Энзимопатии (синоним ферментопатии) - общее название болезней, развивающихся вследствие отсутствия или снижения активности тех или иных ферментов. В силу взаимозависимости метаболических путей дефект одного фермента часто приводит к целому ряду нарушений в обмене веществ.
Выделяют наследственные и приобретенные энзимопатии.
1. Наследственные энзимопатии связаны с генетически обусловленной недостаточностью одного или нескольких ферментов. Со временем в связи с ферментативным дефектом в организме накапливаются промежуточные продукты обмена веществ, нарушающие функцию тех или иных органов, что обусловливает появление клинических признаков болезни. Известно более 150 наследственных ферментопатий, для которых установлена сущность генной мутации.
Выделяют наследственные болезни обмена аминокислот, например, фенилкетонурия (дефект ферментов, превращающих фенилаланин в тирозин) и гистидинемия (недостаточность фермента, расщепляющего гистидин); характеризуются нарушениями функции центральной нервной системы, что проявляется изменением мышечного тонуса, судорогами, отставанием в психомоторном развитии, слабоумием и др.
К наследственным болезням углеводного обмена относят гликогенозы, галактоземию, некоторые формы диабета сахарного и др. Наследственные болезни обмена липидов включают липидозы сыворотки крови, характеризующиеся повышением содержания в крови липидов, холестерина или липопротеинов. Наследственными болезнями обмена соединительной ткани являются мукополисахаридозы, хондродистрофия; наследственными болезнями крови и кроветворных органов - гемофилия, микросфероцитарная гемолитическая анемия.
2. Приобретенные энзимопатии.
Токсические энзимопатии - следствие токсического воздействия ксенобиотиков и мутагенов внешней среды.
Свинец вызывает стойкое угнетение фермента аминолевулинатдегидразы, участвующей в синтезе порфобилиногена и гема, что проявляется развитием анемии у детей городов (источник свинца — выхлопные газы автотранспорта). Свободные радикалы кислорода, перекиси, озон, образующиеся при фотохимическом смоге в городах, повреждают фермент аденозиндезаминазу лимфоцитов: в результате у детей формируются признаки вторичной иммунной недостаточности.
Алиментарные энзимопатии могут быть обусловлены длительным дефицитом белка в питании, нарушением биосинтеза коферментов при витаминной недостаточности, угнетением синтеза металлоферментов при низком содержании в рационе соответствующих минеральных веществ. Кроме того, они могут возникать при несбалансированном питании в целом, напр. при нарушении соотношения аминокислот, жирных кислот, водо- и жирорастворимых витаминов или отдельных минеральных веществ.
Существуют энзимопатии, вызванные нарушением нейрогуморальной регуляции; связанные с нарушением внутриклеточной организации ферментных процессов.
С целью коррекции метаболических нарушений из рациона питания исключают продукты, содержащие вещества, метаболизм которых нарушен в связи с дефицитом соответствующего фермента; создаются специальные пищевые продукты с низким содержанием этих веществ. Заместительную терапию назначают в основном при недостаточности ферментов желудочно-кишечного тракта. В последнее время разрабатываются методы генной инженерии.
Ферменты в медицине
Ферменты применяют как лечебные препараты:
- при их отсутствии или недостатке (наследственном или приобретенном);
- для специфического разрушения некоторых продуктов обмена.
Сдерживающим фактором широкого применения ферментов как медицинских препаратов является их иммуногенность. Многократное введение чужеродного белка в систему крови человека может вызвать синтез соответствующих антител и развитие иммунного ответа.
Ферменты используют в клинике в качестве аналитических реактивов.
Для количественного определения глюкозы в сыворотке крови используют 2 фермента — глюкозооксидазу и пероксидазу. В результате их сопряженного действия 2 неокрашенных субстрата превращаются в окрашенный продукт, концентрацию которого определяют с помощью фотоэлектроколориметра. Для анализа часто используют иммобилизованные ферменты, которые искусственно связаны с нерастворимым в воде носителем, что повышает стабильность белковых катализаторов.
Анализ кинетики появления и исчезновения ферментов в сыворотке крови используется в диагностике.
Состав ферментов и их тканевое распределение у взрослого человека в основном постоянны и могут измениться при болезнях. Существует немного тканеспецифических ферментов (например, кислая фосфатаза предстательной железы). Более специфичным для тканей является соотношение разных ферментов и изоферментов. Почти все ферменты организма функционируют внутриклеточно. Исключение составляют ферменты пищеварительного тракта, а также ферменты свертывающей системы крови, ферменты межклеточного матрикса. При повреждении тканей внутриклеточные ферменты появляются в сыворотке крови. При воспалительных процессах повышается проницаемость клеточных мембран и в сыворотку крови могут попадать цитоплазматические ферменты. Некроз ткани сопровождается разрушением всех клеточных структур, и в сыворотке могут быть обнаружены митохондриальные, ядерные и другие ферменты. Такие ферменты называют индикаторными. По появлению в плазме или сыворотке крови ряда тканевых ферментов в повышенных количествах можно судить о функциональном состоянии и поражении различных органов.