Биохимик СГМУ имени В.И. Разумовского рассказала об особенностях профессии

Медицинская биохимия находится на передовой современной лабораторной диагностики. Чем занимаются врачи-биохимики?

В настоящее время невозможно отделить клиническую лабораторную диагностику от биохимии, поскольку современная диагностика неразрывно связана с омиксными технологиями, включая самый «молодой» ее раздел – метаболомику.

Современная биохимия, клиническая биохимия и клиническая лабораторная диагностика переориентируются на омиксные технологии, главным образом на протеомику и метаболомику.

Метаболомика — это масштабное исследование малых молекул (метаболиты) внутри клеток, биожидкостей, тканей. Совокупность этих небольших молекул внутри биологической системы известна как метаболом. Прикладная уникальность метаболомики исходит из организации живых систем, в основе которых лежит статический геном, представленный макромолекулами — нуклеиновыми кислотами, который потенциально определяет черты живой системы. Посредством транскрипции, а затем трансляции, информация от генома передаётся на белки (энзимы), являющиеся «двигателями» биохимических реакций, совокупность которых отражает проявление жизни на молекулярном уровне.

Субстраты и продукты биохимических реакций — метаболиты — являются измеримыми характеристиками и образуют динамически меняющийся метаболом.

Недавно Общество метаболомики (Metabolomics Society) заявило, что узкий диапазон химических анализов, используемых сегодня медицинским сообществом, будет заменён в будущем анализами, которые выявляют гораздо более полные метаболические характеристики. Уже сегодня в база данных Metabolome содержит 22600 метаболитов, связанных с заболеваниями, а число заболеваний с описанными изменениями метаболитов — 657!

Это необходимо учитывать на всех этапах подготовки медицинских специалистов, начиная с первых курсов университета.

Что такое биохимические исследования, и какими они бывают?

Клинические биохимические исследования — это лабораторные анализы, оценивающие биохимический состав биологических жидкостей (чаще всего крови) для диагностики, скрининга, прогнозирования и мониторинга заболеваний. Они позволяют судить о состоянии внутренних органов (печени, почек, поджелудочной железы), обмене веществ (белковом, жировом, углеводном) и наличии воспалительных процессов.

В рамках таких исследований определяют содержание различных веществ, таких как глюкоза, холестерин, белки, ферменты (АЛТ, АСТ), мочевина, билирубин и другие.

Как результаты помогают врачу понять состояние организма?

Измеряя метаболом современными методами (ИК-Фурье, ВЭЖХ, масс-спектрометрия), возможно всесторонне оценить функциональное состояние организма на молекулярном уровне, а также отклонения от нормы. Установлено, что при определенных патологиях происходят характерные сдвиги в показателях крови, мочи и других биологических образцах. Например, у больных сахарным диабетом в крови обнаруживают глюкозу и гликированый гемоглобин.

Последний неофициально называют «молекулой метаболической памяти» из-за способности глюкозы к неферментативному, спонтанному гликированию гемоглобина в эритроцитах (которые живут 120 дней). Однако гликированию в этом случае подвергается не только гемоглобин, но и другие белки. Гликированные белки можно обнаружить с помощью инфракрасной спектрометрии с преобразованием Фурье (ИК-Фурье). Этот метод позволяет исследовать любой биоматериал, не требует сложной пробоподготовки и большого спектра расходных материалов.

Сдав биохимический анализ крови, можно предупредить сахарный диабет и гепатит? В каких случаях нельзя сдать «биохимию»?

К сожалению, стандартные биохимические исследования не всегда бывают информативны. В частности, у пациента с преддиабетом содержание глюкозы в крови натощак может находиться в пределах нормы, а у пациента с начальной стадией атеросклероза концентрация общего холестерина может находится в референтных пределах.

Для уточнения требуется определение концентрации холестерина в липопротеинах низкой и высокой плотности (которые в просторечии называют «плохим» и «хорошим» холестерином), а также расчет коэффициента атерогенности.

Можно ли отметить какие-то специфические особенности в обучении будущих экспертов в этой сфере?

Если посмотреть на общую схему метаболических путей, можно увидеть необычайной красоты «орнамент». Все метаболические процессы взаимосвязаны и взаимозависимы. С каждым годом объем новых данных по биохимии и клинической лабораторной диагностике возрастает в геометрической прогрессии. Невозможно даже прочитать все статьи по узкой специализации, а, тем более, запомнить все эти данные.

Поэтому эпоха Big Data диктует свои условия: создаются, постоянно расширяются и обновляются биоинформатические базы данных. На нашей кафедре создано пособие-самоучитель «Работа с биоинформатическими базами данных при изучении (преподавании) биохимии» для освоения навыков работы в наиболее известных базах данных (PDB, DisGeNet, KEGG и др.).

На практических занятиях мы демонстрируем студентам навыки работы в базах данных, а также объясняем обучающимся, что, независимо от их будущей специализации, любые «ответы на вопросы» они смогут найти в этих базах данных.