Клиническая биохимия. клин биохимия. Понятие и принципы клинической биохимии. Клиническая биохимия
 Скачать 283 Kb.
|
|
Наибольшее клинико-диагностическое значение имеет обнаружение гипомагниемии — уменьшения концентрации магния в сыворотке крови, наблюдаемое при пастбищной тетании у жвачных (вследствие поступления в организм животного с молодой травой большого количества калия или азота), алиментарной остеодистрофии, послеродовом парезе, транспортной болезни у коров, хроническом гломерулонефрите, поносах, белково-минеральном голодании, циррозе печени, рахите, иногда при эпилепсии, злокачественных новообразованиях, остром и хроническом панкреатите. Повышение количества магния в сыворотке крови — гипермаг-ниемию — обнаруживают при острой и хронической почечной недостаточности, гипертиреоидизме, болезнях печени, дегидратации. Определение железа. Железо — важный компонент клетки, активно участвующий в процессах тканевого дыхания; различают железо клеточное и внеклеточное. К соединениям железа, входящим в состав клетки, относят: 1) гемопротеины, основным структурным элементом которых является гем (гемоглобин, миоглобин, цитохромы, катал аза и пе-роксидаза); 2) железосодержащие ферменты негеминовой группы (сукцинатдегидрогеназа, ацетил-коэнзим А-дегидрогеназа, НАДНг-цитохром, С-редуктаза и др.); 3) ферменты и гемосиде-рин внутренних органов; 4) железо, рыхло связанное с белками и другими органическими веществами. Внеклеточные соединения железа включают в себя железосвязывающие белки трансферрин и лактоферрин, содержащиеся во внеклеточных жидкостях. Наиболее значимая роль железа в организме состоит в образовании гемоглобина, выполняющего газотранспортную функцию — перенос экзогенного кислорода и эндогенных диоксида углерода и окиси углерода. Гемоглобин синтезируется преимущественно в костном мозге, причем клетки красного ростка (особенно базофильные эритробласты, полихроматофильные и меньше ортохромные эритробласты и ретикулоциты) способны очень быстро включать в себя железо. Основной источник плазменного железа — внутренние органы (печень, селезенка, костный мозг), где разрушается гемоглобин эритроцитов. Небольшое количество железа поступает в плазму из эндогенных запасов, а также из желудочно-кишечного тракта, а именно из двенадцатиперстного отдела тонкой, начальных отделов тощей кишки, где элемент абсорбируется. Преобладающим циклом в интрамедулярном обмене железа в организме является образование и разрушение гемоглобина эритроцитов. При разрушении гемоглобина порфириновые кольца окисляются с образованием желчных пигментов, а железо освобождается, превращается в окисную форму, соединяется с железосвязывающим белком сыворотки крови (трансферрин) и транспортируется кровью в костный мозг для образования нового гемоглобина либо частично в печень и селезенку, где может откладываться в виде ферритина или гемосидерина. Таким образом, обмен железа носит в основном эндогенный характер. Поступающее с кормом и питьем железо адсорбируется клетками эндотелия слизистой оболочки тонкого кишечника; при дефиците элемента последний всасывается также в желудке и толстом кишечнике. В слизистой оболочке кишечника ионы железа соединяются с апоферритином, окисляются и образуют ферритин, в котором железо содержится в трехвалентной форме, неспособной проходить в плазму крови. Затем при участии фермента ксантино-оксидазы образуются ионы двухвалентного железа, которые поступают в кровь, соединяются с белком трансферрином (из Р-гло-булинов) и транспортируются в костный мозг, печень и другие органы. Усвояемость железа зависит от наличия в организме меди и витамина В12. У животных гемоглобиновое железо составляет больше половины всех запасов элемента в организме, миоглобиновое — 10... 15 %; резервное железо (в виде железобелковых комплексов ферритина и гемосидерина) в печени, селезенке, костном мозге — 20 %; железо оксидаз, цитохромных ферментов — 10...15 %; плазменное железо (негемоглобиновое, транспортное железо крови, находящееся в соединении с р-глобулином— трансферрином,— незначительное количество (не более 0,1 %). Наиболее важная часть железосодержащих веществ — гемоглобин, на образование которого влияют медь, кобальт, витамин В12, пиридоксин и другие факторы. При распаде гемоглобина образуется белок — глобин — и железосодержащий гематин. Освободившееся при этом железо превращается в окисную форму, соединяется с сывороточным белком (Р-глобулином), образуя трансферрин, который и транспортируется в костный мозг. Здесь из трансферрина железо передается ферритину ретикулярных клеток костного мозга, откуда поступает в цитоплазму эритробластов и используется для образования молекул гемоглобина. Некоторая часть освободившегося железа депонируется в печени и селезенке в виде ферритина и гемосидерина. Из организма железо выводится в основном с калом, но также и с мочой, а у лактирующих животных — с молоком. Содержание железа определяют в сыворотке крови батофенан-тролиновым методом Коэффициент для пересчета мкг/100 мл в мкмоль/л или нмоль/л: для железа —0,179, для меди —0,157, для кобальта — 169,69. Повышенное содержание железа в сыворотке крови — гиперси-деремия — может быть установлено при большом поступлении железа в организм, апластической и гемолитической анемии, жировой дистрофии печени, циррозе печени и хроническом гепатите (недостаточное использование железа), гемолитической и паренхиматозной желтухах, при бронхопневмонии и т. д. Уменьшение содержания железа в сыворотке крови — гипосиде-ремию — наблюдают при недостаточном поступлении железа с кормами, повышенной потребности организма в нем (при острых и хронических кровопотерях, беременности), острых инфекционных болезнях, анемиях, связанных с воспалениями, интоксикациями (при гнойных и септических заболеваниях), при уремии, сердечной недостаточности, бронхите и бронхиальной астме. Определение меди. Одна из основных функций меди в организме животных и человека — ее участие в процессах кроветворения. Медь катализирует включение железа в структуру гема и способствует созреванию эритроцитов на ранних стадиях развития, повышает кислородсвязывающую способность крови; участвует в некоторых иммунологических процессах, положительно влияет на деятельность нервной и сердечно-сосудистой систем, процессы роста и размножения животных, на углеводный обмен, ускоряет процессы окисления глюкозы, задерживает распад гликогена и способствует его накоплению в печени. Медь всасывается главным образом в желудке и начальном отделе тонкого кишечника, где слизистая оболочка содержит метал-лотионеин, формирующий комплексное соединение с медью. Синтез металлотионеина регулируется содержанием цинка и меди в печени на уровне транскрипции мРНК. Пройдя через эпителий слизистой оболочки желудка и тонкой кишки, медь связывается с транскупреином и альбумином и в меньшей степени с аминокислотами, преимущественно гистидином. В крови также обнаружен глицилгистидиллизин, ассоциированный с альбуминовой и а-глобулиновой фракциями, который образует тройной комплекс с медью и альбумином, обеспечивая поступление этого элемента внутрь клеток в нетоксичной и доступной для них форме. Медь, первоначально связанная металлотионеином, в дальнейшем включается в церулоплазмин, другие медьсодержащие ферменты и компоненты желчи. Церуллоплазмин синтезируется на рибосомах клеток печени. В последней медь также депонируется в составе металлотионеина и превращается в труднодиализируемую форму, выделяемую в составе желчи. Медь почти не подвергается обратному всасыванию. В основном она выводится из организма с калом, в незначительных количествах с мочой, частично с молоком и слюной. В плазме крови большая часть меди (90 %) связана с белками в виде церулоплазмина (соединение меди с а2-глобулином), и лишь незначительное количество ее содержится в свободном coстоянии (в ионной форме); в эритроцитах обнаружен комплекс меди с белками — гемокупреин. Церулоплазмин обеспечивает эритроцитам значительную устойчивость к гемолизу, а также ускоряет накопление железа в печени и влияет на пролиферацию молодых клеток эритро- и гранулопоэтической систем, что в конечном счете и вызывает активизацию эритропоэза в костном мозге. Количество меди в крови определяют спектрофотометрически или на атомно-абсорбционном спектрофотометре, а также с ди-этилдитиокарбаматом натрия. Содержание меди в крови животных разных видов приведено в таблице 6. Увеличение количества меди в крови — гиперкупремия — может быть в острый период инфекций, протекающих с лихорадкой и распадом клеточных элементов, при заболеваниях печени (гепатит, цирроз и механическая желтуха), при лейкозах, мегалоплас-тической и апластической анемиях, злокачественных новообразованиях, гипотиреозе. Отравление солями меди сопровождается некрозом клеток печени, метгемоглобинемией, гиперкупремией, билирубинемией, гемолизом эритроцитов. Уменьшение содержания меди в крови — гипокупремия — встречается при некоторых анемиях у молодняка с нарушением их роста и развития. Наблюдают также диарею, депигментацию шерстного покрова, нарушение костеобразования, извращенный аппетит, нефротический синдром, снижение продуктивности. При недостатке меди в рационе у крупного рогатого скота развивается лизуха, у овец — энзоотическая атаксия. Определение кобальта. Кобальт присутствует в молекуле витамина В]2, который синтезируется у жвачных в рубце, а у других животных — в толстом кишечнике (этот витамин стимулирует кроветворение). В крови элемент находится в белковосвязанной форме и в небольшом количестве как структурный компонент витамина В12 (4 %). Кобальт влияет на отложение фосфора в костях, стимулируя активность щелочной фосфатазы; принимает участие в белковом обмене, активируя фермент аргиназу; усиливает тканевое дыхание; стимулирует распад углеводов и активирует фосфо-глюколипазу и многие другие ферменты (рибофлавинкиназу, ма-латдегидрогеназу, пируватдекарбоксилазу и др.); усиливает синтез нуклеиновых кислот и мышечных белков; повышает ассимиляцию азота и основной обмен; необходим для синтеза тиреоидных гормонов. Значение кобальта в кроветворении связывают не только с кобальтсодержащим витамином В12, но и с образованием под его влиянием эритропоэтина. Поступающий в организм с кормом кобальт всасывается в тонком кишечнике, причем поступление его в организм повышается при дефиците железа. Депонируется кобальт в печени, почках и в меньшей степени — в щитовидной железе, надпочечниках, селезенке и других органах. Выводится из организма как через желудочно-кишечный тракт с желчью, так и через почки с мочой. Количество кобальта в крови определяют или спектрофотометрически, или на атомно-абсорбционном спектрофотометре. Нормальные значения показателя приведены в таблице 6. Снижение концентрации кобальта в крови — гипокобалыпоз — наблюдают при недостаточном поступлении в организм животных этого элемента с кормами, в этом случае развивается кустарниковая болезнь, береговая, или изнуряющая, болезнь, энзоотический маразм, солевая болезнь, сухотка (pening). Определение селена. Селен обладает антиоксидантным и антиканцерогенным действием, принимает участие в окислительном фосфорилировании, влияет на метаболизм серы, состояние иммунобиологической активности организма, играет определенную роль в механизме зрения и воспроизводства. Селен всасывается в тонком кишечнике. В транспорте и депонировании элемента участвует белок селенопротеин Р. Количество селена в крови определяют колориметрическим методом с диаминобензидином по В. В. Ковальскому и А. Д. Гололобову, а также спектрофотометрически. У крупного рогатого скота в крови содержится 8...11 мкг/100 мл селена (или 1,0...1,4 мкмоль/л; для пересчета количества селена в единицы СИ мкг/100 мл умножают на коэффициент 0,127), а у овец — 8...12 мкг/100 мл (или 1,0...1,5 мкмоль/л). При недостатке селена и витамина Е в рационе развивается беломышечная болезнь у телят и ягнят, токсическая дистрофия печени у свиней, дистрофия поджелудочной железы, энцефаломаля-ция и экссудативный диатез у цыплят. Избыточное поступление селена с кормами неблагоприятно отражается на процессах осси-фикации, вызывает алкалоз (щелочную болезнь), пороки развития эмбрионов у кур, свиней, овец и кошек, а также «вертячку» у крупного рогатого скота и овец. Определение связанного с белками йода. Йод — один из важных микроэлементов организма, входит в состав гормонов щитовидной железы (трийодтиронин, тироксин), которые регулируют все основные виды обмена веществ. Хронические поражения щитовидной железы вызывают многие патологические процессы в различных органах и системах организма. Йод всасывается в передних частях тонкого кишечника. В организме элемент накапливается в щитовидной железе, почках и слюнных железах. В мышцах его концентрация в 1000 раз меньше, чем в щитовидной железе. Выделяется йод преимущественно через почки (70...80%), в меньшей степени — через слюнные и потовые железы, у лактирующих животных — с молоком. Белковосвязанный йод в сыворотке крови определяют спектрофотометрически. Его содержание в норме у крупного рогатого скота составляет 4...5 мкг/100 мл (или 315...394 нмоль/л); для перечисления в единицы СИ мкг/100 мл умножают на коэффициент 78,795), а у овец — 4...8 мкг/100 мл (или 315...630 нмоль/л). При недостаточном поступлении йода с кормами и водой у животных развивается эндемический зоб, у коров снижается плодовитость, овцы резко отстают в росте, у супоросных свиноматок увеличивается число мертворожденных поросят, молодняк отстает в росте, у птиц снижается яйценоскость. При избыточном поступлении йода с кормами у животных снижаются среднесуточные приросты массы, развиваются анемия, цирроз печени, нефроз, увеличивается щитовидная железа (гипотиреоз). Определение общего белка и белковых фракций. В крови циркулирует большое количество разных белков. Из всех веществ сухого остатка крови (9...10%) большая часть приходится на белок (6,5...8,5 %), который представлен альбуминами и глобулинами (в плазме крови содержится также фибриноген). Альбумины (как и фибриноген) и большая часть глобулинов (в основном а- и (3-глобулины) и некоторое количество у-глобулинов синтезируются в печени (у-глобулины образуются главным образом плазматическими и лимфоцитарными клетками). Физиологическое значение белков сыворотки (плазмы) крови велико. В частности, они поддерживают ее вязкость, коллоидноосмотическое давление, тем самым сохраняя объем крови, принимают активное участие в свертывании последней (наличие фибриногена, протромбина, проакцелерина, проконвертина, антигемо-фильного глобулина и других факторов); соединяясь с рядом веществ, обеспечивают их транспорт к тканям (альбумины переносят витамины С, К, Р, антибиотики, различные промежуточные продукты обмена; глобулины транспортируют жирные кислоты, соли желчных кислот, желчные пигменты, гематин, различные лекарственные препараты, каротин, витамины A, D, Е, К, В^, железо, медь, гемоглобин и т. д.). Белки участвуют в поддержании постоянства pH крови (белковая буферная система), в иммунных процессах организма (многие глобулины являются носителями иммунных тел — иммуноглобулины), стабилизации уровня катионов крови (образование недиализируемых соединений с кальцием, железом, магнием, медью и т. д.). Количество общего белка в сыворотке крови определяют чаще всего с помощью рефрактометров или более точным биуретовым методом. Чтобы исследовать белковые фракции сыворотки и плазмы крови, прибегают к электрофоретическому разделению сыворотки на бумаге, что позволяет определить у животных 4...5 фракций: альбумины, а- (иногда и а2), р- и у-глобулины. С помощью электрофореза в агаровом, крахмальном или полиакриламидном геле можно выявить значительно большее число белковых фракций. Наибольшее их число удается определить с помощью иммуноэлектрофореза. Снижение содержания общего белка в сыворотке крови — ги-попротеинемия — развивается главным образом за счет уменьшения количества альбуминов, что наблюдают при длительном недокорме животных; низком содержании белка в рационе, не сбалансированном по аминокислотному составу; плохом усвоении протеина корма вследствие хронического нарушения деятельности желудочно-кишечного аппарата или недостатка углеводов, макро- и микроэлементов, ряда витаминов (А, Е и др.); при алиментарной остеодистрофии, нефрозе и нефрите (вследствие протеинурии); хроническом паренхиматозном гепатите и циррозе печени (в результате снижения синтеза белков); острых и хронических кровотечениях, гидремии, абсцессах, злокачественных новообразованиях, паратуберкулезе (у клинически больных животных), туберкулезе (терминальная стадия), затяжном сепсисе, тейлериозе (с тяжелым течением), лихорадочных состояниях и интоксикациях и т. д. Гиперпротеинемия — увеличение содержания общего белка в крови, обычно связано с повышением количества глобулинов и встречается при белковом перекорме животных (высококонцентратном типе кормления), избытке переваримого протеина и недостатке легкоусвояемых углеводов, дефиците каротина, неправильном соотношении кальция и фосфора и недостатке витамина D, при остром гепатите, дистрофии печени (за счет повышения содержания глобулинов и снижения количества альбуминов), тяжелых формах диареи, дегидратации организма, диабете, острых воспалительных процессах, флегмонах, сепсисе, тяжелых инфекциях и других заболеваниях. Соотношение белковых фракций может изменяться независимо от содержания общего белка и поэтому для врача это более информативный показатель. Уменьшение концентрации альбуминов в сыворотке крови — гипоалъбуминемию — наблюдают при диффузном циррозе печени, голодании, кахексии, инфекционных болезнях, воспалительных процессах, острых пневмониях и бронхопневмониях, осложнении пневмонии гангреной, клинической форме туберкулеза, в предклинический и особенно клинический период паратуберкулеза, при болезни Ауески, лейкозе, кетозах, диспепсии телят, А-гиповитаминозе, миоглобинурии лошадей, желточном перитоните кур, тейлериозе, липоидном и амилоидном нефрозах, нефрите, нефросклерозе, токсикозе беременности, токсических повреждениях печени, опухолях с метастатическими новообразованиями, гемолитических процессах и т. д. Увеличение процента альбуминов — гиперальбуминемия — встречается при дегидратации. Концентрация а]-глобулинов увеличивается на начальных стадиях пневмонии, при острых полиартритах, экссудативном туберкулезе легких, острых инфекционных болезнях, сепсисе, злокачественных новообразованиях. |