Апр 15, 2016 Ферменты в медицине

Успехи современной биохимии в выяснении основательной природы
жизни и молекулярных баз патологии, включая потомственные
заболевания жителя нашей планеты, а также в определении структуры и функции белков
и нуклеиновых кислот в значимой ступени обоснованы пространным
внедрением в биохимию достижений физики, химии и арифметики.

Этот альянс с пунктуальными науками дозволил не совсем только создать
методологические подходы для наиболее глубочайшего исследования строения и
функций личных хим компонентов живой материи на
молекулярном ватерпасе, да и содействовал развитию новейших направлений
в биохимии, включая молекулярную биологию, биоорганическую химию и
энзимологию.Успехи современной биохимии в выяснении базовой природы
жизни и молекулярных баз патологии, включая потомственные
хвори жителя нашей планеты, а также в определении структуры и функции белков
и нуклеиновых кислот в значимой ступени обоснованы обширным
внедрением в биохимию достижений физики, химии и арифметики.

Этот альянс с пунктуальными науками дозволил не совсем только создать
методологические подходы для наиболее глубочайшего исследования строения и
функций личных хим компонентов живой материи на
молекулярном ватерпасе, да и содействовал развитию новейших направлений
в биохимии, включая молекулярную биологию, биоорганическую химию и
энзимологию.<!—more—>

Учение о ферментах — энзимология — перевоплотился в
без помощи других и интенсивно развивающуюся область познания.
Русские ученые (академики В.А. Энгельгардт, А.Е.
Браунштейн, С.Р. Мардашев, И.В. Березин и др.) внесли большой
вклад в мировую науку в области исследования структуры и функций
ферментов, устройств энзиматического катализа и регуляции
активности и синтеза ферментов; это содействовало
существенному улучшению способов диагностики, исцеления и
обслуживания болезней жителя нашей планеты.

До того как дотрагиваться мед тем энзимологии, коротко
перечислим главные функции ферментов не совсем только в организме
жителя нашей планеты и животных, да и в отдельной живой клеточке. Главный
и, быть может, основной функцией ферментов прибывает их
способность резко увеличивать (в 10-ки и сотки млрд разов)
скорость хим реакций, другими словами ферменты исполняют роль
катализаторов большущего числа хим реакций,
исполняемых раз в секунду во целых живых налаженности. Наиболее того,
ферменты прибывают регуляторами скорости хим реакций,
железно контролируя процессы синтеза и распада личных
хим компонентов клеточки и итого организма в целом.
Благодаря этому свойству ферментов живые порядка берегут
всепостоянство внутренней среды (так-называемый гомеостаз); они
выдаются от идущих в ногу со временем большущих промышленных производств не
мощностью либо даже не грузоподъемностью, а высочайшей
эффективностью, экономичностью, рациональностью и ювелирной
точностью результатов в микропространстве клеточки (никаких
побочных товаров, никаких отдалений, загрязняющих окружающую
среду).

Ферменты исполняют принципиальные защитные функции, обезвреживая как
экзогенные (поступающие из наружней среды), так и эндогенные
(образующиеся в самом организме) токсические вещества;
ругательные подвергаются под деяньем ферментов разным
реакциям окисления, возрождения и, в конце концов, распада на
продукты, утрачивающие родные токсические характеристики. Эта область
исследования заработала заглавие ксенобиохимии.

Ферменты применяются, не считая того, в качестве приборов для
воплощения высокого хим органического синтеза в
свободной, пищевой, микробиологической и лекарственной
индустрии (создание кормового белка, гормонов,
лекарств и вторых фармацевтических препаратов и
L-аминокислот), а также в генноинженерных исследованиях и
биотехнологии.

Дотрагиваясь мед тем учения о ферментах, идет как-то
итого выделить, что одно из многообещающих направлений
исследования ферментов — мед энзимология — появилось
логическим развитием корпоративного био учения о ферментах.
К истинному поры заработаны убедительные подтверждения, что
современная биология и медицина молвят на языке энзимологии и
что способности использования ферментов в медицине на теоретическом уровне
бесконечны [1, 2]. В частности, верно определились три
генеральных направления исследований в области мед
энзимологии: энзимопатология, энзимодиагностика и
энзимотерапия. По сиим вопросам созываются национальные и
международные конференции, симпозиумы и конгрессы, издаются
научные журнальчики (к примеру, «Вопросцы мед химии»),
публикуются ежегодные сборники (Advanses in Clinical
Enzymology, Annual Reports in Medical Chemistry) и т.д.
Отметим также, что в каждой из указанных областей мед
энзимологии водятся не совсем только собственные цели и определенные
задачки, да и предназначенные методологические подходы и методические
приемы. Гуще будут коротко изложены наши представления о главном
направлении мед энзимологии, в частности
энзимопатологии, и наиболее досконально о применении ферментов
для диагностики органических и многофункциональных поражений
организма и отдельных органов при патологии.

Область исследования энзимопатологии, желая и включает заглавие
патологии (учение о причинах и механизмах развития заболеваний),
по сути прибывает теоретической, базовой долею
мед энзимологии. Она призвана учить молекулярные
основания развития патологического процесса, основанные на принесенных
нарушения устройств регуляции активности либо синтеза
личного фермента, либо группы ферментов. Ферменты
исполняют не совсем только неповторимые каталитические функции, да и,
владея выраженной органотропностью и высочайшей спецификой
деянья, могут иметься употреблены в качестве самых мелких и
избирательных приборов для направленного действия на
патологический процесс. Как знаменито, из наиболее чем 2-ух тыщ
потомственных заболеваний жителя нашей планеты молекулярный механизм
развития выяснен только лишь у 2-ух — 3-х 10-ов. Плотнее итого
развитие хвори прямо соединено с потомственной
дефицитностью либо полным неименьем синтеза
один-одинехонек-единственного фермента в организме больного.

Обычным образцом схожей взаимоотношения хвори с неименьем синтеза
в печени специфичного фермента прибывает фенилпировиноградная
олигофрения — потомственное болезнь, приводящее в ранешном
детстве к погибели малыша либо к развитию тяжеленной умственной
отсталости. Молекулярный недостаток хвори содержится в
перекрытии перевоплощения неподменной аминокислоты фенилаланина
(Фен) в тирозин (Тир) в согласовании с уравнением

Оказалось, что фермент, катализирующий принесенную реакцию, —
Фен-4-гидроксилаза, вернее Фен-4-монооксигеназа, — не
синтезируется в клеточках печени, единственном органе, где он в
норме раскрыт. Следствием этого молекулярного нарушения размена
фенилаланина прибывает развитие томного потомственного
болезни, обусловленного лишним скоплением самого
фенилаланина и товаров его побочного пути размена —
фенилпировиноградной кислоты (отсюда и заглавие хвори) — в
организме, в частности в ткани мозга и сыворотке крови нездоровых
деток. Как правило диагноз ставят на основании хим способа
открытия фенилаланина либо фенилпировиноградной кислоты на
пеленках деток. Исцеление в главном сводится к исключению из
кормленья малыша (в том числе и из молока мамы) аминокислоты
фенилаланина [4]. Для такового малыша тирозин (сантим.. отличия в
формулах) оказывается неподменной аминокислотой.

Подобно, развитие иного томного потомственного
болезни — галактоземии, другими словами непереносимость молочного
сахара, соединено с неименьем синтеза в клеточках печени
фермента, катализирующего перевоплощение галактозы в глюкозу.
Следствием схожей аномалии прибывает скопление галактозы в
тканях и развитие катаракты в ранешном детстве, поражения тканей
печени и мозга, часто приводящие к погибели малыша; исцеление в
данном варианте сводится к исключению из диеты молочного сахара.

Кроме потомственных болезней, энзимопатология удачно
решает и трудности патогенеза соматических заболеваний, не столько
причинных причин, вызывающих развитие хвори, сколько
устройств развития более всераспространенных заболеваний
жителя нашей планеты. В частности, организованы большущие научные центры и
Научно-исследовательские университеты (Онкологический научный
центр РАМН, Кардиологический научный центр РАМН, НИИ
ревматологии РАМН), в задачку тот или иной заходит выяснение
молекулярных баз, к примеру, злокачественного роста,
артериосклероза либо ревматоидных артритов. Несложно
представить громадную роль ферментных налаженности либо даже отдельных
ферментов, нарушение регуляции активности либо синтеза тот или иной
приводит к развитию, формированию патологического процесса.

2-ое направление исследований в области мед
энзимологии — энзимодиагностика — призвано заниматься
разработкой ферментных тестов, основанных на определении
активности (ватерпаса) ферментов и изоферментов в био
жидкостях организма больного (сыворотка крови, желудочный либо
дуоденальный сок, спинномозговая жидкость, моча и др.). Эти
исследования развиваются в 2-ух направлениях: во-главных, по
пути поиска органотропных либо тканетропных ферментов,
специфичных для определенного органа, группы органов либо
целостного человеческого организма; во-вторых, по пути
совершенствования теснее обрисованных в литературе способов
определения активности ферментов в биосредах.

Диагностическая энзимология достигла больших фурроров, подсобляя
доктору не совсем только в постановке правильного диагноза болезни
и выяснения ступени тяжести хвори, да и в определении
корректности избранного способа исцеления. В нынешнее время
разработаны количественные способы анализа почти всех
всераспространенных ферментов, выявляемых в био
жидкостях при поражении различных органов. Для каждого из этих
ферментов определены контрольные величины (степени) активности
и границы потрясения в норме как в сыворотке крови, так и в
самом органе [3, 4].

В качестве образца можнож сослаться на результаты определения
активности 2-ух трансаминаз: аспартатаминотрансферазы (в
медицинской литературе преимущественно знаменитой как
глутамат-оксалоацетат-трансаминаза — GOT) и
аланинаминотрансферазы (глутамат-пируват-трансаминазы — GPT);
величины активности этих ферментов в сыворотке крови в норме
колеблются меж 5 — 40 международными единицами. При
сердечной дефицитности, при ишемической хвори сердца
активность обеих трансаминаз в сыворотке крови больного едва лишь
слегка, желая и статистически достоверно, увеличивается; но
при пришествии инфаркта миокарда теснее спустя 20 минут
активность обеих трансаминаз в сыворотке крови резко, в
10-ки и сотки разов, превосходит степени контрольных величин в
крови здорового жителя нашей планеты [3].

Нужно указать, что, кроме трансаминаз сыворотки крови,
при инфаркте миокарда очень информативными диагностическими
ферментными пробами прибывают лактатдегидрогеназный и
креатинфосфокиназный испытания, касающиеся также к так именуемым
некротическим ферментным способам. Это значит, что при
повреждении и распаде доли сердечной мускулы вследствие
закупорки коронарной артерии тромбом из обескровленной зоны
вымываются в кровь продукты распада, включая ферменты. Укажем
также, что при благоприятном финале хвори степени ферментов в
сыворотке крови ворачиваются к норме теснее ко 2 — 3-му дню потом
инфаркта. В то же пора при повторном инфаркте миокарда,
настающем как правило в движение основной недельки хвори,
электрокардиограмма как правило не улавливает повторного инфаркта,
тогда как ферментные испытания реагируют повторным и резким
ростом ватерпаса их в сыворотке крови.

Диагностическая ценность ферментов важно повысилась
потом внедрения в клиническую практику способов определения
изоферментов, распознающихся предпочтительно различной
электрофоретической подвижностью, желая и наделенных схожей
био активностью [3]. В данной для нас взаимоотношения идет наиболее
досконально осмотреть диагностическую значимость 2-ух
ферментов, определение изоферментных спектров тот или иной внедрено
практически во целых лабораториях медицинской химии мира.

Главным из их прибывает упоминавшаяся выше лактатдегидрогеназа
(ЛДГрам), тот или иной катализирует обратимое перевоплощение
пировиноградной кислоты в молочную кислоту по уравнению

Идет выделить, что ЛДГрам прибывает главным ферментом
анаэробного размена углеводов во целых живых организмах,
определяя скорость образования энергии в облике
аденозинтрифосфата (АТФ).

ЛДГрам — обширно всераспространенный фермент, он синтезируется практически
во целых клеточках человеческого организма [3]; распознают два вида
ЛДГрам: так-называемый сердечный тип, означаемый H-тип (от
англ. heart), и мышечный тип, означаемый M-тип (от англ.
muscle); любой из их состоит из 4 субъединиц,
означаемых согласно цифрами. Ежели в молекуле ЛДГрам все
четыре субъединицы представлены H-видом, ее означают ЛДГрам H4
; ежели все субъединицы составлены из M-вида, тогда фермент
означают M4 . Так как в клеточках постоянно хранятся два вида
молекул H и M, суммарно четыре субъединицы строятся как из H-,
так и из M-видов. Этаким образом, распознают 5 изоферментов ЛДГрам,
составленных из надлежащих видов H и M:

H4 , H3M1 , H2M2 , H1M3 и M4 ;

согласно они обозначаются: 1-, 2-, 3-, 4- и 5-й
изоферменты ЛДГрам.

При органическом поражении сердечной мускулы, к примеру при
инфаркте миокарда, в сыворотке крови резко увеличивается степень
не совсем только совместной лактатдегидрогеназы, но, что чрезвычайно принципиально для
точности диагноза, это рост предпочтительно обосновано
изоферментами 1 и 2, согласно H4 и H3M1 .

С иной страны, при поражениях скелетной мускулатуры, а
также при воспалительных действиях печени (гепатиты) либо при
вирусных поражениях ткани печени [4], и в конце концов, при
отравлении четыреххлористым углеродом либо иными ядовитыми веществами, иногда
предпочтительно поражается печень, вызывая некроз ткани [3,
4], изоферментный диапазон слева направо (другими словами
степени 5 и 4 изоферментов ЛДГрам резко увеличиваются при практически
неизмененном ватерпасе 1 и 2 изоферментов). Эти результаты чрезвычайно
главны для врачующего доктора, тот или иной на основании ключевым образом
медицинской картины хвори, лабораторных принесенных,
электрофоретической картины спектров ЛДГрам ставит конечный
диагноз и приступает к исцелению больного. Природно, что
способы исцеления будут резко выделяться, и в выборе этих способов
большую роль играет изоферментный диапазон ЛДГрам сердечного либо
мышечного вида.

Вторым ферментом, диагностическая ценность тот или иной еще выше,
в индивидуальности при инфаркте миокарда [3, 4], прибывает
креатинфосфокиназа (КФК), катализирующая биосинтез
креатинфосфата из креатина и АТФ в согласовании с уравнением

Креатинфосфокиназа — главный фермент биосинтеза
макроэргического (наделенного либо хранящего высочайший
энергетический потенциал) субстрата — креатинфосфата,
играющего вместе с АТФ выдающуюся роль в биоэнергетике
сердечной мускулы и итого организма. Оказалось, что молекула КФК
также состоит из 2-ух видов субъединиц: из M-вида (другими словами
мышечный тип, от англ. muscle) и B-вида (другими словами мозговой; от
англ. brain); согласно выделены и охарактеризованы три
изофермента КФК, тот или иной обозначаются латинскими знаками:
MM-изофермент (мышечный тип), предпочтительно соответствующий для
поперечно-полосатой мускулатуры, BB-изофермент (мозговой тип,
предпочтительно хранится в ткани мозга) и неоднородный тип,
означаемый MB-изоферментом, тот или иной хранится только лишь в
сердечной мышце.

Беря во внимание эти сведения, в частности органотропность изоферментов
КФК, при органических либо многофункциональных поражениях этих
тканей в сыворотке крови больного возникают в норме
отсутствующие изоферменты КФК, и, согласно, они
раскрываются при электрофорезе.

На нашей кафедре В.П. Сараев и Ф.Б. Левин изучили
сыворотку крови нездоровых инфарктом миокарда в динамике с
главного часа пришествия хвори и изобразили, что общественная
активность ЛДГрам резко увеличивается теснее спустя 0,5 часа и держится
на этом высочайшем ватерпасе до 2 — 3 дней, а у отдельных нездоровых —
до 4 дней; потом острого периода величины ЛДГрам стремительно прибывают
к норме, желая изоферментный диапазон ЛДГрам все еще бережет
сердечный тип до 7 — 8 суток. Укажем также, что во целых
вариантах инфактов миокарда, включая благоприятные случаи, В.П.
Сараев и Ф.Б. Левин определяли активность еще один-одинехонек фермента
— палитра-глутамилтрансферазы — в сыворотке крови. Оказалось,
что активность этого фермента медлительно увеличивается при
пришествии инфаркта, но высочайшие степени его возникают в крови
только лишь на 10 — 14-е день потом пришествия инфаркта. По
воззрению почти всех клиницистов, палитра-глутамилтрансферазный тест
сыворотки крови может служить принципиальным постинфарктным ферментным
тестом. Водящиеся сведения свидетельствуют о том, что
некротизированная зона сердечной мускулы вероятнее всего не
прибывает источником палитра-глутамилтрансферазы, так как
вымывание ткани при инфаркте настает теснее в основные 10 — 15
минут. Наиболее возможно предположение, что в процессе заживления
и наполнения некротизированной зоны обычной мышечной тканью
в постинфарктном периоде происходит усиленная васкуляризация
(развитие сосудистой сети); в эндотелии образующихся в данной для нас
зоне сосудов искренне завышенное численность (по активности)
палитра-глутамилтрансферазы, что, по-видимому, может служить
источником завышенного содержания этого фермента в сыворотке
крови нездоровых инфарктом миокарда.

Диагностическая энзимология достигла значимых фурроров при
постановке диагноза заболеваний не совсем только указанных органов, да и
вторых, в частности почек, поджелудочной железы, желудка,
кишечного тракта и беглых [2]. Обширно употребляют в медицинской
практике, к примеру, определение трансамидиназы в сыворотке
крови — фермента, обнаруженного только лишь в ткани почек и
поджелудочной железы; либо определяют активность фермента
гистидазы, найденного только лишь в клеточках печени и эпидермиса
кожи. Согласно, при органических поражениях этих
органов, воспалительных действиях, травмах, хирургических
вмешательствах в сыворотке крови нездоровых возникают указанные
ферменты, в норме отсутствующие в сыворотке.

Природно, что тут представлены едва лишь отдельные образцы из
крупного числа ферментов, определяемых в поликлинике, и описаны
только лишь некие хвори из ведомых практически 10 тыщ заболеваний
жителя нашей планеты. Но и из этих образцов можнож сделать заключение,
что ферментная диагностика может служить базой не совсем только для
постановки правильного и, что самое основное, своевременного
диагноза хвори, да и для проверки эффективности употребляемого
способа исцеления.

Владея высочайшей спецификой деянья, ферменты приспосабливаются
в качестве самых мелких и избирательных приборов в
направленном действии на движение всякий патологии. О ступени
поражения органов, биомембран клеток и субклеточных структур,
о тяжести патологического процесса можнож судить по возникновению
(либо резкому росту ватерпаса) органотропных ферментов и
изоферментов в сыворотке крови нездоровых, что сочиняет предмет
диагностической энзимологии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Браунштейн А.Е. На стыке химии и биологии. Мтр., 1987.
2. Мардашев С.Р. Биохимические трудности медицины. Мтр., 1975.
3. Зильва Мтр., Пэннел Грам. Клиническая химия в диагностике и
   лечении. Мтр.: Медицина, 1984.
4. Панченко Н.И., Гусева Н.Р., Масленникова Н.К. и др. //
   Лаб. диагностика. 1993. 4. С. 37 — 41

Оригинал статьи размещен на веб-сайте
«Российский переплет «

Создатель — Т.Т. Березов, Русский Институт дружбы
народов

Posted in ЭкоМедицина by admin with comments disabled.