Organizm człowieka to skomplikowana rafineria – wprowadzenie do analizy kwasów organicznych (OAT)

Jaką praktyczną wiedzę daje nam diagnostyka kwasów organicznych – badanie OAT?

Organizm człowieka to skomplikowana rafineria - wprowadzenie do analizy kwasów organicznych (OAT)

Dzięki lekturze tego artykułu poznasz znaczenie naturalnych kwasów organicznych w naszym organizmie oraz dowiesz się, jaką wartość diagnostyczną posiada analiza kwasów organicznych (badanie OAT, ang. organic acid test). 

W świecie chemii określenie organiczny nie wiąże się z rolnictwem czy ekologią, lecz oznacza jedynie, iż dana substancja zawiera atomy węgla. Kwasy organiczne mogą być produkowane przez różne mikroby, ale znajdziemy je również w wielu produktach spożywczych (przykład – owoce cytrusowe, takie jak cytryny czy pomarańcze, które z natury zawierają kwas cytrynowy; kolejny przykład – kwas jabłkowy czy kwas winowy, który w sposób naturalny powstaje przy produkcji wina), a także w naszym organizmie – jako produkt metabolizmu składników odżywczych (na przykład w ramach cyklu Krebsa), neurotransmiterów czy toksyn. Na to ile i jakie kwasy organiczne powstają w organizmie człowieka w każdej sekundzie naszego życia wpływa przede wszystkim aktywność różnych enzymów, a to z kolei pozostaje ściśle uzależnione zarówno od naszego DNA jak i czynników epigenetycznych (zob. Artykuł czego uczy nas epigenetyka).

Dlaczego wiedza na temat poziomu kwasów organicznych w organizmie może być dla nas przydatna?

Oznaczenie poziomu kwasów organicznych może udzielić nam wielu cennych informacji na temat funkcjonowania naszego ciała, w tym: wyposażenia komórek w składniki odżywcze, działania układu hormonalnego, sprawności systemu neuroprzekaźnikowego, odpowiedzi organizmu na ksenobiotyki, a nawet kondycji mikrobiomu jelitowego.  Dostęp do tego rodzaju informacji umożliwia nam bezpośredni wgląd w nasz faktyczny stan zdrowia.

Ponieważ kwasy organiczne są wydalane drogami moczowymi, analiza składu kwasów organicznych w moczu (w ramach której możemy zidentyfikować ponad 1000 różnych substancji, pochodzących z pośrednich przemian metabolicznych oraz katabolizmu różnych substancji egzogennych) staje się coraz popularniejszą metodą diagnostyczną. Wśród oznaczanych w ten sposób parametrów możemy wymienić kwasy dwukarboksylowe, kwasy tłuszczowe oraz ich metabolity, kwas cytrynowy (cytrynian), mleczan, pochodne glicyny czy też różnych aminokwasów. Na przykład nieprawidłowe stężenie kwasu jabłkowego (jabłczanu) oraz kwasu fumarowego (fumaranu)  są bezpośrednio kojarzone z zaburzeniami funkcjonowania mitochondriów (dokładniej zaś mówiąc – dysfunkcja jednego z enzymów cyklu Krebsa).

Zbadanie poziomu kwasów organicznych oraz relacji pomiędzy nimi daje nam wgląd w:

  • zaburzenia metabolizmu hormonów (serotonina, melatonina, dopamina, noradrenalina)
  • zaburzenia metabolizmu witamin (kwas foliowy, witamina B12, witamina A, witamina D, biotyna)
  • niedobory witamin i/lub pierwiastków mineralnych i innych mikroskładników odżywczych, a wśród nich: witaminy B2, B3, B6, B12, magnezu, miedzi, wapnia, żelaza, koenzymu Q10, kwasu alfa-liponowego, pośrednio – np. L-karnityny
  • stan śluzówki jelit i/lub ewentualną dysbiozę jelitową
  • zaburzenia pracy neuroprzekaźników
  • zaburzenia funkcjonowania mięśni
  • stres oksydacyjny (zwłaszcza jako wynik zaburzeń gospodarki glutationem)
  • zaburzenia przetwarzania węglowodanów
  • zakłócenia metabolizmu kwasów tłuszczowych
  • zaburzenia metylacji
  • zaburzenia funkcjonowania mitochondriów (na przykład cyklu kwasów trójkarboksylowych czyli cyklu Krebsa).

Uzyskane wyniki pozwalają nam na poznanie prawdziwych przyczyn odczuwanych dolegliwości i bezpośrednią korektę kryjących się za nimi nierównowag metabolicznych (zwłaszcza, jeżeli mamy do czynienia z niedoborami witamin i substancji mineralnych, które pełnią rolę kofaktorów poszczególnych enzymów).

Wiele chorób wiąże się z zaburzeniami funkcjonowania odpowiednich enzymów metabolicznych, co spowalnia lub całkowicie blokuje przebieg naturalnych procesów metabolicznych i prowadzi do akumulacji ich półproduktów.  Od roku 1966 czyli od czasu odkrycia pierwszego z wielu różnych rodzajów kwasicy (acydurii) metabolicznej – kwasicy izowalerianowej zidentyfikowano oraz opisano ponad pięćdziesiąt różnych wariantów tego zaburzenia. Sama kwasica izowalerianowa (ang. isovaleric acidemia, IVA) może być zdiagnozowana już w pierwszych tygodniach życia i objawia się wymiotami, brakiem energii (letargią), atakami przypominającymi napady padaczkowe. W skrajnych przypadkach u niemowląt dochodzi do śpiączki a nawet zgonu. Charakterystyczną cechą kwasicy izowalerianowej jest wyraźny, nienaturalny zapach ciała, co stanowi skutek nagromadzenia w organizmie właśnie kwasu izowalerianowego.

W lżejszych przypadkach objawy kwasicy izowalerianowej nie mają stałego charakteru, lecz występują okresowo i są wywoływane na przykład dłuższymi przerwami w jedzeniu (post), w okresie infekcji lub konsumpcji większych ilości białka, niż wynosi ich indywidualna granica tolerancji. Tego rodzaju pacjenci wykazują najczęściej różnorodnie nasilone opóźnienie rozwoju psycho-fizycznego i mają problemy z przybieraniem na wadze.

Do klinicznych objawów zaburzeń metabolizmu kwasów organicznych należą:

opóźnienie rozwoju umysłowego, chroniczna hipo- lub hiperglikemia, encefalopatia, ciągłe zmęczenie (nawet mimo przejścia na dietę bogatszą w tłuszcz, czyli teoretycznie sprzyjającą poprawie produkcji energii na poziomie mitochondrialnym), letarg, hiperaktywność / ADD, ataki padaczki, stany zapalne skóry, mikrocefalia (małogłowie),  depresja egzogenna (niezależna od aktualnej sytuacji życiowej pacjenta), makrocefalia (wielkogłowie), anemia, zaburzenia funkcjonowania odporności, kwasica ketonowa i/lub mleczanowa, zaburzenia wzroku, słuchu i/lub mowy, nagłe zatrzymanie pracy serca i/lub układu oddechowego, mdłości, a skrajnych przypadkach – śpiączka.  Wiele acydemii (obniżenie pH krwi) i/lub acydurii (obniżenie pH moczu) może mieć charakter przewlekły i objawić się już w ciągu kilku pierwszych dni życia. Niekiedy jednak – tak jak dzieje się to w przypadku niedoboru dehydrogenazy MCAD, stan zdrowia dziecka może pozostawać całkowicie normalny aż do nagłego wystąpienia zatrzymania pracy układu oddechowego.

Informacje dodatkowe

Prawidłowo wykonany test kwasów organicznych uwzględnia informację na temat stężenia kreatyniny w moczu. Przykładowo – poziom kreatyniny różni się w zależności od płci oraz masy mięśniowej pacjenta.

Obowiązujące normy odnosi się zawsze do płci i wieku pacjenta oraz prowadzonego przez niego stylu życia. Informacji na temat szczegółowych zasad dotyczących przeprowadzania tego badania udzieli ci wyspecjalizowane laboratorium. Natomiast jedną z najważniejszych reguł dotyczących testów OAT jest przestrzeganie odpowiedniej diety na minimum 24 godziny przed pobraniem próbki moczu (zazwyczaj jest to 10ml porannego moczu, oddanego przed spożyciem jakichkolwiek płynów lub produktów spożywczych). I tak pacjenci powinni unikać w tym okresie konsumpcji: jabłek, winogron (w tym rodzynek), gruszek, żurawiny oraz soków z wyżej wymienionych owoców. Jednocześnie pacjentom radzi się też rezygnację z przyjmowania preparatów zawierających wyciąg z Echinacei, wyciągi z modrzewia (substancja czynna galactoarabinan), grzybów Reishi oraz rybozy, gdyż wszystkie wymienione tutaj substancje mogą wpływać na wynik samego badania.

Podsumowując możemy stwierdzić, iż:

1. analiza kwasów organicznych w moczu to potężne narzędzie diagnostyczne, które możemy stosować już w pierwszych dniach życia pacjenta, a które w wiarygodny sposób informuje nas o występujących u niego ewentualnych zaburzeniach metabolicznych.

2. wyniki analizy kwasów organicznych w moczu pozwalają nam na opracowanie skutecznej terapii, która może w znaczący sposób poprawić stan zdrowia oraz jakość życia pacjenta, na przykład poprzez uzupełnienie brakujących niedoborów mikroskładników odżywczych czy korektę nierównowagi w obrębie mikroflory jelitowej.

 

Bibliografia:

  1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5466383/
  2. https://www.mh-hannover.de/fileadmin/institute/klinische_chemie/LVZ/LVZ_Organische_Saeuren.pdf
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3315344/
  4. https://www.greatplainslaboratory.com/organic-acids-test-2
  5. https://ghr.nlm.nih.gov/condition/isovaleric-acidemia
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6113785/