Методи визначення піровиноградної та молочної кислот, їх клінічне значення
Молочна кислота утворюється в організмі внаслідок відновлення ПВК в анаеробних умовах та за таких умов є кінцевим продуктом гліколізу та глікогенолізу. Значна її кількість утворюється у м’язах тварин, а у жуйних також утворюється як наслідок бродіння легкоперетравних вуглеводів у рубці. Із рубця та м’язової тканини молочна кислота всмоктується у кров і надходить до печінки, де перетворюється на глюкозу та глікоген. Значна частина молочної кислоти із крові поглинається міокардом і використовується ним як енергетичний матеріал.
Вміст молочної кислоти визначають колориметричними або ферментативними методами. Серед колориметричних методів найчастіше використовується метод Баркера і Самерсона. За ним, попередньо осаджують вуглеводи, додаючи розчин сульфату міді та гідроокису кальцію. При нагріванні із концентрованою сірчаною кислотою із молочної кислоти утворюється оцтовий альдегід. Останній взаємодіє із пара-оксидифенілом із утворенням оксидифенілетану, що окислюється із утворенням забарвленої у фіолетовий колір сполуки. За методом Бюхнера молочну кислоту перетворюють на ацетальдегід як і в попередньому методі. Ацетальдегід утворює із гідрохіноном сполуку, що має червоно-коричневе забарвлення.
Піровиноградна кислота є одним із центральних метаболітів вуглеводного обміну. Утворюється вона в процесі окиснення глюкози і розпаду глікогену в тканинах, при окисненні молочної кислоти, а також в результаті перетворення деяких амінокислот. Після окисного декарбоксилування ПВК утворюється ацетил-КоА, який вступає до циклу трикарбонових кислот. Крім того, ПВК є одним із основних субстратів глюконеогенезу.
Вміст ПВК у крові на сьогоднішній день визначають колориметричними та ферментативними методами. Колориметричні методи ґрунтуються на здатності ПВК утворювати із 2,4-динітрофенілгідразином у лужному середовищі гідразон, що має набуває коричнево-червоного забарвлення. За його інтенсивністю і визначають вміст ПВК у пробі. Серед цих методів найбільш поширеним є метод Умбрайта.
Ферментативні методи визначення вмісту молочної кислоти і ПВК ґрунтуються на оптичному тесті Варбурга. Із них найбільшого поширення набули методи, що ґрунтуються на реакції відновлення ПВК у молочну кислоту за впливу лактатдегідрогенази (ЛДГ). При цьому відбувається окиснення НАД-Н2:
При рН 6,9 відбувається майже повне перетворення пірувату на лактат, а при рН 9,0 – навпаки. У першому випадку вміст НАД-Н2 у реакційному середовищі зменшується, а в другому – збільшується. Оскільки реакція стехеометрична, за змінами НАД-Н2 визначають як вміст ПВК, так і молочної кислоти.
Збільшення вмісту ПВК спостерігається при гіпоксичних станах, зумовлених тяжкою серцево-судинною і легеневою недостатністю, анеміями; при злоякісних новоутвореннях, захворюваннях печінки, цукровому діабеті, уремії, гіперфункції гіпофізарно-адреналової і симпато-адреналової системи, при стресах, надмірних фізичних навантаженнях, тетанії і судомах. Застосування деяких лікарських засобів (камфори, стрихніну, адреналіну, значних доз ацетилсаліцилової кислоти), отруєння ртуттю, миш’яком, сурмою, В1-вітамінна недостатність також зумовлюють зростання концентрації пірувату у крові.
Усі чинники, що підвищують вміст ПВК, зазвичай зумовлюють паралельне наростання і рівню молочної кислоти.
Підвищення концентрації молочної кислоти спостерігається при гіпоксичних станах організму, в т.ч. при захворюваннях серцево-судинної і дихальної систем, крововтратах, тяжких анеміях; ураженнях печінки (гепатити, гепатози, цироз); при гострому гнійному ураженні тканин, нирковій недостатності, злоякісних новоутвореннях, при цукровому діабеті; значних фізичних навантаженнях, судомах і правці. У жуйних тварин розвиток лактатемії спостерігається при гіпо- і атоніях передшлунків.
При більшості перерахованих станів співвідношення «лактат/піруват» зростає до 10:1 і вище.