Клиническая биохимия:курс лекций

КЛИНИЧЕСКАЯ 
БИОХИМИЯ:

КУРС ЛЕКЦИЙ

В.Н. ТИТОВ 

Москва
ИНФРА-М
2021

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 577
ББК 28.072
 
Т45

Титов В.Н.
Т45 
 
Клиническая биохимия: курс лекций : учебное пособие / В.Н. Титов. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 441 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Клиническая практика). — DOI 10.12737/24551.

ISBN 978-5-16-012430-8 (print)
ISBN 978-5-16-105457-4 (online)
Предлагаемый курс лекций основан на филогенетической теории общей патологии. В книге изложены новые представления о различии факторов этиологии и общности патогенеза, наиболее широко распространенных в популяции метаболических пандемиях, болезнях цивилизации 
и реализации их профилактики, что требует совершенствования знаний 
специалистов многих  медицинских специальностей. 
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования  последнего поколения.
Издание предназначено для специалистов всех направлений медицинской науки и практики: кардиологов, эндокринологов, терапевтов, диетологов, клинических патологов — руководителей лабораторий, которые 
призваны помочь клиницистам в понимании изменений многих биохимических параметров биологических сред организма. Оно может быть полезно продвинутым студентам, ординаторам и аспирантам, которые хотят 
познакомиться с фундаментальными  процессами  в медицине как части 
общей биологии.

УДК 577
ББК 28.072

Р е ц е н з е н т:
Кухарчук В.В., доктор медицинских наук, профессор, заместитель 
директора по науке ФГБУ «Российский кардиологический научнопроизводственный комплекс», член-корреспондент Российской академии наук

А в т о р:
Титов В.Н., доктор медицинских наук, профессор, руководитель 
лаборатории клинической биохимии липидов Института клинической кардиологии имени А.Л. Мясникова ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» Минздрава России

ISBN 978-5-16-012430-8 (print)
ISBN 978-5-16-105457-4 (online)

Материалы, отмеченные знаком 
, доступны 
в электронно-библиотечной системе Znanium.com

© Титов В.Н., 2017

Список сокращений

АГ — артериальная гипертония;
АД — артериальное давление;
АНГ-II — ангиотензин второй;
Арахи — арахидоновая полиненасыщенная жирная кислота;
АТФ — аденозинтрифосфат;
АФК — активные формы кислорода;
Ацетил-КоА — активированная форма уксусной кислоты, ацетата;
Ацил-КоА — активированная форма жирной кислоты;
БППЭХС — белок, переносящий полиеновые эфиры холестерина;
ВЖК — висцеральные жировые клетки сальника;
ГЛП — гиперлипопротеинемия;
ГЛЮТ — глюкозный транспортер;
ДГ — диглицериды;
ДГЭА — дегидроэпиандростерон;
ДС — двойные связи;
Докоза — докозагексаеновая полиеновая жирная кислота;
ЖК — жирные кислоты;
ЖТ — жировая ткань;
ИБС — ишемическая болезнь сердца;
ИПА — инсулинзависимые подкожные адипоциты;
КАР — карнитин (L-карнитин и D-карнитин);
КТ — кетоновые тела, С4 жирные кислоты;
Лизо-ФХ — лизофосфатидилхолин;
ЛП — липопротеины;
ЛПВП — липопротеины высокой плотности;
ЛПЛ — липопротеинлипаза постгепариновая;
ЛПНП — липопротеины низкой плотности;
ЛПОНП — липопротеины очень низкой плотности;
ЛХАТ — лецитинхолестерин ацилтрансфераза;
МБПТ — микросомальный белок, переносящий триглицериды;
МЖК — мононенасыщенные жирные кислоты;
МК — мочевая кислота;
М ↔ М — биологическая функция метаболизм ↔ микроциркуляция;
МС — метаболический синдром;
НАДН+ — никотинамидаденин восстановленный;

ННЖК — ненасыщенные жирные кислоты;
НС — нервная система;
НУП — натрийуретический пептид;
НЭЖК — неэтерифицированные жирные кислоты;
ПИ — позиционные изоформы;
ПНЖК — полиненасыщенные жирные кислоты;
Поли-ЭХС — полиеновые эфиры спирта холестерина;
ПС — паракринно регулируемые сообщества клеток in vivo;
РАПП — рецепторы активации пролиферации пероксисом;
РСТ — рыхлая соединительная ткань;
СЖК — свободные жирные кислоты;
Синдром ИР — синдром резистентности к инсулину;
СРБ — С-реактивный белок;
ТГ — триглицериды;
ФАТ — фактор активации тромбоцитов;
ФЛ — фосфолипиды;
ФЛ-2 — фосфолипаза А2;
ФХ — фосфатидилхолин;
ЦНС — центральная нервная система;
ХМ — хиломикроны;
ХС — спирт холестерин;
Эйкоза — эйкозапентаеновая полиненасыщенная жирная кислота;
ЭХС — эфиры спирта холестерина.

Предисловие

Проходят годы, десятки лет, медицина непрерывно развивается, совершенствуется, формируются новые медицинские дисциплины, новые специализированные центры с высоким уровнем 
диагностической и лечебной работы. Областью непонятой нами 
этиологии и патогенеза в равной мере являются все афизиологичные, функциональные процессы регуляции in vivo, которые мы 
именуем метаболическими пандемиями, болезнями цивилизации: 
1) атеросклероз и атероматоз; 2) метаболический синдром; 3) синдром резистентности к инсулину; 4) ожирение; 5) неалкогольная 
жировая болезнь печени. Сахарный диабет ни первого, ни второго 
типа прямого отношения к этой функциональной по сути патологии не имеет; с позиций этиологии и патогенеза это иные нарушения — нарушения структур клеток, плазматической мембраны 
и внутриклеточных органелл, хотя диабет первого типа и является 
структурным исходом функциональных нарушений при синдроме 
резистентности к инсулину, при истощении функции и структурной дегенерации β-клеток островков поджелудочной железы. 
Это глубокие последствия многолетних и только функциональных 
нарушений.
И чем интенсивнее развиваются разделы молекулярной биологии, генетики, полиморфизма генов, эпигенетики, физиологии 
отдельных органов и систем, тем больше мы удаляемся от alma 
mater, от общей биологии. Вне сомнения всем медикам — и экспериментаторам, и клиницистам необходимо вернуться в лоно общей 
биологии, исходя из того, что медицина и медицинская наука — 
это всего-то раздел общей биологии, касающийся одного вида животных — Homo sapiens. Правда, в общей биологии нет понятий болезнь, выздоровление, профилактика; взаимоотношения жизнь ↔ 
смерть не носят столь драматично окрашенного оттенка. Биология 
сравнивает потерю, гибель миллионов клеток с физиологичным 
процессом опадания листьев у растений, с апоптозом. Вне общей 
биологии дальнейшего совершенствования медицины как науки 
врачевания и совершенствования здравоохранения просто не будет.
В сложившейся в медицинской науке ситуации у исследователей, как и у миллионов пациентов во всех странах мира, нет 
оснований для получения удовлетворения. При высоком уровне 
летальности от метаболических пандемий, болезней цивилизации 
во всех развитых странах мира они ждут от медицинской науки дей

ственной помощи. Мы же не можем похвастаться знаниями этиологии и патогенеза ни одной метаболической пандемии, которые 
мы могли бы рационально использовать при формировании биологически обоснованной системы профилактики.
Как восприятие всех условий методологического подхода биологической преемственности, ни одна клетка межклеточной среды 
не начнет поглощать глюкозу, пока есть возможность поглощать 
кетоновые тела и жирные кислоты. Чтобы клетки in vivo стали поглощать глюкозу, их следует лишить возможности поглощать ее; 
инсулин так и действует. Пока в плазме крови остается высоким 
уровень кетоновых тел и (или) неэтерифицированных жирных 
кислот, клетки не начнут поглощать глюкозу, формируя при этом 
порой выраженную гипергликемию и компенсаторную гиперинсулинемию.
Мы до сих пор четко не представляем себе, что пул клеток 
не зависимой от инсулина висцеральной жировой ткани сальника 
в брюшной полости и пул инсулинзависимых подкожных адипоцитов являются функционально выраженно разными. Сформировались они на ступенях филогенеза с интервалом в сотни миллионов лет и предназначены для реализации разных биологических 
функций и биологических реакций. Метаболической пандемией, 
основу которой составляет избирательная патология филогенетически ранних, нечувствительных к инсулину висцеральных жировых клеток, является метаболический синдром. Патологией же 
пула поздних на ступенях филогенеза инсулинзависимых подкожных адипоцитов является ожирение.
Мы еще не начали серьезно рассматривать в клинике особенности метаболизма позиционных изоформ триглицеридов. Достаточно сказать, что точка плавления такой позиционной изоформы 
триглицеридов как олеил-олеил-олеат глицерол составляет –15 °C, 
в то время как изоформа таких триглицеридов, как пальмитоилпальмитоил-пальмитат глицерол, плавится при температуре 49 °C. 
Разница в температуре плавления составляет более 60 °C, что характеризует выраженные различия параметров гидролиза позиционных 
изоформ триглицеридов. И если в гепатоцитах при неалкогольной 
жировой болезни печени происходят синтез и афизиологичное накопление позиционных изоформ триглицеридов, таких как пальмитоил-пальмитоил-пальмитат, уменьшить содержание их в печени 
можно, только удаляя эти триглицериды вместе с гепатоцитами, 
при гибели их по типу генетически обусловленного апоптоза.
Благодаря полной оценке сложности ситуации в медицинской 
науке, медицине, здравоохранении, с 1992 г. в Московском госу

дарственном университете имени М.В. Ломоносова специалистов 
для медицины стал готовить новый факультет — факультет фундаментальной медицины. В 2000 г. академик В.А. Ткачук, биохимик 
и молекулярный биолог, декан факультета, пригласил автора книги 
читать лекции по клинической биохимии. Студенты факультета получали более основательные, чем в медицинских университетах, базовые знания по биологии, эмбриологии, сравнительной анатомии 
и физиологии, физике, биофизике, химии. Используя все накопленное годами, я начал читать практически новую тему — клиническую биохимию как часть фундаментальной медицины.
Фундаментальную медицину мы рассматриваем как раздел медицинских знаний, который призван прояснить этиологию и патогенез распространенных в популяции человека заболеваний на основе методологических подходов общей биологии. Этими подходами являются следующие:
1) системный, филогенетический подход, который позволяет 
анализировать большие объемы фактического материала в едином 
для всего живого филогенезе;
2) функционально обусловленная последовательность становления биологических функций и биологических реакций на ступенях филогенеза как единый «анамнез» всех видов, в том числе 
и Homo sapiens;
3) единение структуры и функции на трех уровнях относительного биологического совершенства: на аутокринном (клеточном, 
первом) уровне, на уровне паракринно регулируемых сообществ 
клеток и на уровне организма;
4) отражение основных этапов филогенеза в онтогенезе;
5) единая технология становления в филогенезе функциональных систем;
6) единые принципы биологической компенсации функций 
в эмбриогенезе;
7) доминирование в биологии процессов физической химии. Все 
обобщения и нововведения за прошедшие годы сделаны в осознании того, что в медицину, в процесс рассмотрения этиологии 
и патогенеза наиболее распространенных в популяции заболеваний 
необходимо вернуть принципы общей биологии.
Кого же можно с достаточным основанием считать специалистом фундаментальной медицины? Сами студенты факультета 
отвечают на этот вопрос с определенными трудностями, сомнениями. Безусловно, специалистами по фундаментальной медицине станут далеко не все; пусть их будет немного, но они все-таки 
будут. Я представляю себе специалиста по фундаментальной ме

дицине как высокообразованного врача, чаще всего клинического 
патолога. В профессиональных дискуссиях о факторах этиологии 
и патогенеза нозологических форм заболеваний он садится между 
клиницистом, биологом, биофизиком и химиком и создает такую 
обстановку, чтобы все друг друга поняли; все бы говорили на одном 
профессиональном языке — на языке фундаментальной медицины. 
Однако это требует «высококачественных» студентов и большой 
индивидуальной работы. Поиск, воспитание, подготовка специалистов по фундаментальной медицине — это «штучное» производство. Но делать это крайне необходимо — молод золотник, 
да дорог.
Для подготовки специалистов по фундаментальной медицине, 
для совершенствования медицинской науки была сформулирована 
новая, современная филогенетическая теория общей патологии. 
Формируя новую филогенетическую теорию общей патологии, 
мы руководствовались мнением: Д.И. Менделеева «Нет ничего 
боле практичного, чем хорошая теория»; Л.Н. Толстого «Мысли, 
имеющие за собой большие последствия, всегда просты» и Н.В. Тимофеева-Рессовского «Любое биологическое исследование оказывается оправданным лишь в том случае, если она имеет эволюционный выход».
Опубликованная впервые в 2012 г. в журналах «Клиническая 
лабораторная диагностика» и «Нефрология» филогенетическая 
теория общей патологии изложена в монографиях. Издательство «Инфра-М» в 2014, 2015 и 2016 гг. издало пять монографий 
(см. в Интернете на сайте www.znanium.com).
Практическая реализация филогенетической теории общей патологии позволила в течение последних лет изложить следующее: 
1) иные факторы этиологии и иной патогенез атеросклероза и атероматоза; 2) новые представления об этиологических факторах 
и патогенезе, названные метаболической артериальной гипертонией; 3) новую концепцию метаболического синдрома как патологию висцеральных жировых клеток сальника; 4) патологию филогенетически позднего пула зависимых от инсулина подкожных 
адипоцитов в форме синдрома ожирения; 5) синдром резистентности к инсулину как нарушение метаболизма жирных кислот 
в первую очередь и глюкозы во вторую; 6) этиологические факторы 
и патогенез неалкогольной жировой болезни печени на основе выраженного различия физико-химических свойств позиционных 
изоформ триглицеридов; 7) новые представления о становлении 
на самых ранних ступенях филогенеза системы переноса жирных 
кислот в форме триглицеридов в составе хиломикронов и станов

лении системы лимфатических сосудов; 8) физико-химические 
и биохимические основы формирования столь выраженной патологии оседлых макрофагов, как эруптивные ксантомы.
Полученные при этом данные изложены в последующих лекциях, часть которых прочитана на факультете фундаментальной 
медицины, на кафедре медицинской и клинической биохимии. 
Автор смеет надеяться, что после прочтения глав книги, непонятых 
положений для специалистов станет меньше.

Лекция 1. 

ФУНКЦИЯ МИТОХОНДРИЙ. 
КОЭНЗИМ-A, АЦЕТИЛ-КОА, ЖИРНЫЕ 
КИСЛОТЫ, КАРНИТИН, ГЛЮКОЗА И ИНСУЛИН

Митохондрии (от греч. μίτος — нить и χόνδρος — зернышко, 
крупинка) — органеллы, которыми в цитоплазме обладают все 
клетки, имеющие ядро, — эукариоты. Они обеспечивают синтез 
АТФ — макроэргического соединения, являющегося источником 
химической энергии in vivo. Эффективность функции митохондрий высока, они по сути являются энергетическими станциями 
клеток. Электронная микроскопия позволяет увидеть в митохондриях много мембранных крист и наличие матрикса. В соответствии с теорией симбиотического слияния архей и бактерий аутотрофов митохондрии появились в клетках в результате того, что 
ранние прокариоты, которые не имели ядра, не могли использовать 
О2 с целью образования энергии, для этого они «колонизировали» 
органеллы архей, которые уже могли это делать.
В процессе развития симбиоза гены архей оказались в ядре эукариот. С этого момента митохондрии перестали быть самостоятельными органеллами, хотя и располагают собственной неспирализованной ДНК, которая лишена телосом. Хотя геном митохондрий 
кодирует синтез белков и ферментов, необходимую им массу протеинов синтезируют рибосомы клетки, а переносчики в цитоплазме 
доставляют белки в митохондрии.
Число митохондрий в клетке непостоянно, особенно много 
их в клетках, в которых велика потребность в энергии. Это цилиндрические органеллы размером от 1 до 70 мкм, они занимают 
10–20% объема клеток. Поперечный размер митохондрий — 1 мкм. 
В зависимости от того, в каких органеллах повышена потребность 
в энергии, митохондрии могут перемещаться в цитоплазме к зоне 
наибольшего потребления АТФ, используя структуры цитоскелетона эукариотов. Как альтернатива небольшим митохондриям 
существуют длинные, разветвленные органеллы (чаще всего это 
бывает у одноклеточных организмов). Вариантом такой системы 
является объединение множества митохондрий (митохондрион), 
что обеспечивает кооперацию их функций. Наиболее сложно это 
устроено в скелетных мышцах млекопитающих, в которых большие 
разветвленные митохондрии связаны межмитохондриальными