Медицинская химия представляет собой раздел науки, изучающий химические процессы, происходящие в организме человека, с целью выявления патологических состояний, оценки функциональной активности органов и систем, а также мониторинга терапии. Лабораторная диагностика опирается на количественные и качественные методы анализа биологических жидкостей, тканей и выделений, что обеспечивает объективную оценку физиологического и патологического состояния организма.
Ключевым аспектом является определение биомаркеров — специфических молекул, концентрация или активность которых изменяется при различных заболеваниях. Биомаркеры могут быть ферментами, гормонами, метаболитами, белками плазмы, электролитами и другими соединениями. Их анализ позволяет выявлять нарушения обмена веществ, функции печени, почек, эндокринных желез и сердечно-сосудистой системы.
Методы лабораторной диагностики подразделяются на несколько основных категорий:
Классические биохимические методы Основаны на химических реакциях между компонентами биологической жидкости и реагентами. Ключевые показатели включают уровни глюкозы, белка, билирубина, креатинина, мочевины, липидов и электролитов. Важное значение имеют методы титриметрии, колориметрии и фотометрии.
Физико-химические методы Используют измерение физических характеристик биологических образцов: электропроводности, потенциала, плотности, рефракции, вязкости. Электрохимические методы, включая потенциометрические и амперометрические измерения, применяются для оценки концентрации ионов и молекул с высокой специфичностью.
Иммунохимические методы Основаны на специфическом взаимодействии антиген–антитело. Используются для определения гормонов, белковых маркеров воспаления, инфекционных агентов. Применяются методики радиоиммунного анализа (RIA), иммуноферментного анализа (ELISA), флуоресцентного и хемилюминесцентного детектирования.
Молекулярно-биологические методы Включают выявление нуклеиновых кислот, специфических мутаций, экспрессии генов. Применяются ПЦР, гибридизация с зондами, секвенирование и микрочиповые технологии. Эти методы позволяют обнаруживать наследственные заболевания, инфекции и онкомаркеры с высокой чувствительностью.
Хроматографические методы Предназначены для разделения и количественного анализа сложных смесей метаболитов, лекарственных средств и токсинов. Газовая и жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрией обеспечивает высокую точность идентификации компонентов.
Спектрофотометрические и спектроскопические методы Основаны на взаимодействии света с веществами и изменении их спектральных характеристик. Используются для анализа концентрации ферментов, витаминов, металлов, метаболитов и других компонентов биологических жидкостей.
Стандартизация и калибровка Любой количественный метод требует применения стандартов и контрольных образцов для калибровки оборудования и проверки воспроизводимости результатов. Использование калибровочных кривых обеспечивает линейность реакции и корректное определение концентраций.
Контроль качества и валидация Необходим систематический контроль внутреннего и внешнего качества лабораторных исследований. Внутренний контроль включает использование контрольных образцов в каждой серии анализа. Внешний контроль осуществляется через участие в межлабораторных тестах и сертифицированных программах качества.
Специфичность и чувствительность метода Специфичность определяется способностью метода различать целевой анализируемый компонент от других схожих молекул. Чувствительность — минимальная концентрация, которую метод способен достоверно определить. Оптимальный баланс этих параметров критичен для диагностики ранних стадий заболеваний.
Принцип репрезентативности образца Биологический материал должен быть собран, транспортирован и обработан таким образом, чтобы сохранялись все показатели, отражающие физиологическое состояние организма. Ошибки на этапе забора образца могут привести к недостоверным результатам.
Интерпретация лабораторных данных требует знания референсных значений, а также учета индивидуальных особенностей пациента: возраста, пола, сопутствующих заболеваний, физиологического состояния (например, беременность). Важным аспектом является комплексный анализ нескольких показателей одновременно, что повышает диагностическую ценность.
Биохимические показатели могут быть первичными маркерами повреждения органов, вторичными маркерами метаболических нарушений или индикаторами эффективности терапии. Например, повышение активности аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) свидетельствует о повреждении печени, а повышение креатинина и мочевины — о нарушении функции почек.
Современные тенденции включают интеграцию химических методов с молекулярной диагностикой и информационными технологиями. Создание биомаркерных панелей, автоматизация анализа и внедрение лабораторных информационных систем позволяют ускорить диагностику, снизить вероятность ошибок и повысить точность прогнозирования. Развитие высокочувствительных методов, включая нанотехнологические сенсоры и мультиплексные платформы, открывает новые возможности для раннего выявления заболеваний и индивидуализации терапии.