Объекты лабораторных исследований

Объекты лабораторных исследований

Значительную часть аналитических исследований биологической направленности составляют исследования, проводимые в здравоохра­нении, медицинской промышленности, микробиологии, научно-ис­следовательских учреждениях биологического и медицинского про­филей, лабораториях судебно-медицинской экспертизы. Также много общего с задачами, характерными для медико-биологических клини­ческих исследований, имеют проблемы, решаемые в аптечном деле и фармацевтической промышленности, в биотехнологическом произ­водстве и экологических центрах.

Биологиче­ский материал - вещество, так или иначе вовлеченное в биологические процессы. Вещества, содержащиеся в них, либо непосредст­венно связаны с функционированием организмов, т. е. являются про­дуктами их жизнедеятельности, либо являются внешними по отноше­нию к организму, но способствующими поддержанию в нем физиоло­гических процессов. Это могут быть:

 — часть исследуемого объекта, например организма, при изуче­нии свойств веществ из его внутренней среды (ВС);

 — часть среды обитания организма, например пробы воздуха или воды из окружающей среды (ОС), в которой постоянно находится ор­ганизм в процессе жизнедеятельности;

 — продукты питания, потребляемые организмом с целью попол­нения запасов энергии и веществ, необходимых для осуществления его жизненно важных функций;

— активные минеральные и растительные вещества, например лекарства и пищевые добавки, оказывающие значимое влияние на процессы жизнедеятельности в организме, усиливая или угнетая по­следние.

Биологическая проба (биопроба, БП_ИС) - некоторое количество биологического материа­ла, взятого из любой исследуемой среды (ИС), будь то внутренняя сре­да организма человека или некий внешний источник вещества из окру­жающей среды.

Рекомендуемые материалы

Биопроба исходно может быть представ­лена в различных агрегатных состояниях — твердом, жидком и газо­образном. При этом для нее возможен переход из одного агрегатного состояния в другое (рис. 1).  Эту возможность иллюстрирует рис. 1.1, а, на ко­тором приведена диаграмма, характеризующая связь между различны­ми агрегатными состояниями, и операции, позволяющие осуществить тот или иной переход. На рис. 1.1, б приведен пример фазовой диа­граммы перехода в зависимости от давления Р и температуры Т. Зная такие диаграммы для биологических материалов, можно управлять их агрегатным состоянием. Таким образом, всегда существует возмож­ность привести исходный материал биопробы к оптимальному для его изучения состоянию.

Несмотря на исключительное разнообразие физических и химиче­ских свойств жидких сред, а соответственно, и требований, предъяв­ляемых к аналитической аппаратуре, жидкостный объект исследования особенно удобен при лабораторных препаративных и измерительных процедурах. Вследствие этого нередко оказывается целесообраз­ным даже анализ твердых и газообразных проб сводить к работе с жидкостными системами, хотя имеются и обратные ситуации, когда биопроба, представленная в жидкой фазе, преобразуется в твердую или газообразную форму (например, газовая хроматография, спек­тральный анализ, микроскопия препаратов, фиксированных на пред­метных стеклах, и т. п.).

 Рис. 1.1. Связь агрегатных состояний (а) и пример фазовой диаграммы (б):

Ра — атмосферное давление; Р_Э — давление в эксперименте; Т—тройная точка;  — точка кипе­ния; I — твердое тело; II— жидкость;III—газообразное вещество; АВС — все три состояния; DE — только два состояния

Пробы внутренней среды организма

В группу проб, взятых из ВС организма, входят вещества, пред­ставляющие собой неотъемлемую часть этой среды и образующиеся в процессе жизнедеятельности. Как правило, это объекты, исследуе­мые при решении медицинских, а иногда и биологических задач.

Поддержание жизни в организме — очень тяжелая задача для са­мого организма. Снабжение энергией работающих органов и функциональных систем, замена выходящих из строя элементов, уда­ление шлаков, отмирающих клеток, отходов процессов жизнедеятель­ности, тепла и другие процессы требуют больших затрат энергии. По­этому интенсивность и эффективность работы отдельных клеток, орга­нов, функциональных систем и организма в целом очень высока. На­пример, мощность работающей нервной клетки составляет около 0,123 Вт/г, что очень много для клетки, и если не будет обеспечен отвод те­пла, она погибнет через 5–6 мин. Кроме того, в организме реализован механизм восстановления разрушенных клеток, например, замена каж­дого эритроцита в крови происходит через 3–4 месяца работы; а пе­риод полуобновления клеток печени — двое суток и т. п. В некоторых органах предусмотрен двукратный и более запас клеток по сравнению с необходимым для нормального существования. В то же время из­вестны функциональные системы, в которых механизм восстановления отсутствует: например, нервные клетки в результате истощения поги­бают безвозвратно.

Число биологических веществ, которые можно отобрать из ВС ор­ганизма, достаточно велико (по литературным источникам, в клиниче­ской практике известно более 2000 аналитических исследований с раз­ными биоматериалами). Можно выделить в качестве объектов исследования отдельные виды таких веществ, характеризующиеся об­щими свойствами: это различные газовые составляющие, биологиче­ские жидкости, продукты выделений, ткани организма; сюда же можно отнести микроорганизмы, сосуществующие во внутренней среде ос­новного организма. Специфические свойства каждого вида биологиче­ского материала должны учитываться при выборе аналитического ме­тода для определения ряда медико-биологических показателей.

Перечислим 20 наиболее массовых исследований, проводимых с целью ди­агностики состояния организма человека:

— общий анализ крови;

— общий анализ мочи;

— подсчет количества тромбоцитов;

— определение сахара в крови и моче;

— полная коагулограмма;

— посевы разных материалов на флору;

— исследование кала на гельминты;

— определение протромбинового комплекса;

— тромбоэластография;

— определение группы крови;

— определение резус-принадлежности;

— определение времени кровотечения и времени свертывания крови;

— определение общего белка и белковых фракций;

— определение фибриногена;

— определение холестерина в сыворотке крови;

— определение С-реактивного белка;

— определение сиаловых кислот в сыворотке крови;

— определение билирубина и уробилина в моче;

Обратите внимание на лекцию "1 Общая характеристика внутриличностных конфликтов".

— исследование кала (копрограмма);

— определение чувствительности микробов к антибиотикам.

При выполнении практически каждого из этих исследований полу­чают несколько показателей, характеризующих состояние организма. При сложных диагнозах число исследований может быть существенно расширено.

Характеристика проб окружающей среды

В группу объектов, поступающих на исследование из внешней ОС, включаются вещества, которые участвуют в метаболических процес­сах организма или определяют среду обитания живых объектов и с которыми постоянно приходится соприкасаться живым объектам в процессе своей жизнедеятельности.

В этой группе можно выделить две подгруппы. В первую под­группу входят вещества, необходимые человеку для нормального су­ществования: воздух, вода и продукты питания, переработка которых обес­печивает организм энергией и стройматериалами. Вторую подгруппу составляют вещества, определяющие среду обитания организма. Это атмосферный воздух и вода, почва, другие макро- и микроорганизмы, которые живут в этой же среде и, следовательно, могут входить в контакт с организмом человека, отходы жизнедеятельности живых систем и продукты промышленных производств, попадающие в воздух, воду и почву. Соприкосновение с этими составляющими не всегда безвред­но для организма человека.