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, ↓ • atrofická gastritida, perniciózní anémie - ↓ • VNITŘNÍ FAKTOR /ŽALUDEČNÍ ŠŤÁVA • fyziologické hodnoty 5 - 25 kU/hod • ↓ 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 • ↓ 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 • ↓ všech parametrů • ↓ 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 ↓ • ↓ 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 (↓) • chymotrypsin / stolice (↓) • 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: • ↓ 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 ↓ 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 - ↓, po podání IF ↑ k normě • choroby terminálního ilea - ↓ 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