3. Щелочная и кислая фосфатазы
В клинике широко используется определение активности фосфатаз. Они катализируют отщепление фосфорной кислоты от органических соединений:
R-OPO3H2 + H2O → R-OH + H3PO4
Оптимум рН для щелочной фосфатазы в зависимости от источника составляет 8,6 - 10,1, в среднем 10 единиц; оптимум рН кислой фосфатазы - 4,6 - 6,2, в среднем 5 единиц.
Щелочная фосфатаза
Щелочная фосфатаза (ЩФ) - это металлофермент, в активном центре которого есть катионы Zn. ЩФ есть во многих тканях, максимальная активность определяется в эпителии тонкой кишки, канальцах почек, остеобластах, гепатоцитах и плаценте.
ЩФ характеризуется гетерогенностью, которая имеет генетическую природу, а также может быть вызвана посттрансляционными модификациями (фосфорилирование, гликозилирование, ацетилирование). У человека биосинтез ЩФ кодируют три гена: один - печеночный, костный и почечный изоферменты, другой - кишечный изофермент, третий - плацентарный изофермент ЩФ. Кроме того, еще один изофермент ЩФ выявлен в жировой ткани.
Полагают, что существует и четвертый ген, кодирующий синтез зародышевойЩФ, которая локализована в тонкой кишке плода до 30 недели беременности.
Чтобы иметь представление о локализации патологического процесса, наряду с общей активностью ЩФ исследуют и ее изоферменты.
В норме у взрослых в плазме крови определяется ЩФ печеночного происхождения, у детей - костная ЩФ, что говорит о роли ЩФ в остеосинтезе и кальцификации - образовании кристаллов апатитов. Существует синдром гипофосфатаземии - врожденного заболевания костной ткани со сниженным синтезом ЩФ. У пациентов с синдромом гипофосфатаземии в тканях и сыворотке крови резко снижена активность печеночного, костного и почечного изоферментов ЩФ при нормальной активности кишечного и плацентарного изоферментов. В крови и моче этих пациентов накапливаются фосфорсодержащие субстраты ЩФ.
Повышение активности щелочной фосфатазы происходит не только в условиях роста костной ткани, но и при ее разрушении - остеопорозе и последующей остеомаляции, хотя при тяжелом остеопорозе и остеомаляции активность ЩФ может оставаться в пределах нормы или незначительно повышаться.
У мужчин активность ЩФ больше, чем и у женщин. Постоянный уровень фермента устанавливается к 20 годам. После окончания формирования скелета наличие костной ЩФ в сыворотке крови в больших количествах свидетельствует о наличиии опухолей, а в небольшом количестве - о деструктивных изменениях в костях и суставах.
Наиболее часто определение активности ЩФ используется в диагностике заболеваний гепатобилиарной системы: активность фермента увеличивается при обструктивных заболеваниях печени, гепатите, холестазе, гепатотоксичности, а также новообразованиях, вовлекших в патологический процесс печень и костную ткань.
Низкая активность ЩФ вплоть до отсутствия наблюдается при гепатолентикулярной дегенерации. Предполагают, что при этом заболевании катионы Cu2+ конкурируют с катионамиZn2+ в активном центре фермента, что приводит к падению активности ЩФ.
Существуют изоферменты ЩФ, которые эктопически продуцируются опухолевой тканью и используются как маркеры опухолевых заболеваний: изофермент Регана (плацентрная ЩФ), изофермент Нагао (тестикулярная, или плацентарноподобная, ЩФ), изофермент Касахара (зародышевая кишечная ЩФ).
Несмотря на наличие изоферментов, определение общей активности ЩФ используется как индикатор рака молочной железы с метастазами в кости.
В оценке выживаемости пациентов с раком предстательной железы повышение общей активности ЩФ рассматривается как прогностически неблагоприятный признак.
Кислая фосфатаза
Кислая фосфатаза (КФ) представлена тремя изоферментами: II, III и IV. Главным источником КФ является предстательная железа - КФ II. КФ III локализована в печени и других паренхиматозных органах, а КФ IV - в эритроцитах и тромбоцитах. Поскольку КФ присутствует в эритроцитах, то гемолизированная кровь не используется для определения активности данного фермента.
В клинических исследованиях определение активности КФ в сыворотке крови используется для диагностики рака предстательной железы и для наблюдения за ходом лечения.
Вопрос: Сравните кислую и щелочную фосфатазы, подобрав правильные соответствия.
Катализирует реакции отщепления фосфата от органических соединенией. = Оба фермента
Катализирует реакции присоединения фосфата к органическим соединениям. = Ни один фермент
Изоферменты эктопически продуцируются в опухолях. = Щелочная фосфатаза
Активность будет завышена при определении в гемолизированной крови. = Кислая фосфатаза
В норме у взрослых определяется активность печеночного изофермента в плазме крови. = Щелочная фосфатаза