Наука — это возведение всего сущего в мысль.
А. Герцен
В биохимическом анализе крови врач традиционно оценивает уровни мочевины и креатинина на предмет наличия почечной патологии. И если мочевина отражает в большей степени круговорот азота в метаболических путях (см. Урок 7), то физиологическое предназначение креатинина — гормоноподобная активность.
Ведь, повторимся, неслучайно концентрация мочевины в крови измеряется в миллимолях на литр, а креатинина — в микромолях на литр. Разница в величинах в тысячу раз объясняется разным предназначением этих двух биохимических соединений, о чем нам хотелось бы рассказать читателям конкретнее.
Во-первых, объемы концентрации в крови на уровне мкмоль/л характерны для гормонов по причине «дороговизны» их синтеза и «высокой» биологической активности.
Во-вторых, креатинин участвует в самых глубинных метаболических процессах — на уровне органоидов клеток — митохондрий.
Задумаемся на мгновение: за счет чьей работы мы дышим? Из дыхательных путей воздух попадает в альвеолы, потом — в кровоток, а потом… в митохондрии, что называется в клинической биохимии «альвеолярно-митохондриальным путем». Это сверхэффективные работники! Получая кислород из воздуха, митохондрии, будучи своеобразными внутриклеточными электростанциями, осуществляют главнейшую реакцию всей биоэнергетики — синтез воды (около 500 мл в сутки) и за счет постепенного отщепления атомов водорода в цикле Кребса обеспечивают нас 70 килограммами АТФ в сутки! Эти микроэлектростанции обеспечивают нас теплом (поддерживают постоянную температуру тела на уровне 36,6 °С) и энергией для синтеза АТФ (окислительное фосфорилирование).
Как известно, эффективность синтеза АТФ зависит от содержания креатина. Внутри митохондрий в результате эндотермической реакции АТФ образуется из АДФ + Н3РO4 (фосфорная кислота) с затратой 10 ккал энергии. Фосфорная кислота забирает на себя 10 ккал образующейся при синтезе одной молекулы АТФ-энергии. Для выхода этой энергии в виде макроэргического фосфата (разогретой, как чайник, фосфорной кислоты) из митохондрий наружу (в цитозоль) нужен
креатин.
На мембране митохондрий происходит следующая реакция: АТФ + креатин = АДФ + креатинфосфат. Эту реакцию контролирует известный всем фермент — КФК.
Эффективность работы митохондрий — этих «электросетей», путей передачи образовавшихся макроэргических фосфатов по всему организму — зависит от концентрации креатина — ключевого метаболита всей биоэнергетики, который выступает как «рубильник на вкл/выкл».
В-третьих, существует равенство между содержанием креатинина и креатина в крови и во всем организме в силу их биохимической общности (легко превращаются друг в друга).
Следовательно, митохондрии обеспечивают нас теплом и энергией, а уровень креатина/креатинина является регулятором всего биоэнергетического потока. Поскольку температура нашего тела составляет 36,6 °С, а число дыхательных движений — 16–20 в 1 мин, то идеальное значение уровня креатина/креатинина в крови здорового человека составляет 80 мкмоль/л. Креатинин относится к эталонным показателям (см. Урок 1).
В-четвертых, синтез креатинина — дорогое удовольствие. Для образования одной молекулы креатинина требуется две молекулы дефицитных незаменимых аминокислот: метионина + аргинина. Эталонный уровень креатинина (80 мкмоль/л) возможен только при хорошем уровне общего белка (от 75 до 85 г/л).
В инфекционной патологии в биохимических исследованиях у пациентов часто наблюдается белок-креатининовая параллель.
Например, пациенты С. 42 лет и К. 50 лет с менингококковой инфекцией (менингит). В таблице приведена иллюстрация их белок-креатининовой параллели.
Таблица 3
| Пациент С., 42 года (дата) | Общий белок (г/л) | Креатинин (мкмоль/л) | Пациент К., 50 лет (дата) | Общий белок (г/л) | Креатинин (мкмоль/л) |
| 26 февраля | 62,9 | 62,0 | 1 марта | 80,7 | 96,0 |
| 27 февраля | 63,0 | 63,0 | 2 марта | 72,6 | 94,0 |
| 28 февраля | 65,2 | 53,0 | 3 марта | 72,7 | 88,0 |
| 2 марта | 61,9 | 62,0 | 5 марта | 78,2 | 95,0 |
| 4 марта | 64,0 | 65,0 | 7 марта | 75,6 | 90,0 |
У пациента К. уровень общего белка выше и запас креатинина (запас прочности макроэргических фосфатов) больше, чем у пациента С., который находится у нижней границы белкового дефицита. С прогностической точки зрения снижение креатинина в крови (<50 мкмоль/л) является достоверным признаком дефицита биоэнергетики и косвенным свидетельством нехватки незаменимых аминокислот (метионина и аргинина).
Именно поэтому наблюдаемая мочевино-креатининовая диссоциация в биохимических анализах пациентов (см. Урок 7) трудно объяснима без учета уровня общего белка, мочевины и креатинина в совокупности. Особенности же повышения креатинина (много макроэргических фосфатов?) и мочевины (избыток токсических азотистых оснований) при почечной патологии с биохимической точки зрения будут разобраны в следующих уроках.
Внимание читателей хотелось бы привлечь к физиологическому смыслу другого метаболита, упомянутого выше — креатинфосфата. Известно, что он образуется под действием креатинфосфокиназы — самого лабильного фермента в сыворотке крови, уровень которого в норме колеблется от 0 (состояние абсолютного покоя) до 1500 МЕ/л. Креатинфосфат (и креатинфосфокиназа) выполняют функцию универсального мембранопротектора клеточных мембран (более подробную информацию см. Урок 9).