Биохимические процессы при анемии

Необходимым этапом диагностики анемических состояний является лабораторное исследование [Лабораторная диагностика анемий, 2001; Назаренко, Кишкун, 2002; Клиническое руководство … , 2003; Антонов, Богомолова, Волков, 2008]. По результатам только одного анализа крови не всегда возможно поставить точный диагноз, но определение, в первую очередь, гемоглобина выявит возможные нарушения в деятельности организма и укажет на необходимость дополнительного обследования. А морфологическая картина эритроцитов может нацелить на патогенез анемии.

Характеристика анемических состояний была бы неполной, если бы не учитывала биохимических особенностей разных видов анемий.

Существует целый ряд тестов, позволяющих изучить динамику обмена железа в организме и ее нарушения. Для установления диагноза железодефицитная анемия используется биохимическое исследование сыворотки крови на предмет содержания железа, общей железосвязывающей способности сыворотки, а также уровня ферритина [Лабораторная диагностика анемий, 2001; Дворецкий, 2009; Садовникова, 2010; Ершова, 2011].

Уровень железа в сыворотке крови здоровых людей, определяемый по методу Henry, составляет 0,7 — 1,7 мг/л, или 12,5 — 30,4 мкмоль/л, при дефиците железа он снижается до 0,1 — 0,3 мг/л, или 1,8 — 5,4 мкмоль/л. Выявление пониженного уровня железа в сыворотке крови однозначно указывает на необходимость определения других показателей обмена железа (общая железосвязывающая способность сыворотки и уровень ферритина).

Общая железосвязывающая способность сыворотки отражает резервную «незаполненную» железом емкость транспортного белка — трансферрина. При железодефицитной анемии всегда наблюдается повышение ОЖСС, в отличие других типов гипохромных анемий. Увеличение уровня трасферрина при ЖДА связано с повышенным его синтезом в качестве компенсаторной реакции организма человека в ответ на тканевой дефицит железа. Это следует из механизма метаболизма железа. Около 1/3 (30-35 процентов) всего количества трансферрина сыворотки связано с железом (показатель насыщения трансферрина железом). Остальное количество трансферрина свободно и характеризует скрытую железосвязывающую способность сыворотки крови. Общая железосвязывающая способность сыворотки плазмы крови (или общий трансферрин сыворотки) при железодефицитной анемии увеличивается (норма 1,7 — 4,7 мг/л, или 30,6 — 84,6 мкмоль/л).

Информативным показателем оценки метаболизма железа является коэффициент насыщения трансферрина железом. У больных с дефицитом железа процент насыщения трансферрином снижается до 10 — 20, при этом увеличивается скрытая железосвязывающаяся способность плазмы.

Еще одним высокоспецифичным диагностическим признаком ЖДА является концентрация ферритина в сыворотке крови. Уровень ферритина отражает величину запасов железа в организме. У здоровых людей концентрация ферритина составляет 106 ± 21,5 мкг/л у мужчин и 65 ± 18,6 мкг/л у женщин. Поскольку истощение запасов железа является обязательным этапом формирования ЖДА, то снижение содержания ферритина (менее 15 мкг/л) — характерный признак не только железодефицитной, но и латентного дефицита железа. Однако этот показатель следует оценивать с осторожностью при сопутствующих острых воспалительных процессах, болезнях печени и некоторых опухолях. Дело в том, что ферритин принадлежит к классу острофазных белков и при перечисленных выше состояниях его синтез увеличивается, что при ЖДА может маскировать гипоферритинемию.

Из биохимических исследований в последние годы используется определение концентрации растворимых трансферриновых рецепторов, которая повышается при железодефицитной анемии [Цветкова, 2009].

Если уровень железа в сыворотке крови находится в пределах нормы или повышен, следует заподозрить у пациента анемию, связанную с нарушением синтеза порфиринов или талассемию и на следующем этапе диагностики целесообразно определить концентрацию ретикулоцитов.

По биохимическим параметрам, талассемия отличается от ЖДА признаками повышенного гемолиза (наличием гипербилирубинемии). Запасы железе повышены, судя по уровню ферритина сыворотки. При гетерозиготной в-талассемии повышается осмотическая резистентность эритроцитов. Почти у 75 процентов больных с этой формой анемии обнаруживается повышение уровня непрямого билирубина, чаще незначительное (24-31 мкмоль/л за счет непрямого).

Гемолитические анемии развиваются в результате ускоренного разрушения эритроцитов. При этом в большинстве случаев наблюдается внесосудистый гемолиз — разрушение эритроцитов макрофагами печени и селезенки (как и в норме). Внутрисосудистый гемолиз — разрушение эритроцитов прямо в сосудистом русле — встречается намного реже (как при острых, так и при хронических гемолитических анемиях). От того, где преимущественно происходит разрушение эритроцитов, зависят и клинические и лабораторные проявления [Хоффбранд, Петтит, 2007].

Из клинических симптомов, помимо бледности, нередко наблюдается легкая непостоянная желтуха и спленомегалия. Вследствие избыточной продукции билирубина могут образовываться пигментные желчные камни. Лабораторные данные, помимо ретикулоцитоза (из-за компенсаторного усиления эритропоэза), включают повышение содержания непрямого билирубина в сыворотке крови, стеркобилина в кале и уробилиногена в моче из-за гемолиза; гаптоглобин в сыворотке отсутствует.

Примером состояния хронического гемолиза, обусловленного наследственным дефектом эритроцитов, может служить врожденная сфероцитарная анемия. Уровень гипербилирубинемии у больных сфероцитозом зависит от тяжести заболевания и периода исследования больного. Вне кризов содержание свободного или непрямого билирубина может колебаться от нормальных цифр до 57 — 76 ммоль/л, в период криза оно сильно повышается. Степень гипербилирубинемии связана не только с интенсивностью распада эритроцитов, но и со скоростью образования билирубина-диглюкоронида из свободного билирубина в печеночной клетке. При нормальном функциональном состоянии печени и сравнительно небольшом увеличении распада эритроцитов содержание билирубина у больных сфероцитозом вне криза может быть нормальным. Содержание уробилина в моче, как и при других формах гемолитической анемии, может быть повышенным. Однако у ряда больных реакция на уробилин может оказаться отрицательной, так как его содержание в моче в первую очередь зависит от состояния печени. Нормальная печень в состоянии освободить плазму от значительного количества уробилина. Прямой тест Кумбса, как правило, отрицателен [Руководство по гематологии, 2005].

Для приобретенных гемолитических анемий также характерны ретикулоцитоз и гипербилирубинемия. Для установления диагноза — аутоиммунная гемолитическая анемия применяется реакция Кумбса (антиглобулиновый тест). При проведении прямой пробы Кумбса изучаются эритроциты больного, выявляются фиксированные на них антитела. Имеется порог чувствительности — около 300 молекул Ig, — поэтому при их количестве менее 300 реакция может быть отрицательной. Таким образом, положительная реакция на 100 процентов указывает на фиксацию антител к эритроцитам, в то время как отрицательная не снимает диагноза аутоиммунная гемолитическая анемия. Непрямая проба определяет антитела в сыворотке больного.

Наиболее важна диагностика АИГА с неполными тепловыми агглютининами, поскольку она развивается остро, внезапно, и часто требует немедленной помощи. При частых гемолитических кризах возможно развитие вторичного токсического гемолитическго гепатита, с соответствующим изменением печеночных проб. На фоне гипербилирубинемии может развиться калькулезный холецистит. Кал темного цвета из-за повышения уровня стеркобилина, моча светло-желтая — в ней нет уробилина, но в последующем он может повышаться.

АИГА с тепловыми гемолизинами (гемолиз при этом внутрисосудистый), которая встречается значительно реже, представляет опасность в отношении развития острой почечной недостаточности вследствие гемоглобинемии (выход гемоглобина из эритроцитов), гемоглобинурии и слущивания эпителия почечных канальцев. В этих случаях актуальны биохимические исследования, характеризующие функциональное состояние почек: уровень креатинина сыворотки, мочевины, уровень натрия, кальция, хлоридов. При этой форме аутоиммунной гемолитической анемии повышена лактатдегидрогеназа до 1000 (в норме — до 400) из-за разрушения клеток. Реакция Кумбса отрицательная.

Витамин В12-дефицитную анемию сопровождает умеренная гипербилирубинемия. Билирубин повышается за счет непрямого до 28-47 ммоль/л. Это повышение уровня билирубина связано, в первую очередь, с внутрикостномозговым распадом эритрокариоцитов, содержащих гемоглобин, но в какой-то мере зависит и от повышенного распада эритроцитов периферической крови, так как продолжительность жизни периферических эритроцитов несколько укорочена.

Из биохимических тестов диагностическое значение имеет определение сывороточного витамина В12. В настоящее время для определения содержания витамина В12 повсеместно используется радиоиммунологический метод. Обычно исследуют одновременно уровень витамина В12 и фолиевой кислоты в сыворотке крови. Нормальное содержание витамина В12 в сыворотке200-1000пг/мл, при заболевании — снижается до 10 — 150 пг/мл [Руководство по гематологии, 2005].

Но следует помнить, что уровень витамина В12 в плазме крови не отражает потенциально существующей недостаточности данного витамина в тканях. Примерно треть пациентов, у которых уровень витамина В12 находился на нижней границе нормы, страдают анемией и неврологическими симптомами. Более надежным индикатором наличия недостаточности витамина В12 являются уровни метилмалоновой кислоты и гомоцистеина в сыворотке крови. Витамин В12 является кофактором в метаболизме этих веществ. Поэтому при его недостаточности уровень этих соединений в крови повышен. При этом нормальная концентрация метилмалоновой кислоты и гомоцистеина практически исключают недостаточность витамина В12.

В отличие от недостаточности витамина В12, недостаточность фолиевой кислоты обычно является результатом ее неадекватного потребления в пищевом рационе. У 90 процентов пациентов с недостаточностью фолиевой кислоты наблюдается повышенный уровень гомоцистеина. При этом уровень метилмалоновой кислоты остается нормальным, что является существенным фактором в дифференциальной диагностике с анемией, вызванной недостаточностью витамина В12 [Руководство по гематологии, 2005; Гринфельд, 2008]. В диагностике апластической анемии при биохимическом анализе крови выявляется повышенное содержание сывороточного железа, увеличение насыщения трансферрина. Повышение активности печеночных ферментов и содержания билирубина может наблюдаться при апластических анемиях, связанных с наличием у больного острого или хронического гепатита. Серповидно-клеточная анемия, одна из форм гемоглобинопатий, специфических биохимических маркеров не имеет, отмечается лишь умеренное содержание непрямого билирубина.

В настоящее время считается, что в основе анемии хронических заболеваний лежит иммуно-опосредованный механизм: цитокины и клетки ретикулоэндотелиальной системы вызывают изменения в гомеостазе железа, пролиферации эритроидных предшественников, продукции эритропоэтина и продолжительности жизни эритроцитов [Копылов, Щекочихин, 2011].

Открытие гепсидина (hepcidin) — железорегулирующего острофазового белка — позволило во многом прояснить связь между иммунным механизмом нарушения гомеостаза железа и развитием анемии хронических заболеваний: именно через усиление синтеза в печени гепсидина под влиянием воспалительных стимулов происходят снижение всасывания железа в кишечнике и блокирование высвобождения железа из макрофагов.

В этих случаях спектр биохимических исследований будет включать и функциональные характеристики соответствующих систем организма. При подозрении на патологию почек — необходимо исследование сыворотки крови на мочевину и креатинин.