Klinická biochemie gastrointestinálního traktu MUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MU E-mail: mkralik@med.muni.cz FUNKCE GIT * zajištění přívodu vody a živin - energie * vyloučení nevstřebaných a odpadních látek * plnit tyto požadavky umožňují: * trávení = digesce (štěpení živin na vstřebatelné látky) * vstřebávání = absorpce (jejich přechod do krve či lymfy) * intraluminální transport (umožňuje průběh výše uvedeného) DIGESCE * probíhá v ústní dutině, žaludku a tenkém střevě * podle toho rozlišujeme 3 fáze trávení: * orální * gastrická * enterální * a - amyláza produkovaná slinnými žlázami štěpí škrob na oligosacharidy. * Začíná emulgace tuků (emulzi stabilizují žlučové kyseliny). DIGESCE * probíhá v ústní dutině, žaludku a tenkém střevě * podle toho rozlišujeme 3 fáze trávení: * orální * gastrická * enterální DIGESCE * probíhá v ústní dutině, žaludku a tenkém střevě * podle toho rozlišujeme 3 fáze trávení: * orální * gastrická * enterální ABSORPCE * v tenkém střevě - živiny rozštěpené na základní stavební jednotky: *monosacharidy *směs volných aminokyselin, di- a tripeptidů *produkty rozpadu směsných micel; v enterocytech pak dochází k resyntéze lipidů a tvorbě chylomikronů a VLDL - vitamíny, minerály * v tlustém střevě - voda, tvorba formované stolice (50-150 ml/d, pH 5,9-8,5) Testy funkce GIT * Testy digesce -- produkce trávicích šťáv, funkční testy * žaludek * pankreas * Testy absorpce -- poruch vzniklých v důsledku poškození střevní sliznice nebo nedostatečným trávením * střevo ŽALUDEK * Žaludeční šťáva * bezbarvá, 2 - 3 l/d, pH 1 - 2,5 * účinné složky se tvoří ve speciálních buňkách žaludeční sliznice: bb. krycí (parietální): HCl bb. hlavní: pepsinogen, který je po styku s HCl aktivován na proteolytický pepsin * další složky: mucin (hlen) <- mucinózní bb. vnitřní faktor (glykoprotein zajišťující vstřebávání vit. B[12]; komplex B[12] - IF se vstřebá v ileu) <- krycí bb. ŽALUDEK * Stimulátory žaludeční sekrece * gastrin - oligopeptid tvořený ve sliznici prepylorické části žaludku a duodena a G - buňkami pankreatu. K tělu žaludku se dostává krví. * histamin * alkohol, kofein, nikotin * gastrofibroskopie * PENTAGASTRINOVÝ TEST * stanovení výdeje HCl * Pacient 12 hod před testem nejí, nepije a nekouří, 24 hod nesmí užívat antisekretorika, spazmolytika, antacida. * odsátí veškerého žaludečního obsahu (tento se nevyšetřuje!, pouze popíše), následuje vlastní test * kontinuální odsávání žaludečního sekretu po dobu 60´ (-> stanovení BAO) * s. c. podání pentagastrinu (syntetický analog gastrinu) 6 mg/kg hmotnosti * opět 60´odsávání žaludečního obsahu, který se dělí do 4 porcí po 15´ (-> stanovení MAO, PAO) * V laboratoři se změří objemy a koncentrace HCl (titrací NaOH) a vypočítá se výdej HCl za daný časový úsek: * výdej [mmol/hod] = V [l/hod] . c[HCl] [mmol/l] * Hodnotí se: * BAO (basal acid output) - množství HCl vyloučené během 1. hod před stimulací norma = 1 - 5 mmol/hod * MAO (maximal acid output) - výdej HCl po stimulaci, během 1. hod po podání pentagastrinu norma = 10 - 25 mmol/hod * PAO (peak acid output) - dvojnásobek součtu výdeje HCl ve 2 . po sobě následujících 15´ vzorcích s nejvyšší hodnotou norma = 10 - 40 mmol/hod * Nálezy: * hyperchlorhydrie * gastrinom (Zollinger - Ellisonův sy; nádor G - buněk pankreatu produkujících gastrin, přítomna hypersekrece žaludeční šťávy, recidivující peptické vředy a průjem způsobený kyselou reakcí střevního obsahu) * vředová choroba duodena * hypochlorhydrie * pokročilý Ca žaludku (u časného spíše normo- či hyperacidita) * atrofická gastritida * perniciózní anémie * INZULINOVÝ TEST * podobné provedení jako pentagastrinový, jako stimulus se podá s. c. inzulin 0,2 j./kg hmotnosti * nutné sledování pacienta! * PEPSINOGEN /S * vředová choroba duodena - N, -^ * Ca žaludku - N, -v * atrofická gastritida, perniciózní anémie - -v * VNITŘNÍ FAKTOR /ŽALUDEČNÍ ŠŤÁVA * fyziologické hodnoty 5 - 25 kU/hod * -v při perniciózní anémii * GASTRIN /S * referenční hodnoty 5 - 115 ng/l * -^ při gastrinomu, atrofické gastritidě a následkem léčby blokátory H[2] -- receptorů * PRŮKAZ INFEKCE HELICOBACTER PYLORI * G- tyčinka s ureázovou aktivitou H[2]N-CO-NH[2] -> 2 NH[3] + CO[2 ] * mikrobiologický průkaz v bioptických vzorcích žaludeční sliznice * průkaz protilátek /S * ureázový test: v bioptických vzorcích (změna barvy acidobazického indikátoru) dechový test (p. o. urea s ^13C nebo ^14C, detekce *CO[2] v dechu) Pozn.: ^13C DECHOVÉ TESTY V GASTROENTEROLOGII * VÝHODY IZOTOPU ^13C * STABILNÍ IZOTOP UHLÍKU * NENÍ RADIOAKTIVNÍ * VYSKYTUJE SE BĚŽNĚ V PŘÍRODĚ * NEVÝHODY IZOTOPU ^13C * TVOŘÍ CCA 1,1 % UHLÍKU V LIDSKÉM TĚLE Duodenální šťáva * žlutá tekutina, pH = 7,5 - 8 * tvořena ze 3 zdrojů: * pankreatický sekret -- 300 - 1 500 ml/d, pH 7,5 - 8,8 * vysoký obsah HCO[3]^- * aktivní a -- amyláza * lipáza se aktivuje stykem se žlučovými kyselinami * proteolytické enzymy ve formě proenzymů (trypsinogen, chymotrypsinogen, prokarboxypeptidáza, proelastáza) * trypsin je aktivován enterokinázou tenkého střeva a následně aktivuje zbylé peptidázy * žluč -- 250 - 1 100 ml/d, pH 6,2 - 8,5 * vysoký obsah HCO[3]^- * žlučové kyseliny * lipidy (cholesterol, fosfolipidy) * konjugovaný bilirubin * produkt vlastních duodenálních žlázek Pozn.: proteolytické enzymy = proteázy = peptidázy * exopeptidázy * odštěpují jednotlivé aminokyseliny z N - nebo C - konce * pankreatické * aminopeptidázy, karboxypeptidázy * endopeptidázy * štěpí na daných místech uvnitř molekuly * žaludeční, pankreatické * pepsin, trypsin, chymotrypsin PANKREAS * Indikace laboratorního vyšetření: * akutní pankreatitida - průkaz poškození buněk * chronická pankreatitida - v popředí porucha zevně sekretorické funkce, druhotně dochází k poruše absorpce, hlavně lipidů * Ca pankreatu - laboratorní nález je netypický AKUTNÍ PANKREATITIDA * akutní, život ohrožující onemocnění * aktivace enzymů přímo v produkujících buňkách s jejich následnou destrukcí * nálezy * šok (tkáňová hypoxie, lacMAc atd.) * -^ glc * -v Ca * laboratorní známky cholestázy, pokud příčinou litiáza Vyšetření u akutní pankreatitidy * a - AMYLÁZY (AMS) * fyziologická hodnota / S = 1 - 5 mkat/l * -^ na 5 i více násobek za 3 -12 hod po atace, normalizace u nekomplikovaného průběhu do 3 dnů * -^ i při recidivě chronické pankreatitidy, perforaci peptického vředu a žlučníku, ileu, disekujícím aneurysmatu aorty, zánětech slinných žláz, renální insuficienci, intrapleurálních procesech; dif. dg. stanovením pankreatického izoenzymu - 0,2 - 1 mkat/l Vyšetření u akutní pankreatitidy * PANKREATICKÁ LIPÁZA * fyziologická hodnota / S = do 3 mkat/l * aktivita paralelní s aktivitou AMS * není produkována slinnými žlázami a ovlivněna renální insuficiencí -> specifičtější než celkové AMS * TRYPSIN * fyziologická hodnota /P okolo 272 mg/l * při akutním vzplanutí nálezy akutní pankreatitidy * v klidovém období postupný zánik parenchymu -> zhoršení sekreční funkce -> poruchy digesce -> absorpce * při destrukci Langerhansových ostrůvků manifestace DM * fyziologicé hodnoty: * objem > 100 ml/hod * HCO[3]^- 10 - 40 mmol/hod ~= 74 - 121 mmol/l * trypsin 55 - 335 U/min * amyláza 140 - 620 U/min * -v všech parametrů * -v i při cystické fibróze a stavech po resekci pankreatu Vyšetření u chronické pankreatitidy * NEPŘÍMÉ FUNKČNÍ TESTY PANKREATU * průkaz produkce některého z pankreatických enzymů nepřímo štěpením příslušného substrátu * substrát je podán p. o., štěpen enzymem, účinná látka se vstřebá a je vyloučena ledvinami * podmínkou provádění a hodnotitelnosti je neporušená absorpce a renální funkce NEPŘÍMÉ FUNKČNÍ TESTY PANKREATU * NBT - PABA - test * substrát = N-benzoyl-L-tyrosyl-p-aminobenzoová kys. (acid); chymotrypsin odštěpí PABA * substrát se podá s pokusnou snídaní, PABA (konjugovanou s kys. glukuronovou) stanovíme po 3 hod v séru a v 6hod sběru moči * fyziologicky PABA / S > 25 mmol/l * PABA / U > 30% podané dávky * pozorujeme -v * -v i při Ca pankreatu a po resekci NEPŘÍMÉ FUNKČNÍ TESTY PANKREATU * Test s fluoresceindilaurátem (laurát -- C[12]) * = substrát; štěpen cholesterolesterázou * fluorescein konjugovaný s kys. glukuronovou se prokazuje v 10hod sběru moči DALŠÍ TESTY * trypsin /S po stimulaci stravou (-v) * chymotrypsin / stolice (-v) * elastáza / stolice (<100 mg/g, ELISA) * odpad tuků stolicí (-^) * laktoferin / duodenální šťáva (-^) DECHOVÉ TESTY FUNKCE PANKREATU * používané substráty: triglyceridy, estery cholesterolu, acyl-Tyr-PABA * např. MTG test (mixed triglyceride) * stejný princip jako nepřímé funkční testy (štěpení substrátu lipázou, cholesterolesterázou nebo chymotrypsinem) [* ] dokazuje se ^13(14)CO[2], resp. změna poměru ^13(14)CO[2]/^12CO[2 ]PORUCHY ABSORPCE = MALABSORPCE * vlastní narušení procesu absorpce: * celiakie (glutenová enteropatie), tropická sprue, regionální enteritida, střevní lymfangiektázie, m. Whipple, herpetiformní dermatitida, potravinové alergie * následkem maldigesce: * atrofická gastritida, chronická pankreatitida, nedostatek žlučových kyselin (obstrukce, zvýšená dekonjugace následkem bakteriální kolonizace tenkého střeva) * komplexní * záněty střevní sliznice * izolované * deficit laktázy, chybění vnitřního faktoru) * nejčastější je a nejprve se objevuje malabsorpce lipidů Testy na poruchu absorpce * se většinou dělí podle substrátu: * porucha absorpce tuků * sacharidů * aminokyselin * prvků * vitamínů Testy na poruchu absorpce lipidů * Stanovení tuků ve stolici * 3 - 5 denní sběr stolice * fyziologicky =< 5 g/den při příjmu 60 -- 100 g/den * pouze popisován ve všech publikacích * Dechový test po zátěži značeným triacylglycerolem (MTG test) * nejčastější * podá se TAG značený ^14C nebo ^13C * je - li rozštěpen, vstřebán a metabolizován, objeví se *CO[2] v dechu Testy na poruchu absorpce lipidů * Test s vitamínem A * podá se snídaně obsahující tuky + 600 kU vitamínu A * odběr krve těsně po snídani a za 3, 5 a 7 hod * stanovení koncentrace vitamínu A * fyziologické hodnoty: nalačno = 1,4 - 2,3 mmol/l * po zátěži > 17 mmol/l * b - karoten / S * fyziologické hodnoty 0,7 - 2,9 mg/l * mírný pokles 0,3 - 0,7 mg/l * těžká malabsorpce < 0,3 mg/l Testy na poruchu absorpce * se většinou dělí podle substrátu: * porucha absorpce tuků * sacharidů * aminokyselin * prvků * vitamínů Testy na poruchu absorpce sacharidů * Xylózový test * pacient nalačno >= 12 hod, vyloučit poruchu renální funkce * po vymočení podání 25 g xylózy p. o. (děti 5 g) v 0,5 (0,1) l vody nebo neslazeného čaje * během prvních 2 hod opět vypít 0,5 (0,1) l vody nebo čaje * xylóza se vstřebává v proximálním jejunu * stanovení xylózy / S za 1 a 2 hod ........... norma > 2 mmol/l > 300 mg/l 1 hod děti > 200 mg/l / U (5hod sběr) ............ norma > 20% podané xyl (děti i dospělí) * Mr = 148 Testy na poruchu absorpce sacharidů * Disacharidové toleranční testy * -> defekt disacharidáz kartáčového lemu: * laktáza: lac -> gal + glc * sacharáza: sac -> glc + fru * maltáza: mal -> glc + glc * izomaltáza: -> glc + glc * trehaláza: tre ->glc + glc Disacharidové toleranční testy * normálně rozštěpení disacharidu, vstřebání monosacharidu a -^ glykémie * při deficitu je disacharid metabolizován bakteriemi tlustého střeva * možnosti hodnocení: * podle -^ glykémie * měření vodíku v dechu (je odrazem bakteriální přeměny sacharidu) * měření pH stolice (< 5,5 při metabolizaci bakteriemi) Disacharidové toleranční testy * Provedení laktózového zátěžového testu * pacient nalačno >= 12 hod * odběr krve * podání 50 g laktózy p. o. ve 400 ml vody (děti od 2 let 4 g/kg) * stanovení glc /P po 30, 60, 90, 120´ * další den navazující test : 25 g glc + 25 g gal, ostatní shodné * normálně -^ glc /P o > 1,1 mmol/l * u deficitu nižší -^ po podání laktózy, ne monosacharidů a poměr vzestupu < 0,4 * falešně pozitivní u DM a poruchy glukózové tolerance Další testy na deficit disacharidáz * dechový test po zátěži laktózou značenou ^13C * exaktní dg. - histochemický průkaz enzymů v biopsii střevní sliznice Testy na poruchu absorpce * se většinou dělí podle substrátu: * porucha absorpce tuků * sacharidů * aminokyselin * prvků * vitamínů Poruchy absorpce aminokyselin * součást dědičných chorob * <- porucha transportu aminokyseliny / aminokyselin * současně porucha transportu téže aminokyseliny / aminokyselin v ledvinných tubulech, která v popředí klinických symptomů * cystinurie -- porucha resorpce Cys, Lys, Arg, Orn; klinicky urolitiáza Testy na poruchu absorpce * se většinou dělí podle substrátu: * porucha absorpce tuků * sacharidů * aminokyselin * prvků * vitamínů * prokazuje se zátěžovými testy * nejčastěji Ca, Fe * podání prvku p. o. * v daném časovém intervalu / intervalech změření hladiny prvku v séru Testy na poruchu absorpce * se většinou dělí podle substrátu: * porucha absorpce tuků * sacharidů * aminokyselin * prvků * vitamínů Porucha absorpce vitamínu B[12 ]* Schillingův test * indikace k provedení: * -v B[12] /S * podezření na chronickou atrofickou gastritidu (nedostatečná tvorba vnitřního faktoru -- intrinsic factor, IF) * podezření na onemocnění terminálního ilea (kde se vstřebává komplex B[12]-IF) * perniciózní anémie (důsledek -v B[12]) Schillingův test bez *B[12 ]* stanovení výchozí hodnoty B[12] /S [* ] p.o. 1 mg B[12 ]* stanovení B[12] /S po 4 hod * totéž za současného podání 35 mg IF * normálně B[12] /S = 220 -- 1130 ng/l * atrofická gastritida - -v, po podání IF -^ k normě * choroby terminálního ilea - -v i po podání IF Schillingův test s *B[12 ]* podání B[12] značeného ^57Co nebo ^58Co * stanovení *B[12] v moči za 24 hod Testy na porušenou intestinální permeabilitu -- vyšetření při exsudativní enteropatii * prokazujeme průnik látek (bílkovin) do lumina GIT v důsledku zvýšené intestinální permeability * následkem průniku nacházíme hypoalbuminemii (podobný obraz jako u nefrotického sy) * provedení: * i. v. podání albuminu, dextranu či polyvinylpyrolidonu značeného ^51Cr, ^59Fe nebo ^131I * měření radioaktivity ve stolici * nebo stanovení střevní clearance a1-antitrypsinu Střevní clearance a1-antitrypsinu (a1-proteinázového inhibitoru, RAF) * bez speciální přípravy pacienta * 72 hod sběr stolice (skladování -4°C nebo -20°C), v ní stanovení koncentrace AAT * každý den stanovení AAT /S * clearance = * normálně < 35 ml/d OKULTNÍ KRVÁCENÍ * = chemický průkaz krve ve stolici při normálním makroskopickém vzhledu * 2 metody: * chemický průkaz hemu (peroxidázová aktivita chromogen bezbarvý H[2]A + H[2]O[2] -> chromogen barevný A + 2 H[2]O; 3 dny před vyšetřením nejíst potraviny obsahující krev a preparáty železa!) imunochemický průkaz globinu (druhově specifické -> bez nutnosti diety) * vyšetření provádíme 3 dny po sobě, protože krvácení bývá intermitentní OKULTNÍ KRVÁCENÍ * budoucnost? * DNA panely * vyšší senzitivita * neinvazivní - analýza stolice * záchyt i nekrvácejících tumorů