В современной медицине биохимическое исследование крови является одним из самых популярных методов диагностики. Этому методу найдено применение практически во всех областях медицины и с его помощью возможно определение как самих нарушений, так и их причин (нарушение гормонального фона или недостаток определенных микроэлементов).

Благодаря биохимическому исследованию крови стало возможным определение на начальных стадиях таких тяжелейших заболеваний, как сахарный диабет, анемия, злокачественные заболевания костного мозга, почек и других органов, что позволит предотвратить дальнейшее прогрессирование заболевания или полностью остановить его развитие.

Правила подготовки больного к биохимическому исследованию, все пожелания и рекомендации мало чем отличаются от таковых при проведении общего анализа.

Рис. 19. Так осуществляется забор венозной крови

При проведении биохимического исследования особое внимание обращают на следующие показатели:

• Белок плазмы крови и его фракции.

• Показатели жирового обмена.

• Билирубин сыворотки крови.

• Небелковые азотистые компоненты крови, такие как остаточный азот, мочевина, креатинин, мочевая кислота, индикан, ферменты сыворотки крови, а также неорганические вещества.

Именно о содержании этих показателей в крови и пойдет речь.

Что касается клинических исследований, то внимание уделяется как общему содержанию белка, так и его фракциям. Уже известно, что в плазме крови содержится 65–85 г/л общего количества белка, что на 2–4 г/л больше, чем в сыворотке крови. А все из-за того, что в сыворотке отсутствует фибриноген.

Если же общее количество белка в крови превышает 85 г/л, то это состояние называют гиперпротеинемией, а если становится ниже 61 г/л – гипопротеинемией.

Так, причиной снижения общего количества белка может быть:

• повышенная потеря белка организмом, которая встречается при повышенном выделении белка с мочой при различной патологии почек;

• недостаточное поступление белка в организм с продуктами питания, которое наблюдается при длительном голодании, безбелковой диете, нарушении работы желудочно-кишечного тракта, а также в случаях острых и хронических кровопотерь и злокачественных опухолях;

• нарушение образования белка при различных заболеваниях печени (гепатиты, циррозы, дистрофии печени).

Гиперпротеинемия наблюдается при:

• перегреве организма;

• обширных ожогах;

• тяжелых травмах;

• миеломной болезни;

• холере.

Белки плазмы крови можно условно разделить на три группы: альбумины, глобулины и фибриноген. В зависимости от аминокислотного состава и физико-химических свойств белки делятся на отдельные фракции.

Так, альбуминов в плазме больше, чем остальных ее белков, плюс ко всему они прекрасно удерживают воду и обеспечивают до 80 % коллоидно-осмотического давления крови.

Что же является причиной снижения количества альбуминов в плазме крови, или гипоальбунемии?

А причины эти следующие:

• малое поступление с пищей белка;

• большие потери белка;

• нарушение образования белка;

• повышение распада.

Кроме того, снижение содержания альбуминов влечет за собой возникновение отеков.

Что касается повышения содержания альбуминов в плазме крови, то причиной этому является обезвоживание организма.

Глобулины, как известно, подразделяются на ?-, ?-, ?-глобулины и причины снижения или повышения их в плазме крови также различны.

Так, например, повышение ?-глобулинов наблюдается в следующих случаях:

• при воспалительных процессах;

• при стрессовых воздействиях на организм, таких как травмы, ожоги, инфаркт миокарда и прочие;

• при острых гнойных заболеваниях;

• при вовлечении в патологический процесс соединительной ткани (ревматизм, системная красная волчанка);

• при некоторых хронических заболеваниях;

• при злокачественных новообразованиях.

Не стоит забывать, что ?-глобулины еще называют белками острой фазы, потому что именно их увеличение отражает интенсивность протекающего процесса.

Уменьшение же содержания альфа-глобулинов происходит при угнетении их образования в печени, а также при снижении функции щитовидной железы (гипотиреозе).

Особенностью ?-глобулинов является то, что в их состав входят липопротеиды. Именно поэтому количество ?-глобулинов увеличивается при гиперлипопротеидемиях, что имеет место при атеросклерозе, сахарном диабете, гипотитеозе, а также нефротическом синдроме.

Увеличение же содержания ?-глобулинов в плазме, или гипергаммаглобулинемия, может наблюдаться при усилении иммунных процессов и увеличении продукции иммуноглобулинов классов G, A, M, D, Е, которое наблюдается при острых и хронических вирусных, бактериальных, паразитарных инфекциях, а также заболеваниях соединительной ткани, злокачественных заболеваниях крови и некоторых опухолях.

Но наиболее сильная гипергаммаглобулинемия свойствена для хронических активных гепатитов и циррозов печени.

Гипогаммаглобулинемия характерна для заболеваний и состояний, причиной которым служит:

• истощение;

• хронические воспалительные процессы;

• аллергия;

• злокачественные новообразования, находящиеся в терминальной стадии;

• длительное лечение стероидными гормонами;

• СПИД.

Что же это за показатели и что они отражают?! И что вообще собой представляют липиды?! Все просто! Показатели липидного состава крови помогают выявить любые расстройства жирового обмена.

Что касается липидов, то это группа низкомолекулярных веществ, которые не растворяются в воде, но зато отлично это делают в эфире и других органических растворителях.

В крови же липиды располагаются в плазме, но только уже в виде веществ, по многим свойствам близких к белкам. И имя этим веществам – липопротеиды.

Плюс ко всему липиды делятся на три класса:

I. Холестерин.

II. Триглицериды.

III. Фосфолипиды.

Однако в клинике на первом месте стоит определение именно холестерина. Хотя, по большому счету, для более точных результатов осуществляется комплексное исследование крови на содержание как холестерина и триглицеридов, так и липопротеидов.

Но что собой представляет холестерин?!

Это не что иное, как вторичный одноатомный циклический спирт, входящий в состав клеточной мембраны и являющийся незаменимым компонентом всех клеток.

Содержание его в плазме крови в норме колеблется от 3,9 до 6,5 ммоль/л. Необходимо также отметить, что его количество у женщин меньше, чем у мужчин.

Интересным фактом является то, что уровень холестерина постоянно меняется. Причиной этому может быть возраст, физическая нагрузка, умственное напряжение, а также время года.

Явление, при котором происходит повышение уровня холестерина в плазме, назвается гиперхолистеринемией и обычно данный факт говорит о наличии атеросклероза или является предвестником его развития.

Рис. 20. Так выглядит атеросклероз

Однако стоит не забывать, что и атеросклероз, и его клинические проявления такие, как ишемическая болезнь сердца, а также поражение периферических сосудов, могут развиться как при умеренно повышенном, так и при нормальном уровне холестерина.

Кроме того, гипохолестеринемия может встречаться:

• при сахарном диабете;

• при снижении функции щитовидной железы, или гипотиреозе;

• при заболеваниях почек, особенно, когда они протекают с отечным синдромом;

• при некоторых заболеваниях печени;

• при беременности.

Что касается снижения содержания холестерина в плазме крови, или гипохолистеринемии, то причиной этому могут быть:

• повышение функции щитовидной железы, или тиреотоксикоз;

• резкое похудение;

• острые инфекции;

• туберкулез;

• острое воспаление поджелудочной железы, или панкреатит;

И напоследок необходимо отметить, что кровь из вены для исследования показателей жирового обмена берется натощак, т. е. через 12–14 часов после приема пищи. В противном случае результаты исследования будут сильно искажены, потому что через 1–4 часа после приема пищи происходит увеличение количества липидов в плазме крови (алиментарная гиперлипемия).

Что же известно про билирубин? На самом деле многое!

Билирубин является продуктом распада гемоглобина и образуется в костном мозге, печени и селезенке, т. е. там, где присутствуют клетки ретикулоэндотелиальной системы.

В норме же его содержание в крови составляет 8,5-20,5 мкмоль/л. Причем особенностью билирубина является появление на коже и слизистых оболочках желтушного окраса при увеличении его уровня до 34 мкмоль/л и выше.

Кроме того, принято разделять билирубин на прямой и непрямой, где 20–25 % от общего билирубина приходится на прямой билирубин и 75–80 % – на непрямой. Основывается это разделение билирубина на том, что он способен давать цветную реакцию с диазореактивом (специальный реактив). Так, если при добавлении этого реактива к сыворотке окрашивание происходит незамедлительно, то реакция прямая. В случае, когда на окрашивание затрачивается больший по величине промежуток времени, то реакция считается непрямой.

По данному принципу и идет разделение билирубина на прямой и непрямой.

Так, билирубин, который образовался в клетках ретикулоэндотелиальной системы, поступает в кровеносное русло и связывается с белком, и дает непрямую реакцию диазореактивом, является непрямым билирубином.

С другой стороны билирубин, способный образовывать в печени растворимые соединения, легко проникать в желчные пути и через почечный барьер, а также давать прямую реакцию с диазореактивом, является прямым билирубином.

Теперь подробнее можно разобрать причины повышения уровня билирубина в крови (гипербилирубинемия).

Появление гипербилирубинемии может происходить в случаях:

• повышения интенсивности распада эритроцитов (гемолиза);

• поражения печеночной ткани (паренхимы);

• нарушения оттока желчи в кишечник как из печени, так и из желчевыводящих путей.

Повышение интенсивности распада эритроцитов имеет место быть при гемолитических анемиях, малярии, инфаркте легкого, синдроме размозжения тканей, а также при обширных кровоизлияниях в ткани, когда происходит гемолиз излившейся крови.

Что касается паренхиматозного поражения печени, то оно наблюдается при острых и хронических гепатитах, циррозе, раке печени, эхинококкозе (паразитарное поражение), а также абсцессе.

Рис. 21. Рак печени

Нарушение же оттока желчи связано с механической закупоркой желчных протоков камнями или опухолью.

По аналогии с причинами гипербилирубинемии выделяются также три вида желтухи:

• гемолитическая;

• паренхиматозная;

• механическая.

Однако, помимо трех вышеперечисленных видов желтух, возможно появление желтухи смешанной по происхождению. Так, в результате длительного нарушения оттока желчи при механической желтухе происходит нарушение функции печеночных клеток, что влечет за собой развитие паренхиматозной желтухи.

При клиническом исследовании определение количества общего билирубина, а также его фракций оказывает неоценимую помощь в диагностике и определении вида желтухи.

Так, при гемолитической желтухе в крови обнаруживается рост именно непрямого билирубина.

При паренхиматозной желтухе, как известно, происходит нарушение функции клеток печени, и в крови обнаруживается рост только прямого билирубина. Однако в особо тяжких случаях может увеличиться количество и непрямого билирубина. Кроме того, при болезни Боткина (вирусный гепатит А) известно, что чем выше степень гипербилирубинемии, тем тяжелее течение заболевания. Значительный же рост уровня непрямого билирубина (выше 34 мкмоль/л) у больного с паренхиматозной желтухой говорит о тяжелом поражении печени и является тревожным прогностическим признаком.

Для механической желтухи, наоборот, характерен рост содержания именно прямого билирубина. Однако и тут при дальнейшем поражении ткани печени увеличивается содержание непрямого билирубина.

Что это и какие именно небелковые азотистые компоненты наиболее важны для более точной постановки диагноза?

Наиболее главным является остаточный азот, а затем уже следуют входящие в его состав продукты:

• Мочевина крови.

• Креатинин крови.

• Мочевая кислота.

• Индикан крови.

Именно об этих показателях и пойдет речь далее.

Известно, что остаточным азотом называется азот соединений, который остался в крови после осаждения ее белков. Как уже было сказано ранее, в его состав входит ряд азотсодержащих соединений, таких как мочевина, мочевая кислота, креатинин, индикан и прочее.

Что касается содержания, то в норме в крови уровень остаточного азота колеблется в пределах от 14,3 ммоль/л до 28,6 ммоль/л.

При почечной недостаточности, когда нарушается азотовыделительная функция почек, наблюдается ретенционное нарастание количества остаточного азота крови, или ретенционная азотемия. Такая азотемия имеет место быть при:

• хронических воспалительных заболеваниях почек (гломерулонефрит и пиелонефрит);

• поликистозе;

• гидронефрозе;

• туберкулезе почек;

• гипертонической болезни, сопровождающейся поражением почек;

• нефропатии беременных;

• закупорке мочевыводящих путей камнями или опухолью.

Рис. 22. Так выглядит почка в разрезе

С другой стороны, если функция почек сохраняется в норме, но остаточный азот крови все равно повышается, то такая азотемия называется продукционной и является следствием избыточного поступления азотсодержащих веществ в кровь из-за усиления распада тканевых белков.

Продукционной азотемией могут сопровождаться лихорадочные состояния или распад опухоли.

Однако, помимо ретенционной и продукционной азотемии, существует и смешанная, когда происходит сочетание двух этих видов азотемий. Так, появление смешанной азотемии характерно для:

• синдрома раздавливания или, как еще называют, синдрома размозжения тканей;

• отравления солями ртути, дихлорэтаном и прочими токсическими веществами, которые оказывают некротическое поражение почечной ткани.

При тяжелых явлениях почечной недостаточности может развиться гиперазотемия, при которой уровень остаточного азота может превышать установленную норму в 20 раз.

Что касается мочевины, то в норме уровень ее содержания в крови колеблется от 2,5 до 8,3 ммоль/л, причем по аналогии с остаточным азотом повышение мочевины может быть вызвано вследствие потребления большого количества белковой пищи, воспалительных процессов, а также сопровождающихся распадом белка опухолевых заболеваний. Однако отличительной особенностью этих состояний является то, что благодаря работе почек образовавшийся избыток мочевины очень быстро удаляется из организма. И если на протяжении длительного срока в крови обнаруживается мочевина в количестве 7 ммоль/л, то можно смело утверждать о имеющейся почечной недостаточности. Следовательно можно сделать вывод, что рост уровня мочевины в крови является наиболее специфичным для нарушений почечной функции, чем рост уровня остаточного азота крови. Определение количества мочевины входит в обязательный перечень показателей, исследуемых у больного с почечной патологией.

Повышение же уровня мочевины в крови в 20–30 раз свидетельствует о тяжелой почечной недостаточности. В тоже время на ранних стадиях развития почечной недостаточности, когда отсутствует рост количества остаточного азота, количество мочевины увеличивается, что оказывает неоценимую помощь в диагностике.

Для того чтобы как можно раньше выявить почечную недостаточность, на помощь медикам приходит мочевинный коэффициент, который равен процентному отношению мочевины к остаточному азоту и в норме составляет 50–70 %.

Так, при наличии нарушений функции почек данный коэффициент резко увеличивается. Бывают случаи увеличения мочевинного коэффициента еще до нарастания как остаточного азота, так и мочевины. Именно поэтому его увеличение служит предвестником и тревожным ранним признаком почечной декомпенсации.

Снижение же уровня мочевины в крови может быть вызвано нарушением синтеза мочевины в печени при печеночной недостаточности.

По содержанию этого показателя азотистого обмена также можно судить о состоянии функций почек. Количество же креатинина в крови не подвержено особым колебаниям и в норме у женщин составляет 0,044-0,088 ммоль/л, а у мужчин – 0,044-0,1 ммоль/л.

Что касается повышения уровня креатинина, то оно происходит одновременно с нарастанием азотемии. Кроме того, креатинин имеет ряд особенностей, среди которых ярко выражена его более высокая устойчивость к незначительным изменениям функций почек в отличие от той же мочевины, а также практически не подвержен влиянию внепочечных факторов, как, например, мочевина или остаточный азот, уровень которых может снижаться при малобелковой диете.

При тяжелых нарушениях почечных функций количество креатинина в крови может увеличиться до 0,8–0,9 ммоль/л. Уменьшение содержания креатинина в крови в клинике и диагностике особого значение не имеет.

Показатель содержания креатинина в крови включен в список главных лабораторных критериев диагностики и определения почечной недостаточности.

Еще одним не менее важным показателем крови является мочевая кислота – продукт обмена пуриновых оснований, которые входят в состав сложных белков нуклеопротеидов. У здорового человека уровень ее содержания у мужчин составляет 0,24 ммоль/л, а у женщин – 0,16-0,4 ммоль/л.

Состояние, при котором происходит повышение содержания мочевой кислоты, носит название гиперурикемии.

Гиперурикемия является частым спутником таких заболеваний и состояний, как:

• лейкозы.

• B₁₂-дефицитная анемия.

• острые инфекции (пневмония, туберкулез, рожистое воспаление, брюшной тиф.

• заболевания печени и желчевыводящих путей.

• тяжелая форма сахарного диабета.

• хроническая экзема.

• псориаз.

• крапивница.

• отравление окисью углерода или метиловым спиртом.

В отдельных случаях, например, при подагре изменение содержания мочевой кислоты происходит волнообразно, т. е. за периодом нормального содержания мочевой кислоты следует период резкого ее повышения относительно нормы, порой в 3–4 раза.

Отличительной особенностью мочевой кислоты является то, что величина ее содержания в крови не является показателем функции почек и для диагностики почечной недостаточности не используется.

В норме содержание индикана в крови колеблется от 0,19 до 3,1 мкмоль/л и при развитии почечной недостаточности происходит его увеличение.

Однако у показателя индикана довольно низкая диагностическая ценность. А все дело в том, что уровень его содержания незначительно, но все же увеличивается при гнилостных процессах, происходящих в кишечнике. Поэтому увеличение содержания индикана до 4,7 мкмоль/л условно считается следствием кишечных заболеваний. При более высоких его уровнях уже говорят о развитии почечной патологии.

Ферменты представляют собой специфические вещества, имеющие белковую природу, которые вырабатываются клетками и тканями живых организмов.

В норме в сыворотке крови и плазме ферменты принято разделять на три группы:

• Секреторные, к которым относятся ферменты свертывания крови, а также сывороточная холинэстераза. Они, как известно, синтезируются в печени и выделяются в плазму крови, где и выполняют свою физиологическую функцию.

• Индикаторные, или клеточные ферменты, выполняющие отдельные внутриклеточные функции, попадают в кровь из тканей, причем их особенностью считается то, что они являются индикатором степени и глубины повреждения тканей.

• Экскреторные ферменты образуются в печени и обычно выделяются с желчью, и при различных патологических процессах выделение этих ферментов с желчью нарушается, а их активность в плазме крови возрастает.

Однако особый интерес для врача представляет исследование активности именно индикаторных ферментов в сыворотке крови.

Так, при поражении печени, например, вирусным гепатитом А (болезнь Боткина) в сыворотке крови происходит значительное увеличение активности АлАТ и АсАТ и некоторых других ферментов. Большинство же ферментов, которые находятся в печени, присутствует и в других органах и тканях. Но существуют ферменты, которые свойственны преимущественно для ткани печени. В ряду таковых находится ?-глутамилтранспептидаза, или ?-глутамилтрансфераза, который является очень чувствительным индикатором при заболеваниях печени. Так, например, повышение его активности отмечается:

• При остром инфекционном или токсическом гепатите.

• При циррозе печени.

• При внутрипеченочной или внепеченочной закупорке желчных путей.

• При первичном или метастатическом опухолевом поражении печени.

• При алкогольном поражении печени.

Рис. 23. Здоровая печень и печень с циррозом

Конечно иногда повышение активности ?-глутамилтрансферазы может наблюдаться при застойной сердечной недостаточности, реже – в период после инфаркта миокарда, при панкреатитах и опухолях поджелудочной железы.

Еще одними органоспецифическими тестами являются гистидаза, аргиназа, сорбитолдегидрогеназа и орнитинкарбомоилтрансфераза. Изменение активности этих ферментов также говорит о поражении тканей печени.

В последнее время в лабораторной диагностике широко стало проводиться исследование активности изоферментов в сыворотке крови. Одним из таких изоферментов является изофермент ЛДГ. Так, для сердечной мышцы характерна большая активность изоферментов ЛДГ₁ и ЛДГ₂, а для печени – ЛДГ₄ и ЛДГ₅. При развитии острого инфаркта миокарда в сыворотке крови резко увеличивается активность изоферментов ЛДГ₁ и ЛДГ₂, в то время как, например, при паренхиматозном гепатите происходит значительное увеличение активности изоферментов ЛДГ₄ и ЛДГ₅, а активность ЛДГ₁ и ЛДГ_2, наоборот, уменьшается.

Кроме изоферментов ЛДГ, также подвергаются исследованию активность в сыворотке крови изоферментов креатинкиназы. Известны три ее изофермента:

• BB, содержащийся в мозговой ткани.

• MM, который содержится в скелетной мускулатуре.

• MB, гибридный изофермент, в основном располагающийся в сердце.

Так, при остром инфаркте миокарда повышается активность именно MB-формы креатинкиназы, а так как эта форма характерна только для ткани сердца, то по ее активности в сыворотке крови можно судить о возможном поражении сердечной мышцы.

Что касается неорганических веществ, содержащихся в сыворотке и в плазме крови, среди которых особого внимания заслуживают калий, натрий, кальций, фосфор, магний, железо, хлор, а также многие другие, то они отвечают за такие физико-химические свойства крови, как:

• Осмотическое давление.

• Электропроводность.

• Поверхностное натяжение.

• Кислотно-основное состояние.

Так, основной осмотически активный ион внеклеточного пространства натрий в плазме крови содержится в концентрации 132–150 ммоль/л, что практически в 8 раз выше, чем в тех же эритроцитах.

Состояние, которое сопровождается повышением концентрации ионов натрия за верхний предел нормы, называется гипернатриемией и может наблюдаться при:

• Паренхимотозном нефрите.

• При врожденной сердечной недостаточности.

• При первичном и вторичном гиперальдостеронизме (заболевание коры надпочечников).

Концентрация ионов еще одного неорганического вещества – калия – в плазме крови находится на уровне 3,8–5,4 ммоль/л, а в эритроцитах – в 20 раз выше. Причем содержание калия в клетках на порядок выше, чем во внеклеточном пространстве. Поэтому, если при определенном заболевании усиливается клеточный распад или гемолиз, происходит немедленное увеличения количества калия в сыворотке крови.

Так, гиперкалиемия характерна для острой почечной недостаточности и недостаточности функции коркового вещества надпочечников.

При развитии гипокалиемии могут наблюдаться тяжелые нарушения в работе сердца.

Что касается кальция, то в плазме крови он содержится в концентрации 2,25-2,8 ммоль/л, а в эритроцитах, наоборот, можно обнаружить лишь его следы.

Явление гиперкальциемии может наблюдаться при развитии опухолей в костях, а также при гиперплазии и аденоме паращитовидных желез.

Гипокальциемия характерна для состояния нарушения функции паращитовидных желез, а также встречается при рахите, желтухе, а также при нефрозах и гломерулонефритах.

Всего неорганических веществ в плазме содержится около 1 %. Что касается их содержания в тканях организма, то там они располагаются в основном в составе комплексов с углеводами, органическими кислотами, белками.