7.3.1. Ферменты в клинической диагностике

Об эффективности и надежности диагностики с использованием фермен­тативных тестов можно судить по их чувствительности и специфичности. Чув­ствительность теста определяется достоверным отличием ферментативной ак­тивности в норме и при заболевании. Специфичность ферментативного ана­лиза считается хорошей, если достоверное изменение ферментативной актив­ности имеет место только при одном патологическом процессе.

Чаще всего в качестве диагностических и прогностических тестов приме­няют ферменты, циркулирующие в плазме крови. Ферменты, воздействующие на соответствующие субстраты и выполняющие специфические физиологиче­ские функции, называются функциональными ферментами. Кроме того, в кровь могут попадать внутриклеточные ферменты, что указывает на деструкцию тка­ней и клеток в результате какого-либо патологического процесса. Анализ та­ких ферментов наиболее важен для лабораторной диагностики, так как их по­явление в крови не только указывает на наличие патологического процесса, но и дает возможность определять орган, подверженный деструкции. Например, имеется три молекулярных формы альдолазы, локализованных в различных органах животного организма: А-форма — в мышцах, В-форма — в печени и С-форма — в ткани мозга. Появление в крови избыточного количества той или иной формы альдолазы дает возможность идентифицировать больной ор­ган и определять степень деструкции его клеток.

Появление в крови большого количества а-амилазы или липазы свиде­тельствует о наличии острого панкреатита, а лактатдегидрогеназы — инфаркта миокарда. Увеличение в сыворотке крови активности кислой фосфатазы од­нозначно указывает на наличие рака предстательной железы, а повышенное содержание церулоплазмина связано с наследственной патологией — гепато-лентикулярной дегенерацией.

Специфичность ферментативных тестов можно значительно повысить, про­водя анализ не общей ферментативной активности, а отдельных молекулярных форм или изоэнзимов. Для этого применяют такие методики, как электрофо­рез, ионообменную или гель-распределительную хроматографию, изоэлектри-ческое фокусирование. Еще одним методом анализа изоферментов может слу­жить использование специфических к изоферменту антител. Этот метод обла­дает высокой чувствительностью и может быть легко автоматизирован. В по­следние годы получила распространение диагностика наследственных заболеваний при помощи рекомбинантных ДНК и метода полимеразной цеп­ной реакции. В этой технологии большую роль играют ферменты рестриктазы.

7.3.2. Молекулярные основы энзимопатий

Ферменты имеют белковую природу, и их синтез находится под генетиче­ским контролем. Если патологический процесс обусловлен временным дефи­цитом соответствующего фермента, то показана заместительная энзимотера-

пия. Однако нередки случаи, когда дефицит или полное отсутствие ферме» связано с генетическими мутациями, вызывающими наследственные болез

Известны многочисленные случаи наследуемых нарушений синтеза ка, приводящих к тяжелым патологическим состояниям. Например, час ное подавление синтеза а- или р-цепей гемоглобина приводит к развитию молитических анемий или талассемий. В некоторых странах широко распг странена р-талассемия, связанная с наличием дефектных генов, кодирую! синтез р-цепей гемоглобина. Мутации генов, кодирующих синтез а-цег приводят к тяжелым последствиям уже на уровне внутриутробного разв* плода.

Наследственные болезни чаще всего связаны с недостатком одного нескольких ферментов в результате подавления их синтеза. Это приводит к 1 рушениям тех или иных обменных процессов и, как следствие, развитию личных заболеваний. Из-за отсутствия какого-либо фермента определенна-¹ звенья метаболических путей, состоящих из последовательно протекают реакций, оказываются блокированными. При этом метаболиты, образованные до дефектного звена, накапливаются в патологических количествах, а метабо­литы, синтез которых связан с последующими этапами, не образуются вовсе Это вызывает развитие физиологически не обоснованных биохимических акций, затрагивающих многие жизненно важные функции живого организма. Рассмотрим отдельные примеры.

Нарушение углеводного обмена. В результате дефицита фосфофруктокя-назы происходит снижение скорости гликолиза в мышцах и патологичес- -е отложение гликогена. Гликолиз подавлен также в эритроцитах, что мо/+г-быть причиной их хронического гемолиза.

Энзимопатия гексокиназы является причиной гемолитической анемии результате преждевременного распада эритроцитов.

Галактоземия представляет собой врожденное нарушение углеводного об­мена, связанное с дефицитом или полным отсутствием фермента, превращаю­щего галактозу в глюкозу. В детском возрасте галактоза является весьма суще­ственным компонентом питания, являясь составной частью лактозы — основ­ного углевода молока. Галактоза в организме превращается в глюкозу-1 -фос­фат следующим образом: Превращение галактозо-1-фосфата в глюкозо-1-фосфат происходит при помощи фермента галактозо-1-уридилтрансферазы. Именно этот фермент от­сутствует при врожденной галактоземии.

Нарушения обмена аминокислот. Фенилкетонурия является одним из ^лее распространенных заболеваний обмена фенилаланина и связана с :твием в организме фермента фенилаланин-4-гидроксилазы, которая ка-ирует превращение фенилаланина в тирозин. В организме при этом ивается большое количество фенилаланина, вызывающее ряд вторичных омических реакций. Так, взаимодействие фенилаланина с пируватом )дит к образованию фенилпировиноградной кислоты, которая в больших 1ествах выводится с мочой. (Это и послужило основанием для названия 41 патологии.) Фенилаланин или его производные поражают ткани моз-о приводит к умственной отсталости — олигофрении.