Методический подход к интерпретации результатов биохимических исследований

Паспорт статьи:

Если врач получает результат, выходящий за пределы УДК 619: 616-076

Полное название: Методический подход к интерпретации результатов биохимических исследований

Автор: Е.Б. Бажибина, ветеринарная лабораторная служба «ВЕТТЕСТ» (Москва)

 Ключевые слова: биохимические анализаторы, биохимические показатели крови, коэффициенты пересчета.

Сокращения: АлАТ — аланинаминотрасфераза, АсАТ — аспартатаминотрансфераза, ГГТ — гамма-глутамилтрансфераза, КФК — креатинфосфокиназа, ЛДГ — лактатдегидрогеназа, СДГ — сорбидолдегидрогеназа, СИ — Система Интернациональная, ЩФ — щелочная фосфатаза

 Summary:

Methodical approach to interpreting of  the biochemical studies  results  

EB Bazhibina, veterinary laboratory service "VETTEST" (Moscow)

The article is devoted to the evaluation of the biochemical analysis results of blood serum, provided that the laboratories equipped with different hardware, using different methods, comparing the reference values ​​from different laboratories and units of measurement. 

С появлением на отечественном рынке автоматического оборудования биохимический анализ сыворотки крови мелких домашних животных прочно вошел в повседневную практику ветеринарного врача. Сегодня постановка диагноза и мониторинг животных с заболеваниями внутренних органов (острая/хроническая почечная недостаточность, гепатит, панкреатит; эндокринологические патологии, нарушения минерального обмена и многое другое) практически невозможны без биохимического исследования.

При условии проведения анализов в одной лаборатории и, что особенно важно, возможности получения консультации врача-лаборанта по интерпретации полученного результата и особенностям проведения исследования (влияние артефактов, включающих физиологическое состояние животного, забор материала, транспортировку и т.д.) практикующий врач, как правило, не испытывает затруднений,

В действительности же нам приходится иметь дело с пациентами, поступающими на прием с целым рядом исследований, проведенных в разных лабораториях, отличающихся по приводимым в бланках результата анализа референсным значениям, в зависимости от используемого оборудования, применяемых методик, контроля качества. В данной статье мы рассмотрим вопросы оценки практикующим врачом результатов анализов биохимического исследования сыворотки крови, с учетом проведения этих исследований в различных лабораториях, отличающихся используемым оборудованием, методиками и т.д. Насущным вопросом все также остается сравнение референсных значений* показателей крови, полученных из различных лабораторий и разные единицы измерения предоставляемых результатов.

Общие положения

По нашим наблюдениям, первое, на что обращают внимание врачи, оценивая результаты биохимического анализа, соответствуют ли показатели крови данным, полученным при клиническом исследовании пациента. Это неверный диагностический путь, поскольку выводы на основании такого сравнения полностью зависят от квалификации врача-клинициста. Необходимо придерживаться тактики комплексной постановки диагноза, согласно которой важно учитывать результаты широкого спектра исследований — клинического (осмотр, аускультация и т. д.), инструментального (ультразвукового, рентгенологического и т. д.), лабораторного (клинический и биохимический анализы крови, клинический анализ мочи), а также данных анамнеза.

Суммируя опыт коллег и свой собственный, можно сказать, что для оценки результатов биохимических исследований необходимо учитывать следующее:

1. Референсные значения, принятые в лаборатории; единые коэффициенты пересчета (см. приложение).
2. Физиологические данные пациента: возраст, пол, порода, стадия полового цикла, особенности поведения в момент забора крови и пр.
3. Потенциальное воздействие терапевтических препаратов и иных факторов на показатели крови.
4. Соблюдение правил транспортировки образца крови, точные данные о дате/времени взятия образца и проведения исследования.
5. Отметки в бланке результатов о наличии в образце крови отклонений, способных исказить результат исследований: гемолиз, гиперлипидемия и др.
6. Особенности методов и оборудования, на котором проведено исследование.
7. Регулярный внешний контроль качества работы оборудования и соблюдение внутреннего регламента лаборатории, репутация в профессиональной среде.
8. Возможность обращения в лабораторию, предоставившую результаты исследований, для получения консультации у специалиста о потенциальных причинах изменений показателей крови. Необходимо учитывать, что в задачи врача-лаборанта входит выявление и описание показателей крови, но не постановка диагноза, являющаяся прерогативой врача-клинициста

Референсные значения, принятые в лаборатории, единые коэффициенты пересчета

Референсные значения всех показателей каждая лаборатория определяет с учетом имеющегося оборудования, используемых методик и соответствующих калибровочных и контрольных материалов, а также справочных данных по всем параметрам крови и результатов контрольных исследований крови здоровых животных, проведенных для апробации каждого вида анализа. Существуют международные единицы (СИ) для характеристики параметров крови (ГОСТ 8.417-2002), принятые Международной Метрической Конвенцией. Результаты исследований, предназначенные для оценки врачами-клиницистами, надежные лаборатории предоставляют в единицах, сопоставимых с данными других лабораторий или приводят пересчетные коэффициенты.

Физиологические факторы, влияющие на биохимические показатели крови

К этим факторам относят возрастные, половые и породные особенности. Самые существенные различия в нормальных значениях показателей связаны с возрастом животных. Отклонения от средневидовой нормы (принятой в литературе) у молодых и старых животных могут составлять 25…100 % и более.

Наиболее значимые различия в физиологических параметрах крови выявляют при сравнении молодых и взрослых животных.

Изменения нормальных значений биохимических показателей крови, ассоциированные с возрастом и полом, обусловлены различиями в активности обменных процессов, в гормональном фоне, функциональной зрелости организма.

Возраст. У молодых животных по сравнению со взрослыми из-за относительно невысокой ферментативной активности печени, более высокого содержания плазмы на единицу объема крови, ускоренного синтеза белка сниженызначениямногих параметров белкового и ферментативного обменов (рис. 1): АлАТ, АсАТ, фибриноген, общий белок, альбумин, амилаза. Пониженное содержание мочевины обусловлено сочетанием ускоренного анаболизма белка и возрастной полидипсии и полиурии. Концентрация креатинина снижена вследствие малой массы тела [23] Любое увеличение содержания мочевины и креатинина в сыворотке следует рассматривать в соотношении с удельным весом мочи [13]. Низкая концентрация холестерина в крови животных в возрасте до 6 мес обусловлена высокой скоростью его расходования, что вызвано ускоренным ростом тканей, половым развитием и синтезом стероидных гормонов.

У молодых собак (у кошек в меньшей степени) повышены (относительно средневидовых норм) значения показателей минерального обмена — концентрация кальция и фосфора (вследствие активного роста скелета и высокой активности гормона роста). Активность ЩФ и ГГТ у щенков до 10-дневного возраста выше, чем у взрослых в 20…25 раз (могут достигать 8760 U/L (Ед/л) и 3558 U/L соответственно). Активность данных ферментов возрастает в течение 24 ч после рождения и отражает интенсивность поглощения молозива, богатого ферментами, в то же время тканевые факторы в молозиве могут стимулировать эндогенный синтез ЩФ и ГГТ. Поэтому в первые дни жизни данные показатели нельзя использовать в диагностике расстройств гепатобилиарной системы. ЩФ и ГГТ могут служить критерием потребления щенками молозива. Начиная с 2-х недельного возраста щенка активность ЩФ и ГГТ в сыворотке крови снижается до 176…541 U/L и 4…77 U/L, соответственно, и в возрасте 4-х недель доходит до 135…201 U/L и 2…7 U/L, соответственно [5].

Значения ЩФ могут превышать норму в 2…2,5 раза в период активного роста, особенно у собак крупных пород, за счет высокой активности костного изофермента. У котят в сыворотке крови увеличение активности ЩФ и ГГТ, в отличие от щенков, после приема молозива не наблюдают.

Более высокими у молодых животных, вследствие роста синтеза иммуноглобулинов, бывают показатели, связанные с иммунным статусом (глобулины, лимфоциты).

Во взятой натощак крови уровень желчных кислот у щенков и котят в возрасте 2-х мес не имеет существенных отличий от взрослых животных. Однако во взятой натощак крови и сыворотке после приема пищи отмечена гипераммониемия(до 365 и 568 µmol/L (мкмоль/л) соответственно) у здоровых щенков ирландского волкодава от 6-недельного возраста с нормализацией концентрации аммиака в 3…4-месячном возрасте [13]. Диапазон физиологических концентраций натрия, калия, хлора у молодых собак и кошек соответствует нормам для взрослых животных [9].

Рис.1. Динамика изменений биохимических показателей в крови молодых животных

Пол и порода

Традиционно разные условия содержания и кормления животных, выведение пород в разных географических местностях накладывают отпечаток на метаболические процессы в организме и даже определяют предрасположенность к некоторым заболеваниям на генетическом уровне. У самок ниже концентрация холестерина, а также активность большинства ферментов (АлАТ, КФК), но выше содержание фосфора и желчных кислот [4].

Существование породной вариабельности у кошек подтверждены многими исследователями и наблюдением врачей-клиницистов. Выявлена породная предрасположенность к определенным заболеваниям (например, кошки бирманской породы чаще заболевают вирусным инфекционным перитонитом или сахарным диабетом) [14, 17, 20, 21]. Достоверно доказано, что у бирманских кошек более широкий референсный интервал креатинина [10]. При исследовании у кошек разных пород содержания глюкозы, мочевины, креатинина, протеина, альбумина, кальция, фосфора, натрия, калия, хлора, активности АлАТ, ЩФ наиболее значимые различия были выявлены в содержании креатинина, глюкозы, общего белка у кошек таких пород, как бирманская, шартрез, мейн-кун и персидская. У здоровых кошек данных пород средние значения показателей были сопоставимы с референсными, а верхние границы показателей увеличены на 20…25 % [10, 12, 15].

Породные различия у собак более выражены, чем у кошек, что объясняется большими колебаниями в массе тела (от чихуахуа до ирландского волкодава), условиями содержания (комнатные собачки, гончие, охотничьи, сторожевые и т.д.). При исследовании стерилизованных собак среднего возраста (маламут, хаски, голден ретривер, английский сеттер) отмечено, что средние значения показателей примерно одинаковые, зато значения верхней и нижней границы существенно различаются (разброс):

• креатинин: маламут и голден ретривер — до 133 µmol/L, референсные значения у всех исследуемых пород — 88…106 µmol/L;
• мочевина: английский сеттер — до 11,4 mmol/L, среднее значение по всем породам — 2,9…8,9 mmol/L [6];
• магний: голден ретривер — нижняя граница 0,58 mmol/L, среднее значение 0,62…0,9 mmol/L;
• глобулин: маламут — до 45 g/l, референсные значения 24…38 g/l;
• ЩФ: хаски — до 203U/L, сеттер — до 117 U/L, референсные значения 10…92 U/L. По данным зарубежных коллег, эти породы склонны к гепатопатиям и холестазу [18]; завышенные значения ЩФ могут быть связаны с атипичным адренокортицизмом, к которому склонны собаки породы сеттер [24];
• ГГТ: сеттер — до 11,0 U/L, норма 1…6 U/L;
• глюкоза: хаски — до 7,2 mmol/L, среднее значение 4,2…6,4 mmol/L;
• холестерин: маламут — до 9,38 mmol/L, сеттер — до8,73, средние значения 3,55…8,75 mmol/L;
• амилаза: ретривер — до 1158 U/L, сеттер —до 1293, средние значения 162…974 U/L.

Существуют данные по увеличению активности АлАТ, АсАТ и ГГТ у гончих с возрастом и в зависимости от физической нагрузки [16].

У собак породы бернский зиненхунд при сравнении 21 биохимического показателя от принятых референсных значений отличались ЩФ — до 464 U/L, референсные до 174 U/L, амилаза — 285…1255 U/L, референсные 186…798 U/L; холестерин — 5,29…10,08 mmol/L, референсные 3,5…6,99 mmol/L[11]. Надо отметить, что более высокая активность амилазы без соответствующего повышения активности липазы малоинформативна, а более высокая концентрация холестерина может быть истолкована как предрасположенность к нефропатиям. Кроме того, собаки породы зинненхунд предрасположены к злокачественному гистиоцитозу, течение которого негативно влияет на печень, об этом может свидетельствовать и повышение активности ЩФ [22].

У собак породы борзая значительно выше значения креатинина (до 186 µmol/L) и КФК, причем повышение значений этих показателей находятся в прямой зависимости от физической нагрузки [8]. Активность печеночных ферментов — АлАТ, АсАТ, ЩФ у них также значительно выше, чем референсные значения для собак в целом, увеличено рСО2 без явных признаков алкалоза. У активно работающих собак снижены показатели кальция, фосфора, тиреодных гормонов (Т4 и Т4свободный), но повышена концентрация глюкозы по сравнению с референсными значениями [16].

Наилучший способ выявить отклонения от физиологических норм у каждого конкретного животного — это оценивать параметры крови в динамике (при регулярном диспансерном исследовании, начиная с молодого возраста).

Различия результатов биохимического анализа в зависимости от оборудования

До 70 % ошибок, искажающих результаты исследований, связаны с преаналитическим этапом (табл.). Присутствие в сыворотке посторонних частиц искажает результаты фотометрии, т. к. метаболиты разрушенных клеток, пигменты, крупномолекулярные соединения могут вступать в реакцию с определяемым веществом или компонентами рабочего реактива, влиять на активность ферментов [1, 25].

 Погрешности преаналитического этапа

 Хилез — помутнение сыворотки/плазмы крови, обусловленное содержанием в ней большого количества жиров; ведет к завышению значений печеночных трансфераз; глюкозы, билирубина, холестерина, триглицеридов, желчных кислот, амилазы и др; к занижению значений натрия, хлора, ГГТ.

Гемолиз — избыточный выход гемоглобина в сыворотку крови вследствие разрушения эритроцитов; ведет к завышению значений билирубина, КФК, альбумина, протеина, АлАТ; к занижению показателей ЩФ, желчных кислот, амилазы, ГГТ и т.д.

Прием лекарственных препаратов может сопровождаться изменением течения патологических процессов и сдвигами определенных показателей, относительно физиологической нормы. Например: сульфаниламиды приводят к повышению концентрации билирубина, преднизолон — глюкозы; фенобарбитал — увеличению активности печеночных транфераз; цефалоспорины обусловливают положительную реакцию на глюкозу в моче [2].

Напомним, что билирубинемия — повышенное содержание билирубина в крови, отражает патологические процессы, происходящие в организме, сопровождающиеся значительным разрушением функциональных элементов печени (гепатоцитов), увеличением активности печеночных трансфераз, содержания пигментов печени и понижением количества синтезируемых в печени веществ (альбумина, холестерина и др.). Наличие повышенного содержания билирубина в крови – характеризует патологические процессы происходящие в организме, а не ошибки преаналитического этапа.

 Автоматическое оборудование для биохимического анализа

Существует несколько типов биохимических анализаторов, принципиально различающихся по применяемым методикам. В зависимости от используемых реагентов различают биохимические анализаторы на жидких реагентах, или «жидкая химия», и использующие «сухую» химию, которые в свою очередь подразделяются на «сухую» стриповую и «сухую» слайдовую. Каждый из этих типов имеет свои особенности, преимущественно касающиеся технических аспектов установленных методик, оценки получаемых результатов, возможных погрешностей под действием различных внешних факторов.

Анализаторы, основанные на использовании сухих реагентов в качестве «стрипов», малоинтересны для биохимического анализа крови. Их недостатки: высокая погрешность результатов, большое число факторов, способных повлиять на результат, невозможность достойного контроля качества и низкая сопоставимость результатов. Примером могут служить анализаторы для клинического исследования мочи и портативные глюкометры.

Анализаторы, использующие жидкие реагенты, широко распространены в медицине человека и достаточно давно применяются в ветеринарной медицине. Анализаторами этого типа оснащены крупные лаборатории и научно-исследовательские центры. Принцип работы большинства фотометров и биохимических анализаторов «жидкой» химии основан на турбидиметрическом методе (измерение интенсивности света, прошедшего через анализируемую суспензию). Основные погрешности, сопутствующие данному методу (при условии качественной калибровки) могут быть связаны с частичным отражением света от поверхностей кюветы. Статистически доказанная погрешность — уменьшение значений около 9,2 %, что учитывают в методиках [1]. Многоразовое использование кювет и роторов обусловливает погрешность при исследовании минерального состава сыворотки крови (за счет примесей воды). К увеличению значений плотности исследуемого раствора (сыворотки, мочи) приводят и различные примеси органического и неорганического происхождения (разрушенные клетки, белки, жиры, частицы шерсти и пыли), которые уменьшают интенсивность регистрируемого фотодиодом проходящего света, а при пересчете увеличивают значение определяемого параметра (рис. 2).

Рис.2. Принцип трансмиссионной спектроскопии, используемой в «жидкостных» анализаторах

 Анализаторы «сухой» химии получают все большее распространение и в медицине и в ветеринарии, что обусловлено изобретением и внедрением слайдовой технологии, позволяющей минимизировать артефакты (хилез, остатки разрушенных клеток, загрязнение пробы микрочастицам пыли и т. д.). Слайдовая технология биохимического исследования сыворотки крови незаменима в условиях небольших клиник и кабинетов, при возникновении экстренных состояний, когда нет возможности и время на доставку проб в лабораторию и необходимо быстрое получение результатов исследований.

Принцип слайдовой технологии основан на измерении и оценке отраженного (а не проходящего, как в «жидкостных» анализаторах) света. Технология слайда предусматривает несколько слоев, через которые проходит исследуемый образец. После распределения образца на первом слое, на втором происходит фильтрация крупномолекулярных соединений. Таким образом, на реакционный слой попадают только компоненты с малой молекулярной массой. Третий слой — индикационный (реакционный), где происходит реакция и с которого считываются данные по изменению окраски и оптической плотности, исключая, таким образом, воздействие многих артефактов (рис.3, 4). Измеренная оптическая плотность преобразуется в значение концентрации на основе калибровочной кривой, имеющейся в памяти анализатора.

Рис. 3. Принцип рефлектометрической (отражательной) спектроскопии стриповой (а) и слайдовой (б) технологий 

Рис.4 Расположение слоев слайда

Для практикующего ветеринарного врача могут быть интересны некоторые принципиальные отличия анализаторов, использующих для исследований «сухую» и «жидкую» химию (табл. 2)

Сравнительные параметры анализаторов «сухой» и «жидкой» химии (Таблица №2)

* Линейность метода — интервалы значений показателя, при которых производитель реагентов гарантирует достоверный результат. Ряд биохимических показателей имеет значительные различия линейности в зависимости от установленных на анализаторе методик. Так, линейность метода подсчета концентрации глюкозы Human до 22,9 ммоль/л, Idexx до 38,1 ммоль/л; ЩФ Human до 700 U/L, Idexx до 2000 U/L

* линейности установленной методики - надо иметь в виду, что при подсчете данного показателя сыворотка была разведена и, следовательно, погрешность измерения увеличилась.

 Мы постарались осветить некоторые аспекты биохимического анализа крови, способные влиять на получаемый результат. Для контроля результатов некорректно дублировать анализ в другой лаборатории, особенно спустя несколько дней, т. к. там могут быть принципиально другие оборудование и установленные методики. В качестве рекомендации хочется напомнить, что уточнить «непонятные» можно с помощью дифференциальных (дополнительных) тестов или процедур (пример: при превышающей физиологические норму глюкозе рекомендуют исследовать фруктозамин или гликерированный гемоглобин; при повышении почечных показателей — функциональные тесты почечной фильтрации: фракционной экскреции электролитов, скорости клубочковой фильтрации и прочее).

 ПРИЛОЖЕНИЕ

Коэффициенты пересчета единиц

Библиография

1. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. — М.: МЕДпресс-информ, 2009.
2. Меньшиков В.В. Критерии оценки методик и результатов клинических лабораторных исследований. — М.: Лабора, 2011.
3. Словарь-справочник.— М.: Издательство стандартов, 1990.
4. Butterwick R.F., McConnell M., et al. Influence of age and sex on plasma lipid and lipoprotein concentrations and associated enzyme activities in cats // Am J Vet Res, 2001; 62: 331—336.
5. Center S.A., Randolph J.F., et al. Effect of colostrum ingestion on gamma-glutamyltransferase and alkaline phosphatase activities in neonatal pups // Am J Vet Res, 1991; 52: 499—504.
6. Concordet D., Vergez F., Trumel C., et al. A multicentric retrospective study of serum/plasma urea and creatinine concentrations in dogs using univariate and multivariate decision ruled to evaluate diagnostic efficacy // Vet Clin Pathol., 2008; 37: 96—103.
7. Driscoll C.A., (этот источник должен быть №7) Menotti-Raymond M., Roca A.L., et al. The Near Eastern origin of cat domestication // Science, 2007; 27: 519—523.
8. Dunlop M.M. (этот номер 8), Sanchez-Vazquez M.J., Freeman K.P., Gibson G., Sacchini F., Lewis F. Determination of serum biochemistry reference intervals in a large sample of adult greyhounds // J Small Anim Pract. Год, Номер, страницы?
9. Fettman M.J. and Allen T.A. Developmental aspects of fluid and electrolyte metabolism and renal function in neonates // Comp Contin Ed Pract Vet, 1991; 13: 392—403,.
10. Gunn-Moore (этот должен быть после Fettman MJ) D.A., Dodkin S.J., Sparkes A.H. An unexpectedly high prevalence of azotemia in Birman cats (letter) // J Feline Med Surg, 2002; 4: 165—166.
11. Jubb K.V.F. The Pancreas. In: Jubb KVF, Kennedy PC, Palmer N, eds. Pathology of Domestic Animals. — San Diego, CA: Academic Press Inc.; 1993.
12. Harper E.J., Hackett R.M., Wilkinson J., et al. Age-related variations in hematologic and plasma biochemical test results in Beagles and Labrador Retrievers // J Am Vet Med Assoc, 2003; 3: 223.
13. Hoskins J.D. Veterinary Pediatrics. Dogs and Cats from Birth to Six Months. — WB Saunders Company, Philadelphia, 2001.
14. Lederer R., Rand J.S., Jonsson N.N., et al. Frequency of diabetes mellitus and breed predisposition in domestic cats in Australia // Vet J, 2009; 179: 254—258.
15. Lipinski M.J., Froenicke L., Baysac K.C., et al. The ascent of cat breeds: Genetic evaluations of breed and worldwide randombreed populations // GenomiАcs, 2008; 91: 12—21.
16. Lowseth L.A., Gillett N.A., Gerlach R.F., Muggenburg B.A. The effects of aging on hematology and serum chemistry values in the beagle dog // Vet Clin Pathol., 1990; 19: 13—19.
17. .McCann T.M., Simpson K.E., Shaw D.J., et al. Feline diabetes mellitus in the UK: The prevalence within an insured cat population and a questionnaire-based putative risk factor analysis // J Feline Med Surg, 2007; 9: 288—299.
18. Nestor D.D., Holan K.M., Johnson C.A., Schall.W., Kaneene J.B. Serum alkaline phosphatase activity in Scottish Terriers versus dogs of other breeds // J Am Vet Med Assoc., 2005, 7.
19. Pesteanu-Somogyi L.D., Radzai C., Pressier B.M. Prevalence of feline infectious peritonitis in specific cat breeds // J Feline Med Surg, 2006; 8: 1—5.
20. Whincup P.H., Gilq J.A., Owen C.G., et al. British South Asians aged 13–16 years have higher fasting glucose and insulin levels than Europeans // Diabet Med, 2005; 22: 1275—1277.
21. Reusch C., Hoerauf A., Lechner J., et al. A new familial glomerulonephropathy in Bernese mountain dogs // Vet Rec., 1994; 134: 411—415.
22. Zandvliet M.M.J.M. and Rothuizen J. Transient hyperammonemia due to urea cycle enzyme deficiency in Irish wolfhounds // J Vet Intern Med, 2007; 21: 215—218,.
23. .Zimmerman K., Panciera D., Panciera R. Hyperalkaline phosphatemia in Scottish Terriers caused by atypical adrenal cortical disease [abstract] // Vet Clin Pathol., 2007; 36: 312.
24. http://biokhimija.ru/rabota/obrabotka-krovi.html