β-hydroxibutyrat är en av ketonkropparna. Se bilden nedan.
Beta-hydroxibutyrat. termen ketonkroppar beskriver 3 molekyler: acetoacetat, β-hydroxibutyrat och aceton. Acetoacetat produceras av acetyl-CoA metabolism, β-hydroxibutyrat är resultatet av acetoacetat reduktion, och aceton produceras genom spontan dekarboxylering av acetoacetat., Ketonkroppar är grundläggande för den metaboliska homeostasen under perioder med långvarig svält. Hjärnan kan inte använda fettsyror för energiproduktion och beror vanligtvis på glukos för att möta dess metaboliska behov. Vid fastande eller svält blir ketonkroppar ett viktigt bränsle för hjärnceller, vilket sparar aminosyror från att kataboliseras till glukoneogenesprekursorer som ska användas för att förse hjärnan med energi. Efter långvarig svält kan ketonkroppar ge så mycket som två tredjedelar av hjärnans energibehov.,
ketonkroppar är starka organiska syror som helt dissocierar i blod. När ketonkroppsproduktionen blir okontrollerbar är buffertsystemen mättade och blod pH sjunker; detta är ett tillstånd som kallas ketoacidos. De två vanliga kliniska scenarierna för ketoacidos är diabetisk ketoacidos och alkoholisk ketoacidos.
diabetisk ketoacidos
den mest kliniskt relevanta tillämpningen av β-hydroxibutyratbestämning innebär diagnos, hantering och övervakning av diabetisk ketoacidos., Under tillstånd av insulinbrist ger lipolys vid fettvävnaden (stimulerad av insulinbrist) en stor fettsyrabelastning till levern. Fettsyror metaboliseras initialt till acetyl-koenzym A som inte kan komma in i citronsyracykeln i mitokondrierna på grund av oxaloacetatbrist. Således avleds acetyl-koenzym A till ketonkroppsproduktion genom aktiviteten hos flera enzymer, vilket producerar acetoacetat. Acetoacetat reduceras sedan till 3-β-hydroxibutyrat genom 3-β-hydroxibutyrat-dehydrogenas.,
förhållandet mellan acetoacetat och 3-β-hydroxibutyrat beror på redoxstatus i lever mitokondrier (dvs NAD+/NADH-förhållandet). Under normala omständigheter är β-hydroxibutyrat till acetoacetat-förhållandet runt 1; men vid diabetisk ketoacidos kan detta öka till 7-10. Aceton produceras genom spontan dekarboxylering av acetoacetat.,
traditionellt var diagnosen diabetisk ketoacidos baserad på detektering av ketoner i urinen med hjälp av den rättsliga reaktionen, under vilken acetoacetat reagerar i närvaro av alkali med nitroprussid för att producera ett lila färgat komplex på en testremsa. Denna metod har emellertid signifikanta nackdelar. Det är semiquantitativt och inte lika känsligt för urin och blod.
dessutom kan inte alla patienter med diabetisk ketoacidos tillhandahålla ett urinprov vid presentationen, och ketoner i urinen är inte en exakt uppskattning av blodketoner., Viktigast är den mest rikliga ketonkroppen under diabetisk ketoacidos β-hydroxibutyrat, med en koncentration 3-10 gånger högre än acetoacetat. Eftersom diabetisk ketoacidos behandlas omvandlas serum-β-hydroxibutyrat till acetoacetat på grund av korrigering av mitokondriell redoxstatus, upphöjande urinacetoacetat nivåer och ger det falska intrycket att patienten inte har svarat på behandlingen.,
slutligen kan urinketonremsor ge falska positiva resultat hos patienter som får läkemedel med sulfhydrylgrupper och falskt negativa resultat när de har exponerats för luft under lång tid eller när urinen är sur. Dessa nackdelar kräver utvecklingen av en mer tillförlitlig metod för diagnos och hantering av diabetisk ketoacidos.
ett betydande antal studier har utvärderat förmågan hos p-hydroxibutyrat i vården att upptäcka patienter med diabetisk ketoacidos., I olika studier, gränsvärdet för diabetisk ketoacidos diagnos varierar från 1,5-3,5 mmol/l, och blodvolymen som är nödvändig för p-hydroxibutyrat mätning är 5-10 µL.
En β-hydroxibutyratnivå på mer än 1,5 mmol/L hade känslighet som sträcker sig från 98-100% och specificitet som sträcker sig från 78,6-93,3% för diagnos av diabetisk ketoacidos hos diabetespatienter som presenterades för ED med blodglukosnivåer på mer än 250mg / dL., I 2 andra stora studier hade ett avskärningsvärde på 3 mmol/l hos patienter som presenterades för ED med hyperglykemi känslighet på nästan 100% och specificitet på 92,89-94% för diagnos av diabetisk ketoacidos. Även om de flesta tillverkare föreslår ett tröskelvärde på 1,5 mmol/l, har författare föreslagit en ökning av avstängningsvärdet till 2 mmol/L eller till och med 3,5 mmol/L för att maximera testets diagnostiska utbyte.,
många studier har visat överlägsenheten av blod β-hydroxibutyrat jämfört med urinketoner hos patienten med diabetes och hyperglykemi med möjlig diabetisk ketoacidos. Point-of-care β-hydroxibutyrat testet är mycket snabbare än den klassiska urin ketontest, kan lätt erhållas vid ankomsten, och beror inte på den patient som producerar urin. Medan känsligheten hos urinketoner liknar den hos β-hydroxibutyrat, har den senare visat sig vara mer specifik för både 1.,5 mmol/l och 3 mmol/l endpoints och har också ett större positivt prediktivt värde.
När det gäller behandlingsövervakning korrelerar β-hydroxibutyratkoncentrationerna starkare jämfört med acetoacetat med anjongap, pCO2 och anjongap hos patienter med diabetisk ketoacidos. I en pediatrisk studie har användningen av en β-hydroxibutyrat-slutpunkt för diabetisk ketoacidosupplösning (< 1 mmol/l) lett till tidigare ICU-urladdning (17 h vs 28 h) jämfört med standardhantering med urinprover., I en liknande medicinsk-ekonomisk undersökning resulterade användningen av en β-hydroxibutyrat-slutpunkt hos barn med diabetisk ketoacidos i en 6.5-timmars minskning av ICU-vistelsens varaktighet, 375 mindre laboratorieundersökningar per patient och en ackumulerande minskning med 2.950 euro per patient utan att äventyra patientsäkerheten.
i en pediatrisk studie, rutinmässigt genomförande av blod β-hydroxibutyrat övervakning för hantering av sjukdagar och hindrar ketoacidos har minskat behovet av sjukhusvistelse jämfört med den vanliga praxis av urin keton mätning.,
alkoholisk ketoacidos
detta är den näst vanligaste orsaken till ketoacidos, men betydligt mindre vanligt än diabetisk ketoacidos. I de flesta fall rapporterar patienter signifikant alkoholkonsumtion åtföljd av fastande. Ur biokemisk synvinkel metaboliseras etanol till acetoacetat och sedan acetat, vilket ger signifikanta mängder NADH. För att regenerera NAD+ metaboliseras pyruvat till laktat och oxaloacetat konsumeras för att producera malat, nedbrytande glukoneogenesprekursorer., Under svält är insulinnivåerna extremt låga och underlättar acyl-CoA-inträde i mitokondrier, vilket ger signifikanta mängder acetyl-CoA som inte kan metaboliseras i Krebs-cykeln och avleds mot ketonkroppssyntes.
vid alkoholisk ketoacidos är β-hydroxibutyrat till acetoacetat-förhållandet extremt högt och β-hydroxibutyratnivåer kan vara användbara vid diagnos och hantering av alkoholisk ketoacidos., Inga studier har dock utförts för att faktiskt jämföra β-hydroxibutyrat (serum eller blod) med de traditionella diagnostiska parametrarna för alkoholisk ketoacidos och därför kan inga rekommendationer göras till förmån för eller mot dess användning i denna inställning.