10. Біохімічний аналіз крові

Біохімічний аналіз крові – це комплекс біохімічних досліджень крові, який відображає функціональний стан органів та систем організму людини. Він є важливим етапом у встановленні діагнозу, моніторингу лікування, корекції терапії, встановленні стадії захворювання та може бути використаний з прогностичною метою.

Вивчення біохімічного аналізу крові спрямовано на встановлення кількісного вмісту окремих сполук, які є відображенням стану певного типу обміну в різних органах і системах.

Як правило, кров для біохімічного аналізу беруть ранком натще з медіальної або латеральної підшкірної вени руки. Залежно від мети аналізу використовують плазму або сироватку крові.

Для біохімічного аналізу застосовують різні методи, які детально описані в спеціальних керівництвах. До них належать фотометрія, електрофорез, рефрактометрія, імунологічні та інші методи. Суттєво зменшують час біохімічних досліджень сучасні автоматичні аналізатори.

Сучасні біохімічні аналізи відображають стан білкового, вуглеводного, ліпідного, мінерального обмінів, визначають активність найбільш інформативних ферментів крові.

Основні біохімічні показники крові та методи їх дослідження

Білковий обмін

Біохімічними показниками стану білкового обміну в організмі є визначення концентрації загального білка сироватки крові, білкових фракцій, фібриногену, С-реактивного білка (CRP), сіромукоїду та ін.

Вміст загального білка сироватки крові визначають за допомогою біуретового методу (фотометричний метод). Нормальний вміст загального білка в сироватці крові становить 65 – 85 г/л. У таблиці 3 наведені патологічні стани, при яких спостерігається відхилення від нормальних значень, та механізми, які лежать в їх основі. При деяких патологічних станах в основі змін концентрації загального білка в сироватці крові може бути комбінація декількох механізмів.

Вміст альбумінів також визначають фотометричним методом з використанням барвника бромкрезолового зеленого, який при реакції з альбумінами дає комплекс синього забарвлення. Концентрація альбумінів у сироватці крові здорової людини становить 35 – 50 г/л. У таблиці міститься інформація про стани, які супроводжуються гіпо- та гіперальбумінемією.

Таблиця 3 - Головні причини зміни концентрації загального білка та альбумінів сироватки крові

Зміна вмісту білка	Механізми	Патологічні стани
Гіпопротеїнемія: Загальний білок < 65 г/л Альбуміни < 35 г/л	Порушення синтезу білка	Хвороби печінки: гепа-тити, цирози, ліпоїдоз пе-чінки, первинний рак пе-чінки, амілоїдоз. Злоякісні новоутво-рення. Довготривалі хвороби, пропасниця, інтоксикація. Променева хвороба. 5. Серцева недостатність.
	Підсилення катаболізму білка	Тиреотоксикоз. Гіперпродукція глю-кокортикоїдів (хвороба Іценко-Кушинга та ін.). Ускладнення терапії глюкокортикоїдами.
	Значні втрати білка	Нефротичний синд-ром. Гострі хронічні інфек-ції ШКТ, злоякісні новоутворення шлунка, кишечника. Тяжкі термічні опіки, поширена екзема з ексудативним процесом. Гострі та хронічні значні крововтрати
	Дефіцит білка їжі	Аліментарне білкове голодування. Ускладнення лікування голодуванням
	Порушення перетравлювання та всмоктування білків	Хвороби органів ШКТ (виразкова хвороба, пан-креатит, рак підшлункової залози, атрофічний гас-трит та ін.). Синдром мальадсорб-ції (ентерити, панкреатити та ін.).
	Гіпергідратація організму (відносна гіпопротеїнемія)	Синдром набряку будь-якого походження. Введення значної кіль-кості рідини в судинне русло
Гіперпротеїнемія: Загальний білок > 85 г/л, Альбуміни > 50 г/л	Підвищення концентрації імуноглобулінів	Мієломна хвороба, макроглобулінемія Вальденстрема. Хронічні захворюван-ня, які супроводжуються активацією імунної систе-ми
	Збільшення вмісту білків гострої фази	1. Гострі запальні процеси (рідко)

Білкові фракції визначають за допомогою електрофо-ретичного методу, який був описаний вище.

Вуглеводний обмін

Визначення концентрації глюкози в крові є головним тестом, який відображає стан вуглеводного обміну. Крім того, для встановлення деяких змін вуглеводного обміну використовують внутрішньовенний та пероральний глюкозотолерантний тест, визначення вмісту глікозильованого гемоглобіну, пірувату та лактату, сіалових кислот та гексоз, які зв’язані з особливою групою глікопротеїнів - сіромукоїдами.

Глюкоза крові

Концентрацію глюкози визначають у сироватці, плазмі та цільній крові. Існують три групи методів визначення:

1. Ферментативні, основним з яких є глюкозооксидазний метод (фотометричний).

2. Редуктометричний, який базується на здатності глюкози відновлювати солі міді або нітробензолу.

3. Метод, який базується на кольоровій реакції з толуїдином.

У клінічній практиці для визначення концентрації глюкози використовують кров (приблизно 0,1 мл), яка взята з пальця. При визначенні за допомогою автоматичного аналізатора використовують венозну кров.

Концентрація глюкози в сироватці крові здорової людини становить 3,33 – 5,55 ммоль/л. Нормальними значеннями після 50 років слід також вважати концентрацію глюкози, яка дорівнює 4,4-6,2 ммоль/л. Значення вмісту глюкози в крові, які нижче 3,3 ммоль/л називають гіпоглікемією, вище 6,2 ммоль/л – гіперглікемією.

У таблиці 4 наведені основні стани, які супроводжуються гіпо- або гіперглікемією.

Таблиця 4 - Причини гіпо- та гіперглікемії

Зміна концентрації глюкози крові	Причини змін
Гіпоглікемія	Передозування інсуліну. Тяжкі отруєння миш’яком, хлорофор-мом, алкоголем з порушенням глюко-неогенезу та гликогенезу в печінці. Ендокринні захворювання (гіпотеріоз, Адісонова хвороба, гіпопітуїтаризм та ін.). Пухлини (рак надниркових залоз, фібросаркома, рак шлунка, первинний рак печінки). Порушення всмоктування вуглеводів (ентерити, панкреатична діарея та ін.). Довготривале голодування (аліментарна гіпоглікемія)
Гіперглікемія	Цукровий діабет I або II типу. Захворювання надниркових залоз з гіперпродукцією глюкокортикоїдів та катехоламінів (феохромоцитома та ін). Тиреотоксикоз. Захворювання підшлункової залози (гострий та хронічний панкреатит, пухлина підшлункової залози). Фізіологічна гіперглікемія (стрес, ін.-тенсивні фізичні навантаження, вжи-вання їжі, яка збагачена вуглеводами, що легко засвоюються та ін.)

Для встановлення наявності субклінічних (прихованих) форм порушення вуглеводного обміну використовують внутрішньовенний або пероральний глюкозотолерантний тест. Перший з них дозволяє виключити вплив перетравлювання та всмоктування вуглеводів на зміну концентрації глюкози в крові під час дослідження. Незважаючи на цю перевагу, пероральний тест є більш поширеним.

Глюкозотолерантний тест дозволяє також отримати додаткову інформацію шляхом розрахунку двох показників:

1. Гіпоглікемічний коефіцієнт – співвідношення концентрації глюкози в крові через 120 хвилин післі навантаження до концентрації натще (норма – менше 1,3).

2. Гіперглікемічний коефіцієнт – співвідношення концентрації глюкози через 60 хвилин після навантаження до концентрації натще (норма – не більше 1,7).

Підвищення норм цих показників свідчить про зниження толерантності до глюкози.

Таблиця 5 - Патологічні стани, при яких змінюється толерантність до глюкози

Напрямок змін толерантності до глюкози	Патологічний стан
Зниження толерантності до глюкози	Цукровий діабет, стероїдний діабет (зни-жується здатність тканин утилізувати глю-козу). Виразка дванадцятипалої кишки, зіперти-реоз, гастроектомія та ін. (збільшується швидкість адсорбції глюкози в кишечнику). Активація глюконеогенезу та/або гликоге-ноліза (наприклад, при феохромоцитомі, гіпертиреозі, під час вагітності та ін.). Ураження печінки з пригніченням гліко-генезу в ній
Збільшення толерантності до глюкози	Ентерити різної етіології, гіпофункція надниркових залоз та щитоподібної залози, тощо (порушення перетравлювання та всмоктування в тонкому кишечнику). Збільшення продукції інсуліну при гіперплазії, аденомі, карциномі островків Лангерганса підшлункової залози

Також слід зазначити, що при визначенні концентрації глюкози в крові та проведенні глюкозотолерантного тесту діагноз цукровий діабет може вважатися достовірним при концентрації глюкози натще вище 7,2-7,8 ммоль/л та вище ніж 11 ммоль/л через 2 години після навантаження.

Глікозильований гемоглобін (HbA_1c)

Для визначення концентрації цього гемоглобіну використовують хроматографічні, електофоретичні та хімічні методи, які базуються на зміні інтенсивності забарвлення при реакції залишків моноцукрів глікозильованого гемоглобіну зі спеціальними субстратами (наприклад, тіобарбітуровою кисло-тою). Вміст HbA_1c залежить від концентрації глюкози в крові та часу, який гемоглобін контактував з глюкозовмісним розчином. Саме тому концентрація цього гемоглобіну характеризує середній рівень концентрації глюкози в крові упродовж 3 - 4 місяців (приблизний час життя молекули гемоглобіну).

Визначення HbA_1c використовують в клініці для призна-чення оптимального лікування хворих на цукровий діабет та ступеня його компенсації.

Піровиноградна кислота (піруват)

Концентрацію пірувату визначають колориметричним методом.

Підвищена продукція пірувату можлива:

• при зниженні інтенсивності процесу окиснювального фосфорилювання в разі дефіциту кисню (пригнічення ЦЛК призводить до інгібування перетворення пірувату в ацетил-КоА);

• у разі підсилення катаболізму глюкози в анаеробних умовах, коли глюкоза активно перетворюється спочатку в піруват, а потім у лактат;

• при дефіциті вітаміну В₁, який призводить до пригні-чення окисного декарбоксилування пірувату і перетво-рення його в ацетил-КоА, а також блокує нормальний перебіг пентозофосфатного шляху (вітамін В₁ входить до складу транскетолази ПФШ).

Низка захворювань супроводжується підвищенням концен-трації пірувату в крові, а саме:

1. тяжка серцева недостатність;

2. тяжкі ураження печінки з порушенням її функцій;

3. гіповітаміноз В₁;

4. уремія;

5. інсулінозалежний цукровий діабет.

Молочна кислота (лактат)

Для визначення концентрації лактату використовують колориметричний метод з параоксидифенолом.

Підвищення концентрації лактату в крові спостерігається при всіх патологічних станах, які супроводжуються гіпоксією (загальною або місцевою):

1. гостра або хронічна недостатність кровообігу;

2. гостра кровотеча;

3. захворювання серця, які супроводжуються ціанозом;

4. артеріальний тромбоз, емболія, тромбофлебіт та ін.(пору-шення периферичного кровообігу);

5. цироз печінки, тяжкі анемії та ін.

Вищеперелічені захворювання характеризуються збільшен-ням співвідношення лактат/піруват, яке в нормі не повинно перевищувати 10/1.

Підвищення концентрації лактату також спостерігається при важкій фізичній праці, дії глюкагону, інсуліну та ін., але ці стани не супроводжуються зміною поданого співвідношення.

Сіалові кислоти (ацетилнейрамінова, гліколілнейрамінова)

Ці похідні нейрамінової кислоти визначають реакцією з резорцином.

Сіромукоїди

Сіромукоїди – це особлива група глікопротеїнів, які на відміну від інших вуглеводовмісних білків добре розчиняються в хлорній кислоті.

Підвищення концентрації сіалових кислот та сіромукоїда в сироватці крові спостерігається при всіх захворюваннях, які супроводжуються запаленням та ураженням тканин (інфаркт міокарда, пухлини тощо).

Обмін ліпідів

Для характеристики стану порушень ліпідного обміну використовують такі показники крові, як холестерол та його ефіри, триацилгліцероли (ТАГ), фосфоліпіди, ліпопротеїди, вільні жирні кислоти (ВЖК) та загальні ліпіди.

Загальний холестерол

Для визначення концентрації загального холестеролу (віль-ного та етерифікованого) використовують два колориметричних методи - метод Ілька (за реакцією з оцтовим ангідридом) та методом Златкіс-Зака (за реакцією з хлорним залізом). Нормальна концентрація загального холестеролу становить 3,9 – 6,5 ммоль/л (вільний холестерол 25-35%, ефіри холестеролу – 65-75%).

Нижче наведений перелік станів зі зміною концентрації холестеролу в крові.

Таблиця 6 - Причини гіпер- та гіпохолестеролемій

Зміна концентрації холестеролу в крові	Патологічні стани
Гіперхолестеролемія	Атеросклероз. Гіперліпопротеїнемія (II типу). Захворювання печінки, які супроводжуються явищами холестазу. Цукровий діабет. Нефротичний синдром, хроні-чна ниркова недостатність. Гіпотиреоз
Гіпохолестеролемія	Гіпертиреоз. Важкі ураження печінки (цироз, гепатит), які супроводжуються печінково-клітинною недостатністю. Довготривале голодування. Синдром мальадсорбції

Діагностичне значення має також визначення концентрації холестеролу ліпопротеїдів.

Підвищення концентрації холестерола ЛПВЩ спостеріга-ється при:

• цирозі печінки;

• хронічному гепатиті;

• інтоксикаціях.

Зниження вмісту холестеролу ЛПВЩ спостерігається при:

• підвищенні ризику атеросклерозу;

• ІБС;

• ішемічній хворобі мозку.

Нормальний вміст холестеролу ЛПВЩ дорослої людини становить 0,9 -1,9 ммоль/л.

Для оцінки стану ліпідного обміну важливий показник співвідношення холестеролу ЛПВЩ до загального холестеролу або холестеролу ЛПНЩ.

Відомо, що високий ризик інфаркту міокарда, інсульту, розвитку ІБС спостерігається при значенні співвідношення холестеролу ЛПВЩ до загального холестеролу, яке менше ніж 15%.

Триацилгліцероли (тригліцериди).

Триацилгліцероли (ТАГ) визначають у сироватці або плазмі крові спектрофотометричним методом після 12-годинного голодування за кількістю гліцеролу. Нормальний вміст триацилгліцеролів у крові:

• чоловіків 0,45 – 1,81 ммоль/л;

• жінок 0,45 – 1,53 ммоль/л.

Нижче наведений перелік захворювань, при яких спостерігаються відхилення від цих показників норми.

Таблиця 7 - Причини змін концентрації ТАГ у крові

Зміни концентрації ТАГ у крові	Патологічні стани
Гіпертригліцеридемія	Первинна гіперліпопротеїнемія (I, IIб, III, IV, V типів). Вірусний гепатит, цироз печінки. Обструкція жовчних шляхів. Хронічні форми ІБС, гострий інфаркт міокарда. Цукровий діабет. Подагра. Гіпотиреоз. Нефротичний синдром
Гіпотригліцеридемія	Спадкова абеталіпопротеїнемія. Гіпертиреоз, гіперпаратиреоз. Захворювання печінки з тяжкими порушеннями її функцій. Синдром мальабсорбції.

Фосфоліпіди.

Для визначення концентрації фосфоліпідів у сироватці або плазмі крові використовують метод вимірювання вмісту ліпідного фосфору за реакцією з молібденовою кислотою.

Нормальна концентрація фосфоліпідів у крові перебуває в межах 1,52 – 3,62 г/л.

Нижче наведений перелік захворювань, при яких спостерігається зміна цих показників.

Таблиця 8 - Причини гіпер- та гіпофосфоліпідемій

Зміни концентрації фосфоліпідів у крові	Патологічні стани
Гіперфосфоліпідемія	Гіперліпопротеїнемія II типу. Цироз печінки. Холестаз. Інфаркт міокарда. Панкреатит. Нефротичний синдром та ін.
Гіпофосфоліпідемія	Спадкова абеталіпопротеїнемія. Гіпертиреоз. Тяжкі захворювання печінки. В12-фолідефіцитна анемія.

Вільні жирні кислоти (ВЖК).

Концентрацію ВЖК визначають колориметричним методом за реакцією з мідним реактивом, який утворює солі з ВЖК. Після екстракції цих солей (сумішшю хлороформ-гептан-метанол) визначають кількість міді, яка не прореагувала з ВЖК. Нормальна концентрація ВЖК у плазмі крові становить 400 - 800 мкмоль/л.

Підвищення концентрації ВЖК спостерігається при атеро-склерозі, цукровому діабеті, інфаркті міокарда, гіпертеріозі, феохромоцитомі тощо.

Ліпопротеїни крові.

Визначення ліпопротеїдів (ЛП) крові різних класів проводять за допомогою вертикального електрофорезу в поліакриламід-ному гелі. Крім того, для кількісного визначення використо-вують методи денситометрії, ультрацентрифугування та ін.

Вміст ліпопротеїдів визначають для діагностики гіперліпо-протеїнемії. Найбільше практичне значення має визначення концентрації атерогенних ліпопротеїдів, насамперед ЛПНЩ та ЛПДНЩ. Зміна ліпопротеїнового спектру крові може мати первинний та вторинний характер.

Відомі п’ять класів первинних гіперліпопротеїнемій (за Фредріксоном, 1965), характеристика яких наведена в таблиці 9.

Таблиця 9 - Зміна основних показників ліпідного обміну при різних типах первинних гіперліпопротеїнемій

Показник	I	IIа	IIб	III	IV	V
Холестерол	(±)		++	++	(±)	+
ТАГ	+++		+	+++	+++	++
Хіломікрони	++					++
ЛДНЩ	(±)		+	++ *	++	++
ЛНЩ		++	++	++ *

«+» підвищення, «±» - без змін або невелике підвищення, «*» наявність аномальних форм ЛП.

Зміна співвідношення ліпопротеїнових фракцій з тенденцією до підвищення окремих класів ЛП також спостерігається при захворюваннях печінки, нирок, при атеросклерозі, цукровому діабеті тощо.

Більш детальне обговорення аналізу ліпопротеїнових фракцій крові є предметом іншого курсу лекцій.

Ферменти

Для діагностики захворювань внутрішніх органів найчастіше визначають активність таких ферментів, як амінотрансфераз (АСАТ та АЛАТ), лактатдегідрогенази, креатинфосфокінази (КФК, креатинкіназа), альдолази, лужної фосфатази, амілази та деяких інших.

Існують різноманітні методи визначення активності фер-ментів, у яких використовуються спектрофотометричні, флю-орометричні, фотометричні методи.

Для визначення активності ізоферментів, наприклад ЛДГ та КФК, використовують імунологічні, хроматографічні та електрофоретичні методи.

Інтерпретація результатів досліджень активності ферментів має певні складнощі, тому лікар повинен мати чітке уявлення про участь ферменту в метаболічних перетвореннях, можливих причинах змін активності, бути інформованим про методи, які були використані для аналізу активності ферменту, та вміти використовувати отримані результати в комплексі з аналізом інших показників крові та сечі й клінічної картини захво-рювання.

Нижче наведені можливі причини зміни активності деяких ферментів крові (табл.10).

Таблиця 10 - Зміна активності ферментів сироватки крові

Фермент	Хвороби та стани, які супроводжуються зміною активності
	підвищення		зниження
1. Амінотранс-ферази (АлАт, АсАт)	1) ураження клітин печінки при гострому вірусному гепатиті, хронічному гепатиті, цирозі, пухлинах печінки, інтоксикаціях; 2) гострий інфаркт міокарда; 3) ураження скелетних м’язів; 4) гемоліз еритроцитів
2. γ-Глутаміл- транспептидаза (ГГТП)	1) захворювання печінки (гепатити, цирози, метастази) з явищами холестазу; 2) обтюрації жовчних шля-хів; 3) панкреатит; 4) інтоксикації різного ге-незу

Продовження табл. 10

Фермент	Хвороби та стани, які супроводжуються зміною активності
	підвищення	зниження
3. Креатинфос-фокіназа (КФК)	гострий інфаркт міокарда; ураження скелетних м’язів (м’язові дистрофії, поліміозити тощо)	гіподинамія
4. Лактатдегід-рогеназа (ЛДГ)	ураження серця, скелетних м’язів, печінки, захворю-вання крові
5. Альдолаза	вірусний гепатит, цироз печінки; гострий панкреатит; гострий інфаркт міокарда; м’язові дистрофії, ураження м’язів; злоякісні новоутворення; лейкоз, гемолітична анемія тощо
6. Лужна фосфа-таза	обтураційна жовтяниця, гепатит, цироз печінки з явищами внутрішньо-печінкового холестазу; захворювання кісток (хвороба Педжета, рахіт, остеомаляція, злоякісні захворювання); ураження кишечника
7. Кисла фосфа-таза	рак передміхурової залози; деякі запальні процеси в передміхуровій залозі

Продовження табл. 10

Фермент	Хвороби та стани, які супроводжуються зміною активності
	підвищення	зниження
8. Альфа-амілаза	паротит; панкреатит; цукровий діабет; рак підшлункової залози; ниркова недостатність; перитоніт; опіки; холецистит; обтюрація кишечника
9. Холінестераза	гіпертонічна хвороба; нефроз; ожиріння; алкоголізм; вагітність; цукровий діабет; рак молочної залози	1) патологія пе-чінки (цироз, ге-патит, метаста-тичний рак печінки); 2) гостра або хронічна інток-сикація фосфор-органічними сполуками; 3) інфаркт міо-карда; 4) ракова кахексія; 5) гіпоальбумі-немія; 6) спадкові захворювання синтезу ферменту