Исследование органических кислот

Анализ органических кислот в моче – это современный высокочувствительный метод оценки метаболизма, позволяющий по одной пробе мочи получить широкий «метаболический срез» состояния организма. В исследовании измеряются специфические продукты распада углеводов, жиров и аминокислот – органические кислоты, которые образуются в ходе ключевых биохимических реакций. По профилю этих метаболитов можно судить о функциональном состоянии энергетического обмена, антиоксидантной и детоксикационной защиты, работы нервной системы, состоянии кишечной микрофлоры, обеспеченности витаминами. Первоначально исследование применялось для ранней диагностики наследственных нарушений обмена веществ, но сегодня его возможности значительно шире: тест применяется для выявления функциональных метаболических отклонений у взрослых. Результаты помогают обнаружить скрытые дисбалансы, лежащие в основе различных хронических жалоб – от усталости и мышечной слабости до нарушений настроения. Органические кислоты в составе профиля сгруппированы по метаболическим системам, и что помогает эффективно выявлять метаболические отклонения и ассоциированные с ними заболевания.

Углеводный и жировой обмен

Блок отражает работу основных путей выработки энергии – расщепление глюкозы (гликолиз), цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) в митохондриях, а также β-окисление жирных кислот и образование кетоновых тел:
- Продукты гликолиза: пируват (пировиноградная кислота) и лактат (молочная кислота).
- Метаболиты цикла Кребса: органические кислоты цикла лимонной кислоты (цитрат, сукцинат, малат и др.)
- Маркеры окисления жиров: дикарбоновые кислоты, например адипиновая и субериновая кислоты.
- Кетоновые тела:например, β-гидроксимасляная кислота.
Баланс этих органических кислот демонстрирует, насколько эффективно клетки получают энергию.
Возможные отклонения.Повышение ряда метаболитов указывает на перегрузку или «узкие места» в энергообмене. Например:
- избыточные уровни пирувата и лактата свидетельствуют, что глюкоза не полностью перерабатывается в энергию – часто из-за относительного дефицита витаминов B₁ (тиамина) и B₅ (пантотеновой кислоты), необходимых ферментам этих путей;
- накопление метаболитов цикла Кребса (цитрат, сукцинат и др.) – признак митохондриальной дисфункции, при которой цикл Кребса блокируется и клетки испытывают энергетический «голод»;
- избыток дикарбоновых кислот (например, адипиновой) сигнализирует о нарушении β-окисления жирных кислот в митохондриях.
- повышенная α-гидроксимасляная кислота (α-оксибутират) часто ассоциируется с инсулинорезистентностью и предиабетом как ранний маркер дисбаланса углеводного обмена.
Связь с симптомами и заболеваниями. Метаболические нарушения углеводного и жирового обмена прежде всего проявляются дефицитом энергии. Пациенты отмечают усталость, быстрое истощение при физической нагрузке, мышечную слабость. Возможны мышечные боли из-за накопления лактата при даже незначительной активности. Больше всего страдают органы с высокими энергетическими потребностями – сердце и мозг. Энергетический дефицит в миокарде может способствовать усугублению ишемической болезни сердца и хронической сердечной недостаточности, когда сердечная мышца не получает достаточного «топлива». Дефекты окисления жиров и резистентность к инсулину нередко встречаются при метаболическом синдроме и артериальной гипертензии. Недостаток энергии в нейронах головного мозга приводит к хронической ишемии мозга, мигреням и снижению когнитивных функций. 

Белковый (аминокислотный) обмен.
В эту категорию входят маркеры метаболизма аминокислот – как поступающих с пищей незаменимых аминокислот, так и собственных тканевых белков. В моче определяются органические кислоты, образующиеся при распаде различных аминокислот:
- продукты катаболизма аминокислот с разветвленной цепью (BCAA: лейцина, изолейцина и валина), например, изовалериановая кислота, α-кетоизокапроновая кислота и другие;
- ароматические аминокислоты - метаболиты распада фенилаланина и тирозина: фенилпировиноградная кислота, пара-гидроксифенилмолочная кислота и другие;
- показатели обмена триптофана, связанные с функциональным состоянием головного мозга: кинуреновая, ксантуреновая, хинолиновая кислоты;
- специфические показатели дефицита кофакторов аминокислотного обмена, например, метилмалоновая кислота и ксантуреновая кислоты.
Таким образом, профиль охватывает практически все пути катаболизма белков и связанные с ними витамины-коферменты.
Превышение уровней органических кислот белкового обмена обычно сигнализирует, что какая-то аминокислота не усваивается полностью или нарушен фермент её переработки. Причины разнообразны: генетический дефект фермента (энзимопатии), заболевания печени, прием некоторых медикаментов или дефицит витаминов и/или микроэлементов, необходимых соответствующим ферментам. Например, высокий метилмалонат явно указывает на дефицит витамина B12, приводящий к мегалобластной анемии и неврологическим нарушениям. Избыточная ксантуреновая кислота свидетельствует о недостатке витамина B6, что сказывается на синтезе нейромедиаторов и состоянии кожи. Накопление продуктов распада лейцина (изовалериановой кислоты и её производных) может сопровождаться резким специфическим запахом мочи или тела. Даже умеренные функциональные расстройства приводят к тому, что неполностью расщепленные продукты белкового обмена накапливаются и оказывают токсическое влияние. В частности, повышается нагрузка азотистых веществ на печень. Если цикл мочевины и детоксикация аммиака не эффективны, появляется «мозговой туман» – ухудшение памяти, концентрации, эпизоды спутанности сознания. Таким образом, профиль органических кислот помогает заподозрить скрытые дефициты витаминов (тиамин, пиридоксин, кобаламин и др.) и нарушения в обмене аминокислот.
Связь с симптомами и заболеваниями. Дисбалансы аминокислотного обмена отражаются на многих системах. Часто встречаются жалобы на хроническую усталость, снижение выносливости. При дефиците B12 и других кофакторов нарушается кроветворение и снабжение тканей кислородом. Могут наблюдаться неврологические симптомы: онемение и покалывание в конечностях, ухудшение памяти, депрессивные состояния. У детей выраженные нарушения обмена аминокислот проявляются задержкой развития, судорогами. Гипергомоцистеинемия вследствие недостаточности B6, B12 или фолатов является фактором риска атеросклероза, ИБС и инсульта. Дефицит B6 и ниацина проявляется дерматитами, воспалением кожи. Избыток аммиака при нарушении утилизации белков перегружает функцию печени и может способствовать развитию неалкогольной жировой болезни печени. Выявленные дисбалансы могут быть скорректированы питанием, назначением добавок витаминов группы B и аминокислот, что будет способствовать улучшению белкового обмена и общего самочувствия пациентов.

Антиоксидантная система
В профиле органических кислот о состоянии антиоксидантной защиты судят по маркерам, связанным с обменом глутатиона и других антиоксидантов. В частности, пироглутаминовая кислота (5-оксопролин) – побочный продукт γ-глутамилового цикла ресинтеза глутатиона. Повышение пироглутаминовой кислоты указывает на усиленный расход и недостаточность глутатиона. Это наблюдается во всех ситуациях с избыточным расходом антиоксидантов: при хроническом воздействии токсинов, тяжелых инфекциях, затяжном воспалении. Напротив, пониженный пироглутамат (редко) может означать недостаточный синтез глутатиона в печени или дефицит его аминокислот-предшественников (цистеина, глицина, глутамата). Нарушение баланса других антиоксидантов, например, низкий уровень витаминов C и Е при аномально высоких уровнях продуктов перекисного окисления липидов, подтверждает ослабление антиоксидантной защиты. Часто подобные изменения сопровождают нарушения процессов детоксикации.
Связь с симптомами и заболеваниями. При недостаточной эффективности антиоксидантной системы, страдает весь организм, ведь окислительный стресс лежит в основе процессов старения и многих заболеваний. Частые респираторные инфекции, медленное заживление ран, тусклый цвет кожи – косвенные признаки снижения антиоксидантного резерва. При выраженном дефиците глутатиона токсичные метаболиты повреждают печень и нервную систему, вызывая симптомы хронической интоксикации: головные боли, бессонницу, тошноту. У людей с хроническими воспалительными заболеваниями повышенный оксидативный стресс усиливает боль и усталость. Сердечно-сосудистые болезни (атеросклероз, гипертония) тесно связаны с окислением липидов и дефицитом антиоксидантов. В пульмонологии недостаток глутатиона в легких ухудшает течение хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астмы. При выявленном снижении антиоксидантной защиты терапия может быть дополнена антиоксидантами: витаминами C и E, N-ацетилцистеином (прекурсор глутатиона) и другими, что помогает улучшить состояние пациента.

Система детоксикации
Маркеры этой группы отражают эффективность обезвреживания и выведения  продуктов обмена, лекарств и ксенобиотиков. Многие органические кислоты сами являются токсичными метаболитами либо служат индикаторами работы определённых путей детоксикации. Например:
- оротовая кислота (оротат) отражает состояние азотистого обмена и косвенно нагрузку аммиаком; избыток наблюдается при нарушении орнитинового (мочевинного) цикла в печени;
- гиппуровая кислота является продуктом конъюгации бензойной кислоты с глицином  и оценивается как показатель участия микробиоты в детоксикации, а также способности печени обезвреживать ароматические соединения.
- бензойная кислота в норме быстро связывается в гиппурат, потому ее присутствие в несвязанном виде указывает на дефицит глицина или перегрузку конъюгационного пути. Может повышаться при употреблении ряда фруктов/консервантов, а также при дисбиозе.
- пироглутаминовая кислота - маркер расхода глутатиона, который связывает многие токсины и важен для детоксикации;
- специальные метаболиты, сигнализирующие о контакте с химикатами. Например, муконовая кислота повышается при воздействии бензола (сигаретный дым, выхлопы), а 2-метилгиппуровая кислота – при воздействии ксилола (растворители, краски).
Таким образом, профиль позволяет оценить как эндогенную интоксикацию вследствие накопления собственных метаболитов при нарушении их утилизации, так и экзогенную нагрузку вредными веществами.
Основные паттерны перегрузки системы детоксикации:
- оротат (оротовая кислота) повышается при избытке аммиака, как при врождённых дефектах ферментов мочевинного цикла, так и при приобретенных нарушениях (тяжелая печеночная недостаточность, длительная перегрузка белком).
- высокий уровень гиппуровой кислоты часто сигнализирует о кишечном дисбиозе. Некоторые гнилостные бактерии производят большое количество бензойной кислоты из фенолов, нагружая печень. Также уровень гиппурата резко повышается при контакте с толуолом (растворители, бытовая химия), поскольку толуол метаболизируется в бензойную кислоту.
- повышение пара-гидроксифенилмолочной кислоты и родственных ей метаболитов указывает на перегрузку фенольными соединениями бактериального или пищевого происхождения, а также дефицит кофакторов/субстратов для их полной нейтрализации.
Связь с симптомами и заболеваниями. Нарушения системы детоксикации проявляется разнообразной симптоматикой. Часто пациенты жалуются на необъяснимую слабость, головные боли, тошноту, потерю аппетита – особенно при  проживании в экологически неблагополучном районе, работе с красками и растворителями. Нередко возникают акне, сыпь, зуд кожи, поскольку кожа участвует в выведении токсинов. При выраженном дисбиозе с повышенным образованием бактериальных токсинов страдает состояние нервной системы: появляются раздражительность, бессонница, сонливость днём, когнитивные нарушения. Длительная перегрузка токсинами и связанный с ней дефицит детокс-кофакторов (тиоловых соединений, витаминов B3, B6, глутатиона) способствует развитию хронических болезней печени и может усугублять течение других заболеваний. Так, при эндометриозе недостаточная детоксикация эстрогенов ведёт к накоплению провоспалительных и канцерогенных метаболитов. При ХОБЛ и астме накопление продуктов курения и воспаления ухудшает функцию лёгких. При своевременном выявлении нарушений процессов детоксикации план лечения может включать как детоксикационную терапию (сорбенты, гепатопротекторы), так и изменения образа жизни (устранение источников токсинов, коррекция микрофлоры кишечника).

Специфические маркеры дефицитов и дисфункций
В эту группу включены маркеры, каждый из которых нацелен на выявление конкретного метаболического нарушения или нутритивной недостаточности. Основные из них:
– метилмалоновая кислота - чувствительный индикатор недостатка витамина B12;
– ксантуреновая кислота повышается при недостаточности витамина B - пиридоксина;
- формиминоглутаминовая кислота (FIGLU) накапливается при дефиците В9 - фолиевой кислоты.
- 3-гидрокси-3-метилглутаровая кислота (3-ГМГ) помогает оценить синтез коэнзима Q10. Значительное повышение встречается редко, при наследственном нарушении обмена лейцина, а умеренное может указывать на относительный дефицит CoQ10.
- щавелевая кислота и ее соли отражают риск образования оксалатных камней в почках и косвенно нарушения кишечной абсорбции. Высокий уровень оксалатов в моче определяется при дефиците витамина B6, при заболеваниях кишечника, а также при избыточном росте дрожжей рода Candida, которые продуцируют щавелевую кислоту.
- маркеры наследственных нарушений обмена веществ. Например, крайне высокий уровень гомогентизиновой кислоты характерен для алкаптонурии - наследственного нарушения обмена тирозина.
Включение подобных узконаправленных показателей делает тест максимально всеобъемлющим. Специфические маркеры позволяют тонко настроить диагностику, выявляя основные патогенетические звенья: нарушение витаминной обеспеченности, ферментопатия или особенности диеты.
Также следует учитывать влияние внешних факторов. Например, прием биотина (витамина B7) накануне проведения анализа может снизить уровень 3-гидроксипропионовой кислоты (маркера биотинового статуса), а употребление большого количества фруктов – повысить выведение витамина C. Тем не менее, значимые отклонения специфических маркеров – веский повод для проведения углубленного обследования.
Связь с симптомами и заболеваниями. Специфические маркеры напрямую связывают жалобы пациента с возможными причинами.
- Неврологические проявления (онемение ног, ухудшение памяти) и повышенная метилмалоновая кислота предполагают B12-дефицитное состояние.
- Депрессия, постоянная усталость и высокий кинурениновый индекс (отношение кинуреновой/хинолиновой кислот) указывают на вероятный дефицит B6 и связанное нарушение синтеза серотонина.
- Бесплодие или осложнения беременности и высокий уровень формиминоглутаминовой кислоты свидетельствуют о дефиците фолатов, требующего коррекции для профилактики пороков развития у плода.
- Мигрени, раздражительность и повышенный уровень оксалата (который может вызвать микровоспаление нервной ткани) предполагают необходимость оценить рацион питания (снизить потребление шоколада, орехов, шпината) и скорректировать функциональное состояние кишечника.
- ранний остеопороз и маркеры нарушения обмена лизина (субериновая кислота) = возможно могут наблюдаться при редком генетическом дефекте метаболизма, который можно компенсировать диетой и добавками при своевременном выявлении.

Маркеры функционального состояния микрофлоры кишечника.
В моче могут определяться органические кислоты, которые либо синтезируются микробиотой, либо образуются в организме под влиянием микрофлоры. В моче могут определяться органические кислоты, которые либо синтезируются микробиотой, либо образуются в организме под влиянием микрофлоры. Например, индолилуксусная кислота (индикан) - продукт переработки аминокислоты триптофана кишечными бактериями; высокий уровень индикана указывает на гнилостные процессы в толстом кишечнике.
Дисбаланс микрофлоры будет отражён появлением в моче кислот, которые в норме присутствуют минимально. Основные паттерны:

- повышение уровней пара-гидроксифенилуксусной, пара-гидроксибензойной кислот  и индикана свидетельствуют о чрезмерной активности бактерий, перерабатывающих аминокислоты и фенолы. Ситуация наблюдается при синдроме раздражённого кишечника, хроническом колите, запорах или при избыточном бактериальном росте в тонкой кишке. Высокий уровень индикана часто сочетается с симптомами гнилостной диспепсии – метеоризм, зловонный стул.
- оксалатурия тоже может быть следствием кишечных нарушений (воспаления, грибкового роста). Без коррекции микрофлоры и диеты это чревато формированием оксалатных камней в почках.
Связь с симптомами и заболеваниями. Маркеры дисбиоза ассоциированы с широким спектром болезней. У пациентов с СРК часто выявляются отклонения микробных метаболитов, подтверждая дисбиоз. Развитие неалкогольной жировой болезни печени  может быть связано не только с перееданием, но и с нарушением проницаемости кишечной стенки и нарушением баланса микрофлоры. Аутизм и СДВГ у детей в многих случаях сопровождаются нарушениями пищеварения, до 50–80% детей с аутизмом имеют гастроинтестинальные симптомы и аномально высокие уровни бактерильных токсинов в анализе. Коррекция кишечной флоры нередко приводит к улучшению неврологических симптомов. При мигрени определенные продукты (например, шоколад, сыр – богаты тирамином) провоцируют приступы, возможно через влияние на микрофлору. При хронических заболеваниях легких появляется всё больше данных о существовании оси «кишечник–лёгкие»: патогенная флора кишечника поддерживает системное воспаление, усугубляя поражение бронхов. Таким образом, исследование профиля органических кислот даёт возможность рассматривать состояние кишечника как на основу здоровья всего организма и корректировать выявленные нарушения с помощью диеты, противомикробной терапии и лечения основных гастроэнтерологических заболеваний.

Анализ мочи на органические кислоты – незаменимый инструмент функциональной и персонализированной медицины. Он выявляет скрытые метаболические нарушения задолго до развития необратимых изменений и отвечает на ключевые диагностические вопросы: хватает ли клеткам энергии, нет ли дефицита важных витаминов, сбалансирована ли кишечная микрофлора, не перегружен ли организм токсинами. 
По результатам теста врач получает целостную картину метаболизма и может установить связь жалоб с конкретными биохимическими отклонениями. Появляются возможности для целенаправленной коррекции: от нутритивной поддержки (витамины, аминокислоты, антиоксиданты) до планирования дополнительного обследования и  консультаций узких специалистов. Такой целостный подход повышает эффективность профилактики и лечения. Устраняя метаболические дисбалансы, мы воздействуем на саму причину множества хронических проблем со здоровьем!

Исследования в лаборатории CHROMOLAB:

OP02 Органические кислоты в моче (63 показателя)
OP03 Органические кислоты в моче для лиц до 3-х лет (43 показателя)