ВВЕДЕНИЕ

Клиническая биохимия : учебное пособие. 3-е издание / под ред. В.А. Ткачука. - 2008

Врожденные генетические дефекты, неправильное питание, недостаток кислорода, действие токсичных веществ, анафилаксия и т.п. приводят к изменению скорости определенных биохимических реакций, а это влияет на функционирование и структуру клеток, тканей и органов. В связи с этим задачей современной клинической биохимии является выявление диагностически и прогностически значимых нарушений протекания биохимических реакций в организме человека.

Клиническая биохимия является важнейшим разделом лабораторной диагностики наряду с гематологией, иммунологией, серологией, микробиологией, фармакокинетикой и токсикологией.

Каждый из разделов обладает специфическим набором аналитического оборудования, включает сотни диагностических методов, многие из которых дают клиницисту возможность разобраться в вопросах как патогенеза патологического процесса, так и этиологии. Наибольшим числом диагностических тестов, наибольшим объемом информации и перспективами развития располагает клиническая биохимия.

Клиническую биохимию можно охарактеризовать как биохимию на службе диагноза и лечения. Только за последнее десятилетие клиническая биохимия пополнилась несколькими сотнями новых диагностических исследований, включая цитокины, онкомаркеры, тесты оценки некротического процесса и апоптоза, факторы функционального межклеточного взаимодействия, ДНК-диагностику.

Клиническая лабораторная диагностика доминирует при постановке диагноза в эндокринологии, патологии паренхиматозных органов и миокарда, в гастроэнтерологии, токсикологии, при нарушениях иммунного статуса, оценке этиологии инфекционного процесса, диагностике и мониторировании состояния больного в неотложных состояниях, в отделении реанимации и блоке интенсивной терапии.

Высокая потребность в клинических лабораторных исследованиях является основой становления автоматизации лабораторного диагностического процесса. В современной лаборатории задействованы биохимические, иммунологические, иммунохимические, микробиологические анализаторы. Большое распространение получили методы «сухой химии» (диагностические полоски и слайды), принцип полимеразной цепной реакции, технологии микрочипов для ДНК-диагностики.

Многие диагностические дисциплины в клинической медицине основаны на использовании одного физико-химического метода; это относится к рентгенологии, радиологии, ультразвуковым методам. В клинической лаборатории одновременно задействованы многие физико-химические методы: спектрофотометрия, флюорометрия, поляризация флюоресценции, амперометрия, потенциометрия, кулонометрия, разные виды хроматографии, масс-спектрометрия, ядерномагнитный резонанс, биофизические методы.

Поскольку каждое измерение является процедурой сравнения с общепризнанным эталоном, клиническая лабораторная диагностика отработала многие десятки национальных и интернациональных стандартных образцов. Создана строгая и стройная система стандартизации, которая позволяет сопоставлять результаты диагностических исследований, выполненных в разных лабораториях, городах, странах. Процедура стандартизации необходима для проведения международных популяционных исследований и имеет огромное значение для организации здравоохранения.

Процедура стандартизации и приготовления стандартных образцов потребовала отработки референсных методов. Референсным методом считают тот один отработанный, порой очень сложный метод, который характеризуется наиболее высокой аналитической чувствительностью и аналитической специфичностью.Именно его используют для аттестации стандартных образцов; референсные методы существуют для большинства диагностических тестов, используемых в клинической биохимии.

Используя процедуру стандартизации, единые статистические приемы и принципы организации популяционных исследований, клиническая биохимия устанавливает границы нормальных значений для каждого из исследуемых образцов во всех биологических жидкостях. Интервалы нормы являются величинами, которые характеризуют большие популяции, в ряде случаев целые страны. При этом нет необходимости формировать локальные интервалы нормы при отсутствии выраженных географических или этнических особенностей населения. Границы нормы получены путем статистических преобразований результатов биохимических исследований в популяции, и в диагностическом процессе необходимо учитывать особенности формирования интервала нормы, а также интервал изменения параметров биохимического теста при патологическом процессе.

Клиническому биохимику обычно недоступны для анализа органы и ткани, в которых развивается патологический процесс. Исследователь довольствуется исследованием жидкостей организма и по содержанию или структуре специфических молекул-маркеров, перешедших в эти жидкости, осуществляет диагностику заболевания.

Неотъемлемой частью клинической лабораторной диагностики является система контроля качества. Основу системы составляет ежедневное использование одной и той же контрольной пробы в течение длительного времени. Статистическая обработка результатов подобных исследований позволяет построить доверительный интервал, в пределах которого только и возможны колебания результатов исследования контрольной пробы для каждого из исследуемых параметров. Если в популяционных исследованиях необходимо использовать диагностические лабораторные тесты, для которых еще не отработаны стандартные и контрольные образцы, формируют централизованную лабораторию. В такой лаборатории на одном оборудовании и одними руками проводят весь объем исследования, получая полную возможность сопоставления результатов, полученных разными участниками кооперативного исследования.

Система контроля качества включает три больших этапа: преаналитический, аналитический и постаналитический. Наиболее сложным в организационном плане и наиболее ответственным в плане влияния на полученные показатели в системе контроля качества является преаналитический этап - взятие биологического материала на исследование. На преаналитическом этапе множество факторов оказывает выраженное влияние на результаты последующего аналитического измерения: предшествующий прием пищи, положение больного сидя или лежа, курение, степень пережатия руки больного жгутом, соблюдение анаэробных условий взятия биологического материала, соблюдение стерильных условий, предшествующие физические нагрузки.

Во многих случаях для диагностики патологического процесса необходимо проведение функциональных проб с одновременным выполнением биохимических исследований: тесты с нагрузкой глюкозой, функциональные тесты оценки детоксикационной функции печени, многократное взятие крови на исследование, многократный сбор мочи при проведении функциональных тестов почек. Особенно большие трудности возникают при взятии крови на исследование у пациентов в отделении реанимации и неотложной терапии. В этих ситуациях при централизации кровообращения единственным

достоверным способом взятия крови на исследование является использование подключичного катетера.

Аналитический этап контроля качества во всех лабораториях является наиболее совершенным. При наличии в лаборатории биохимических автоматизированных систем выполнение его происходит автоматически, включая и статистические параметры оценки внутрилабораторного контроля качества для каждого из исследуемых параметров. Использование при определении каждого из анализируемых образцов трех контрольных проб с низким, нормальным и высоким значением исследуемого параметра позволяет проконтролировать весь интервал (линейность) проводимых измерений. Умение оценивать результаты контроля качества во многом способствует высокому качеству диагностического процесса, поскольку широкие интервалы физиологических значений могут быть результатом суммы случайных ошибок, а динамика биохимических показателей при длительном наблюдении может быть результатом систематических ошибок.

Наиболее сложным этапом контроля качества является постаналитический. Суть этого этапа составляет диагностическая интерпретация выполненных исследований и порой многочисленных результатов (концентрация метаболитов, ионов, парциальное давление газов, каталитическая активность ферментов, концентрация водородных ионов). Интегральная оценка многочисленных конкретных результатов, формирование при ряде патологических процессов биохимического диагноза, выделение основного патологического процесса, его осложнений, сопутствующих заболеваний зависят от квалификации сотрудников лаборатории, степени их коллегиального взаимодействия с клиницистами.

Умение трактовать результаты лабораторных тестов, не назначая ненужные лабораторные исследования, умение вести диагностический процесс на основании лабораторных данных не вширь, а вглубь во многом характеризует профессиональный уровень специалиста клинической лабораторной диагностики. Организационные вопросы диагностического процесса при каждой нозологической форме заболевания, необходимый объем и частоту повторения лабораторных тестов регламентирует стандарт. Стандарт для каждой нозологической формы заболевания вырабатывают эксперты-клиницисты, специалисты клинической лабораторной диагностики и медицинского страхового общества. Документ регламентирует оснащение медицинского учреждения, в том числе и клинико-диагностической

лаборатории, объем лабораторного исследования, частоту повторения тестов в штатных ситуациях, объем лечебных мероприятий.

Оценка порой разрозненной диагностической лабораторной информации, ее обобщение и формирование диагноза являются основой диагностического процесса в клинико-диагностической лаборатории. В настоящее время совершенствование диагностического процесса проходит путем внедрения в диагностический процесс большего числа количественных показателей при доминировании в технологии лабораторной диагностики спектрофотометрии, электрофореза и хроматографии, иммунохимии и ионоселективного анализа. Интегрирование же полученной информации проводит клинический патолог, руководствуясь при этом общими принципами патологии.

Клиническая лабораторная диагностика способствует решению теоретических проблем биологии человека. Это относится к выявлению таких регуляторных закономерностей, которые характерны только для человека: воздействие психоэмоциональных сдвигов на процессы метаболизма, позитивное терапевтическое действие плацебо, метаболические нарушения при врожденных дефектах метаболизма.

Следует заметить, что не все устоявшиеся представления о течении и регуляции физиологических процессов являются незыблемыми: со временем некоторые из них будут конкретизированы, скорригированы или заменены новыми. При этом роль клинической лабораторной диагностики будет оставаться высокозначимой, поскольку именно она отработает новые функциональные тесты, новые интегральные биофизические методы исследования.

Однако дальнейшее совершенствование клинической лабораторной диагностики будет возможно только при условии, что удастся подготовить высококвалифицированные кадры молодых специалистов, которые будут обладать большим объемом знаний, в первую очередь физики и химии, общей биологии, сравнительной физиологии и молекулярной биологии, а также клинических дисциплин. Такие специалисты обеспечат взаимопонимание и взаимопроникновение, единение всей информации, которая составляет основу живого и явится единственным условием дальнейшего совершенствования медицинских знаний, решения многих сложных вопросов этиологии и патогенеза заболеваний.

Для эффективного использования в клинике данных биохимического анализа врач должен понимать взаимосвязь между молекулярными процессами и физиологическими функциями клетки и организма.

Несмотря на широкое использование методов клинической биохимии в практическом здравоохранении, до сих пор данная дисциплина не является обязательной в программе высшего медицинского образования. В медицинских вузах курса медицинской биохимии или вовсе нет, или же он читается как факультативный предмет.

Настоящая книга написана теми, кто в течение нескольких лет читал лекции по клинической биохимии на факультете фундаментальной медицины Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Как показал опыт преподавания этой дисциплины, из года в год постоянно усиливается интерес к данному предмету не только у студентов-медиков - многие практикующие врачи, несмотря на большую занятость в клиниках, стремятся посетить лекции по клинической биохимии. Отчасти это связано с тем, что число учебников и практических руководств по клинической биохимии на русском языке ограничено.

Данное учебное пособие рассчитано на любознательных и, говоря языком современной молодежи, «продвинутых» студентов-медиков, ординаторов и аспирантов, а также научных медицинских работников и практикующих клиницистов. Здесь читатель найдет самые современные сведения о том, как в диагностике заболеваний используются анализы минеральных веществ, ферментов, липидов, липопротеинов, гормонов, факторов свертывания крови, фибринолиза и других химических компонентов организма.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

С1, С2, С3 и т. д. - компоненты системы комплемента 1, 2, 3 и т.д. EDRF - endothelium derived relaxing factor (nitric oxide, NO) - вырабатываемый в эндотелии фактор релаксации (вазодилатации), оксид азота (NO)

ELAM - endothelial leukocyte adhesion molecule - молекула адгезии эндотелия и лейкоцитов

ICAM - intercellular adhesion molecule - внутриклеточная молекула

адгезии эндотелия и лейкоцитов

LT - leucotrienes - лейкотриены

PG - prostaglandins - простагландины

NO - см. EDRF

PAF - platelet activating factor - фактор, активирующий тромбоциты

PDGF - platelet derived growth factor - тромбоцитарный фактор роста

TGF - transforming growth factor - трансформирующий фактор роста

TNF - tumor necrosis factor - фактор некроза опухолей

Аг - антиген(ы)

АД - артериальное давление

АДФ - аденозиндифосфорная кислота, аденозиндифосфаты

АКТГ - адренокортикотропный гормон, кортикотропин

АЛТ - аланинаминотрансфераза

цАМФ - циклический аденозин-3',5'-монофосфат

апоЛП - аполипопротеин(ы)

АПФ - ангиотензинпревращающий фермент

ACT - аспартатаминотрансфераза

AT - антитело, антитела

АТФ - аденозинтрифосфорная кислота, аденозинтрифосфаты АТФаза - аденозинтрифосфатаза

АЧТВ - активированное частичное тромбопластиновое время

ВМК - высокомолекулярные кининогены

ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения

ГК - гепарина кофактор

ГлДГ - глутаматдегидрогеназа

ГЛП - гиперлипопротеинемия

ГГТ - у-глутамилтранспептидаза

ГМК - гладкомышечная(ые) клетка(и)

ГФ - гликогенфосфорилаза

Д - дальтон

ДВС - диссеминированное внутрисосудистое свертывание

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ЖКТ - желудочно-кишечный тракт

ИАП - ингибитор активатора плазминогена

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИВЛ - искусственная вентиляция легких

ИЛ - интерлейкин(ы)

ИФА - иммуноферментный анализ

ИФН - интерферон

КК - креатинкиназа

ККС - калликреин-кининовая система

КФ - классификация ферментов

(по http: //www.expasy.ch/sprot/enzyme.html)

КЩР - кислотно-щелочное равновесие

ЛАП - лейцинаминопептидаза

ЛГ - лютеинизирующий гормон

ЛДГ - лактатдегидрогеназа

ЛП - липопротеин(ы)

ЛПВП - липопротеины высокой плотности ЛПНП - липопротеины низкой плотности ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности ЛППП - липопротеины промежуточной плотности МАО - моноаминоксидаза

MHO - международное нормализованное отношение МГ - миоглобин

НАД - никотинамидадениндинуклеотид

НАДФ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат

НМК - низкомолекулярные кининогены

Пг - плазминоген

Пл - плазмин

ПО - протромбиновое отношение ПрС - протеин С

ПрС_а - активированный протеин С

Пр^s - протеин S

ПТ - протромбиновый тест

ПТГ - паратиреоидный гормон, паратгормон

РНК - рибонуклеиновая кислота

иРНК - информационная РНК

рРНК - рибосомальная РНК

РЭС - ретикулоэндотелиальная система

ССС - сердечно-сосудистая система

тАП - тканевый активатор плазминогена

ТВ - тромбиновое время

ТГ - триглицериды

УЗИ - ультразвуковое исследование

фФВ - фактор фон Виллебранда

ФСГ - фолликулостимулирующий гормон

ХМ - хиломикроны

ХЭ - холинэстераза

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЦНС - центральная нервная система

ЩФ - щелочная фосфатаза

ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота

ЭКГ - электрокардиография

ЭФ - электрофорез