Энзимотерапия -
Применение ферментов в качестве лекарственных средств -
имеет много ограничений вследствие их высокой иммуногениости. Тем не менее энзимотерапию активно развивают в следующих направлениях:
заместительная терапия - использование ферментов в случае их недостаточности;
элементы комплексной терапии - применение ферментов в сочетании с другой терапией.
Заместительная энзимотерапия эффективна при желудочно-кишечных заболеваниях, связанных с недостаточностью секреции пищеварительных соков. Например, пепсин используют при ахилии, гипо- и анацидных гастритах. Дефицит панкреатических ферментов также в значительной степени может быть компенсирован приёмом внутрь препаратов, содержащих основные ферменты поджелудочной железы (фестал, энзистал, мезим-форте и др.).
В качестве дополнительных терапевтических средств ферменты используют при ряде заболеваний. Протеолитические ферменты - трипсин, химотрипсин - применяют при местном воздействии для обработки гнойных ран с целью расщепления белков погибших клеток, для удаления сгустков крови или вязких секретов при воспалительных заболеваниях дыхательных путей.
Ферментные препараты рибонуклеазу и дезоксирибонуклеазу используют в качестве противовирусных препаратов при лечении аденовирусных конъюнктивитов, герпетических кератитов.
Ферментные препараты стали широко применять при тромбозах и тромбоэмболиях. С этой целью используют препараты фибринолизина, стрептолиазы, стрептодеказы, урокиназы.
Фермент гиалуронидазу (лидазу), катализирующий расщепление гиалуроновой кислоты, используют подкожно и внутримышечно для рассасывания контрактур рубцов после ожогов и операций (гиалуроновая кислота образует сшивки в соединительной ткани).
Ферментные препараты используют при онкологических заболеваниях. Аспарагиназа, катализирующая реакцию катаболизма аспарагина, нашла применение для лечения лейкозов:
Предпосылкой антилейкемического действия аспарагиназы послужило обнаружение в лейкозных клетках дефектного фермента аспарагинсинтетазы, катализирующего реакцию синтеза аспарагина.
Лейкозные клетки не могут синтезировать аспарагин и получают его из плазмы крови. Если имеющийся в плазме аспарагин разрушать введением аспарагиназы, то в лейкозных клетках наступит дефицит аспарагина и в результате - нарушение метаболизма клетки.
Есть множество отдельных точечных примеров применения ферментов в медицинской практике, например, уреаза удаляет (расщепляет) мочевину в аппарате искусственная почка.
Применяются препараты, влияющие на ферменты. Интерфероны - ингибиторы размножения вирусов. Это небольшие белки, тормозящие биосинтез белка в клетке и активурующие РНКазу(расщепляет РНК). Это ведет к гибели клетки, но ради жизни других клеток. Интерфероны действуют через промежуточные факторы от поверхностного клеточного до ядра, активирую промежуточную протеинкиназу.
Применение ингибиторов ферментов: холинэстеразы (физостигмин, прозерин) приводят к накоплению нейромедиатора ацетилхолина в синапсах и показаны при миастении, двигательных и чувствительных нарушениях при невритах, радикулитах, психогенной импотенции.
Вещества – комплексообразователи: взаимодействуют с ионами металлов, лишая фермент активного центра или важного для функционирования кофактора.
Гормоны влияют на активность ферментов.
Витамины и их производные влияют на активность ферментов.
Гемосорбция – методика, позволяющая удалять из крови пациента токсические продукты вне организма.
Способы определения активности ферментов:
- по убыли (исчезновению) субстрата,
- по накоплению продукта,
- по выделению газообразных продуктов,
- по изменению цвета растворов,
- по выходу фермента не только в кровь, но из митохондрий, лизосом и т. д.
Специфичность ферментов к определенным субстратам широко нашла применение в настоящее время в лабораторной диагностике.
многие лабораторные методы основаны на взаимодействии добавляемого извне фермента с определяемым соединением. В результате возникает специфичный продукт реакции, после определения содержания последнего судят о концентрации искомого вещества (глюкозооксидазный, холестеролоксидазный методы),
иммуноферментные методы, основанные на образовании тройного комплекса фермент-антиген-антитело. Определяемое вещество не является субстратом фермента, но является антигеном. Фермент может присоединять этот антиген вблизи от активного центра. Если в среде есть антиген, то при добавлении антител и формировании тройного комплекса активность фермента изменяется. Активность фермента измеряют любым способом.
Особенности выделения ферментов
Ферменты - это белки, их можно выделить, в основном, из из живых объектов: дрожжей, растений, животных или человеческих тканей и пищеварительных соков. Классический способ выделения - фистула Павлова (трубка, выведенная наружу для получения ферментов пищеварения). Особенности выделения ферментов: мягкое разрушение клеточных мембран, все работы проводятся при охлаждении, при участии буферных растворов(чтобы не изменять рН), чистый фермент обычно сохраняют в лиофилизованном (высушенном) виде.
Новые подходы к применению ферментов
Ограничевает применение ферментов их нестабильность, недолгая жизнь, антигенные свойства, трудность доставки к тканям.
Создания иммобилизованных терапевтических ферментов. Если фермент предназначен для длительной циркуляции в кровотоке или его присутствие необходимо в различных органах, целесообразно создавать водорастворимые стабилизированные ферменты, обладающие повышенной стойкостью против различных денатурирующих воздействий физиологических механизмов инактивации и увеличенным временем циркуляции в организме. К этой же категории относятся и искусственные клетки, наполненные ферментами, в частности микрокапсулы, липосомы, «тени» эритроцитов. Используются иммобилизованные(присоединенные) ферменты: трипсина, а-химотрипсина, стрептокиназы с полисахаридами, полимерами и сополимерами винилового ряда, что приводит к получению производных, более стабильных по отношению к тепловой инактивации, автолизу и характеризующихся ослаблением сродства (от нескольких раз до 104 раз) или неполным ингибированием природными ингибиторами. Кроме того, антигенные, иммуногенные и аллергенные свойства протеиназ, особенно микробного происхождения (стрептокиназы), модифицированных растворимыми полимерами, гораздо меньше выражены, чем у нативных. В результате модифицированные растворимыми полимерами протеазы сохраняют высокую активность in vivo.
Описана иммобилизация ферментов на природном белке коллагене, на фибрине, лишенном антигенных свойств предварительным прогреванием, на сывороточном альбумине человека. Для иммобилизации протеолитических ферментов и особенно ферментов, предназначенных для тромболитической терапии, предложено использовать гепарин.