Содержание
-
Ф Е Р М Е Н Т Ы
-
ФЕРМЕНТЫ–высокоэффективные биологические катализаторы, синтезируемые живыми клетками
Впервые обнаружены в дрожжах
От греческого «en zyme» - «в дрожжах»
-
ЧРЕЗВЫЧАЙНО ВАЖНАЯ РОЛЬ
- Участвуют во всех химических процессах
- Клетка
- Организм
- Проявляют свою каталитическую активность в водной среде
-
ФЕРМЕНТЫ – ПРОСТЫЕ БЕЛКИ
- СОСТОЯТ ТОЛЬКО ИЗ ПОЛИПЕПТИДНЫХ ЦЕПЕЙ
- ГИДРОЛИЗУЮТСЯ ДО АМИНОКИСЛОТ
- ПЕПСИН, ТРИПСИН, УРЕАЗА
-
ФЕРМЕНТЫ– СЛОЖНЫЕ Б Е Л К И
Ионы металлов -
Ca2+, Zn2+, Fe2+, Mg2+, Mn2+,Cu2+, Cl-
Коферменты– органические молекулы, производные витаминов
НАД, НАДН, ФАД, ФМН, перидоксальфосфат и др.
- Стабилизация третичной/четвертичной структуры ферментов
- Связывание ферментов с субстратом
- Ферментативный катализ
- Ферментативный катализ (перенос электронов, ионов водорода, СО2, Химических групп: амино, ацильных и др.)
БЕЛОК + КОФАКТОР (ПРОСТЕТИЧЕСКАЯ ГРУППА)
-
Ф Е Р М Е Н Т Ы –ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ
Увеличивают скорость химической реакции в миллионы/миллиарды раз
БЕЗ УЧАСТИЯ ФЕРМЕНТОВ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРОТЕКАЮТ ТАК МЕДЛЕННО, ЧТО ПОЧТИ НЕ ОКАЗЫВАЮТ ВЛИЯНИЯ НА МЕТАБОЛИЗМ
! ! !
-
Изоферменты фермент, существующий в виде нескольких изоформ
- ферменты из одного источника
- катализируют одну и ту же реакцию
- отличаются по а/к составу
- могут иметь различный молекуллярный вес
- разную электрофоретическую подвижность
- разные иммунологические/биохимические характеристики
- различный рН-оптимум
- разная стабильность
- разные способы регуляции
ЛДГ – 5 изоформ – тетрамеры – комбинация 2 типов субъединиц
КК – 2 субъединицы – 3 изоформы
-
- ОРГАНЫ И ТКАНИ ИМЕЮТ ХАРАКТЕРНЫЙ ДЛЯ НИХ НАБОР ИЗОФЕРМЕНТОВ
- ОКОЛО 100 ФЕРМЕНТОВ ИМЕЮТ ИЗОФОРМЫ
- РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗОФЕРМЕНТОВ ЛДГ, КК, α-АМИЛАЗЫ В СЫВОРОТКЕ ВАЖНО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ РЯДА ЗАБОЛЕВАНИЙ
-
С У Б С Т Р А Т Ы –вещества, с которыми происходит химическое превращение под действием ферментов
СУБСТРАТЫ– ПРИРОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА ХИМИЧЕСКИ СИНТЕЗИРОВАННЫЕ
Фермент может иметь один или несколько субстратов
-
Каталитическая активность
Способность фермента превращать в продукт определенное количество молекул субстрата в единицу времени, оставаясь неизменным
Ферменты могут осуществлять от 1 до 106 циклов превращений субстрата в секунду
- 1 моль трипсина 100 цикл/сек, глюкозоксидаза –
- 17 000 цикл/сек, карбоангидраза – 600 000 цикл/сек
-
АКТИВАТОРЫ ФЕРМЕНТОВ
Соединения, которые приводят ферментв каталитически активное состояние
Ионы двухвалентных металлов: Zn2+, Cа2+, Mg2+,Cu2+
-
ИНГИБИТОРЫ ФЕРМЕНТОВ
Соединения, которые снижают каталитическую активность ферментов
И н г и б и р о в а н и е
- обратимое
- необратимое
- активность фермента
- восстанавливается
- активность фермента
- не восстанавливается
-
КОНКУРЕНТНЫЕ
НЕКОНКУРЕНТНЫЕ
СВЯЗЫВАЕТСЯ С АКТИВНЫМ
ЦЕНТРОМ ФЕРМЕНТА
↓ СКОРОСТЬ КАТАЛИЗА, СНИЖАЯ ДОЛЮ МОЛЕКУЛ ФЕРМЕНТА, СВЯЗЫВАЮЩИХ СУБСТРАТ
СВОЙ УЧАСТОК СВЯЗЫВАНИЯ НА МОЛЕКУЛЕ ФЕРМЕНТА
↓ СКОРОСТЬ КАТАЛИЗА, ИЗМЕНЯЯ СТРУКТУРУ АКТИВНОГО ЦЕНТРА ФЕРМЕНТА
-
СПЕЦИФИЧНОСТЬ ФЕРМЕНТА
ДЕЙСТВИЕ КАЖДОГО ФЕРМЕНТА СТРОГО ОГРАНИЧЕНО ОДНИМ ТИПОМ
РЕАКЦИИ И ОДНИМ СУБСТРАТОМ (НЕБОЛЬШИМ ЧИСЛОМ СХОДНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ)
-
Международная единица активности
МЕ - КОЛИЧЕСТВО ФЕРМЕНТА, КОТОРОЕ КАТАЛИЗИРУЕТ
ПРЕВРАЩЕНИЕ 1 МКМОЛЯ СУБСТРАТА ИЛИ ПОЛУЧЕНИЕ 1 МКМОЛЯ
ПРОДУКТА В МИНУТУ В СТАНДАРТНЫХ ОПТИМАЛЬНЫХ УСОВИЯХ
Единица активности в системе СИ – катал (кат.) – количество фермента, которое катализирует превращение 1 моля субстрата или получение
1 моля продукта в секунду 1 кат. = 6 · 107 МЕ 1 МЕ = 16.67 · 10-9 кат.
-
Классы ферментов
-
Ферменты участвуют во всех биологических процессах
Нарушение метаболизма, вызванное заболеванием, приводит к изменению концентрации соответствующих ферментов в биологических жидкостях
Определение активности ферментов в сыворотке крови и моче является незаменимым орудием
в диагностике и мониторинге целого ряда заболеваний
-
Применение ферментов в медицине
- диагностическое (энзимодиагностика)
- терапевтическое (энзимотерапия)
- в качестве специфических реактивов для определения ряда веществ (ферментативные методы определения субстратов)
-
Энзимотерапия
Заместительная терапия - использование ферментов в случае их недостаточности:
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.))
-
Как элемент комплексной терапии - применение ферментов в сочетании с другой терапией.
- 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)
-
Применение ферментов в качестве специфических реактивов
- специфические эндонуклеазы, катализирующие разрывы межнуклеотидных связей ДНК, для диагностики фенилкетонурии, α- и β-талассемии и других наследственных болезней)
- глюкозооксидазу применяют для количественного определения глюкозы в моче и крови.
- Фермент уреазу используют для определения содержания количества мочевины в крови и моче.
- С помощью различных дегидрогеназ обнаруживают соответствующие субстраты, например пируват, лактат, этиловый спирт и др.
-
Значение энзимодиагностики
Известнооколо 20 тестов, основанных на количественном определении активностиферментов (и изоферментов), главным образом в крови (реже в моче), атакже в биоптатах. В практическом плане энзимологические тесты должны помогать в ранней постановкеи дифференциации диагноза, информировать о возможном исходе болезни.
-
Энзимодиагностика
- постановка диагноза заболевания (или синдрома) на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека
- В особую группу выделяются иммуноферментные диагностические методы, состоящие в применении антител, химически связанных с каким-либо ферментом, для определения в жидкостях веществ, образующих с данными антителами комплексы антиген — антитело.
-
Ферменты сыворотки
Клеточные
поступают в кровь из органов и тканей. Уровень их сывороточной активности зависит от содержания энзимов в тканях, молекулярной массы, внутриклеточной локализации, прочности связи фермента со своей органеллой, а также от скорости гидролитического расщепления и элиминации
Секреторные
синтезируются клетками, поступают в кровь и выполняют специфические функции в кровяном русле, поэтому их называют собственно ферментами крови. Это ферменты свертывающей системы и фибринолиза, каллекриин-кининовой системы, холинэстераза и др.
Экскреторные
образуются пищеварительными железами и из их секретов поступают в кровь (амилаза, липаза и др.).
Органоспецифические
которые находятся в одном-двух органах – это наиболее информативные энзимы, т.к. увеличение их активности свидетельствует о поражении этих органов.
Неспецифические
Активность обнаруживается во всех органах и тканях, поэтому по увеличению их сывороточной активности трудно судить о локализации первичных патологических изменений
-
Причины повышения активности клеточных ферментов в крови
- нарушение проницаемости мембраны клеток (при воспалительных процессах)
- нарушение целостности клеток (при некрозе)
- повышенная пролиферация клеток с ускорением клеточного цикла (например, при онкопролиферативных процессах)
- повышенный синтез ферментов
- обструкция путей секреции ферментов в полости
- снижение клиренса (например, активность амилазы в сыворотке повышается при острой почечной недостаточности)
-
Факторы, определяющие концентрацию фермента в крови при повреждении клеток
- природа повреждающего воздействия,
- время действия и степень повреждения биомембран клеток и субклеточных структур органов,
- период полужизни (полураспада) в плазме крови каждого из диагностических ферментов,
- особенности распределения (топографии) ферментов в индивидуальных органах и тканях, а также их внутриклеточная локализация.
-
Примеры различной локализация ферментов в клетке
- Клеточная мембрана
- кислая фосфатаза,
- 5'-нуклеотидаза,
- гамма-глутамилтрансфераза (ГГТ)
- Цитоплазма
- аланинаминотрансфераза (АлАТ),
- аспартатаминотрансфераза (АсАТ),
- лактатдегидрогеназа (ЛДГ),
- креатинкиназа (КК)
- Митохондрии
- АсАТ
- КФК
- глутаматдегидрогеназа (ГДГ)
- Лизосомы
- Щелочная фосфатаза (ЩФ)
-
Причины понижения активности клеточных ферментов в крови (гипоферментемия)
- Гипоферментемия встречается относительно редко и касается в основном секреторных ферментов.
- В подавляющем большинстве случаев она связана с генетически детерминированными нарушениями синтеза определенных энзимов,
- реже – с ингибированием, усиленной деградацией или экскрецией
-
Механизмы удаления ферментов из крови
- Большинство ферментов катаболизируется плазменными протеазами и удаляется ретикулоэндотелиальной системой.
- Часть ферментов выделяется со слюной, желчью и другими секреторными жидкостями.
- Через почечный фильтр небольшие молекулы с молекулярной массой не более 60–70 кДа, (поэтому в норме количество экскретируемых ферментов невелико)
-
Основные правила дифференциальной диагностики
– Определение более чем одного фермента. Разные ткани содержат ферменты в разных количествах. Так, АлАТ и АсАТ содержатся в гепатоцитах и кардиомиоцитах, но АлАТ существенно больше в печени, а АсАТ в сердце. Поэтому при повреждении печени относительно больше повышается АлАТ, а при повреждении сердца – АсАТ.
– Определение спектра изоферментов. Данный подход основан на том, что отдельные изоформы характерны для разных тканей.
– Определение активности ферментов в динамике. Скорость изменения активности фермента в сыворотке определяется разницей между скоростью его появления в сыворотке и скоростью удаления из системы циркуляции. При инфаркте органа и некрозе поврежденных клеток в сыворотке крови происходит повышение активности внутриклеточных ферментов, специфичных для данной ткани, затем после выхода всего фермента активность его снижается. Важным является определение динамики изменения фермента и определение его активности в период повышения в сыворотке, т. к. слишком раннее взятие пробы для анализа может предшествовать подъему активности, слишком позднее – также не позволит получить необходимую информацию.
-
Не всегда активность фермента в сыворотке отражает тяжесть заболевания. Так, острое повреждение клеток при вирусном гепатите может сопровождаться очень высоким подъемом активности ферментов, которая будет падать по мере выздоровления. В то же время при циррозе печень может быть значительно сильнее вовлечена в патологический процесс, но скорость повреждения клеток ниже и активность ферментов в сыворотке будет повышена незначительно или будет находиться в пределах референтных значений. Этот пример еще раз подчеркивает, что любые результаты по исследованию активности ферментов в сыворотке должны быть обязательно сопоставлены с другими лабораторными анализами и с клинической картиной заболевания.
-
Перед тем как указывать на возможность патологического процесса, необходимо исключить возможность неспецифического повышения активности ферментов в сыворотке. Так, относительно невысокое повышение в плазме активности трансаминаз характерно для многих неспецифических патологических процессов. Тяжелая физическая работа, массивные внутримышечные инъекции могут привести к повышению активности КК в сыворотке. Некоторые лекарственные средства, в частности фенитоин, фенобарбитал могут индуцировать синтез микросомального фермента ГГТ и вызвать его повышение в сыворотке без всякого заболевания. Активность ферментов в сыворотке может меняться в результате агрегации с образованием макромолекул, например, при образовании комплексов с иммуноглобулинами, в которые вступают ЛДГ, ЩФ и КК.
-
Алкогольдегидрогеназа
- Алкогольдегидрогеназа (АДГ; КФ 1.1.1.1.) печеночный цитоплазматический фермент, класса оксидоредуктаз. АДГ является цинксодержащемферментом и преимущественно располагается в центролобулярном регионе печени. Алкогольдегидрогеназа способна нейтрализировать небольшиедозы алкоголя. Содержится в организме южных народов, в том числе у украинцев, русских, но почти отсут ствует у северных. Фермент катализируюет в присутствии НАД окисление спиртов и ацеталей до альдегидов икетонов.
- Идентифицированы изоферменты АДГ, специфичные для печени,слизистой желудка и почек. В больших количествах фермент находитсялишь в печени, но небольшие его количества содержат почки. Следы фермента также обнаруживаются в сердечной и скелетной мускулатуре человека. В сыворотке крови здорового человека отсутствует. Активность АДГответственна за метаболическое превращение метанола и этиленгликоля втоксические соединения. Этот эффект тормозится введением этанола.
-
- Изоферментный спектр алкогольдегидрогеназы печени отражает патологические изменения в организме, что используется для диагностическихцелей. АДГ – семейство тесно связанных ферментов с выраженным полиморфизмом, что может влиять на скорость выведения этанола. Резкое повышение содержания фермента наблюдается при острых гепатитах (приэтом его показатели приходят к норме раньше, чем показателитрансаминаз). При обтурационной желтухе, циррозах печени, инфарктемиокарда, мышечной дистрофии Эрба обычно не наблюдается повышенияактивности фермента в крови. Цианиды, йодоацетат тормозят действие энзима. Является специфическим для клеток печени. Появление его всыворотке крови свидетельствует о повреждении клеток печени. Служиткритерием выраженности гепатоцеллюлярного некроза и внутрипеченочного холестаза. АДГ рассматривается как высокочувствительный маркераноксии печени с поражением центров долек.
- Изоформы алкогольдегидрогеназы имеют большое значение в дифференциальной диагностике заболеваний печени. Так, АДГ1 повышается при вирусных гепатитах, АДГ2 – приалкогольных гепатитах, активности АДГ3 так же, как и АДГ2, чаще увеличиваються при циррозе печени. Референтные пределы: <2,8 МЕ/л · 0,017[<0,05 мккат/л].
-
Альдолаза
- Альдолаза (фруктозобисфосфат-(фруктозодифосфат)-альдолаза; КФ4.1.2.13) – фермент, относящийся к лиазам, катализирующий превращениефруктозо-1,6-дифосфата (бисфосфата) в дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат в процессе гликолиза. Фермент играет важнейшуюроль в энергетическом обмене. Молекулярная масса фермента 147–180 кДа,состоит из двух полипептидных цепей. Альдолаза присутствует во всехтканях организма. Генетически обусловленная неполноценность альдолазыявляется причиной наследственной непереносимости фруктозы.
- В норме в сыворотке крови активность альдолазы составляет от 0,0038до 0,02 (в среднем 0,012) мкмоль фруктозо-1,6-дифосфата, превращенногоферментом, содержащимся в 1 мл сыворотки крови, за 1 мин при 37 °С.
- Активность альдолазы в крови служит дополнительным диагностическим признаком ряда заболеваний. В ткани злокачественных опухолей фермент в несколько раз активнее, чем в неизмененных тканях, вэритроцитах активность фермента в 100 раз выше, чем в сыворотке крови, гемолиз существенно искажает результаты анализа. При ряде заболеваний (прогрессирующая мышечная дистрофия, инфаркт миокарда, активный ревматизм, рак, поражения печени и др.) активность альдолазы вкрови повышается, причем тем значительнее, чем тяжелее протекает болезнь.
- В качестве унифицированного метода определения альдолазыпринят метод Товарницкого–Валуйской, основанный на том, что продукты расщепления фруктозо-1,6-фосфата альдолазой при реакции с2,4-динитрофенилгидразином образуют гидразоны, окрашенные в щелочной среде. Интенсивность окраски пропорциональна активностифермента.
-
Альфа-амилаза
Альфа-амилаза (1,4-a-D-глюкан глюканогидролаза; КФ 3.2.1.1) относится к группе гидролаз, катализирующих гидролиз полисахаридов до моно- и дисахаридов (мальтоза, глюкоза), разрушая связи между 1 и 4 атомами углерода
-
Плазма крови человека содержит альфа-амилазы двух изозимных типов:
- панкреатическую (Р-тип), вырабатываемую поджелудочной железой (40%)
- слюнную (S-тип), продуцируемую слюнными железами (60%)
Уровень активности альфа-амилазы в норме:
- в сыворотке 25–220 МЕ/л;
- в моче 10–490 МЕ/л
-
- Оба изофермента амилазы имеют молекулярную массу около 45 кДа, поэтому фильтруются в почках и экскретируются с мочой. 65 % амилазной активности мочи обусловлено панкреатической амилазой.
- Активность α-амилазы в течение дня и от одного дня к другому подвергается значительным изменениям. Поэтому для наблюдения за динамикой изменения активности фермента необходим забор крови для анализа в одно и то же время суток. Существуют индивидуальные различия этих показателей у обследуемых без патологии органов пищеварения.
-
Выявление гиперамилаземи и гиперамилазурии является важным, но не специфическим тестом для острого панкреатита; кроме того, повышение ее активности может быть кратковременным. Для повышения информативности полученных результатов исследования полезно определение активности амилазы крови и мочи сочетать с параллельным определением концентрации креатинина в моче и сыворотке крови. На основании этих данных рассчитывают индекс амилазо-креатининового клиренса по формуле
-
АМ · КРС · 100
КРМ · АС
где:
- AM – амилаза мочи
- АС – амилаза сыворотки
- КРМ – креатинин в моче
- КРС – креатинин в сыворотке
-
В норме амилазо-креатининовый индекс не выше 3
Превышение считается признаком панкреатита, так как при панкреатите возрастает уровень истинно панкреатической амилазы, и ее клиренс осуществляется на 80 % быстрее клиренса амилазы слюны
-
При заболеваниях, протекающих под маской панкреатита, содержание амилазы сыворотки может увеличиваться, но показатель амилазо-креатининового клиренса остается нормальным
-
Аминотрансферазы
Аспартатаминотрансфераза
- (КФ 2.6.1.1. L-аспартат: 2-оксоглутарата-минотрансфераза, АСТ или АсАТ или более редкое название глутамат-оксалоацетаттрансаминаза (ГОТ).
- Нормальные величины активности ферментов в сыворотке/плазме –
АсАТ: 10–30 МЕ/л
-
Аланинаминотрансфераза
- (КФ 2.6.1.2. L-аланин: 2-оксоглутарата-минотрансфераза, АЛТ или АлАТ или более редкое название глутаматпи-руваттрансаминаза (ГТП).
- Нормальные величины активности ферментов в сыворотке / плазме –
АлАТ: 7–40 МЕ/л
-
- Аминотрансферазы катализируют процессы трансаминирования.
- Они распределены по всем органам и тканям.
- Роль кофермента в трансаминазныхреакциях играет пиридоксальфосфат (витамин В6).
-
АсАТимеет изоферменты, локализованные в цитозоле, в митохондриях,
АлАТ – имеет изоферменты, локализованные
- в цитозоле (преимущественно)
- в митохондриях (незначительно)
-
- АсАТ в высоких концентрациях присутствует в клетках сердечной и скелетных мышц, печени, почках, поджелудочной железе и эритроцитах.
- АлАТ в высоких концентрациях присутствует в клетках печени и в меньшей степени в скелетных мышцах, почках и сердце.
-
Поражение любого из этих органов и тканей может привести к существенному повышению трансаминаз в сыворотке крови
-
- Наиболее резкие изменения АсАТ наблюдаются при поражении сердечной мышцы.
- Например, при инфаркте миокарда активность АсАТ в сыворотке крови может повышаться в 4–5 раз. Между размерами очага инфаркта и активностью АсАТ в сыворотке имеется тесная корреляция: если в течение нескольких дней не происходит нормализация активности фермента, это свидетельствует о расширении зоны инфаркта.
-
Снижение активности АсАТ:
- при недостаточности пиридоксина (витамина В6)
- при почечной недостаточности
- при беременности
-
Повышение активности АлАТ наиболее часто отмечается при острых заболеваниях печени и желчных путей.
-
- Коэффициентде Ритис - АсАТ/АлАТ= 1,3 ± 0,4
- при заболеваниях печени – понижается
- при заболеваниях сердца – повышается
-
Гамма-глутамилтрансфераза
- Гамма-глутамилтрансфераза (ГГТ; КФ 2.3.2.2)
- Катализирует перенос гамма-глутамилового остатка с гамма-глутамилового пептида на аминокислоту, другой пептид или иной субстрат. В организме человека фермент участвует в метаболизме глутатиона
-
Тест по определению активности ГГТ в последнее время приобретает все большее значение в диагностике заболеваний печени и гепато-билиарного тракта, т. к. отличается большей чувствительностью, чем применяемые с этой целью тесты на АлАТ, АсАТ и ЩФ.
-
- Активность ГГТ в сыворотке крови повышается при любых патологиях печени и желчных путей.
- В зависимости от механизма повреждения печени степень увеличения активности ГГТ в сыворотке крови, заметно отличается, что позволяет успешно использовать этот маркер для дифференциальной диагностики заболеваний печени.
-
Существенное увеличение активности ГГТ наблюдается при холестазе, и лишь незначительное – при повреждении паренхимы печени (некрозе гепатоцитов).
-
Глутаматдегидрогеназа
Глутаматдегидрогеназа(ГДГ; КФ 1.4.1.3) – фермент, катализирующий превращение глутамата в 2-оксоглутарат и аммиак.
-
- ГДГ в наибольшем количестве содержится в клетках печени.
- Фермент находится внутри митохондрий гепатоцитов, поэтому увеличение его активности отражает глубину цитолиза клеток - по степени ее повышения можно судить о тяжести патологического процесса.
-
Повышение активности ГДГ и ГГТ во многом сходно, но есть различия: высокая активность ГДГ наблюдается при острых повреждениях печени, а высокая ГГТ – при длительных патологических процессах в печени.
-
Глутатионредуктаза
Глутатионредуктаза(ГР; КФ 1.6.4.2) – НАДФ-зависимый фермент, катализирующий превращение окисленной формы глутатиона в восстановленную.
-
ГР присутствует практически во всех тканях, но наибольшее его содержание в почках, печени, сердце и эритроцитах.
-
Повышение активности фермента наблюдается при гепатите, механической желтухе, сахарном диабете, при дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, серповидной и мегалобластной анемиях, после введения никотиновой кислоты, после физической нагрузки.
-
Недостаток ГР отмечается при дефиците рибофлавина.
-
Глутатионпероксидаза
Глутатионпероксидаза(ГП, КФ 1.11.1.9) – один из ключевых ферментов антиоксидантной системы организма, функцией которого является разрушение и инактивация пероксидов водорода и гидропероксидов (пероксидных радикалов) – токсичных соединений кислорода.
-
Содержитсяпрактически во всех тканях. ГП клеток печени состоит из четырех субъединиц, каждая из которых содержит в активном центре атом селена.
-
Пероксид водорода и активные радикалы образуются в результате пероксидного окисления липидов (ПОЛ), которые приводят к дестабилизации клеточных мембран и, в тяжелых случаях, к их разрушению. Активация ПОЛ наблюдается при различных заболеваниях: ишемия органов и тканей, сахарный диабет, атеросклероз и мн.др.
-
Определение ГП помогает оценить антиоксидантную способность организма при различных заболеваниях, а также у людей с повышенным риском селенового дефицита (в старческом возрасте, при плохом питании, курении, алкоголизме, стрессе, почечной недостаточности, химиотерапии и др.), рекомендовать назначение препаратов для антиоксидантной терапии и оценивать эффективность терапии.
-
- Увеличение активности наблюдается при:
- дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы
- остром лимфоцитарном лейкозе
- талассемии
-
Уменьшение активности ГП сопровождает:
- сердечно-сосудистые заболевания
- атеросклероз
- сахарный диабет
- аутоиммунные заболевания (ревматоидный артрит)
- процессы старения организма
- муковисцидоз
- шизофрению и маниакально-депрессивный психоз
-
Уменьшение активности ГП значительно повышает риск возникновения раковых заболеваний
-
Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа
Одним из основных поставщиков НАДФН для глутатионовой антиоксидантной системы является пентозофосфатный путь, ключевым ферментом которого является Г6ФДГ.
-
В большом количестве находится в эритроцитах и используется, в основном, для выявления на следственных заболеваний, связанных с дефицитом фермента – наиболее распространенной наследственной гемолитической анемии, обусловленной дефицитом активности Г6ФДГ эритроцитов.
-
Изоцитратдегидрогеназа
Изоцитратдегидрогеназа(ИДГ; КФ 1.1.1.42) – фермент, имеющий 2 формы коферментной специфичности (НАД и НАДФ-зависимые) и катализирующий обратимое окисление изоцитрата до 2-оксоглутарата.
-
- НАДФ-зависимая форма присутствует во всех тканях, но наибольшая ее активность обнаружена в печени, скелетной мускулатуре, сердце.
- Повышение активности ИДГ является чувствительным показателем поражения паренхимы печени, тяжелом инфаркте легкого, миелолейкоза, мегалобластной анемии.
-
Каталаза
Каталаза(КФ 1.11.1.6; Н2О2:Н2О2 – оксидоредуктаза) – фермент, катализирующий реакцию разложения пероксида водорода на воду и молекулярный кислород:
2 Н2О2 = О2 + 2Н2О
-
- В клетках каталаза локализуется в пероксисомах.
- Биологическая роль каталазы заключается в деградации пероксида водорода, образующегося в клетках в результате действия ряда флавопротеиновых оксидаз и обеспечении эффективной защиты клеточных структур от разрушения под действием пероксида водорода.
-
Каталазный индекс (отношение величины каталазной активности определенного объема крови к количеству эритроцитов в этом объеме), увеличивается при злокачественной и других макроцитарных анемиях
-
Уменьшение активности каталазы отмечается при злокачественных новообразованиях в печени и почках, причем существует зависимость между величиной опухоли, скоростью ее роста и степенью уменьшения активности каталазы.
-
Креатинкиназа
Креатинкиназа или креатинфосфокиназа(КК; КФ 2.7.3.2.) катализирует обратимую реакцию фосфорилирования креатинина с участием АТФ в результате чего образуются креатинфосфат и AДФ.
-
- Фермент существует в виде трех изоферментов:
- КК-ВВ (КК-1) – мозговой,
- КК-МВ (КК-2) – сердечный
- КК-ММ (КК-3) – мышечный
-
Увеличение общей КК:
- травмы,
- операции,
- инфаркт миокарда,
- уменьшение кровоснабжения мышц,
- миопатии,
- дерматомиозит,
- мышечные дистрофии,
- миокардиты,
- отравления, сопровождающиеся комой,
- инфекционные болезни (например, брюшной тиф).
-
КК-ММувеличивается в сыворотке при тех же состояниях, как и общая КК.
-
КК-МВ
- увеличивается более чем в 1,5 раза при:
- инфаркте миокарда
- незначительно увеличивается при:
- миокардитах
- стенокардии
- затяжной аритмии
- шоке
- тяжелых отравлениях
-
КК-ВВ
- незначительно повышается при:
- некоторых формах рака
- травме сердечной мышцы
- заболеваниях соединительной ткани
- у новорожденных при родовой травме мозга
- увеличиваться в 6 раз при:
- родах (источником являются матка и плацента)
-
Лактатдегидрогеназа
Лактатдегидрогеназа(ЛДГ; КФ 1.1.1.27) катализирует обратимое восстановление пирувата до лактата, в качестве кофермента используется НАДН
-
- ЛДГ имеет молекулярную массу около 134 кДа.
- ЛДГ тетрамер, состоящий из двух субъединиц – М (muscle – мышечная) и Н (heart – сердечная).
- В сыворотке присутствуют 5 изоферментов, различающиеся составомсубъединиц.
-
- ЛДГ - это цитозольный фермент, присутствует во всех клетках организма.
- В печени, сердце, почках, скелетной мышце и эритроцитах активность ЛДГ более чем в 500 раз выше, чем в сыворотке .
-
Изоферменты Лактатдегидрогеназы
-
Лактатдегидрогеназа
Повышается при остром повреждении:
- сердца
- эритроцитов
- почек
- скелетных мышц
- печени
- легких
- кожи
-
Общая активность ЛДГ в сыворотке крови не является специфическим тестом для определенной патологии. Поэтому необходимо разделять изоферменты ЛДГ и, затем, оценивать вклад каждого в общую активность, т.к. они органоспецифичны
-
Однократное исследование ЛДГ-1 обладает клинической специфичностью в отношении инфаркта миокарда в 66 % случаев, а определение ее в динамике (через каждые 4–6 часов в течение суток) – в 86 %
-
Однократное исследование ЛДГ1 обладает клинической специфичностью в отношении инфаркта миокарда в 66 % случаев, а определение ее в динамике (через каждые 4–6 часов в течение суток) – в 86 %
-
Повышение ЛДГ1 отмечается также при опухолях репродуктивных органов: тератома, семинома яичка, дисгерминома яичника
-
ЛДГ2,ЛДГ3иЛДГ4обладают промежуточными свойствами. Активность этих изоферментов повышается при массивном разрушении тромбоцитов (эмболия легочной артерии, массивные гемотрансфузии) и вовлечении в патологический процесс лимфатической системы.
-
- При нелимфоцитарных лейкозах увеличивается активность ЛДГ3 и ЛДГ4
- Увеличение ЛДГ3 иногда наблюдается при острых панкреатитах
-
Активность ЛДГ4 возрастает при:
- поражении печени
- в активную фазу ревматизма
- кардиосклерозе с нарушением гемодинамики
- остром нефрите
- поражениях почек
- опухолях печени, предстательной железы, шейки матки, молочной железы, кишечника
- тяжелых формах диабета
-
ЛДГ 5
- Наибольшее содержание этого изофермента характерно для скелетных мышц, печени, кожи, слизистых оболочек, а также клеток некоторых злокачественных опухолей.
- Значительное увеличение отмечается при:
- травмах, воспалительных и дегенеративных заболеваниях мышц
- многих болезнях печени (гепатиты, циррозы и др.).
- онкологических заболеваниях (например лимфолейкозы)
- активная фаза ревматизма
- глубоких поражениях почек, сопровождающихся их гипоксией, опухолях почек и отторжении пересаженной почки
- при тяжелых формах диабета
-
Липаза
Липаза (КФ 3.1.1.3) – фермент, катализирующий расщепление глицеридов на глицерин и высшие жирные кислоты
-
Различают липазу :
- желудочного происхождения,
- поджелудочной железы,
- легких,
- кишечного сока,
- лейкоцитов и др.
-
- Определение активности липазы в крови является наиболее информативным критерием диагностики острого панкреатита.
- Содержание липазы увеличивается и снижается параллельно повышению и снижению активности амилазы, но нормализация ее уровня происходит позже нормализации амилазы
-
Одновременное определение уровня альфа-амилазы (кровь и моча) и липазы – основа диагностики острого панкреатита. Повышение обоих или одного из ферментов выявляется у 98 % больных с острым панкреатитом.
-
5-Нуклеотидаза
- 5-Нуклеотидаза(5'-рибонуклеотид – фосфогидролаза; КФ 3.1.3.5) катализирует гидролиз только нуклеотид-5-фосфатов.
- Фермент распространен во многих тканях организма (печень, мозг, мышцы, почки, легкие, щитовидная железа, аорта).
-
Возрастание активности 5-нуклеотидазы происходит параллельно активности щелочной фосфатазы при холестазах любой локализации, но данный фермент более чувствителен по отношению к первичному и вторичному билиарному циррозу, а также к хроническому активному гепатиту.
-
Главное отличие 5-нуклеотидазы от щелочной фосфатазы: отсутствие реакции на костные заболевания. Считается, что 5-нуклеотидаза является специфической «желчной» фосфатазой.
-
Сорбитолдегидрогеназа
Сорбитолдегидрогеназа(полиолдегидрогеназа, L-идитол, НАД+5-оксидоредуктаза, СДГ, КФ 1.1.1.14) катализирует реакцию окисления сорбитола до фруктозы, при этом происходит восстановление НАД
-
СДГ содержится преимущественно в цитоплазме гепатоцитов, поэтому повышение активности фермента специфично отражает поражение печени.
-
Супероксиддисмутаза
Супероксиддисмутаза(супероксид оксидоредуктаза, СОД, КФ 1.15.1.1.) фермент (металлопротеин), катализирующий реакцию превращения двух супероксидных радикалов друг с другом, превращая их в менее токсичный пероксид водорода и кислород .
-
При инфаркте миокарда СОД защищает сердечную мышцу от действия свободных радикалов, образующихся при ишемии, при этом в сыворотке крови при инфаркте миокарда регистрируется высокая активность фермента.
-
Степень повышения СОД обратно пропорциональна деятельности левого желудочка, что используется как маркер для оценки повреждения миокарда и при мышечной дистрофии.
-
- Значительное увеличение активности СОД возможно при:
- ишемии органов
- нефропатии
- заболеваниях, сопровождающихся воспалением (ревматоидный артрит)
- сепсисе
-
Фосфатазы
Ферменты, катализирующие разрыв сложноэфирной связи в моноэфирах фосфорной кислоты с образованием свободного ортофосфата (аниона ортофосфорной кислоты); относятся к классу гидролаз.
-
Щелочная фосфатаза
- Оптимум рН щелочной фосфатазы лежит в щелочной среде (рН 8,6–10,1).
- Фермент расположен на клеточной мембране и принимает участие в транспорте фосфора.
-
- В сыворотке несколько изоферментов ЩФ, семь из которых имеют наибольшее клинико-диагностическое значение.
- Для диагностических целей чаще всего проводят определение активности костной и печеночной форм фосфатазы
-
1. Костная ЩФ
В кости ЩФ секретируется остеобластами, ее роль в формировании кости до конца не установлена. Предполагают, что она участвует в созревании матрикса и его минерализации.
-
1. Костная ЩФ
- Значительное увеличение ее активности в сыворотке крови наблюдается при повышенной деятельности остеобластов:
- рост костей (у детей активность выше, чем у взрослых; увеличивается эта активность в последний триместр беременности),
- возобновлении движений после длительного постельного режима,
- переломах, деформирующем остите,
- рахите.
-
2. Печеночная ЩФ
Представлена двумя изоферментами.
- 1 - основной фермент при патологии гепатобилиарного тракта
- 2 - основной фермент при гепатоцеллюлярнойпатологии
-
3. ЩФ желчи -фермент холестаза
Фермент высвобождается из поврежденных желчных протоков при:
- недостаточности выделения желчи, обусловленным нарушением ее выработки печеночными клетками (внутрипеченочный холестаз);
- прекращении тока желчи по желчным протокам (внепеченочный холестаз)
-
4. Кишечная ЩФ
Синтезируется энтероцитами, поступает в просветтонкого кишечника и частично всасывается в кровь. Вклад ее в общую активность ЩФ невелик. Ее активность может быть увеличена у лиц с I илиIII группой крови, особенно после приема пищи, при заболеваниях кишечника, сопровождающихся диареей.
-
5. Почечная ЩФ
Частично всасывается в кровь, но в основном, экскретируется с мочой. Тест используется в диагностике заболеваний почек(гломерулонефрит, пиелонефрит, нефропатии).
-
6. Плацентарная ЩФ
Появляется в сыворотке крови при беременности. Самое большое ее содержание отмечается в третьем триместре. Очень высокие цифры активности ЩФ наблюдаются у женщин с преэклампсией, что является следствием повреждения плаценты. Низкая активность ЩФ у беременных говорит о недостаточности развития плаценты
-
7. Неидентифицированные изоферменты ЩФ
- изоферменты Regan или Nagao опухолевого происхождения
- наиболее часто определяются при раке легкого
-
Кислая фосфатаза
Фосфатаза кислая (КФ, КФ 3.1.3.2) – фермент с широкой субстратной специфичностью, катализирующий расщепление сложноэфирных связей с образованием свободного ортофосфата, по спектру активности близкий к щелочной фосфатазе, от которой отличается иным действием на серосодержащие эфиры, оптимумом рН (4,7–6,0; у ЩФ – 8,4–9,4)
-
- Под наименованием «кислая фосфатаза» подразумевают все фосфатазы, проявляющие оптимальную активность при рН < 7,0.
- Это ферменты,которые находятся в клетках различных тканей в лизосомах и вне их. Самая высокая концентрация кислой фосфатазы отмечается в предстательной железе (простатический изофермент)
-
- Активность кислой фосфатазы сыворотки крови низкая в нормальных условиях.
- У мужчин примерно наполовину состоит из активности простатической фосфатазы, остальная активность связана с ферментом, происходящим из печени и разрушенных тромбоцитов и эритроцитов.
- У женщин кислая фосфатаза сыворотки происходит преимущественно из печени,эритроцитов и тромбоцитов.
-
Определение кислой фосфатазы в сыворотке обычно используютдля выявления или мониторинга рака простаты у мужчин
-
Тартрат-резистентная кислая фосфатаза (TRACP 5B)
- TRACP5B – фермент, секретируемый исключительно остеокластамии попадающий в повышенном количестве в кровоток при увеличении количества и возрастании активности остеокластов.
- Определение уровня тартрат-резистентной кислой фосфатазы 5в может быть использовано в качестве маркера метастатическогопоражения скелета.
-
Холинэстераза
- В тканях человека обнаружены два различных фермента этого типа:
- ацетилхолинэстераза («истинная» холинэстераза; КФ 3.1.1.7), котораяпреимущественно находится в нервной ткани, скелетных мышцах и в низкой концентрации в эритроцитах;
- сывороточная или псевдохолинэстераза, которая широко распространена, присутствует в печени, поджелудочной железе, секретируется печенью в кровь. Сывороточная холинэстеразаявляется ферментом, катализирующим реакцию гидролиза ацетилхолина
-
Холинэстераза
Определение активности холинэстеразы в сыворотке представляетнаибольший клинический интерес как показатель состояния белково-синтезирующей функции печени
-
Снижение активности холинэстеразынаблюдается при тяжелыххронических заболеваниях печени.
-
Повышение активности холинэстеразынаблюдается при нефротическом синдроме (усиление синтеза альбуминов печенью из-за быстрой потери мелкодисперсной фракции белков с мочой)
Повышение холинэстеразы может наблюдаться при:
- ожирении
- экссудативнойэнтеропатии.
- артериальной гипертонии,
- сахарном диабете,
- столбняке,
- маниакально-депрессивном психозе, депрессивных неврозах, тревоге
-
Эластаза
Эластаза-1 (панкреатическая) является протеолитическим ферментом, синтезируется в ацинарных клетках поджелудочной железы иэкскретируется в просвет двенадцатиперстной кишки вместе с другимиферментами, в виде предшественника – проэластазы, которая активируется трипсином. Эластаза абсолютно специфична для поджелудочнойжелезы и не определяется ни в каких других органах или тканях
-
Подобно другим панкреатическим ферментам (амилаза, липаза) показатель эластазы панкреатической начинает увеличиваться в крови в острый период панкреатита, что позволяет поставить диагноз этого заболевания.
-
Общие правила работы с ферментами
Нельзя сильно встряхивать растворы ферментов и допускать образование пены при их перемешивании, т. к. ферменты при этом могут инактивироваться в результате воздействия на них кислорода воздуха.
-
2. Растворенные, лиофильно высушенные реагенты, контрольные материалы и контрольные сыворотки, содержащие ферменты, перед использованием необходимо выдержать при комнатной температуре в течение времени, указанного в инструкции, чтобы фермент пришел в конформационно- активное состояние.
-
3. Время начала и окончания ферментативной реакции следует фиксировать по секундомеру.
4. Температура рабочего реагента должна быть такой, как указано в инструкции.
Общие правила работы с ферментами
-
Общие правила работы с ферментами
5. Не изменять соотношение рабочий реагент/сыворотка.
6. Нельзя разбавлять рабочий реагент.
7. Фотометрирование следует проводить в указанном в инструкции диапазоне.
-
8. Длина оптического пути кюветы должна соответствовать инструкции.
9. Калибровка для каждой серии обязательна.
10. Тщательно мыть посуду, наконечники, пипетки…
-
11. Следить за качеством воды
12. Использовать поверенные пипетки, особенно для микропроб.
13. Учитывать, что гемолиз завышает содержание ферментов, а, хранение занижает.
-
14. Строго соблюдать условия хранения
15. Регулярно проверять правильность и воспроизводимость рзультатов анализов по контрольным сывороткам
-
Спектр ферментов, определяемых в ИДЦ
- Альфа амилаза (сыворотка и моча);
- Амилаза панкреатическая;
- Аспартатаминотрансфераза;
- Аланинаминотрансфераза;
- Фосфатаза щелочная ;
- Лактатдегидрогеназа;
- Гаммаглутамилтрансфераза ;
- Липаза ;
- Холинэстераза .
-
Спасибо за внимание!
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.