Биологическая вариация

Категория: Анализы крови, мочи, кала, мокроты, кишечника, сердца, мозга и др.

Результаты лабораторных исследований подвержены влиянию биологической и аналитической вариации. Если аналитическая вариация зависит от условий выполнения теста, то величина биологической вариации — от целого комплекса факторов. Общая биологическая вариация исследуемых показателей обусловлена внутрииндивидуальной вариацией, наблюдаемой у одного и того же человека в результате влияния биологических ритмов (разное время дня, года), и межиндивидуальной вариацией, вызванной как эндогенными, так и экзогенными факторами, главные из которых представлены на Рис.

Факторы биологической вариации (физиологические факторы, факторы среды, условия взятия пробы, токсичные и терапевтические факторы) могут оказать влияние на результаты лабораторных исследований. Часть из них способна вызывать реальные отклонения лабораторных результатов от референтных значений вне связи с патологическим процессом [Меньшиков В.В., 1995]. К таким факторам относят следующие.

■ Физиологические закономерности (влияние расы, пола, возраста, типа сложения, характера и объёма привычной активности, питания).

■ Влияние окружающей среды (климат, геомагнитные факторы, время года и суток, состав воды и почвы в зоне обитания, социально-бытовая среда).


Биологическая вариация Фото 1

Рис.  Последовательность оценки результатов лабораторных исследований

Рис.  Последовательность оценки результатов лабораторных исследований

■ Воздействие профессиональных и бытовых токсичных средств [алкоголь, никотин, наркотики) и ятрогенные влияния (диагностические и лечебные процедуры, лекарственные средства (ЛС)].

■ Условия взятия пробы (приём пищи, физическая нагрузка, положение тела, стресс во время взятия пробы и др.).

■ Методика взятия крови (способ взятия, средства и посуда, консерванты и т.д.).

■ Неправильный (по времени) забор материала.

■ Условия (температура, встряхивание, влияние света) и время транспортировки биоматериала на исследования в лабораторию.


Биологическая вариация Фото 2

Рис.  Факторы, влияющие на биологическую вариацию [Гаранина Е.Н., 1997].

Рис.  Факторы, влияющие на биологическую вариацию [Гаранина Е.Н., 1997].

Рассмотрим влияние наиболее важных факторов на результаты лабораторных анализов.

Приём пищи. Режим питания, состав принимаемой пищи, перерывы в её приёме оказывают существенное влияние на ряд показателей лабораторных исследований. После 48 ч голодания может увеличиваться концентрация билирубина в крови. Голодание в течение 72 ч снижает концентрацию глюкозы в крови у здоровых людей до 2,5 ммоль/л (45 мг%), увеличивает

концентрацию триглицеридов (ТГ), свободных жирных кислот без значительных изменений концентрации холестерина (ХС) [Statland B.E. et al., 1973].

Употребление жирной пищи может повысить концентрацию калия, ТГ и щелочной фосфатазы. Активность щелочной фосфатазы в таких случаях может особенно увеличиваться у людей с О- или В-группой крови [Remes K. еt al., 1994]. Физиологические изменения после употребления жирной пище в виде гиперхиломикронемии могут увеличивать мутность сыворотки (плазмы) крови и тем самым влиять на результаты измерения оптической плотности. Повышение концентрации липидов в сыворотке крови может быть после употребления пациентом масла, крема или сыра, что приведёт к ложным результатам и потребует повторного анализа.

Потребление большого количества мяса, то есть пищи с высоким содержанием белка, может увеличить концентрации мочевины и аммиака в сыворотке крови, уратов в моче. Пища с высоким отношением ненасыщенных жирных кислот к насыщенным может вызвать снижение концентрации ХС в сыворотке крови, а пища, богатая пуринами, вызывает увеличение концентрации уратов. Бананы, ананасы, томаты, авокадо богаты серотонином. При их употреблении за 3 дня до исследования мочи на 5-оксииндолуксусную кислоту даже у здорового человека её концентрация может быть повышенной. Напитки, богатые кофеином, увеличивают концентрацию свободных жирных кислот и вызывают выход катехоламинов из надпочечников. Приём алкоголя увеличивает в крови концентрацию лактата, мочевой кислоты и ТГ.

Общее правило для исключения влияния принимаемой пищи на результаты лабораторных исследования — забор крови после 12-часового голодания.

Физические упражнения. Физическая нагрузка может оказывать как преходящее, так и длительное влияние на различные параметры гомеостаза. Преходящие изменения включают в себя вначале снижение, а затем увеличение концентрации свободных жирных кислот в крови, повышение на 180% концентрации аммиака и на 300% — лактата, увеличение активности креатинкиназы (КК), аспартат аминотрансферазы (АСТ), лактат дегидро-геназы (ЛДГ) [Garza D., Becan-McBride К., 1989]. Физические упражнения активируют свёртывание крови, фибринолиз и функциональную активность тромбоцитов. Изменения указанных показателей связаны с активацией метаболизма, они обычно возвращаются к исходным (до физической нагрузки) значениям вскоре после прекращения физической деятельности. Тем не менее активность некоторых ферментов (альдолаза, КК, АСТ, ЛДГ) может оставаться повышенной в течение 24 ч после 1-часовой интенсивной физической нагрузки. Длительная физическая нагрузка увеличивает концентрацию в крови половых гормонов, включая тестостерон, андрос-тендион и лютеинизирующий гормон (ЛГ) [Henry J.B, 1996].

Эмоциональный стресс может вызывать преходящий лейкоцитоз, снижение концентрации железа и изменение уровня катехоламинов в крови. Сильное беспокойство, сопровождаемое гипервентиляцией, вызывает дисбаланс кислотно-основного состояния (КОС) с увеличением концентрации лактата и жирных кислот в крови.

Другие факторы. Среди других факторов, влияющих на результаты исследований, имеют значение суточные ритмы гомеостаза, возраст, пол, беременность, географическое положение местности, высота над уровнем моря, температура окружающей среды, курение. У курильщиков может

быть повышена концентрация карбоксигемоглобина (HbCO), катехолами-нов в плазме крови и кортизола в сыворотке крови. Изменения концентрации этих гормонов часто приводят к снижению количества эозинофилов, в то время как содержание нейтрофилов, моноцитов и свободных жирных кислот увеличивается. Курение приводит к увеличению концентрации гемоглобина (Hb), количества эритроцитов, среднего объёма эритроцита (MCV) и снижению количества лейкоцитов. В связи с этим лабораториям рекомендуется устанавливать свои локальные референтные (нормальные) величины для своей популяции.

Для того чтобы уменьшить влияние приведённых факторов на результаты анализов, перед забором крови на исследование необходимо воздержание от физических нагрузок и приёма алкоголя, изменений в питании в течение 24 ч. Пациент не должен принимать пищу после ужина, ему необходимо лечь спать накануне в обычное для него время и встать не позднее чем за 1 ч до взятия крови [Alstorm T. et al., 1993]. Рекомендуется производить забор крови у пациента в ранние утренние часы после 12-часового ночного голодания (базовое состояние), что позволяет максимально стандартизировать условия исследования.

Лекарственные средства. Некоторые ЛС могут оказывать существенное влияние на результаты исследований. Например, приём ацетилсалициловой кислоты при определении времени длительности кровотечения по Дуке следует отменить за 7-10 дней до исследования, в противном случае можно получить патологический результат. В случае, если принимаемое пациентом ЛС может повлиять на результат анализа, и при невозможности его отмены необходимо информировать об этом лабораторию.

Влияние ЛС на результаты лабораторных исследований может быть двух типов.

■ Физиологическое влияние in vivo (в организме пациента) ЛС и их метаболитов.

■ Влияние in vitro (на химическую реакцию, используемую для определения показателя) благодаря химическим и физическим свойствам ЛС (интерференция).

Физиологическое влияние ЛС и их метаболитов во многом известны практическим врачам. Рассмотрим значение интерференции, то есть вмешательства постороннего фактора в результаты анализа.

Интерференция может быть вызвана наличием в пробе биоматериала как эндогенного, так и экзогенного вещества. К основным эндогенным интерферирующим факторам относят следующие.

■ Гемолиз, то есть разрушение эритроцитов с выходом в жидкую часть крови ряда внутриклеточных компонентов (Hb, ЛДГ, калия, магния и др.), что изменяет истинные результаты определения концентрации/ активности таких компонентов крови, как билирубин, липаза, КК, ЛДГ, калий, магний и др.

■ Липемия, извращающая результаты ряда колориметрических и нефело-метрических методов исследования (особенно при исследовании фосфора, общего билирубина, мочевой кислоты, общего белка, электролитов).

■ Парапротеинемия, вызывающая изменения результатов определения некоторыми методами фосфатов, мочевины, кк, ЛДГ, амилазы.

Наиболее частые экзогенные интерферирующие факторы — ЛС или их метаболиты. Так, при определении катехоламинов флуориметрическим методом в моче интенсивную флюоресценцию может вызывать принимаемый пациентом тетрациклин; метаболит пропранолола 4-гидроксипропранолол интерферирует при определении билирубина методами Йендрассика-Гро-фа и Эвелина-Меллоя.

Выявить интерференцию ЛС — одна из задач врача клинической лабораторной диагностики. Важный шаг для решения этой проблемы — контакт с клиницистом для выяснения характера принимаемых пациентом препаратов.

Положение тела при заборе крови также влияет на ряд показателей. Так, смена пациентом положения лёжа на положение сидя или стоя приводит к гидростатическому проникновению воды и фильтрующихся веществ из внутрисосудистого пространства в интерстициальное. Вещества, имеющие большую молекулярную массу (белки), и клетки крови со связанными с ними веществами не проходят в ткани, поэтому их концентрация в крови повышается (ферменты, общий белок, альбумин, железо, билирубин, ХС, ТГ, ЛС, связанные с белками, кальций). Могут увеличиваться концентрация Hb, Ht, количество лейкоцитов.

Место и техника забора крови также могут оказать существенное влияние на результаты лабораторных тестов (например, наложение жгута на период времени более 2 мин при заборе крови из вены может привести к гемоконцентрации и увеличению концентрации в крови белков, факторов коагуляции, содержания клеточных элементов). Лучшее место забора крови на анализы — локтевая вена. Следует также отметить, что венозная кровь — лучший материал не только для определения биохимических, гормональных, серологических, иммунологических показателей, но и для общеклинического исследования. Это обусловлено тем, что применяемые в настоящее время гематологические анализаторы, с помощью которых проводят общеклинические исследования крови (подсчёт клеток, определение Hb, Ht и др.), предназначены для работы с венозной кровью, и в большинстве своём в странах, где их производят, они сертифицированы и стандартизированы для работы только с венозной кровью. Выпускаемые фирмами калибровочные и контрольные материалы также предназначены для калибровки гематологических анализаторов по венозной крови. Помимо этого, при заборе крови из пальца возможен ряд методических особенностей, которые стандартизировать очень трудно (холодные, циано-тичные, отёчные пальцы, необходимость в разведении исследуемой крови и др.), что приводит к значительным разбросам в получаемых результатах и как следствие — к необходимости повторных исследований для уточнения результата. Для общеклинического исследования кровь из пальца рекомендуют забирать в следующих случаях.

■ При ожогах, занимающих большую площадь поверхности тела пациента.

■ При наличии у пациента очень мелких вен или их малой доступности.

■ При выраженном ожирении пациента.

■ При установленной склонности к венозному тромбозу.

■ У новорождённых.

Пункцию артерии для забора крови используют редко (преимущественно для исследования газового состава артериальной крови).

Время и условия транспортировки проб биологического материала также играют важную роль в обеспечении качества результатов лабораторных исследований. При доставке материала в лабораторию всегда необходимо помнить об особенностях некоторых проб. Например, при заборе артериальной крови для исследования газового состава ёмкость с кровью должна быть хорошо закупорена, погружена в ледяную воду и как можно скорее доставлена в лабораторию, поскольку гликолиз в эритроцитах и лейкоцитах вызывает снижение рН, если проба будет находиться приблизительно 20 мин при комнатной температуре. Эти требования необходимо соблюдать и при исследовании капиллярной крови, которую забирают в гепаринизи-рованные капилляры. Кровь для исследования на адренокортикотропный гормон (АКТГ), ангиотензин I, II, ренин также должна быть сразу после забора помещена в лёд и как можно быстрее доставлена в лабораторию.

В целом, чтобы избежать влияния временного фактора на результаты анализов, доставку материала в лабораторию необходимо производить как можно быстрее. Чем раньше сыворотка отделена от эритроцитов, тем меньше влияние гликолиза (значит, меньшим будет влияние на концентрацию глюкозы, фосфора и активность некоторых ферментов). Концентрация билирубина в крови снижается под воздействием света (особенно яркого солнечного). Действие света также повышает активность щелочной фосфатазы. Фактор времени очень важен и при бактериологических исследованиях (некоторые бактерии погибают при комнатной температуре).

Время доставки биоматериала в лабораторию должно укладываться в интервалы, представленные в табл.. При их соблюдении удаётся максимально снизить негативное влияние временного фактора на результаты лабораторных анализов.

Таблиия 1-1. Сроки доставки проб в лабораторию [Garza D., Becan-McBride K., 1989]

Таблиия 1-1. Сроки доставки проб в лабораторию [Garza D., Becan-McBride K., 1989]


Биологическая вариация Фото 3

Указанные нормативы времени доставки должен знать каждый врач-клиницист. При их нарушении необходим повторный забор проб, так как исключить влияние фактора времени на отклонения в результатах исследований не представляется возможным.

Кроме всего перечисленного, величина биологической вариации зависит от физиологической функции, выполняемой в организме анализируемым веществом. Наименьшая биологическая вариация характерна для веществ, наиболее важных для стабильности состава и объёма внеклеточных жидкостей и крови (натрий, хлориды, кальций, магний, альбумин, общий белок, углекислый газ). Вариация средней степени характерна для веществ, участвующих в процессах анаболизма (глюкоза, ХС, фосфор). Наибольшей биологической вариацией обладают компоненты сыворотки крови, которые являются конечными продуктами катаболизма (мочевая кислота, мочевина, креатинин), а также выделяемые из тканей вещества и ферменты [ЛДГ, АСТ, аланин аминотрансфераза (АЛТ) и др.].