一、概况
脂肪酸的代谢导致少量乙酰乙酸形成,这种产物在外周组织中再进一步代谢分解。糖尿病患者由于糖的利用降低或饥饿时由于糖的缺乏,乙酰乙酸的量都会增加,在这种情况下,血液中乙酰乙酸积累。这些乙酰乙酸一部分通过自发脱羧变为丙酮,一部分在肝中通过D-3-羟基丁酸脱氢酶(D-3-羟基丁酸:NAD氧化还原酶,E.C.1.1.1.30)转变为3-羟基丁酸。
这三种酮体在血液中的相对量是:78%D-3-羟基丁酸,20%乙酰乙酸,2%丙酮。酮体形成过量会引起所谓酮血症和酮尿症前者血液中的酮体水平增高,后者尿液中的酮体水平升高。血液中酮体的测定对治疗伴有糖尿病的酮血症有用,有些人认为了解酮血症的程度对指导胰岛素治疗很有价值。临床上用以检测酮体的方法大多是测定乙酰乙酸(+丙酮)的含量,而不是测定D3-羟基丁酸。正常人在空腹时全血中的乙酰乙酸为0.~0.毫克分子浓度,3-羟基丁酸为0.~0.17毫克分子浓度。
二、用D-3-羟基丁酸脱氢酶(β-羟丁酸脱氢酶)检测
商品酶有两种来源,一取自极毛杆菌(Pseudomonaslemoignei),一取自球状红极毛杆菌(Rhodopseudomonasspheroides)。这两种酶的某些性质如下
/p>
此酶对3-羟基丁酸和乙酰乙酸高度专一,对3-羟基戊酸和3-氧代戊酸以及已酸则只有很小的催化活性,作用前二者反应的速度约为羟基丁酸的5%,作用后者的速度约为丁酸的4%。球状红极毛杆菌酶也能催化DL-柠檬酸氧化。
1、分光光度法
平衡常数很低,说明有利于逆反应进行,特别是在低pH条件下更是如此。在pH7.0时,如果有过量的NADH存在,则几乎所有的乙酰乙酸都将定量地转变为3-羟基丁酸。测定nm吸光率的降低(吸光率差值/时间差值),此值和每毫升样品中乙酰乙酸的微克分子数相关,变异系数为6%。
同样,也可以利用正反应来检测血液中的D-3-羟基丁酸。即根据NADH的形成,以nm吸光率的升高作为反应的量度。在pH8.5时,大约40%的3-羟基丁酸转化为乙酰乙酸;在肼存在的条件下,由于肼能截获乙酰乙酸形成腙,从而可导致定量地转化,变异系数约5%。
乙酰乙酸也可以采用另一种方法,在pH7.0和37℃条件下,乙酰乙酸AcAc在β-羟丁酸脱氢酶(HBDH)催化下发生反应,同时NADH被氧化成NAD+;在电子耦合试剂1-mPMS(1-Methoxy-5-methylphenaziniumMethylSulfate)作用下,WST-1(水溶性四唑盐)可与NADH反应,产生水溶性甲瓒(formazan),在nm下有特征吸收峰。通过检测nm下波长变化,可计算出乙酰乙酸AcAc的含量。
β-羟丁酸也可以采用另一种方法,在pH8.8和37℃条件下,β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶(HBDH)催化下发生反应,同时NAD+被还原成NADH;在电子耦合试剂1-mPMS(1-Methoxy-5-methylphenaziniumMethylSulfate)作用下,WST-1(四唑氮蓝)可与NADH反应,产生水溶性甲瓒(formazan),在nm下有特征吸收峰。通过检测nm下波长变化,可计算出β-羟丁酸β-HB的含量。
2、荧光法
上述反应也可通过荧光法检测乙酰乙酸或3-羟基丁酸,即测定NADH在入激发=nm(Hg)以及入发射=nm的荧光。有文献报道了这两种酮体的荧光检测法。这种分析只需要非常少量的血样。
文献介绍了一种检测3-羟基丁酸的分光光度法,他们用的是脱氢酶和3-对-硝基苯2-对-吲哚苯基-5-苯基四唑氯化物(INT),此法的优点是,测定在可见光区(~nm)进行,而不用紫外区波段,从而能消除蛋白质吸收可能引起的干扰。
文献中用刃天青替四唑使酶反应直观。在心肌黄酶(E.C.1.6.4.3)或吩嗪甲硫盐(PMS)存在下,刃天青被NADH还原为强荧光的试卤灵(激发=nm,发射=nm)。此法能检测1~75微克/毫升的D-3-羟基丁酸,变异系数为3%。唯一的干扰因素是浓度在10微克/毫升以上的柠檬酸。