2.4. Использование ферментов в медицине.

Достижения энзимологии находят все большее применение в медицине, в частности в профилактике, диагностике и лечении болезней. Успешно развивается её новое направление – медицинская энзимология. Выделяются три основных направления этой науки: 1) изучение энзимопатологий (энзимопатий), то есть таких болезней, причина которых лежит в недостаточной активности или полном отсутствии какого-либо фермента; 2) энзимодиагностика – раздел науки, использующей энзимы с целью диагностик; 3) энзимотерапия основана на применении ферментов и модуляторов (активаторов и ингибиторов) их действия в качестве лекарственных средств.

1. Энзимопатии

В случае, если фермент не может выполнять свою функцию, говорят об энзимопатологии (энзимопатии).

Энзимопатологии (энзимопатии) – это состояния, связанные с патологическим изменением активности ферментов. Наиболее часто встречается снижение их эффективности, провоцирующее нарушение каких-либо метаболических процессов. В этих случаях клиническое значение может иметь накопление субстрата реакции (как при фенилкетонурии, сахарном диабете, гликогенозах, липидозах) или недостаток продукта (при альбинизме, паркинсонизме), или обе особенности одновременно. По характеру нарушения выделяют первичные и вторичные энзимопатии.

Первичные (наследственные) энзимопатии обусловлены генетическим дефектом, приводящим к синтезу повреждённого фермента, что снижает его активность. Например, фенилкетонурия связана с нарушением гена фенилаланин-4-монооксигеназы, которая превращает фенилаланин в тирозин. В результате накапливаются аномальные метаболиты фенилаланина, оказывающие сильный токсический эффект. Непереносимость лактозы обусловлена подавлением активности лактазы в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), накопление дисахарида грозит диареей, метеоризмом.

Кроме указанных, довольно распространенными первичными энзимопатиями являются галактоземия, различные липидозы, муковисцидоз, адреногенитальный синдром.

Сюда же относят и врождённые энзимопатологии, связанные с заболеваниями, перенесёнными женщинами в период беременности, которые отражаются на плоде. Например, эндемический зоб у мамы способен спровоцировать развитие кретинизма у младенца.

Вторичные (приобретенные) энзимопатии возникают как следствие действия различных факторов (вирусов, токсинов, бактерий, механических повреждений и т.д.) которые нарушают синтез того или иного фермента, условия его работы; например, при заболеваниях печени ухудшается мочевинообразование, и в крови накапливается аммиак (гипераммониемия) может служить примером токсической энзимопатии. Алиментарная энзимопатия может возникать при недостаточности ферментов секретов желудочно-кишечного тракта при заболеваниях желудка, поджелудочной железы или желчного пузыря. Недостаток витаминов и их коферментных форм также является причиной приобретенных ферментопатий.

2. Энзимодиагностика

Энзимодиагностика – это исследование активности ферментов плазмы крови и других биологических жидкостей, клеток тканей используемое в целях диагностики тех или иных заболеваний. Примером может служить изменение активности изоферментов (лактатдегидрогеназы) в плазме крови поможет отдифференцировать заболевания сердца, печени, скелетной мускулатуры. Увеличение активности α-амилазы особенно в моче наблюдается при воспалительных процессах в поджелудочной и слюнных железах.

С другой стороны, для поражений тех или иных органов характерен специфичный "ферментативный профиль". Например, инфаркт миокарда сопровождается увеличением активности лактатдегидрогеназы, креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы.

Специфичность ферментов к определенным субстратам нашла широкое применение в лабораторной диагностике. Многие лабораторные методы основаны на взаимодействии добавляемого извне в качестве реагента фермента с определяемым соединением. В результате возникает специфичный продукт реакции, после выявления содержания последнего судят о концентрации искомого вещества (глюкозооксидазный, холестеролоксидазный методы). В иммуноферментных пробах, используют образование тройного комплекса: фермент-антиген-антитело. Исследуемое вещество не служит субстратом энзима, но является антигеном. Биокатализатор может присоединять его вблизи от активного центра. Если в среде присутствует антиген, то при добавлении антител с последующим формированием тройного комплекса эффективность работы фермента изменяется, что измеряют любым способом.