Карнитин общий и свободный, моча (Carnitine total and free, urine)

Синонимы: Анализ мочи на карнитин; L-карнитин; Левокарнитин.

L-Carnitine; Levocarnitine.

Состав параметров:

• Карнитин общий, моча
• Карнитин свободный, моча
• Ацилкарнитин (эстерифицированный карнитин), моча (расчет)
• Ацилкарнитин/свободный карнитин, соотношение (расчет)

Краткое описание исследования «Карнитин общий и свободный, моча»

Что такое карнитин?

Карнитин (L-3-гидрокси-4-N-триметиламинобутират) – это вещество, которое синтезируется в организме, а также поступает с пищей (наиболее богаты им мясные продукты). Основная роль карнитина связана с обеспечением транспортировки в митохондрии жирных кислот для их β-окисления, что способствует снабжению энергией скелетные мышцы. В ходе β-окисления происходит укорочение длинноцепочечных жирных кислот, которые затем используются для продукции АТФ. Этот процесс требует участия специфических ферментов и транспортеров, дефекты которых могут привести к нарушениям карнитинового цикла.

Нарушение окисления жирных кислот: последствия

Основным субстратом для получения энергии в печени, сердечной и скелетных мышцах во время голодания или при повышенных затратах энергии являются жирные кислоты, которые поступают из жировой ткани. При нарушении β-окисления жирных кислот они будут высвобождаться из жировой ткани при голодании, но аккумулироваться в печени, сердце, скелетных мышцах. Аккумуляция жира в сердце и скелетных мышцах вызывает кардиомиопатию и миопатию. Нарушения β-окисления жирных кислот в печени может вести к стеатозу печени и снижению продукции кетонов, которые используются как источники энергии. Мозг не способен использовать жирные кислоты, которые не проходят через гематоэнцефалический барьер, но использует кетоновые тела, образующиеся при β-окислении жирных кислот в печени. Нарушение этих процессов при дефиците карнитина снижает доступность энергии в мозге в условиях интенсивного потребления, что может вести к потере сознания, судорогам, коме.

Эффекты карнитина в организме

Карнитин также:

• участвует в удалении нежелательных продуктов промежуточного метаболизма;
• участвует поддержании уровня коэнзима-А в митохондриях;
• служит буфером при избытке ацильных остатков;
• удаляет ксенобиотики из клеток.

L-карнитин также связывает ацильные остатки, появляющиеся в результате промежуточного метаболизма аминокислот, и участвует в их элиминации. Этот механизм важен для улавливания и последующего удаления аномальных органических кислот при некоторых органических ацидемиях.

Виды дефицита карнитина

Первичный системный дефицит карнитина (дефицит транспортера карнитина) – это редкое наследственное заболевание, которое приводит:

• к потере карнитина с мочой;
• низкому уровню карнитина в плазме крови;
• уменьшению внутриклеточного содержания карнитина.

Различают две формы заболевания:

• метаболическую (проявляется у детей до 2 лет, типична гепатомегалия, возможны проявления в виде энцефалопатии, развитие кардиомиопатии);
• кардиомиопатическую (проявляется чаще у пожилых людей, типична кардиомиопатия).

Вторичный дефицит карнитина возможен:

• при некоторых патологических состояниях;
• у людей на бедной карнитином диете;
• при ряде метаболических расстройств.

При таких расстройствах карнитин образует комплексы с субстратом, накапливающимся при блокаде соответствующей ступени метаболизма. Образующиеся эфиры карнитина экскретируются с мочой, что приводит к вторичному дефициту карнитина у пациента.

Наследственные нарушения митохондриального β-окисления жирных кислот – это группа моногенных заболеваний, связанных с нарушением митохондриального β-окисления и транспорта карнитина и жирных кислот в митохондриях. Для этих заболеваний характерно нарушение продукции энергии. Клинические симптомы развиваются или усиливаются на фоне катаболических состояний, например, при инфекциях или голодании. Наиболее часто затрагиваются органы, для которых жирные кислоты служат основным источником энергии, такие как сердце и скелетные мышцы.

Что может быть причиной снижения уровня карнитина?

Нарушения, связанные со снижением уровня карнитина, могут быть следствием многих патологических состояний. Дисфункции метаболизма липидов приводят к избыточному образованию свободных радикалов.

Причиной дефицита карнитина могут быть:

• неадекватное поступление из-за недостаточного питания (недоступности продуктов), применения диет, длительного парентерального питания;
• дефицит ферментов и неспособность усвоения карнитина;
• сниженный синтез карнитина при тяжелой патологии печени;
• избыточная потеря карнитина при поносе, избыточном диурезе;
• потери при гемодиализе;
• почечные тубулопатии;
• повышение потребности при кетоацидозе, сепсисе и др.;
• влияние лекарственных препаратов (например, применение вальпроата).

Лабораторная диагностика дефицита карнитина

Карнитин может существовать в виде:

• не связанного в эфиры (свободный карнитин);
• в эстерифицированной форме (ацилкарнитин).

Суммарно они составляют общий карнитин.

В лабораторной диагностике первичного и вторичного дефицита карнитина используют измерение общего и свободного карнитина в плазме крови и моче с расчетом ацилкарнитина (эстерифицированного карнитина) как разницы между общим и свободным и оценки соотношения ацилкарнитина и свободного карнитина. Дополнительное тестирование далее может включать расширенные биохимические исследования и генетические тесты. Для скрининга новорожденных см. тест № НБО1.

При первичном дефиците карнитина в крови значительно снижено содержание как общего, так и свободного карнитина (выделение карнитина с мочой может быть в норме или увеличено).

Ацилкарнитин продуцируется в митохондриях в ходе метаболизма жирных кислот. Дисрегуляция этих процессов наблюдается при различных заболеваниях, в т. ч. при сердечной недостаточности. При сердечной недостаточности уровень длинноцепочечных ацилкарнитинов существенно повышается, что проявляет связь с неблагоприятными исходами. Повышение соотношения ацилкарнитин/свободный карнитин рассматривается как маркер дефицита карнитина. Снижение этого соотношения указывает на улучшение митохондриального β-окисления. При вторичных сдвигах уровня карнитина как следствия органических ацидемий или нарушений окисления жирных кислот, накапливающиеся ацил-CoA группы выводятся в виде производных карнитина с мочой и желчью, что приводит к вторичному дефициту карнитина.

Почками обычно реабсорбируется основное количество фильтрующегося карнитина, но нарушения канальцевой реабсорбции могут приводить к значительной потере как свободного карнитина, так и ацилкарнитинов. Это может происходить иногда из-за воздействия лекарств (таких как цисплатин) или общем повреждении канальцевого аппарата (синдром Фанкони). Хроническая потеря свободного и ацилированного карнитина с мочой может привести к истощению запасов L-карнитина в тканях и вторичному дефициту карнитина.

Применение карнитина

Карнитин применяется в медицинских целях. Лечение L-карнитином положительно влияет на течение заболеваний при разных патологических состояниях.

С какой целью проводят исследование общего и свободного карнитина в моче

Анализ мочи на карнитин – это лабораторный тест, используемый для скрининга первичного и вторичного дефицита карнитина (см. также тест № Карнитин общий и свободный, плазма).

Что может повлиять на результат исследования

Диета может повлиять на результат (потребление мяса, пищевых добавок с карнитином может привести к повышению уровня карнитина).

Литература

1. Белоусова Е. Д. Снижение концентрации карнитина у пациентов с эпилепсией //Журнал неврологии и психиатрии им. CC Корсакова. – 2017. – Т. 117. – №. 6. – С. 106-110.
2. Бугун О. В. и др. Наследственные болезни обмена: аминоацидопатии, органические ацидемии, дефекты митохондриального β-окисления. Краткий обзор //Acta biomedica scientifica. – 2021. – Т. 6. – №. 5. – С. 112-125.
3. Клинические рекомендации. Нарушения митохондриального β-окисления жирных кислот. МЗ РФ. – 2024.
4. Переверзев А. П. и др. Левокарнитин в лечении полиморбидных пациентов //Рациональная фармакотерапия в кардиологии. – 2020. – Т. 16. – №. 1. – С. 139-146.
5. Bene J. et al. Mass spectrometric analysis of L-carnitine and its esters: potential biomarkers of disturbances in carnitine homeostasis //Current molecular medicine. – 2020. – Т. 20. – №. 5. – С. 336-354.
6. Chen Z. et al. Quantitative profiling of serum carnitines facilitates the etiology diagnosis and prognosis prediction in heart failure //Molecules. – 2023. – Т. 28. – №. 14. – С. 5345.
7. Johri A. M. et al. Progression of atherosclerosis with carnitine supplementation: a randomized controlled trial in the metabolic syndrome //Nutrition & metabolism. – 2022. – Т. 19. – №. 1. – С. 26.
8. Nakajima T. et al. Pathophysiological roles of the serum acylcarnitine level and acylcarnitine/free carnitine ratio in patients with cardiovascular diseases //IJC Heart & Vasculature. – 2024. – Т. 51. – С. 101386.
9. Virmani M. A., Cirulli M. The role of l-carnitine in mitochondria, prevention of metabolic inflexibility and disease initiation //International journal of molecular sciences. – 2022. – Т. 23. – №. 5. – С. 2717.

Правила подготовки к исследованию

Специальной подготовки не требуется.

В каких случаях проводят анализ на карнитин общий и свободный в моче:

• подозрение на первичный дефицит карнитина, нарушение β-окисления жирных кислот, органические ацидемии;
• наличие следующих симптомов: снижение работоспособности, гипотония, хроническая мышечная слабость, кардиомиопатия, периодические приступы слабости и энцефалопатии, почечный синдром Фанкони, эпизоды гипогликемии, метаболический ацидоз или гипокетотическая дикарбоновая ацидурия; нарушения питания в анамнезе; недостаточное развитие; судороги; летаргия; гепатомегалия;
• контроль терапии.

Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Единицы измерения:

Карнитин общий, карнитин свободный, ацилкарнитин, моча – мкмоль/л/г креатинина.

Ацилкарнитин/свободный карнитин соотношение – без единиц.

Референсные значения

Интерпретация результатов исследования на карнитин общий и свободный в моче

Интерпретацию проводит врач с учетом клинической ситуации, анамнеза, результатов других исследований. Уровень карнитина может изменяться при первичном дефиците карнитина или вторичных нарушениях метаболизма карнитина из-за других патологических состояний и метаболических нарушений. Чтобы отличить первичный дефицит карнитина от вторичного могут потребоваться дополнительные исследования.