Исследования содержания небелковых азотосодержащих соединений в плазме крови человека: мочевина, белирубин, креатинин.

Содержание
Список сокращений
Введение
Глава 1 Литературный обзор
1.1 Химический состав плазмы крови
1.2 Небелковые азотистые компоненты крови. Аналитическая и биологическая вариабельность
1.4 Специфичность, чувствительность и прогностическое значение анализов
1.4 Метаболизм небелковых азотсодержащих соединений
1.4.1Метаболизм билирубина
1.4.2 Метаболизм креатинина
1.4.3 Метаболизм мочевины
1.4.4 Метаболизм мочевой кислоты.
1.5 Биохимические анализаторы
Глава 2 Материалы и методы исследования
2.1 Перечень реагентов для диагностики in vitro
жидкостях энзиматическим колориметрическим методом без депротеинизации
2.2 Определение фракций билирубина методом Иендрашека
2.3 Определение мочевины плазмы крови уреазным/глутаматдегидрогеназным методом
2.4 Определение креатинина
2.4.1 Кинетическим методом
2.4.2 Колориметрическим методом по конечной точке (реакция Яффе)
2.5 Определение мочевой кислоты плазмы крови энзиматическим методом
Глава 3 Результаты и их обсуждение
3.1 Результаты определения фракций билирубина методом Иендрашека. Заболевания печени
3.2 Результаты определения мочевины плазмы крови уреазным/глутаматдегидрогеназным методом. Почечные расстройства
3.3 Результаты определения креатинина
3.4 Результаты определения мочевой кислоты плазмы крови энзиматическим методом
Глава 4 Методическая часть
Методические рекомендации
Выводы
Литература

2. Розоватая окраска рабочего реагента является нормальной. Экстинкция контроля на реактивы не должна превышать Е=0,2 (кювета - 1 см, против воды).
Пример.
Исследуемый образец
(мл) Калибратор
(мл) Контроль
(мл) Рабочий реагент
Исследуемый образец
Калибратор
Вода 2,0
0,05
-
- 2,0
-
0,05
- 2,0
-
-
0,5
В ходе анализа получен результат 115 мкмоль/литр (исследовалась сыворотка женщины)
Глава 3 Результаты и их обсуждение
3.1 Результаты определения фракций билирубина методом Иендрашека. Заболевания печени
Гипербилирубинемия необязательно наблюдается у пациентов с заболеваниями печени и не является их исключительным признаком. Например, ее может не быть у больных с хорошо компенсированным циррозом, но она — частый признак карциномы поджелудочной железы на поздних стадиях.
Повышенная концентрация свободного билирубина в крови
Если избыток билирубина не конъюгируется, его концентрация в плазме у взрослых редко превышает 100 мкмоль/л. При отсутствии заболевания печени неконъюгированная гипербилирубинемия чаще всего может быть результатом либо гемолиза, либо синдрома Жильбера (наследственный дефект метаболизма билирубина).
При гемолизе гипербилирубинемия возникает вследствие повышенной продукции билирубина, которая превышает способность печени выводить и связывать этот пигмент. Тем не менее большее количество билирубина экскретируется в желчь, возрастает количество уробилиногена, поступающего в печеночный кровоток, и больше уробилиногена выводится с мочой.
Активность конъюгирующих ферментов печени обычно бывает низкой при рождении, но потом быстро возрастает; отражением этого является преходящая "физиологическая" желтуха новорожденных. При чрезмерном гемолизе, как при резус-несовместимости, или недостаточной активности ферментов, как у недоношенных или при синдроме Криглера-Найяра, повышение концентрации свободного билирубина в плазме может быть весьма значительным. Если содержание билирубина превышает 340 мкмоль/л, поступление билирубина в головной мозг может вызвать его сильное поражение (билирубиновую энцефалопатию).
Повышенная концентрация связанного билирубина в крови
Это состояние возникает при утечке билирубина в кровоток либо из гепатоцитов, либо из желчевыводящей системы, когда нормальные пути его экскреции заблокированы. Растворимый в воде конъюгированный билирубин, поступающий в системное кровообращение, экскретируется с мочой, придавая ей насыщенный оранжево-коричневый цвет. При полной обструкции желчных протоков билирубин не поступает в кишечник, уробилин не образуется и цвет фекалий оказывается бледным.
Гипербилирубинемия может быть следствием избытка как связанного, так и свободного билирубина. Измерение их концентраций по отдельности может быть полезным при постановке диагноза желтухи новорожденных, когда есть сомнения относительно вклада нарушенного конъюгирования и других аномалии в развитие этого патологического состояния. У взрослых это исследование проводится реже. Если концентрация билирубина в плазме меньше 100 мкмоль/л и другие тесты функции печени дают нормальные результаты, можно предположить, что повышение обусловлено свободной формой пигмента. Чтобы подтвердить это, можно сделать анализ мочи, поскольку при повышении концентрации свободного билирубина в плазме билирубин в моче отсутствует.
Третья фракция билирубина, состоящая из конъюгированного билирубина, ковалентно связанного с альбумином, обнаруживается в плазме пациентов с длительным повышением содержания конъюгированного билирубина в крови. Время полусуществования этого пигмента такое же, как у альбумина. Его персистенция в плазме в период выздоровления после заболевания печени или после устранения обструкции желчевыводящих путей объясняет наличие желтухи при отсутствии билирубинурии.
По результатам проведенных исследований составлена таблица 3.(в данной и последующих таблицах не приводятся фамилии пациентов, а только условно присвоенные им номера с целью сохранения врачебной тайны и из соображений этичности)
Таблица 3
пациент лет заболевание Показатели в норме Показатель при данной патологии 1 53 Цирроз печени (алкогольный) Общий билирубин=4,2-
20,55 мкмоль/л
Холебилируин=1,0-5,2 мкмоль/л
Гембилирубин=3,2-15,4 мкмоль/л Резко повышены. Достигает 250-300 мкмоль/литр (общий), увеличение за счет преимущественно связанной фракции 2 47 Жировой гепатоз печени То же в пределах нормы 3 72 Рак головки поджелудочной железы То же общий - 46,8, прямой - 29,4, непрямой - 17,4 4 39 Гепатит А То же не более 80 мкмоль/л, увеличение за счет свободной фракции 5 57 Дискинезия желчных протоков. Механическая желтуха То же 149 мкмоль/литр, увеличение за счет связанной фракции 6 59 Рак печени То же 69 мкмоль/литр, увеличение за счет свободной фракции 7 65 Механическая желтуха То же 170 мкмоль/литр, увеличение за счет связанной фракции
3.2 Результаты определения мочевины плазмы крови уреазным/глутаматдегидрогеназным методом. Почечные расстройства
Недостаточность функции почек может развиться быстро и привести к синдрому острой почечной недостаточности. Такие нарушения потенциально обратимы: если пациент выживает после острого приступа, нормальная функция почек может быть восстановлена. Однако хроническая почечная недостаточность развивается исподволь, часто в течение многих лет, она необратима и в конце концов доходит до терминальной стадии. Для сохранения жизни пациентов с конечной стадией почечной недостаточности необходимо либо длительное лечение с замещением функции почек (т. с. диализ), либо успешная трансплантация почки.
Термином "гломерулоиефрит" обозначают группу заболеваний почек, которые характеризуются патологическими изменениями в почечных клубочках (гломерулах), развивающимися на иммунологической основе, например в результате отложения иммунных комплексов. Гломерулоиефрит может проявляться по-разному: как острый нефро-тический синдром с гематурией, гипертензией и отеком, как острая или хроническая почечная недостаточность или как протеинурия, приводящая к нефротическому синдрому (протеинурия, гипо-протеинемия и отек).
Существует много расстройств, в которых первичными являются нарушения функции почечных канальцев, но большинство из них встречаются редко. Их метаболические и клинические последствия варьируют от тривиальных (таких как изолированная почечная глюкозурия) до тяжелых (например цистинурия).
Биохимические изменения в плазме крови при острой почечной недостаточности.
Увеличение Снижение Калий
Мочевина
Креатинин
Фосфат
Магний
Ионы водорода
Соли мочевой кислоты Натрий
Бикарбонат
Кальций
Метаболические и биохимические последствия терминальной стадии заболевания почек
Метаболические признаки Биохимические изменения в плазме повышены снижены Нарушение концентрирования и разведения мочи
Нарушение гомеостаза электролитов и ионов водорода
Задержка выводимых продуктов метаболизма
Нарушенный метаболизм витамина D
Сниженный синтез эритропоэтина Калий
Мочевина
Креатинин
Ионы водорода
Фосфат
Магний Натрий
Бикарбонат
Кальций
По результатам проведенных исследований составлена таблица 4.
Таблица 4.
пациент лет заболевание Показатели в норме Показатели при данной патологии 1 23 Хроническая почечная недостаточность 15-50 мг/л  или 2.5-8,3 ммоль/л Незначительное увеличение до 10 мкмоль/литр 2 16 Острая почечная недостаточность То же более 24 ммоль/л 3 65 Гемолитическая почка То же Около 30 ммоль/литр 4 45 Хронический пиелонефрит То же Увеличение до 15 мкмоль/литр 5 81 Хронический гломерулонефрит То же Свыше 18 мкмоль/литр
3.3 Результаты определения креатинина
Причинами увеличения креатинина в плазме крови служат те же причины, что и при увеличении мочевины. Снижение креатинина может стать следствием сниженного потребления белков животного происхождения, равно как и его увеличение - прием мясной пищи.
Проведенный анализ выявил незначительное увеличение креатинина в плазме, что позволяет думать о физиологическом увеличении- как вариант нормы.
По результатам проведенных исследований составлена таблица 5.(исследование креатинина проведено у пациентов, которые исследовались на содержание мочевины)
Таблица 5.
пациент лет заболевание Показатели в норме Показатели при данной патологии 1 23 Хроническая почечная недостаточность 0,044-0,088 ммоль/л 0,21 ммоль/литр 2 16 Острая почечная недостаточность То же 0,5 ммоль/литр 3 65 Гемолитическая почка То же До 1,0 ммоль/литр 4 45 Хронический пиелонефрит То же 0,23 ммоль/литр 5 81 Хронический гломерулонефрит То же 0,36 ммоль/литр
3.4 Результаты определения мочевой кислоты плазмы крови энзиматическим методом
Причины гиперурикемии
Увеличение образования урата
Первичное
Увеличение синтеза пуринов: идиопатическое
наследственное нарушение метаболизма
Вторичное
Избыточное поступление пуринов с пищей Нарушение метаболизма АТФ:
алкоголь
гипоксия тканей
Увеличение оборота нуклеиновых кислот: злокачественные новообразования
псориаз цитотоксические препараты Снижение почечной экскреции урата
Первичное
Идиопатическое
Вторичное
Хроническая почечная недостаточность Увеличение почечной реабсорбции/уменыиение секреции: тиазидные диуретики салицилаты (низкие дозы) свинец органические кислоты (например, молочная кислота в т. ч. вследствии приема алкоголя)
Гиперурикемия может быть вызвана увеличением образования мочевой кислоты, уменьшением ее выведения или сочетанием этих двух факторов. Если гиперурикемия вызвана уменьшением выведения мочевой кислоты, то это обусловлено обычно снижением почечной экскреции. Общее количество урата, выводимого через кишечник в процессе уриколиза, при гиперурикемии повышено. Почечная экскреция урата может быть снижена в результате уменьшения фильтрации или канальцевой секреции. Содержание урата в плазме повышается только на поздних стадиях хронической почечной недостаточности, но многие факторы могут повлиять на функцию канальцев и таким образом вызвать гиперурикемию.
Избыточное употребление алкоголя, вероятно, увеличивает синтез пуринов de novo (а некоторые алкогольные напитки содержат большие количества пуринов), но любое увеличение образования лактата, вызванное приемом алкоголя, может нарушить выведение урата.
Подагра
Традиционно выделяют два вида подагры: первичную (идиопатическую) и вторичную (если имеется какое-либо заболевание, способное вызывать гиперурикемию). Однако, если гиперурикемия вызывается другими заболеваниями, подагра возникает редко. Поскольку существует семейная предрасположенность к развитию гиперурикемии и подагры, были предприняты исследования с целью выявления причинного наследственного нарушения метаболизма. Хотя существуют некоторые редкие состояния, при которых дефект метаболизма ведет к развитию гиперурикемии, в большинстве случаев первичной подагры никаких нарушений метаболизма обнаружено не было. Примерноу 90 % пациентов выведение мочевой кислоты крайне низкое по отношению к концентрации в плазме, а у 10 % наблюдается избыточное образование мочевой кислоты. Диетические факторы и потребление алкоголя примерно в половине случаев усиливают гиперурикемию; устранение этих причин может несколько снизить концентрацию урата в крови, но обычно она все же остается повышенной. Подагра редко наблюдается у женщин в предменструальном периоде, у них средние концентрации урата в плазме гораздо ниже, чем у мужчин такого же возраста; после менопаузы распространенность подагры значительно возрастает.
Редкие причины гиперурикемии
Описаны некоторые редкие наследственные болезни обмена веществ, вызывающие гиперурикемию и подагру. При всех этих заболеваниях гиперурикемия является результатом повышения синтеза мочевой кислоты.
Гипоурикемия
Это состояние встречается редко и не имеет клинических последствий. Гипоурикемия может быть обусловлена либо уменьшением синтеза урата, либо увеличением его экскреции, что наблюдается при врожденном дефиците ксантиноксидазы (ксантинурия), тяжелых заболеваниях печени и поражении почечных канальцев, например при синдроме Фанкони. Гипоурикемия может также быть результатом избыточного назначения аллопуринола и использования препаратов, увеличивающих выведение мочевой кислоты почками, таких как пробенецид.
Концентрация мочевой кислоты в плазме зависит от соотношения скоростей ее образования и выведения. Образование мочевой кислоты зависит, в свою очередь, от скорости обмена пуринов, которая определяется балансом между поступлением пуринов с пищей, синтезом de novo и распадом. Мочевая кислота выводится через почки (примерно две трети) и желудочно-кишечный тракт (где мочевая кислота разрушается под воздействием бактерий).
Гиперурикемия может возникать вторично при многих заболеваниях; при некоторых заболеваниях повышается образование мочевой кислоты (например злокачественные новообразования, в особенности злокачественные заболевания крови), при других снижается ее выведение (например почечная недостаточность). Подагра, однако, более часто наблюдается у пациентов, не страдающих вышеуказанными заболеваниями, и в этих случаях она называется первичной, или идиопатической. Часто у пациентов с подагрой имеется отягощенный семейный анамнез, но, несмотря на то что описано несколько редких наследственных болезней обмена веществ, при которых дефект фермента приводит к избыточному образованию мочевой кислоты, у большинства пациентов такого дефекта фермента обнаружить не удается. Примерно у 10 % пациентов, страдающих идиопатической подагрой, отмечается избыточное образование мочевой кислоты. У остальных скорость выведения урата значительно отстает от скорости его образования. Пищевые факторы и алкоголь во многих случаях усиливают гиперурикемию.
Наследственные болезни обмена веществ, вызывающие гиперурикемию
Аномалия фермента
Дефицит гипоксантин-гуанинфосфори- бозилтрансферазы (синдром Леша- Найхена и менее тяжелые варианты) Последствия
Уменьшение активности пути сохранения снижает повторную утилизацию пуринов и таким образом увеличивает синтез мочевой кислоты
Дефицит глюкозо-6-фосфатазы (болезнь накопления гликогена 1 типа) Усиление метаболизма глюкозо-6-фосфата по пентозофосфатному пути увеличивает образование рибозо-5-фосфата, субстрата для синтеза пуриновых нуклеотидов Вариантная фосфорибозилпирофос- фатсинтетаза (ФРПФ-синтетаза) (с повышенной активностью) Гиперлактатемия уменьшает секрецию мочевой кислоты в почечных канальцах
ФРПФ является субстратом для синтеза пуриновых нуклеотидов, а также активирует фермент, ограничивающий скорость реакции
По результатам проведенных исследований составлена таблица 6.
Таблица 6.
пациент лет заболевание Показатели в норме Показатели при данной патологии 1 36
Пол женский Хроническая почечная недостаточность
у мужчин составляет 0,24-0,50 ммоль/л, у женщин 0,16-0,40 ммоль/л
0,55 ммоль/литр 2 42 Подагра То же 1,0 ммоль/литр 3 67 уролитиаз То же 0,370 ммоль/литр 4 24 Острая почечная недостаточность То же 1,5 ммоль/литр 5 88 Рак почки То же 0,9 ммоль/литр Глава 4 Методическая часть
Методические рекомендации
Для усовершенствования преподавания и усвоения материала по биологии в раздела Кровь человека необходимо расширение кругозора обучаемых, которое заключается в ознакомлении учеников со спектром заболеваний, которые отражает меняющийся состав плазмы крови человека.
Необходимо привить понимание того, что кровь- это буферная система, которая реагирует на все изменения, происходящие в организме человека, а также- это жидкость, имеющая контакт со всеми органами.
Необходимо подробно объяснить роль таких соединений в организме человека, как:
Билирубин
Мочевина
Креатинин
Мочевая кислота
Постановка лабораторных опытов не обязательна (ограничение часами преподавания), но желательна с целью развития интереса обучаемых.
Выводы
Изменение содержания билирубина при патологии выражается в его увеличении. Увеличение содержания билирубина может происходить за счет одной из его фракций, или е обеих фракций одновременно. Основными заболеваниями, при которых происходит резкое увеличение билирубина- рак головки поджелудочной железы, желтухи;
Изменение содержания мочевины при патологии выражается в ее увеличении. Одним из наиболее ярко подтверждающих этот факт заболеваний является острая почечная недостаточность, причинами которой может служить гемолиз, травматические повреждения почки, а также рецидив хронической почечной недостаточности;
Изменение содержания креатинина при патологии выражается в его увеличении. Основное заболевание, при котором повышение креатинина наиболее выражено- острая почечная недостаточность и рак почки;
Изменение содержания мочевой кислоты при патологии выражается в ее увеличении. Основные заболевания, вызывающие увеличение мочевой кислоты плазмы- острая почечная недостаточность, подагра.
Литература
Авдонин П. В., ТкачукВ.А. Рецепторы и внутриклеточный кальций.- М.: Наука.1994
Арчаков А.И. Микросомалыюе окисление. М.: Наука. 1975
Ашмарин И. П. Молекулярная биология. Л.: Изд-во ЛГУ. 1977
Биотехнология Под ред. А. А. Баева. М.: Наука, 1984. Биохимия гормонов и гормональной регуляции Под ред. Н. А. Юдаева. М.: Наука.1976
Березов Т.Т., Б.Ф. Коровкин Биологическая химия,М.:Медицина, 1998
Бохински Р. Современные воззрения в биохимии: Пер. с англ.- М.: Мир, 1987
Брауиштепи А.Е. На путях к познанию реакций и ферментов переноса аминогрупп. М.: Наука. 1974
Браунштейн А.Е. На стыке химии и биологии. М.: Наука. 1987.--239 с.
Введение в диомембранологию, Под ред. А. А. Болдырева. М.: Изд-во МГУ, 1990
Владимиров Ю. А., Рощупкин Д. 1L. Потапенко А. Я., ДеевА.И. Биофизика. М.:Медицина. 1983
Зильва Д.ж.Ф.. ПзннелП.Р. Клиническая химия в диагностике и лечении: Пер.с англ. -М.: Медицина, 1988
Климов А. Н., Никлльчева Н. Г. Липиды. липопротеиды и атеросклероз. - СПб.:«Питер». 1995
Клиническая биохимия В.Дж. Маршалл, Москва 2000
Курганов Б. И. Лллостерические ферменты.- М.: Наука. 1978.
Курочкииа Л. П., Мееяпжинов В. В. Фолдинг белка в клетке //Успехи биол. химии.- 1996. -Т. 36. С. 49 86
Мардишев С. Р. Биохимические проблемы медицины. М.: Медицина. 1975
Марри Р., Бреннер Д., Мейее П., Родуэлл В. Биохимия человека: Пер. с англ. М.:Мир. 1993
Мосе Д., Баттерворт П. Энзимолошя в медицине: Пер. с англ.-М.: Медицина.1978
Нейрохимия I Под ред. И. П. Ашмарина, П. В. Стукалова. - М.: Изд-во Ин-та био-медхимии РАМН, 1996.-- 400 с.
Николе Д. Биоэнергетика. М.: Мир. 1985
Номенклатура ферментов I Под ред. А.Е. Брауншгейна. М.:ВИНИТИ, 1979
Овчинников Ю. А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987.-816 с.
Перспективы биохимических исследований: Пер. с англ./Под ред. Дж. Гуза.С. Прентиса.-М.: Мир, 1987
Сасеон А. Биотехнология: свершения и надежды: Пер. с англ.-М.: Мир, 1987. Скулачев В. П. Энергетика биологических мембран.-М.: Наука, 1989
Спирин А. С. Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка. М.:Высшая школа, 1986
Трансляции мРНК-связывающими факторами у высших 1996,-Т. 36.-С. 3 48. М.: Мир, 1984. М.: Высшая школа, 1986
Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э. и др. Основы биохимии: Пер. с англ.- М.: Мир, 1981
Уотсон Дж., Туз Дж., Кури Д. Рекомбинантные ДНК. Краткий курс: Пер. с англ.-М.: Мир, 1986
Филиппович Ю. Б. Основы биохимии.-М.: Высшая школа, 1994.
Спирин А. С. Регуляцияэукариот//Успехи биол. химии.
Страйер Л. Биохимия: Пер. с англ.
Строев Е. А. Биологическая химия
Gennis R. Biomembranes, molecular structure and function.- 1992
Lehninger A.L., Nelson D.L., Cox M.M. Principles of Biochemistry.-New York, 1993
13, с.358
29, с. 234
13, с. 168
5, с. 147
13, с. 45
13,с.169
13, с.69
13,с.306
56