Биохимические методы диагностики
Биохимическая диагностика основана на определении химического состава и метаболических процессов, происходящих в организме, что позволяет выявлять патологические изменения на ранних стадиях заболеваний. Основной принцип заключается в количественном и качественном анализе биологических жидкостей — крови, мочи, ликвора, слюны и других субстратов, где отражаются нарушения обмена веществ, ферментативной активности и гормональной регуляции.
Метаболический анализ Изучение концентрации низкомолекулярных соединений (глюкозы, липидов, аминокислот, метаболитов пуринового и пиримидинового обмена) позволяет судить о состоянии обменных путей и их нарушениях. Колебания уровня глюкозы отражают патологию углеводного обмена, концентрация липидов и липопротеинов — состояние липидного обмена и риск атеросклероза.
Энзимодиагностика Определение активности ферментов в сыворотке крови является важным инструментом диагностики органных поражений. Повышение активности аминотрансфераз (АЛТ, АСТ) характерно для повреждения печени и миокарда; увеличение активности креатинфосфокиназы (КФК) указывает на разрушение мышечной ткани; повышение уровня щелочной фосфатазы — на патологию костной ткани или холестаз.
Гормональные исследования Биохимический анализ эндокринной системы базируется на определении концентраций гормонов и их метаболитов. Применяются радиоиммунные, иммуноферментные и хемилюминесцентные методы. Нарушения секреции инсулина, тироксина, кортизола и других гормонов служат маркерами эндокринных заболеваний, таких как сахарный диабет, гипо- или гипертиреоз, синдром Кушинга.
Белковая диагностика Изменение общего белка, альбуминов, глобулинов и белковых фракций плазмы крови отражает патологические процессы различной природы. Электрофоретическое разделение белков используется для выявления парапротеинемий, воспалительных процессов и нарушений синтетической функции печени.
Диагностика нарушений водно-электролитного баланса Определение концентраций натрия, калия, кальция, магния, хлоридов и фосфатов необходимо для оценки состояния гомеостаза. Нарушение этих параметров связано с патологиями почек, эндокринных органов, сердечно-сосудистой системы и кислотно-щелочного равновесия.
1. Колориметрические и спектрофотометрические методы Используются для определения концентраций веществ, способных образовывать окрашенные комплексы. Примеры включают реакцию глюкозы с ортотолуидином, определение билирубина методом Ван ден Берга, измерение концентрации белка по методу Лоури.
2. Хроматографические методы Газовая и жидкостная хроматография позволяют разделять сложные смеси метаболитов, анализировать аминокислоты, жирные кислоты, стероиды, витамины и лекарственные вещества. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) применяется для количественного анализа гормонов, нуклеотидов и пептидов.
3. Электрофоретические методы Электрофорез используется для разделения белков, ферментов, липопротеинов и нуклеиновых кислот. Гель-электрофорез в полиакриламидном геле (ПААГ) обеспечивает высокое разрешение и позволяет выявлять даже незначительные изменения в белковом составе плазмы.
4. Иммунохимические методы Основываются на специфическом взаимодействии антигена с антителом. Радиоиммунный анализ (РИА), иммуноферментный анализ (ИФА) и хемилюминесцентный анализ обеспечивают высокую чувствительность и специфичность при определении гормонов, ферментов, опухолевых маркеров и инфекционных антигенов.
5. Энзиматические методы Применяются для определения концентрации субстратов и продуктов ферментативных реакций. Ферментативные тесты позволяют точно измерять уровень глюкозы, мочевины, креатинина, лактата, холестерина и других метаболитов.
6. Масс-спектрометрия Метод высокой точности, используемый для анализа сложных биологических смесей. Позволяет идентифицировать и количественно определять метаболиты, аминокислоты, липиды и лекарственные препараты. Масс-спектрометрия в сочетании с ВЭЖХ или газовой хроматографией обеспечивает высокую чувствительность и надёжность диагностики.
Для обеспечения достоверности результатов применяются внутренние и внешние системы контроля качества. Калибровка оборудования, использование стандартных растворов и контрольных сывороток гарантируют точность измерений. Важным элементом является унификация методов и референсных значений, что обеспечивает сопоставимость данных между различными лабораториями.
Развитие молекулярной биохимии и аналитических технологий привело к созданию высокочувствительных автоматизированных систем, интегрированных с компьютерными базами данных. Использование мультиплексных анализаторов, микрочипов и биосенсоров позволяет проводить одновременное определение множества параметров из минимального объёма биоматериала. Применение искусственного интеллекта в интерпретации биохимических данных открывает возможности для персонализированной диагностики и прогнозирования заболеваний.
Биохимическая диагностика является ключевым инструментом современной медицины, обеспечивая объективную оценку функционального состояния организма, динамику патологических процессов и эффективность терапии. Она объединяет достижения химии, биологии и медицины, формируя фундамент для раннего выявления заболеваний и разработки новых подходов к профилактике и лечению.