Анализ крови на аминокислоты и ацилкарнитины: 32 показателя

Аминокислоты и ацилкарнитины — два класса биологически активных молекул, совместное определение которых позволяет одновременно оценить состояние двух ключевых метаболических путей: обмена аминокислот (построение белков, синтез нейромедиаторов и гормонов, обезвреживание аммиака) и окисления жирных кислот (основной источник энергии для сердечной мышцы, скелетных мышц и печени при голодании и физических нагрузках). Нарушения любого из этих путей могут быть врождёнными (наследственные болезни обмена) или приобретёнными (заболевания печени, почек, кишечника, недостаточное питание, новообразования). Данный тест определяет 11 аминокислот и 21 ацилкарнитин, что охватывает основные маркеры наиболее распространённых и клинически значимых метаболических нарушений.
Метод исследования: высокоэффективная жидкостная хроматография с тандемным масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС/МС).

Состав панели

Аминокислоты (11 показателей)

Аминокислоты — органические молекулы, содержащие аминные и карбоксильные группы. Из приблизительно 100 известных аминокислот 20 являются протеиногенными (участвуют в синтезе белка). Помимо этого, протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты и их метаболиты участвуют в многочисленных обменных процессах. Дефект ферментов на различных этапах метаболизма аминокислот приводит к их накоплению или дефициту, оказывая повреждающее действие на нервную систему, печень, почки и другие органы.

Фенилаланин (PHE) — незаменимая аминокислота, предшественник тирозина. Повышение фенилаланина — ключевой маркер фенилкетонурии (ФКУ), наиболее распространённой наследственной аминоацидопатии. Соотношение фенилаланин/тирозин повышает диагностическую точность: изолированное повышение фенилаланина при сниженном или нормальном тирозине характерно для ФКУ. Ранняя диагностика и диетотерапия предотвращают тяжёлую умственную отсталость.

Тирозин (TYR) — продукт гидроксилирования фенилаланина, предшественник дофамина, норадреналина, адреналина, тиреоидных гормонов, меланина. Повышение тирозина характерно для тирозинемий (I, II, III типов). Тирозинемия I типа — тяжёлое наследственное заболевание, поражающее печень и почки, поддающееся лечению нитизиноном при ранней диагностике. Снижение тирозина при повышенном фенилаланине подтверждает нарушение гидроксилирования (ФКУ).

Лейцин + изолейцин (XLE) — аминокислоты с разветвлённой цепью (BCAA). В данной тест-системе определяются суммарно, поскольку имеют одинаковую молекулярную массу. Совместное повышение лейцина, изолейцина и валина — маркер болезни кленового сиропа (лейциноза), при которой нарушен катаболизм BCAA. Заболевание дебютирует в первые дни жизни, проявляется характерным сладковатым запахом мочи, тяжёлой неврологической симптоматикой и требует немедленной диагностики.

Валин (VAL) — третья аминокислота с разветвлённой цепью. Повышается при лейцинозе совместно с лейцином и изолейцином. Изолированное повышение валина описано при гипервалинемии (редкое наследственное нарушение).

Метионин (MET) — серосодержащая незаменимая аминокислота, донор метильных групп, предшественник цистеина и таурина. Повышение метионина наблюдается при гомоцистинурии (дефицит цистатионин-бета-синтазы), нарушениях цикла трансметилирования и тяжёлых заболеваниях печени.

Цитруллин (CIT) — промежуточный метаболит цикла мочевины. Повышение цитруллина характерно для цитруллинемии I типа (дефицит аргининосукцинатсинтетазы) и цитруллинемии II типа (дефицит цитрина). Сниженный цитруллин наблюдается при дефиците орнитинтранскарбамилазы (ОТК) — наиболее частом дефекте цикла мочевины, и при дефиците карбамилфосфатсинтетазы. Цитруллин — один из ключевых маркеров для дифференциальной диагностики дефектов цикла мочевины.

Орнитин (ORN) — предшественник цитруллина в цикле мочевины. Повышение орнитина характерно для атрофии гирата (дефицит орнитинаминотрансферазы, прогрессирующая потеря зрения) и HHH-синдрома (гиперорнитинемия-гипераммониемия-гомоцитруллинурия). Совместная оценка орнитина и цитруллина необходима для навигации по дефектам цикла мочевины.

Аргинин (ARG) — полузаменимая аминокислота, конечный субстрат цикла мочевины, предшественник оксида азота. Повышение аргинина — маркер аргининемии (дефицит аргиназы), проявляющейся прогрессирующей спастической диплегией и умственной отсталостью. Снижение аргинина наблюдается при дефектах проксимальных этапов цикла мочевины.

Глицин (GLY) — простейшая аминокислота, участвующая в синтезе порфиринов, пуринов, коллагена, глутатиона, являющаяся тормозным нейромедиатором в ЦНС. Повышение глицина — маркер некетотической гиперглицинемии (глициновой энцефалопатии), тяжёлого неонатального заболевания с судорогами и апноэ. Повышение глицина также наблюдается при пропионовой и метилмалоновой ацидемиях (через вторичное ингибирование системы расщепления глицина).

Аланин (ALA) — основной переносчик аминогрупп из мышц в печень (глюкозо-аланиновый цикл). Повышение аланина неспецифично, но может указывать на лактатацидоз, митохондриальные заболевания, дефекты пируватдегидрогеназного комплекса.

Пролин (PRO) — компонент коллагена. Повышение наблюдается при гиперпролинемиях I и II типов.

Ацилкарнитины (21 показатель)

Ацилкарнитины — производные карнитина и жирных кислот. Карнитин (витаминоподобное вещество, синтезируемое в печени и почках из лизина и метионина) выполняет функцию «транспортёра»: он переносит жирные кислоты через внутреннюю мембрану митохондрий, где они подвергаются бета-окислению — основному источнику энергии для сердечной мышцы, скелетных мышц и печени, особенно при голодании и длительных физических нагрузках. При дефекте ферментов бета-окисления жирные кислоты не могут быть использованы как источник энергии, накапливаются в виде соответствующих ацилкарнитинов и поступают в кровь. Таким образом, профиль ацилкарнитинов является «зеркалом» работы митохондриального окисления жирных кислот: каждое нарушение создаёт характерный паттерн накопления определённых ацилкарнитинов.

L-карнитин свободный — отражает общий пул карнитина в организме. Снижение наблюдается при первичном дефиците карнитина (нарушение транспорта через клеточную мембрану) и вторичном дефиците (нарушение синтеза при заболеваниях печени и почек, потери при гемодиализе, повышенное потребление при органических ацидемиях). Первичный дефицит карнитина — излечимое состояние: пожизненный приём L-карнитина предотвращает кардиомиопатию и метаболические кризы.

Ацетилкарнитин (C2) — отражает активность пируватдегидрогеназного комплекса и общий уровень окисления. Повышение наблюдается при митохондриальных дисфункциях.

Пропионилкарнитин (C3) — маркер пропионовой ацидемии (дефицит пропионил-КоА-карбоксилазы) и метилмалоновой ацидемии (дефицит метилмалонил-КоА-мутазы). Оба заболевания — тяжёлые органические ацидемии, проявляющиеся в неонатальном периоде метаболическими кризами (рвота, летаргия, метаболический ацидоз, гипераммониемия).

Бутирилкарнитин (C4) — повышение характерно для дефицита короткоцепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы (SCAD), изобутирил-КоА-дегидрогеназы, а также для множественного дефицита ацил-КоА-дегидрогеназ (глутаровая ацидемия II типа, MADD).

Изовалерилкарнитин (C5) — маркер изовалериановой ацидемии (дефицит изовалерил-КоА-дегидрогеназы, «синдром потных ног» — характерный запах). Также повышается при дефиците 2-метилбутирил-КоА-дегидрогеназы.

Среднецепочечные ацилкарнитины (C6, C8, C8:1, C10, C10:1, C10:2) — паттерн повышения среднецепочечных ацилкарнитинов (особенно C8, C10, C10:1) является характерным маркером дефицита среднецепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы (MCAD) — наиболее распространённого наследственного нарушения окисления жирных кислот. MCAD-дефицит проявляется гипокетотической гипогликемией при голодании, рвоте, инфекциях; может приводить к внезапной смерти в раннем детском возрасте. При ранней диагностике заболевание хорошо управляется избеганием длительного голодания.

Длинноцепочечные ацилкарнитины (C12, C12:1, C14, C14:1, C14:2, C16, C16:1, C18, C18:1, C18:2) — повышение длинноцепочечных ацилкарнитинов характерно для дефицита длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы (LCHAD), дефицита очень длинноцепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы (VLCAD), дефицита карнитинпальмитоилтрансферазы II (CPT II) и дефицита транслоказы. Эти заболевания проявляются гипокетотической гипогликемией, рабдомиолизом, кардиомиопатией, поражением печени. Характерные паттерны повышения позволяют дифференцировать конкретный ферментативный дефект. C16 (пальмитоилкарнитин) и C18:1 (олеилкарнитин) — наиболее информативные маркеры при VLCAD и LCHAD; C14:1 (миристолеилкарнитин) считается наиболее чувствительным единичным маркером VLCAD.

Клиническое значение панели

Совместное определение аминокислот и ацилкарнитинов в одном анализе позволяет охватить три большие группы наследственных болезней обмена: аминоацидопатии (ФКУ, лейциноз, тирозинемии, гомоцистинурия, гиперглицинемия), дефекты цикла мочевины (цитруллинемия, аргининемия, дефицит ОТК) и нарушения окисления жирных кислот (MCAD, VLCAD, LCHAD, CPT II, первичный дефицит карнитина). Многие из этих заболеваний дебютируют в неонатальном периоде или раннем детстве и при отсутствии своевременной диагностики приводят к тяжёлым необратимым последствиям: умственной отсталости, кардиомиопатии, печёночной недостаточности, внезапной смерти. При ранней диагностике большинство из них поддаются лечению или контролю: специализированные диеты, кофакторная терапия, заместительная терапия карнитином, избегание провоцирующих факторов.
Нарушения метаболизма аминокислот и жирных кислот могут быть не только первичными (врождёнными), но и вторичными (приобретёнными). Вторичные нарушения аминокислотного профиля наблюдаются при заболеваниях печени (нарушение синтеза и деградации аминокислот), воспалительных заболеваниях кишечника (язвенный колит, болезнь Крона — нарушение всасывания), заболеваниях почек (синдром Фанкони — потери аминокислот с мочой), при недостаточном или несбалансированном питании, при новообразованиях. Вторичный дефицит карнитина описан при хроническом гемодиализе, вальпроат-терапии, лечении зидовудином, пивалат-содержащими антибиотиками.

Ограничения

Однократное определение отражает метаболическое состояние в момент забора крови. Ряд лёгких форм наследственных болезней обмена может не проявляться в межприступном периоде; при клиническом подозрении на метаболическое заболевание и нормальном результате рекомендуется повторное исследование во время метаболического криза или на фоне провокационных условий (по назначению врача).
Суммарное определение лейцина и изолейцина (XLE) не позволяет дифференцировать их индивидуально. При подозрении на лейциноз необходимо дополнительное исследование с раздельным определением.
Приём L-карнитина в качестве БАД или лекарственного препарата повышает уровень свободного карнитина и отдельных ацилкарнитинов, что может затруднять интерпретацию. Вальпроевая кислота снижает уровень свободного карнитина и может изменять ацилкарнитиновый профиль.
Нормальный результат не полностью исключает наследственное нарушение обмена: ряд заболеваний (например, дефекты бета-окисления длинноцепочечных жирных кислот) могут проявляться только при метаболическом стрессе (голодание, инфекция, физическая нагрузка) и давать нормальный профиль в стабильном состоянии.
Интерпретация результатов осуществляется врачом (генетиком, неонатологом, педиатром, неврологом, нутрициологом) с учётом клинической картины, семейного анамнеза, возраста пациента, характера питания и данных других обследований. Диагноз наследственной болезни обмена не устанавливается на основании одного лабораторного теста и требует подтверждения (повторное исследование, молекулярно-генетический анализ, ферментативная диагностика).