Инфографика на конкурс «био/мол/текст»: Клинический анализ крови — самый распространенный лабораторный тест, назначаемый врачом, когда мы приходим на прием и жалуемся на плохое самочувствие. «Кровь из пальца, завтра с 8:00 до 9:30, натощак, N-ный кабинет», — такую фразу неизменно слышали несколько поколений. Однако технология исследования крови претерпела большие изменения за последние десятилетия и прошла путь от ручных методов к автоматическим. Разбираемся, как анализировали кровь вашей бабушки и почему сейчас все делается по-другому.
Правила подготовки
- Для сдачи крови из пальца нужно прийти в лабораторию в утреннее время (обычно взятие происходит с 7.30 до 10 часов).
- Анализ нужно сдать натощак, то есть с утра есть нельзя, можно только пить простую воду. Последний прием пищи должен происходить накануне вечером – не позднее, чем за 8-12 часов до процедуры.
- Днем раньше можно кушать, но рекомендуется за день-два до анализа, чтобы не получить искаженных результатов, отказаться от жирной пищи и спиртных напитков.
- Накануне следует избегать физических и эмоциональных нагрузок.
- Утром перед процедурой нужно воздержаться от курения.
Как берется кровь и нужна ли подготовка к процедуре?
Сдача крови – простая и практически безболезненная процедура, которую легко переносят даже грудные дети. Биологический материал для общего исследования берется преимущественно из пальца, но для проверки по расширенному списку параметров и в некоторых других случаях врачи назначают венозную пункцию.
Для предотвращения занесения инфекции и взятия чистого материала медсестра протирают подушечку одного из пальцев левой кисти смоченным в спирте тампоном. Сразу после этого специальным инструментом, скарификатором, наносят крошечный разрез около 3 мм глубиной. Выступающая из разреза кровь собирается пипеткой для забора и переливается в высокую пробирку. Небольшая часть жидкости мазком наносится на предметное стекло.
Если врачом назначена венозная пункция, на предплечье пациента накладывают резиновый жгут, замедляющий кровоток ниже перевязки. Затем место прокола на внутренней поверхности сгиба локтя дезинфицируют спиртом, после чего вводят в вену полую иглу. Сквозь неё кровь из сосуда наполняет специальную пробирку, а небольшое количество биоматериала наносится на предметное стекло.
Для проведения процедуры специальные приготовления не нужны. Единственное, о чем могут попросить врачи, — не завтракать перед забором биоматериала, так как употребление пищи может исказить полученные результаты.
В ряде случаев делать анализ приходится по нескольку раз за установленный временной отрезок, в том числе, для отслеживания результативности назначенного лечения. Чтобы получить наиболее точные данные для сравнения, повторная сдача крови проводится примерно в том промежутке времени, что и в первый раз.
Общий анализ
Он может быть сокращенным и развернутым. Первый вариант включает такие показатели, как уровень гемоглобина и всех клеток крови (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов), а также СОЭ (скорость оседания эритроцитов).
Забор капиллярной крови у ребенка
При развернутом анализе добавляются и другие показатели, среди которых:
- гематокрит;
- ширина распределения красных клеток;
- средний объем эритроцита;
- среднее содержание в красной клетке гемоглобина;
- лейкоцитарная формула и другие.
Времена меняются
Изменения видны уже на этапе забора крови: если раньше врач собирал кровь в несколько пробирок с реагентами, стеклянный капилляр и делал на стекле мазок, то сейчас используются совсем небольшие объемы — от 12 до 150 мкл [15] крови достаточно, чтобы исследовать ее по всем параметрам.
Заглянем в современную гематологическую лабораторию. Ого! Все заставлено оборудованием, и лаборанта что-то не видно… Может, отошел приготовить себе кофе? Не успеет! Анализ крови будет готов за минуту, и прибор выдаст результат в виде бумажной ленты с числами и аббревиатурами, за которыми скрываются всевозможные параметры.
Современные гемоанализаторы подразделяются на несколько классов, в зависимости от того, что они умеют делать. Каждый последующий класс — новая ступень эволюции — быстрее, точнее, совершеннее. Использование комбинации технологий творит чудеса: если первые анализаторы могли определять восемь параметров крови и не различали виды лейкоцитов [16], то новейшие приборы способны дифференцировать до семи популяций лейкоцитов [17] и в общей сложности исследовать более 40 характеристик крови.
Как сказал Артур Кларк: «Любая достаточно развитая технология неотличима от магии». И действительно, подробнейший результат за столь короткий срок не может не удивлять. Но вся магия основана на физических законах. И хотя такие названия, как электрический импеданс, светорассеяние и фотометрия на первый взгляд немного пугают, сейчас мы разберемся, какие принципы лежат в основе каждой технологии анализа.
Перепись населения
В середине прошлого века Уоллес Культер совершил революцию, запатентовав технологию автоматического подсчета клеток. Его именем назван один из лидеров в сфере производства гематологических анализаторов — компания Beckman Coulter [18]. Апертурно-импедансный метод (или метод Культера) основан на регистрации и анализе импульсов, возникающих при прохождении клетки через апертуру из одной емкости в другую, в каждой из которых находится электрод. Когда клетки в отверстии нет, через электролит между электродами свободно протекает ток под действием электрического поля. Чтобы направить клетки к апертуре, используют насос, откачивающий жидкость из одной емкости, в нее и устремляются форменные элементы. Проходя через апертуру, клетка вытесняет из одной емкости в другую объем электролита, равный своему объему. При этом возникает импульсное изменение сопротивление (импеданса) — мембрана клеток создает препятствие для свободного протекания тока. Одновременно меняется и сила тока, которую регистрирует счетчик. Число возникших импульсов соответствует количеству форменных элементов, а высота импульса пропорциональна объему клетки [19]. Используя информацию о количестве и объеме форменных элементов, прибор может рассчитать гематокрит, среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците, ширину распределения клеток по объему и многие другие параметры [15].
Разделяй и властвуй
Дифференцировку лейкоцитов на популяции можно провести с помощью счетчика Культера, однако возникает проблема — различные виды лейкоцитов близки по объему и схожая амплитуда импульсов не всегда позволяет точно установить тип клетки. Как быть? Для решения этой загвоздки подбирают сочетания реагентов, которые изменяют размеры клеток в разной степени так, что становится возможным их разделить [15].
Но наиболее распространенный способ дифференцировки — проточная цитофлуометрия [20]. Метод работает следующим образом: клетки, находящиеся в потоке, поочередно облучаются лазером, а возникающие при этом сигналы светорассеяния и флуоресценции регистрируются детекторами и анализируются. Для того чтобы правильно определить принадлежность к популяции, исследуют сразу несколько параметров. Так, рассеяние света под малым углом дает информацию об относительном размере клеток, а рассеяние света под прямым углом позволяет «заглянуть» внутрь клетки и изучить ее внутреннюю структуру — наличие гранул и форму ядра. Еще один параметр — флуоресценция — способен рассказать о количестве антигенов и их виде на поверхности клеток — такое точно не определить на глаз. В отличие от ручных методов дифференцировки, анализируются не 100–200 клеток, а десятки тысяч в секунду! И к каждому лейкоциту индивидуальный подход: гидродинамическая фокусировка способствует тому, чтобы клетки выстраивались в ряд и облучались в проточной ячейке поодиночке. Результат подсчета появляется на экране в виде диаграмм рассеивания, где клетки со схожими свойствами формируют кластеры.
Выпали в осадок: 2.0
Современные приборы умеют измерять СОЭ двумя принципиально различными способами. Первый — модифицированный метод Вестергрена. Принцип работы не изменился со времен вашей бабушки, но за счет автоматизации стал более быстрым и точным. Второй — измерение кинетики агрегации эритроцитов оптическим методом [21]. Происходит это так: в кровь добавляется антикоагулянт, пробирки с кровью помещаются в ротор, где происходит автоматическое перемешивание. После этого анализатор отбирает часть крови в микрокапилляр, где она ускоряется и резко останавливается (так называемый метод «остановленной струи»). Остановка вызывает агрегацию эритроцитов, и в этот момент с помощью фотометра определяется оптическая плотность крови — чем плотнее будут расположены эритроциты, тем меньше света пройдет через пробу. Прибор использует полученные данные и строит кривую седиментации — ее анализ позволит представить результат в привычных единицах измерения СОЭ [22], [23].
Фото на память
Для определения концентрации гемоглобина Международный комитет по стандартизации в гематологии рекомендует метгемоглобин-цианидный метод. Однако сейчас повсеместно применяется иное исследование, не использующее токсичный цианид. Знакомьтесь, SLS-метод. Назван он по основному реагенту — лауритилсульфату натрия. SLS разрушает мембраны эритроцитов, после чего связывается с группами гема и образует стабильные комплексные соединения. Они анализируется фотометрически — через пробу крови пропускают свет лазера. Комплексные соединения поглощают часть света, в результате этого интенсивность выходящего светового потока ослабевает. Затухание измеряют с помощью фотодатчика и полученные данные преобразуют в единицы концентрации гемоглобина [24].
Инструменты
Многих людей беспокоит собственная безопасность во время проведения анализа, поэтому у них может возникнуть вопрос о том, чем прокалывают и чем берут кровь. Сегодня практически все медицинские учреждения перешли на использование одноразовых инструментов для прокалывания пальца. Этот инструмент называется скарификатором. Его должны вынуть из невскрытой упаковки на глазах у больного. Следует сказать, что такой прокол делать достаточно больно, поэтому процедура очень не нравится детям.
Сегодня сдача крови может быть безболезненной. Все чаще используют новый прибор, когда берут кровь. Это автоматический ланцет в пластмассовом корпусе. Игла быстро пробивает кожу, поэтому боль не чувствуется. Новые ланцеты имеют много преимуществ:
- стерильная игла или лезвие находится внутри корпуса, что обеспечивает безопасность пациентов и медицинского персонала;
- надежность пускового механизма исключает случайный выход иглы или лезвия;
- исключено повторное использование, благодаря автоматическому возврату иглы или лезвия;
- форма иглы обеспечивает снижение болевого эффекта;
- прокол целенаправленный, его глубина контролируется;
- удобная форма корпуса.
Алгоритм забора
Для работы лаборант должен приготовить:
- стерильный скарификатор;
- вату;
- спирт;
- настойку йода;
- эфир.
Одноразовый скарификатор – инструмент для прокола пальца
Алгоритм и техника взятия следующие:
- Пациент сидит напротив лаборанта. Рука (обычно левая) лежит на столе.
- Место прокола дезинфицируется спиртом и обезжиривается эфиром.
- Одноразовым скарификатором быстро делают прокол в подушечке безымянного пальца, погружая инструмент на всю глубину режущей части (примерно на 2-3 мм).
- Первая капля крови снимается с помощью сухой ваты.
- Для исследования используют вторую и следующие капли крови, которые набирают с помощью стеклянного переходника, затем помещают в пробирки и подписывают.
- После того, как кровь взяли, место укола обрабатывают спиртом или йодом и зажимают ватным тампоном до полной остановки крови.
Алгоритм забора капиллярной крови у ребенка точно такой же, как и у взрослого.
Конкурс «био/мол/текст»-2019
Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «био/мол/текст»-2019.
Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.
Спонсор конкурса — : крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.
«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»
Почему из безымянного пальца?
Возможно, кого-то интересует, из какого пальца берут кровь и почему. Забор происходит из безымянного пальца, хотя допускается из среднего или указательного. Прокол, как и любое нарушение целостности кожных покровов, может привести к заражению. Безымянный, указательный и средний пальцы имеют изолированную внутреннюю оболочку, поэтому в случае проникновения инфекция сначала будет локализована, а значит, есть время ее ликвидировать. Большой и мизинец напрямую соединяются с оболочкой кисти, и при заражении инфекция распространяется на всю кисть. Выбор безымянного пальца объясняется тем, что он несет наименьшую физическую нагрузку.
2.Общий анализ крови
Общий анализ крови – это очень важное и информативное обследование. На основании его результатов, еще не прибегая к другим видам обследования, врачи многих специальностей уже могут поставить предварительный диагноз, который затем лишь подтверждается последующей диагностикой.
Чтобы сдать кровь на общий анализ, не требуется никакой специальной подготовки, однако самыми точными будут показания анализа крови, которую больной сдал утром натощак. Забор крови чаще всего производится из капилляров пальца или из вены на сгибе локтя.
Кровь, взятая на анализ, подвергается нескольким исследованиям, затем врач должен расшифровать анализ крови (сопоставить полученные данные с показателями в норме).
Что показывает анализ?
Взятие крови из пальца происходит в профилактических целях, для диагностики и контроля лечения. Это базовое обследование, и основные, наиболее необходимые врачам характеристики, которые показывает кровь, следующие:
- уровень гемоглобина;
- уровень эритроцитов;
- СОЭ;
- уровень лейкоцитов;
- относительное содержание лимфоцитов, моноцитов, нейтрофилов, базофилов, эозинофилов.
Забор крови с помощью автоматического ланцета
С помощью клинического анализа медики могут диагностировать следующие патологические состояния:
- лейкозы;
- анемии;
- нарушения свертываемости;
- наличие в организме инфекционного или воспалительного процесса.
1.Кровь и функции крови
Кровь
— это одна из жидких сред организма, непрерывно циркулирующая по системе сосудов и капилляров. Функции крови очень важны и разнообразны. Кровь доставляет кислород и питательные вещества во все органы и ткани, участвует в поддержании иммунитета к различным инфекциям, выводит из тканей вредные продукты обмена веществ, переносит ферменты, гормоны, иные вещества, дающие сигнал к запуску тех или иных процессов в организме.
Поскольку кровь участвует во всех процессах, протекающих в разных органах и системах организма, её состав очень изменчив под влиянием полученных или отданных в кровь веществ. Здоровая кровь, «обслуживая» заболевший орган, получает от него своего рода информацию о качестве и степени нарушений. При положительных событиях в теле человека (например, выработка половых гормонов, эндорфина) полученные вещества с кровью попадают в мозг, который даёт команду органам и системам наиболее эффективно участвовать в полезных для организма процессах.
Интерпретация результатов
Расшифровка должна проводиться только лечащим врачом. Не стоит пытаться делать это самостоятельно на основе таблиц, в которых указана норма для каждого показателя. Врач оценивает основные параметры не только в отдельности, но и в совокупности.
- Уровень гемоглобина. Норма для женщин – 120-140 г/литр, для мужчин – 130-160 г/литр. Если содержание выше нормы, возможно обезвоживание, кишечные инфекции, порок сердца врожденный. Низкий уровень говорит об анемии.
- ЦП (цветовой показатель). Норма – от 0,85 до 1,15 %. Низкие значения свидетельствуют об анемиях, повышенные наблюдаются при дефиците фолиевой кислоты, при раке желудка.
- Эритроциты. Норма для мужчин – 4-5 г/л, для женщин – 3,7-4,7 г/л. Повышение уровня свидетельствует о почечных патологиях, опухолях, синдроме Кушинга. Незначительное превышение нормы может наблюдаться при диарее, приеме мочегонных средств, ожогах. Низкое содержание говорит об анемии, гипергидратации, потерях крови.
- СОЭ. Скорость оседания красных клеток – показатель уровня плазменных белков. В норме у женщин – до 20 мм/час, у мужчин – до 15 мм/час. Высокий уровень характерен для воспалительных процессов, инфекций, аутоиммунных болезней, интоксикации, эндокринных, почечных и печеночных патологий, онкологии. Причины понижения – недостаточность кровообращения, гипербилирубинемия, эритремия.
- Лейкоциты. Норма белых клеток – 4-9Х10⁹/литр. Причины снижения – рак с вторичными опухолями в головном мозге, диффузные болезни соединительной ткани, брюшной тиф, гепатит вирусный, лейкозы. Повышенный уровень наблюдается при бактериальных и грибковых поражениях, острых воспалениях, гнойных инфекциях, при пневмонии, отитах, панкреатите, бронхите, менингите и так далее.
- Тромбоциты. Нормальное содержание кровяных пластинок, отвечающих за свертывание крови, составляет 180-320Х10⁹/литр. Высокие тромбоциты свидетельствуют о развитии ревматоидного артрита, полицитемии, туберкулеза, миелолейкоза. Пониженное содержание сопровождает тромбоцитопеническую пурпуру, апластическую и гемолитическую анемию, гемолитическую болезнь, красную волчанку.
