Биохимические маркеры представляют собой вещества, концентрация или
активность которых в биологических жидкостях организма изменяется при
развитии патологических процессов. Они служат инструментом ранней
диагностики, мониторинга течения болезни и оценки эффективности терапии.
Маркеры могут быть специфическими для определённых органов или систем,
либо неспецифическими, отражающими общий патологический процесс,
например воспаление или оксидативный стресс.
Ключевыми характеристиками биохимических маркеров являются
чувствительность (способность выявлять патологию на
ранних стадиях), специфичность (точность идентификации
конкретного заболевания) и динамичность изменений,
позволяющая отслеживать прогрессирование болезни.
Белковые маркеры
Протеиновые биомаркеры широко используются в
клинической практике. К ним относятся ферменты, транспортные белки,
цитокины и антитела.
- Ферментные маркеры отражают повреждение тканей.
Пример: кардиоспецифические тропонины (cTnI, cTnT) повышаются при
инфаркте миокарда, а аланинаминотрансфераза (ALT) и
аспартатаминотрансфераза (AST) — при повреждении печени.
- Остаточные белки воспаления, такие как C-реактивный
белок (CRP), служат индикаторами системного воспалительного процесса.
Повышение CRP коррелирует с тяжестью инфекций, аутоиммунных заболеваний
и травм.
- Онкомаркеры, включая альфа-фетопротеин (AFP) и
раково-эмбриональный антиген (CEA), используются для выявления
злокачественных новообразований, а также для контроля ремиссии после
терапии.
Метаболические маркеры
Метаболические продукты и промежуточные соединения также обладают
диагностической значимостью.
- Глюкоза и продукты углеводного обмена отражают
функциональное состояние поджелудочной железы и углеводный обмен в
целом. Длительное повышение уровня глюкозы в крови свидетельствует о
диабете.
- Липидные профили, включая холестерин, триглицериды,
липопротеиды высокой и низкой плотности, важны для оценки риска
атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний.
- Азотистые соединения, такие как мочевина и
креатинин, являются показателями функции почек, а нарушение их
соотношений сигнализирует о почечной недостаточности.
Гормональные и сигнальные
маркеры
Гормоны и сигнальные молекулы отражают функциональное состояние
эндокринной системы и стресс-реакции организма.
- Тиреоидные гормоны (Т3, Т4, ТТГ) диагностируют
гипо- или гипертиреоз.
- Кортикостероиды и катехоламины (кортизол,
адреналин, норадреналин) показывают уровень стрессовой нагрузки и
функциональное состояние надпочечников.
- Цитокины и ростовые факторы, такие как
интерлейкины, TNF-α, VEGF, позволяют оценить воспалительные процессы,
регенерацию тканей и ангиогенез.
Генетические и молекулярные
маркеры
Современная медицина активно использует молекулярные маркеры, включая
ДНК, РНК и микроРНК, для ранней диагностики заболеваний, прогнозирования
и персонализированной терапии.
- Мутации и полиморфизмы генов позволяют выявить
наследственные предрасположенности к онкологическим, кардиологическим и
метаболическим заболеваниям.
- Экспрессия микроРНК в крови и тканях служит
маркером опухолевого роста, метастазирования и ответа на терапию.
- Циркулирующая опухолевая ДНК (ctDNA) обеспечивает
мониторинг минимальной остаточной болезни и раннего рецидива.
Методы определения
биохимических маркеров
Для количественного и качественного анализа маркеров применяются
различные методы:
- Спектрофотометрические и флуоресцентные методы
используются для измерения концентрации ферментов и метаболитов.
- Имунологические методы, включая ELISA и
иммунохемилюминесценцию, обеспечивают высокую специфичность для белковых
маркеров.
- Молекулярные методы, такие как ПЦР, секвенирование
и микроРНК-чипы, позволяют выявлять генетические и транскрипционные
изменения.
- Хроматография и масс-спектрометрия применяются для
точного анализа метаболитов, липидов и биомолекул низкой молекулярной
массы.
Клиническая значимость
Использование биохимических маркеров позволяет:
- выявлять патологические процессы на доклинических стадиях;
- прогнозировать тяжесть и исход заболевания;
- оценивать эффективность лечения и своевременно корректировать
терапию;
- проводить массовые скрининговые обследования для раннего выявления
заболеваний.
Комплексный подход, включающий несколько маркеров из разных
биохимических групп, повышает точность диагностики и минимизирует
ложноположительные или ложноотрицательные результаты.
Перспективы развития
Современные исследования направлены на открытие новых
высокоспецифических маркеров и создание мультиплексных платформ для
одновременного анализа множества биомолекул. Интеграция данных о
метаболических, белковых и генетических маркерах с искусственным
интеллектом позволяет формировать персонализированные профили
риска и разрабатывать индивидуализированные стратегии
лечения.
Биохимические маркеры постепенно трансформируют традиционную
диагностику в точную, превентивную и прогностическую
медицину, делая возможным раннее вмешательство до развития
клинических проявлений заболевания.