Лабораторная диагностика нарушений минерального обмена

Лабораторная диагностика нарушений минерального обмена И. А. Новикова

Причины и клинические признаки гиперкальциемии Причины Клинические признаки Общие: ● злокачественные опухоли с или без ● слабость, утомляемость, апатия, потеря метастазирования в кости веса, мышечная слабость ● первичный гиперпаратиреоз ● изменения психики (нарушения Частые: способности концентрировать внимание, ● тиреотоксикоз сонливость) ● интоксикация витамином D ● диарея, тошнота, рвота ● передозировка тиазидовых ● абдоминальные боли (язвы желудка или диуретиков двенадцатиперстной кишки, панкреатит) ● саркоидоз, др. гранулематозные ● полиурия, дегидратация и почечная заболевания недостаточность ● идиопатическая ● нефрокальциноз и камни в почках гипокальциуретическая (главным образом при первичном гиперкальциемия гиперпаратиреозе) ● трансплантация почки (третичный ●укорочение интервала QT на ЭКГ гиперпаратиреоз) ● нарушение ритма сердца и гипертензия

Причины и клинические признаки гипокальциемии Клинические Причины признаки Артефакт (взятие крови в пробирку с Варьируют в зависимости ЭДТА) от степени и темпа снижения Са; Дефицит витамина D хроническая Øдиетический гипокальциемия может Øсиндром мальабсорбции быть бессимптомной Øдлительное отсутствие Повышенная ультрафиолета возбудимость нервов Нарушение метаболизма витамина D (онемение конечностей, Øпочечная недостаточность парастезии, тетания) Øлечение антиконвульсантами Симптомы Труссо, Хвостека

Причины и клинические признаки гипокальциемии (продолжение) Причины Клинические признаки Гипопаратиреоз Тяжелая гипокальциемия вызывает Дефицит магния сонливость, спутанность сознания, нарушение поведения, ступор Гиперфосфатемия Хроническая гипокальциемия может быть причиной катаракты, кальцификации базальных ганглиев

Гиперфосфатемия Значения фосфора у взрослых натощак более 1, 45 ммоль/л ПРИЧИНЫ ГИПЕРФОСФАТЕМИИ • Почечная недостаточность (при снижении клубочковой фильтрации ниже 20%) • Гипопаратиреоз • Избыточное потребление (введение) фосфата • Интоксикация витамином D • Интенсивный распад ткани, в частности, при синдроме лизиса опухоли, голодании, диабетическом ацидозе. • Физиологическая гиперфосфатемия: у новорожденных и младенцев нормальные значения выше, чем у взрослых.

Гиперфосфатемия (продолжение) Наиболее опасные осложнения гиперфосфатемии : гипокальциемия и кальцификация тканей. Механизмы: vгиперфосфатемия →снижение синтеза кальцитриола → уменьшение всасывания кальция в кишечнике. vфосфат образует нерастворимые комплексы с кальцием → кальцификация тканей и гипокальциемия Лечение: устранение причины, прием внутрь солей алюминия, кальция, магния.

Гипофосфатемия Частое явление в клинической практике. ПРИЧИНЫ ГИПОФОСФАТЕМИИ n Дефицит витамина D n Первичный и вторичный гиперпаратиреоз n Энтеральное/парентеральное питание с неадекватным введением фосфата n Почечная тубулярная недостаточность n Применение фосфат-связывающих веществ (соли магния или алюминия), синдром нарушенного всасывания, рвота, понос n Гипомагниемия n Синдром Фанкони

Клинические проявления гипофосфатемии Клинические проявления: При умеренной гипофосфатемии ( < 1, 00 ммоль /л, натощак ) проявления слабые При тяжелой гипофосфатемии (< 0, 3 ммоль /л) - нарушение функции всех клеток, особенно мышечных, эритроцитов и лейкоцитов. Хроническая гипофосфатемия вызывает рахит и остеомаляцию. Лечение – введение фосфатов энтерально или парентерально.

Лабораторные тесты для исследования обмена кальция v Общий кальций (скорригированный) – фотометрические методы v Ионизированный Са 2+ - ионселективные методы v Альбумин - для коррекции результатов общего кальция. v Щелочная фосфатаза - повышение активности при одновременном уменьшении уровня Са в сыворотке указывает на увеличение активности остеобластов (формирование костной ткани). v Креатинин - позволяет оценить, являются ли изменения Са и/или Ф неорг результатом недостаточности почек, а также определить как длительная гиперкальциемия повлияла на функции почек. v КОС - для коррекции результатов определения общего и ионизированного Са Исследования, применяемые с целью исключения новообразований как причины гиперкальциемии: v Морфологическое исследование крови. v Электрофорез белков

Дополнительные тесты при оценке обмена кальция Ø ПТГ в сыворотке (лучше всего нативный ) - выявление первичного гиперпаратиреоза Ø Тест гипокальциемического действия гидрокортизона - дифференциации гиперкальциемии , обусловленной первичной гиперфункцией паращитовидных желез, от гиперкальциемии , вызванной новообразованиями. Имеет меньшую диагностическую ценность, чем тест непосредственного определения ПТГ Ø выделение с мочой гидроксипролина и пептидов, содержащих гидроксипролин ( ↑ гидроксипролина свидетельствует о распаде коллагена костной ткани). Ø 25( OH ) D 3 - в плазме - уменьшается при дефиците витамина D 3 и увеличивается в результате отравления витамином D 3. Ø Выделение Са с мочой - диагностическая ценность мала. Исключение - врожденная гипокальциуретическая гиперкальциемия.

Тесты для исследования обмена фосфора Материал для исследования – кровь: v Уровень неорганического фосфора (колориметрически) v Кальций - гипофосфатемия и гиперкальциемия часто являются следствием гиперфункции паращитовидных желез или опухолевых образований. Гипофосфатемия и одновременно гипокальциемия чаще возникают при вторичной гиперфункции паращитовидных желез (недостаток витамина D). v Магний - гипомагниемия может быть причиной дефицита фосфора. Гипомагниемия является причиной недостаточности паращитовидных желез. v КОС - для подтверждения, не является ли респираторный алкалоз причиной наблюдаемой острой гипофосфатемии (Фнеорг < 0, 3 ммоль/л).

Тесты для исследования обмена фосфора (продолжение) Материал для исследования – моча: v Фосфор - уровень фосфора менее 3 ммоль/л указывает на внепочечные причины гипофосфатемии v Фракционное выделение фосфора (ФВ Фнеорг, %) < 20 % фильтруемого количества указывает на внепочечные причины гипофосфатемии. Это исследование можно выполнить в пробе мочи в одноразовой порции: v. Глюкоза и аминокислоты - глюкозурия и аминоацидурия могут указывать на наличие синдрома Фанкони.

Тесты для исследования обмена магния Сыворотка Ø Магний. Ø Калий - гипокалиемия может указать на первичный гиперальдостеронизм, что может явиться причиной гипомагниемии Ø Кальций - хроническая гиперкальциемия может служить причиной увеличения потери Mg с мочой, что, в свою очередь, приводит к гипомагниемии Моча Выведение магния - тест применяется для установки причины гипомагниемии. Если выведение Mg с мочой выше 0, 5 ммоль /сутки, то можно говорить о почечном происхождении гипомагниемии , выведение Mg ниже этого уровня свидетельствует о внепочечной причине гипомагниемии. Тест кишечного всасывания Mg. Синдром нарушения всасывания Mg может служить причиной дефицита Mg.

Биохимический состав внеклеточного матрикса кости Органический материал внеклеточного матрикса: белки (на 95% - коллаген 1 типа, 5% - неколлагеновые белки - остеокальцин, остеонектин) Неорганический материал: кальций, фосфат, магний и гидроксиапатит.

Показатели минерального обмена в плазме при метаболических заболеваниях костной ткани Щелочная Патология Кальций Фосфор фосфатаза Остеопороз N Остеомаляция ↓ или N ↓ ↑ (↑↑) • Болезнь Педжета N (↑)* N ↑↑↑ Почечная ↓ или N ↑ остеодистрофия Первичный ↑ N или ↓ N или ↑ гиперпаратиреоз Метастазы N или ↑ ↓, или N или ↑ ↑ опухоли в кость * - при иммобилизации, • - в ранней стадии восстановления

Рахит и остеомаляция В основе - недостаточная минерализация остеоида. Рахит - у детей и подростков (когда кость растет), остеомаляция - у взрослых. Причины: 1. недостаток Са (обычно из-за снижения или нарушения всасывания витамина D) 2. нарушение образования кальцитриола или резистентность к его действию Ø витамин D -зависимый рахит I типа - дефицит почечной 1 - гидроксилазы Ø рахит II типа - резистентность к действию кальцитриола 3. нарушение образования кальцитриола при ХПН – почечная остеодистрофия (проявляется остеомаляцией) 4. недостаток фосфора (синдром Фанкони , семейный связанный с X хромосомой гипофосфатемический рахит)

Первичный и вторичный остеопороз Остеопороз - уменьшение массы костей при нормальном соотношении минеральных и органических компонентов. Повышается риск переломов даже после небольших травм. В озникает в результате нарушения баланса между процессами резорбции и образования кости. Область резорбции заполняется лишь частично, что ведет к прогрессирующему истончению трабекул. Около 200 миллионов людей в мире страдает остеопорозом. Повсеместная тенденция к увеличению заболеваемости.

Причины остеопороза Возраст v постклимактерический остеопороз v старческий остеопороз Эндокринные заболевания v первичная недостаточность яичников v тиреотоксикоз v синдром Кушинга v сахарный диабет v гипогонадизм Препараты v Продолжительное лечение гепарином v глюкокортикоиды v Алкоголизм Другие причины v иммобилизация v нарушение всасывания Са v голодание

Возрастной остеопороз Патогенез: с возрастом активность остеобластов уменьшается относительно активности остеокластов → уменьшение массы кости, увеличение ее хрупкости и частоты переломов. Ø Постклимактерический остеопороз (тип I ) – следствие дефицита эстрогенов после возникновения менопаузы, проявляется примерно через 10 лет после менопаузы. Характеризуется утратой в основном губчатого вещества кости→ компрессионные переломы позвонков, переломы лучевой кости в типичном месте. Ø Старческий остеопороз (тип II) встречается после 70 лет у обоих полов. Происходит потеря как кортикального, так и губчатого вещества кости → переломы шейки бедра и позвоночника.

Болезнь Педжета Заболевание неизвестной этиологии. Развивается у лиц старше 40 лет и затрагивает чаще всего таз, бедренные кости, позвоночник и череп. В основе - нарушение баланса активности остеобластов и остеокластов → нарушение формирования новой костной ткани → кости утолщаются, деформируются, появляются боли в костях, патологические переломы. Лабораторные показатели: ↑↑↑ ЩФ в сыворотке Са и Фнеорг - норма Лечение: анальгетики, в тяжелых случаях применяют бисфосфонат (подавляет активность остеокластов)

Маркеры метаболизма и резорбции костной ткани Ø Костный изофермент щелочной фосфатазы (активность остеобластов) Ø Остеокальцин ( неколлагеновый белок, синтезируется остеобластами, участвует в минерализации) Ø Метаболиты коллагена (менее чувствительны) Ø Тартратрезистентная КФ

Остеокальцин Витамин-К зависимый неколлагеновый белок костной ткани, локализуется во внеклеточной матриксе кости (25% неколлагенового матрикса). Регуляция: v ↑ - витамин D 3 v ↓ - ПТГ Изменение содержания остеокальцина в крови отражает метаболическую активность остеобластов костной ткани. Содержание остеокальцина в сыворотке в норме: v Дети – 39, 1 -90, 3 нг/мл v Женщины – 10, 7 -32, 3 нг/мл v Мужчины – 14, 9 -35, 3 нг/мл Снижение - при рахите Повышение – болезнь Педжета , первичный гиперпаратиреоз , тиреотоксикоз.

Метаболиты коллагена Коллаген – фиброзный протеин. Состав: белок, гидроксипролин (10%), глицин. Присутствует в костях, сухожилиях, коже, кровеносных сосудах, хрусталике. Показатели общего обмена коллагена: Ø Общий гидроксипролин в моче Ø Пиридинолин (Пид) Ø Дезоксипиридинолин (Дпид)

Общий гидроксипролин в моче Отражает разрушение (резорбцию) костной ткани, хотя неспецифичен (содержится в других тканях) В норме выделяется с мочой в виде пептидных комплексов и в свободном виде (менее 10%). Материал для исследования – суточная моча. Возраст Общий гидроксипролин мг/сут ммоль/сут 1 -5 лет 20 -65 0, 15 -0, 49 6 -10 35 -99 0, 27 -0, 75 11 -14 63 -180 0, 48 -1, 37 18 -21 год 20 -55 0, 15 -0, 42 22 -40 лет 15 -42 0, 11 -0, 32 41 -51 15 -43 0, 11 -0, 33

Общий гидроксипролин в моче (продолжение) Повышение концентрации: болезнь Педжета , рахит, остеомалияция , переломы, остеопороз и др. Понижение: гипопаратиреоз, мышечные дистрофии и др.

Пиридинолин и дезоксипиридинолин Пид и Дпид – образуются за счет межмолекулярных необратимых связей между некоторыми аминокислотами, входящими в полипептидную цепь коллагена (связи образуются за счет пиридинового кольца – пиридиновые связи). Присутствуют только во внеклеточных коллагеновых фибриллах, характерны для дифференцированного матрикса прочных типов соединительной ткани (кость, хрящ, дентин). Дпид содержится исключительно в коллагене костной ткани!

Пид и Дпид в моче Показания: мониторинг активности резорбции костной ткани, контроль эффективности лечения. Материл для исследования: вторая утренняя порция мочи (с 7 до 11 ч) Метод определения – ИФА. Содержание Пид и Дпид в моче в норме Возраст Пиридинолин, нмоль/ммоль Дезоксипиридинолин, креатинина нмоль/ммоль креатинина 2 -10 лет 160 -440 31 -110 11 -14 » 105 -400 17 -100 15 -17 » 42 -200 ‹ 59 Взрослые: Øмужчины 20 -61 4 -19 Øженщины 22 -89 4 -21

Пид и Дпид в моче (продолжение) Пид и Дпид ↑ при деструкции костной ткани. В норме соотношение Пид / Дпид 4: 1, при заболеваниях суставов ↑.

Тартратрезистентная кислая фосфатаза Изофермент кислой фосфатазы, резистентный к тартрату. Локализован в эндоплазматическом ретикулуме остеокластов, освобождается в процессе резорбции кости. Присутствует в других клетках, особенно макрофагах, меньше в эритроцитах, тромбоцитах. Активность ТРКФ в сыворотке увеличивается при усилении резорбции кости → используется в качестве маркера резорбции. Недостатки: нестабильность фермента, низкая специфичность метода определения (фотометрический), наличие в сыворотке ингибитора ТРКФ.

Клинические состояния, приводящие к увеличению ТРКФ в сыворотке Степень Состояния изменени я Метастазы Гипертиреоз опухоли в кость +++ + Остеомаляция Множественная +++ миелома + Болезнь Педжета Болезнь ++ Кушинга ++ Первичный Волосатоклеточн гиперпаратиреоз ++ ая форма ++ лейкоза Остеопороз +

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ !!!