Применение ферментов в медицине.

Ферментные препараты широко используются в медицине по двум основным направлениям – в энзимодиагностике и энзимотерапии.

Энзимодиагностика – постановка диагнозана основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека. При многих заболеваниях происходит повреждение клеток и их содержимое, в том числе ферменты, высвобождаются в кровь или из-за нарушения проницаемости мембран клеток (при воспалительных процессах) или за счет нарушения целостности клеток (при некрозе). Уровень активности ферментов в крови коррелирует со степенью повреждения клеток. Примерами ферментов, определение активности которых в крови используется для диагностики состояния разных органов является ЛДГ, АСТ, АЛТ, КФК и др.

Энзимотерапия – использование ферментов в качестве лекарственных препаратов:

– заместительная терапия при заболеваниях связанных с недостаточностью секретирования пищеварительных соков (фестал, энзистал, мезим)

– комплексная терапия – использование ферментов в качестве дополнительных терапевтических средств. Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин) применяют при лечении гнойных ран, при тромбозах используют препараты фибринолизина, урокиназы. Фермент гиалуронидазу (лидазу) используют для рассасывания рубцов после ожогов и операций.

При использовании ферментов в медицине следует упомянуть такую форму их применения, как иммобилизованные ферменты. Это ферменты ковалентно закрепленные на полимерной основе. Такие ферменты имеют ряд преимуществ:

– дополнительные ковалентные связи делают их более устойчивыми к действию повреждающих факторов (температуры, протеолитических ферментов)

– можно обеспечить высокую локальную концентрацию в зоне применения

– за счет подбора носителя можно добиться избирательности действия.

Например, упоминавшийся уже фермент урокиназа, используемый для лечении тромбозов, фиксируется на фибриногене, который обеспечивает высокое сродство препарата к формирующимся сгусткам.

Определение активности ферментов.

Измерение ферментативной активности основывается на сравнении скорости химической реакции в присутствии активного биокатализатора со скоростью реакции в контрольном растворе, в котором фермент отсутствует или инактивирован.

Для того чтобы определить скорость ферментативной реакции, необходимо знать: 1) разность концентраций субстрата или продукта реакции до и после инкубации; 2) время инкубации; 3) количество материала, взятое для анализа и его разведение.

Активность фермента рассчитывается по формуле:

, где

а – активность фермента (общая);

С – разность концентраций субстрата до и после инкубации;

В – количество материала, взятого на анализ;

t - время инкубации;

n - разведение.

За единицу общей активности фермента принимают такое количество фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоль (10 ^–6 моль) субстрата в единицу времени (1 мин, 1 час) в расчёте на количество материала, взятого для исследования.

За единицу удельной активности принимают такое количество фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата в единицу времени в расчёте на 1 мг белка пробы.

Удельную активность определяют в том случае, когда нужно сопоставить активность разных препаратов одного и того же фермента. Если требуется сравнить активность разных ферментов, рассчитывают молекулярную активность.

Молекулярная активность (или число оборотов фермента) – это количество моль субстрата, подвергающееся превращению под действием 1 моль фермента в единицу времени (обычно в 1 минуту).