3.7.Щелочная фосфатаза (лф)
Лужна фосфатаза (ЛФ) - фосфогідролаза моноефіри орто-фосфорної кислоти (КФ 3.1.3.1) - гідролізує різні синтетичні субстрати при оптимумі рН, рівному 10,0; субстрат ферменту in vivo точно не відомий. ЩФ - глікопротеїн; за структурою це димер з здавалося значною варіацією молекулярної маси ферменту в різних тканинах. ЩФ - метало-фермент, до складу активного центру ферменту входить атом цинку. Вважають, що атом цинку підвищує активність ферменту, забезпечуючи конформаційні зміни і гідроліз моноефіри ортофосфорної кислоти. Кожен мономер ЩФ містить три металлосвязивающіх центру. Позбавлений іонів цинку фермент втрачає активність, але відновлює її після додавання металу. Активність ферменту зростає в присутності іонів магнію, для оптимальної активності необхідно певне співвідношення іонів магнію і цинку.
ЩФ присутня у всіх органах людини; найбільш висока питома активність ферменту виявлена в епітелії тонкої кишки, епітелії канальців нирок, остеобластів, гепатоцитах і плаценті-фермент щільно пов'язаний з клітинної мембраною гідрофобним карбоксильних кінцем поліпептидного ланцюга; гідрофобний кінець ланцюга ідентичний у всіх ізоферментів ЩФ. ЩФ прикріплена до плазматичної мембрани за допомогою фосфатидилинозитолгликанового якоря. Молекули ЩФ на поверхні плазматичної мембрани розташовуються нерівномірно.
Молекулярна маса ЩФ становить 130-220 кДа. Асоціація ЩФ з глікозаміногліканами (нейрамінової кислотою) може змінити не тільки молекулярну масу ферменту, але і заряд молекули та її рухливість в електричному полі. Ступінь глікозилювання ЩФ в тканинах може впливати на її термолабільність.
В організмі людини біосинтез ферменту кодують три гени: один - печінковий, кістковий і нирковий ізоферменти, інший - кишковий ізофермент і третій - плацентарну ЩФ. Вважають, що існує і 4-й ген, який кодує синтез зародкової ЩФ. Остання локалізована в тонкій кишці плоду приблизно до 30 тижнів вагітності. Ембріональні і зрілі форми ЩФ подібні за каталітичної активності. Виділення ЩФ з тканини печінки за допомогою фосфатидилинозитолспецифической фосфоліпази призводить до утворення форм, схожих з присутніми в сироватці крові. Ці дані дозволяють вважати, що форми ЩФ сироватки крові утворюються шляхом ферментативного гідролізу тканинних форм.
Клінічне значення визначення активності ЛФ.
Підвищення активності лужної фосфатази у сироватці крові не завжди дозволяє з достатнім ступенем достовірності скласти уявлення про органотопіческой патології.
У клінічній біохімії активність ЛФ найбільш часто використовують в діагностиці патології гепатобіліарної системи та кісткової тканини. Активність ЛФ сироватки крові часто підвищена при обструктивних захворюваннях печінки, холестаз, гепатит, явищах гепатотоксичності, хвороби Педжета, остеомаляції, новоутвореннях, які втягли в патологічний процес печінка і кісткову тканину.
Низька або навіть невизначуване активність ЛФ відзначена при гепатолентикулярной дегенерації. Механізм цього феномена неясний, припускають, що іон міді конкурує з цинком за місце в активному центрі лужної фосфатази, що веде до різкого падіння активності ферменту. Застосування гіполіпідемічних препаратів, зокрема клофібрату, також інгібує фермент.
У недоношених дітей з метою ранньої діагностики рахіту рекомендовано визначати активність ЛФ.
Дослідження активності ЛФ у хворих з синдромом гіпофосфатазіі вказує на важливу роль ЩФ у мінералізації кісткової тканини. Синдром гіпофосфатазіі - вроджене захворювання кісткової тканини, що характеризується виборчої недостатністю синтезу ЩФ. У пацієнтів з подібною патологією в тканинах та сироватці крові значно знижена активність печінкового, кісткового та ниркового ізоферментів ЩФ при нормальній активності плацентарного і кишкового ізоферментів. Інша особливість захворювання - накопичення в крові та сечі фосфоровмісних комплексів, службовців ендогенним субстратом ЩФ. До них відносять фосфоетаноламін, пірофосфат, П-5-Ф і т. д. Захворювання викликане точковими мутаціями гена, що кодує синтез ферменту.
Підвищення активності ЛФ відбувається не тільки в умовах активного зростання кісткової тканини, але і при її руйнуванні - остеопорозі і подальшої остеомаляції. При важкому остеопорозі і остеомаляції активність ЛФ в сироватці крові може бути нормальною або слабо підвищеної (в 2-3 рази). Остеомаляція, верифіковані гістологічно, може протікати при нормальній активності ЛФ.
Активність ЛФ в сироватці крові може бути підвищена при остеоміодістрофіі, що розвивається як ускладнення тривалого гемодіалізу. При введенні циклоспорину після трансплантації підвищена активність ЛФ в більшій мірі залежить від токсичного впливу препарату на гепатоцити і в меншій мірі пов'язана з патологією остеобластів. У пацієнтів з гіперпаратиреозом активність ЛФ сироватки крові звичайно в межах норми, але при розвитку остеопорозу, особливо остеонекроза, може бути значно збільшена.
Дослідження активності ЛФ виявляється корисним і в диференціальної діагностики внутрішньо-і внепеченочного холестазу. У разі екстрагепатобіліарной обструкції при каменях жовчного протоку і жовчного міхура, а також при новоутвореннях в цих органах активність ЛФ підвищується в 10 разів і більше. Внутрішньопечінкових обструкція жовчних шляхів при гепатиті також супроводжується підвищенням активності ЛФ, але ступінь гіперферментемії не перевищує 2-3-кратного значення. Гострі некротичні зміни гепатоцитів можуть не супроводжуватися підвищенням активності ЛФ до тих пір, поки в патологічний процес не будуть залучені жовчні канальці і не відбудеться затримка жовчовиділення. У той же час далеко не у всіх випадках ураження паренхіми печінки існує чітка кореляційна залежність між активністю ЛФ сироватки крові та вмістом у ній білірубіну. На початку розвитку внутрішньопечінкового холестазу збільшення активності ЛФ може бути наслідком підвищення синтезу білка в гепатоцитах; подальше підвищення активності лужної фосфатази у сироватці крові, особливо у формі макро-ЩФ, пов'язане з порушенням цілісності клітин жовчних канальців.