Klinická biochemie gastrointestinálního traktu MUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MU E-mail: mkralik@med.muni.cz FUNKCE GIT 1. zajištění přívodu vody a živin - energie 2. vyloučení nevstřebaných a odpadních látek plnit tyto požadavky umožňují: trávení = digesce (štěpení živin na vstřebatelné látky) vstřebávání = absorpce (jejich přechod do krve či lymfy) intraluminalni transport (umožňuje průběh výše uvedeného) probíhá v ústní dutině, žaludku a tenkém střevě podle toho rozlišujeme 3 fáze trávení orální gastrická enterální a - amylaza produkovaná slinnými žlázami štěpí škrob na oligosacharidy. Začíná emulgace tuků (emulzi stabilizují žlučové kyseliny). Sliny: 0,5 - 1,5 l/d, pH 5,7 - 6,4 probíhá v ústní dutině, žaludku a tenkém střevě podle toho rozlišujeme 3 fáze trávení orální gastrická enterální část žaludku i In a dostává se ■ ■i do duodena- EE'sJi Kyselina chlorovodi denaturuje proteiny, poté začne jejich štěper e psi nem. probíhá v ústní dutině, žaludku a tenkém střevě podle toho rozlišujeme 3 fáze trávení orální gastrická enterální ductus pancreaticus přitéká do šťáva Vysoký obsah hydrogenuhličitanú neutralizuje zaludecni HCl a zajišťuje slabě alkalické pH optimum pro činnost enzymů: lipáza - štěpí triacylglyceroly na mastné kyseliny monoacylglyceroly cholesterolesieráza - štěpí estery cholesterolu na lesterol a volnou mastnou kyselinu o lipáza A2 - štěpífosfolipidy na lyzofosfolipidy a volnou M proteázy: trypisiň, chymotiyp ' karboxypeptidáza Produkty štc chol, glycero, kyselinami směsné micely. 335 aisi tráveni probíhá na povrchu sliznice o střeva. U V kartáčovém lemu enterocy E \&\Aib\iU -/*] se nacházejí han •10 .• ázy- hydrolýza se'po.styku é kartáčovým lemem 9 ABSORPCE v tenkém střevě - živiny rozštěpené na základní stavební jednotky: *monosacharidy *směs volných aminokyselin, di- a tripeptidů * produkty rozpadu směsných micel; v enterocytech pak dochází k resyntéze lipidů a tvorbě chylomikronů a VLDL - vitamíny, minerály v tlustém střevě - voda, tvorba formované Stolice (50-150 ml/d, pH 5,9-8,5) Testy funkce GIT Testy diqesce - produkce trávicích šťáv, funkční testy pankreas Testy absorpce - poruch vzniklých v důsledku poškození střevní sliznice nebo nedostatečným trávením • střevo ŽALUDEK Zaludeční šťáva bezbarvá, 2 - 3 l/d, pH 1 - 2,5 účinné složky se tvoří ve speciálních buňkách zaludeční sliznice: bb. krycí (parietální): HCl bb. hlavní: pepsinogen, který je po styku s HCl aktivován na proteolytický pepsin další složky: mucin (hlen) — mucinózní bb. vnitřní faktor (glykoprotein zajišťující vstřebávání vit. B12; komplex B12 - IF se vstřebá v ileu) <— krycí bb. ŽALUDEK Stimulatory zaludecni sekrece gastrin - Oligopeptid tvořený ve sliznici prepyloricke části žaludku a duodena a G buňkami pankreatu. K tělu žaludku se dostává krví. histamín alkohol, kofein, nikotin vyšetrení zaludecni sekrece gastrofibroskopie PENTAGASTRINOVY TEST stanovení výdeje HCl Pacient 12 hod před testem nejí, nepije a nekouří, 24 hod nesmí užívat antisekretorika, spazmolytika, antacida. odsátí veškerého žaludečního obsahu (tento se nevyšetřuje!, pouze popíše), následuje vlastní test kontinuální odsávání žaludečního sekretu po dobu 60' (—► stanovení BAO) s. c. podání pentagastrinu (syntetický analog gastrinu) 6 ug/kg hmotnosti opět 60 odsávání žaludečního obsahu, který se dělí do 4 porcí po 15' (—► stanovení MAO, PAO) V laboratoři se změří objemy a koncentrace HCl (titrací NaOH) a vypočítá se výdej HCl za daný časový úsek: vydej [mmol/hod] = V [l/hod]. cHC, [mmol/l] Hodnotí se: BAO (basal acid output) - množství HCl vyloučené během 1. hod před stimulací norma = 1-5 mmol/hod MAO (maximal acid output) - výdej HCl po stimulaci, během 1. hod po podání pentagastrinu norma = 10-25 mmol/hod PAO (peak acid output) - dvojnásobek součtu výdeje HCl ve 2 po sobě následujících 15' vzorcích s nejvyšší hodnotou norma = 10-40 mmol/hod Nálezy: hyperchlorhydrie gastrinom (Zollinger - Ellisonuv sy; nádor G - buněk pankreatu produkujících gastrin, přítomna hypersekrece žaludeční šťávy, recidivující peptické vředy a průjem způsobený kyselou reakcí střevního obsahu) vředová choroba duodena hypochlorhydrie pokročily Ca žaludku atrofická qastritida erniciozni anémie (u časného spíše normo- či hyperacidita) INZULÍNOVÝ test podobné provedení jako pentagastrinový, jako stimulus se podá s. c. inzulín 0,2 j./kg hmotnosti nutné sledování pacienta! DALSI VYŠETŘENI ŽALUDKU PEPSINOGEN /S vředová choroba duodena - N, | Ca žaludku - N, J, atrofická gastritída, perniciózní anémie - [ VNITŘNÍ FAKTOR /ŽALUDEČNÍ ŠŤÁVA fyziologické hodnoty 5-25 kU/hod i při perniciózní anémii GASTRIN /S referenční hodnoty 5-115 ng/l t při gastrinomu, atrofické gastritíde a následkem léčby blokátory H2 - receptoru DALSI VYŠETŘENI ŽALUDKU • PRŮKAZ INFEKCE HELICOBACTER PYLORI • G- tyčinka s ureázovou aktivitou H,N-CO-NH,^2 NH, + CO, mikrobiologický průkaz v bioptických vzorcích žaludeční sliznice průkaz protilátek /S ureazový test: v bioptických vzorcích (změna barvy acidobazického indikátoru) dechový test (p. o. urea s 13C nebo 14C, detekce *C02 v dechu) Pozn.: 13C DECHOVÉ TESTY V GASTROENTEROLOGII VÝHODY IZOTOPU 13C STABILNÍ IZOTOP UHLÍKU NENÍ RADIOAKTIVNÍ VYSKYTUJE SE BĚŽNĚ V PŘÍRODĚ NEVÝHODY IZOTOPU 13C TVOŘÍ CCA 1,1 % UHLÍKU V LIDSKÉM TĚLE Duodenální šťáva žlutá tekutina, pH = 7,5-8 tvořena ze 3 zdrojů: ankreatickv sekret - 300 -1 500 ml/d, pH 7,5 - 8,8 * vysoký obsah HC03_ * aktivní a- amyláza * lipáza se aktivuje stykem se žlučovými kyselinami * proteolytické enzymy ve formě proenzymů (trypsinogen, chymotrypsinogen, prokarboxypeptidaza, proelastaza) * trypsin je aktivován enterokinazou tenkého střeva a následně aktivuje zbylé peptidázy Žluč - 250 -1 100 ml/d, pH 6,2 - 8,5 * vysoký obsah HC03- * žlučové kyseliny * lipidy (cholesterol, fosfolipidy) * konjugovaný bilirubin rodukt vlastních duodenálních žlázek Pozn.: proteolytické enzymy = proteazy = odštěpují jednotlivé aminokyseliny z N nebo C - konce pankreatické aminopeptidázy, karboxypeptidázy endopeptidázv štěpí na daných místech uvnitř molekuly žaludeční, pankreatické pepsin, trypsin, chymotrypsin PANKREAS Indikace laboratorního vyšetření akutní pankreatitida - průkaz poškození buněk chronická pankreatitida - v popředí porucha zevně sekretorické funkce, druhotně dochází k poruše absorpce, hlavně lipidů Ca pankreatu - laboratorní nález je netypický AKUTNÍ pankreatitida • akutní, život ohrožující onemocnění • aktivace enzymů přímo v produkujících buňkách s jejich následnou destrukci nálezy šok (tkáňová hypoxie, lacMAc atd.) t glc | Ca laboratorní známky cholestazy, pokud příčinou litiáza Vyšetření u akutní pankreatitidy a-AMYLAZY(AMS) fyziologická hodnota / S = 1 - 5 jiikat/l t na 5 i více násobek za 3 -12 hod po atace, normalizace u nekomplikovaného průběhu do 3 dnů t i při recidíve chronické pankreatitidy, perforaci peptického vředu a žlučníku, ileu, disekujícím aneurysmatu aorty, zánětech slinných žláz, renální insuficienci, intrapleurálních procesech; dif. dg. stanovením pankreatického izoenzymu - 0,2 -1 ufcat/l " Vyšetření u akutní pankreatitidy PANKREATICKÁ LIP AZA fyziologická hodnota / S = do 3 li kat/1 aktivita paralelní s aktivitou AMS není produkována slinnými žlázami a ovlivněna renální insuficiencí — specifičtější než celkové AMS TRYPSIN fyziologická hodnota /P okolo 272 Lig/1 CHRONICKÁ PANKREATITIDA při akutním vzplanutí nálezy akutní pankreatitidy v klidovém období postupný zánik parenchymu -zhoršení sekreční funkce —> poruchy digesce —> absorpce při destrukci Langerhansových ostrůvků manifestace DM Vyšetření u chronické pankreatitidy SEKRET N - PANKREOZYMNOVY TEST • Sekretin stimuluje tvorbu pankreatické šťávy • pankreozymin = cholecystokinin zvyšuje sekreci pankreatických enzymů a vyvolává kontrakce žlučníku 1) pacient nalačno 2) zavedení dvojcestne sondy (horní otvor na odsávání žaludeční šťávy, dolní v duodenu) 3) odčerpání duodenálního obsahu 4) i. v. Sekretin 1 j./kg hmotnosti 5) 1. sběrné období; stanoví se objem a HC03 6) i. v. pankreozymin 1 j./kg hmotnosti 7) 2. sběrné období; stanoví se trypsin, amyláza, příp. lipáza • sběrná období trvají 30 - 60', dělí se na kratší úseky fyziologicé hodnoty: objem HCO,- > 100 ml/hod 10-40 mmol/hod «74-121 mmol/l trypsin 55 - 335 U/min amyláza 140 - 620 U/min i všech parametrů i i při cystické fibróze a stavech po resekci pankreatu Vyšetření u chronické pankreatitidy \ NEPRIME FUNKČNÍ TESTY PANKREATU průkaz produkce některého z pankreatických enzymů nepřímo štěpením příslušného substrátu substrát je podán p. o., štěpen enzymem, účinná látka se vstřebá a je vyloučena ledvinami podmínkou provádění a hodnotitelnosti je neporušená absorpce a renální funkce NEPRIME FUNKČNÍ TESTY PANKREATU • N BT - P ABA - test • substrát = N-tenzoyl-L- yrosyl- >-amino enzoová kys. (acid); chymotrypsin odštěpí PABA substrát se podá s pokusnou snídaní, PABA (konjugovanou s kys. glukuronovou) stanovíme po 3 hod v séru a v 6hod sběru moči fyziologicky PABA/S>25 |imol/l PABA / U > 30% podané dávky pozorujeme J, i i při Ca pankreatu a po resekci NEPRIME FUNKČNÍ TESTY PANKREATU Test s fluoresceindilauratem (iaurát-c12) = substrát; štěpen cholesterolesterázou fluorescein konjugovaný s kys. glukuronovou se prokazuje v 10hod sběru moči DALSI TESTY trypsin IS po stimulaci stravou (|) chymotrypsin I stolice (l) elastáza I stolice (<100 ug/g, elisa) odpad tuků stolicí (j) laktoferin / duodenální šťáva (t) DECHOVÉ TESTY FUNKCE PANKREATU používané substráty: triglyceridy, estery cholesterolu, acyl-Tyr-PABA např. MTG test (mixed triglyceride) stejný princip jako nepřímé funkční testy (štěpení substrátu lipázou, cholesterolesterázou nebo chymotrypsinem) dokazuje se 13<14)COo, resp. změna poměru 13(14)C02/12C02 PORUCHY ABSORPCE = MALABSORPCE • vlastní narušení procesu absorpce: • celiakie (glutenova enteropatie), tropická sprue, regionální enteritida, střevní lymfangiektázie, m. Whipple, herpetiformní dermatitída, potravinové alergie • následkem maldiaesce: • atroficka gastritída, chronická pankreatitida, nedostatek žlučových kyselin (obstrukce, zvýšená dekonjugace následkem bakteriální kolonizace tenkého střeva) komplexní záněty střevní sliznice izolované deficit laktázy, chyběni vnitřního faktoru nejčastější je a nejprve se objevuje malabsorpce lipidů Testy na poruchu absorpce se většinou dělí podle substrátu: porucha absorpce tuků sacharidů aminokyselin prvků vitamínů Testy na poruchu absorpce lipidů Stanovení tuků ve stolici 3-5 denní sběr stolice fyziologicky < 5 g/den při příjmu 60-100 g/den pouze popisován ve všech publikacích Dechový test po zátěži značeným triacylglycerolem (MTG test) nejčastější podá se TAG značený 14C nebo 13C je - li rozštěpen, vstřebán a metabolizovan, objeví se *C02 v dechu Test oruchu absorpce lipidů Test s vitaminem A podá se snídaně obsahující tuky + 600 kU vitamínu A odběr krve těsně po snídani a za 3, 5 a 7 hod stanovení koncentrace vitamínu A fyziologické hodnoty: nalačno = 1,4 - 2,3 umol/l po zátěži > 17 umol/l ß - karoten / S fyziologické hodnoty 0,7 - 2,9 mg/l mírný pokles 0,3 - 0,7 mg/l těžká malabsorpce < 0,3 mg/l Testy na poruchu absorpce se většinou dělí podle substrátu: porucha absorpce tuků sacharidů aminokyselin prvků vitamínů Testy na poruchu absorpce sacharidu Xylózový test pacient nalačno > 12 hod, vyloučit poruchu renální funkce po vymočení podání 25 g xylózy p. o. (děti 5 g) v 0,5 (0,1) I vody nebo neslazeného čaje během prvních 2 hod opět vypít 0,5 (0,1) I vody nebo čaje xylóza se vstřebává v proximálním jejunu stanovení xylózy / S za 1 a 2 hod . 1 hod děti / U (5hod sběr).. Mr =148 ,. norma > 2 mmol/l > 300 mg/l > 200 mg/l . norma > 20% podané xyl (děti i dospělí) Testy na poruchu absorpce sacharidu Disacharidové toleranční testy defekt disachandaz kartáčového lemu laktáza: lac — gal + glc sacharáza: sac —> glc + fru maltáza: mal —> glc + glc izomaltáza: —► glc + glc trehaláza: tre —»glc + glc Disacharidové toleranční testy normálně rozštěpení disacharidu, vstřebání monosacharidu a t glykémie při deficitu je disacharid metabolizovan bakteriemi tlustého střeva možnosti hodnocení: podle t glykémie měření vodíku v dechu (je odrazem bakteriální přeměny sacharidu) měření pH Stolice (< 5,5 při metabolizaci bakteriemi) Disacharidové toleranční testy Provedení laktózového zátěžového testu pacient nalačno > 12 hod odběr krve podání 50 g laktózy p. o. ve 400 ml vody (děti od 2 let 4 g/kg) stanovení glc /P po 30, 60, 90,120' další den navazující test: 25 g glc + 25 g gal, ostatní shodné normálně t glc /P o > 1,1 mmol/l u deficitu nižší t po podání laktózy, ne monosacharidů a poměr vzestupu < 0,4 falešně pozitivní u DM a poruchy glukózové tolerance Další testv na deficit disacharidáz dechový test po zátěži laktózou značenou 13C exaktní dg. - histochemický průkaz enzymů v biopsii střevní sliznice Testy na poruchu absorpce se většinou dělí podle substrátu: porucha absorpce tuků sacharidů aminokyselin prvků vitamínů Poruchy absorpce aminokyselin součást dědičných chorob <— porucha transportu aminokyseliny / aminokyselin současně porucha transportu téže aminokyseliny / aminokyselin v ledvinných tubulech, která v popředí klinických symptomů • cvstinurie - porucha resorpce Cys, Lys, Arg, Orn; klinicky urolitiáza Testy na poruchu absorpce se většinou dělí podle substrátu: porucha absorpce tuků sacharidů aminokyselin prvků vitamínů prokazuje se zátěžovými testy nej častej i Ca, Fe 1. podaní prvku p. o. 2. v daném časovém intervalu / intervalech změření hladiny prvku v séru Testy na poruchu absorpce se většinou dělí podle substrátu: porucha absorpce tuků sacharidů aminokyselin prvků vitamínů Porucha absorpce vitamínu B12 Schillingův test • indikace k provedení: • I B12/S • podezření na chronickou atrofickou gastritídu (nedostatečná tvorba vnitřního faktoru - intrinsic factor, IF) • podezření na onemocnění terminálního ilea (kde se vstřebává komplex B12-IF) • perniciózní anémie (důsledek [ B12) Schillingův test bez *B12 stanovení výchozí hodnoty B12 /S p.o. 1 mg B12 stanovení B12 /S po 4 hod totéž za současného podání 35 mg IF normálně B12 /S = 220 - 1130 ng/l atroficka gastritída -1, po podání IF t k normě choroby terminálního ilea - i i po podání IF Schillingův test s *B12 1. podání B12 značeného 57Co nebo 58Co 2. stanovení *B12 v moči za 24 hod Testy na porušenou intestinální permeabilitu -vyšetření při exsudativní enteropatii prokazujeme průnik látek (bílkovin) do lumina GIT v důsledku zvýšené intestinální permeability následkem průniku nacházíme-hýpoalbuminemii (podobný obraz jako u nefrotičkého sy) provedení: i. v. podání albuminu, dextranu či polyvinylpyrolidonu značeného 51Cr, 59Fe nebo 1311 měření radioaktivity ve stolici : m nebo stanovení střevní clearance oc1-antitrypsinu Střevní clearance oc1-antitrypsinu (a1-proteinázového inhibitoru, RAF) bez speciální přípravy pacienta 72 hod sběr stolice (skladování -4°C nebo -20°C), v ní stanovení koncentrace AAT každý den stanovení AAT /S V.F clearance = V - 0 objem stolice, ml/d F - 0 AAT /stolice, mg/d S - 0 AAT IS, mg/d normálně < 35 ml/d okultní krváceni = chemický průkaz krve ve stolici při normálním makroskopickém vzhledu 2 metody: chemický průkaz hernu (peroxidazova aktivita chromogen bezbarvý H2A + H202—> chromogen barevný A + 2 H2OJ 3 dny před vyšetřením nejíst potraviny obsahující krev a preparáty železa!) imunochemický průkaz globinu (druhově specifické —► bez nutnosti diety) vyšetření provádíme 3 dny po sobě, protože krvácení bývá intermitentní okultní krváceni budoucnost? DNA panelv vyšší senzitivita neinvazivní - analýza stolice záchyt i nekrvácejících tumorů