Медицинская энзимология. Первичные и вторичные энзимопатии, примеры. Энзимодиагностика и энзимотерапия, примеры.

Медицинская энзимология.

Применение в медицинской практике ферменты находят в качестве диагностических (энзимодиагностика) и терапевтических (энзимотерапия) средств. Ферменты также используются в качестве специфических реактивов для определения ряда метаболитов. Например, фермент глюкозооксидазу применяют для количественного определения глюкозы в моче и крови; фермент уреазу используют для оценки содержания в биологических жидкостях мочевины; с помощью различных дегидрогеназ выявляют наличие соответствующих субстратов, например пирувата, лактата, этилового спирта и т.д.

Энзимопатии.

Энзимопатии- заболевания, обусловленные отсутствием какого-либо фермента или изменением его активности.

Различают энзимопатии первичные (наследственные) и вторичные (приобретенные или алиментарные).Приобретенные энзимопатии, как и вообще протеинопатии, по-видимому, наблюдаются при всех заболеваниях.

При первичных энзимопатиях дефектные ферменты наследуются в основном, по рецессивно-аутосомному типу. При этом нарушается метаболический путь, содержащий дефектный фермент. Развитие заболевания в этом случае может происходить по одному из «сценариев»:

ü нарушается образование конечных продуктов, что вызывает недостаток определенных веществ (например, при альбинизме не вырабатывается пигмент в клетках кожи);

ü накапливаются субстраты-предшественники, оказывающие токсическое действие на организм (например, при алкаптонурии накапливается промежуточный метаболит - гомогентезиновая кислота, которая откладывается в суставах, вызывая в них воспалительные процессы).

ü Нарушение образования конечных продуктов и накопление субстратов- предшественников. Отмечают заболевания, когда одновременно недостаток продукта и накопление исходного субстрата формируют клиническую картину. Их примером является болезнь Гирке (гликогеноз I типа), при которой наблюдается гипогликемия в перерывах между приемами пищи. Это связано с нарушением распада гликогена в печени и выходом из нее глюкозы вследствие дефекта фермента глюкозо-6-фосфатазы. Одновременно у таких пациентов увеличиваются размеры печени (гепатомегалия) вследствие накопления в ней гликогена.

Вторичные энзимопатии являются следствием тех или иных патологических процессов, сопровождающихся нарушением активности ферментов. Так например, причиной развития вторичной лактазной недостаточности могут являться: кишечные инфекции вирусной и бактериальной этиологии, паразитарные заболевания (лямблиоз и др.), синдром короткой кишки (пострезекционный), целиакия, токсическое и лекарственное поражения кишечника (на фоне лучевой и химиотерапии, антибиотикотерапии).

Одним из вариантов вторичных энзимопатий являются алиментарные энзимопатии – патологические состояния, обусловленные стойкими нарушениями активности ферментов в связи с характером питания. Алиментарные энзимопатии могут быть обусловлены длительным дефицитом белка в питании (например при квашиоркоре), нарушением биосинтеза коферментов при витаминной недостаточности, угнетением синтеза металлоферментов при низком содержании в рационе соответствующих минеральных веществ. К алиментарным энзимопатиям относят и так называемые токсические энзимопатии, связанные с угнетением активности или биосинтеза отдельных ферментов различными естественными компонентами пищевых продуктов (ингибиторы протеолитических ферментов, антивитамины и др.) или чужеродными веществами (например пестицидами), содержащимися в них.

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

• Принципы энзимодиагностики основаны на следующих закономерностях:

ü в норме в сыворотке крови содержатся ферменты, выполняющие специализированные функции, например, участвующие в свертывающей системе крови. Клеточные ферменты практически не проникают из неповрежденных клеток в кровь. В минимальных количествах некоторые ферменты клеток могут определяться в крови;

ü при повреждении мембран клеток (воспаление, некроз) в крови или других биологических жидкостях (например, в моче) увеличивается количество внутриклеточных ферментов поврежденных клеток, активность которых можно зарегистрировать специальными биохимическими тестами;

ü для энзимодиагностики используют ферменты, имеющие преимущественную или абсолютную локализацию в определенных органах (органоспецифичность);

ü количество высвобождаемого фермента должно быть пропорционально степени повреждения ткани и достаточно для определения его активности;

ü активность ферментов в биологических жидкостях, обнаруживаемых при повреждении клеток, отличается от нормальных значений и стабильна в течение достаточно длительного времени (сутки);

ü появление в плазме крови ферментов, имеющих только цитозольную локализацию, свидетельствует о воспалительном процессе; при обнаружении митохондриальных или ядерных ферментов можно говорить о более глубоких повреждениях клетки, например некрозе.

ü Энзимодиагностика используется для установления диагноза при заболеваниях различных органов. Набор анализов зависит от возможностей конкретной биохимической лаборатории и постоянно совершенствуется. Наиболее распространены следующие энзимодиагностические тесты:

ü при заболеваниях сердца (инфаркт миокарда) - лактадегидрогеназа, креатинкиназа, аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза. Одним из первых белков при инфаркте миокарда в крови появляется белок - тропонин;

ü при заболеваниях печени - аланинаминотрансфераза, аспартатаминотрансфераза, ацетилхолинэстераза, гамма-глутамилтранспептидаза. При заболеваниях поджелудочной железы - панкреатическая амилаза, липаза;

ü при заболеваниях простаты - кислая фосфатаза.

Применение ферментов в качестве лекарственных препаратов (энзимотерапия)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 гастритах со сниженной секреторной функцией.

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 стали широко применяться при тромбозах и тромбоэмболиях для разрушения тромба. С этой целью используют препараты фибринолизина, стрептолиазы, стрептодеказы, урокиназы.

Общая характеристика витаминов, классификация. Гиповитаминозы, авитаминозы, гипервитаминозы, причины их возникновения. Водорастворимые витамины группы В и витамин С, их участие в метаболических процессах. Нарушение физиологических функций организма при недостатке витаминов, их причины.

Витамины - экзогенные низкомолекулярные БАВ, необходимые для оптимального обмена веществ и жизнедеятельности организма.

Источники витаминов. В отличие от других БАВ, синтез которых происходит в организме, большинство витаминов поступает в организм с пищей. Некоторые витамины синтезируются микроорганизмами в кишечнике, но в недостаточных количествах (витамин D).

Образование. Витамины образуются путем биосинтеза в растительных клетках и тканях. Обычно в растениях они находятся не в активной, но высокоорганизованной форме, которая, наиболее подходит человеческому организму, а именно - в виде провитаминов.

Основные признаки витаминов:

ü содержатся в пище в незначительных количествах (микро-компоненты);

ü либо не синтезируются в организме вообще, либо синтезируются в незначительных количествах микрофлорой кишечника;

ü не выполняют пластических функций;

ü не являются источниками энергии;

ü являются кофакторами многих ферментативных систем;

ü оказывают биологическое действие в малых концентрациях и влияют на все обменные процессы в организме, требуются организму в очень небольших количествах: от нескольких мкг до нескольких мг в день..

Основные формы нарушения обмена витаминов: авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы и дисвитаминозы.

Авитаминозы - патологические состояния, развивающиеся вследствие отсутствия в организме витамина или невозможности реализации его эффектов.

Причины авитаминозов:

♦ Отсутствие витамина в пище.

♦ Нарушение всасывания витаминов в кишечнике.

♦ Нарушение транспорта витаминов в ткани и органы.

♦ Расстройства механизмов реализации эффектов витаминов (отсутствие или снижение чувствительности рецепторов к ним, дефицит субстратов, ферментов и других компонентов их эффекторного механизма).

Гиповитаминоз - патологическое состояние, возникающее в результате снижения содержания или недостаточности эффектов витамина в организме.