Введение в клиническую биохимию. Биологические маркеры

1. Тема №1 ВВЕДЕНИЕ В КЛИНИЧЕСКУЮ БИОХИМИЮ. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ д.мед.н. Павлов С.В.

Запорожский государственный медицинский университет
Кафедра клинической лабораторной диагностики
Тема №1
ВВЕДЕНИЕ В КЛИНИЧЕСКУЮ
БИОХИМИЮ.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ
д.мед.н. Павлов С.В.
1

2.

КЛИНИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ –
РАЗДЕЛ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ,
ИЗУЧАЮЩИЙ ИЗМЕНЕНИЯ
БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В
ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ
ПАТОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ ДЛЯ
РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ ИХ
ДИАГНОСТИКИ, МОНИТОРИНГА
ТЕЧЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТИ
ЛЕЧЕНИЯ
(являясь, таким образом, одной из
клинико- диагностических медицинских
дисциплин).

3.

КЛИНИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ –
ОБЛАСТЬ КЛИНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ
ДИАГНОСТИКИ, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ
МЕТОДЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ
ОБЪЕКТОВ НА ПРЕДМЕТ СОДЕРЖАНИЯ
ОПРЕДЕЛЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
С ЦЕЛЬЮ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ,
ПАТОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ
ОРГАНИЗМА, ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ЛЕЧЕНИЯ.

4.

Главная
задача клинической
биохимии –
познание молекулярных основ
патогенетических механизмов
развития какого-либо
патологического состояния, исходя
из данных о нарушениях
механизмов синтеза (регуляции
активности) одного или группы
ферментов или других
биологически важных метаболитов
(БИОЛОГИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ).
4

5.

• БИОЛОГИЧЕСКИЙ МАРКЕР
– термин, введенный
Национальной академией наук США (2001Г.), в широком смысле
включает
в
себя
измерение
различных
показателей,
характеризующих взаимодействие между биологической системой
и потенциально опасным для нее агентом, который может иметь
физическую, химическую или биологическую природу.
– В настоящее время не существует единой общепринятой
системы классификации биомаркеров. Тем не менее, в
зависимости от конкретных потребностей, их систематизируют
по разным признакам.
В общей клинической практике распространена классификация
по следующим типам:
• 0 тип — биомаркеры, указывающие на наличие заболевания и
связанные с ним клинические проявления
• I тип — маркеры, связанные с лечебным эффектом и
механизмом действия препаратов
• II тип — маркеры, позволяющие предсказать исход
заболевания и эффективность лечения
ИНФАРКТ МИОКАРДА - ТРОПОНИН
5

6.

Энзиматические
нарушения
в той
или иной степени сопровождают
любой
патологический процесс
в
организме.
Основная
цель
клинической
биохимии
–
выяснение
компенсаторных
механизмов
нарушенных
этапов метаболических
процессов
в клетках и способов
управления этой компенсацией
6

7. Определяющие факторы стремительного роста роли клинической биохимии в диагностике:

•открытие
большого
числа
специфичных химических соединений,
появляющихся в биосредах организма
при
различных
патологических
состояниях.
• развитие
новых
методов
аналитической химии и прогресс в
области техники.
• появление
новых
технологий,
позволяющих внедрить эти методы
в клиническую практику.
7

8. Новые возможности клинической биохимии

1.
Иммуноферментый
метод
(определение биологических маркеров,
гомонов) -лабораторный иммунологический
метод качественного или количественного
определения различных низкомолекулярных
соединений, макромолекул, вирусов и пр.,
в основе которого лежит специфическая
реакция
антиген-антитело.
Выявление
образовавшегося комплекса проводят с
использованием
фермента
в
качестве
окрашенной метки для регистрации сигнала.
2.
Иммунохемилюминисцентный
метод
(определение биологических маркеров,
гомонов)
реакция
антиген-антитело
меченные соединением, которое вступает
в
реакции,
сопровождающиеся
хемилюминесценцией
в
присутствии
перекиси водорода и катализатора.
8

9. Новые возможности клинической биохимии

3.
Автоматизированные
биохимические
анализаторы
(определение
ферментов,
биологических маркеров, гомонов,
электролиов,
форменных
элементов крови) – биохимический
анализатор
плазмы/сыворотки;
биохимический
анализатор
мочи;
гематологический анализатор.
Плазма - это жидкая часть
крови, забранная с антикоагулянтом,
и которая остается после удаления
клеток крови.
Сыворотка
это
это
надосадочная
жидкость,
образующаяся после свертывания
крови (соответственно забранная без
антикоагулянта), и не содержащая
фибриногена.
9

10. Новые возможности клинической биохимии

4.
Вестерн-блот
анализ
аналитический метод, используемый
для
определения
специфичных
белков в образце. На первом этапе
использует электрофорез белков в
полиакриламидном
геле
для
разделения
денатурированных
полипептидов по длине или по
трехмерной структуре белка (в
нативном состоянии). Далее белки
переносят на нитроцеллюлозную
или
PVDF
мембрану,
затем
детектируют
с
использованием
антител, специфичных к заданному
белку.
10

11.

Результаты
НТР
в
биологии
и
медицине ХХ века и экскурс в историю:
Возникли
биохимия
и
биофизика,
биоорганическая
химия
и
молекулярная
биология. Вместе
они
образовали
новое
направление – физико-химическую биологию, а,
благодаря генной инженерии и биотехнологиям,
оказались тесно связанными с практикой.
Вследствие выяснения тонких механизмов
регуляции
жизнедеятельности
на
молекулярном
(генетическом) уровне
и
возможности внедрения их в
наукоемкие
лабораторные
и инструментальные
технологии, медицина стала
– не искусством избранных,
а наукой одарённых!
11

12.

Все заболевания имеют
биохимическую основу
и являются проявлением
нарушений:
• в структуре молекул;
• в ходе химических
реакций и процессов.
12

13. NB!

Любые нарушения
нормальных
функций организма
обязательно
в своей основе
имеют нарушения
процессов обмена
на молекулярном
уровне.
Любые изменения
в первичной
структуре молекул
или в механизме
превращения
веществ
обязательно
вызовут нарушения
процессов
жизнедеятельности.
13

14. NB!

Достоверные изменения биохимических
параметров появляются
в
преморбидной стадии заболевания;
раньше клинических и даже
субъективных признаков.
Клиническая лабораторная диагностика
– одна из ключевых составляющих
системы оказания медицинской
помощи. Согласно данным ВОЗ
количество лабораторных исследований,
используемых для обследования
больных, удваивается каждые 5 лет!
14

15. Биологические маркеры:

- Маркеры
кардиоваскулярных
заболеваний,
матриксные
металлопротеиназы.
- Маркеры нарушений нервной системы, метаболического
синдрома. Молекулы эндогенной цитопротекции и апоптоза.
- Молекулярная
диагностика
аутоиммунных
заболеваний,
сахарного диабета. Цитокины. Молекулы адгезии.
- Маркеры
заболеваний
желудочно-кишечного
тракта.
Молекулярная
диагностика
заболеваний
печени,
поджелудочной железы.
- Мониторинг системы свертывания крови, молекулярная
диагностика анемий. Анализ нарушений системы комплемента
- Маркеры воспаления, оксидативного стресса. Онкомаркеры.
Молекулярная
диагностика
сепсиса.
Иммунологические
маркеры в трансплантологии.
- Маркеры репродукции. Пренатальная диагностика.
- Гормоны
- Электролиты
15
- Ферменты

16. Основные понятия лабораторной диагностики

Основные
лабораторной
понятия
диагностики
• Биологический
феномен – определенный
процесс (явление) в человеческом организме,
описываемый лабораторным
(физикальным,
инструментальным,
морфологическим)
методом диагностики.
• Диагностический
показатель
– это
биологический
феномен, возникающий
или
изменяющийся
при
патологических
состояниях, который может быть обнаружен
с
помощью
стандартизованного
диагностического
(в
т.ч. лабораторного)
16
метода

17. Основные понятия лабораторной диагностики

• Лабораторный метод – это определенная технология
выявления какого-то лабора-торного диагностического
показателя.
• Диагностический
тест
– это
определение
диагностического показателя с помощью конкретного
лабораторного
метода, аналитические
параметры
которого
остаются
на постоянном
уровне
при
условии контроля качества его выполнения.
• Качественные и количественные результаты каждого
теста
могут
быть
условно
разделены
на
положительные и отрицательные. Обычно, для этого
используется одна из границ нормы. Однако, для
решения
определенных
клинических
задач
(определения прогностических
факторов, факторов
риска,
контроля
терапии)
могут применятся
и
иные показатели.
• Биологическая
норма
определяется вариацией
изучаемого параметра в популяции,
а медицинская
норма, прежде
всего,
определяется клиническими
задачами,
которые предполагается
решить
с
помощью применяемого диагностического теста.
17

18. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Клинический Диагностическая
вопрос
задача
Способ
реализации
Подтверждение
диагноза
Дифференциальная
диагностика
Тест,
обладающий
специфичностью
Исключение
диагноза
Дифференциальная
диагностика
Скрининговый
высокочувствительный тест
18

19. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Клиниче- Диагностиский
ческая
вопрос
задача
Способ
реализации
УстановлеРеферентные
ние границ
Верифи- нормы и
уровни;
кация
индивидуальный
патологии
заболеопыт лаборатории
(биологический и
вания
и результаты
медицинский
контроля качества
аспекты)
19

20. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

ДиагностиКлиничеСпособ
ский
ческая
реализации
вопрос
задача
Значение
Прогноз
результата
исхода
обследовазаболевания
ния
Частота
повторения
Контроль
терапии
Опыт,
статистика,
данные
литературы
Учет времени
клиренса
исследуемых
молекул 20

21. ПРИНЦИПЫ БИОХИМИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ

1. Лабораторные тесты должны соответствовать основной
цели обследования (диагностическое,
прогностическое,
диспансерное, профилактическое и т.п.).
2. Одновременное назначение комплекса тестов с наиболее
высокой диагностической эффективностью к данному
заболеванию.
3. Применение дифференциально-диагностических программ.
4. Назначение
лабораторных
заболевания.
5. Нагрузочные
тесты
противопоказаний.
6.
тестов
назначаются
При контроле определенного
влияние
других лечебных
процедур.
вида
и
с
учетом
с
стадии
учетом
лечения учитывать
диагностических
21

22. БИОХИМИЧЕСКИЕ КОНСТЕЛЛЯЦИИ

Комплекс тестов, максимально отвечающий по
специфичности, чувствительности и
эффективности задачам диагностики данного
заболевания и его дифференциации от других.
ИНФАРКТ
МИОКАРДА:
КФК (МВ) в крови – >
тропнины в крови – >
ЛДГ1 в крови – >
β-гидроксибутиратдегидрогеназа в
крови – >
ВИРУСНЫЙ ГЕПАТИТ:
АЛТ в крови – >>
АСТ в крови – >
билирубин в крови – >
ЛДГ5 в крови – >
α2- и γ-глобулины – >
тимоловая проба – +
22

23.

ЭТАПЫ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА
Лабораторный
Клинический вопрос
ответ
Назначение
исследования
Трактовка
результатов
Подготовка
обследуемого
Выполнение
Взятие
материала
Регистрация

24. ПРОВЕДЕНИЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ

• Накануне
не
допускать
физических
и
эмоциональных перегрузок;
• после
20-22
часов
не
принимать
пищу
(жидкость), не курить;
• обследование
проводить
в состоянии
основного обмена (покоя);
• обследования
в
динамике болезни
осуществлять в одно и то же время суток;
при «нагрузочных пробах» точно соблюдать
интервалы времени, указанные в методике ;
соблюдать правила техники взятия проб.
24