Acizii organici sunt compuși chimici solubili care apar ca intermediari fiziologici într-o varietate de căi metabolice. Acumularea unui acid organic în celule și fluide (plasmă, lichid cefalorahidian sau urină) duce la o boală numită acidemie organică sau acidurie organică (în urină).
Un acid organic este orice compus care generează protoni la pH-ul predominant al sângelui uman. Deși unele acidemii organice duc la scăderea pH-ului sângelui, alte acidemii organice sunt asociate cu acizi organici care sunt relativ slabi și nu provoacă de obicei acidoză. Acidemiile organice sunt tulburări ale metabolismului intermediar care duc la acumularea de compuși toxici care perturbă multiple căi biochimice intracelulare, inclusiv catabolismul glucozei (glicoliză), sinteza glucozei (gluconeogeneza), metabolismul aminoacizilor și amoniacului, metabolismul purinelor și pirimidinelor și metabolismul grăsimilor.
Acidemiile organice sunt de obicei diagnosticate în copilărie, caracterizate prin excreția urinară a unor cantități sau tipuri anormale de acizi organici. Aceste tulburări variază în ceea ce privește prognosticul, de la gestionabile la fatale și afectează în special sistemul nervos central.
Astfel, una sau mai multe dintre căile metabolice fiind blocate, rezultă o deficiență a produșilor normali și o acumulare anormală de metaboliți intermediari (acizi organici) în organism. Acești metaboliți în exces sunt excretați prin urină. Deoarece nu sunt reabsorbiți în tubii renali după filtrarea glomerulară, acizii organici din urină sunt la o concentrație net superioară față de alte fluide biologice.
Semnele clinice ale acidemiei organice variază foarte mult și pot include: tulburări de dezvoltare intelectuală, hipo- sau hiperglicemie, encefalopatie, letargie, hiperactivitate, convulsii, dermatită, trăsături faciale dismorfice, microcefalie, macrocefalie, anemie și/sau deficiență imunitară cu infecții frecvente, cetoză și/sau acidoză lactică, tulburări de auz, vorbire sau vedere, neuropatie periferică, stop cardiorespirator brusc, greață și comă. Multe acidemii organice sunt asociate cu creșteri ale amoniacului plasmatic. Unele acidemii organice pot fi cronice și prezente în primele zile de viață.
O situație de acidoză metabolică severă și persistentă de origine inexplicabilă, decalaj anionic crescut și manifestări neurologice severe, cum ar fi convulsii, ar trebui considerate indicatori puternici de diagnostic ai uneia dintre aceste boli. Prezența cetonuriei, ocazional masivă, oferă un indiciu important pentru recunoașterea tulburărilor, mai ales în perioada neonatală. Hiperamoniemia, hipoglicemia și acidemia lactică sunt constatări frecvente, mai ales în timpul episoadelor acute de decompensări metabolice.
Analiza cantitativă a acizilor organici din probele de urină are importanță clinică pentru determinarea acidemiei organice și monitorizarea concentrațiilor de acizi organici din urina umană.
Metoda utilizată petru detecția acizilor organici în urină este cromatografia de lichide de înaltă performanță (HPLC) cuplată cu spectrometria de masă (MS) care implică separarea amestecurilor în conformitate cu proprietățile lor fizice și chimice, apoi identificarea componentelor și detectarea pe baza spectrului lor de masă (Fig.1).
După o diluție acidă a probei, acizii organici sunt separați pe o coloană HPLC cu fază inversă cu o eluție în gradient și analizați prin spectrometrie de masă (transformarea ionilor din fază lichidă în ioni în fază gazoasă, accelerarea și separarea acestora în funcție de raportul m/z (masă/sarcină electrică), detecția și înregistrarea spectrului). Calitativ componenții se indentifică pe baza timpului de retenție, iar cantitativ rezultatul se calculează dupa o curbă de etalonare – (variație liniară a răspunsului detectorului cu concentrația).
Fig. 1. Cromatograf de lichide de înaltă performanță (HPLC) cuplat cu spectrometru de masă
Colectarea și depozitarea probelor au un efect semnificativ asupra rezultatelor testelor. Probele de urină trebuie păstrate congelate sau acidulate cu soluție acidă adecvată înainte de analiză. Dacă proba de urină nu este limpede, aceasta trebuie centrifugată înainte de începerea analizei. Se pot detecta calitativ și cantitativ 73 de acizi organici. O parte din acizii organici identificați în urină sunt enumerați în tabelul următor:
Există un număr mare de acidemii organice ca urmare a tulburărilor ereditare ale metabolismului aminoacizilor. Cele mai importante sunt rezumate în tabelul următor:
Acidurie organică | Deficit enzimatic | Caracteristici clinice esențiale | Acizi organici crescuți în urină |
Acidemia metilmalonică | Metilmalonil CoA mutaza | Cetoacidoză metabolică neonatală sau infantilă, insuficiență de a se dezvolta, întârziere în dezvoltare, anemie megaloblastică și macrocitoză | Acid metilmalonic, acid metilcitric, acid lactic
|
Acidurie propionică
|
Propionil CoA carboxilază | Cetoacidoză metabolică severă în perioada neonatală, 3-hidroxi propionat crescut
|
Acid 3-hidroxipropionic, acid metilcitric, citrat de metil, tiglil glicină și corpi cetonici neobișnuiți în urină |
Acidemia izovalerianică | Izovaleril CoA dehidrogenază | Episod acut de acidoză metabolică severă și cetoză moderată cu vărsături, comă și moarte | Lactat, piruvat, izovalerilglicina, acid 3-OH- izovaleric |
Boala urinei cu miros de arţar | Cetoacid dehidrogenaza aminoacizilor cu catena ramificata (complex BCKAD) | Miros de zahăr ars în urină , retard mental, acidoză, comă și deces în primul an de viață (forma clasică) | Acid 2-hidroxi-izocaproic, 2-hidroxi-3-metilvaleric, 2-hidroxo-izovaleric, acid 2-ketoizocaproic, 2- ketoizovaleric |
Acidemia glutarică
tip I
|
Glutaril CoA dehidrogenaza
|
Distonie, diskinezie, degenerare neuronală
|
Acid glutaric, acid 3-hidroxiglutaric, acid glutaconic |
Deficiență multiplă de carboxilază | Acetil CoA carboxilază, propionil CoA carboxilază, 3-metil crotonil CoA carboxilază, piruvat carboxilază (enzime dependente de biotină) | Cetoacidoză, erupție cutanată difuză eritematoasă, alopecie, convulsii, hipotonie, întârziere în dezvoltare
|
Acid lactic, acid 3-metilcrotonic, 3-metilcrotonilglicină, tiglilglicină, acid 3-OH-propionic, acid metilcitric și acid 3-hidroxiizovaleric
|
Atunci când nu sunt detectate anomalii semnificative, analiza acizilor organici în urină este raportată și interpretată numai în termeni calitativi. Când sunt detectate rezultate anormale, se oferă o interpretare detaliată, inclusiv o prezentare generală a rezultatelor și a semnificației acestora, o corelare cu informațiile clinice disponibile, elemente de diagnostic diferențial și recomandări pentru teste biochimice suplimentare și studii de confirmare in vitro (test enzimatic), analiză moleculară.
Majoritatea aciduriilor organice comune pot fi tratate eficient, prin urmare diagnosticul devine mult mai important.
Bibliografie:
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3210240/#CR51
- www.mayomedicallaboratories.com
- https://kipdf.com/ms-analysis-kit_5b2f052b097c478c2b8b46e3.html
- http://www.zivak.com/product-detail/36/73-organic-acids-lc-msms-analysis-kit
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1098360021018335
- https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/multiple-carboxylase-deficiency
- Cowan M. T., Blitzer M. G. Inborn Metabolic Errors. In Clinical Laboratory Medicine, Kenneth D. McClatchey, 2th ed., 469-473
Cum va dati seama daca nu prea folositi reactivi?