ЛАБОРАТОРНАЯ МЕДИЦИНА: ИСТОРИЯ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПЕРСПЕКТИВЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ МЕДИЦИНА: ИСТОРИЯ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПЕРСПЕКТИВЫ

 

Лабораторная медицина — неотъемлемая часть клинического обследования больного. Без данных лабораторных анализов невозможна

не только постановка клинического диагноза, но и контроль за эффективностью и безопасностью лекарственной терапии.

Вместе с тем, перед медициной сегодня возникла и другая важная проблема — изменение клинико-лабораторных показателей под влиянием лекарственных препаратов. Последствия этого явления достаточно серьезны — неверное толкование результатов клинико-лаборатор-

ных исследований ведет к постановке неверного диагноза и назначению нерациональной терапии. Широкому кругу врачей данные о влиянии

лекарственных препаратов на лабораторные показатели неизвестны, хотя чрезвычайно важны для их практической деятельности. Участие

провизора в проведении лекарственной терапии, квалифицированное консультирование врача по широкому кругу вопросов, связанных с ле-

карствами, поможет значительно повысить качество лечения и снизить количество нежелательных побочных явлений.

В связи с развитием во всех государствах Европы, а также в молодом независимом государстве Украина концепции самолечения легких,

неопасных для жизни состояний самим больным с помощью безрецептурных препаратов среди профессиональных обязанностей провизора

значительное место начинает занимать фармацевтическая опека больного в течение всего времени лекарственной терапии. Знание основ

клинико-лабораторной диагностики — необходимый фундамент для проведения фармацевтической опеки на надлежащем уровне.

Клинико-лабораторная диагностика также является базой для всего цикла медико-биологических дисциплин, изучаемых в фармацевти-

ческих вузах. Все вышесказанное определяет важность и целесообразность введения лабораторной диагностики в систему высшего медицинского образования. Данная дисциплина впервые начала читаться на кафедре клинической фармации Национальной фармацевтической академии Украины в 1994 г.

 Клиническая лабораторная диагностика — это преимущественно экспериментально-теоретическая наука, которая с помощью лабораторных методов на уровне молекул, клеточных органелл, клеток и органов, организма в целом, их взаимосвязи изучает этиологию, патогенез, течение заболевания, особенности процесса выздоровления и реабилитации.

Патологическая биохимия обосновывает свои выводы на результатах модельных экспериментов на животных и клинико-экспериментальных исследований.

Задачи клинической лабораторной диагностики включают:

— исследование химического состава организма, органов, клеток, субклеточных структур в условиях патологии;

— изучение изменений отдельных компонентов организма в те­чение болезни, качественную и количественную оценку отклонений от нормальных метаболических путей при заболеваниях;

— разработку биохимических показателей, характеризующих со­стояние здоровья или болезни;

—установление специфических признаков для выявления факторов риска, постановки точного диагноза, целенаправленного лечения, для выработки критериев контроля над течением заболевания, реконвалесценции и реабилитации.

Изучение биохимических основ заболеваний позволяет обосно­вать тактику обследования и лечения больного.

Клиническая лабораторная диагностика позволяет существенно облегчить научно-обоснованную постановку диагноза, выбор лечения и методов пре­дупреждения заболевания. Она также изучает тактику и методологию биохимических исследований, то есть позволяет ответить на вопро­сы: что исследовать? зачем? о чем говорят полученные результаты?

Клиническая лабораторная диагностика изучает биохимическую симптоматику заболеваний.

При переходе от состояния здоровья к состоянию болезни редко происходят резкие изменения в системах организма. Зачастую такие резкие переходы связаны с действием экстремальных патогенных факторов.

В развитии заболевания выделяют несколько стадий: преморбидную, стадию клинических симптомов, стадию выраженной болезни, стадию выздоровления.

В преморбидной стадии еще могут быть незаметны клинические, а в большинстве случаев и субъективные, признаки, но уже есть регистрируемые изменения биохимических параметров (например, глюкозотолерантный тест при сахарном диабете).

С момента обращения к врачу начинается процесс диагностики. Составной частью этого процесса является биохимическое обследо­вание пациента. Результатами такого исследования являются биохи­мические показатели.

При патологии наблюдаются изменения, вызванные как самим патологическим процессом, так и возникающими метаболическими нарушениями. Эти изменения отражаются в биохимических показа­телях, которые могут увеличиваться или снижаться, появляться или исчезать, может изменяться динамика роста или снижения того или иного показателя.

 

Назначение и трактовка результатов биохимических исследова­ний — это неотъемлемая составная часть врачебной деятельности.

 

Лабораторные  исследования в клинике

Клинические биохимические тесты составляют свыше одной тре­ти всех лабораторных клинических исследований

Чаще всего биохимические лаборатории выполняют «базовые», или «основные», исследования — наиболее часто затребуемые вра­чами тесты, диагностически значимые у многих пациентов. Распространенными являются определенные комбинации биохимических ис­следований (мочевина и электролиты, тесты функции печени, газы крови

Биохимические исследования необходимы в клинике для:

Установления причины заболевания

Определения рационального лечения

Мониторинга развития и течения заболевания

Оценки эффективности лечения, прогноза заболевания

Разработки скрининг-тестов для ранней диагностики

 

Не каждая лаборатория оборудована для выполнения всех воз­можных биохимических тестов. Ряд специальных исследований для диагностики редких заболеваний может выполняться только в крупных лабораториях или диагностических центрах.

Еще одна группа биохимических исследований связана с необходимостью срочного принятия решения клиницистами в экстренных ситуациях — это так называемые ургентные тесты, или тесты при неотложных состояниях 

 

Спектр клинико-биохимических исследований

 

 

В настоящее время в биохимических лабораториях выполняется около 400 различных тестов: от очень простых (определение содер­жания натрия) до очень сложных (ДНК-анализ, скрининг лекарствен­ных рецепторов, разделение липопротеиновых фракций).

Многие трудоемкие тесты выполняются с использованием авто­матических и полуавтоматических биохимических анализаторов. В ар­сенале биохимических лабораторий находится широкий спектр ком­мерческих наборов реагентов для определения различных клиничес­ки значимых показателей. 

 

Порядок проведения биохимических исследований

Биохимическое исследование проводится с целью ответа на кли­нический вопрос, возникающий у врача в отношении пациента.

Проведение лабораторного обследования можно разделить на следующие этапы:

–       назначение исследования;

–       подготовка обследуемого лица;

–       взятие материала;

–       хранение и доставка его для исследования;

–       регистрация анализа;

–       выбор метода, подготовка, выполнение и оформление анализа;

–       трактовка полученных результатов.

 

При заболевании наблюдаются изменения, вызванные как самим патологическим процессом, так и возникающими метаболическими перестройками организма. При этом может происходить увеличение или уменьшение содержания веществ, повышение или снижение ак­тивности ферментов, появление метаболитов или аномальных форм, не встречающихся у здорового человека, неадекватная реакция на нагрузку определенными веществами и др.

Для различных патологических состояний (кроме генетически обусловленных) биохимические сдвиги не являются строго специфически­ми, и поэтому учитываются главным образом такие критерии, как «больше-меньше», «продолжительнее-быстрее», «наличие-отсутствие» органоспецифических показателей, изоферментов и т.п. По сути дела, оцениваются, по сравнению с показателями у здоровых людей, сте­пень и время возникновения в организме изменения уровня того или иного показателя, продолжительность развившихся нарушений. Поэто­му диагностическая чувствительность того или иного теста тем боль­ше, чем адекватнее его выбор, чем больше различия между показате­лями у здоровых и больных людей, чем продолжительнее период из­менений, отражающих динамику болезни. Обнаружение соответству­ющих изменений и является целью биохимических исследований.

Правильно выбрать биохимический тест — значит, учесть сово­купность анамнестических и клинических данных, которые могли бы ориентировать на предполагаемый диагноз, а в ходе дальнейших на­блюдений позволили бы учитывать особенности динамики того или иного избранного показателя, связанного как с самим патологичес­ким процессом, так и с особенностями больного, возможным влия­нием факторов, в том числе лекарственных препаратов.

Информация, указываемая в направлении на исследование, мо­жет быть различна в зависимости от цели исследования. Обязатель­ным является указание паспортных данных пациента. Направление должно содержать определенные сведения о предполагаемой пато­логии. Необходимые для выполнения анализы должны быть четко оп­ределены.

Подготовка обследуемых лиц

При назначении анализа обследуемому надо разъяснять, как пра­вильно, в зависимости от цели исследования, собрать материал (мочу, кал, мокроту и т.д.) для анализа, как важно накануне обследования не допускать физических и эмоциональных перегрузок, не употреблять спиртных напитков, не курить и т.д.

Одним из условий получения правильных результатов является обследование больного в состоянии основного обмена (покоя). Са­мое благоприятное время для исследования — часы после ночного сна. Пациенты, обследуемые утром, в предшествующий период, пос­ле 20—22 часов, должны исключить прием пищи и жидкости. Ли­цам, которые обследуются днем, разрешается легкий завтрак, через 4—5 часов после которого можно проводить взятие крови для опре­деления многих тестов. Липидный обмен можно исследовать через 12—14 часов после последнего приема пищи. Это связано с тем, что после приема жирной пищи в течение нескольких часов в крови по­вышается содержание холестерина и других липидов.

Гиперхолестеринемия может также развиваться на определенных этапах голодания. В течение 4—8 часов после приема пищи может быть повышено содержание хиломикронов, состоящих преимуще­ственно из триацилглицеринов пищевого происхождения, апопротеина В (апо-В) и частично апопротеинов А и С (апо-А и апо-С), с макси­мальной концентрацией через 2—4 часа.

При исследовании у новорожденных пуповинной крови следует тщательно следить, чтобы в нее не попала кровь матери, так как в пос­леднем случае неизбежны диагностические ошибки.

При проведении обследования в динамике болезни (для исклю­чения возможных суточных колебаний отдельных показателей и вли­яния этого на результаты анализа) исследования необходимо осуще­ствлять в одно и то же время суток.

При проведении обследования с «нагрузочными пробами» нужно точно соблюдать интервалы времени, указанные в методике, так как при трактовке результатов важен количественный и качественный учет «кривой» за определенный период времени.

В некоторых случаях необходимо соблюдать определенные усло­вия. Так, больным с нарушением процессов всасывания в кишках (на­пример при гипотиреоидизме, болезни Аддисона) при ис­следовании гликемической кривой пероральный прием глюкозы заменяется внутривенным введением. Для оценки всасывательной спо­собности кишок с помощью нагрузки D-ксилозой с последующим оп­ределением ее в сыворотке крови и моче необходимо за 1—2 дня, предшествующих исследованию, исключить из диеты фрукты.

Нужно объяснять пациентам, что даже выкуренная перед взятием анализа сигарета, выпитый кофе, небольшое количество алкоголь­ного напитка и другие факторы могут обусловить ложноположительные или ложноотрицательные результаты исследования, что, в свою очередь, приведет к неправильной трактовке врачами-клиницистами результатов анализа.

Взятие материала

Любой биологический материал для анализа должен быть взят по определенным правилам, с учетом суточных, месячных и других ко­лебаний отдельных показателей. Должны четко соблюдаться условия его хранения и транспортировки.

В таблице 4 представлены биологические материалы, использу­емые для биохимических исследований.

Биохимическое исследование крови в клинике получило наибо­лее широкое распространение. Кровь — жидкая ткань, осуществляю­щая в организме интеграцию биохимических процессов, протекаю­щих в различных клетках, в единую систему.

Интегративная функция крови реализуется благодаря транспор­ту химических веществ между различными органами и тканями. Кро­ме интегративной функции кровь выполняет защитную, питательную, регуляторную, терморегуляторную и другие функции.

Химический состав крови отражает состояние обмена веществ в организме. Различные заболевания сопровождаются изменением содержания в крови тех или иных веществ.

Образцы, используемые для биохимических исследований

Венозная кровь, сыворотка и плазма

Артериальная кровь

Капиллярная кровь

Моча

Кал

Цереброспинальная жидкость

Мокрота и слюна

Ткани и клетки

Аспираты, например:

плевральная жидкость,

асцитная жидкость,

синовиальная жидкость,

кишечное содержимое Камни (почечные, желчные и т.д.)

Здоровый человек имеет постоянный биохимический состав крови. Содержание ее компонентов находится в определенных пределах (референтные уровни), характерных для человеческой популяции.

Постоянство биохимического состава крови поддерживается за счет регулярного поступления различных веществ из желудочно-ки­шечного тракта, через дыхательную систему, кожу, а также в резуль­тате непрерывно происходящего обмена веществ в организме при взаимодействии и взаимообусловленности функций различных орга­нов и систем.

Для биохимических исследований, как правило, кровь берут пу­тем венепункции. Связанные с этим эмоциональные влияния следует максимально исключить. Увеличение времени сдавливания сосудов жгутом вызывает локальный стаз и гипоксию, приводящие к измене­нию содержания ряда веществ: уменьшению концентрации сахара, увеличению лактата, аммиака, кальция, общего белка и белковых фракций и др. Продолжительное сдавливание или травма вены мо­жет вызывать повышение фибринолитической активности.

Величина многих биохимических показателей зависит от положе­ния тела больного во время взятия крови (стоя, лежа). Так, в зависимости от этого могут изменяться концентрация белка, содержание калия, кальция, альбумина, фосфора, холестерина, активность ферментов: ACT, щелочной и кислой фосфатаз. Концентрация белка, содержание альдостерона в положении лежа ниже, чем в положении стоя.

На результаты исследования многих показателей влияет гемолиз, возникающий вследствие неправильного взятия крови. При гемоли­зе в сыворотку (или плазму) крови выделяются различные вещества из разрушенных эритроцитов.

Моча — биологическая жидкость, вырабатываемая почками. С мочой из организма удаляются конечные продукты обмена веществ (шлаки), избыток воды и солей, токсические вещества, поступающие в организм извне или образующиеся входе метаболизма.

Образование и отделение мочи является составной частью под­держания гомеостаза организма.

Биохимический анализ мочи дает представления о функциональ­ном состоянии почек, процессах обмена веществ в различных орга­нах и организма в целом, способствует выяснению характера пато­логического процесса, установлению патогенеза и прогноза заболе­вания, позволяет судить об эффективности проводимого лечения.

Результат исследования мочи в значительной степени зависит от того, как она собрана и в каком виде доставлена в лабораторию для анализа. Собирать мочу следует в тщательно вымытую посуду, дос­тавлять в лабораторию в бутылках или склянках из бесцветного стек­ла с плоским дном. Необходимо объяснить больным, что перед сбо­ром мочи на анализ как женщинам, так и мужчинам необходим тща­тельный туалет половых органов кипяченой водой для исключения попадания в мочу посторонних примесей.

У женщин мочу для анализа необходимо собирать за 5 дней до и через 5 дней после окончания менструации. Забор мочи производят из средней порции струи.

Кал лучше всего собирать в бумажные стаканчики одноразового пользования, пропитанные парафином. Собранный кал не должен со­держать примесей мочи, воды (жидкости после проведения клизм), жи­ровых остатков после введения свечей, сульфата бария, который выде­ляется в течение 2—3 дней после рентгенологического обследования. Перед исследованием не следует применять слабительных препаратов или пить минеральную воду, оказывающую слабительное действие.

При исследовании желчи применяют фракционное дуоденальное зондирование. Ошибки могут быть связаны с тем, что дуоденальное зондирование проводится обычным зондом. При этом желчь может смешиваться с секретом поджелудочной железы. Возникает необхо­димость отсасывания желудочного содержимого, что возможно при использовании двухканального гастродуоденального зонда.

Очень важно, чтобы перед диагностическим зондированием боль­ной не принимал настоя желчегонных трав и других лекарственных препаратов, особенно гормонов, значительно изменяющих показа­тели желчи. Например, прием кортикостероидов резко изменяет об­щее количество и содержание отдельных фракций желчных кислот, общее количество белка и соотношение белковых фракций и др.

Важную роль в предотвращении ошибок при лабораторном об­следовании играет правильное хранение проб. Имеют значение время хранения материала для исследования, температура, влаж­ность, чистота воздуха, освещенность и другие факторы.

Трактовка результатов

Правильная интерпретация результатов исследования возмож­на только при достаточном знании особенностей биохимических сдвигов при разных состояниях организма и механизмов возника­ющих нарушений.

При трактовке полученных результатов необходимо учитывать ряд методологических моментов:

1.     Химический состав крови и мочи отражают состояние обмена веществ организма человека. Подавляющее большинство заболева­ний сопровождается изменениями в содержании отдельных веществ и ионов в крови и моче, других биологических жидкостях. Многовеко­вой опыт медицины позволяет рассматривать кровь как зеркало об­мена веществ.

2.     Содержание каждого отдельного биохимического компонента в крови и моче отражает деятельность многих органов и систем, а также собственную функцию данной жидкости. В силу этого, оценивая полученные результаты, следует их рассматривать в свете одновре­менного воздействия многих, нередко конкурирующих друг с другом факторов, взвешивать их относительное влияние на определяемый биохимический компонент.

3.     Содержание ряда веществ в крови и мочи подвержено ритмичес­ким изменениям, отражающим периодические воздействия внешних и внутренних факторов (смена времени года, лунные месяцы, смена вре­мени суток и т.д.). Это нужно учитывать при интерпретации данных.

4.     Биохимический состав крови, мочи, других биожидкостей, его изменения под влиянием стандартных нагрузок могут иметь индиви­дуальные колебания у отдельных людей, отражающие влияние биоло­гических факторов ( гено- и фенотип, возраст, пол, суточные, месяч­ные, сезонные ритмы отдельных показателей), факторов социальных (особенности образа жизни, питания, трудовой деятельности; вредные привычки — курение, прием алкоголя) и факторов природных (клима­тические особенности географических зон — солнечная радиация, ко­лебания температуры, влажность окружающей среды, вода).

5.     При принятии решения об отклонении биохимического пара­метра от нормы следует ориентироваться не на средние показатели, а на справочные величины, получаемые с учетом влияния факторов, указанных в пп. 3 и 4.

6.     Для получения достоверных результатов биохимических иссле­дований необходимо обеспечить строгое соблюдение правил взятия образцов крови и мочи, правильного их хранения и транспортировки в лабораторию. Выполнение этих правил полностью зависит от кли­нического персонала, самого обследуемого и должно находиться под контролем врача.

7.     Диагностическое значение результатов биохимического анали­за зависит от степени связи исследуемых параметров с патологичес­ким процессом. Поскольку содержание большинства биохимических компонентов крови, мочи, биожидкостей зависит не от одного, а от нескольких факторов, большая часть установленных в ходе исследо­ваний изменений должна рассматриваться с позиций вероятностно­го, многофакторного подхода. Должны учитываться величины диаг­ностической чувствительности, специфичности, эффективности ис­пользуемых биохимических тестов.

8.     Никогда не следует забывать, что результаты биохимических исследований — это лишь часть сведений об исследуемом человеке. Учитывая высокую вариабельность физиологических и патологичес­ких процессов в клинической диагностике, никогда нельзя опираться только на данные биохимических параметров.

Способы выражения биохимических результатов

Большинство биохимических анализов являются количественными, хотя качественный и полуколичественный анализы также имеют место при биохимических исследованиях. Многие тесты измеряют количество анализируемого вещества в небольшом объеме образцов, таких, как кровь, плазма, сыворотка, моча или другие жидкости и ткани. Результа­ты тестов выражаются в молярных единицах. Моль любого вещества содержит 6 – 10²³ молекул. Молярное выражение концентрации характе­ризует, сколько молекул анализируемого вещества находится в образ­це. Молярные единицы могут быть переведены в массовые единицы: один моль — это молекулярная масса вещества в граммах.

Результаты биохимических исследований обычно представляют­ся как концентрации веществ — число молей в одном литре (моль/л)

Молярные единицы

 

Результаты энзимологических исследований обычно выражают­ся не в молях, а в единицах ферментативной активности.

Большие молекулы (белки) измеряются в граммах или милли­граммах.

Газы крови (Рсо₂ или PQ₂ ) выражаются в килопаскалях (кПа).

Вариабельность результатов исследований

Биохимические измерения могут варьировать по двум причинам: аналитическим и биологическим.

Аналитические вариации. Достоверность полученных результа­тов определяется соблюдением ряда условий при выполнении био­химических исследований. Ряд понятий описывает результаты био­химических определений:

—точность и аккуратность;

—чувствительность и специфичность;

—референтные уровни.

Точность — это воспроизводимость аналитического метода. Ак­куратность определяют как соответствие измеренных уровней ре­альным уровням. Представления об этих понятиях дает аналогия с мишенью. 

Чувствительность определяется наименьшим количеством ве­щества, которое может быть идентифицировано. Специфичность отражает способность метода определять исследуемое вещество при наличии потенциально похожих веществ.

Референтные уровни. Аналитические причины вариабельности результатов исследований менее существенны, чем причины биоло­гические. Результаты биохимических исследований обычно сравни­вают с референтными уровнями показателей, характерными для здо­ровых людей. Референтные уровни — это пределы значений биохимических показателей, определенные на большой популяции здоровых людей. Исследуемые показатели у 95% населения находят­ся в пределах М±2о (М — среднее значение, о — среднеквадратич­ное отклонение), и только у 5% здорового населения значение пока­зателей может выходить за эти референтные пределы.

 

На практике жесткие разграничения биохимических показателей у здоровых и больных людей отсутствуют. Однако, чем больше резуль­тат отличается от нижних или верхних пределов референтных уров­ней, тем больше вероятность наличия патологии.

Довольно частой является ситуация «перекрывания» показателей, характерных для состояния болезни и состояния здоровья.

Пациенты с ненормальными результатами, не обнаруживающие признаков заболевания, считаются ложнопозитивными. Больные, у которых определяются «нормальные» значения показателей, — ложнонегативными.

Биологические и другие факторы, влияющие на интерпрета­цию результатов исследований. Результат лабораторного анализа является итогом ряда процессов, протекающих в организме пациента наряду с патологическим. Этот результат зависит от потребляемой пищи, принимаемых лекарственных препаратов, лечебных и диагнос­тических процедур, некоторых физиологических состояний. Каждый из этих факторов, в зависимости от силы его воздействия, способен по­влиять на результат исследования вне связи с основным патологичес­ким процессом. Поскольку эти факторы носят внелабораторный харак­тер, учет их влияния на лабораторные результаты должен осуществ­лять клиницист. Некоторые из этих факторов имеют закономерный ха­рактер и влияние их легко обнаруживается и оценивается (суточные изменения содержания железа в крови, месячные изменения содер­жания эстрогенов у женщин в репродуктивном возрасте, изменения содержания глюкозы после приема пищи и т.п.)

 

Учитываемые факторы биологической вариации

 

 

Токсические и терапевтические факторы

Этанол

Кофеин

Никотин

Контрацептивы

Седативные средства

Психотропные средства

Регулируемые факторы ятрогенной и доаналитической вариации

Профессиональные и бытовые

токсические средства

Ятрогенные факторы

(диагностические и лечебные)

Условия взятия пробы

Время приема пищи

Физическая нагрузка

Положение тела

Предшествующий отдых

Стресс при взятии пробы

Консерванты

Посуда

Температура, время хранения

 

 

Биохимические исследования, проводимые вне лабораторий

Методы определения и измерения некоторых биологических ве­ществ в крови и моче стали такими простыми и доступными, что они могут выполняться вне лабораторий самими пациентами, врачами или медсестрами. Желание и необходимость получения быстрых резуль­татов со стороны пациентов, ожидаемая коммерческая прибыль про­изводителями являются хорошими стимулами для разработки необ­ходимого оборудования и наборов реагентов.

В таблице 6 приведены тесты с использованием образцов крови, выполняемые вне лабораторий. Наиболее частым из них является определение концентрации глюкозы в образце крови, полученной из пальца. Особенно это важно для больных сахарным диабетом, нуж­дающихся в постоянном контроле за уровнем глюкозы. Промышлен­ностью выпускаются соответствующие компактные приборы для взя­тия пробы и определения содержания глюкозы.

 

Исследования крови, выполняемые вне лабораторий

 

В таблице  приведены показатели, определяемые вне лабо­раторий при исследовании мочи. Многие используемые тест-сис­темы являются полуколичественными; чаще всего они выполнены в виде бумажных полосок, на которые наносится небольшое коли­чество свежей мочи. Результат обычно оценивается спустя опре­деленное время сравнением полученного результата (изменение или появление окраски) со стандартной шкалой, находящейся на контейнере с тест-полосками.

Исследования мочи, выполняемые вне лабораторий