Применение ферментов в медицине

Ферменты в медицинской практике находят применение в качестве диагностических (энзимодиагностика) и терапевтических (энзимотерапия) средств.

Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания или синдрома на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека.

Принципы энзимодиагностики основаны на следующих позициях:

1. При повреждении клеток в биологических жидкостях увеличивается концентрация внутриклеточных ферментов поврежденных клеток;

2. Количество высвобождаемого фермента достаточно для его обнаружения;

3. При повреждении клеток активность ферментов в биологических жидкостях стабильна в течение длительного времени и отличается от нормальных значений;

4. Ряд ферментов являются органо- и органелоспецифичными.

Направления энзимодиагностики:

I) Определение активности органо-, органеллоспецифических ферментов

И их изоферментов.

Ферменты плазмы крови можно разделить на 3 группы:

1) секреторные ферменты. Они секретируются определенными органами в плазму крови, в которой и выполняют свою функцию. Например: ЛПЛ, ЛХАТ, ферменты свертывающей и противосвертывающей системы крови;

2) экскреторные ферменты. Синтезируются в железах ЖКТ, выделяются в просвет кишечника, где обеспечивают процесс пищеварения. В кровь эти ферменты попадают при повреждении желез. Например, при панкреатите в крови обнаруживается панкреатическая липаза, амилаза, трипсин и т.д., при воспалении слюнных желез - амилаза слюны.

3) клеточные ферменты. К ним относятся общие, органо- и органеллоспецифические ферменты. Эти ферменты функционируют только внутри клеток, в плазму крови попадают, как правило, во время повреждения и гибели клеток. За счет естественной гибели клеток клеточные ферменты имеют в плазме крови постоянно низкую активность. Повреждение ткани вызывает многократное увеличение в плазме крови активности клеточных ферментов.

Экскреторные, клеточные органо- и органеллоспецифические ферменты, а также их изоферменты определяются в биохимических лабораториях для диагностики заболеваний ряда органов и тканей.

Аминотрансферазы. Локализуются в митохондриях, обеспечивают взаимопревращения аминокислот и кетокислот.

АСТ: асп+α-КГ↔ЩУК+глу. АСТ много в миокарде, по убыванию меньше в печени, скелетной мускулатуре, ЦНС, почках, семенниках. Активность в сыворотке крови 6-25МЕ/л.

АЛТ: ала+α-КГ↔ПВК+глу. АЛТ много в печени, поджелудочной железе, миокарде, скелетной мускулатуре. Активность в сыворотке крови 6-26МЕ/л.

Активность обеих трансаминаз в сыворотке крови возрастает в десятки раз при инфаркте миокарда (АСТ>АЛТ), при остром инфекционном гепатите (АЛТ>АСТ), а также при циррозе печени, мышечной дистрофии.

Информативными пробами являются креатинфосфокиназный и лактатдегидрогеназный тесты, относящиеся к некротическим ферментным методам. Их диагностическая ценность повысилась после внедрения в клиническую практику методов определения их изоферментов.

ЛДГ. Локализуется в цитозоле, обеспечивает взаимопревращения ПВК и лактата.

ЛДГ: ПВК+ НАДН₂ ↔ лактат + НАД⁺. ЛДГ₁ и ЛДГ₂ наиболее активны в сердечной мышце и почках, ЛДГ₄ ЛДГ₅ - в скелетных мышцах и печени. Активность в сыворотке крови 55-140МЕ/л.

При инфаркте миокарда в сыворотке крови резко повышается активность ЛДГ₁ и ЛДГ₂, а при поражениях скелетной мускулатуры и печени (гепатит, отравления хлорорганическими соединениями) повышается активность ЛДГ₄ ЛДГ₅.

Креатинкиназа (КК). Локализуется в цитозоле, митохондриях, миофибриллах.

КК: Креатин + АТФ ↔ креатинфосфат + АДФ. Изофермент КК-ВВ находиться преимущественно в головном мозге, МВ – в миокарде, ММ – в скелетных мышцах. Активность в сыворотке крови КК в норме до 90МЕ/л.

В сыворотке крови КК-ММ повышается при повреждении скелетных мышц (при прогрессирующей мышечной дистрофии в 50 раз), КК-МВ - при инфаркте миокарда. КК-ВВ не проходит гематоэнцефалический барьер и не имеет значения для диагностики патологий ЦНС.

В сыворотке крови повышена активность амилазы при остром панкреатите, кисте поджелудочной железы; γ-глутамилтранспептидазы - при остром инфекционном или токсическом гепатите, хроническом гепатите, циррозе печени; кислой фосфатазы - при карциноме простаты; щелочной фосфатазы - при заболеваниях костей, закупорке желчных протоков, при беременности и у детей.

Определение активности ферментов с диагностической целью проводят также в моче и в биоптатах органов и тканей.