17.Энзимология

Энзимологияның медициналық аспектілері

Фермент активтілігін төмендетуге әкелетін оның құрылымының қандайда бір бұзылулары сол фермент қатысатын метаболиттік жолдың бұзылуына әкеледі. Бұл бұзылулар барлық кезде де аурулар түрінде байқалады.

Ферменттердің зақымдалуы екі түрге бөлінеді: - 1. Фермент құрылымының бұзылуының тұқымқуалаушы ақауы; - 2. Жүре пайда болған немесе қандай да бір улы заттың фермент активтілігін ингибирлеуге байцланысты өтетін ақауы.

Ферменттің синтезінің бұзылуы энзимопатияға әкелуі мүмкін. Метаболиттік жолдар өзара тығыз байланыста болатындықтан қандай да бір ферменттік ақау зат алмасуындағы бірнеше бірнеше бұзылуларға әкеледі. Егер фермент мүлдем жоқ болса, онда метаболиттік жолдағы реакциялар тізбегінде үзіліс пайда болады. Субстраттың артық мөлшерінің жиналып қалуы да жанама өнімдердің түзілуіне әкеліп олар жиі жағдайда уландырушы әсер етуі мүмкін. Энзимопатияның жекенленген мысалы – бұл дисахаридозалар, гликогенозалар, агликогенозалар, фенилпирожүзімдік олигофрения.

Энзимотерапия – ферменттерді емдеу мақсатында пайдалану. Мысалы, ферменттердің мүлде болмауы жағдайында немесе жетіспеушілігінде (тұқымқуаулушы, немесе, жүре пайда болған) асқорыту трактісі ферментерін (пепсин, трипсин, липаза, амилаза) дәрілік препарат ретінде қолдану (мезим, фистал – препараттары). Кейбір алмасу өнімдерін (мочевинаны), тормбтарды, жарақаттарды өлі ұлпалардан тазалау үшін спецификалық ыдыратуға пайдаланады.

Энзимодиагностикада – ферментерді клиникалық-диагностикалық лабораторияда қандағы майларды, глюкозаның, холестериннің және т.б. заттардың концентрациясын анықтау үшін пайдаланады. Бұл анализ 10 мкм қан плазмасыменбірнеше минутта жасалынады. Көптеген жағдайда клиникада анализ үшін иммобилденген ферменттерді пайдаланады. Энзимодиагностиканың негізіне ферменттердің мүшелер мен жасушаларға таралып бөліну принципі де жатқызылады.

Ферменттердің медицинада қолданылуы

Қолданылуы	Фермент	Мысалдары
Диагностика	Лактатдегидроге-наза (ЛДГ-1)	Миокарод инфарктісі
	Аспартатамино-трансфераза	Миокард инфарктісі
	Аланинамино-трансфераза	Миокар инфарктісі, бауыр аурулары (гепатит)
	-амилаза	Ұйқы безінің аурулары
Емдеу	Гиалуронидаза	Тыртықтардың таралуы
	Нуклеаза	Ринит, іріңді бронхиттер
	Аспарагиназа	Кейбір қатерлі ісік түзілулерін емдеу
Аналиттік реактив ретінде қолдану	Глюкооксидаза	Қандағы глюкоза концентрациясын анықтау
	Холестеролоксид-аза	Қандағы холестеринді анықтау
	Липаза	Қандағы триглицериндерді анықтау
	Уреаза	Қандағы мочевинаны анықтау

Энзимологияның медициналық аспектілері.

Ағзалардың оның торшаларының тіршілік етуі үшін ферменттер өте қажет. Мыңдаған биохимиялық реакциялардың қатаң түрде дұрыс жүруінің бұзылуы торша компоненттері мен қызметінің бұзылуына, ағзаның гомеостазының өзгеруіне әкеледі. Медицина үшін энзимоло­гияның ғылыми жетістіктерін ағзаның сау және патологиялық қалпын анықтау, диагностикада, терапияда қолданудың маңызы зор. Сондық­тан, қазіргі кезде, бұл медицинаның көптеген салаларында кең пайдаланылады және жақсы нәтижелер беруде.

Ферменттерді медицинада қолдану үш негізгі бағыттармен (энзимопатия, энзимодиагностика, энзимотерапия) айқындалады.

Энзимопатия — деп ферменттердің мүлде болмауы немесе оның активтілігінің күрт төмендеуінің нәтижесінде ағзадағы өтетін метаболиттік процесстің бұзылуынан болған ағзадағы патологиялық қалыпты айтады. Энзимопатия туындау жолдарына байланысты екі үлкен топқа бөлінеді:

1. Тұқымқуалаушы энзимопатия, (бірінші ретті);

2. Жүре пайда болған, (екінші ретті).

Себебіне қарай тұқымқуалаушы энзимопатияны үш топқа бөледі:

а) ферменттердің біреуінің немесе бірнеше түрлері жетіспеушілігі;

б) ферменттердің бір немесе бірнеше топтарының жетіспеушілігі;

в) ферменттердің бір немес бірнешеуінің құрылысының өзгеруі нәтижесінде.

Мысалы, лактаза жетіспеушілігі гемолиттік анемия, гемофилияға әкеледі.

Жүре пайда болған энзимопатия — бұл ағзадағы белгілі бір мү­шенің патологиялық процессінің нәтижесінде пайда болған фермент жетіспеушілігі болып табылады. Олар үш топқа бөледі:

1. Токсикалық энзимопатия (уланудың нәтижесінде);

2. Алиментарлық энзимопатия;

3. Нейро-гуморальды энзимопатия.

Токсикалық энзимопатия себептеріне байланысты келесі топтарға бөлінеді:

а) фермент активтілігінің төмендеуіне байланысты;

б) белок биосинтезінің фермент әсерін спецификалық төмендетуіне байланысты;

в) белок биосинтезінің фермент әсерінің бейспецификалық тө­мен­де­туіне байланысты.

Алиментарлы — бұл белгілі бір уақытта берілетін тағамдық ра­ционның құрамдық катынасының бұзылуынан пайда болады. Алиментарлы энзимопатия келесі себептерге тығыз байланысты:

а) тағамдағы витаминдердің тапшылығына (авитаминоз);

б) микроэлементтердің тапшылығына;

в) тағамдағы белоктың тапшылығына (белоктық аштық).

Нейрогуморальдық реттелудің бұзылуынан болатын энзимопатия не­гізінен торшадағы процесстердің өзгеруіне тікелей жүйке қызметі мен гор­мональдық қызметтің сәйкестігінің бұзылуы және кейбір гормон бөлуші ұлпалардың қызметінің бұзылуына тіккелей байланысты болады.

Токсикалық энзимопатия экология әсерлерінен, кейбір дәрілік пре­параттардың әсерлерінен туындайды. Бұл улы заттардың әсерінен фер­менттің белоктық бөлігінің конформациясын өзгертуі арқылы жүретін процесс. Мысалы, антихолинэстеразалық әсер көрсететін ингибитор мен субстратқа ұқсас құрылысты диизопропилфторфосфатты жатқы­зуға болады.

Сонымен бірге, кейбір антибиотиктер де (актиномицин Д, пуромицин, хлорамфеникол және т.б.) белок синтезінің белгілі бір стадияларын тежейді. Афлотоксиндер де канцерогендік әсер беретін улы зат­тарға жатқызылады.

Энзимологияның қазіргі кезендегі ғылыми жетістіктері көптеген аурулардың дамуы механизмдерін түсінуге ықпал жасайды және прак­тикалық медициналық энзимодиагностика, энзимо-, коэнзимотерапия бөлімдерінің кең қолданылуына жағдай жасады.

Энзимодиагностика. Қазіргі заманғы клиникалық биохимия ұлпа­лардың, торшалардың, биосұйықтықтардың ферменттерінің активтілі­гін анықтаудың әртүрлі тәсілдерін кең қолданады. Бұл ағзаның диагностикасы үшін аса маңызды және көптеген аурулардың дамуының механизмі мен дифференциалды диагностикасы үшін ыңғайлы әдіс­терді береді.

Энзимодиагностика тәсілдері екі түрлі аспектіге бөлінеді:

1. Лабораториялық диагностикада ферменттерді аналитикалық реагент ретінде пайдалану. Бұл жолдар арқылы глюкозаны, этанолды, зәр қышқылын және т.б. анықтауға болады. Анықтау кезінде иммобилденген ферменттерді (ферменттер ерітілген күйде болады) мембранамен байланысқан ферменттерді пайдаланады. Олар биохимиялық автомат­тардың құрам бөліктеріне жатады.

2. Биологиялық материалдардағы ферменттердің активтілігін анықтау.

Энзимодиагностиканың теориялық негізіне ферменттердің ағзадан тысқары болғанда активтілігін тежеуі, субстраттық талғамдылық пен әсер ету талғамдылықтарының тежелуі жатқызылады. Торшалардың әр­түрлі мүшелері, ұлпалары мен органеллалары ферменттік және изоферменттік спектрлерімен сипатталады. Сонымен бірге кейбір ауруларда фермент активтілігінің өзгерісінің патогенетикалық өзгеруі де байқалады.

Әртүрлі мүшелерге әртүрлі ферменттік құрамы тән болғандықтан, оларды, мүшеспецификалық ферменттер ретінде қарастыруға болады. Сондықтан, сол мүшелерге тән ферменттік өзгерісті анықтаған соң бір науқастың бауырының зақымдалғанын, ал келесі науқастың басқа бір мүшелерінің бұзылатынын анықтауға болады. Және бұл клиникалық белгілерінсіз ақ түсініксіз диагнозды анықтауға мүмкіндік береді.

Энзимодиагностика өте сезімтал және ауруды ерте анықтауға ықпал жасайтын ерекше әдіс. Биологиялық материал ретінде қан, зәр, слекей, асқорыту сөлдері, пунктаттар, биоптаттар пайдаланылады.

Әртүрлі ауруларда фермент активтілігінің өзгеруімен бірге, белгілі бір мүшеге жатпайтын ферменттің, зақымданған торшалардан шығып, басқа ұлпа мен мүшелерден табылуы байқалады. Қанның ферменттік спектрін зерттегенде келесі өзгерістер байқалған: 1) қанда қалыпты жағдайда тұрақты түрде кездесетін ферменттердің активтілігінің тө­мендеуі және мөлшерінің көбеюі; 2) гистогематикалық кедергі өткіз­гіштігі бұзылуы себебінен сау ағзаның қанында кездеспейтін фер­менттің пайда болуы. Бауыр ауруларында қанда фруктозо-1-фос­фа­тальдолазаның, глюкозо-6-фосфатазаның, гистидазаның, уро­ки­на­за­ның концентрациясының жоғарлауы байқалады.

Жүрек ауруларының диагностикасы үшін қан сарысуында лактатдегидрогеназаны, глутамат-АлАТ-ты, глутамат-АсАТ-ты анықтау өте маңызды. Миокард инфарктісінде торшалардың көп мөлшерінің өлуі себебінен және торша мембранасы бұзылуы себебінен жоғарыда атал­ған ферменттер қанға өтетіндігі белгілі болады.

Трансплантацияда, мүшелерді ауыстырып салғаннан кейін болатын ферменттік өзгерістер де белгілі. Егер, ағза өзіне салынған мүшені қабылдамаса γ-глутаминтрансфераза ферменті активтілігінің жоғар­лауы байқалады.

Энзимотерапия және коэнзимотерапия — ферменттерді, оның құрамдық бөліктерін белгілі бір ауруларға қарсы емдеу құралы ретінде қолданудың әдістері мен тәсілдері, механизмінің негізін қалайды. Қа­зіргі кезеңде көптеген ферменттер ауруға қарсы дәрілік препарат ретінде кең қолданылады. Мысалы, асқорытуды жақсарту үшін асқа­зан сөлі құрамындағы пепсиннің мөлшерлерінің төмендеуінен болатын асқазан ауруларында, фистал, мезим препараттарын емдеу үшін қол­данады (орынбасушы терапия әдісі). Ұйқы безінің жұмысының жетіс­пеушілігінде оның протеолиттік ферменттері трипсин, химотрипсин ферменттері және ұйқы безінің құрғатылған сөлі панкреатин (липаза, амилаза, трипсин ферменттері қоспасы), химопсиндерді (химотрипсин, трипсин қоспасы) емдеуде қолданады. Трипсин жараның бетінен трофикалық жаралардан өлген ұлпалардан тазарту мақсатында және күйгенде емдеу үшін, қою секреттерді, экссудаттарды қан ұйымаларын сұйылту үшін және ісікке қарсы препарат ретінде қолданады. Мүйізді ірі қаралардың ұйқы безінен бөлінген коллагеназа, рибонуклеаза ферменттік препараттары да ісікке қарсы қолданылады. Буын ауруларын емдеуде гиалуронидазаны (лидаза немесе ринидаза, препараты түрін­де), гиалурон қышқылының гидролизін үдететін, мүйізді ірі қараның ұрық безінен алынған ферментті қолданады.

Қан тамырларының тромбозасын (бітелуін) емдеуде тромбаны ері­ту арқылы тромболиттік ферменттерді фибринолизин, тромболитин (трипсин мен гепарин комплексі) қолданылады.

Дезоксирибонуклеаза (ДНҚ-аза) (мүйізді ірі қараның ұйқы безінен бөлінген) деполимерлендіруге және іріңді сұйылтуға қабілетті және көздің вирустық ауруларын, коньюнктивитті емдеуде вирустық нуклеин қышқылдарының ыдырауын тездету үшін қолданады.

Аспарагиназа лейкозаның (ақ қан қатерлі ісігі) кейбір формаларын емдеуге қолданады. Аспарагин лейкозалық торшада синтезделмейтін­діктен, оны қан плазмасынан алады. Сондықтан науқастың қанына аспарагиназаны қосқанда қан плазмасындағы аспарагин ыдырайды да лейкоз торшасына қажетті аспарагин құрамды белок синтезделмейді, тоқталады, торша өледі.

Емдеу препараты ретінде кейбір коферменттер де кең қолданы­луда. Мысалы, пирожүзім қышқылын және α-кетоқышқылдардың тотығып декарбоксилденуі процессіне қатысатын коферменттер кокарбоксилаза (тиаминпирофосфат) және липой қышқылы көмірсулар алмасуын жақсартумен бірге бірнеше ауруларда (атеросклероз, бауыр зақымдалулары, ацидозда, қан айналысы жетіспеушілігінде) айқын эффект көрсетеді.

Қазіргі кезде витаминдер олардын коферменттік формалары да рибофлавин, рибофлавинмононуклеотид, никотинамид, кальций пантотенаты, пиридоксин, цианкобаламин препараттары түрінде ауруды емдеу үшін кең қолданылуда.