Биохимическая и физиологическая сущность ферментов

доклад

2. Методика определения активности ферментов и ферментативного спектра в жидкостях организма

Методы определения ферментов в биологическом материале имеют свою специфику, которая обусловлена очень низкой концентрацией ферментов в тканях. Обычными методами количественного анализа эту концентрацию измерить невозможно, поэтому измеряют не концентрацию самого фермента, а его активность. Активность энзима оценивают по скорости специфической химической реакции, которая катализируется данным ферментом. В свою очередь, скорость химической реакции пропорциональна количеству превращаемого субстрата или количеству продукта, который образовался за единицу времени (за час, минуту или секунду). Например, активность фермента альфа-амилазы определяют по скорости расщепления крахмала, что является субстратом для этого фермента. В качестве международной единицы активности принимается количество фермента, способное превратить один микромоль (мкмоль) субстрата за 1 мин в стандартных условиях. Международные единицы количества фермента обозначаются символом МО.

1 МО - это активность фермента, который катализирует преобразование 1 мкмоля субстрата за 1 мин. (мкмоль/мин•л).

Рекомендована также новая единица каталитической активности - катал (символ. - кат), что представляет собой количество фермента, способного осуществить преобразование 1 моля субстрата за 1 с в стандартных условиях.

1 кат - это активность фермента, который катализирует преобразование 1 моля субстрата за 1 с в стандартных условиях (моль/с•л).

Исходя из этого, 1 МО = 16,67 нкат.

В некоторых случаях, активность фермента выражается в единицах массы субстрата (в граммах, миллиграммах), «преобразованного» 1 литром сыворотки (плазмы) за единицу времени. Например, активность амилазы сыворотки крови выражается в ч/(ч мин л).

А иногда активность устанавливается относительно вещества, с которым фермент выводится, например, по отношению к объёму креатинина в моче.

В клинико-диагностических лабораториях измерения активности ферментов, как правило, проводят в сыворотке крови, но ферменты можно определять и в других жидкостях организма: моче, соке поджелудочной железы, ликворе (спинно-мозговой жидкости), слёзной жидкости, где изменение их активности также имеет важное клиник-диагностическое значение.

Известно три типа изменений активности ферментов при патологии: гиперферментемия - повышение активности ферментов, гипоферментемия - снижение активности ферментов по сравнению с нормой, дисферментемия - появление в жидкостях организма нетипичных ферментов.

Гипоферментемия случается относительно редко и касается в основном секреторных ферментов (напр., холинэстеразы). В подавляющем большинстве случаев она связана с генетически детерминированными нарушениями синтеза определенных ферментов, реже - с ингибированием, усиленной деградацией или экскрецией ферментов. Дисферментемия обусловлена в основном появлением в крови органоспецифических ферментов (например, сорбитолдегидрогеназы (СДГ), фруктозо-1-фосфатальдолазы Ф-1- ФА).

Гиперферментемия свидетельствует о некрозе или лизисе (растворении) клеток, или о нарушении проницаемости клеточных мембран из-за дефицита кислорода, недостатка глюкозы, действия лекарственных препаратов и других ксенобиотиков, токсинов, бактерий, вирусов и пр. Развитию гиперферментемии способствует клеточная пролиферация, усиление синтеза ферментов клетками, повышение концентрации активаторов в кровяном русле. Степень и продолжительность гиперферментемии зависят от целого ряда факторов: молекулярной массы фермента, локализации его в клетке, концентрации в тканях, степени и характера повреждения органа, массы поражённого органа, скорости инактивации и вывод фермента. Основной сложностью использования определения активности ферментов с диагностической целью является отсутствие специфичности повышения ферментативной активности при повреждении определенной ткани или органа. Поскольку много ферментов имеется в разных тканях и органах, то повышение их активности в моче может быть связано с повреждением любого из этих органов. Задача дифференциальной диагностики может быть решена одним из таких способов: - определение более чем одного фермента. Разные ткани содержат ферменты в разных количествах. Так, аланинаминотрансфераза (АлАТ) и аспартатаминотрансфераза (АсАТ) содержатся в гепатоцитах (клетках печени) и кардиомиоцитах (клетках сердца), но АлАТ существенным образом больше в печени, а АсАТ - в сердце. Поэтому при повреждении печени относительно больше повышается АлАТ, а при повреждении сердца - АсАТ;

- определение в моче спектра изоферментов. Этот подход базируется на том, что отдельные изоформы характерны для разных тканей;

- определение активности ферментов в динамике. Скорость изменения активности фермента в моче определяется разностью между скоростью его появления в сыворотке крови и в моче. При инфаркте органа и некрозе поврежденных клеток в сыворотке крови происходит повышение активности внутриклеточных ферментов, специфических для данной ткани, потом после выхода всего фермента активность его снижается. Важным является определение динамики изменения фермента и его активности в период повышения в сыворотке, поскольку слишком раннее взятие пробы для анализа может предшествовать повышению активности, слишком позднее - также не разрешит получить необходимую информацию.

Биохимическое исследование мочи для определения ферментного спектра проводят в лабораторных условиях для выявления различных заболеваний, оценки состояния организма и динамики болезни, эффективности терапии. Окончательный диагноз исключительно по анализам мочи не ставят, с его помощью, как правило, обнаруживают отклонение и это является поводом к назначению дополнительных исследований, способных окончательно обнаружить нарушение функции почек, заболевание других внутренних органов, нарушения обмена веществ, скрытое воспаление и т.д.

Делись добром ;)