Современные проблемы науки и образования. О диагностике наследственных болезней обмена веществ у детей методом тандемной масс-спектрометрии на территории свердловской области Исследование тмс по крови расшифровка

Описание

Подготовка

Показания

Интерпретация результатов

Документы к заполнению

Описание

Метод определения

Тандемная масс-спектрометрия с ионизацией в электроспрее.

Исследуемый материал Капиллярная кровь, собранная на специальную карточку-фильтр №903

Доступен выезд на дом

Анализ спектра аминокислот и ацилкарнитинов методом тандемной масс-спектрометрии (ТМС)

Что такое нарушения метаболизма? Наследственные нарушения метаболизма или по-другому обмена веществ - это около 500 различных заболеваний, которые обусловлены нарушением работы особых биохимических катализаторов - ферментов. Ферменты обеспечивают процессы расщепления аминокислот, органических кислот, жирных кислот и других биомолекул. Многие ошибочно считают, что поскольку заболевания этой группы встречаются крайне редко, то и исключать их нужно в последнюю очередь. Однако по данным литературы*, наследственными нарушениями метаболизма страдает один из 3000 новорождённых!

Особое место среди этих заболеваний занимают болезни, которые начинаются в раннем детском возрасте. Эти заболевания часто сочетаются с тяжёлой неонатальной патологией и/или протекают под маской таких состояний как сепсис, перинатальное поражение нервной системы, внутриутробная инфекция. Позднее выявление заболеваний этой группы может привести к тяжёлой инвалидности или даже летальному исходу. Установлено, что 5%** всех случаев «синдрома внезапной смерти младенцев» - следствие наследственных нарушений метаболизма. Однако некоторые из этих заболеваний эффективно лечатся при своевременной диагностике. Одним из современных методов диагностики нарушений метаболизма является тандемная масс-спектрометрия (ТМС). Этот метод позволяет определить в небольшом количестве биологического материала (капля высушенной крови) , что позволяет с определённой вероятностью заподозрить наследственное заболевание. В некоторых странах этим методом проводится обследование всех новорождённых на 10-30 наследственных нарушений метаболизма. Другими словами, все новорождённые подвергаются специальному биохимическому исследованию называемому скрининг. * Vilarinho L, Rocha H, Sousa C, Marcão A, Fonseca H, Bogas M, Osório RV. Four years of expanded newborn screening in Portugal with tandem mass spectrometry. J Inherit Metab Dis. 2010 Feb 23 ** Olpin SE The metabolic investigation of sudden infant death. Ann Clin Biochem, 2004, Jul 41 (Pt4), 282-293 **Opdal SH, Rognum TO The sudden Infant Death Syndrome Gene: Does It Exist? Pediatrics, 2004, V.114, N.4, pp. e506-e512 Что такое скрининг? Скрининг (от англ. Screening – просеивание) — это массовое обследование пациентов для выявления различных заболеваний, ранняя диагностика которых позволяет предотвратить развитие тяжёлых осложнений и инвалидности. На какие заболевания проводится обязательное скрининговое обследование новорождённых в нашей стране? В России существует государственная программа, которая включает в себя обязательное обследование (скрининг) всех новорождённых только на 5 наследственных заболеваний: фенилкетонурии (ФКУ), муковисцидоза, галактоземии, адреногенитального синдрома и врождённого гипотиреоза.

Обращаем Ваше внимание на то, что из этого перечня в состав исследования «ПЯТОЧКА» входит только скрининг на фенилкетонурию (полный перечень выявляемых наследственных болезней обмена веществ при помощи скринига «ПЯТОЧКА» см. ниже по тексту).

На какие заболевания можно обследовать ребёнка дополнительно? Скрининга новорождённых, направленного на диагностику нарушений метаболизма методом ТМС, в России на настоящий момент не проводится. В России это исследование пока проводится по назначению врача при наличии подозрений на наследственные болезни обмена веществ, хотя многие из заболеваний этой группы проявляют себя не сразу после рождения, но при этом уже есть у новорождённого. Однако, уже упомянутым ранее методом тандемной масс-спектрометрии (ТМС) можно дополнительно обследовать новорождённого ребенка на исключение 37 различных наследственных заболеваний, которые относятся к нарушениям обмена аминокислот, органических кислот и дефектам ß -окисления жирных кислот. Аминоацидопатии Аминоацидопатии развиваются вследствие недостатка специфических ферментов, необходимых для метаболизма аминокислот. Это приводит к аномально высокому уровню аминокислот и их производных в крови и моче, которые оказывают токсическое действие на клетки и ткани организма. Основные симптомы: задержка развития, судороги, коматозные состояния, рвота, диарея, необычный запах мочи, нарушения зрения и слуха. Лечение заключается в назначении специальной диеты и витаминов. Эффективность терапии зависит от того, насколько рано и точно установлен диагноз. К сожалению, некоторые заболевания из этой группы не поддаются лечению. Органические ацидурии/ацидемии Органические ацидурии/ацидемии являются результатом нарушения химического расщепления аминокислот вследствие недостаточной активности ферментов. Их клинические проявления схожи с проявлениями аминоацидопатий. Лечение заключается в назначении специальной диеты и/или витаминов. К сожалению, некоторые заболевания из этой группы не поддаются лечению. Дефекты ß-окисления жирных кислот ß-окисление жирных кислот – многоступенчатый процесс их расщепления, в результате которого образуется энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки. Каждый шаг процесса окисления производится под действием специфических ферментов. При отсутствии одного из ферментов процесс нарушается. Симптомы: сонливость, кома, рвота, низкий уровень сахара в крови, поражение печени, сердца, мышц. Лечение заключается в назначении низкожировой диеты с частым и дробным кормлением, других специализированных диетических продуктов, а также, левокарнитина. Полный перечень выявляемых наследственных болезней обмена веществ

1. Болезнь с запахом кленового сиропа мочи (лейциноз).
2. Цитрулинемия тип 1, неонатальная цитрулинемия.
3. Аргининосукциновая ацидурия (АСА)/ недостаточность аргининосукцинат лиазы лиазы.
4. Недостаточность орнитин транскарбамилазы.
5. Недостаточность карбамилфосфат синтазы.
6. Недостаточность N-ацетилглютамат синтазы.
7. Некетотическая гиперглицинемия.
8. Тирозинемия тип 1.
9. Тирозинемия тип 2.
10. Гомоцистинурия/недостаточность цистатионин бета-синтетазы.
11. Фенилкетонурия.
12. Аргининемия/недостаточность аргиназы.
13. Пропионовая ацидемия (недостаточность пропионил КоА карбоксилазы).
14. Метилмалоновая ацидемия.
15. Изовалериановая ацидемия (недостаточность изовалерил КоА дегидрогеназы).
16. Недостаточность 2-метилбутирил КоА дегидрогеназы.
17. Недостаточность изобутирил КоА дегидрогеназы.
18. Глутаровая ацидемия тип 1 (недостаточность глутарил КоА дегидрогеназы тип 1).
19. Недостаточность 3-метилкротонил КоА карбоксилазы.
20. Множественная карбоксилазная недостаточность.
21. Недостаточность биотинидазы.
22. Малоновая ацидемия (недостаточность малонил КоА декарбоксилазы).
23. Недостаточность митохондриальной ацетоацетил КоА тиолазы.
24. Недостаточность 2-метил-3-гидроксибутирил КоА дегидрогеназы.
25. Недостаточность 3-гидрокси-3-метилглутарил КоА лиазы.
26. Недостаточность 3-метилглутаконил КоА гидратазы.
27. Недостаточность среднецепочечной ацил-КоА дегидрогеназы.
28. Недостаточность очень длинноцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы.
29. Недостаточность короткоцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы.
30. Недостаточность длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА дегидрогеназы (дефект трифункционального белка).
31. Глутаровая ацидемия тип II (недостаточность глутарил КоА дегидрогеназы тип II), множественная недостаточность ацил-КоА дегидрогеназ.
32. Нарушение транспорта карнитина.
33. Недостаточность карнитин палмитоил трансферазы тип I.
34. Недостаточность карнитин палмитоил трансферазы тип II.
35. Недостаточность карнитин/ацилкарнитин транслоказы.
36. Недостаточность 2,4-диеноил КоА редуктазы.
37. Недостаточность среднецепочечной 3-кетоацил-КоА тиолазы.
38. Недостаточность средне-/короткоцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы.

Материал для исследования: капиллярная кровь, собранная на специальную карточку-фильтр №903.

Литература

1. Chace D.H., Kalas T.A., Naylor E.W. The application of tandem mass spectrometry to neonatal screening for inherited disorders of intermediary metabolism. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2002; vol. 3; p. 17-45.
2. Leonard J.V., Dezateux C. Screening for inherited metabolic disease in newborn infants using tandem mass spectrometry. BMJ. 2002; vol. 324(7328); p. 4-5.
3. Millington D., Kodo N., Terada N., Roe D., Chace D. The analysis of diagnostic markers of genetic disorders in human blood and urine using tandem mass spectrometry with liquid secondary ion mass spectrometry.1991 Int.J.Mass Spectr.Ion Process. 111:211-28.
4. Chace D.H. Mass spectrometry in the clinical laboratory. Chem Rev. 2001 Feb;101(2):445-77.
5. Duran M., Ketting D., Dorland L., Wadman S.K. The identification of acylcarnitines by desorption chemical ionization mass spectrometry. J Inherit Metab Dis. 1985;8 Suppl 2:143-4.
6. Millington D.S., Kodo N., Norwood D.L., Roe C.R. Tandem mass spectrometry: a new method for acylcarnitine profiling with potential for neonatal screening for inborn errors of metabolism. J Inherit Metab Dis. 1990;13(3):321-4.
7. Chace D.H., DiPerna J.C., Mitchell B.L., Sgroi B., Hofman L.F., Naylor E.W.. Electrospray tandem mass spectrometry for analysis of acylcarnitines in dried postmortem blood specimens collected at autopsy from infants with unexplained cause of death. Clin Chem. 2001;47(7):1166-82.
8. Rashed M.S., Bucknall M.P., Little D., Awad A., Jacob M., Alamoudi M., Alwattar M., Ozand P.T. Screening blood spots for inborn errors of metabolism by electrospray tandem mass spectrometry with a microplate batch process and a computer algorithm for automated flagging of abnormal profiles. Clin Chem. 1997 Jul; 43(7):1129-41.
9. Millington D.S., Terada N., Chace D.H., Chen Y.T., Ding J.H., Kodo N., Roe C.R. The role of tandem mass spectrometry in the diagnosis of fatty acid oxidation disorders. Prog Clin Biol Res. 1992; 375:339-54.
10. Rashed M.S., Ozan P.T., Harrison M.E., Watkins P.J.F., Evans S. 1994. Electrospray tandem mass spectrometry in the analysis of organic acidemias. Rapid Commun. Mass Spectrom. 8:122-33
11. Vreken P., van Lint A.E., Bootsma A.H., Overmars H., Wanders R.J., van Gennip A.H. Rapid diagnosis of organic acidemias and fatty-acid oxidation defects by quantitative electrospray tandem-MS acyl-carnitine analysis in plasma. Adv Exp Med Biol. 1999; 466:327-37.
12. Griffiths W.J., Jonsson A..P, Liu S., Rai D.K., Wang Y. Electrospray and tandem mass spectrometry in biochemistry. Biochem J. 2001 May 1; 355(Pt 3):545-61.
13. Dooley K.C. Tandem mass spectrometry in the clinical chemistry laboratory. Clin Biochem. 2003 Sep; 36(6):471-81.
14. Михайлова С.В., Ильина Е.С., Захарова Е.Ю., Байдакова Г.В., Бембеева Р.Ц., Шехтер О.В., Захаров С.Ф. «Множественная карбоксилазная недостаточность, обусловленная мутациями в гене биотинидазы// Медицинская генетика. - 2005. - №2. - C. 633-638.
15. Байдакова Г.В., Букина А.М., Гончаров В.М., Шехтер О.В., Букина Т.М., Покровская А.Я., Захарова Е.Ю., Михайлова С.В., Федонюк И.Д., Колпакчи Л.М., Семыкина Л.И., Ильина Е.С. Диагностика наследственных болезней обмена веществ на основе сочетания методов тандемной масс-спектрометрии и энзимодиагностики, Медицинская генетика, 2005, т. 4, №1, с. 28-33.
16. Захарова Е.Ю., Ильина Е.С., Букина А.М., Букина Т.М., Захаров С.Ф., Михайлова С.Ф., Федонюк И.Д., Байдакова Г.В., Семыкина Л.И., Колпакчи Л.М., Зайцева М.Н. «Результаты проведения селективного скрининга на наследственные болезни обмена веществ среди пациентов психоневрологических отделений». Второй Всероссийский Конгресс, «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии», Материалы Конгресса, стр. 141-142.
17. Baidakova G.V., Boukina A.M., Boukina T.M., Shechter O.V., Michaylova S.V. I’lina E.S, Zakharova E.Yu Combination of tandem mass spectrometry and lysosomal enzymes analysis - effective tool for selective screening for IEM in neurological clinic. SSIEM 41st Annual Symposium, Amsterdam, August 31- September 3, 2004.
18. Mikhaylova S.V., Baydakova G.V., Zakharova E.Y., Il’ina E.S. First cases of biotinidase deficiency in Russia. European Journal of Human Genetics Vol.13-Supplement1-May, 2005, p. 386.
19. Байдакова Г.В., Захарова Е.Ю., Зинченко Р.А. Недостаточность среднецепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы жирных кислот. Материалы V съезда Российского общества медицинских генетиков, Уфа, май 2005, Медицинская Генетика, т. 4, № 4, с. 153.
20. Захарова Е.Ю., Байдакова Г.В., Шехтер О.В., Ильина Е.С., Михайлова С.В. Тандемная масс-спектрометрия – новый подход диагностики наследственных нарушений обмена веществ, Материалы V съезда Российского общества медицинских генетиков, Уфа, май 2005, Медицинская Генетика, т. 4, №4, с.188.
21. Mikhaylova S.V., Zakharova E.Y, Baidakova G.V., Shehter O.V., Ilina E.S Clinical outcome of glutaric aciduria type I in Russia. J.Inherit. Metab.Dis 2007, v. 30, p. 38 22. Baydakova GV, Tsygankova PG. Diagnosis of mitochondrial β-oxidation defects in Russia. J Inherit Metab Dis (2008) 31 (Suppl 1) p.39

Подготовка

Что делать, если необходимо обследовать ребёнка на наследственные нарушения метаболизма?

• По назначению врача или самостоятельно в любом медицинском офисе ИНВИТРО необходимо заранее приобрести набор для проведения исследования, в который входит:

Подготовка к исследованию и правила взятия крови у новорождённых

1. Взятие образцов крови у новорождённых детей осуществляется в родовспомогательных учреждениях специально подготовленным сотрудником, а в случае ранней выписки новорождённого (до 4 дня жизни) - специально подготовленной патронажной сестрой.
2. При обследовании новорождённых взятие пробы крови следует проводить не ранее 4-х суток у доношенных и 7-х суток у недоношенных детей. У новорождённых кровь берут из пяточки, у детей старше 3 мес - из пальца.
3. У новорождённых от начала полного грудного или искусственного вскармливания до взятия крови должно пройти не менее 4-х суток. Взятие крови проводят через 3 часа после кормления (у новорождённых - перед очередным кормлением).
4. Перед взятием крови у новорождённого стопу ребёнка необходимо тщательно вымыть мылом, протереть стерильным тампоном, смоченным 70% спиртом, а затем обработанное место промокнуть стерильной сухой салфеткой!
5. Прокол делают одноразовым стерильным скарификатором на глубину 2,0 мм (зоны прокола изображены на ). Первую каплю крови удаляют стерильным сухим тампоном.
6. Мягким надавливанием на пятку способствуют накоплению второй капли крови, к которой перпендикулярно прикладывают специальную карточку из фильтровальной бумаги и пропитывают полностью и насквозь 5 зон, очерченных круговой линией. Пятна крови должны быть не меньше указанного на бланке размера, вид пятен должен быть одинаков с обеих сторон , . Никогда не используйте противоположную сторону фильтровальной бумаги для заполнения окружностей.
7. После взятия крови осушите зону прокола стерильным тампоном и наклейте бактерицидный пластырь на участок прокола. Внимание! От качества взятия крови зависит точность и достоверность исследования!
8. Специальную карточку из фильтровальной бумаги высушивают не менее 2 - 4 часов при комнатной температуре. Избегайте попадания прямых солнечных лучей! Для этого отведите внешний клапан карточки и подведите его край под противоположную поверхность фильтра (где не обозначены окружности), . После полного высыхания капель крови переместите клапан карточки над поверхностью фильтра. Подпишите Фамилию И. О. ребёнка внизу карточки (Name) и укажите дату взятия крови (Date), . Карточку поместите в маленький конверт и вложите его в предварительно подписанный большой конверт. Заполните направительный бланк заказа и также вложите его в большой конверт.
9. Передайте большой конверт в ближайший медицинский офис ИНВИТРО (конверт не запечатывается). Сотрудник ИНВИТРО в вашем присутствии проверит содержимое конверта и правильность заполнения бланка заказа.

Хранение и транспортировка: до и после взятия крови набор хранить при комнатной температуре в сухом месте; избегать контакта с системами отопления; избегать попадания прямых солнечных лучей; при транспортировке упаковать набор (наборы) в полиэтиленовый герметично закрывающийся пакет.

Показания к назначению

• Сходные случаи заболевания в семье.
• Случаи внезапной смерти ребёнка в раннем возрасте в семье.
• Резкое ухудшение состояния ребёнка после кратковременного периода нормального развития (бессимптомный промежуток может составлять от нескольких часов до нескольких недель).
• Необычный запах тела и/или мочи («сладкий», «мышиный», «варёной капусты», «потных ног» и др.).
• Неврологические нарушения - нарушения сознания (летаргия, кома), различные типы судорожных приступов, изменение мышечного тонуса (мышечная гипотония или спастический тетрапарез).
• Нарушения ритма дыхания (брадипноэ, тахипноэ, апноэ).
• Нарушения со стороны других органов и систем (поражение печени, гепатоспленомегалия, кардиомиопатия, ретинопатия).
• Изменения лабораторных показателей крови и мочи - нейтропения, анемия, метаболический ацидоз/алкалоз, гипогликемия/гипергликемия, повышение активности печёночных ферментов и уровня креатинфосфокиназы, кетонурия.
• Дополнительная диагностика 37 наследственных болезней обмена веществ наряду с обязательной государственной программой выявления 5-ти наследственных заболеваний: скрининг новорождённых: «ПЯТОЧКА».

Интерпретация результатов

Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Единицы измерения в лаборатории ИНВИТРО: мкмоль/литр. Референсные значения для определяемых параметров (детализированная интерпретация результатов)

Общая интерпретация результата

Наследственные заболевания обмена веществ	Изменение концентрации метаболитов
Болезнь «с запахом кленового сиропа мочи» (лейциноз)	Лейцин Валин
Цитрулинемия тип 1, неонатальная цитрулинемия	Цитрулин
Аргининосукциновая ацидурия (АСА)/ недостаточность аргининосукцинат лиазы лиазы	Цитрулин
Недостаточность орнитин транскарбамилазы	Цитрулин
Недостаточность карбамилфосфат синтазы	Цитрулин
Недостаточность N-ацетилглютамат синтазы	Цитрулин
Некетотическая гиперглицинемия	Глицин
Тирозинемия тип 1	Тирозин
Тирозинемия тип 2	Тирозин
Гомоцистинурия/недостаточность цистатионин бета-синтетазы	Метионин
Фенилкетонурия	Фенилаланин
Аргининемия/недостаточность аргиназы	Аргинин
Пропионовая ацидемия (недостаточность пропионил КоА карбоксилазы)	С3
Метилмалоновая ацидемия	С3 (С4DC )
Изовалериановая ацидемия (недостаточность изовалерил КоА дегидрогеназы)	С5
Недостаточность 2-метилбутирил КоА дегидрогеназы	С5
Недостаточность изобутирил КоА дегидрогеназы	С4
Глутаровая ацидемия тип 1 (недостаточность глутарил КоА дегидрогеназы тип 1)	С5DC
Недостаточность 3-метилкротонил КоА карбоксилазы	С5ОН
Множественная карбоксилазная недостаточность	С5ОН С3
Недостаточность биотинидазы	С5ОН
Малоновая ацидемия (недостаточность малонил КоА декарбоксилазы)	С3DC
Недостаточность митохондриальной ацетоацетил КоА тиолазы	С5:1 С5ОН
Недостаточность 2-метил-3-гидроксибутирил КоА дегидрогеназы	С5:1 С5ОН
Недостаточность 3-гидрокси-3-метилглутарил КоА лиазы	С5ОН С6DC
Недостаточность 3-метилглутаконил КоА гидратазы	С6DC
Недостаточность среднецепочечной ацил-КоА дегидрогеназы	С6 С8 С10 С10:1
Недостаточность очень длинноцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы	С14 С14:1 С14:2 С16:1
Недостаточность короткоцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы	С4
Недостаточность длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА дегидрогеназы (дефект трифункционального белка)	С16OH С18ОН С18:1OH С18:2OH
Глутаровая ацидемия тип II (недостаточность глутарил КоА дегидрогеназы тип II), множественная недостаточность ацил-КоА дегидрогеназ	С4 С5 С6 С8 С10 С12 С14 С16 С18
Нарушение транспорта карнитина	C0 ↓ тотальное снижение ацилкарнитинов
Недостаточность карнитин палмитоил трансферазы тип I	С0 С16 ↓ С18:1 ↓ С18:2 ↓
Недостаточность карнитин палмитоил трансферазы тип II	C0 ↓ С16 С18:1 С18:2
Недостаточность карнитин/ацилкарнитин транслоказы	C0 ↓ С16 С18:1 С18:2
Недостаточность 2,4-диеноил КоА редуктазы	С10:2
Недостаточность среднецепочечной 3-кетоацил-КоА тиолазы	С6DC С8DC
недостаточность средне-/короткоцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы	С4ОН С6ОН

Что делать, если в результате исследования выявлено изменение показателей? Необходимо понимать, что изменения, выявленные при ТМС, полностью не подтверждают заболевание, а в ряде случаев, необходимо пройти дополнительные тесты, (см. список дополнительных тестов и ) чтобы убедиться в достоверности выявленных нарушений. Рекомендуется консультация врача-генетика и педиатра, чтобы выработать тактику совместных действий. Используемая литература (референсные значения)

1. Wiley V., Carpenter K., Wilcken B. Newborn screening with tandem mass spectrometry: 12 months’ experience in NSW Australia. Acta Paediatrica 1999; 88 (Suppl):48-51.
2. Rashed MS, Rahbeeni Z, Ozand PT. Application of electrospray tandem mass spectrometry to neonatal screening. Semin Perinatol 1999; 23:183–93.
3. Schulze A., Lindner M., Kohlmüller D., Olgemöller K., Mayatepek E., Hoffmann G.F. Expanded Newborn Screening for Inborn Errors of Metabolism by Electrospray Ionization-Tandem Mass Spectrometry: Results, Outcome, and Implications, Pediatrics, 2003; 111; 1399-1406.
4. Hoffman G., Litsheim T., Laessig R. Implementation of tandem mass spectrometry in Wisconsin’s newborn screening program. MMWR Morb MortalWkly Rep 2001; 50 (RR-3): 26–7.
5. Lin W.D., Wu J.Y., Lai C.C., Tsai F.J., Tsai C.H., Lin S.P., Niu D.M. A pilot study of neonatal screening by electrospray ionization tandem mass spectrometry in Taiwan. Acta Paediatr Taiwan 2001; 42:224–30.
6. Zytkovicz T.H., Fitzgerald E.F., Marsden D., Larson C.A., Shih V.E., Johnson D.M., et al. Tandem mass spectrometric analysis for amino, organic, and fatty acid disorders in newborn dried blood spots: a two year summary from the New England Newborn Screening Program. Clin Chem 2001;47:1945–55.

Согласно данным обзора, напечатанного в Clinical Biochemist Reviews, применение высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС/МС) в клинических лабораториях чрезвычайно возросло в течение последних 10-12 лет. Авторы отмечают, что специфичность анализа ВЭЖХ-МС/МС значительно превосходит иммунологические методы и классическую высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ) при анализе молекул с низким молекулярным весом и обладает значительно более высокой производительностью, чем газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС). Популярность этого метода при рутинных клинических анализах в настоящее время обьясняется уникальными возможностями метода.

Основными достоинствами метода ВЭЖХ-МС/МС являются:
• Возможность точного количественного анализа малых молекул;
• Одновременный анализ множества целевых соединений;
• Уникальная специфичность;
• Высокая скорость анализа.

В последние годы много внимания уделяется времени анализа и, как следствие, повышению производитель-ности лаборатории. Значительное сокращение времени анализа стало возможным благодаря применению коротких аналитических колонок для ВЭЖХ/МС/МС, одновременно резко увеличившему специфичность анализа. Использование метода ионизации при атмосферном давлении (API), тандемного тройного квадрупольного масс-спектрометра и усовершенствованной высокоэффективной жидкостной хроматографии, а также соответствующих методов подготовки образцов, привели ВЭЖХ-МС/МС в первые ряды современных аналитических методов для клинических исследований.

Основные области применения ВЭЖХ/МС/МС в клинической медицине:
• Получение полного профиля метаболизма стероидов (steroids panels), пуринов и пиримидинов и других соединений,
  скрининг новорожденных на врожденные ошибки метаболизма (выявление нескольких десятков заболеваний за один анализ);
• Терапевтический мониторинг лекарственных препаратов — иммунодепрессантов, перотивосудорожных, антиретровирусных, антикоагулянтов, и любых других – вне зависимости от наличия наборов производителя. Не требуется приобретать дорогостоящие наборы для каждого вещества – можно разрабатывать собственные методики;
• Клиническая токсикология – анализ более 500 наркотических соединений и их метаболитов за один анализ, без подтверждающего анализа
  протеомика и метаболомика.

Кроме того, ВЭЖХ-МСМС используется для скрининга олигосахаридове в моче, сульфатида, длиноцепочечных жирных кислот, длиноцепочечных жёлчных кислот, метилмалоновой кислоты, исследования порфирий, скрининга пациентов с нарушениями пуринового и пиримидинового метаболизма.

Примеры применения жидкостной хроматографии
в сочетании с тандемной масс-спектрометрией в клинических анализах.

Скрининг новорожденных: Первым примером массового применения ВЭЖХ-МС/МС в клинической диагностике был скрининг врождённых ошибок метаболизма у новорожденных. В настоящее время в развитых странах это является рутинным методом и охватывает более 30 различных заболеваний, включая ацедемии, аминоацидопатии, дефекты окисления жирных кислот. Следует особо отметить исследования врождённых дефектов, которые могут привести к серьёзным проблемам, если не предпринять немедленные меры (например, увеличенные сердце или печень или отёк мозга). Преимуществом использования ВЭЖХ-МС/МС для скрининга новорожденных является возможность одновременно анализа всех аминокислот и ацилкарнитинов быстрым, недорогим и высокоспецифичным методом.

Терапевтический мониторинг лекарственных препаратов: Разработка и внедрение иммунодепрессанта сиролимуса (рапамицин) для предотвращения отторжения органов после трансплантации была одним из основных стимулов внедрения ВЭЖХ-МС/МС в клинические лаборатории. Современный метод ВЭЖХ-МС/МС дает возможность одновременного определения такролимуса, сиролимуса, циклоспорина, эверолимуса и микофенойной кислоты.

ВЭЖХ-МС/МС применяется также для анализа цитотоксичных, антиретровирусных лекарственных веществ, трициклических антидепрессантов, антиконвульсантов и других препаратов, требующих индивидуальной дозировки.

Метод ВЭЖХ-МСМС позволяет разделить и количественно определить R- и S- энантиомеры варфарина в диапазоне концентраций 0.1-500 нг/мл.

Наркотические и болеутоляющие вещества: ВЭЖХ-МС/МС широко применяется для анализа этих соединений благодаря простоте пробоподготовки и малому времени анализа. В настоящее время метод используется в клинических лабораториях для скрининга на присутствие широкого спектра наркотических веществ. Уникальная специфичность и чувствительность метода дает возможность одновременного анализа более 500 соединений различных классов в одной пробе с минимальной пробоподготовкой. Так, в случае анализа мочи, достаточно простого разбавления пробы в 50-100 раз. При анализе волос вместо пучка в 100-200 волос для достоверного выявления фактов потребления наркотических средств достаточно единичного волоса.

Эндокринология и анализ стероидов: ВЭЖХ-МС/МС широко применяется во многих эндокринологических лабораториях для анализа стероидов — тестостерона, кортизола, альдестерона, прогестерона, эстриола и многих других.

Всё больше лабораторий начинают использовать ВЭЖХ-МС/МС для определения уровня в крови витамина Д3 и Д2.

I. Определение стероидов (steroid profile).

Лаборатории при больницах и клиниках в настоящее время имеют возможность проводить с помощью ВЭЖХ/МС/МС одновременное определение нескольких стероидов. При этом нет необходимости в большом объёме образца, что особенно важно при анализах детских образцов.

Случаи, при которых целесообразно производить определение нескольких (профилирование) стероидов:
• Врождённая гиперплазия надпочечников (Congenital adrenal hyperplasia,CAH) является врождённым дефектом биосинтеза стероидов. Это наследственная группа заболеваний, вызванная неправильной активностью энзимов коры надпочечников, что ведёт к снижению выработки кортизола. Для достоверной диагностики САН рекомендуется определять кортизол, андростендион и 17-оксипрогестерон. ВЭЖХ/МС/МС позволяет проводить точное количественное определение всех трех стероидов за один анализ со 100% достоверностью.
• Рутинный скрининг новорожденных с использованием иммуноанализов отличается высоким уровнем лоноположительных и ложноотрицательных результатов. Определение с помощью ВЭЖХ/МС/МС не только кортизола, но и альдостерона и 11-деоксикортизола позволяет отличить первичную недостаточность коры надпочечников от вторичной.
• ВЭЖХ/МС/МС позволяет проводить определения стероидов при простатите и синдроме хронической тазовой боли.
• ВЭЖХ-МС/МС позволяет определить профиль стероидов и идентифицировать причины преждевременного полового созревания, связанного с корой надпочечников, у маленьких детей. Было найдено, что концентрации тестостерона, андростендиона, дегидроэпиандростерона (DHEA) и его сульфата у этих детей были несколько выше, чем у старших детей контрольной группы.
• Сыворотка крови активных курильщиков, пассивных курильщиков и некурящих, анализируется на присутствие 15 стероидных гормонов и тиреоидных гормонов для исследования связи между пациентами, подверженными действию дыма, и концентрациями гормонов.
• ВЭЖХ/МС/МС используется при профилировании некоторых женских стероидных гормонов в моче.
• С помощью ВЭЖХ/МС/МС была проведена оценка концентраций нейроактивных гормонов с целью предотвращения диабетической нейропатии.

II. Определение тиреоидных гормонов

Рутинные методы определения тиреоидных гормонов обычно основаны на радиоиммуноанализе, который является дорогостоящим и позволяет определять только Т3 и Т4, что может ограничивать возможности определения и полного регулирования функций щитовидной железы.

• В настоящее время при использовании ВЭЖХ-МСМС проводится одновременный анализ в образцах сыворотки крови пяти тиреоидных гормонов, включая тироксин (Т4), 3,3′,5-трииодотиронин (Т3), 3,3′,5′- (rT3), 3,3’- дииодотиронин (3,3’-T2) и 3,5-дииодотиронин (3,5-T2) в диапазоне концентраций 1 -500 нг/мл.
• Метод ВЭЖХ/МС/МС применяется также для анализа состава гормонов пациентов, прошедших тиреоидектомию. Определяются уровни концентраций тироксина (Т4), трииодотиронина (Т3), свободного Т4 и тиреоид стимулирующего гормона (ТSH) после операции. Установлено, что ВЭЖХ/МС/МС является прекрасным способом установления взаимосвязи между ТSH и концентрациями тиреоидных гормонов.
• Метод ВЭЖХ/МС/МС был применен для определения тироксина (Т4) в слюне и сыворотке крови человека. Метод отличается высокой воспроизводимостью, точностью и пределом обнаружения 25 пкг/мл. Проведенные исследования показали, что существует диагностическая зависимость в концентрациях Т4 в слюне между эутиреоидными испытуемыми и пациентами с болезнью Грейвса.

Метод ВЭЖХ/МС/МС в настоящее время обладает чувствительностью, специфичностью и точностью, необходимыми для надёжного определения всех стероидов в биологических жидкостях и таким образом повышает диагностические возможности, в особенности в случае определения наборов стероидов.

III. Определение 25-оксивитамина Д методом ВЭЖХ/МС/МС

25-окси витамин Д (25ОД) является основной циркулирующей формой витамина Д и предшественником его активной формы. (1,25-диоксивитамин Д). Ввиду длительного периода его полувыведения определение 25ОД важно для определения статуса витамина Д в организме пациента. Витамин Д существует в двух формах: витамин Д3 (холекальциферол) и витамин Д2 (эргокальциферол). Обе формы метаболизируют в соответствуюшие 25ОД формы. Очень большое значение для диагностики имеет наличие аналитических методов, которые могут определять с высокой точностью обе формы витамина и позволяют проводить мониторинг пациентов с нарушениями содержания витамина Д. Применяемые до сих пор методы не позволяли проводить раздельное определение витамина Д2 и Д3. Кроме того, при высоких концентрациях витамина Д2 занижается определяемое количество Д3. Другим недостатком является применение радиоактивных изотопов. Применение метода ВЭЖХ/МС/МС позволило не только избежать применение радиоактивных изотопов, но и проводить раздельное определение обеих активных форм витамина.

Метод применим для следующих пациентов:
1. При подозрении на пониженное содержание витамина Д в организме;
2. При подозрении на необъяснимое токсическое воздействие;
3. При обследовании пациентов, проходивших курс лечения по поводу пониженного содержания витамина Д;
4. Использование ВЭЖХ/МС/МС позволило проводить раздельное определение обеих форм при мониторинге пациентов.

IV. Определение иммунодепрессантов методом ВЭЖХ/МС/МС

После трансплантации органов необходимо принимать иммунодепрессанты в течение всей жизни, чтобы избежать реакции отторжения. Обладая очень узким терапевтическим диапазоном и высокой токсичностью, иммунодепрессанты требуют индивидуальной дозировки для достижения максимального эффекта. Поэтому жизненно важным является мониторинг основных иммунодепрессантов: циклоспорина А, такролимуса, сиролимуса и эверолимуса для регулирования дозы лекарств для каждого индивидуального пациента в зависимости от концентрации препарата в крови.

Иммуноанализ всё ещё используется для мониторинга перечисленных лекарственных препаратов, однако эти методы дорогостоящи и их специфичность, точность и воспроизводимость ограничены. Известны случаи гибели пациентов от неправильной дозировки иммунодепрессантов, основанных на результатах, полученных с помощью иммунологических методов. В настоящее время иммуноанализы заменяются в клинических лабораториях на ВЭЖХ/МС/МС. Так, в клинике университета Мюнхена ежедневно проводится анализ около 70 образцов на содержание сиролимуса и циклоспорина А с использованием ВЭЖХ/МС/МС системы. Вся подготовка образцов и управление прибором осуществляется одним сотрудником. Лаборатория переключается также на анализ такролимуса этим методом.

• Описано применение ВЭЖХ/МС/МС для рутинного одновременного определения такролимуса, сиролимуса, аскомицина, деметиксисиролимуса, циклоспорина А и циклоспорина G в крови. Диапазон определяемых концентрациой 1.0 — 80.0 нг/мл. Для циклоспорина 25 — 2000 нг/мл. В течение года в лаборатории было проанализировано более 50,000 образцов.
• Поскольку было установлено, что одновременное применение такролимуса и сиролимуса даёт положительный терапевтический эффект, был разработан простой и эффективный ВЭЖХ/МС/МС метод раздельного их определения в крови для клинических анализов. Анализ одного образца занимает 2.5 минуты с точностью от 2.46% — 7.04% для такролимуса и 5.22% — 8.30% для сиролимуса для всей аналитической кривой. Нижний предел определения такролимуса 0.52 нг/мл, сиролимуса — 0.47 нг/мл.

V. Определение гомоцистеина методом ВЭЖХ/МС/МС

Гомоцистеин представляет интерес при сердечно-сосудистых заболеваниях (тромбоэмболии, болезнях сердца, атеросклерозе) и других клинических состояний (депрессии, болезни Альцхаймера, остеопорозе, осложнениях при беременности и др.). Существующие методы анализа гомоцистеина, включая имунноанализ, являются дорогостоящими. Разработан быстрый ВЭЖХ/МС/МС метод анализа гомоцистеина для рутинного клинического применения при анализе большого количества образцов. Ионизация проводилась методом электрораспыления. Метод является воспроизводимым, высокоспецифичным и точным. Достоинствами метода являются также низкая стоимость реагентов и простота пробоподготовки. В сутки возможно проводить анализ 500 и более образцов.

Заключение

Следует отметить, что даже при том, что в настоящее время используются значительно усовершенствованные методы иммуноанализа, в силу технических принципиальных ограничений, данный метод никогда не будет обладать сравнимой с ВЭЖХ-МСМС точностью и специфичностью к целевому веществу, особенно в присутствии метаболитов. Это не только приводит к низкой точности метода ИФА и высокому проценту ложно-положительных и ложно-отрицательных результатов, но и не позволяет сравнивать результаты, полученные в разных клинических отделениях при использовании метода ИФА. Применение ВЭЖХ-МС/МС устраняет этот недостаток, позволяет проводить высокоспецифичный, точный и быстрый анализ большого количества образцов с высокой достоверностью в присутствии метаболитов и отсутствии помех от сопутствующих и эндогенных веществ, находящихся в плазме и крови пациентов.

Несмотря на кажущуюся дороговизну приборного комплекса, как показывает мировая практика, при правильной эксплуатации, данный комплекс окупается за 1-2 года. Это происходит, прежде всего, благодаря низкой себестоимости одного анализа за счет одновременного анализа десятков и сотен соединений и отсутствия необходимости приобретения дорогостоящих диагностических наборов. Кроме этого, у лаборатории появляется возможность самостоятельно разрабатывать любые необходимые методики анализа и не зависеть от производителя наборов.

Выбор правильной конфигурации приборного комплекса

Существует большое количество различных методов масс-спектрометрии и типов масс-спектрометров, предназначенных для решения самых разнообразных задач – от структурной идентификации сложных белковых макромолекул массой в сотни тысяч Дальтон до рутинного высокопроизводительного количественного анализа малых молекул.

Для успешного решения поставленной задачи одним из основных условий является выбор правильного типа оборудования. Не существует универсального прибора, позволяющего решать весь спектр аналитических задач. Так, прибор, предназначенный для решения задачи идентификации микроорганизмов, не способен проводить количественный анализ малых молекул. И наоборот. Дело в том, что, несмотря на общее название, это абсолютно разные приборы, работающие на различных физических принципах. В первом случае это времяпролетный масс-спектрометр с лазерным источником ионизации – MALDI-TOF, а во втором – тройной квадруполь с ионизацией электроспреем – ВЭЖХ-МСМС.

Вторым по значимости параметром является выбор правильной конфигурации системы. Существует несколько основных производителей масс-спектрометрического оборудования. У приборов каждого производителя есть не только свои сильные, но и слабые стороны, о которых они обычно предпочитают умалчивать. Каждый производитель выпускает свою линейку приборов. Стоимость одного аналитического комплекса находится в интервале стоимостью от 100,000 до 1,000,000 и более долларов. Выбор оптимального производителя и правильной конфигурации оборудования позволит не только сэкономить значительные финансовые ресурсы, но и более эффективно решать поставленную задачу. К сожалению, существует много примеров, когда оснащение лаборатории производилось без учета этих факторов. Результат – простаивающее оборудование, напрасно потраченные деньги.

Третьим фактором, определяющим успешную работу лаборатории, является персонал. Для работы на масс-спектрометрах требуется высококвалифицированный персонал. К сожалению, ни в одном ВУЗе России нет курса современной практической масс-спектрометрии, особенно применительно к клиническим приложениям, и задачи обучения персонала каждой лаборатории приходится решать своими силами. Естественно, 2-3 дней ознакомительного тренинга, проводимого производителем после запуска оборудования, абсолютно недостаточно для понимания основ метода и приобретения навыков работы на приборе.

Четвертым фактором является отсутствие готовых методик анализа. У каждой лаборатории есть свои приоритетные задачи, для решения которых необходимо разрабатывать свои методики. Делать это может человек, обладающий опытом работы на приборе не менее 2-3 лет. Фирмы-производители иногда поставляют одну-две общие методики рекомендательного характера, но не адаптируют их под конкретные задачи лаборатории.

В ООО «БиоФармЭкcперт» работают специалисты с многолетним стажем работы на различных типах масс-спектрометров, а также разработке методик и постановке высокопроизводительных анализов. Поэтому мы предоставляем следующие услуги:

1. Выбор оптимальной конфигурации прибора под конкретные задачи клиента.
2. Закупка, поставка и запуск оборудования ведущих производителей тандемных масс-спектрометров.Поэтапное обучение персонала в течение года с момента запуска оборудования.
3. Набор готовых методик и баз данных для решения основных клинических задач.
4. Разработка методик анализа и решение конкретных задач клиента в его лаборатории с привлечением его персонала.
5. Методическая поддержка на всех стадиях работы.

[06-225 ] Анализ крови на аминокислоты (32 показателя)

5645 руб.

Заказать

Аминокислоты – важные органические вещества, в структуре которых находятся карбоксильная и аминная группы. Комплексное исследование, определяющее содержание аминокислот и их производных в крови позволяет выявить врождённые и приобретенные нарушения аминокислотного обмена.

* Состав исследования:

1. Аланин (ALA)
2. Аргинин (ARG)
3. Аспарагиновая кислота (ASP)
4. Цитруллин (CIT)
5. Глутаминовая кислота (GLU)
6. Глицин (GLY)
7. Метионин (MET)
8. Орнитин (ORN)
9. Фенилаланин (PHE)
10. Тирозин (TYR)
11. Валин (VAL)
12. Лейцин (LEU)
13. Изолейцин (ILEU)
14. Гидроксипролин (HPRO)
15. Серин (SER)
16. Аспарагин (ASN)
17. Глутамин (GLN)
18. Beta-аланин (BALA)
19. Таурин (TAU)
20. Гистидин (HIS)
21. Треонин (THRE)
22. 1-метилгистидин (1MHIS)
23. 3-метилгистидин (3MHIS)
24. Alpha-аминомасляная к-та (AABA)
25. Пролин (PRO)
26. Цистатионин (CYST)
27. Лизин (LYS)
28. Цистин (CYS)
29. Цистеиновая кислота (CYSA)

Синонимы русские

Скрининг аминоацидопатий; аминокислотный профиль.

Синонимы английские

Amino Acids Profile, Plasma.

Метод исследования

Высокоэффективная жидкостная хроматография.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
• Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
• Полностью исключить прием лекарственных препаратов в течение 24 часов перед исследованием (по согласованию с врачом).
• Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение в течение 30 минут до исследования.
• Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Аминокислоты – органические вещества, содержащие карбоксильные и аминные группы. Известно около 100 аминокислот, но в синтезе белка участвуют только 20. Данные аминокислоты называются "протеиногенными" (стандартными) и по возможности синтеза в организме классифицируются на заменимые и незаменимые. К незаменимым аминокислотам относятся аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Заменимыми аминокислотами являются аланин, аспарагин, аспартат, глицин, глутамат, глутамин, пролин, серин, тирозин, цистеин. Протеиногенные и нестандартные аминокислоты, их метаболиты участвуют в различных обменных процессах в организме. Дефект ферментов на различных этапах трансформации веществ может приводить к накоплению аминокислот и их продуктов превращения, оказывать отрицательное влияние на состояние организма.

Нарушения метаболизма аминокислот могут быть первичными (врождёнными) или вторичными (приобретенными). Первичные аминоацидопатии обычно наследуются аутосомно-рецессивно или сцеплено с Х-хромосомой и проявляются в раннем детском возрасте. Заболевания развиваются вследствие генетически обусловленного дефицита ферментов и/или транспортных белков, связанных с метаболизмом определенных аминокислот. В литературе описано более 30 вариантов аминоацидопатий. Клинические проявления могут варьироваться от легких доброкачественных нарушений до тяжелого метаболического ацидоза или алкалоза, рвоты, задержки умственного развития и роста, летаргии, комы, синдрома внезапной смерти новорождённых, остеомаляции и остеопороза. Вторичные нарушения обмена аминокислот могут быть связаны с заболеваниями печени, желудочно-кишечного тракта (например, язвенный колит, болезнь Крона), почек (например, синдром Фанкони), недостаточным или неадекватным питанием, новообразованиями. Ранняя диагностика и своевременное лечение позволяют предупредить развитие и прогрессирование симптомов заболевания.

Данное исследование позволяет комплексно определить концентрацию в крови стандартных и непротеиногенных аминокислот, их производных и оценить состояние аминокислотного обмена.

Аланин (ALA ) способен синтезироваться в организме человека из других аминокислот. Он участвует в процессе глюконеогенеза в печени. По некоторым данным, повышенное содержание аланина в крови ассоциировано с повышением артериального давления, индекса массы тела, .

Аргинин (ARG ) в зависимости от возраста и функционального состояния организма относится к полузаменимым аминокислотам. В связи с незрелостью ферментных систем недоношенные дети не способны к его образованию, поэтому нуждаются во внешнем источнике поступления данного вещества. Повышение потребности в аргинине возникает при стрессе, оперативном лечении, травмах. Данная аминокислота участвует в делении клеток, заживлении ран, высвобождении гормонов, образовании окиси азота и мочевины.

Аспарагиновая кислота (ASP ) может образовываться из цитруллина и орнитина и являться предшественником некоторых других аминокислот. Аспарагиновая кислота и аспарагин (ASN) участвуют в глюконеогенезе, синтезе пуриновых основ, азотистом обмене, функции АТФ-синтетазы. В нервной системе аспарагин играет роль нейротрансмиттера.

Цитруллин (CIT ) может образовываться из орнитина или аргинина и является важным компонентом цикла образования мочевины в печени (орнитинового цикла). Цитруллин входит в состав филаггрина, гистонов и играет роль в аутоиммунном воспалении при ревматоидном артрите.

Глутаминовая кислота (GLU ) – заменимая аминокислота, которая имеет большое значение в азотистом обмене. Свободная глутаминовая кислота используется в пищевой промышленности в качестве усилителя вкуса. Глутаминовая кислота и глутамат являются важными возбуждающими нейротрансмиттерами в нервной системе. Снижение высвобождения глутамата отмечается при классической фенилкетонурии.

Глицин (GLY ) является заменимой аминокислотой, которая может образовываться из серина под действием пиридоксина (витамина В6). Он принимает участие в синтезе белков, порфиринов, пуринов и является тормозным медиатором в центральной нервной системе.

Метионин (MET ) – незаменимая аминокислота, максимальное содержание которой определяется в яйцах, кунжуте, злаках, мясе, рыбе. Из него может образовываться гомоцистеин. Дефицит метионина приводит к развитию стеатогепатита, .

Орнитин (ORN ) не кодируется человеческим ДНК и не включается в синтез белка. Данная аминокислота образуется из аргинина и играет ключевую роль в синтезе мочевины и выведении аммиака из организма. Содержащие орнитин препараты применяются для лечения цирроза, астенического синдрома.

Фенилаланин (PHE ) – незаменимая аминокислота, которая является предшественником тирозина, катехоламинов, меланина. Генетический дефект метаболизма фенилаланина приводит к накоплению аминокислоты и ее токсических продуктов и развитию аминоацидопатии – фенилкетонурии. Заболевание ассоциировано с нарушениями умственного и физического развития, судорогами.

Тирозин (TYR) поступает в организм с пищей или синтезируется из фенилаланина. Является предшественником нейротрансмиттеров (дофамина, норадреналина, адреналина) и пигмента меланина. При генетических нарушениях метаболизма тирозина возникает тирозинемия, которая сопровождается повреждением печени, почек и периферической нейропатией. Важное дифференциально диагностическое значение имеет отсутствие повышения уровня тирозина в крови при фенилкетонурии, в отличие от некоторых других патологических состояний.

Валин (VAL), лейцин (LEU) и изолейцин (ILEU) – незаменимые аминокислоты, которые являются важными источниками энергии в мышечных клетках. При ферментопатиях, которые нарушают их метаболизм и приводят к накоплению данных аминокислот (особенно лейцина), возникает "болезнь кленового сиропа" (лейциноз). Патогномоничным признаком данного заболевания служит сладкий запах мочи, который напоминает кленовый сироп. Симптомы аминоацидопатии возникают с раннего возраста и включают рвоту, обезвоживание, летаргию, гипотонию, гипогликемию, судороги и опистотонус, кетоацидоз и патологию центральной нервной системы. Заболевание нередко заканчивается летально.

Гидроксипролин (HPRO) образовывается при гидроксилировании пролина под воздействием витамина С. Данная аминокислота обеспечивает стабильность коллагена и является главной его составляющей. При дефиците витамина С нарушается синтез гидроксипролина, снижается стабильность коллагена и возникает повреждение слизистых оболочек – симптомы цинги.

Серин (SER) входит в состав практически всех белков и участвует в формировании активных центров многих ферментов организма (например, трипсина, эстераз) и синтезе других заменимых аминоксилот.

Глутамин (GLN) является частично заменимой аминокислотой. Потребность в нем значительно возрастает при травмах, некоторых желудочно-кишечных заболеваниях, интенсивных физических нагрузках. Он принимает участие в азотистом обмене, синтезе пуринов, регуляции кислотно-щелочного баланса, выполняет нейромедиаторную функцию. Данная аминокислота ускоряет процессы заживления и восстановления после травм и операций.

Гамма-аминомасляная кислота (GABA) синтезируется из глутамина и является важнейшим тормозным нейромедиатором. Препараты ГАМК используются для лечения различных неврологических нарушений.

Бета-аминоизомасляная кислота (BAIBA) является продуктом метаболизма тимина и валина. Повышение ее уровня в крови наблюдается при дефиците бета-аминоизобутират-пируват-аминотрансферазы, голодании, отравлении свинцом, лучевой болезни и некоторых новообразованиях.

Альфа-аминомасляная кислота (AABA) – предшественник синтеза офтальмовой кислоты, являющейся аналогом глутатиона в хрусталике глаза.

Бета-аланин (BALA), в отличие от альфа-аланина, не участвует в синтезе белков в организме. Данная аминокислота входит в состав карнозина, который в качестве буферной системы препятствует накоплению кислот в мышцах во время физических нагрузок, уменьшает мышечную боль после тренировок, ускоряет процессы восстановления после травм.

Гистидин (HIS) – незаменимая аминокислота, которая является предшественником гистамина, входит в состав активных центров многих ферментов, содержится в гемоглобине, способствует восстановлению тканей. При редком генетическом дефекте гистидазы возникает гистидинемия, которая может проявиться гиперактивностью, задержкой развития, трудностями при обучении и в некоторых случаях умственной отсталостью.

Треонин (THRE) – эссенциальная аминокислота, необходимая для синтеза белка и образования других аминокислот.

1-метилгистидин (1MHIS) является производным ансерина. Концентрация 1-метилгистидина в крови и моче коррелирует с употреблением мясной пищи и возрастает при дефиците . Повышение уровня данного метаболита возникает при дефиците карозиназы в крови и наблюдается при болезни Паркинсона, рассеянном склерозе.

3-метилгистидин (3MHIS) является продуктом метаболизма актина и миозина и отражает уровень распада белков в мышечной ткани.

Пролин (PRO) синтезируется в организме из глутамата. Гиперпролинемия вследствие генетического дефекта ферментов или на фоне неадекватного питания, повышенного содержания молочной кислоты в крови, заболеваний печени может приводить к судорогам, умственной усталости и другой неврологической патологии.

Лизин (LYS) – эссенциальная аминокислота, которая участвует в формировании коллагена и восстановлении тканей, функции иммунной системы, синтезе белков, ферментов и гормонов. Недостаточность глицина в организме приводит к астении, снижении памяти и нарушению репродуктивных функций.

Альфа-аминоадипиновая кислота (AAA) – промежуточный продукт метаболизма лизина.

Цистеин (CYS) является незаменимой аминокислотой для детей, пожилых и людей с нарушением всасывания питательных веществ. У здоровых людей данная аминокислота синтезируется из метионина. Цистеин входит в состав кератинов волос, ногтей, участвует в формировании коллагена, является антиоксидантом, предшественником глутатиона и защищает печень от повреждающего действия метаболитов алкоголя. Цистин является димерной молекулой цистеина. При генетическом дефекте транспорта цистина в почечных канальцах и стенках кишечника возникает цистинурия, которая приводит к формированию камней в почках, мочеточниках и мочевом пузыре.

Цистатионин (CYST) – промежуточный продукт обмена цистеина при его синтезе из гомоцистеина. При наследственном дефиците фермента цистатионазы или приобретенном гиповитаминозе В 6 уровень цистатионина в крови и моче повышается. Данное состояние описывается как цистатионинурия, которая протекает доброкачественно без явных патологических признаков, однако в редких случаях может проявляться дефицитом интеллекта.

Цистеиновая кислота (CYSA) образовывается при окислении цистеина и является предшественником таурина.

Таурин (TAU) синтезируется из цистеина и, в отличие от аминокислот, является сульфокислотой, содержащей сульфогруппу вместо карбоксильной группы. Таурин входит в состав желчи, участвует в эмульгации жиров, является тормозным нейромедиатором, улучшает репаративные и энергетические процессы, обладает кардиотоническими и гипотензивными свойствами.

В спортивном питании аминокислоты и протеины нашли широкое распространение и используются для увеличения мышечной массы. У вегетарианцев же в связи с отсутствием в рационе животного белка может возникнуть дефицит некоторых незаменимых аминокислот. Данное исследование позволяет оценить адекватность таких видов питания и при необходимости провести их коррекцию.

Для чего используется исследование?

• Диагностика наследственных и приобретенных заболеваний, связанных с нарушением метаболизма аминокислот;
• дифференциальная диагностика причин нарушений азотистого обмена, выведения аммиака из организма;
• мониторинг соблюдения диетотерапии и эффективности лечения;
• оценка пищевого статуса и модификация питания.

Когда назначается исследование?

• При подозрении на нарушение метаболизма аминокислот у детей, в т. ч. новорождённых (рвота, диарея, метаболический ацидоз, особый запах и окраска пеленок, нарушение умственного развития);
• при гипераммониемии (увеличении уровня аммиака в крови);
• при отягощенном семейном анамнезе, наличии врождённых аминоацидопатий у родственников;
• при контроле за соблюдением диетических рекомендаций, эффективности лечения;
• при обследовании спортсменов (например, бодибилдеров), употребляющих спортивное питание (протеины и аминокислоты);
• при обследовании вегетарианцев.

Что означают результаты?

• Аланин (ALA):

• Аргинин (ARG):

• Аспарагиновая кислота (ASP):

• Цитруллин (CIT):

• Глутаминовая кислота (GLU):

• Глицин (GLY)

• Метионин (MET)

• Орнитин (ORN)

• Фенилаланин (PHE)

• Тирозин (TYR)

• Валин (VAL)

• Лейцин (LEU)

• Изолейцин (ILEU)

• Гидроксипролин (HPRO)

• Серин (SER)

• Аспарагин (ASN)

• Alpha-аминоадипиновая к-та (AAA)

• Глутамин (GLN)

• Beta-аланин (BALA): 0 - 5 мкмоль/л.
• Таурин (TAU)

• Гистидин (HIS)

• Треонин (THRE)

• 1-метилгистидин (1MHIS)

• 3-метилгистидин (3MHIS)

• Gamma-аминомасляная к-та (GABA)

• Beta-аминоизомасляная к-та (BAIBA)

• Alpha-аминомасляная к-та (AABA): 0 - 40 мкмоль/л.
• Пролин (PRO)

• Цистатионин (CYST): 0 - 0,3 мкмоль/л.
• Лизин (LYS)

• Цистин (CYS)

• Цистеиновая кислота (CYSA): 0.

Интерпретация результатов осуществляется с учетом возраста, особенностей питания, клинического состояния и других лабораторных данных.

Увеличение общего уровня аминокислот в крови возможно при:

• эклампсии;
• нарушении толерантности к фруктозе;
• диабетическом кетоацидозе;
• почечной недостаточности;
• синдроме Рейе.

Снижение общего уровня аминокислот в крови может возникнуть при:

• гиперфункции коры надпочечников;
• лихорадке;
• болезни Хартнупа;
• хорее Хантингтона;
• неадекватном питании, голодании (квашиоркоре);
• синдроме мальабсорбции при тяжелых заболеваниях желудочно-кишечного тракта;
• гиповитаминозе;
• нефротическом синдроме;
• лихорадке паппатачи (москитной, флеботомной);
• ревматоидном артрите.

Первичные аминоацидопатии

Повышение аргинина, глутамина – дефицит аргиназы.

Повышение аргининсукцината, глутамина – дефицит аргиносукциназы.

Повышение цитруллина, глутамина – цитруллинемия.

Повышение цистина, орнитина, лизина – цистинурия.

Повышение валина, лейцина, изолейцина – болезнь кленового сиропа (лейциноз).

Повышение фенилаланина – фенилкетонурия.

Повышение тирозина – тирозинемия.

Вторичные аминоацидопатии

Повышение глутамина – гипераммониемия.

Повышение аланина – лактацидоз (молочнокислый ацидоз).

Повышение глицина – органические ацидурии.

Повышение тирозина – транзиторная тирозинемия у новорождённых.

Литература

• Part 8. Amino Acids. In: Scriver CR, Beaudet AL, Valle D, Sly WS, Childs B, Kinzler KW, Vogelstein B, eds. The Metabolic and Molecular Bases of Inherited Disease . 8th ed. New York, NY: McGraw-Hill, Inc; 2001;1665-2105.
• Part IV. Disorders of amino acid metabolism and transport. Fernandes J, Saudubray J-M, Van den Berghe G, eds. Inborn Metabolic Diseases Diagnosis and Treatment . 3 rd ed. New York, NY: Springer; 2000;169-273.
• Part 2. Disorders of amino acid metabolism. Nyhan WL, Barshop BA, Ozand PT, eds. Atlas of Metabolic Diseases . 2 nd ed. New York, NY: Oxford University Press Inc; 2005;109-189.
• Blau N, Duran M, Blaskovics ME, Gibson KM, eds. Physician’s Guide to the Laboratory Diagnosis of Metabolic Diseases . 2 nd ed. New York, NY: Springer; 2003.
• Human Metabolome Database. Режим доступа: http://www.hmdb.ca/

В эпоху Нового времени с расцветом естественно-научной мысли особое внимание стало уделяться «животному электричеству». Пытливые умы были взбудоражены опытами Луиджи Гальвани, который заставил сокращаться лапку лягушки. Позже, с появлением «вольтова столба», всякий, считающий себя современным человеком и естествоиспытателем, проводил подобные эксперименты. Физические свойства мышечной ткани исследовались с помощью тока, и апофеозом «подобия Творцу» считался опыт, при котором импульс постоянного тока заставлял сокращаться мышцы трупа.

С развитием электротехники и появлением опытов Фарадея появилось новое оборудование, которое позволяло получать магнитные поля с помощью тока, и наоборот. Так, постепенно родилась идея использования не непосредственно электрического тока, а магнитного поля для воздействия на участки коры головного мозга. Ведь магнитное поле рождает электрический ток, а уже он вызывает различные процессы в организме. Именно с этой идеи родился метод, получивший название транскраниальная магнитотерапия. Что это такое, и как определяет его наука?

Определение

ТКМС, или транскраниальная магнитная стимуляция – это способ, применяющийся в научной и клинической практике, который позволяет без боли и наведения электрического тока на расстоянии стимулировать кору головного мозга магнитным полем, получая различные ответы на воздействие коротких импульсов магнитного поля. Этот метод применяется как для диагностики, так и для лечения некоторых видов заболеваний.

Суть методики и механизм действия

Прибор для электромагнитной стимуляции мозга основан на принципе возбуждения электромагнитной индукции. Известно свойство тока, проходя через катушку индуктивности, рождать магнитное поле. Если подобрать характеристики тока и катушки так, чтобы магнитное поле было сильным, а вихревые токи минимальными, то перед нами и будет аппарат ТКМС. Основная последовательность событий может быть такой:

Блок прибора генерирует импульсы высокоамплитудных токов, разряжая конденсатор, когда происходит замыкание высоковольтного сигнала. Конденсатор отличает большая сила тока и высокое напряжение – эти технические характеристики очень важны для получения сильных полей.

Эти токи направляются в ручной зонд, на котором расположен генератор магнитного поля – индуктор.

Зонд перемещается очень близко от кожи головы, поэтому порождаемое магнитное поле мощностью до 4 Тесла передается на кору головного мозга.

Современные индукторы имеют принудительное охлаждение, поскольку они все равно сильно нагреваются вследствие вихревых токов. Касаться тела пациента ими нельзя – можно получить ожог.

Четыре тесла – это очень внушительная величина. Достаточно сказать, что это превышает мощность высокопольного МРТ-томографа, которые дают по 3 Тл на большом кольце электромагнитов. Эта величина сравнима с данными больших дипольных магнитов Большого адронного коллайдера.

Стимуляция может проводиться в разных режимах – однофазном, двухфазном и так далее. Можно выбрать тип катушки индуктора, которые позволяют дать различно сфокусированное магнитное поле на различную глубину мозга.

В коре порождаются вторичные процессы – деполяризация мембран нейронов и генерация электрического импульса. Метод ТМС позволяет, перемещая индуктор, добиться стимуляции различных участков коры и получить разный ответ.

Транскраниальная магнитная стимуляция требует расшифровки результатов. Пациенту направляются серии различных импульсов, а результатом является выявление минимального порога моторного ответа, его амплитуда, время задержки (латентность) и прочие физиологические показатели.

Если врач воздействует на кору, то в результате могут сокращаться мышцы туловища согласно «двигательному гомункулусу», то есть в соответствии с корковым представительством мышц моторной зоны. Это и есть МВП, или моторные вызванные потенциалы.

Если при этом на нужную мышцу наложить датчики и провести электронейромиографию, то можно «прозвонить» нервную ткань с учетом характеристики наведенного импульса.

Показания к процедуре

Кроме функции исследования, «искусственный» импульс, созданный нейронами, может оказывать лечебное действие при мышечных заболеваниях. У детей с ДЦП процедура ТКМС стимулирует развитие мышц, оказывает положительный эффект при спастичности. Транскраниальная магнитная стимуляция применяется для диагностики и лечения следующих заболеваний:

• рассеянного склероза и других демиелинизирующих заболеваний;
• церебрального атеросклероза, диффузных сосудистых поражений головного мозга;
• последствий ранений и травм головного и спинного мозга;
• радикулопатий, миелопатий, поражения черепно-мозговых нервов (паралич Белла);
• болезни Паркинсона и вторичного паркинсонизма;
• различных деменций (Альцгеймера).

Кроме этого, метод транскраниальной магнитной стимуляции может помочь при диагностике речевых нарушений, при проблемах, связанных с нейрогенным мочевым пузырем, при ангиоцефалгиях (мигрени) и при эпилепсии.

Накоплен солидный опыт (в основном зарубежный), когда эта методика применяется при депрессии, аффективных состояниях и неврозах. Помогает ТКМС и при обсессивно-компульсивных состояниях (навязчивом неврозе). Ее курсовое применение способствует ликвидации психотической симптоматики при обострениях шизофрении, а также при различных галлюцинациях.

Но такой метод, который использует сильные магнитные поля, не может не иметь противопоказаний.

Противопоказания

Несмотря на то, что ТКМС – неинвазивная методика, ее эффектором являются сильные магнитные поля. Нужно помнить, что, в отличие от МРТ, где человеческое тело целиком подвергается воздействию мощного магнитного поля, транскраниальная магнитотерапия генерирует его на расстоянии в несколько сантиметров. Есть ряд серьезных и даже абсолютных противопоказаний к ее проведению, например, ферромагнитные материалы внутри черепа (имплантаты), или слуховые аппараты. Кардиостимулятор также является противопоказанием, но теоретическим, поскольку лишь случайно может оказаться в зоне действия магнитного поля.

В настоящее время появились приборы для глубокой стимуляции мозга, например, при болезни Паркинсона. В данном случае проведение процедуры также противопоказано.

К клиническим противопоказаниям относятся:

• очаговые образования центральной нервной системы, которые могут вызвать эпиприпадок;
• назначение средств, которые могут повысить возбудимость коры головного мозга (и получить синхронный разряд);
• черепно-мозговая травма с длительной потерей сознания;
• анамнестически – припадок или эпилепсия, эпиактивность на энцефалограмме;
• повышенное внутричерепное давление.

Как видно из вышеизложенного, основная опасность – получить синхронный полушарный или тотальный очаг возбуждения нейронов коры, или эпилептический припадок.

О побочных эффектах

Наивно было бы думать, что такое серьезное воздействие, как вторичная индукция нейронного потенциала действия сильным магнитным полем, может протекать без всяких побочных эффектов. К числу наболее часто возникающих состояний относят:

• дискомфорт в желудке и тошнота;
• страх при неожиданных сокращениях мышц;
• покраснение кожных покровов;
• временная потеря речи (при стимуляции зоны Брока), часто сопровождается насильственным смехом;
• боли в мышцах головы и лица;
• головокружение и усталость;
• временная потеря слуха.

Также аппарат применяют крайне осторожно при работе с детьми. Стимулируя моторные акты ребенка, трудно ожидать от него полного контроля и расслабления. Есть опасность, что при случайном проведении зонда с катушкой около сердца аппарат может вызвать нарушение ритма сердца. Обычно магнитное поле вызывает экстрасистолию, и помощи не требуется. Но у пациентов с мерцательной аритмией, при тиреотоксикозе это может привести к ухудшению состояния.