Частые вопросы по анализам. Часть — 17

Подробное описание исследования

Миоглобин — специфический белок, который содержится в мышечных клетках скелетных мышц и сердца. Также небольшая часть белка может синтезироваться в сосудах, печени, головном мозге. Он обладает большим сродством к кислороду, чем гемоглобин. Это обусловливает две важные функции белка — накопление кислорода в тканях и использование его при критически малых уровнях кислорода в мышце. Кислород переносится к митохондриям, где происходят реакции для получения клетками энергии.

Миоглобин поступает в кровь при повреждении миокарда и скелетных мышц. Анализ на миоглобин наиболее часто используется для диагностики поражения сердца — инфаркта миокарда. Оно проявляется сильной болью в области груди, боль может отдавать в левую руку, челюсть, живот. Также иногда наблюдается потливость, одышка, тошнота, потеря сознания. Симптомы в основном возникают в покое.

К преимуществам миоглобина относится то, что данный белок является наиболее ранним маркером инфаркта миокарда. Он очень быстро выходит в кровоток при разрушении кардиомиоцитов (клеток сердечной мышцы) и может определяться уже через час после инфаркта. Наивысших значений показатель достигает через 4-12 часов и приходит в норму в течение суток. Однако данный анализ не является специфичным для инфаркта, поэтому для уточнения диагноза следует проводить анализ вместе с определением других маркеров поражения миокарда (тропонином и креатинкиназой-МВ).

Уровень миоглобина также повышается при повреждении скелетных мышц на фоне следующих заболеваний:

1. Миозит — воспаление мышечной ткани. Симптомы в виде лихорадки, мышечной слабости и боли в мышцах.
2. Миодистрофии в основном представлены миодистрофией Дюшена или Беккера. Являются наследственными заболеваниями и сопровождаются парезами, параличами, кардиологическими расстройствами, поражением дыхательной системы. Миодистрофия Дюшена проявляется в раннем детском возрасте с быстрым прогрессированием симптомов, обездвиживанием. Дистрофия Беккера имеет более легкое течение, дебютирует позднее, в возрасте 10-20 лет, и характеризуется медленно нарастающей мышечной слабостью, что позволяет людям с таким заболеванием долгое время сохранять способность к самостоятельной ходьбе.
3. Синдром сдавления, который возникает при освобождении длительно пережатых участков тела тяжелыми предметами (при природных и техногенных катастрофах, обвалах). В результате из поврежденных тканей в кровь выходят токсические вещества (миоглобин, креатинин, ионы калия и кальция, лизосомальные ферменты и др.), что может приводить к ацидозу (повышению кислотности крови) и развитию почечной недостаточности.

Нужно сказать, что миоглобин выводится в неизмененном виде почками. При нарушении их работы (почечной недостаточности) уровень белка в крови может быть повышен. Избыточное выделение белка также само по себе негативно сказывается на функции почек.

Таким образом, определение уровня миоглобина в сыворотке крови вместе с другими маркерами позволяет вовремя диагностировать инфаркт миокарда и заболевания, связанные с повреждением скелетных мышц, а значит своевременно назначить лечение и снизить риск развития осложнений.

Миоглобин – белок, который связывает кислород и поставляет его скелетным мышцам. Его концентрация в крови возрастает при повреждении скелетных мышц или миокарда.

Синонимы английские

Myoglobin.

Метод исследования

Иммунотурбидиметрия.

Единицы измерения

Мкг/л (микрограмм на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Детям в возрасте до 1 года не принимать пищу в течение 30-40 минут до исследования.
• Не принимать пищу в течение 2-3 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
• Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение в течение 30 минут до исследования.
• Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Миоглобин – белок, который содержится в скелетной мускулатуре и сердечной мышце – миокарде. Использование запасенного О2 в мышечной ткани начинается при выраженном снижении парциального давления кислорода в мышцах. Он способен связывать кислород в мышечных клетках, что дает им энергию для сокращения. В норме миоглобина в крови настолько мало, что он не определяется лабораторными методами. При повреждении скелетных мышц или миокарда миоглобин в больших количествах попадает в кровоток. Он не является специфичным маркером повреждения миокарда, в отличие от креатинкиназы МВ и тропонина, однако реагирует на гибель мышечных клеток сердца одним из первых – через 1-2 часа его концентрация в крови увеличивается.

Миоглобин и гемоглобин относят к гемопротеинам, они содержат порфириновое производное — гем, который обеспечивает их красный цвет и способность взаимодействовать с О2. Гемоглобин ответственен за транспорт кислорода, а миоглобин – за его депонирование. Механизм действия обоих белков обуславливается строением гема, состоящего из двухвалентного железа и порфирина. Именно молекула гема отвечает за тропность белков к кислороду. Миоглобин связывает переносимый гемоглобином кислород, создавая депо О2. Когда в организме начинается кислородное голодание (после тяжелой физической нагрузки), он освобождает связанный кислород и «передает» его окислительным системам клеток, где запускается процесс окислительного фосфорилирования, в результате которого образуется необходимая для работы мышц энергия.

Миоглобин фильтруется почками и выводится из организма с мочой. Если происходит массивное повреждение мышц, например, в результате серьезной травмы, он начинает в больших количествах поступать в кровь и может повреждать почки, вызывая острую почечную недостаточность. При отсутствии воспалений или повреждений мышечной ткани он практически не фиксируется в крови. Это его свойство используется для уточнения диагноза «инфаркт миокарда».

Для чего используется исследование?

Анализ на миоглобин, как правило, назначается вместе с другими маркерами повреждения сердечной мышцы, такими как креатинкиназа МВ, и используется для того, чтобы подтвердить или исключить инфаркт миокарда у пациентов с острой болью в сердце или другими симптомами.

Миоглобин начинает повышаться через 1-2 часа после повреждения миокарда, достигает своего пика через 8-12 часов и к концу дня обычно приходит в норму. Тропонин – «золотой стандарт» в определении инфаркта, так как он является более специфичным, однако преимущество миоглобина состоит в том, что он реагирует максимально рано, тем самым позволяя быстрее поставить диагноз. С другой стороны, необходимо понимать, что миоглобин может повышаться и без повреждения сердечной мышцы. Таким образом, отрицательный результат анализа на миоглобин исключает инфаркт, положительный – требует подтверждения тропонином.

Иногда тест на миоглобин необходим людям с серьезными травмами для того, чтобы определить вероятность поражения почек.

Когда назначается исследование?

Анализ на миоглобин назначается при подозрении на острый инфаркт миокарда. Кровь берут сразу при поступлении пациента в стационар и потом еще несколько раз через каждые 2-3 часа.

Такой тест обычно назначается вместе с другими маркерами повреждения сердечной мышцы, такими как креатинкиназа МВ и тропонин, что позволяет более уверенно судить о наличии или, напротив, отсутствии острого повреждения сердечной мышцы.

Кроме того, это исследование может понадобиться после массивных повреждений скелетной мускулатуры, чтобы оценить риск повреждения почек и острой почечной недостаточности.

Что означают результаты?

Референсные значения

Мужской пол: 23,00 — 72,00 мкг/л.

Женский пол: 19,00 — 51,00 мкг/л.

Обычно содержание миоглобина в крови настолько несущественно, что даже не может быть измерено.

Повышение уровня миоглобина в крови говорит о недавнем повреждении скелетных или сердечной мышц. Назначение тропонина или креатинкиназы МВ позволяет уточнить причину повышения миоглобина. Если в течение 12 часов боли в грудной клетке повышения миоглобина не произошло, вероятность инфаркта миокарда крайне маловероятна.

Так как миоглобин, помимо сердца, содержится еще в скелетной мускулатуре, он может повышаться и в других ситуациях:

1. синдром длительного сдавливания (краш-синдром) возникает в результате раздавливания или размозжения мышечной ткани, а также длительного прекращения кровотока по конечности;
2. любые травмы;
3. после хирургических операций;
4. судороги любого происхождения;
5. любые заболевания, приводящие к повреждению мышц: дерматомиозит, полимиозит, мышечная дистрофия и др.

Что может влиять на результат?

• Злоупотребление амфетаминами и алкоголем повышает уровень миоглобина.
• Так как миоглобин выводится через почки, его уровень может быть повышен при почечной недостаточности.

Использованная литература

1. Кулева, Н.В., Красовская, И.Е. Новая роль миоглобина в функционировании сердечной и скелетные мышц. Биофизика, 2016. — Т. 61(5). — С. 861-864.
2. Клинический протокол диагностики и лечения прогрессирующей мышечной дистрофии Дюшенна/Беккера, 2016. — 19 с.
3. Чаулин, А.М., Дупляков, Д.В. Биомаркеры острого инфаркта миокарда: диагностическая и прогностическая ценность. Клиническая практика, 2022. — №3.
4. Клинический протокол диагностики и лечения идиопатические воспалительные миопатии, 2016. — 29 с.
5. Клиническая лабораторная диагностика. Национальное руководство. В 2-х томах / под ред. В.В. Долгова, В.В. Меньшикова. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. — 928 с.
6. Острый инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST электрокардиограммы. Клинические рекомендации, 2022. — 157 с.

Миоглобин

Миоглобин

— железосодержащий белок, который содержится в клетках скелетных мышц и в миокарде, обеспечивающий им поставку кислорода, что даёт им энергию для сокращения. При нормальном функционировании организма миоглобина в крови настолько мало, что его не возможно определить лабораторными методами. Повышение его концентрации в крови возникает при повреждении скелетных мышц и миокарда (сердечной мышцы). Нарастание уровня миоглобина в течении 2–3 часов после появления болей наблюдается у 85% больных острым инфарктом миокарда и сохраняется 2–3 суток (при осложненном течении инфаркта удерживается дольше). Важно то, что повторный подъем уровня миоглобина в крови больного после нормализации показателя достоверно указывает на расширение зоны инфаркта и рецидив болезни.

Кроме острого инфаркта миокарда, значительное повышение миоглобина в крови наблюдается при обширных мышечных травмах, синдроме длительного сдавливания, тяжелом поражении электрическим током. Молекула миоглобина образована единичной полипептидной цепью и железосодержащим гемом, сходна по строению и функциям с гемоглобином крови.

Функции миоглобина

Миоглобин связывает кислород (образуется оксимиоглобин) и является основным его поставщиком для скелетных мышц. При гипоксии (например, при интенсивной физической нагрузке) кислород высвобождается из комплекса с миоглобином и поступает в митохондрии миоцитов, где осуществляется синтез АТФ. Выводится миоглобин в неизмененном виде с мочой, поэтому его концентрация также зависит от функции почек. При любом повреждении, некрозе, лизисе ткани скелетной мускулатуры или миокарда миоглобин поступает в кровь. При инфаркте миокарда выраженность гипермиоглобинемии находится в прямой зависимости от размеров очага некроза. Это один из самых ранних маркеров инфаркта миокарда (обнаруживается уже через 2 часа после приступа, увеличение концентрации может быть 10-кратным), предполагается, что быстрое поступление в кровь связано с относительно малыми размерами молекулы, этим же объясняется и быстрое выведение его почками из крови.

Миоглобин — неспецифический маркёр инфаркта миокарда, поэтому диагноз должен подтверждаться более специфичными для поражения миокарда маркёрами.

Показания:

• ранняя диагностика, мониторинг и прогноз инфаркта миокарда;
• заболевания скелетных мышц (некроз, травма, ишемия).

Подготовка
Кровь рекомендуется сдавать утром, в период с 8 до 11 часов. Взятие крови производится натощак, спустя 8–14 часов голодания. Допускается употребление воды без газа и сахара. Накануне сдачи исследования следует избегать пищевых перегрузок.

Интерпретация результатов

Референсные значения:
дети до 18 лет и мужчины
: 17,4-105,7 нг/мл
женщины:
14,3-65,8 нг/мл

Повышение уровня:

• инфаркт миокарда (повышение уровня миоглобина носит преходящий характер, наблюдается в течение 1–4 часов от начала симптомов, нормализуется в течение 24 часов с начала приступа болей в сердце);
• травма скелетных мышц;
• судороги;
• миозиты;
• миодистрофия;
• рабдомиолиз;
• острая почечная недостаточность;
• физическая нагрузка;
• ожоги.

Понижение уровня:

• наличие циркулирующих антител к миоглобину (при полиомиелите);
• ревматоидный артрит.

Материал и методы

Определяли содержание миоглобина в крови 30 (19 мужчин и 11 женщин в возрасте 41—94 лет) трупов, умерших в результате острой сердечно-сосудистой недостаточности и хронической ишемической болезни сердца. Забор крови_осуществляли на вскрытии не позже 35 ч после наступления смерти. Кровь забирали в количестве 10 мл сухим шприцем из бедренной вены трупа в стерильную склянку, согласно параграфу VII, главы 88 приказа № 346н Минздравсоцразвития Р.Ф. от 12.05.10 «Об утверждении порядка организации и производства судебно-медицинских экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях Российской Федерации». Использовали 2 метода: реакцию пассивной гемагглютинации с эритроцитарным диагностикумом ДС-ЭРИТРО-МИОГЛОБИН НПО «Диагностические системы» и иммунотурбидиметрический тест с набором DiaSys Diagnostic Systems GmbH. Методика с использованием эритроцитарного диагностикума является полуколичественной: производят визуальную оценку наличия гемагглютинации в зависимости от степени разведения исследуемого образца. Иммунотурбидиметрический тест — количественный: используется метод фиксированного времени. Он основан на фотометрическом измерении реакции антиген—антитело между антителами против человеческого миоглобина, иммобилизованными на латексных частицах, и присутствующим в образце миоглобином. Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ BIOSTAT. Для анализа корреляционной связи данных двух выборок применяли корреляцию по Спирмену.

Результаты и обсуждение

В ходе предварительных исследований установили, что количество миоглобина в сыворотке крови резко снижается уже через несколько часов после наступления смерти, поскольку этот гемопротеин, содержащий 153 аминокислотных остатка, оседает на поверхности эритроцитов. Провели параллельное исследование содержания миоглобина в сыворотке и гемолизате крови, полученном при разведении дистиллированной водой в 10 раз, иммунотурбидиметрическим методом. В негемолизированой сыворотке обнаружили 440±10 мкг/л миоглобина, а в гемолизате крови от того же трупа, полученном при разведении дистиллированной водой в 10 раз, 8000±250 мкг/л; в гемолизированной сыворотке и гемолизате крови от того же трупа, полученном при разведении дистиллированной водой в 10 раз — 6650±150 и 600±50 мкг/л соответственно. В связи с этим при экспертизе трупного материала оптимально определять содержание миоглобина не в сыворотке/плазме крови, как рекомендовано для диагностики инфаркта миокарда у живых пациентов, а в гемолизате цельной крови. Выбор кратности разведения (10, 20 или 40) подбирали таким образом, чтобы полученные значения оптической плотности попадали в среднюю часть калибровочного графика, построенного с использованием набора калибраторов TruCal Myoglobin, поскольку прямо пропорциональная зависимость между экстинкцией пробы и содержанием миоглобина наблюдается в диапазоне от 5 до 600 мкг/л. При определении количества миоглобина в гемолизате цельной крови разведение дистиллированной водой тем более необходимо для снижения оптической плотности образца, так как производителем данная методика рекомендована для сыворотки крови и/или гепаринизированной либо ЭДТА плазмы.

Установили зависимость содержания миоглобина от срока давности наступления смерти: по прошествии 18—21 ч оно резко возрастает (рис. 1).

Зависимость содержания миоглобина в крови от времени наступления смерти подтверждена корреляционным анализом с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена: выявили статистически значимую взаимосвязь между этими параметрами (r

=0,792). В результате постмортального аутолиза в клетках происходит повреждение мембран, увеличивается их проницаемость, при этом лизосомальные и митохондриальные ферменты гидролизуют компоненты клетки. Мембрана лизосом может повреждаться очень быстро после прекращения доступа кислорода. Имеются сведения, что в миокарде, почках и печени лизосомы могут сохраняться неповрежденными до 10 ч после смерти. Трансформация гистоархитектоники миокарда начинается уже к началу первых суток после смерти при температуре 37 °C [4]. Можно утверждать, что резкое увеличение количества миоглобина в крови через 18—20 ч после наступления смерти вызвано аутолизом ткани сердца. Известно [5], что аутолиз наступает раньше в миокарде, чем в скелетных мышцах, следовательно, выявленный пик содержания миоглобина обусловлен именно постмортальными процессами в кардиомиоцитах.

При исследовании зависимости количества миоглобина от времени хранения биологических объектов при температуре от +2 до +5 °С выявили его снижение начиная с 9—10 ч после секционного исследования (рис. 2).

Время полураспада миоглобина составляет в среднем около 3—6 ч [6], поэтому уже через 2 сут после секционного исследования его содержание в крови практически не выявляется.

Результаты, полученные при сравнении воспроизводимости и чувствительности двух методов определения содержания миоглобина, представлены в табл. 1.

Как видно из данных табл. 1, среднее количество миоглобина в крови, рассчитанное с помощью метода пассивной гемагглютинации, на 40% больше полученного иммунотурбидиметрическим методом. Стандартное отклонение — степень отклонения (разброс) данных измерений от среднего значения при полуколичественном методе гораздо больше (в 7,4 раза), чем при иммунотурбидиметрическом тесте. Небольшое стандартное отклонение указывает на то, что данные измерений группируются вокруг среднего значения, а значительное свидетельствует о том, что начальные данные располагаются далеко от него [7].

В данном исследовании количество миоглобина в каждом образце измеряли по 3 раза обоими методами. Большее стандартное отклонение при определении содержания миоглобина с помощью эритроцитарного диагностикума свидетельствует о низкой воспроизводимости данных этим методом. Такие результаты могут быть обусловлены методикой теста, основанного на многократных разведениях, поскольку известно [8], что разведение биологических жидкостей при анализе увеличивает ошибку измерения и приводит к искусственному завышению результатов. Целесообразно пользоваться эритроцитарным диагностикумом в реакции пассивной гемагглютинации в качестве предварительного метода: для определения интенсивности разведения при осуществлении более точного количественного иммунотурбидиметрического теста методом фиксированного времени.

Для выявления зависимости содержания миоглобина в крови трупа от возраста, половой принадлежности и давности наступления смерти провели корреляционный анализ с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена (табл. 2).

Установили зависимость содержания миоглобина в крови от пола умерших, что обусловлено большей мышечной массой у мужчин (см. табл. 2).

Сложные белки. Гемоглобин. Миоглобин

Среди хромопротеинов различают
гемопротеины
(содержат в качестве простетической группы порфириновые производные) и
флавопротеины
(содержат производные рибофлавина — витамина B2). Хромопротеины участвуют в осуществлении многих жизненно важных функций, таких как тканевое дыхание, перенос кислорода, окислительно-восстановительные реакции, светоощущение, фотосинтез в растительных клетках и другие процессы.

3.4.2.

К гемопротеинам относятся: гемоглобин, миоглобин, цитохромы, пероксидаза, каталаза. Эти белки содержат в качестве простетической группой
гем
.

По своему химическому строению гем представляет собой протопорфирин IX

, связанный с двухвалентным железом. Протопорфирин IX — органическое соединение, относящееся к классу порфиринов. Протопорфирин IX содержит четыре замещённых пиррольных кольца, соединённых метиновыми мостиками
=СН—
. Заместителями в пиррольных кольцах являются: четыре метильные группы
СН3—
, две винильные группы
СН2=СН—
и два остатка пропионовой кислоты
— СН2—СН2—СООН
. Гем соединяется с белковой частью следующим образом. Неполярные группы . протопорфирина IX взаимодействуют с гидрофобными участками аминокислот при помощи гидрофобных связей. Кроме того, имеется координационная связь между атомом железа и имидазольным радикалом гистидина в белковой цепи. Ещё одна координационная связь атома железа может использоваться для связывания кислорода и других лигандов.

Присутствие в биологическом материале гемсодержащих белков обнаруживается при помощи бензидиновой пробы (при добавлении бензидина и пероксида водорода исследуемый раствор окрашивается в сине-зелёный цвет).

3.4.3.

Сравните структуру и функцию миоглобина и гемоглобина, запомните характерные особенности каждого из этих белков.

Миоглобин

— хромопротеин, присутствующий в мышечной ткани и обладающий большим сродством к кислороду. Молекулярная масса этого белка около 16000 Да, Молекула миоглобина имеет третичную структуру и представляет собой одну полипептидную цепь, соединённую с гемом. Миоглобин не обладает аллостерическими свойствами (см. 2.4.), кривая насыщения его кислородом имеет вид гиперболы (рисунок 4). Функция миоглобина заключается в создании в мышцах кислородного резерва, который расходуется по мере необходимости, восполняя временную нехватку кислорода.

Гемоглобин (Hb)

— хромопротеин, присутствующий в эритроцитах и участвующий в транспорте кислорода к тканям. Гемоглобин взрослых людей называется гемоглобином А (Hb A). Молекулярная масса его составляет около 65000 Да. Молекула Hb А имеет четвертичную структуру и включает четыре субъединицы — полипептидные цепи (обозначаемые α1, α2, β1 и β2, каждая из которых связана с гемом.

Запомните, что гемоглобин относится к аллостерическим белкам, его молекулы могут обратимо переходить из одной конформации в другую. При этом изменяется сродство белка к лигандам. Конформация, обладающая наименьшим сродством к лиганду, называется напряжённой, или Т-конформацией. Конформация, обладающая наибольшим сродством к лиганду, называется релаксированной, или R-конформацией.

R- и Т-конформации молекулы гемоглобина находятся в состоянии динамического равновесия:

Различные факторы среды могут сдвигать это равновесие в ту или иную сторону. Аллостерическими регуляторами, влияющими на сродство Hb к O2, являются: 1) кислород; 2) концентрация Н+ (рН среды); 3) углекислота (СO2) ; 4) 2,3-дифосфоглицерат (ДФГ) . Присоединение молекулы кислорода к одной из субъединиц гемоглобина способствует переходу напряжённой конформации в релаксированную и повышает сродство к кислороду других субъединиц той же молекулы гемоглобина. Это явление получило название кооперативного эффекта. Сложный характер связывания гемоглобина с кислородом отражает кривая насыщения гемоглобина O2, имеющая S-образную форму (рисунок 3.1).

Повышение содержания СO2, Н+, ДФГ на фоне низкого парциального давления O2 в тканях способствует взаимодействию этих факторов с гемоглобином и переходу R-конформации в Т-конформацию. Это приводит к смещению равновесия в уравнении (1) вправо. Выделившийся O2 поступает в ткани.

Рисунок 3.1.

Кривые насыщения миоглобина (1) и гемоглобина (2) кислородом.