benar diserap kembali oleh tubulus ginjal pada konsentrasi plasma rendah, tetapi sebagai tingkat plasma meningkat dan beban disaring dari badan keton meningkat, ketonuria signifikan muncul. Tingkat reabsorpsi bersih tetap berbanding lurus dengan beban disaring dari badan keton sehingga, meskipun peningkatan besar pada konsentrasi plasma, tingkat ekskresi sekitar 20% dari beban disaring tetap tidak berubah. Kebanyakan bukti terbaru akan mendukung kesimpulan bahwa tidak ada maksimum tubular untuk badan keton atau bahwa ini melebihi beban tinggi disaring terlihat selama studi tentang kelaparan. Karena harga ekskretoris relatif tidak berubah, tingkat reabsorpsi harus karenanya meningkatkan. Mekanisme yang meningkatkan tingkat reabsorpsi ini tidak diketahui, tetapi telah menunjukkan bahwa tingkat reabsorpsi tidak diubah oleh pengurangan volume ekstravaskuler dan keseimbangan natrium yang menyertai kelaparan dan diabetes dekompensasi.    

Studi pada tikus telah menunjukkan penurunan awal dalam reabsorpsi pecahan konsentrasi hidroksibutirat, tapi tidak ada penurunan lebih lanjut sebagai konsentrasi hidroksibutirat diangkat ke tingkat yang lebih tinggi. Data ini mungkin menyarankan kedua sistem transportasi ginjal saturable dan nonsaturable untuk hidroksibutirat. Tingkat transportasi maksimal dari komponen saturable dicapai pada konsentrasi arteri sekitar 1,7 mM. Meskipun pemanfaatan ginjal hidroksibutirat meningkat dengan meningkatnya kadar asam keton arteri ini, hal itu tidak mempengaruhi laju reabsorpsi bersih. Tingkat reabsorpsi hidroksibutirat selalu melebihi pemanfaatan. Seperti pada manusia, tingkat ekskresi asetoasetat pada tikus berbanding lurus dengan laju filtrasi nya. Tidak ada tingkat maksimal diamati, menunjukkan bahwa mekanisme nonsaturable untuk reabsorpsi acetoacetate juga hadir dalam ginjal. Reabsorpsi acetoacetate menurun dengan meningkatkan kadar hidroksibutirat, menunjukkan umum, mekanisme transportasi tubular kompetitif. Asetoasetat tidak dirilis oleh ginjal ke dalam darah dengan meningkatkan pemanfaatan hidroksibutirat, tapi ada pemanfaatan net simultan asetoasetat oleh ginjal. Hal ini cenderung meningkat dengan meningkatnya konsentrasi acetoacetate arteri. Ada bukti bahwa dengan rendahnya tingkat acetoacetate reabsorpsi, tingginya tingkat pemanfaatan yang ditopang oleh serapan seluler dari darah peritubular. Akhirnya, vesikel membran yang diisolasi dari perbatasan sikat ginjal tikus telah diketahui mengandung natrium-tergantung gradien-sistem pembawa yang mengangkut badan keton ke dalam ruang osmotik reaktif. Pengangkut menunjukkan penghambatan timbal balik antara asetoasetat dan hidroksibutirat, dipercepat difusi pertukaran, saturasi dan inhibisi kompetitif, dan kurangnya sensitivitas ouabain.           

Pemanfaatan ginjal dari kedua keto menyumbang sekitar 50% dari omset badan keton diinfus. Dengan demikian, rekening metabolisme oksidatif untuk sebagian kecil utama clearance ginjal diukur dari badan keton dari darah. Dalam kelaparan berkepanjangan telah menghitung bahwa reabsorpsi ginjal badan keton suku cadang sekitar 225 K kal / hari, yang lain akan hilang dalam urin. Sampai dengan 60% dikonsumsi oleh ginjal, dan sisanya dilepaskan untuk pemanfaatan oleh sistem saraf pusat selama kekurangan glukosa. Kemampuan ginjal untuk menyerap kembali badan keton juga mempertahankan natrium, kalium, dan ion amonium, karena electroneutrality urin ekskresi equimolar kation diperlukan selama hilangnya anion ini. Selama beberapa hari pertama puasa atau sepanjang perjalanan ketoasidosis diabetik, natrium dan kalium yang hilang dengan ekskresi badan keton. Jika kelaparan terus, kation obligat menyertai badan keton menjadi ion amonium. Reabsorpsi badan keton oleh karena suku cadang tidak hanya kalori, tetapi juga amonium nitrogen, melestarikan setidaknya 7g nitrogen per hari.      

Signifikansi Klinis    

Tidak terkontrol atau diabetes mellitus dekompensasi adalah kondisi patologis yang paling umum yang menyebabkan ketonuria. Akibatnya, pengujian rutin urine untuk keton pada penderita diabetes telah universal bekerja di rumah sakit dan oleh pasien rawat jalan untuk menilai kecukupan pengendalian diabetes dan menentukan dosis insulin selama periode hilangnya kontrol. Ketersediaan luas pemantauan glukosa darah diri dan keunggulan metode ini lebih tes urin glukosa sebagai monitor kontrol diabetes telah perlombaan pentingnya dan karenanya frekuensi pengujian untuk badan keton dalam urin. Ini adalah kelalaian yang serius, karena tidak ada kadar glukosa darah per se yang diagnostik ketoasidosis yang mengancam jiwa. Meskipun tidak diperlukan untuk menguji setiap spesimen urine untuk ketonuria, hiperglikemia pada hampir setiap tingkat, bila dikaitkan dengan penyakit kambuhan atau stres, menuntut urine pengujian keton. Banyak kasus ketoasidosis canggih telah terdiagnosis dan berkembang ke negara-negara yang serius karena profesional perawatan kesehatan serta pasien telah meninggalkan tes urine tidak hanya untuk glukosuria tetapi untuk ketonuria juga.

Ada atau tidak adanya ketonuria juga berguna untuk klasifikasi klinis puasa hipoglikemia pada masa bayi dan masa kanak-kanak. Tidak adanya badan keton bukti untuk sekresi insulin berlebih terkait dengan neoplasia sel beta, sedangkan ketonuria menunjukkan kurangnya ketersediaan bahan bakar. Namun, beberapa hati-hati diperlukan untuk generalisasi, sebagai ujian yang diskriminatif ini mungkin tidak akurat dan tidak dapat diandalkan. Dalam kasus hiperinsulinisme, kadar plasma dari badan keton dapat ditekan tetapi tidak cukup rendah untuk mencegah ketonuria. Dasar pemikiran yang sama, berdasarkan aksi insulin untuk menekan ketogenesis, telah digunakan untuk melayani sebagai indikator kasar terjadinya hipoglikemia nokturnal pada pasien diabetes insulin-yang membutuhkan. Glukosuria berat dengan atau tanpa ketonuria ringan setelah bangun dianggap bukti rebound hiperglikemia berikut insulin-induced hypoglycemia (efek Somogyi). Masalah dengan ambang ginjal rendah untuk badan keton, sensitivitas tinggi dari tes nitroprusside, dan masalah dengan pencampuran dari urin dalam kandung kemih dapat membuat penilaian klinis seperti tidak dapat diandalkan.        

Asupan berlebihan etanol juga sering menyebabkan ketonuria. Seringkali penggunaannya dikaitkan dengan kurangnya baru atau kronis nutrisi yang cukup, simulasi keadaan kelaparan akut atau kronis. Selain itu, metabolisme etanol menghambat glukoneogenesis. Akibatnya, dalam banyak kasus ada relatif hipoglikemia dan insulinopenia, meskipun etanol telah ditemukan untuk merangsang sekresi insulin langsung bila dikombinasikan dengan konsumsi sukrosa.

Daftar pustaka

1.    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK247/

2.    Ham TH. A syllabus of laboratory examination in clinical diagnosis. Cambridge, MA: Harvard Univ. Press, 1952;259.