Ферменты сыворотки крови

1. Ферменты, поступающие в плазму, и выполняющие в ней специфические функции – истинно плазменные ферменты. В плазме их активность много больше, чем в органах (церулоплазмин, псевдохолинэстераза, липопротеинлипаза, белковые факторы систем свертывания крови, фибринолизаи кининогенеза, ренин). Снижение активности этих ферментов в плазме будет свидетельствовать о снижении синтетической способности клеток или о накоплении ингибиторов в плазме крови.

2. Ферменты, не характерные для плазмы – органоспецифичные. Выделяют две группы этих ферментов:

1.Ферменты клеточного метаболизма – их активность резко повышается в плазме крови в случае нарушения проницаемости клеточных мембран или их альтерации:

Например,

• при изменениях со стороны сердечной мышцы происходит повышение активности сердечного изофермента креатинкиназы(КК-MB), изоферментов лактатдегидрогеназы1 и 2 (ЛДГ-1 и ЛДГ-2), аспартатаминотрансферазы,

• нарушения скелетных мышц – мышечного изофермента креатинкиназы(КК-MM), алкогольдегидрогеназы,

• костной ткани – щелочной фосфатазы (ЩФ), альдолазы(АЛД),

• предстательной железы – кислой фосфатазы,

• гепатоцитов – аланинаминотрансферазы, глутаматдегидрогеназы, холинэстеразы, сорбитолдегидрогеназы,

• желчевыводящих путей – щелочной фосфатазы, γ-глутамилтранспептидазы (γ-ГТП).

2. Ферменты, секретируемые в выводные протоки желчных путей, панкреатические и слюнные протоки. В норме активность таких ферментов в плазме намного ниже, чем в клетках и имеет постоянное значение (α-амилаза, липаза поджелудочной железы). Изучение активности этих ферментов позволяет судить о функционировании соответствующего органа.

При патологии могут наблюдаться следующие изменения активности Е:

Аферментемия, гипоферментемия, гиперферментемия.

Механизмы развития:

1. Аферментемия- отсутствие ферментов при наследственном заболевании как нарушение белкового синтеза;

2. Гипоферментемия

• Снижение активности Е вследствие снижения синтеза при наследственной патологии

• Уменьшение числа клеток, секретирующих фермент

Пример

Снижение активности холинэстеразы при циррозе печени

• Недостаточность синтеза

Пример

снижение церулоплазмина при болезни Вильсона

• Увеличение выведения Е

Пример

снижение церулоплазмина при нефрозе

• Торможение активности

Пример

Торможение активности трипсина антитрипсином

3. Гиперферментемия:

• Ускорение процессов синтеза

Пример

увеличение синтеза ЩФ при рахите, гепатите

• Некроз клеток

Пример

увеличение активности КФ,АСТ при инфаркте миокарда

• Понижение выведения

Пример

ЩФ,ЛАП – при закупорке желчных путей

• Повышение проницаемости клеточных мембран (гипоксия, воспаление, действие токсинов и др.)

Пример

Увеличение активности АЛТ,АСТ- при вирусном гепатите.

3

В основе любых нарушений функций организма лежат расстройства обменных процессов, обусловленных нарушением деятельности Е- ферментопатии (энзимопатии).

Выделяют энзимопатии:

1. первичные – наследственные

2. вторичные – приобретенные: - токсические

-алиментарные

НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ЭНЗИМОПАТИИ

Причина- это нарушение синтеза Е из-за поражения генетического аппарата.

Фенилпировиноградная олигофрения (фенилкетонурия).

Механизм: нарушается синтез Е-фенилаланингидроксилазы,который катализирует образование тирозина из фенилаланина. Из-за этого в организме накапливаютсяфенилаланин и продукты его распада-фенилуксусная, фенилмолочная, фенилпировинограднаякислоты,которые оказывают токсическое воздействие на организм, особенно на головной мозг. У ребенка наблюдается отставание в росте и развитии, нарушается деятельность пищеварительного тракта, развивается слабоумие .

Данное заболевание выявляется при помощи флюориметрического анализа (диагностический центр).

При выявлении такой патологии необходимо исключить из пищи продукты, содержащие фенилаланин (животного происхождения). При раннем лечении повреждение мозга значительно уменьшается.

Гликогенозы

Характеризуется снижением активности Е, катализирующий распад и превращение гликогена. В результате клетки печени, мышц и др. органов переполняются гликогеном, что может привести к их разрушению, а организм испытывает недостаток глюкозы - наблюдается увеличение печени, мышечная слабость.

Галактоземия

Наблюдается дефект фермента, катализирующий превращение галактозы в глюкозу( галактозо-1-фосфат-уридилтрансфераза),при этом в рганизме накапливается галактоза. У ребенка потеря веса, рвота, понос, увеличение печени, катаракта. Перевод на пищу, не содержащую галактозу, предотвращает проявление болезни.

ТОКСИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТОПАТИИ

Причина заболеваний связана с избирательным угнетением отдельных ферментных систем различными ядами или токсинами.

Пример

При отравлении синильной кислотой или ее солями смерть наступает в результате полного торможения дыхательной цепи (блокируется Е-цитохромоксидаза).

Пример

ФОС (фосфорорганические соединения) ингибируют Е - холинэстеразу, в результате в нервных синапсах накапливается ацетилхолин, развиваются слабость, судороги ,параличи, смерть.

АЛИМЕНТАРНЫЕ ФЕРМЕНТОПАТИИ

Вызваны недостаточным обеспечением организма белками, минеральными веществами, могут развиваться при гипо- или авитаминозах.

Пример

При недостатке витамина РР (никотиновой кислоты) развивается заболевание пеллагра (от итал. «шершавая кожа»)- наблюдается воспаление кожи , нарушение деятельности кишечника, психические расстройства. Это связано с тем, что активная форма вит. РР входит в состав коферментов дегидрогеназ.

4

Значение ферментов в медицине

• При заболеваниях жкт, которые сопровождаются снижением активности ферментов используются ферментные препараты (заместительная терапия) – пепсин, панкреатин и др.

• Протеолитические препараты применяют для первичной обработки ран: гидролизуя белки, ферменты способствуют очищению раны и уменьшению воспаления (трипсин).

• При лечении вирусных заболеваний используют нуклеазы. При вирусном конъюнктивите применяют капли, содержащие ДНК-азу (фермент, разрушающий ДНК вируса)

• При лечении тромбозов используют протеолитические препараты (фибринолизин).

• Для остановки кровотечения применяют фермент – тромбин.

• В некоторых случаях используются и структурные аналоги субстратов, которые приводят к конкурентному ингибированию ферментов микроорганизмов, вызывая их гибель. Никотиновая кислота необходима для развития туберкулезных бацилл, а её структурный аналог фтивазид - эффективное средство лечения туберкулеза.

С помощью ферментов можно определять субстраты в смеси, содержащей множество других веществ. Ферментативные методы определения различных веществ высокоспецифичны и достоверны.

Пример

определение глюкозы, холестерина и др.

5

В основе многих болезней лежат нарушения нормального функционирования ферментативных процессов. При заболеваниях изучают ферментный состав крови (в сыворотке),режим мочи.

Преимуществом энзимодиагностики является высокая специфичность и возможность выявить отклонения на ранней стадии заболевания , до появления клинических признаков.

Пример

При вирусном гепатите увеличение активности АЛТ наблюдается до появления желтухи.

Распределение ферментов в организме:

1. Е клеточного обмена (органные, тканевые)- это основная масса ферментов, локализованы внутри клеток в цитоплазме клеточных структурах. В сыворотке крови их активность низкая или они вообще отсутствуют. Поэтому увеличение их активности в сыворотке крови имеет клинико-диагностическое значение. К клеточным ферментам относят АСТ, АЛТ, ЛДГ, альдолазу, ГДГ (глутамат ДГ) и др. Клеточные Е синтезируются любой клеткой организма, т.е. органоспецифичности нет, за исключением изоферментов и синтезируемых в печени СДГ(сорбитолДГ), ОКТ (орнитинкарбомоилтрансфераза).

2. Экскреторные Е – это Е, которые синтезируются в клетках и в норме выделяются на «экспорт»

Пример

- амилаза синтезируется клетками поджелудочной железы и выделяется в просвет кишечника;

ЩФ синтезируется в печени и выделяется с желчью.

В норме активность этих Е в сыворотке крови низка и постоянна, но если блокируются пути их экскреции, активность в крови возрастает.

3. Секреторные Е – синтезируются в клетках и в норме выделяются в кровь

Пример

Холинэстераза, прокоагулянты синтезируются в печени

при патологии органа –«производителя» имеет значение снижение активности этих Е в сыворотке крови.

При патологии могут наблюдаться следующие изменения активности Е:

Аферментемия, гипоферментемия, гиперферментемия.

Механизмы развития:

1. Аферментемия- отсутствие ферментов при наследственном заболевании как нарушение белкового синтеза;

2. Гипоферментемия

• Снижение активности Е вследствие снижения синтеза при наследственной патологии

• Уменьшение числа клеток, секретирующих фермент

Пример

Снижение активности холинэстеразы при циррозе печени

• Недостаточность синтеза

Пример

снижение церулоплазмина при болезни Вильсона

• Увеличение выведения Е

Пример

снижение церулоплазмина при нефрозе

• Торможение активности

Пример

Торможение активности трипсина антитрипсином

3. Гиперферментемия:

• Ускорение процессов синтеза

Пример

увеличение синтеза ЩФ при рахите, гепатите

• Некроз клеток

Пример

увеличение активности КФ,АСТ при инфаркте миокарда

• Понижение выведения

Пример

ЩФ,ЛАП – при закупорке желчных путей

• Повышение проницаемости клеточных мембран (гипоксия, воспаление, действие токсинов и др.)

Пример

Увеличение активности АЛТ,АСТ- при вирусном гепатите.