Анализы

Органические кислоты в моче (OAT-тест)

Идентификация и биохимия

Полное название анализа: Органические кислоты в моче (Organic Acids Test, OAT).

Синонимы: профиль органических кислот в моче, мочевой профиль органических кислот, органические метаболиты мочи, OAT-тест, анализ на органические кислоты.

Описание: OAT представляет собой комплексный метаболомный профиль, включающий измерение концентраций десятков органических кислот в образце мочи. Эти соединения являются конечными или промежуточными продуктами различных метаболических путей, включая цикл Кребса, бета-окисление жирных кислот, метаболизм аминокислот, микробиоты кишечника, детоксикацию и антиоксидантные процессы.

Генетическая связь: отдельные органические кислоты ассоциированы с нарушениями ферментов, кодируемых конкретными генами. Например:

  • MUT – метилмалонил-КоА мутаза (связана с метилмалоновой ацидурией);
  • PAH – фенилаланингидроксилаза (нарушение приводит к фенилкетонурии, повышению фенилпировиноградной кислоты);
  • SUOX – сульфитоксидаза (нарушение связано с накоплением сульфитов и тиоловых кислот).

Однако сам анализ OAT не является генетическим тестом и не определяет мутации в генах, а выявляет функциональные нарушения на уровне метаболизма.

Молекулярная масса и формы: органические кислоты – это разнородная группа соединений с различной молекулярной массой (от 60 г/моль для глиоксиловой кислоты до более 300 г/моль для некоторых микробных метаболитов). Они присутствуют в моче в ионизированной (депротонированной) форме при физиологическом pH.

LOINC / SNOMED коды: LOINC-коды для OAT-теста варьируются в зависимости от лаборатории и конкретного набора определяемых метаболитов. Например, для отдельных кислот используются коды:

  • Гидроксиметилглутариновая кислота – LOINC 20408-7;
  • Метилмалоновая кислота – LOINC 17675-3;
  • Фенилпировиноградная кислота – LOINC 20406-1.

Для полного профиля OAT (панели из 70+ метаболитов) единый стандартный LOINC-код отсутствует и может быть присвоен лабораторией индивидуально. SNOMED CT также не имеет единого кода для комплексного OAT, но отдельные метаболиты имеют соответствующие идентификаторы (например, 257169000 – метилмалоновая кислота в моче).

Физиологическая роль

Органические кислоты в моче отражают активность ключевых метаболических процессов в организме. Они являются:

  • Продуктами промежуточного обмена: например, цитрат, изоцитрат, α-кетоглутарат, сукцинат, фумарат и малат – промежуточные соединения цикла Кребса (цикл лимонной кислоты), отражающие эффективность клеточного дыхания и выработки АТФ.
  • Метаболитами аминокислот: при распаде фенилаланина, тирозина, триптофана, лейцина, изолейцина и валина образуются специфические кислоты (например, ванилилминдальная, хинолиновая, изовалериановая), уровень которых указывает на активность соответствующих ферментных систем.
  • Продуктами микробиоты кишечника: бактерии (включая Clostridium, Bacteroides, дрожжеподобные грибы Candida) продуцируют органические кислоты, такие как арбутин, дикетогулоновая кислота, триптопан-3-ол, 4-гидроксифенилуксусная кислота, которые экскретируются с мочой. Их уровень может служить индикатором дисбиоза.
  • Индикаторами оксидативного стресса: маркеры, такие как кватерн, 8-ОHdG (8-гидроксидезоксигуанозин, хотя последний не всегда входит в OAT), малоновая диальдегидная кислота, могут косвенно оценивать повреждение ДНК и липидов.
  • Продуктами детоксикации: некоторые кислоты (например, гиппуровая) образуются при конъюгации токсинов (бензола, ароматических соединений) с глицином в печени, что отражает функцию II фазы детоксикации.

Таким образом, OAT предоставляет функциональную оценку метаболической активности, позволяя выявлять дефициты кофакакторов (витаминов группы B, магния, цинка), нарушения митохондриального дыхания, избыток патогенных микроорганизмов и уровень оксидативного стресса.

Патофизиология

Изменения уровня органических кислот в моче связаны с широким спектром патологических и функциональных состояний:

  • Наследственные метаболические болезни (ИнБМ): повышение специфических кислот указывает на дефицит ферментов. Например:
    • Повышение метилмалоновой кислоты – при дефиците метилмалонил-КоА мутазы или недостатке витамина B12;
    • Накопление пропионовой кислоты – при пропионовой ацидемии;
    • Экскреция фенилпировиноградной кислоты – при фенилкетонурии;
    • Повышение 3-метилглутаровой кислоты – при дефиците 3-метилглутарил-КоА-лиазы.
  • Дисбиоз кишечника: повышенные уровни кислот, продуцируемых анаэробными бактериями (Clostridium spp.), такими как 4-гидрокси-5-фенилвалериановая, изокапроевая, изовалериановая, могут указывать на избыточный рост патогенных микробов. Повышение арбутинов и дикетогулоновой кислоты ассоциируется с колонизацией Candida.
  • Митохондриальные дисфункции: снижение цитрата, сукцината, фумарата или повышение лактата, пирувата, α-кетоглутарата может указывать на нарушение цикла Кребса и снижение продукции АТФ. Это наблюдается при хронической усталости, аутизме, нейродегенеративных заболеваниях.
  • Оксидативный стресс: повышение кватерна, 2-гидроксибутановой кислоты (индикатор дефицита глутатиона), а также снижение антиоксидантных метаболитов (например, 5-оксо-L-пролина) свидетельствует о нарушении антиоксидантной защиты.
  • Дефициты кофакакторов: снижение метаболитов, зависящих от витаминов B2 (рибофлавин), B3 (ниацин), B5 (пантотеновая кислота), B6 (пиридоксин), B7 (биотин), B12 (кобаламин), магния, цинка, может выявляться по характерным паттернам. Например, низкий уровень этилмалоновой кислоты может указывать на дефицит рибофлавина.
  • Неврологические расстройства: у детей с аутизмом часто выявляют аномальный профиль OAT: повышенные уровни Clostridia-метаболитов, маркеров оксидативного стресса и нарушения цикла мочевины.

Референсные значения

Референсные интервалы для органических кислот в моче зависят от лаборатории, метода анализа, возраста и пола. Ниже приведены примеры референсных значений для некоторых ключевых метаболитов, измеряемых в OAT (в мкмоль/моль креатинина). Важно: точные нормы должны быть взяты из лабораторного отчёта.

Метаболит Референсный интервал (взрослые) Единицы измерения Замечания
Метилмалоновая кислота 0,5 – 3,5 мкмоль/моль креатинина Повышается при дефиците B12, наследственной метилмалоновой ацидемии
Сукцинат 1,0 – 4,0 мкмоль/моль креатинина Промежуточный продукт цикла Кребса
α-Кетоглутарат 5,0 – 25,0 мкмоль/моль креатинина Связан с метаболизмом глутамата и энергетическим обменом
Фумарат 0,5 – 3,0 мкмоль/моль креатинина Нарушение может указывать на дефицит фумаратгидратазы
Гиппуровая кислота 500 – 2500 мкмоль/моль креатинина Зависит от потребления фенольных соединений и детоксикации
4-гидроксифенилуксусная кислота < 15,0 мкмоль/моль креатинина Повышается при дисбиозе, Clostridia spp.
Кватерн < 10,0 мкмоль/моль креатинина Маркер оксидативного стресса

Примечание: референсные значения для детей отличаются и зависят от возраста. У новорождённых и грудных детей профиль органических кислот значительно отличается от взрослых. Метод коррекции на креатинин позволяет минимизировать влияние концентрации мочи, но не устраняет его полностью.

Методы определения

Определение органических кислот в моче проводится с использованием:

  • Газовая хроматография с масс-спектрометрией (GC-MS): золотой стандарт для анализа органических кислот. Обеспечивает высокую чувствительность (детекция на уровне нмоль/моль креатинина) и специфичность. Позволяет одновременно определять десятки метаболитов. Используется в большинстве специализированных лабораторий (например, Genova Diagnostics, Doctor’s Data, Invivo, Metametrix).
  • Жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией (LC-MS/MS): применяется для некоторых термолабильных или плохо летучих кислот. Чувствительность сопоставима с GC-MS.

Преаналитические требования:

  • Сбор мочи: предпочтительно утренняя порция или суточная моча. Образец замораживается сразу после сбора.
  • Контейнер: стерильный, без содержания пластификаторов (например, фталатов), которые могут интерферировать.
  • Хранение: при -20 °C или ниже; транспортировка в сухом льду.
  • Подготовка пациента: рекомендуется избегать пробиотиков, антибиотиков, антимикотиков за 1–2 недели до анализа (если это возможно и безопасно), так как они могут изменить профиль микробных метаболитов.

ИФА, ИХЛА и ПЦР не используются для определения органических кислот, так как это малые молекулы, не обладающие антигенными свойствами.

Клинические показания

Показания к назначению OAT:

  • Подозрение на наследственные нарушения метаболизма (особенно у детей с задержкой развития, судорогами, метаболическим ацидозом, гипотонией);
  • Оценка функции митохондрий при хронической усталости, фибромиалгии, нейродегенеративных заболеваниях;
  • Диагностика дисбиоза кишечника у пациентов с аутизмом, СДВГ, тревожностью, депрессией, СРК;
  • Оценка оксидативного стресса и антиоксидантного статуса;
  • Выявление дефицитов витаминов группы B и других кофакакторов на функциональном уровне;
  • Мониторинг эффективности диетотерапии, пробиотиков, антиоксидантов, детокс-программ;
  • Дифференциальная диагностика атипичных неврологических и поведенческих расстройств.

Когда OAT не назначают:

  • В качестве скрининга у асимптомных лиц без клинических показаний;
  • При острой жизнеугрожающей метаболической декомпенсации – в таких случаях требуется срочное определение отдельных кислот (например, метилмалоновой, пропионовой) с помощью экспресс-методов;
  • Вместо стандартных генетических тестов при подтверждённой наследственной патологии.

Интерференции и ограничения

Лекарства и добавки:

  • Антибиотики, антимикотики – могут подавлять рост микроорганизмов, снижая уровень микробных метаболитов;
  • Пробиотики – могут временно изменить профиль кишечных метаболитов;
  • Витамины группы B – могут нормализовать метаболические нарушения, маскируя дефициты;
  • Аспирин (салицилаты) – может повышать экскрецию гиппурата и других конъюгированных кислот;
  • Бензоаты (в пище) – увеличивают образование гиппуровой кислоты.

Биологические факторы:

  • Рацион питания – высокое содержание белка, фруктов, консервированных продуктов влияет на профиль кислот;
  • Время сбора мочи – суточные колебания метаболизма могут влиять на концентрацию;
  • Пол и возраст – у детей профиль значительно отличается от взрослых;
  • Функция почек – при нарушении клубочковой фильтрации возможны искажения коррекции на креатинин.

Ограничения метода:

  • Отсутствие стандартизации между лабораториями – референсные значения и набор определяемых метаболитов могут различаться;
  • Неспецифичность многих маркеров – например, повышение Clostridia-метаболитов не диагностирует конкретный вид бактерии;
  • Невозможность установления причинно-следственной связи – ассоциации с заболеваниями требуют клинической корреляции;
  • Риск интерпретации «лабораторного шума» как патологии при отсутствии симптомов.

Интерпретация и тактика

Интерпретация OAT требует комплексного подхода с учётом клинической картины. Ключевые шаги:

  1. Оценка паттернов, а не отдельных метаболитов: например, сочетанное повышение изовалериановой, изокапроевой и 4-гидроксифенилуксусной кислот указывает на избыток Clostridia spp.
  2. Выявление дефицитов кофакакторов: например, низкий уровень α-кетоглутарата при нормальном глутамате может указывать на дефицит B6; повышение метилмалоновой кислоты – на дефицит B12.
  3. Оценка митохондриальной функции: снижение сукцината, фумарата, малата при повышении лактата/пирувата требует назначения кофакакторов (B1, B2, B3, липоевой кислоты, коэнзима Q10).
  4. Коррекция дисбиоза: при повышении микробных метаболитов рекомендуется диета с ограничением простых углеводов, пробиотики (выбор штаммов), при необходимости – антимикотики или антибактериальные средства (например, рифаксимин).
  5. Поддержка детоксикации: при низком гиппурате – увеличение фенольных соединений в пище (осторожно при чувствительности), приём глицина.
  6. Антиоксидантная поддержка: при повышении кватерна, 2-гидроксибутановой кислоты – добавки N-ацетилцистеина, витамина C, E, селена, альфа-липоевой кислоты.

Целевые значения при терапии: цель – нормализация паттернов метаболитов в пределах референсного диапазона и улучшение клинических симптомов. Повторный анализ рекомендуется через 3–6 месяцев после начала коррекции.

Советы пациенту: соблюдайте диету, избегайте ненужных антибиотиков, сообщайте врачу о всех принимаемых добавках, соблюдайте правила сбора мочи. Не интерпретируйте результаты в изоляции – только в контексте общего состояния.

Связь с другими маркерами

OAT интерпретируют в сочетании с другими лабораторными и клиническими данными:

  • Аминокислоты в плазме и моче: для уточнения нарушений метаболизма аминокислот (например, при фенилкетонурии).
  • Ацилкарнитиновый профиль (в крови): для диагностики нарушений β-окисления жирных кислот и органических ацидемий.
  • Витамины группы B (B12, фолиевая кислота, B6): для подтверждения дефицитов, выявленных по метаболитам.
  • Маркеры воспаления (СРБ, цитокины): при неврологических и аутоиммунных расстройствах.
  • Каловый анализ (микробиота, кальпротектин): для верификации дисбиоза, выявленного по OAT.
  • Метилмалоновая кислота в сыворотке: более специфичный маркер дефицита B12, чем гомоцистеин.
  • Глутатион, 8-ОHdG, SOD: для оценки оксидативного стресса при аномальных метаболитах OAT.

Вывод

Органические кислоты в моче (OAT) представляют собой функциональный метаболомный профиль, отражающий активность центральных метаболических путей, состояние микробиоты кишечника, уровень оксидативного стресса и потребность в кофакакторах. Анализ выполняется методом GC-MS и требует строгого соблюдения преаналитических условий. Референсные значения варьируются между лабораториями и зависят от возраста. OAT полезен при подозрении на наследственные метаболические заболевания, митохондриальные дисфункции, дисбиоз и дефициты витаминов, но требует осторожной интерпретации в клиническом контексте. Результаты следует оценивать комплексно, в сочетании с другими биомаркерами, и использовать для персонализированной коррекции образа жизни, питания и терапии.