Многие белки крови являются ферментами
Изменения в специфических ферментативных процессах могут быть причиной или следствием различных патологических состояний. Большинство ферментативных процессов локализованы внутри клеток, но определение активности ферментов внеклеточной среды (сыворотка, плазма, слюна, моча) имеет диагностическое значение и носит название энзимодиагностика.
Для правильной трактовки результатов врачу необходимо знать основы энзимодиагностики, иметь информацию о тканевой локализации фермента, его активности в различных компартментах клетки, влиянии на активность фермента принимаемых пациентом лекарств, устойчивости фермента при хранении, наличия изоферментых форм и т. п.
Содержание
Причины изменения активности ферментов в крови
Степень изменения активности ферментов клеточного метаболизма в сыворотке крови зависит от массы пораженного органа, распределения ферментов между тканями, локализации ферментов во внутриклеточных органеллах. При воспалительных процессах из клетки в первую очередь выходят цитоплазматические ферменты, при прогрессировании заболевания наблюдается некроз клеток и происходит разрушение органелл. В плазме обнаруживаются ферменты митохондрий и лизосом. Например, аланинаминотрансфераза (АЛТ, АлАТ) локализована в цитоплазме, а аспартатаминотрансфераза (АСТ, АсАТ) и в цитоплазме, и в митохондриях, глутаматдегидрогеназа — митохондриальный фермент.
Повышение активности в сыворотке крови может быть результатом ускорения процессов:
- синтеза — щелочная фосфатаза при рахите, гепатите;
- некроза клеток — АлАТ, АсАТ, ЛДГ, КК при инфаркте миокарда, кислая фосфатаза при аденоме простаты, липаза, амилаза при панкреатитах;
- понижения выведения — щелочная фосфатаза при желчнокаменной болезни;
- повышения проницаемости клеточных мембран — АлАТ, АсАТ, ЛДГ при гепатите.
Снижение активности вызывается:
- уменьшением числа клеток, секретирующих фермент (холинэстераза при циррозе печени);
- недостаточностью синтеза;
- увеличением выведения фермента;
- торможением активности в результате действия протеиназ.
В ряде случаев определенное диагностическое значение имеет установление взаимоотношений между изменением активности отдельных ферментов и получение своеобразных ферментных спектров крови. При этом удается установить достоверные ферментные симптомы отдельных заболеваний.
Например,
- острые гепатиты характеризуются резким увеличением активности аланин- и аспартатаминотрансфераз и альдолазы;
- инфаркт миокарда сопровождается увеличением активности лактатдегидрогеназы, креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы;
- при механических желтухах характерным является нарастание содержания щелочной фосфатазы без большого увеличения активности аминотрансфераз и альдолазы.
Ферменты сыворотки крови
- Ферменты, секретируемые в плазму, и выполняющие в ней специфические функции — истинноплазменные ферменты. В плазме их активность много больше, чем в органах (церулоплазмин, псевдохолинэстераза, липопротеинлипаза, белковые факторы систем свертывания крови, фибринолиза и кининогенеза, ренин). Снижение активности этих ферментов в плазме будет свидетельствовать о снижении синтетической способности клеток или о накоплении ингибиторов в плазме крови.
- Ферменты, не характерные для плазмы — органоспецифичные. Именно определение активности этих ферментов чаще всего используют для верификации диагноза и контроля лечения.
Выделяют две группы органоспецифичных ферментов:
- Ферменты клеточного метаболизма (индикаторные) — их активность резко повышается в плазме крови в случае нарушения проницаемости клеточных мембран или их альтерации, например
- при изменениях со стороны сердечной мышцы происходит повышение активности сердечного изофермента креатинкиназы (КК-MB), изоферментов лактатдегидрогеназы 1 и 2 (ЛДГ-1 и ЛДГ-2), аспартатаминотрансферазы,
- нарушения скелетных мышц — мышечного изофермента креатинкиназы (КК-MM), алкогольдегидрогеназы,
- костной ткани — щелочной фосфатазы (ЩФ), альдолазы (АЛД),
- предстательной железы — кислой фосфатазы,
- гепатоцитов — аланинаминотрансферазы, глутаматдегидрогеназы, холинэстеразы, сорбитолдегидрогеназы,
- желчевыводящих путей — щелочной фосфатазы, γ-глутамилтранспептидазы (γ-ГТП).
- Ферменты, экскретируемые в выводные протоки желчных путей, панкреатические и слюнные протоки. В норме активность таких ферментов в плазме намного ниже, чем в клетках и имеет постоянное значение (α-амилаза, липаза поджелудочной железы). Изучение активности этих ферментов позволяет судить о функционировании соответствующего органа.
Единицы измерения активности ферментов
Активность ферментов выражают в каталах (1 катал = 1 моль/с), в единицах активности (1 Е = мкмоль/мин или 1 U, 1 unit — стандартная международная единица фермента), в производных от других единиц измерения (моль/с×л, мкмоль/с×л, мкмоль/ч×мл, мг/ч×мл, в мккат/л).