Non-protein nitrogen substances

Under construction / Forgotten

This article was marked by its author as Under construction, but the last edit is older than 30 days. If you want to edit this page, please try to contact its author first (you fill find him in the history). Watch the discussion as well. If the author will not continue in work, remove the template {{Under construction}} and edit the page. Last update: Sunday, 28 Nov 2021 at 3.35 pm.

In addtion to proteins and peptides, serum contains other important nitrogen-containing substances. From the clinical-biochemical point of view, the most important are urea, creatinine, uric acid, ammonia and amino acids (Table 1). These components remain in solution after precipitation of serum proteins with deproteinizing reagents. The metabolism of some of them is closely related.

Table 1 . Major low molecular weight nitrogenous substances (according to Curtis et al. 1994)

Low molecular weight nitrogen substance	Source	Clinical-biochemical significance
Amino acids	proteins	liver disease kidney disease hereditary disorders of amino acid metabolism
Ammonia	amino acids	liver disease kidney disease hereditary disorders of ureosynthetic cycle enzymes
Urea	ammonia	liver disease kidney disease
Creatinine	creatine	kidney disease
Uric acid	purine nucleotides	disorders of purine metabolism increased cell lysis

Examination of non-protein nitrogenous compounds in the blood and urine is important especially for monitoring the condition of the liver, where a substantial part of the metabolism of these substances takes place, and the kidneys , by which they are preferentially excreted.

Kreatinin

Glomerulární filtrace na podkladě sérové hladiny cystatinu C

Cystatin C je bílkovina o 120 aminokyselinách, kterou v různé míře produkuje řada tkání. Slouží jako jeden z nejvýznamnějších inhibitorů extracelulárních cysteinových proteáz. Rychlost syntézy této bílkoviny je prakticky konstantní, není ovlivněna zánětem, katabolismem ani dietou. Vzhledem k malé molekulové hmotnosti (asi 13 000) se volně filtruje glomerulární membránou. V proximálních tubulech se následně kompletně resorbuje a degraduje. Plazmatická koncentrace cystatinu C je tedy mírou glomerulární filtrace a koncentrace v moči mírou poruchy proximálních tubulů. Koncentraci cystatinu C lze stanovit imunochemickými metodami. Referenční rozmezí se zatím liší podle konkrétně použité analytické techniky, očekává se však zavedení jednotné metodiky kalibrace. Stanovení cystatinu C má některé výhody: dobře detekuje časné fáze glomerulárního poškození, není nutný 24hodinový sběr moči, který je častým zdrojem chyb, a analýzu nezkreslují nespecifické reakce jako u kreatininu. Přestože je toto vyšetření poměrně drahé a dosud je vyhrazeno spíše pro výzkumné účely, předpokládá se, že v budoucnu rozšíří repertoár běžně používaných vyšetření renálních funkcí.

Frakční exkrece

Množství určité látky vyloučené do definitivní moči závisí jednak na glomerulární filtraci (tj. na množství látky, které se dostane do primitivní moči), jednak na tubulární sekreci a resorpci. Pro jednoduchost omezíme další výklad na látky, které se vůbec nevylučují tubulární sekrecí, nebo jejichž tubulární sekrece je zanedbatelná.

Podíl látky přefiltrované do primitivní moči, který se nakonec vyloučí definitivní močí, se označuje jako frakční exkrece (FE). Hodnota FE určité látky se pohybuje mezi 0 a 1 (nebo ji můžeme vyjádřit jako 0 až 100 %); je-li nulová, znamená to, že se látka zcela resorbuje v tubulech, je-li naopak FE 100 %, vyloučí se veškerá přefiltrovaná látka do definitivní moči. „Zrcadlovou“ veličinou k FE je tubulární resorpce (TR), tj. podíl látky resorbované z primitivní moči tubulárními buňkami. Za výše uvedeného předpokladu, že je tubulární sekrece zanedbatelná, platí:

$\mathrm {FE} +\mathrm {TR} =100\ \%$

Obecný vzorec pro výpočet frakční exkrece je dán podílem clearance sledované látky a glomerulární filtrace:

$\mathrm {FE} _{x}={\frac {\mathrm {U} _{x}\cdot \mathrm {V} }{\mathrm {P} _{x}\cdot \mathrm {GF} }}$

Glomerulární filtraci můžeme odhadnout jako clearanci endogenního kreatininu. Ve zlomku se po dosazení objem moči za časovou jednotku vykrátí, a tak pro výpočet frakčních exkrecí potřebujeme znát pouze koncentraci látky v moči a plazmě a koncentraci kreatininu v moči a plazmě. Odpadá nutnost sběru moči, který bývá zatížen chybou.

$\mathrm {FE} _{x}={\frac {\mathrm {U} _{x}\cdot \mathrm {P} _{\mathrm {kr} }}{\mathrm {U} _{\mathrm {kr} }\cdot \mathrm {P} _{x}}}$

($x$ je sledovaná látka, $\mathrm {U}$ koncentrace sledované látky v moči, $\mathrm {P}$koncentrace sledované látky v plazmě (séru). Koncentrace sledované látky v séru i v moči, stejně tak i kreatininu musí být ve stejných jednotkách.)

Pro posouzení renálních funkcí je užitečné stanovovat frakční exkrece Na⁺, K⁺, Cl^-, fosfátů a vody.

Frakční exkrece vody se vypočítá podle vzorce:

$\mathrm {FE} _{\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} }={\frac {\mathrm {V} }{\mathrm {GF} }}$

Po dosazení clearance kreatininu za glomerulární filtraci a vykrácení dostaneme jednoduchý vzorec:

$\mathrm {FE} _{\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} }={\frac {\mathrm {P} _{\mathrm {kr} }}{\mathrm {U} _{\mathrm {kr} }}}$

Normální hodnota FE_H2O: 0,01–0,02, t.j. 1–2 %. Se zvýšenými hodnotami se setkáváme u:

• diabetes insipidus,
• nadměrného přívodu tekutin,
• poškození tubulárních buněk ledvin.

Tubulární resorpce vody

Z hodnot clearance endogenního kreatininu a množství moči vyloučené za 1 sekundu můžeme vypočítat hodnotu zpětné tubulární resorpce vody (TR). Rozdíl mezi glomerulární filtrací a objemem definitivní moči za časovou jednotku (s) je rovný objemu vody, který je za sekundu resorbován v ledvinných tubulech.

$\mathrm {TR} _{\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} }={\frac {\mathrm {Cl} _{\mathrm {kr} }-\mathrm {V} }{\mathrm {Cl} _{\mathrm {kr} }}}$

$\mathrm {V}$ je objem definitivní moči v ml vyloučený za 1 s.

Normální hodnota TR_H2O: 0,988–0,998 Snížené hodnoty svědčí o poruše zpětné resorpce vody např. u diabetes insipidus.

Močovina

__ Urea is the most quantitatively important degradation product of amino acids and proteins. It is formed in the liver from ammonia released by deamination reactions in amino acid metabolism. It diffuses well through cell membranes, so its concentration is the same in both plasma and intracellular fluid.

It is excreted from the body mainly by the kidneys, namely by glomerular filtration and tubular resorption, which is variable. It is lower with increased diuresis and increases with reduced diuresis.

Blood urea concentration depends on dietary protein content, renal excretion and hepatic metabolic function (Tab.).

Chemical formula of urea

Urea cycle

Some causes of changes in serum and urine urea levels

Elevated serum urea	Decreased serum urea
renal impairment	liver damage
high protein diet	low protein diet
increased protein catabolism	late pregnancy (increased need for protein during fetal growth)
dehydration

Serum urea levels may increase with increased protein intake. 5.74 mmol (0.34 g) of urea are formed from 1 g of protein. Increased urea concentration without changing other low molecular weight nitrogenous substances (especially creatinine) is a sign of intense protein catabolism, which increases during starvation, febrile conditions, malignancy. Protein catabolism is reduced in children, so their urea levels are significantly lower. Serum urea concentration increases in kidney disease, which is accompanied by a significant reduction in glomerular filtration (below 30%), while in such cases the creatinine concentration is also increased. The urea test is not suitable for detecting incipient glomerular filtration disorders. However, it is important in patients on regular dialysis treatment.

When liver function fails, urea synthesis decreases and thus its plasma concentration decreases.

Based on the urea concentration in serum and urine, a nitrogen balance can be calculated.

References

Urea - WikiSkripta

Kyselina močová

__ Kyselina močová

Dna

Iron

Dna je závažným projevem poruchy metabolismu kyseliny močové. Je charakterizována zvýšenou koncentrací kyseliny močové v extracelulárních tekutinách a v různých tkáních. Při překročení rozpustnosti urátů vypadávají jejich krystalky z roztoku a usazují se zejména v málo prokrvených tkáních – např. v měkkých tkáních kloubů. Tam vyvolávají zánětlivou reakci a podmiňují degenerativní změny kloubu. Při chronické dnavé artritidě způsobují uráty vznik tzv. dnavých tofů – uzlíkovitých útvarů obsahujících centrálně uložené krystalky urátu, které jsou obklopené zánětlivými buňkami a fibrózní tkání. Projevem dny jsou opakované ataky akutní artritidy, při níž v leukocytech synoviální tekutiny nalézáme krystalky urátu sodného.

Odkazy

Zdroj

Se souhlasem autorů převzato z https://el.lf1.cuni.cz/p45355481/

Použitá literatura

Kategorie:Biochemie