Биохимическое исследование ликвора
Определение глюкозы. Для определения глюкозы в ликворе применяют те же методы, что и для выявления глюкозы в крови. Чаще всего — ферментативный (глюкозооксидазный) и ортотолуидиновый методы. Во избежание гликолиза определять содержание глюкозы нужно не позднее чем через 3–4 ч после пункции.
Определение глюкозы с помощью тест-систем.Используются преимущественно для выявления гипергликоархии. Детекция глюкозы основывается на специфической глюкозо-пероксидазной реакции, способствующей окислению индикатора, который изменяет свою окраску. В ходе реакции отмечается последовательное изменение цвета от желтого (норма) через светло-зеленый до темно-зеленого. рН образца не влияет на результаты анализа. Практический лимит чувствительности составляет 2,2 ммоль/л.
У здорового человека содержание глюкозы в СМЖ колеблется в пределах 2,8–3,9 ммоль/л. В субокципитальном и вентрикулярном ликворе концентрация глюкозы на 12–15% выше, чем в люмбальном ликворе. Содержание глюкозы в ликворе у новорожденных и недоношенных несколько выше, что обусловлено недостаточностью гематоэнцефалического барьера. Источником ее является глюкоза крови. Проникновение глюкозы из крови в ликвор происходит не только через сосудистое сплетение, но и через оболочки мозга по всей его поверхности.
Определение глюкозы в ликворе желательно проводить одновременно с исследованием ее в крови через 4–6 час после приема пищи. При нормальном уровне глюкозы в крови, в люмбальном ликворе концентрация глюкозы составляет примерно 60% уровня в плазме. При гипергликемии разница между ликвором и кровью возрастает значительно, в ликворе глюкоза достигает только 30–35% уровня плазмы.
Концентрация глюкозы в ликворе является результатом активного транспорта через ГЭБ, утилизации клетками паутинной оболочки, эпендимы, глии, нейронами и выхода в венозную систему. Уровень глюкозы в ликворе является одним из важных индикаторов функции ГЭБ и широко используется для его оценки. Глюкоза является основным субстратом для нейронов. Несмотря на то, что большинство нейронов получают глюкозу из кровотока, тем не менее, у части из них, прилегающих к желудочкам мозга, может нарушаться трофика при изменении концентрации глюкозы в ликворе.
Исследование электролитов. В СМЖ обнаружены электролиты, которые установлены и в плазме крови, но в различной концентрации. В нормальных условиях концентрация электролитов в ликворе постоянна и мало зависит от изменений в крови.
Определение концентрации хлоридов, калия, натрия в ликворе производят так же, как при исследовании крови.
У здорового человека содержание хлоридов в СМЖ варьирует в пределах 120–130 ммоль/л. Хлор является основным анионом в СМЖ. Содержание хлора в ликворе зависит от его уровня в плазме крови. Нормальное содержание хлоридов наблюдаются при энцефалите, полиомиелите. Понижение содержания хлоридов в ликворе (гипохлорархия) является постоянным признаком менингита, особенно туберкулезного. Снижение содержания хлоридов часто наблюдается параллельно уменьшению количества глюкозы. Какой-либо зависимости между содержанием в СМЖ хлоридов и белка, а также плеоцитозом при менингитах не установлено. Понижение содержания хлоридов отмечается при нейросифилисе, бруцеллезе, компрессионных синдромах с выраженной гиперпротеинархией, при мозговых опухолях, вовлекающих мозговые оболочки; повышение — в спорадических случаях при прогрессивном параличе, заболеваниях почек (особенно уремии), сердечной декомпенсацией, рассеянном склерозе, опухолях мозга, абсцессе мозга, эхинококкозе.
Субарахноидальное кровотечение в первые сутки дает легкую гиперхлорархию, после чего наступает гипохлорархия. Повышение содержания хлоридов в СМЖ, патогномоничного для какого-либо заболевания не наблюдается. Причины изменения содержания хлоридов до конца не ясны, очевидно, лишь, что оно обусловлено не только физико-химическими закономерностями, а имеет сложный генез.
Содержание калия у здорового человека 2,6–2,9 ммоль/л. Повышение концентрации калия в СМЖ наблюдается при атеросклерозе, геморрагии, уремических энцефалитах, после эпилептических припадков. Незначительное уменьшение содержания калия отмечается при опухолях, вовлекающих оболочки мозга. Особенно характерно значительное увеличение концентрации калия в цистернальном ликворе непосредственно перед смертью — уровень калия может достигать 40 ммоль/л.
Нормальные величины натрия139,9–156,1 ммоль/л и находится в прямой зависимости от его уровня в плазме крови. Скорость ликворообразования определяется скоростью переноса натрия через хориоидальное сплетение и доставки путем транскапиллярного обмена с мозгом при экстрахориоидальном ликворообразовании. Повышение концентрации натрия наблюдается при тяжелых почечных, эндокринных заболеваниях, систематических погрешностях в диете, у больных эпилепсией непосредственно перед припадком и после него, при суб-
арахноидальном кровоизлиянии.
Кальций – нормальные величины 1–1,5 ммоль/л. Концентрация кальция незначительно повышается при гнойных менингитах, туберкулезном менингите, некоторых травмах ЦНС. Уменьшение концентрации кальция в ликворе наблюдается при гипокальциемии и в послеоперационном периоде. Уровень кальция остается практически без изменений при эпилепсии, рассеянном склерозе, нейросифилисе, большей части менингитов и менингоэнцефалитов.
Неорганический фосфор– в норме содержание его в ликворе 0,4-0,8 ммоль/л. Существует положительная корреляционная связь между уровнем фосфора и концентрацией общего белка. Повышение концентрации фосфора наблюдается при острых воспалительных процессах, туберкулезном менингите. Уменьшение содержания фосфора в ликворе встречается крайне редко.
Магний– нормальные величины 1,05–1,07 ммоль/л. Снижение концентрации магния наблюдается при менингитах, особенно гнойных, при некоторых опухолях ЦНС, энцефалитах, нейросифилисе, алкоголизме, циррозах, энцефалопатии.
Исследование липидов. Нервная ткань имеет достаточно специфичный липидный спектр, который в норме и при патологических состояниях находит свое отражение в СМЖ.
Общие липиды – в норме концентрация общих липидов в ликворе очень низкая и составляет 0,01–0,02 г/л. Повышение уровня общих липидов отмечается при рассеянном склерозе, кровоизлияниях в мозг, менингитах (особенно туберкулезном), опухолях и полиневропатии. Достаточно характерно увеличение их содержания у больных с гиперлипидемией, метахромной лейкодистрофией, инфантильной амавротической идиотией, липоидозом (болезнь Ниманна–Пика и Тея–Сакса).
Значительное повышение концентрации общих липидов наблюдается при менингиоме, невриномах и бактериальных менингитах. Снижение концентрации может обнаруживаться у детей с гидроцефалией.
Холестерин – в норме в СМЖ содержится 12,0–14,0 мкмоль/л. В ликворе обнаружен свободный и эстерифицированный холестерин. На долю последнего приходится 2/3 от общего количества. Увеличение уровня общего холестерина отмечается при гнойном и туберкулезном менингитах, нейросифилисе, невриномах, менингиомах, субарахноидальном кровоизлиянии, мозговом инсульте. Повышение уровня холестерина при нормальной концентрации белка в СМЖ наблюдается у небольшого числа больных с мозговыми травмами, эпилепсией, некоторыми опухолями, спинной сухотке, амавротической идиотией, боковым амиотрофическим склерозом. При рассеянном склерозе количество свободного холестерина увеличивается при нормальном или слегка повышенном уровне общего холестерина.
Фосфолипиды – в норме составляют 1,5% от уровня фосфолипидов в плазме крови. Основными составляющими фосфолипидов СМЖ являются сфингомиелин (миелинового и немиелинового типа), лизолецитин, инозитолфосфатид, фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин. Разные заболевания приводят к изменениям содержания общих фосфолипидов или их отдельных фракций. Повышение концентрации общих фосфолипидов характерно для некоторых хронических демиелинизирующих заболеваний (боковой амиотрофический склероз, невральная амиотрофия), метахроматической лейкодистрофии, липоидозов, менингиом.
Увеличение уровня общих фосфолипидов при гиперпротеинрахии не имеет большого диагностического значения. Увеличение содержания кефалина и сфингомиелинапри одновременном снижении концентрации общих фосфолипидов наблюдается у больных с рассеянным склерозом. Изменения количества этих фракций происходят параллельно с обострением или ремиссией болезни. При метахромной лейкодистрофии также отмечается повышение значений кефалина и сфингомиелина.
Исследование активности ферментов ликвора. В СМЖ обнаружены почти все ферменты, принимающие участие в обмене веществ в мозге. Однако вследствие низкого содержания в ликворе определение их активности связано с рядом трудностей. Исследование активности ферментов в СМЖ базируется в основном на
методах, используемых для сыворотки.
Диагностической ценностью обладает определение следующих ферментов в ликворе:
Ø Альдолаза – нормальные величины 0,013–0,665 МЕ/л. Наибольшая активность определяется в ликворе новорожденных, с возрастом она постепенно снижается. Увеличение активности фермента наблюдается при черепно-мозговых травмах, у больных с туберкулезным и гнойным менингитами, эпилепсией, нейросифилисом, рассеянным склерозом, атеросклерозом, субарахноидальными кровоизлияниями, злокачественными опухолями, у больных амавротической идиотией и болезнью Hимана–Пика.
Ø Амилаза – нормальные величины 0,0–3,0 МЕ/л. Активность фермента повышается при прогрессивном параличе и менингитах. Активность ее в ликворе не коррелирует с активностью в сыворотке крови.
Ø Аргиназа (КФ 3.5.3.1) — нормальные величины 0,0–0,5 МЕ/л. Увеличение активности фермента наблюдается у больных эпилепсией, церебральной атрофией.
Ø Аминотрансферазы — аспартатаминотрансфераза (нормальные величины 0,0–10,0 МЕ/л), аланинаминотрансфераза (нормальные величины 5,0 МЕ/л). Значительное увеличение активности АсАТ отмечается у больных с кровоизлияниями в мозг, черепно-мозговыми травмами. Активность аминотрансфераз повышается у большинства больных с острыми воспалительными заболеваниями, а также при туберкулезном и гнойных менингитах. Описаны случаи повышение активности АсАТ при паркинсонизме, хорее, гидроцефалии, атрофии мозга, эпилепсии, шизофрении, прогрессирующей мышечной дистрофии.
Ø β-Глюкуронидаза – нормальные величины 28,2±1,3 МЕ/л. Большое значение имеет увеличение активности фермента при злокачественных опухолях ЦНС. Отмечаете повышение активности при острых демиелинизирующих заболеваниях, злокачественных глиомах и менингоэнцефалитах. Снижение активности фермента обнаружено у больных с сенильной деменцией.
Ø γ-Глютамилтрансфераза – нормальные величины 2,5±0,7 МЕ/л. ГГТФ является мембраносвязанным ферментом, принимающим участие в транспорте аминокислот через клеточные мембраны. Наибольшая активность фермента определяется в глиальных клетках и кровеносных сосудах. Активность фермента увеличивается при ишемическом и геморрагическом инсультах, а также у больных опухолями ЦНС.
Ø Энолаза – нормальные величины 0,2–1,1 МЕ/л. Активность фермента повышается при патологических процессах, ведущих к ишемии, некрозу, демиелинизации. Активность увеличивается на ранних стадиях развития опухолей ЦНС, особенно при астроцитоме. Высокая активность фермента обнаруживается при менингитах, особенно бактериальных, менингоэнцефалитах, некоторых доброкачественных опухолях, аденомах гипофиза, рассеянном склерозе.
Ø Креатинкиназа – нормальные величины 0,0–5,0 МЕ/л. Фермент присутствует в высокой концентрации в мозговой ткани. Креатинкиназа практически отсутствует в лейкоцитах и эритроцитах, что имеет большое дифференциально-диагностическое значение в условиях плеоцитоза. Активность фермента повышается при сосудистых мозговых заболеваниях, опухолях, эпилепсии, на ранней стадии развития синдрома Гийена–Барре. У больных с ЗЧМТ активность фермента коррелирует с тяжестью травмы. Большое диагностическое значение имеет исследование изоферментов креатинкиназы (КК-ММ, КК-ВВ) методом электрофореза. Вследствие высокой концентрации изоферментов в мозге КК-ВВ является специфичным и чувствительным индикатором его повреждений. При опухолях и сосудистых заболеваниях выявляется главным образом КК-ВВ, при метастазах в мозге КК-ВВ, при метастазах в мозге КК-ВВ и КК-ММ изоформы. Активность КК-ВВ в ликворе имеет положительную корреляционную связь с тяжестью травматического повреждения мозга.
Ø Лактатдегидрогеназа – нормальные величины 5,0–40,0 МЕ/л. Активность повышается у больных с сосудистыми заболеваниями, опухолями ЦНС, особенно с метастазами, бактериальными менингитами, травмами мозга. Общая активность ЛДГ в ликворе при тяжелых ЗЧМТ превышает нормальные величины в 10–18 раз и более. Соотношение активности ЛДГ венозной крови и ликвора является прогностическим критерием травмы. Исследование изоферментного спектра ЛДГ оказывается более информативным, чем общей активности.
Ø Лейцинаминопептидаза – нормальные величины 0,0–3,0 МЕ/л. Активность фермента повышается у больных с опухолями ЦНС и церебральной атрофией без соответствующего увеличения активности в сыворотке крови. Отмечено повышение активности лейцинаминопептидазы при менингитах, особенно пневмококковых.
Ø Фосфатазы – щелочная и кислая – нормальные величины 0,0–6,0 МЕ/л и 0,0–2,0 МЕ/л соответственно. Активность фосфатаз повышается при менингитах и полиомиелите. Уровень ЩФ значительно повышается при нейтрофильном плеоцитозе. По данным некоторых авторов, увеличение активности фермента является характерным признаком туберкулезного менингита. Повышение активности ЩФ в ликворе также показательно для инсульта. Увеличение активности КФ в ЦСЖ наблюдается при церебральной атрофии в результате пресенильной деменции или сосудистых заболеваний, при хорее Гентингтона. У больных с пресенильной деменцией повышенная активность КФ отражает степень мозговой атрофии.
Ø Холинэстеразы – истинная (ацетилхолинэстераза) и псевдохолинэстераза – нормальные величины: общаяхолинэстераза – 17,5±4,1 МЕ/л, истинная --1,2±0,9 МЕ/л, псевдохолинэстераза – 11,3±2,9 МЕ/л. Ацетилхолинэстераза содержится главным образом в нейронах мозга и эритроцитах, псевдохолинэстераза – глиальных клетках, плазме крови и внутренних органах. Повышение общей активности холинэстеразы наблюдается при менингитах, синдроме Гийена–Барре и гидроцефалии. При этих состояниях повышение активности фермента обусловлено псевдохолинэстеразой, что объясняется повреждением ГЭБ. У больных с опухолями мозга и мозговой деструкцией повышается содержание общей холинэстеразы. При миастении отмечается повышение активности истинной холинэстеразы. У больных с рассеянным склерозом определяется снижение активности данного фермента. Ацетилхолинэстеразная активность незначительно снижается при сенильной деменции типа Альцгеймера и значительно – при тяжелой деменции. Это обусловливается потерей холинэргических нейронов или расстройствами холинэргического метаболизма в мозге.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследование ликвора нельзя назвать рутинным – даже в крупных областных центрах его редко делают более 10 раз в сутки. Как правило, в лабораториях определяют макроскопические параметры спинномозговой жидкости, проводят микроскопию, биохимическое исследование при необходимости – бактериологический посев. Биохимия ликвора редко используется на полную мощность, обычно клиницисты довольствуются основными параметрами: хлориды, глюкоза, белок. Врачам клинико-лабораторной диагностики следует расширять диапазон проводимых исследований: внедрять на практике липидный профиль ликвора и определение активности его ферментов. Особенно это касается неврологических центров, так как многие ферменты неразрывно связаны с метаболизмом нервных клеток.
Список литературы:
1. Камышников В.С. Методы клинических лабораторных исследований/под ред. проф. В.С.Камышникова – 7-е изд. – М.: МЕДпресс-информ, 2015. – 736с.
2. Кишкун А.А. Руководство по лабораторным методам диагностики: Справочник для врачей – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007 – 779 с.
3. Конопелько Г.Е. Спинномозговая жидкость: образование, циркуляция, отток: Учебно-методическое пособие – Мн.: МГМИ, 2000 – 19 с.
4. Марданлы С.Г. Спинномозговая жидкость, лабораторные методы исследования и их клинико-диагностическое значение: учебное пособие для специалистов по клинической лабораторной диагностике/ С.Г.Марданлы, Ю.В. Первушин, В.Н. Иванова – Электрогорск: ЗАО «ЭКОлаб», 2011 – 72 с.
5. Медведев В.В. Клиническая лабораторная диагностика: Справочник для врачей/ В.В. Медведев, Ю.З. Волчек/ Под ред. В.А. Яковлева – СПб.: Гиппократ, 2006 – 360 с.