Нарушение функции фермента вызывает болезнь.

Энзимопатии - заболевания, которые возникают при отсутствии или нарушении активно­сти ферментов. Если фермент полностью отсутствует, то цепь реакции в таком месте разрывается. Следствием этого является накопление продук­тов А и В, их концентрация в крови повышается. В резуль­тате через почки они попадают в мочу. Существует веро­ятность, что избыточно накопленный субстрат может пе­рейти на побочный путь метаболизма с образованием необычного вещества В1, которое также может попадать в мочу. Если выделение невозмож­но, то эти продукты накапливаются в органах и тканях (болезни накопления). Такой исход еще более вероятен если процесс распада блокируется, а синтез не нарушен. Клинические симптомы появляются в случаях, если избыточно накапливаемые вещества становятся токсичны в высоких концентрациях, если накапливаемые вещества препятствуют нор­мальному проявлению функции или если продукты С, Д чрезвычайно необходимы для дальнейшего использования. Частым следствием ферментных дефектов являются тяжелые нарушения центральной нервной системы с ограничением умственного развития. При ди­агностике подобных дефектов в клинической лаборатории доказательством является об­наружение необычно высоких концентраций веществ, возникающих при блоке (А, В) и (или) моче или ненормальных продуктов метоболического процесса (В). Более значимым доказательством служит обнаружение отсутствия самой ферментативной активности. Получить его значительно сложнее. Для этого ис­пользуют доступные для получения клетки (кожа, кровь) пациентов. Обсуждение конкретных ферментопатий будет проведено в соответствующих разделах учебника.

Энзимопатии следствие ошибок в синтезе белков.

Эти ошибки связаны с изменением участков ДНК, кодирующих структуру ферментов. Та­кие изменения называются мутациями. Так как дефект при репликации ДНК сохраняется,

в дальнейшем он становится врожденным,

Энзимопатии довольно редкие заболевания. Важно их диагностировать как можно рань­ше, поскольку на современном этапе восстановление повреждения ДНК невозможно и врачебная тактика сводится к устранению последствий. Можно, например, предупредить нарушение умственного развития при фенилкетонурии, исключив аминокислоту фенилаланин из питания ребенка в первые месяцы его жизни. Если упустить этот период време­ни, в дальнейшем лечение становится не эффективным.

Исследование активности ферментов помогает врачу в диагностике болезней.

Наступающие изменения активности ферментов в сыворотке крови, клеточном соке или моче могут использоваться для диагностики целого ряда заболеваний. На рис 2-16 показаны возможные причины ведущие к появлению тканевых ферментов в крови или моче

Рис 2-18. Причины появления и источники тканевых ферментов в плазме крови

Энзимодиагностика может быть эффективной в двух основных группах заболеваний:

• заболевания, которые связаны с нарушением функции или гибелью клеток,

• заболевания, при которых нарушается выделение (секреция) фермента.

В случае, если заболевание связано с повреждением клеток, начиная с ограничения функций мембран до тяжелейших повреждений органелл или всей клетки (некроз), то из клеток и поврежден­ных органелл специфические ферменты поступают через капилляры и лимфу в общий кровоток. Тогда их активность можно определять в крови. Если при заболевании заблокированы пу­ти выведения ферментов, то такие ферменты накапливаются сначала в клетках и органах, где они синтезируются, и затем могут проникать в кровь. В норме активность таких ферментов в крови незначительна. Поэтому всякое повышение ее наводит на мысль о повреждении. Все вышесказанное позволяет выделить две группы ферментов, важные с точки зрения диагностики заболеваний:

-клеточные ферменты,

-секретируемые ферменты.

Под секретируемыми понимают такие ферменты, которые образуются в оп­ределенных органах, и затем выделяются из них в кровь, желчь и/или в кишечник, где они выполняют свои функции. Типичным примером являются ферменты, принимаю­щие участие в переваривании пищи (липаза, амилаза), которые образуются поджелудоч­ной железой и выделяются в просвет кишечника. Аналогично, ферменты, катализирую­щие процессы свертывания крови, образуются в печени и выделяются в плазму крови. Острое воспаление поджелудочной железы может привести к тому, что ферменты, катали­зирующие в норме переваривание компонентов пищи, через поврежденные воспалением капилляры могут попасть в кровь. С другой стороны, перекрытие, в силу различных при­чин, просвета ходов, связывающих поджелудочную железу с кишечником, может сопро­вождаться возвратом ферментов в железу и уменьшением их поступления в кишечник. Хронические заболевания различных органов зачастую сопровождаются нарушением в них биосинтетических процессов. Вследствие этого снижается активность секреторных ферментов в местах их действия. Учитывая органную специфичность секретируемых ферментов, определение их активности в ряде случаев помогает в диагностике органной локализации заболеваний. В случае определения активности клеточных ферментов имеет­ся сложность в интерпретации полученных результатов. Она вызвана низкой их специ­фичностью, поскольку эти ферменты есть в каждом органе. Этот недостаток может быть устранен при определении изоферментов, которые имеют большую органоспецифично-

сть. В качестве примера можно привести определение активности изоферментов лактатде-

Рис 2-19.Изменения активности КФК (креатинфосфокиназы), АсАТ (аспарагиновая трансаминаза), ЛДГ (лактатдегидрогеназы), ГБДГ (гидроксибутират дегидрогеназы) у больного инфарктом миокарда в разные сроки после начала заболевания.

гидрогензы (ЛДГ). Повышение активности ЛДГ в крови указывает на поражение сердеч­ной мышцы, а увеличение - ЛДГ5 без существенного повышения ЛДГ, свидетельствует о поражении клеток печени. Повысить диагностическую ценность помогает также парал­лельное определение активности нескольких клеточных ферментов с последующим под­счетом их соотношения. Дело в том, что спектр активности клеточных ферментов в крови зависит от рода и места заболевания. Измерение активности ферментов имеет значение не только для постановки диагноза и ранней диагностики (к примеру, при инфекционном ге­патите оно проявляется уже в день появления клинических симптомов).

Повторное иссле­дование активности в процессе болезни позволяет следить за ходом патологического про­цесса и прогнозировать исход заболевания. При инфаркте миокарда вероятность возникновения рецидивов можно установить не только с помощью ЭКГ, но и используя определение активности ферментов.

Энзимодиагностические тесты при гепатитах, позволяют предсказать превраще­ние острых проявлений заболеваний в хронические, как и появление клинически бессим­птомных рецидивов.

При определении активности ферментов в сыворотке крови исключительное значение имеет время исследования, так как повышение активности в сыворотке происходит только в тот период развития заболевания, когда фермент появляется в крови. Обычно происхо­дит быстрое повышение активности и медленное возвращение ее к норме. На ри­сунке 2-19 показаны результаты наблюдения за активностью ферментов у больного инфарктом миокарда. Естественно, в данном раз­деле невозможно перечислить все возможности и особенности энзимной диагностики. Здесь упомянуты лишь принципиальные положения этого метода. При последующем об­суждении процессов обмена веществ, представления об энзимодиагностике будут расши­рены. В таб. 2-4 приведена информация об отдельных ферментах, которые нашли применение в медицинской практике.