n1

Яка ж природа клітинних транспортних механізмів, що відпові- дають за процеси реабсорбції та секреції? Велика кількість спосте- режень вказує на те, що в цих процесах беруть участь ферментні сис- теми, котрі забезпечують як орієнтацію переносу, так і субстратну специфічність.

Незалежно від деталей механізму для переносу будь-якої речови- ни проти електрохімічного градіенту потрібна енергія, можливо, у формі АТФ. До ферментів, котрі пов'язані з процесами ниркового транспорту, відносять глутаміназу, яку функціонує під час секреції NH3, і карбоангідразу, необхідну для обміну H+ – Na+.

Висока концентрація лужної фосфатази на обернених до просві- ту канальця і до судини поверхнях канальцевих клітин дозволяє при- пустити, що цей фермент також відіграє певну роль у процесах транспорту. Активний транспорт іонів Na+ відбувається в більшості сегментів нефрону, за винятком тонкого низхідного коліна петлі Генле. Вважають, що транспорт Na+ здійснюється за механізмом, пов'язаним з функціонуванням Na+-K+-залежної АТФази, котра, як і фермент, що знаходиться в мембранах еритроцитів і нервових клі- тин, чутлива до серцевих глікозидів.

Внутрішньосекреторна функція. Окрім важливої ролі, яку нирки відіграють у підтриманні об'єму і складу позаклітинної рідини, вони беруть участь також у гомеостатичному контролі артеріального кро- в'яного тиску.

Відомо, що деякі форми гіпертонії в людини пов'язані з різними нирковими порушеннями. У умовах гіпоксії нирки виділяють у кров протеолітичний фермент – ренін, який відщеплює пептид від білка си- роватки ангіотензиногену, що утворюється в печінці, перетворюючи його на ангіотензин I. Останній є неактивним. У нормальній плазмі міститься похідне фосфатидилсерину, яке є інгібітором реніну. Вміст реніну в плазмі підвищений у хворих на есенціальну гіпертонію.

Ангіотензин I – це декапептид з відомою амінокислотною по- слідовністю. Він не має пресорної активності. Проте, ангіотензин-I- перетворюючий фермент, що міститься в нормальній сироватці, відщеплюючи дипептид гіс-лей з С-кінця ланцюга декапептиду, пе- ретворює його в ангіотензин II, найпотужніший з усіх відомих пресо- рних агентів, який і зумовлює виникнення гіпертонії. Усім тканинам, особливо кишечнику і ниркам, властива пептидазна активність, тому ангіотензин II швидко руйнується.

Екстраренальними стимулами, які збільшують за участю сим- патичної нервової системи синтез і виділення реніну, є зменшення об'- єму крові та позаклітинної концентрації Na+ або K+.

Ангіотензин II діє також безпосередньо на надниркові залози, стимулюючи виділення мінералокортикоїду альдостерону, що при- зводить до затримки в організмі іонів Na+. Можливо тому дієта з обмеженим вмістом солі виявилася ефективною під час лікування гіпертонічної хвороби.

Є дані про існування зв'язку між утворенням у нирках проста- гландинів і ренінангіотензиновою системою.

541

Обидві ці системи беруть участь у регуляції водно-сольового обміну і кров'яного тиску.

Потужну судинорозширюючу дію, у тому числі і на кровоносні судини нирок, мають кініни плазми.

Склад сечі в нормі та при патології. Швидкість утворення сечі й її склад залежать від величини діурезу, м'язової активності, перетра- влювання і ряду інших факторів. Тому склад сечі досліджують, голо- вним чином, у добовій, тобто зібраній за 24 г сечі.

Об'єм сечі, яка виділяється здоровою дорослою людиною, складає від 600 до 2500 мл. Виділення великого об'єму (поліурія) свідчить про захворювання, наприклад, цукровим або нецукровим діабетом та ін.

Олігурія – зменшення об'єму сечі може спостерігатися у разі за- хворювання нирок, зневоджування організму, серцевій недостатнос- ті, під час лихоманки.

Колір сечі – солом'яно-жовтий або янтарний, залежить від наяв- ності пігменту урохрому.

Дуже темна сеча спостерігається у разі екскреції білірубіну. Нормальні осади. Свіжовиділена сеча, як правило, прозора. Під

час стояння іноді утворюється осад у вигляді пластівців, який скла- дається з невеликих кількостей нуклеопротеїнів або мукопротеїнів та епітеліальних клітин сечостатевих шляхів. Якщо сеча лужна, може утворюватися осад із суміші фосфатів кальцію й амонійного- магнієвого фосфату (потрійний фосфат); іноді випадають в осад ок- салати й урати, які розчиняються внаслідок підкислення. Із кислої сечі може випадати в осад сечова кислота.

рН сечі може змінюватися від 4,6 до 8,0. Переважно рН свіжови- діленої сечі коливається в межах 5,5–6,5. Кисла реакція продуктів, які виділяються з сечею у разі нормального змішаного харчового раціо- ну, зумовлена сірчаною кислотою, яка утворюється, головним чи- ном, унаслідок метаболізму сірковмісних амінокислот і фосфорною кислотою, котра утворюється з нуклеїнових кислот, фосфопротеїнів та фосфогліцеридів.

Улюдей, які перебувають на молочній дієті, рН сечі близько 6,0.

Уразі дієти, що складається в основному з овочів і фруктів, спостері- гається виділення лужної сечі.

Аніони й катіони сечі. Головним аніоном сечі є С1–. Під час вжи- вання дієти з низьким вмістом солі, С1– майже зникає із сечі. Макси- мальна кількість іонів С1– може досягати 340 мекв/л за добу.

Практично весь фосфор сечі знаходиться в складі ортофосфату, кількість якого коливається в залежності від його вмісту в їжі. Ви- ділення фосфату з сечею може зростати внаслідок ацидозу, алкало- зу та первинного або вторинного гіперпаратиреоідозу. Зменшене виділення фосфату може спостерігатися у разі ураження нирок, під час вагітності, а також унаслідок діареї через порушення абсорбції його в кишечнику.

Близько 80% загальної кількості сірки в сечі наявні у вигляді SO42– та їх кількість залежить від надходження сірковмісних аміно-

542

кислот. Частина етерифікованого SO42– наявна в сечі в складі оліго- сахаридів і ефірів із фенольними сполуками.

Головними катіонами сечі є Na+ та K+. Загальна кількість Na+, що виділяється із сечею, коливається в межах 2,0–4,0 г на добу, а К+ – 1,5–2,0 г на добу. Максимуми виділення цих катіонів не встановлено, але максимальна концентрація іонів Na+ у сечі становить близько 340 мекв/л, а K+ – близько 200 мекв/л і спостерігається тільки після введення великих кількостей гіпертонічних розчинів.

Щоденне виділення з сечею Ca2+ і Mg2+ коливається в межах від 0,1 до 0,3 г. Кількість іонів NH4+ може коливатися від дуже малих зна- чень при алкалозі до 5 г азоту аміаку на добу у разі важкого ацидозу. Як правило, виділяється від 0,5 до 1,0 г за добу.

Органічні компоненти нормальної сечі: сечовина, сечова кислота,

креатин, креатинін, амінокислоти, пігменти.

Сечовина – головний азотистий компонент сечі. У нормі її виділя- ється 333–583 ммоль на добу, що становить 60–80% загального азоту сечі. Підвищене виділення сечовини спостерігається внаслідок голо- дування, опіків, травм, атрофії тканин тощо, тобто під час посилення процесів катаболізму білків. Знижене виділення має місце у разі ура- ження печінки і порушенні фільтрації плазми в клубочках нирок. В останньому випадку відбувається затримка сечовини в крові (азо- темія). Низьке виділення сечовини можливе в період росту організму, а також під час застосування препаратів анаболічної дії.

Сечова кислота в нормі виділяється в кількості 2,35–5,9 ммоль на добу. Підвищене виділення сечової кислоти спостерігається вна- слідок лейкемії, гепатиту і подагри, а також після введення аспірину, кортикостероїдів та деяких інших препаратів.

Креатинін і креатин. У нормі за добу із сечею виділяється близько 4,4–17,6 ммоль креатиніну. Вміст креатиніну в сечі безпосередньо пов'я- заний з м'язовою масою. Це виражається креатиніновим коефіцієнтом– кількістю виділеного за 24 години креатиніну (у міліграмах) у перерахун- ку на1 кгмаситіла. Учоловіківцейкоефіцієнт коливається від18 до32, у жінок – від 10 до 25; він має невелике значення у огрядних і астенічних осібівелике– уосібізрозвиненоюмускулатурою.

Виділення креатину має місце, головним чином, у дітей, у жі- нок під час вагітності і в ранньому післяпологовому періоді. У разі зменшення маси м'язів унаслідок негативного азотистого балансу виділення креатину зростає, а креатиніну падає, але сумарне виді- лення цих речовин у цілому постійне. Така картина спостерігається, наприклад, під час голодування, діабету, гіпертиреозу, лихоманки.

Гіпурова кислота (бензоїлгліцин). Ця сполука вперше була виявле- на в сечі кобили. Уся введена з їжею бензойна кислота, а також продук- ти метаболізму препаратів саліцилової кислоти, виділяються у вигляді гіпурової кислоти. На бензойну кислоту багаті фрукти, ягоди, салат, овочі. Оскільки гіпурова кислота утворюється в печінці, як і інші так звані парні сполуки, швидкість виділення гіпурової кислоти після вве- дення бензойнокислого натрію використовується на практиці як показ- никтакзваної «функціїхімічногозахисту печінки».

543

Індикан. Виділяється з сечею, утворюється в товстому кишечнику внаслідок дії бактерій на триптофан (гниття); внаслідок цього утворю- ється індол, який після всмоктування надходить до печінки, окислюється до індоксилу й утворює сульфатний ефір у результаті реакції з ФАФС (3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат). З сечею виділяється калієва сіль су- льфатного ефіру індоксилу – індикан у кількості 5–25 мг/доб. Підвищене виділення індикану спостерігається під час ахлоргідрії внаслідок знижен- нябактерицидної дії шлункового соку, а також у разі непрохідності кише- чникаабообтураційноїжовтяниці.

Амінокислоти. У нормі з сечею виділяється близько 0,29–5,35 ммоль/доб амінокислот (за азотом). Найбільше в сечі міститься глі- цину, гістидину та аланіну.

Гіпераміноацидурія може мати місце внаслідок опіків, цукрово- го діабету, м'язової дистрофії, захворюваннь печінки та ін.

Зустрічається спадкова гіпераміноацидурія як наслідок дефекту біл- ків-переносників амінокислот у проксимальних канальцях нирок. У разі порушення обміну амінокислот у тканинах відбувається виділення з се- чеюдеякихпродуктівїхобміну, які внормі не екскретуються(гомогенти- зинової кислоти – під час алкаптонурії, фенілпіровиноградної, фенілоц- тової, фенілмолочноїкислот– прифенілкетонуріїтощо).

Молочна й піровиноградна кислоти в нормі екскретуються з се-

чею в кількостях, що відповідно дорівнюють 1,1 і 0,11 ммоль/доб. Підвищений вміст молочної кислоти в сечі спостерігається під час інтенсивної м'язової роботи та гіпоксії. Підвищення екскреції піро- виноградної кислоти з сечею має місце внаслідок цукрового діабету та гіповітамінозу В1.

Патологічні компоненти сечі

Білок. У нормальній сечі містяться сліди білка, які не виявляються звичайними клінічними методами. У разі протеїнурії основним білковим компонентомєальбумінсироватки, алеможутьбутиіглобуліни.

Найчастіше причиною протеїнурії є хвороби нирок (гострий гло- мерулонефрит, ранні стадії хронічного гломерулонефриту, нефро- тичний синдром, токсикоз вагітності). Альбумінурія може спостеріга- тися також унаслідок різних станів, які характеризуються порушенням кровопостачання нирок (наприклад, під час застійної форми серцевої недостатності, лихоманки, анемій, захворюваньпечінки).

Сеча хворих на множинну мієлому містить білок Бенс-Джонса, який випадає в осад у разі нагрівання сечі до 50°С і знову розчиняєть- ся під час кип'ятіння.

Глюкоза та інші моносахариди. У нормі добова сеча містить усього 0,3–1,1 ммоль/л глюкози. Ці кількості не виявляються зви- чайними лабораторними методами, тому вважають, що в нормі цу- кру в сечі немає. Підвищений вміст глюкози в сечі може спостеріга- тися після анестезії або асфіксії, а також унаслідок різних емоційних стресів. В такому разі концентрація глюкози в крові повинна пере- вищити порогове значення, тобто 8,3–8,8 ммоль/л. Короткочасна глюкозурія може бути пов'язана з аліментарною гіперглікемією.

544

У разі патології глюкозурія наявна в 25% хворих тяжкими формами гіпертиреозу. Але найчастіше глюкозурія є наслідком цукрового діа- бету. При цьому концентрація цукру в сечі хворих на діабет може ко- ливатися від 0,5 до 12%.

Можлива глюкозурія, не пов'язана з гіперглікемією. Це має міс- це у разі так званого ниркового діабету, коли є дефект білка-пере- носника, котрий бере участь у реабсорбції глюкози в проксимальних канальцях нирок. У цьому разі страждають транспортні системи будь-яких цукрів, що зумовлює появу їх у сечі.

Кетонові тіла в нормі не визначаються прийнятими в клініці лабораторними методами. Кетонурія наявна під час цукрового діа- бету, голодування, стероїдного діабету.

Порфірини. У нормальній сечі міститься невелика (до 300 мкг на добу) кількість порфіринів I типу. Однак унаслідок хвороб печінки та перниціозної анемії їх виділення може зростати в 10–20 разів. У разі гострої порфірії спостерігається екскреція із сечею значних кількостей уропорфірину III і копропорфірину III.

Жовчні пігменти. У нормі з сечею виділяється незначна кількість уробіліногену (стеркобіліногену). Однак його концентрація різко зро- стає під час гемолітичної і паренхіматозної жовтяниць, а також у разі отруєння отрутами, які викликають гемоліз.

545

ГЛАВА 15. ВСТУП ДО КЛІНІЧНОЇ БІОХІМІЇ

Предмет клінічної біохімії, її цілі і завдання

Клінічна біохімія – це прикладний розділ біохімії, який вивчає біохімічні процеси в організмі людини для оцінки стану його здоро- в'я і з'ясування механізму розвитку хвороби.

Завдяки виявленню біохімічних порушень в організмі хворої лю- дини розширилися можливості діагностики, оцінки впливу різнома- нітних лікувальних заходів на перебіг патологічного процесу та його прогноз.

Усистемі вищої медичної освіти клінічна біохімія є самостійною дисципліною й одночасно найважливішим розділом цілої галузі ме- дичної науки та практичної охорони здоров'я, яка називається «кліні-

чною лабораторною діагностикою».

Життєдіяльність організму визначається єдністю і взаємозалеж- ністю трьох його компонентів: структури, обміну речовин та функції органів і тканин. Показники, які характеризують стан кожного з них в умовах патології, вивчаються відповідними дисциплінами.

Утабл. 22 показано місце біохімії, фізіології і морфології в сис- темі медичної освіти.

Клінічний потенціал лабораторної діагностики має три джерела. Патобіохімія і патофізіологія надають відомості про зміни хімічного та клітинного складу, головним чином, біологічних рідин при пато- логічних станах організму; фізика, хімія, біологія є джерелом мето- дичних прийомів для виявлення і кількісного визначення компонен- тів біологічних рідин; тісна взаємодія з клінічною медициною дає можливість перевірити на практиці реальну діагностичну і прогнос- тичну цінність теоретичних уявлень та аналітичну якість лаборатор- них методів дослідження.

Раціональний відбір певних методів дозволяє будувати страте- гію і тактику одержання лабораторної інформації про стан організму

івикористовувати її з метою діагностики, контролю за ефективністю лікування хворих, а в ряді випадків – і прогнозу.

Серед великої кількості сучасних методів клінічної лабораторної діагностики розрізняють наступні групи методів: хіміко-мікроско- пічні методи дослідження біологічних матеріалів (сечі, калу, мокроти та ін.); методи гематологічних досліджень; методи дослідження сис- теми гемостазу; методи клінічної мікробіології; методи клінічної імунології та методи клінічної біохімії.

546

547

Сучасна система вищої фармацевтичної освіти дає достатню медико-біологічну підготовку майбутньому провізору, а його хімічна підготовка значно змістовніша за ту, що одержує лікар у медичному ВУЗі. Саме цим зумовлене включення розділу «Вступ до клінічної біохімії» у підручник «Біологічна хімія» для студентів фармацевтич- них закладів вищої освіти і відповідних факультетів вищих медичних навчальних закладів.

Завдання клінічної біохімії полягає не лише у виявленні патобіо- хімічних порушень, але й у визначенні функціонального стану органі- зму в цілому, його компенсаторно-пристосувальних можливостей. Деякі питання діагностики можуть вирішуватись лише завдяки кліні- чній біохімії, оскільки ряд захворювань, наприклад, уроджені хворо- би, а також деякі інфекційні, наприклад, епідемічний гепатит, не мають експериментальної моделі.

Призначення клініко-біохімічних досліджень:

1)рання діагностика захворювань;

2)постановка диференціального діагнозу;

3)визначення тяжкості перебігу і прогнозу захворювання;

4)контроль ефективності лікування і профілактики;

5)вивчення молекулярних механізмів розвитку хвороби. Основними об'єктами клініко-біохімічних досліджень здебіль-

шого є біологічні рідини: кров, плазма, сироватка, лімфа, рідше – інші рідини внутрішніх середовищ організму (спинномозкова рідина, вну- трішньосуглобна рідина та ін.); використовуються також екскрети, такі як сеча, жовч, слина, шлунковий та кишковий сік, кал, піт, жіноче молоко, сім’яна рідина; шматочки тканин (біоптати), взяті прижит- тєво під час хірургічних операцій або за допомогою спеціальних при- стосувань.

Найпоширенішими об'єктами біохімічних досліджень є кров і се- ча, зрідка аналізуються інші рідини і екскрети, а також тканини.

Основні групи біохімічних показників, які визначаються в клі- ніці, такі:

1)вміст макромолекул, мономерів і деяких продуктів їхнього обміну;

2)активність ферментів та ізоферментів;

3)вміст вітамінів, коферментів та продуктів їхнього обміну;

4)вміст води і мінеральних речовин;

5)вміст позаклітинних регуляторів метаболізму – гормонів, гі- стогормонів, медіаторів та продуктів їхнього обміну.

Прагнення до освоєння нових біохімічних методів дослідження зумовило практичне використання численних методів визначення одних і тих же біохімічних показників за допомогою різних методич- них прийомів або безлічі варіантів однотипних методик з різними способами вираження результатів. Це значно ускладнило зіставлен- ня й інтепретацію лабораторних аналізів, виконаних у різних лікува- льних закладах. Щоб виправити становище, було проведено велику роботу з уніфікації методів визначення різних лабораторних тестів.

548

Принципи уніфікації клініко-біохімічних методів дослідження

Уніфікація клінічних лабораторних методів дослідження означає науково обґрунтований вибір і використання в практичній роботі єди- них аналітичних процедур, які найбільшою мірою відповідають сучас- ному рівню розвитку медичної науки і потребам практики. Така уніфі- кація має забезпечити надійність і порівнянність результатів діагнос- тичних біохімічних досліджень, виконаних у різних лабораторіях.

У роботі з уніфікації методів бере участь широке коло фахівців, учених, практичних працівників лабораторій лікувально-профілак- тичних закладів.

Вибір уніфікованих методів ґрунтується на аналітичних, медич- них та техніко-економічних критеріях.

До аналітичних критеріїв належать: специфічність, чутливість, відтворюваність. Перевагу віддають тим методам, які мають най- вищі аналітичні показники.

Медичні критерії – це, насамперед, діагностична значимість або інформативність показника з урахуванням застосування обраного методу, а також тривалість процесу аналізу по відношенню до при- пустимих строків встановлення діагнозу, спосіб одержання матеріалу для досліджень, наприклад кров з вени або пальця, а також кількість біологічного матеріалу, необхідного для дослідження. Наприклад, при диспансеризації населення велику перевагу має можливість оде- ржання крові з пальця, а не з вени.

До критеріїв техніко-економічного характеру належать: витрати робочого часу на виконання одного дослідження; вартість реактивів і їх доступність для практичних лабораторій; токсичність або нешкідли- вість реактивів; наявність необхідної для дослідження апаратури та приладів; можливість адаптації методу до автоаналізаторів і можли- вість налагодження промислового випуску готових наборів реагентів.

Уніфікація клінічних лабораторних методів, у тому числі і кліні- ко-біохімічних, є етапом на шляху подальшого вдосконалення, а са-

ме – стандартизації методів.

У1960 р. Генеральна конференція з мір і ваги прийняла Міжна- родну систему одиниць СІ (System International – SI) як єдину універ- сальну систему для всіх галузей науки, техніки і виробництва.

XXX сесія Всесвітньої асамблеї охорони здоров'я, що відбулася

в1974 р., рекомендувала використовувати систему одиниць СІ в усіх галузях медицини, у тому числі в практичній охороні здоров'я.

Уклінічній лабораторній діагностиці Міжнародну систему оди- ниць застосовують у відповідності з наступними правилами:

1. Як одиницю об'єму слід застосовувати літр. Не рекомендуєть- ся застосовувати часткові або кратні від літра (1 мл, 100 мл).

2. Концентрація вимірюваних речовин вказується як молярна (моль/л) або як масова (г/л).

3. Молярна концентрація використовується для речовин з відо- мою відносною молекулярною масою. Іонна концентрація познача- ється як молярна.

549

4.Масову концентрацію використовують для речовин, відносна молекулярна маса яких невідома.

5.Густина вказується в г/л, кліренс – у мл/с.

6.Активність ферментів на перетворену кількість речовин за ча- сом і об'ємом позначається як моль/(с л); мкмоль/(с л); нмоль/(с л).

При переведенні одиниць маси в одиниці кількості речовини

(молярні), коефіцієнт перерахунку K = 1/Mr , де Мr – відносна моле-

кулярна маса. При використанні даної формули одержують наступні одиниці кількості речовин:

Особливості біохімічних досліджень у клінічних та клініко-біохімічних лабораторіях

У наш час у роботі біохімічних лабораторій мають місце наступ- ні три особливості:

1.Прагнення до багатоплановості, комплексного обстеження хворого з використанням декількох найбільш інформативних для пе- вного виду патології біохімічних показників, так званих констеляцій. Як показує досвід багатьох лабораторій, використання констеляцій упорядковує працю лікарів-біохіміків і лаборантів, є зручним для клі- ніцистів, скорочує діагностичний період обстеження хворого.

2.Динамічне спостереження й обстеження, тобто багаторазове визначення показників.

3.Широке використання функціональних навантажувальних проб. Останнє зумовлено тим, що завдання клінічної біохімії полягає

не тільки у виявленні патобіохімічних порушень, але й у визначенні функціонального стану окремих органів і регуляторних систем, а та- кож оцінці їхніх компенсаторно-пристосувальних можливостей.

Тактика клініко-біохімічних досліджень включає наступні етапи:

1)Біохімічний скринінг (просіювання), тобто виявлення відхи- лень від норми при профілактичному, іноді масовому обстеженні населення. Ідея поєднання тестів, які застосовуються для виявлен- ня тієї чи іншої патології, лежить в основі різних варіантів лабора- торного скринінгу (комплексу тестів «мереж»), здатного виявити порушення обмінних процесів навіть у прихованій, початковій ста- дії захворювання. При з'ясуванні окремої патології скринінг може складатися з невеликої кількості тестів, для пошукових цілей у скринінг входить значна кількість (15 і більше) біохімічних методик (В.В. Меньшиков).

2)Цілеспрямоване диференціально-діагностичне дослідження для визначення точного діагнозу.

550