Щелочная фосфатаза (ЩФ), активность в крови
Информация об исследовании
Щелочная фосфатаза, или ЩФ, — это фермент, отщепляющий остатки фосфорной кислоты от органических соединений. Эта реакция работает на оптимальном для фермента pH 8,6–10,1. ЩФ участвует в переносе фосфатных групп и отражает активность тканей, в которых интенсивно идут процессы мембранного транспорта, минерализации костной ткани и желчеоттока. Соответственно распределяется и тканевое содержание фермента. Наибольшая активность ЩФ обнаруживается в клетках печени, эпителии желчевыводящих путей и костной ткани, в меньшей степени — в почках, кишечнике, плаценте при беременности. При нарушении оттока желчи, повреждении гепатоцитов или активации костеобразования синтез фермента усиливается, и его уровень в крови возрастает.
ЩФ существует в виде нескольких молекулярных форм, или изоферментов, кодируемых разными генами. У человека известны кишечный, плацентарный, герминативный и тканенеспецифичный изоферменты. Тканенеспецифичный синтезируется в печени, костной ткани и почках и формирует основную часть сывороточной активности у здорового взрослого. Соотношение печёночной и костной фракций зависит от возраста, пола и физиологического состояния: у детей и подростков преобладает костная фракция, у беременных значительный вклад вносит плацентарный изофермент. Стандартный анализ измеряет суммарную активность всех изоферментов, при необходимости источник повышения уточняют изоферментным тестом.
Печёночная и костная фракции отражают разные биологические процессы. Печёночный изофермент локализован на канальцевой мембране гепатоцитов и в эпителии желчных протоков. При нарушении оттока желчи происходит индукция его синтеза и усиленное высвобождение в кровоток, поэтому ЩФ относят к ранним лабораторным признакам холестаза. Костный изофермент синтезируется остеобластами, клетками формирования костной ткани, и обеспечивает условия для отложения солей кальция и фосфора в костном матриксе. Активность костной фракции закономерно нарастает при усиленном росте и обновлении скелета: у детей и подростков, при заживлении переломов, при метаболических заболеваниях костей, при метастатическом поражении.
Период полувыведения ЩФ из сыворотки составляет около 7 дней, что определяет инерционность показателя. После устранения причины активность снижается медленно и реагирует на изменение клинической ситуации с задержкой в несколько недель. Эта особенность учитывается при динамическом наблюдении: однократное измерение даёт срез текущего состояния, а серия измерений за достаточный промежуток времени показывает направление процесса.
Клиническое значение
Анализ применяется в нескольких клинических контекстах и прежде всего показатель используют для выявления холестаза. Параллельное повышение ЩФ и гамма-глютамилтрансферазы при умеренно повышенных или нормальных АЛТ и АСТ характерно для холестатического синдрома и направляет диагностический поиск к заболеваниям желчевыводящих путей. Изолированное повышение ЩФ при нормальной ГГТ делает гепатобилиарный источник менее вероятным и требует оценки костных, плацентарных, кишечных и физиологических причин. Эта простая логика даёт практический инструмент дифференциальной диагностики уже на этапе первичного анализа.
В составе печёночной панели показатель помогает разграничить три типа поражения печени. Преобладание цитолиза с высокими АЛТ и АСТ при умеренном росте ЩФ соответствует гепатоцеллюлярному типу, характерному для вирусных гепатитов B и C, токсических и лекарственных поражений печени. Многократное повышение ЩФ и ГГТ при умеренном цитолизе соответствует холестатическому типу, типичному для желчекаменной болезни с обструкцией желчных путей, первичного билиарного холангита, первичного склерозирующего холангита, опухолей желчевыводящих путей и поджелудочной железы. Промежуточные сочетания относят к смешанному типу, который встречается при алкогольной и неалкогольной жировой болезни печени, циррозе, аутоиммунном гепатите. От такой классификации зависит направление дальнейшего обследования и выбор инструментальных методов.
При хронических заболеваниях печени и желчевыводящих путей ЩФ применяют в динамическом наблюдении. При первичном билиарном холангите снижение ЩФ на фоне терапии урсодезоксихолевой кислотой рассматривается как важный биохимический критерий ответа. При первичном склерозирующем холангите ЩФ используют для оценки холестатического профиля и динамического наблюдения, а терапевтическая тактика определяется специализированно с учётом течения заболевания и риска осложнений. Аналогичная логика мониторинга применяется при наблюдении за пациентами на длительной терапии препаратами с гепатотоксическим потенциалом: статинами, противотуберкулёзными средствами, метотрексатом, амиодароном.
При желчекаменной болезни и холецистите повышение ЩФ становится одним из ранних лабораторных признаков обструкции, нередко опережая клинически выраженную желтуху. При остром и хроническом панкреатите фермент может повышаться вторично за счёт сдавления общего желчного протока отёком или фиброзом головки поджелудочной железы. При вирусных гепатитах рост ЩФ обычно умеренный, более выраженным он становится при холестатической форме гепатита А или при затяжном течении хронического гепатита C. При неалкогольной и алкогольной жировой болезни печени фермент чаще повышен умеренно и интерпретируется вместе с другими печёночными показателями. Опухолевые поражения печени, первичные и метастатические, сопровождаются ростом ЩФ, особенно при сдавлении желчных протоков узлами или метастазами.
В костной патологии ЩФ отражает активность остеобластов и применяется как косвенный маркер интенсивности костеобразования. После переломов уровень нарастает в первые недели заживления и нормализуется по мере формирования костной мозоли. При болезни Педжета характерно многократное повышение, иногда более чем в десять раз, и динамика показателя используется для контроля терапии бисфосфонатами. При рахите у детей и остеомаляции у взрослых рост умеренный и отражает дефицит витамина D, чаще всего на фоне нарушения всасывания, недостаточной инсоляции, синдрома мальабсорбции. При первичном гиперпаратиреозе ЩФ повышается за счёт усиленного ремоделирования костной ткани, при вторичном гиперпаратиреозе на фоне хронической болезни почек механизм аналогичен. При остеопорозе уровень фермента в большинстве случаев остаётся в пределах нормы, повышение возможно только при свежем переломе или при ускоренной потере костной массы.
В онкологической практике ЩФ применяется для выявления и мониторинга метастатического поражения скелета. Наибольшее клиническое значение имеют метастазы рака предстательной железы у мужчин и рака молочной железы у женщин: эти опухоли часто дают остеобластические очаги с выраженным ростом фермента. Изменения ЩФ применяются в сочетании с уровнем простатспецифического антигена, кальция, фосфора, маркеров костного метаболизма для оценки распространения процесса и ответа на гормональную, лучевую или таргетную терапию. При раке толстой кишки, лёгкого, поджелудочной железы повышение ЩФ нередко указывает на метастазы в печень.
Изолированное повышение ЩФ при нормальных печёночных показателях у пациента старшего возраста, особенно с болями в костях, становится клинически значимым сигналом и требует целенаправленного обследования скелета. В этой ситуации обоснован изоферментный анализ или определение костной фракции ЩФ, оценка кальция и фосфора крови, паратиреоидного гормона, витамина D, при необходимости визуализация скелета.
У детей повышение ЩФ чаще всего отражает физиологический рост костей и не требует обследования. Патологическим оно становится при рахите, целиакии и других синдромах нарушения всасывания, хронических заболеваниях печени и почек, врождённых обменных нарушениях. У подростков оценка результата соотносится с фазой полового созревания: пик ростовой активности у девочек приходится на 8–13 лет, у мальчиков на 10–15 лет. У беременных физиологическое повышение во втором и третьем триместрах за счёт плацентарного изофермента считается вариантом нормы, тогда как выраженное повышение в первом триместре или нарастание ЩФ в сочетании с зудом, желтухой и нарушением функции печени становится поводом исключить внутрипечёночный холестаз беременных.
Среди эндокринных причин повышения ЩФ выделяют гипертиреоз и тиреотоксикоз с усилением костного ремоделирования. Гипотиреоз, напротив, сопровождается снижением активности фермента. При сахарном диабете и метаболическом синдроме уровень ЩФ может умеренно повышаться за счёт сопутствующего стеатоза печени. При тяжёлой сердечной недостаточности с застойными явлениями в печени и при сепсисе фермент повышается реактивно и нормализуется при разрешении основного состояния.
Лекарственная терапия — частая причина изолированного повышения ЩФ без клинических симптомов поражения печени. Холестатические реакции описаны для амоксициллина с клавулановой кислотой, эритромицина, сульфаниламидов, противогрибковых средств азолового ряда, противоэпилептических препаратов, психотропных средств, гормональных контрацептивов, анаболических стероидов. У пациентов на длительной терапии статинами повышение ЩФ требует оценки в комплексе с трансаминазами и решения о продолжении лечения по совокупности данных.
Снижение активности ЩФ встречается реже повышения. Стойко низкие значения наблюдаются при гипофосфатазии, наследственном нарушении синтеза фермента, при тяжёлом гипотиреозе, выраженном дефиците цинка и магния, у пациентов с тяжёлой белково-энергетической недостаточностью, при гипопаратиреозе. Преходящее снижение возможно после массивных гемотрансфузий и кардиохирургических вмешательств с искусственным кровообращением. У детей хронически сниженный уровень становится поводом к исключению гипофосфатазии, особенно при сочетании с задержкой роста и нарушениями минерализации скелета.
Изоферментный анализ ЩФ назначают при сложных диагностических ситуациях, когда обычный тест не позволяет определить источник повышения. Показания к нему включают изолированное повышение ЩФ при нормальных печёночных и явно отсутствующих костных причинах, дифференциацию между ростовым повышением у подростков и патологическим, выявление эктопической продукции фермента опухолями, диагностику гипофосфатазии у детей с задержкой развития.
Ограничения
Главное ограничение метода связано с отсутствием органной специфичности. Общая активность ЩФ не различает печёночный и костный источник повышения, поэтому изолированный показатель почти никогда не интерпретируют. Решение о ведущей фракции принимают на основе сопутствующего уровня ГГТ, клинической картины, возраста и физиологического состояния пациента. При неоднозначной картине прибегают к изоферментному анализу.
Возрастные и физиологические факторы существенно влияют на референсные значения. У детей и подростков, у беременных во второй половине срока ЩФ закономерно выше взрослой нормы, и интерпретация результата без учёта этих факторов приводит к ложным выводам. Конкретные референсные интервалы привязаны к возрасту, полу и физиологическому состоянию и указаны на бланке результата.
Лекарственная терапия способна изменять активность ЩФ. Холестатические реакции описаны для ряда антибиотиков, противогрибковых средств, гормональных препаратов, психотропных средств и противоэпилептических препаратов. Самостоятельная отмена лекарств перед анализом не показана, однако сведения о принимаемой терапии необходимы для корректной интерпретации.
Преаналитические факторы для ЩФ имеют ограниченное значение. Фермент относительно устойчив к гемолизу, но длительное хранение пробы при комнатной температуре или повторные циклы замораживания и оттаивания способны менять результат. Корректная техника забора и быстрая доставка материала в лабораторию остаются обязательным условием получения достоверного значения.
В клинической практике ЩФ редко используется как самостоятельный диагностический инструмент. Её ценность раскрывается в составе биохимической панели, в сочетании с клинической картиной и инструментальными методами.
Когда назначают анализ
- Обследование при подозрении на заболевания печени и желчевыводящих путей с признаками холестаза — повышение активности фермента поддерживает гепатобилиарное происхождение нарушений и направляет дальнейший диагностический поиск.
- Дифференциальная диагностика желтух совместно с билирубином, аланин- и аспартатаминотрансферазой, гамма-глутамилтрансферазой для разграничения паренхиматозного и обструктивного поражения печени.
- Обследование при подозрении на метаболические заболевания костной ткани, включая болезнь Педжета, остеомаляцию, рахит, первичный и вторичный гиперпаратиреоз, для оценки активности костного ремоделирования.
- Контроль состояния пациентов с первичными и метастатическими опухолями костей, а также при метастатическом поражении печени для оценки динамики и ответа на лечение.
- Уточнение происхождения изолированного повышения активности фермента совместно с гамма-глутамилтрансферазой: одновременное повышение указывает на гепатобилиарный источник, изолированный рост — на костный или иной внепечёночный.
- Обследование пациентов с хронической болезнью почек на стадии минерально-костных нарушений для оценки выраженности костного компонента почечной остеодистрофии.
- Обследование детей и подростков с задержкой роста, деформациями скелета или подозрением на нарушения минерализации костей с учётом физиологически более высокой активности фермента в периоды активного роста.
- Может рассматриваться при необъяснимом повышении активности фермента у бессимптомных пациентов — для уточнения источника требуется определение изоферментов или сопоставление с маркёрами холестаза и костного обмена.
- Обследование при холестазе беременных и других состояниях с подозрением на нарушение оттока желчи — с поправкой на физиологическое повышение активности фермента за счёт плацентарной фракции.
Как подготовиться к анализу
Общие требования:
- Кровь сдаётся утром, в интервале с 8 до 11 часов, натощак после 8–12 часов голодания. В течение дня показатели крови существенно меняются: результат утреннего анализа наиболее достоверен.
- За 15 минут до забора рекомендуется спокойно посидеть в отделении, чтобы показатели не искажались физическим напряжением.
- Накануне исследования рекомендуется полноценный сон и спокойная обстановка. Эмоциональный стресс и нарушение сна способны повлиять на активность ферментов сыворотки.
Диета:
- Накануне вечером — лёгкий нежирный ужин не позднее чем за 8 часов до исследования. Жирная пища приводит к хилёзу сыворотки (молочной мутности), который мешает корректному выполнению многих видов исследований.
- В период голодания допускается только негазированная вода. Соки, молоко, подслащённые напитки, чай, кофе, жевательная резинка и леденцы исключены.
- За 1–2 дня желательно ограничить продукты с высоким содержанием жиров: сливочное масло, жирные сорта мяса и рыбы, сало, сливки, жареную пищу.
Лекарственные препараты:
- Ряд препаратов влияет на активность щелочной фосфатазы. К ним относятся противоэпилептические средства, пероральные контрацептивы и эстрогены, антибиотики, нестероидные противовоспалительные препараты, аллопуринол. Вопрос временной отмены или сохранения терапии решается только с лечащим врачом.
- О принимаемых лекарственных препаратах, витаминах, БАДах и растительных средствах следует предупредить медсестру и лечащего врача. Плановую терапию отменять без согласования с врачом не следует.
Другие ограничения:
- За 24 часа следует исключить алкоголь.
- За 24 часа следует избегать интенсивных физических нагрузок, за 1–2 часа — любого физического напряжения (бег, быстрый подъём по лестнице, подъём тяжестей).
- За 1–2 часа до исследования не следует курить. Никотиновые пластыри, жевательные резинки и электронные сигареты действуют аналогично и также должны быть исключены.
- Исследование не проводится сразу после физиотерапии, массажа, рентгенографии, УЗИ, инструментальных обследований. У пациентов на программном гемодиализе забор крови проводится до начала сеанса диализа.
Что означают результаты
Референсные значения
Активность щелочной фосфатазы выражается в международных единицах на литр (Ед/л, U/L). Референсные интервалы существенно различаются в зависимости от возраста и пола, что отражает физиологическую динамику костного ремоделирования на протяжении жизни человека.
У взрослых женщин верхняя граница нормы составляет приблизительно 105 Ед/л, у мужчин – 115–130 Ед/л. После наступления менопаузы у женщин активность щелочной фосфатазы несколько повышается в связи с усилением костного обмена на фоне дефицита эстрогенов, что необходимо учитывать при интерпретации.
Педиатрические референсные значения значительно выше взрослых норм. У новорождённых и детей первых месяцев жизни активность фермента может достигать 250–350 Ед/л и выше. В последующем показатели снижаются, однако остаются существенно повышенными вплоть до завершения полового созревания. В периоды интенсивного роста на первом году жизни и в пубертате наблюдаются физиологические пики активности, связанные с активным костеобразованием в зонах роста. К 15–18 годам у девочек и 17–20 годам у юношей значения приближаются к взрослой норме по мере закрытия эпифизарных пластинок.
Во время беременности активность щелочной фосфатазы прогрессивно увеличивается начиная со второго триместра за счёт плацентарного изофермента. К третьему триместру показатели могут в 2–3 раза превышать верхнюю границу нормы небеременных женщин. После родов активность быстро снижается и нормализуется в течение нескольких недель.
Интерпретация результатов
Клиническая значимость изменений активности щелочной фосфатазы определяется комплексом факторов: степенью отклонения от нормы, сопутствующими изменениями других лабораторных показателей, клинической картиной и анамнезом пациента. Изолированная оценка результата без учёта контекста может привести к диагностическим ошибкам.
- Нормальные значения щелочной фосфатазы, как правило, свидетельствуют об отсутствии значимого холестаза и активного поражения костной ткани. Однако следует помнить, что на ранних стадиях некоторых заболеваний изменения могут быть минимальными, и нормальный результат не исключает патологии полностью. Кроме того, при остеопорозе (наиболее распространённое метаболическое заболевание костей), активность щелочной фосфатазы обычно остаётся в пределах нормы, поскольку заболевание характеризуется сниженным, а не повышенным костеобразованием.
- Умеренное повышение щелочной фосфатазы (до 2–3 верхних границ нормы) наиболее частая ситуация в клинической практике. Такие значения наблюдаются при широком спектре состояний и требуют дифференциальной диагностики между печёночными и костными причинами. Хронические холестатические заболевания печени, начальные стадии билиарной обструкции, жировая болезнь печени, компенсированный цирроз, застойная сердечная недостаточность, с одной стороны, и умеренно выраженные костные заболевания, физиологический рост у детей, заживление переломов – с другой, могут проявляться сходным уровнем повышения.
- Выраженное повышение щелочной фосфатазы (3–10 верхних границ нормы) указывает на серьёзную патологию и существенно сужает круг диагностического поиска. Механическая желтуха вследствие обструкции желчных протоков камнями, опухолями, стриктурами, сопровождается значительным повышением фермента, особенно при полной обструкции. Первичный билиарный холангит и первичный склерозирующий холангит характеризуются стойким выраженным повышением. Костные метастазы с остеобластической реакцией, болезнь Педжета в активной фазе, гиперпаратиреоз также вызывают повышение в этом диапазоне.
- Резкое повышение щелочной фосфатазы (более 10 верхних границ нормы) встречается относительно редко и всегда свидетельствует о тяжёлой патологии. Такие значения характерны для болезни Педжета с обширным поражением скелета, остеосаркомы, распространённых костных метастазов, тяжёлой механической желтухи. Сочетание очень высокой щелочной фосфатазы с умеренным повышением трансаминаз практически патогномонично для билиарной обструкции.
Дифференциальная диагностика источника повышения
Поскольку общая сывороточная активность щелочной фосфатазы складывается из вклада различных изоферментов, важнейшей клинической задачей является определение источника повышения – печёночного или костного.
Анализ сопутствующих биохимических показателей представляет собой наиболее доступный и широко применяемый метод. Повышение щелочной фосфатазы печёночного происхождения, как правило, сопровождается повышением гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ), поскольку оба фермента индуцируются при холестазе сходными механизмами. Изолированное повышение щелочной фосфатазы при нормальном уровне ГГТ с высокой вероятностью указывает на костное происхождение. Повышение прямого билирубина, холестерина, изменение показателей трансаминаз также свидетельствуют в пользу печёночной патологии.
Причины повышения щелочной фосфатазы
Перечень состояний, сопровождающихся повышением активности щелочной фосфатазы, обширен и включает заболевания печени, костей и других органов, а также физиологические состояния.
Заболевания печени и желчевыводящих путей составляют важнейшую группу причин.
- Механическая (обтурационная) желтуха любой этиологии – желчнокаменная болезнь с холедохолитиазом, опухоли головки поджелудочной железы, холангиокарцинома, стриктуры желчных протоков, сдавление извне увеличенными лимфоузлами, сопровождается выраженным повышением щелочной фосфатазы. При полной обструкции активность фермента может возрастать в 5–10 раз и более. Первичный билиарный холангит (аутоиммунное заболевание, поражающее внутрипечёночные желчные протоки) характеризуется хроническим повышением щелочной фосфатазы, нередко выявляемым случайно на бессимптомной стадии. Первичный склерозирующий холангит, часто ассоциированный с воспалительными заболеваниями кишечника, также проявляется стойкой гиперферментемией.
- Внутрипечёночный холестаз может быть обусловлен лекарственными препаратами, вирусными и алкогольными гепатитами, первичным билиарным холангитом, сепсисом, парентеральным питанием. Холестаз беременных – относительно частое осложнение третьего триместра, сопровождается зудом и повышением щелочной фосфатазы, хотя интерпретация затруднена на фоне физиологического повышения плацентарного изофермента.
- Инфильтративные поражения печени – метастазы злокачественных опухолей, первичные опухоли (гепатоцеллюлярная карцинома, холангиокарцинома), гранулематозные заболевания (саркоидоз, туберкулёз), абсцессы, часто сопровождаются непропорционально высоким повышением щелочной фосфатазы относительно трансаминаз, что отражает локальный холестаз и реактивные изменения в окружающей паренхиме.
- Цирроз печени независимо от этиологии может сопровождаться повышением щелочной фосфатазы, особенно при развитии холестатического компонента.
Заболевания костей представляют вторую крупную группу причин повышения. Болезнь Педжета (деформирующий остеит) – хроническое заболевание с очаговым нарушением костного ремоделирования, сопровождается резким повышением костного изофермента, нередко в 10–25 раз выше нормы при полиоссальном поражении. Активность щелочной фосфатазы используется для мониторинга активности заболевания и эффективности терапии бисфосфонатами.
- Костные метастазы, особенно с остеобластической реакцией, вызывают повышение щелочной фосфатазы, которое коррелирует с объёмом поражения. Рак предстательной железы, молочной железы, лёгкого, почки, щитовидной железы наиболее часто метастазируют в кости. Мониторинг щелочной фосфатазы помогает оценить распространённость процесса и ответ на лечение.
- Первичные злокачественные опухоли костей – остеосаркома, хондросаркома также сопровождаются значительным повышением.
- Гиперпаратиреоз – первичный (обусловленный аденомой или гиперплазией паращитовидных желёз), вторичный (при хронической болезни почек, дефиците витамина D) или третичный – вызывает усиление костного обмена с повышением щелочной фосфатазы.
- Остеомаляция и рахит – состояния, обусловленные нарушением минерализации костной ткани вследствие дефицита витамина D или нарушений фосфорно-кальциевого обмена, характеризуются парадоксальным повышением щелочной фосфатазы, несмотря на размягчение костей. Это объясняется компенсаторной активацией остеобластов в попытке восстановить нормальную минерализацию.
- Заживление переломов закономерно сопровождается транзиторным повышением костного изофермента в фазу формирования костной мозоли, которое может сохраняться в течение нескольких месяцев.
Физиологические состояния следует всегда учитывать при интерпретации результата. Детский и подростковый возраст сопровождается высокой активностью костного изофермента вследствие активного роста скелета. Беременность во втором и особенно третьем триместре характеризуется повышением плацентарного изофермента. После менопаузы у женщин возможно умеренное повышение костной фракции.
Причины снижения щелочной фосфатазы
Снижение активности щелочной фосфатазы ниже нижней границы референсного интервала встречается значительно реже, чем повышение, однако имеет важное клиническое значение и не должно игнорироваться.
- Гипофосфатазия – редкое наследственное заболевание, обусловленное мутациями гена ALPL, кодирующего тканенеспецифическую щелочную фосфатазу. Дефицит фермента приводит к нарушению минерализации костей и зубов. Клинические проявления варьируют от перинатальной летальной формы до мягких взрослых форм с преждевременной потерей зубов и склонностью к переломам. Низкая активность щелочной фосфатазы в сочетании с характерной клинической картиной позволяет заподозрить диагноз, который подтверждается генетическим исследованием.
- Дефицит цинка и магния может приводить к снижению активности щелочной фосфатазы, поскольку эти ионы являются облигатными кофакторами фермента. Такая ситуация возможна при мальабсорбции, длительном парентеральном питании без адекватной минеральной поддержки, хроническом алкоголизме.
- Тяжёлая анемия, особенно пернициозная анемия при дефиците витамина В₁₂, может сопровождаться снижением щелочной фосфатазы.
- Гипотиреоз вызывает замедление костного обмена и может проявляться сниженной активностью костного изофермента, хотя этот признак непостоянен.
- Кахексия и тяжёлая белково-энергетическая недостаточность сопровождаются общим снижением синтеза белков, включая ферменты.
- Применение некоторых лекарственных препаратов – оральных контрацептивов, глюкокортикоидов, статинов, может вызывать умеренное снижение активности щелочной фосфатазы.
- Массивная гемотрансфузия цитратной кровью приводит к связыванию ионов кальция и магния цитратом, что может транзиторно снижать активность фермента.
Стоимость исследования
биоматериала 240 ₽
биоматериала 240 ₽