 |
Требования к ферментам, используемым в клинико-биохимических исследованиях.
|
|
|
|
Лекция № 12
ТЕМА «Роль витаминов в ферментативных реакциях. Значение ферментов в медицине. Энзимопатии и энзимотерапия».
План изложения:
1 Роль витаминов в ферментативных реакциях.
1. Значение ферментов в медицине.
2. Энзимодиагностика и энзимотерапия.
3. Энзимопатии.
4. Требования к ферментам, используемым в клинико – биохимических исследованиях.
РОЛЬ ВИТАМИНОВ В ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЯХ.
В качестве простетической группы в молекуле энзима могут выступать витамины. В состав коферментов входят водорастворимые витамины, которые не синтезируются клетками человека и зависят от поступления пищи.
Коферменты, содержащие витамины делятся:
I. Коферменты, содержащие тиамин, образуются путём фосфорилирования витамина В1. Это тиаминмонофосфат (ТМФ),
Тиаминдифосфат (ТДФ), тиаминтрифосфат (ТТФ). Хорошо установлена роль тиаминдифосфата, известного под названием кокарбоксилаза. Он участвует в реакциях простого и окислительного декарбоксилирования L кетокислот. Входит в состав транскетолазы (пентозофосфатный путь окисления глюкозы).
I. Коферменты, содержащие рибофлавин (В2).
Существует 2 кофермента флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД). ФМН, ФАД участвуют в окислительно-восстановительных реакциях.
II. Коферменты, содержащие пантотеновую кислоту (В5).
Кофермент А (КоА-SH) – реакции переноса остатка кислоты (ацила). Кофермент А соединение, которое объединяет обмен разных веществ в клетке.
IV. Кофермент, содержащий витамин PP (никотинамид, В3).
Витамин PP входит в состав 2 коферментов никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ+). Входят в состав дегидрогеназ, катализирующих окислительно-восстановительные реакции.
|
|
|
V. В6. Образуется фосфорилированием двух производных пиридина – пиридоксаля и пиридоксамина. Ведущий кофермент пиридоксальфосфат. Входит в состав аминотрансфераз (АлТ и АсТ). Катализирует реакции обмена аминокислот: трансаминирование и декарбоксилирование.
VI. Фолиевая кислота. Содержит в своём составе ещё один витамин, парааминобензойную кислоту, которая соединена с глутаминовой кислотой. Кофермент тетрагидрофолиевая кислота катализирует реакции переноса фрагмента органических молекул, необходимых для синтеза нуклеотидов, аминокислот, липидов.
VII. В12 Существует два кофермента, метилкобаламин и 5-дезоксиаденозилкобаламин. Участвуют в реакциях переноса метильных групп, которые становятся важным источником одноуглеродных фрагментов.
I. Биотин (витамин H) – карбоксибиотин. Катализирует реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования.
ЗНАЧЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ.
Ферменты важны для диагностики заболеваний. Это связано с тем, что ферменты вырабатываются в клетках и при их разрушении поступают в кровь, мочу, пищеварительные соки. Каждый орган или ткань имеет характерный набор ферментов. Появление этих ферментов в крови позволяет установить патологию. Пример: в сердечной мышце содержатся креатинкиназа и аспартатаминотрансфераза. При инфаркте миокарда в крови резко повышается активность креатинкиназы и аспартатаминотрансферазы. Печень содержит преимущественно аланинаминотрансферазу, щелочную фосфатазу. Поэтому при патологии печеночной ткани в крови резко возрастает активность АлАТ и ЩФ. Так как содержание ферментов в крови величина довольно постоянная, то увеличение или снижение активности ферментов указывает на патологию.
Выход ферментов в кровь происходит не только при разрушение клетки, но и при повышении проницаемости клеточных мембран, т. е. в самом начале патологического процесса. Это особенно важно для ранней диагностики. Пример: при развитии инфаркта миокарда активность креатинкиназы резко возрастает уже в первые 2 -3 часа, через 3 часа после начала приступа панкреатита, возрастает активность L-амилазы; активность ЛДГ-4,5 высока ещё в доклинической стадии инфекционного гепатита.
|
|
|
Отмечена прямая связь между активностью ферментов и степеньюповреждения ткани. Снижение активности свидетельствует об ограничении некротического очага.
ЭНЗИМОДИАГНОСТИКА.
Ферменты оказывают помощь:
- в диагностике;
- помогают контролировать течение болезни;
- в прогнозе заболевания;
- в проведении дифференциальной диагностики.
При некоторых заболеваниях, ферменты являются единственным тестом. Так при недостаточности фенилаланингидроксилазы, идёт развитие фенилпировиноградной олигофрении.
1. Диагностика заболеваний связано с тем, что ферменты вырабатываются в клетках и при их разрушении поступают в кровь, мочу, пищеварительные соки.
А) Каждый орган или ткань имеет характерный набор ферментов – появление ферментов в крови позволяет установить патологию.
П: сердечная мышца – наиб. специфичная креатинкиназа (КК), аспартатаминотрансфераза (АсТ), ЛДГ-1
Печень – АлТ, ЛДГ – 5,4; ЩФ и АсТ
Почки – ЛДГ, ЩФ.
Некоторые ферменты вырабатываются в различных тканях (АлТ, АсТ) – учитывают их активность и количественные соотношения.
Так, в сердце АсТ > АлТ
печень АлТ> АсТ введен коэффициент де Ритиса
АсТ
= 1,33 (в сердце)
АлТ
Б) Содержание ферментов в крвои величина относительно постоянная, а повыш. и пониж. – патология.
Инфаркт миокарда КК, АсТ, ЛДГ-1
Заболевания печени: АлТ, альдолаза, ЛДг – 4, ЛДГ -5.
Заболевания панреаs: a-амилазы.
Злокачественная опухоль костей: ЩФ.
! Выход ферментов в кровь происходит не только при разрушении клеток, но и при повышении проницаемости мембран => в самом начале развития патологии – ранняя диагностика: активность КК повышается через 2-3 часа, АсТ повышается через 4-6 часов, после инфаркта миокарда.
Через 3 часа после начала принципа острого панкреатита повышается a-амилаза.
! Активность ЛДГ-4,5 повышается еще в доклинический п-д инфекционного гепатита.
|
|
|
В) Отмечена прямая зав-сть между активностью ферментов и степенью повреждения ткани (понижение активности свидетельствует об ограничении некротич. ожога).
П: ИМ: активность КК повышается и АсТ maх 3-5 сутки и потом понижается.
2. Дифференциальная диагностика – определение активности ферментов, их соотношения.
1) коэффициент де Ритиса
АсТ инф.м.
N = 1,33
АлТ гепатит < 1
2) паренхиматозные гепатиты - АлТ, АсТ, ЩФ, а при механической –
ЭНЗИМОТЕРАПИЯ.
Использование ферментов с терапевтической целью используется давно. Ещё в прошлом веке, после открытия пепсина, его стали применять при лечении диспепсии (нарушении пищеварения) и труднозаживающих язв.
Фибринолизин применяют при лечении незаживающих ран, пролежней, для рассасывания тромбов у больных тромбозами.
Фермент лидаза используется после операций для предотвращения образования грубых рубцов. Кроме того, данный фермент вызывает деполимеризацию мукополисахаридов, что приводит к увеличению проницаемости тканей и сосудистых стенок. Его используют для облегчения проникновения лекарств через межклеточную субстанцию при лечении процессов, связанных с разрастанием соединительной ткани.
Среди ингибиторов ферментов используется Трасилол – препарат, получаемый из околоушной железы крупного рогатого скота. Так, при остром панкреатите непосредственно в протоках поджелудочной железы наблюдается преждевременное превращение трипсиногена в трипсин, который воздействует на ткань и в большом количестве поступает в кровь. Трасилол, будучи ингибитором протеолитических ферментов, эффективен при лечении острых панкреатитов.
В настоящее время всё большее распространение получает препарат вобэнзим, который рекомендуют при воспалительных процессах. Он представляет собой комплекс гидролитических ферментов животного и растительного происхождения: трипсин, химотрипсин, амилазу, урокиназу. Природные энзимы, содержащиеся в этом препарате, действуют в широком спектре заболеваний. Они способствуют устранению функциональных нарушений кровоснабжения, предупреждают появление атеросклероза. Полагают, что при перегрузках, заболеваниях организму недостаточно того количества ферментов, которые он вырабатывает. Принимая вобэнзим, больной компенсирует этот недостаток ферментов, помогает организму.
|
|
|
При нарушении процессов пищеварения широко используются препараты, состоящие из смеси лиофилизированных ферментов ЖКТ и желчи: фестал, панзинорм форте, мезим форте, дигестал и др.
ЭНЗИМОПАТИИ.
Энзимопатии – заболевания, которые возникают при отсутствии или нарушении активности ферментов. Они классифицируются:
1. Наследственные, связанные с полным нарушением биосинтеза какого-либо фермента. Примером может служить дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) в эритроцитах. Биохимические дефекты приводят к тому, что эритроциты становятся чувствительными к воздействию различных неблагоприятных факторов, в том числе к приёму некоторых лекарств. Заболевание проявляется либо гемолитическими кризами, либо протекает в виде хронической гемолитической анемии.
Фенилкетонурия – заболевание, связано с дефектом фермента фенилаланиндегидроксилазы, превращающей фенилаланин в тирозин. В результате в крови накапливаются фенилпировиноградная, фенилмолочная и фенилуксусная кислоты, которые токсичны для клеток мозга. У детей развивается тяжёлое отставание умственного развития – фенилпировиноградная олигофрения. Нарушение умственного развития можно устранить. Если в первые месяцы жизни из питания ребёнка исключить аминокислоту фенилаланин. Если упустить этот период времени. В дальнейшем лечение становится неэффективным.
Альбинизм – заболевание, связанное с дефектом тирозиназы. В результате нарушено превращение тирозина в диоксифенилаланин (ДОФА), что ведёт к нарушению биосинтеза пигмента меланина. Признаки: слабая пигментация кожи и волос, красные зрачки глаз.
Алкаптонурия – ферментопатия, связанная с дефектом оксидазы гомогентизиновой кислоты. При этой болезни нарушено окисление гомогентизиновой кислоты в тканях, вследствие чего содержание её в жидкостях организма и выделение с мочой повышается. В присутствие кислорода гомогентизиновая кислота полимеризуется с образованием пигмента чёрного цвета – алкаптона. Проявляется пигментацией соединительной ткани, тёмной мочой, тёмными пятнами на коже.
2. Токсические, связанные с избирательным угнетением активности отдельных ферментов.
3. Алиментарные, вызванные дефицитом витаминов, белка, микроэлементов, разбалансированностью питания.
|
|
|
Энзимопатии, вызванные нарушением нейрогуморальной регуляции, связанные с нарушением внутриклеточной организации ферментативных процессов.
Требования к ферментам, используемым в клинико-биохимических исследованиях.
1. органоспецифичность.
2. низкая активность в крови в норме.
3. выход в кровь только при повреждении соответствующего органа.
4. высокая стабильность в крови (не менее 1-2 часов).
5. доступная методика определения активности фермента.
Вопросы для самоподготовки.
1. Какое значение имеют витамины для ферментов?
2. В состав каких ферментов входит витамин В1 и какие процессы катализирует?
3. Как называются коферменты, содержащие витамин РР? В состав каких ферментов входят и какие биохимические процессы катализируют?
4. Как называются коферменты, содержащие витамин В6? В состав каких ферментов входят и какие биохимические процессы катализируют?
5. Как называются коферменты, содержащие фолиевую кислоту? В состав, каких ферментов входят, и какие биохимические процессы катализируют?
6. Как называются коферменты, содержащие витамин В12? В состав, каких ферментов входят, и какие биохимические процессы катализируют?
7. Как называются коферменты, содержащие витамин Н (биотин)? В состав,каких ферментов входят, и какие биохимические процессы катализируют?
8. Какое значение имеют ферменты в диагностике заболеваний?
9. Перечислите ферменты, используемые в энзимодиагностике.
10. Перечислите ферменты, используемые в энзимотерапии.
11. Что называют энзимопатиями? Приведите примеры.
12. Какие требования предъявляются к ферментам, используемым в клинико- биохимических исследованиях?
Литература В. С. Камышников стр.493 -494.
В. К. Кухта стр.119 -124.
Разработала преподаватель клинической биохимии С. М. Новикова.
|
|
|
