חומצה פירובית - Pyruvate

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
חומצה פירובית
Pyruvate
מעבדה	כימיה בדם ובדיקות בנוזל שדרה
תחום	מדידת רמה של מטבוליט מרכזי במסלולים מטבוליים כגליקוליזה, מעגל קרבס, גלוקונאוגנזה
יחידות מדידה	מיליגרם לדציליטר או מילימול' לליטר
טווח ערכים תקין	בדם ורידי 0.3-0.9 מיליגרם לדציליטר, או נמוך מ-0.1 מילמול' לליטר. בדם עורקי-0.02-0.08 מיליגרם לדציליטר
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

בדיקה זו אינה מתבצעת כשלעצמה, אלא ביחד עם קביעת רמת חומצה לקטית, שכן היחס בין 2 החומצות חיוני להערכת הסיבה למצבי חמצת. בדיקת חומצה פירובית בעלת ערך באבחון מומים מולדים מטבוליים, בתינוקות עם חמצת על רקע חומצת חלב מוגברת, ויחס מוגבר של lactate/pyruvate. יחס זה יימצא מוגבר גם באחדים מהמפגעים בשרשרת הנשימה המיטוכונדריאלית, עם התבטאות של תפקוד נוירולוגי לקוי, ורמות תקינות של חומצת חלב. זו גם המטרה של מדידת חומצה פירובית בנוזל שדרה (CSF).

בסיס ביוכימי

חומצה פירובית היא חומצה קטו-קרבוקסילית המכילה בנוסף לשייר הקרבוקסיל (COOH) גם שייר קרבוניל (CO), שנוסחתה הכימית CH3-CO-COOH. פירובט הוא יון שלילי הנוצר כשחומצה פירובית מאבדת אטום מימן בודד: -CH3-CO-COO.

פירובט הוא תוצר קצה של שרשרת הגליקוליזה, כאשר הסוכר גלוקוז מתפרק בתהליך גליקוליזה אנאירובית שבמהלכה מתקיים פירוק גלוקוז לפירובט, אשר בהעדר חמצן, הופך לחומצת חלב תוך שחרור ATP. הגלוקוז זמין לפעילות סיבי השריר על ידי פירוק מאגרי הגליקוגן השריריים. הגליקוליזה האנאירובית אינה מוגבלת ממחסור בגליקוגן, אלא מהצטברות חומצת חלב ומטבוליטים אחרים. בפעילות גופנית בעצימות גבוהה שאורכה 1-3 דקות, הגוף יסתמך בעיקר על הגליקוליזה האנאירובית כמקור ליצירת ATP תוך הצטברות גדולה של חומצת חלב.

מולקולה אחת של גלוקוז הופכת במהלך הגליקוליזה לשתי מולקולות פירובט, על ידי פרוק תוצר הביניים PEP או phosphoenolpyruvate על ידי האנזים פירובט קונאזה. ריאקציה זו היא מאוד בלתי הפיכה, ובמהלך הגלוקונאוגנזה נדרשים 2 אנזימים, pyruvate carboxylase ו-PEP carboxykinase, כדי לקטלז את הריאקציה ההפוכה המסבה פירובאט ל-PEP. שתי מולקולות פירובט הנוצרות משמשות ליצירת אנרגיה באחת משתי דרכים: פירובט הופך בתנאים אארוביים של עודף חמצן על ידי האנזים pyruvate dehydrogenase ל-acetyl-coenzyme A המשתלב במעגל Krebs הידוע גם כמעגל חומצת הלימון (citric acid cycle). פירובט יכול להיות מוסב לאוקסלו-אצטאט על ידי האנזים pyruvate carboxylase, כאשר האוקסלו-אצטט שנוצר הוא לא רק חוליה חיונית במעגל קרבס, אלא גם יכול להיות מנוצל לתהליך הגלוקונאוגנזה. בתהליך האחרון הגוף יכול לייצר גלוקוז בתאים של stress קיצוני, של רעב או של מאמץ גופני בעצימות גבוהה מאוד.

אם אין מספיק חמצן זמין, פירובט ינוצל במסלול אנארובי ליצירת לקטאט בחיות ואתנול בצמחים ובמיקרואורגניזמים. הפיכת פירובט ללקטט נעשית על ידי האנזים לקטט דהידרוגנאזה (LDH), ואילו הפיכת פירובט לאתנול נעשית על ידי יצירת תוצר הביניים אצטאלדהיד. פירובט היא מולקולת מפתח בצומת של מסלולים מטבוליים חשובים: פירובט יכול להיות מוסב בבני אדם לסוכר במסלול הגלוקונאוגנזה, או לחומצות שומן דרך מולקולת אצטיל קואנזים A, או ליצירת אלנין בעזרת האנזים אלנין טרנסאמינאזה. חומצות האמינו אלנין וסרין, מהחומצות היותר שכיחות בחלבונים, הן היחידות המורכבות מ-3 אטומי פחמן, בדומה לפירובט, ולכן הן מומרות בתא לפירובט באופן ישיר, באמצעות מסירה של שייר האמינו שלהן לתרכובת אחרת. תגובה זו ידועה כטרנסאמינציה. הפירובט המתקבל נכנס ישירות למעגל קרבס. תגובה חשובה זו מאפשרת לתאים לנצל חומצות אמינו לשם הפקת אנרגיה. גלוקוז אינה התרכובת היחידה שפירוקה מביא לקבלת פירובט. שומנים בצורת טריגליצרידים מתפרקים בגוף לגליצרול ולשלוש חומצות שומן: הגליצרול, כוהל תלת-פחמני, מומר לפירובט, אשר נכנס ישירות למעגל קרבס.

מדידת רמת פירובט בנוזל השדרה שימושית בבירור מפגעים אפשריים במטבוליזם המתרחש במיטוכונדריה, זאת כאשר מודדים בעת ובעונה אחת את רמת לקטט בנוזל השדרה, לקביעת היחס L/P. קביעת יחס זה חיונית בהערכה של מטופלים עם בעיות נוירולוגיות, בהם נמצא יחס תקין בין רמות לקטאט ופירובאט בדם. רמות מוגברות של lactate/pyruvate (כאשר ערך יחס זה נמדד מעל 20), בדרך כלל מצביעים על פגם מולד בקומפלקס של מערכת הנשימה המיטוכונדריאלית (פגם באנזים ציטוכרום C אוקסידאזה), בעיה במעגל קרבס, וחסר של האנזים pyruvate carboxylase. יחס מוגבר כזה יימצא גם במקרים של חמצת לקטית. לעומת זאת, יחס נמוך של lactate/pyruvate (כאשר יחס זה נמוך מ-10), כאשר רמת פירובאט גבוה במיוחד, יכול להצביע על פגם בקומפלקס של האנזים pyruvate dehydrogenase.

פענוח תוצאות הבדיקה

רמת פירובט בדם גבוהה במצבים של מחלת כבד מתקדמת כמו במחלת וילסון, במצבי כשל לב חמור, באורמיה, לעתים במצבים של החמרה בסוכרת התלויה באינסולין כגון diabetic ketosis, במצבי חסר תיאמין חמור המזוהים עם Beri-beri, בתסמונת Reye, בהיפרתרמיה ממאירה, ובמחלת אגירת הגליקוגן von Gierke type 1. גם במצבים של פרכוסים או מאמץ גופני מאומץ במיוחד יש עלייה משמעותית ברמת פירובט בדם.

הוראות לביצוע הבדיקה

צריך להיות בצום של 8 שעות והנבדק חייב להיות במצב של מנוחה מלאה. ניתן לקחת דך ורידי במבחנת הפארין ולבצע ללא שיהוי דה-פרוטאיניזציה עם חומצה פרכלורית. ניתן גם ליטול את הדם לבקבוקונים מוגנים מאור, המכילים תמיסת Long שבין מרכיביה סודיום פלואוריד המשמש כמעכב גליקוליזה, כדי למנוע המשך תהליכים דינאמיים בדגימה, לפני הפרדה בסרכוז בין הפלזמה לכדוריות הדם. מיד עם נטילת הדם יש להעביר את המבחנה/בקבוקון לכלי עם קרח והעברה ללא שיהוי למעבדה. יש להקפיד שדגימת CSF למטרת מדידת פירובט לא תהיה דמית.

המידע שבדף זה נכתב על ידי פרופ' בן-עמי סלע

ראו גם

• חזרה לדף מדריך בדיקות מעבדה
• בדיקות מעבדה - אבחון מחלות ומפגעים מטבוליים-גנטיים