Введення
Мета роботи: ознайомлення з основними ферментами, використовуваними при клінічної діагностики та оцінка їх інформативності.
Предметом дослідження є основні ферменти клінічної діагностики.
Досягнення ензимології знаходять все більше застосування в медицині, зокрема у профілактиці, діагностиці та лікуванні хвороб. Успішно розвивається новий напрямок ензимології-медична ензимологія, яка має свої цілі і завдання, специфічні методологічні підходи і методи дослідження.
Медична ензимологія розвивається за трьома головними напрямами, хоча можливості застосування наукових досягнень ензимології в медицині теоретично безмежні, зокрема в області ензімопатологіі, ензимодіагностики і ензимотерапії.
Ензимодіагностика, безумовно, є важливою і актуальною для сучасної медицини та науки, так як біохімічні дослідження, білкового спектру, активності ферментів в крові та інших біологічних рідин, які здійснюються в цій області, сприяють виявленню причин, що призводять до різних поталогіям, і допомагають запобігти або послабити їх несприятливу дію на організм.
1. Ензімопатологія
Область досліджень ензімопатологіі є теоретичною, фундаментальною частиною патології. Вона покликана вивчати молекулярні основи розвитку патологічного процесу, засновані на даних порушення механізмів регуляції активності або синтезу індивідуального ферменту або групи ферментів. Маючи високу каталітичну активність і вираженої органотропность, ферменти можуть бути використані в якості самих тонких і виборчих інструментів для спрямованого впливу на патологічний процес. Як відомо, з більш ніж 5000 спадкових хвороб людини молекулярний механізм розвитку з'ясований тільки у 2-3 десятків. Вважають, що розвиток хвороби частіше за все пов'язане із спадковою недостатністю або повною відсутністю синтезу одного-єдиного ферменту в організмі хворого. Іноді хвороби називають також ензимопатій. Так, галактоземія-спадкове захворювання, при якому спостерігається ненормально висока концентрація галактози в крові. Хвороба розвивається в результаті спадкового дефекту синтезу ферменту гексозо-1-фосфат-уріділтрансферази, каталізує перетворення галактози в легкометаболізіруемую глюкозу. Причиною іншого спадкового захворювання - фенілкетонурії, що супроводжується розладом психічної діяльності, є втрата клітинами печінки здатності синтезувати фермент, що каталізує перетворення фенілаланіну в тирозин.
Ензімопатологія успішно вирішує й проблеми патогенезу соматичних хвороб; ведуться роботи зі з'ясування молекулярних основ атеросклерозу, злоякісного росту, ревматоїдних артритів та ін Неважко уявити величезну роль ферментних систем або навіть окремих ферментів, порушення регуляції активності та синтезу яких призводить до формування або розвитку патологічного процесу.
2.Ензімодіагностіка
Ензимодіагностика полягає в постановці діагнозу захворювання (або синдрому) на основі визначення активності ферментів у біологічних рідинах людини. Ензимодіагностика-розвивається по двох шляхах.
Один шлях-використання ферментів як виборчих реагентів для відкриття та кількісного визначення нормальних чи аномальних хімічних речовин в сироватці крові, сечі, шлунковому соку та ін (наприклад, виявлення за допомогою ферментів глюкози, білка або інших речовин в сечі, в нормі не виявляються ).
Інший шлях-відкриття та кількісне визначення самих ферментів в біологічних рідинах при патології. Виявилося, що ряд ферментів з'являється в сироватці крові при розпаді клітин (звідси їх назва «некротичні ферменти»). Для діагностики органічних та функціональних уражень органів і тканин широко застосовуються окремі ферментні тести, вигідно відрізняються від інших хімічних діагностичних тестів, які використовуються в клініці, високою чутливістю і специфічністю. Відомо близько 20 тестів, заснованих на кількісному визначенні активності ферментів (і ізоферментів), головним чином в крові (рідше в сечі), а також у біоптатах (шматочки тканин, отримані при біопсії). Слід зазначити, що з величезної кількості ферментів (більше 3500), відкритих в природі (частково і в організмі людини), в діагностичній ензимології використовується лише обмежений набір ферментів і для дуже невеликого числа хвороб (гепатити, інфаркт міокарда, органічні ураження нирок, підшлункової залози , печінки та ін.) Доведено, що органи і тканини людини характеризуються специфічним ферментним і ізоферментному спектром, схильним не тільки індивідуальним, але і добовим коливанням. Існує великий градієнт концентрації ферментів між внутрішньоклітинними і позаклітинними частинами тіла. Тому будь-які, навіть незначні, пошкодження клітин (іноді функціональні розлади) призводять до виділення ферментів в позаклітинний простір, звідки вони надходять в кров. Механізм гіперферментаціі (підвищений вміст ферментів у крові) до кінця не розшифрований. Підвищення рівня внутрішньоклітинних ферментів у плазмі крові прямо залежить від природи шкідливого впливу, часу дії та ступеня пошкодження біомембран клітин і субклітинних структур органів. В оцінці ферментних тестів для діагностичних цілей особливе значення має знання періоду напівжиття (напіврозпаду) у плазмі крові кожного з діагностичних ферментів, що робить важливим вибір точного часу для ферментного аналізу крові. Дуже істотним є також знання особливостей розподілу (топографії) ферментів в індивідуальних органах і тканинах, а також їх внутрішньоклітинної локалізації.
3.Основні ферменти, які використовуються в клінічній діагностиці
3.1. Аспартатамінотрансфераза (ACT)
Амінотрансферази (трансамінази) - ферменти з групи трансфераз, що переносять групи атомів, що містять азот. До цієї групи ферментів відносяться такі важливі для клінічної лабораторної діагностики ферменти, як АСТ і АЛТ.
Аспартатамінотрансфераза (ACT; глутамат-оксалоанетат-тран-саміназа; GOT L-аспартат: 2-оксоглутаратаминотрансфераза, КФ 2-6.1.1) каталізує реакцію переамінування (трансамінування) між аспартат і α-кетоглутарату:
α-кетоглутарату + L-аспартат ↔ L-глутамат + оксалоацетата.
У ссавців найбільш висока активність і концентрація ACT відзначена в печінці, нервовій тканині, скелетних м'язах та міокарді. Незначна активність ACT визначена і в крові здорових людей. У більшості тканин існує як мінімум два ізоферменту ACT: мітохондріальний ізофермент (МАСТ), на всіх підтримують середовищах рухається до катода, і розчинний у цитозолі ізофермент ACT (ЦАСТ), мігруючий до аноду. ЦАСТ складається з двох ідентичних субодиниць; це димер з молекулярною масою 93 кДа. МАСТ - теж димер з молекулярною масою 91 кДа. Виділення ізоферментів виявило існування декількох ізоформ з подібною кінетикою, але вираженими імунологічними відмінностями. Ізоферменти ACT мають певну відмінність кінетичних характеристик: оптимум дії МАСТ нижчий, ніж ЦАСТ.