Ферменты плазмы (сыворотки) крови
Ферменты, которые обнаруживаются в норме в плазме или сыворотке крови, условно можно разделить на 3 группы: секреторные, индикаторные и экскреторные. Секреторные ферменты, синтезируясь в печени, в норме выделяются в плазму крови, где играют определенную физиологическую роль. Типичными представителями данной группы являются ферменты, участвующие в процессе свертывания крови, и сывороточная холинэстераза. Индикаторные (клеточные) ферменты попадают в кровь из тканей, где они выполняют определенные внутриклеточные функции. Один из них находится главным образом в цитозоле клетки (ЛДГ, альдолаза), другие – в митохондриях (глутаматдегидрогеназа), третьи – в лизосомах (β-глюкуронидаза, кислая фосфатаза) и т.д. Большая часть индикаторных ферментов в сыворотке крови определяется в норме лишь в следовых количествах. При поражении тех или иных тканей ферменты из клеток «вымываются» в кровь; их активность в сыворотке резко возрастает, являясь индикатором степени и глубины повреждения этих тканей.
Экскреторные ферменты синтезируются главным образом в печени (лейцинаминопептидаза, щелочная фосфатаза и др.). В физиологических условиях эти ферменты в основном выделяются с желчью. Еще не полностью выяснены механизмы, регулирующие поступление данных ферментов в желчные капилляры. При многих патологических процессах выделение экскреторных ферментов с желчью нарушается, а активность в плазме крови повышается.
Особый интерес для клиники представляет исследование активности индикаторных ферментов в сыворотке крови, так как по появлению в плазме или сыворотке крови ряда тканевых ферментов в повышенных количествах можно судить о функциональном состоянии и поражении различных органов (например, печени, сердечной и скелетной мускулатуры). При остром инфаркте миокарда особенно важно исследовать активность креатинкиназы, АсАТ, ЛДГ и оксибутиратдегидрогеназы.
При заболеваниях печени, в частности при вирусном гепатите (болезнь Боткина), в сыворотке крови значительно увеличивается активность АлАТ и АсАТ, сорбитолдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы и некоторых других ферментов. Большинство ферментов, содержащихся в печени, присутствуют и в других органах тканей. Однако известны ферменты, которые более или менее специфичны для печеночной ткани. К таким ферментам, в частности, относится γ-глутамилтранспептидаза, или γ-глутамилтрансфе-раза (ГГТ). Данный фермент – высокочувствительный индикатор при заболеваниях печени. Повышение активности ГГТ отмечается при остром инфекционном или токсическом гепатите, циррозе печени, внутрипеченоч-ной или внепеченочной закупорке желчных путей, первичном или метастатическом опухолевом поражении печени, алкогольном поражении печени. Иногда повышение активности ГГТ наблюдается при застойной сердечной недостаточности, редко – после инфаркта миокарда, при панкреатитах, опухолях поджелудочной железы.
Органоспецифическими ферментами для печени считаются также гистида-за, сорбитолдегидрогеназа, аргиназа и орнитинкарбамоилтрансфераза. Изменение активности этих ферментов в сыворотке крови свидетельствует о поражении печеночной ткани.
В настоящее время особо важным лабораторным тестом стало исследование активности изоферментов в сыворотке крови, в частности изофермен-тов ЛДГ. Известно, что в сердечной мышце наибольшей активностью обладают изоферменты ЛДГ1 и ЛДГ2, а в ткани печени – ЛДГ4 и ЛДГ5 (см. главу 10). Установлено, что у больных с острым инфарктом миокарда в сыворотке крови резко повышается активность изоферментов ЛДГ1 и отчасти ЛДГ2. Изоферментный спектр ЛДГ в сыворотке крови при инфаркте миокарда напоминает изоферментный спектр сердечной мышцы. Напротив, при паренхиматозном гепатите в сыворотке крови значительно возрастает активность изоферментов ЛДГ4 и ЛДГ5 и уменьшается активность ЛДГ1 и ЛДГ2.
Диагностическое значение имеет также исследование активности изофер-ментов креатинкиназы в сыворотке крови. Существуют по крайней мере 3 изофермента креатинкиназы: ВВ, ММ и MB. В мозговой ткани в основном присутствует изофермент ВВ (от англ. brain – мозг), в скелетной мускулатуре – ММ-форма (от англ. muscle – мышца). Сердце содержит гибридную МВ-форму, а также ММ-форму. Изоферменты креатинкиназы особенно важно исследовать при остром инфаркте миокарда, так как МВ-форма в значительном количестве содержится практически только в сердечной мышце. Повышение активности МВ-формы в сыворотке крови свидетельствует о поражении именно сердечной мышцы.
Возрастание активности ферментов сыворотки крови при многих патологических процессах объясняется прежде всего двумя причинами: 1) выходом в кровяное русло ферментов из поврежденных участков органов или тканей на фоне продолжающегося их биосинтеза в поврежденных тканях; 2) одновременным повышением каталитической активности некоторых ферментов, переходящих в кровь. Возможно, что повышение активности ферментов при «поломке» механизмов внутриклеточной регуляции обмена веществ связано с прекращением действия соответствующих регуляторов и ингибиторов ферментов, изменением под влиянием различных факторов строения и структуры макромолекул ферментов.
Биохимический анализ крови. Ферменты. Часть первая
Биохимический анализ крови. Ферменты. Часть первая
Что говорит биохимический анализ крови о ферментах и о жизнедеятельности нашего организма
Итак, в предыдущей статье мы выяснили, что по биохимическому анализу крови можно узнать обо всем, что творится в организме. Ну вот и откроем нашу книгу на главе «Ферменты». Они растворены в крови в мельчайших концентрациях, но почему определение именно их уровня иногда может стать решающим в постановке диагноза? Вообще, что это такое и какую роль они играют? Давайте разберемся.
Ферменты (энзимы) — это вещества белковой природы, которые ускоряют протекание тех или иных реакций обмена в организме в десятки, а то и сотни раз.
Без ферментов не обходится ни одна реакция. Причем каждый фермент способен воздействовать только на одну-единственную мишень, то есть для этой группы веществ характерна высокая специфичность. А еще он работает лишь в определенных условиях (кислая/щелочная среда, высокая/низкая температура). Каждый энзим состоит из так называемой белковой базы (апофермент) и активного центра (кофермент), который может иметь различное строение (ион, высоко/низкомолекулярный компонент). Собственно, именно активный центр и катализирует реакцию.
Так как вещество весьма специфично, то, само собой, у каждого фермента есть свой субстрат, который подходит ему, как замок ключу. Присоединяясь к субстрату, энзим при помощи активного центра «толкает» реакцию, после чего в итоге из субстрата образуется продукт, обладающий уже совершенно другими свойствами и необходимый организму для каких-либо следующих реакций.
А теперь представьте, что каждую минуту в вашем теле происходят миллионы биохимических взаимодействий… И во всех участвуют ферменты.
Есть ферменты, которые характерны для всех типов клеток и катализируют общие для них всех реакции. А есть ферменты, которые в наибольших количествах можно обнаружить только в определенных клетках определенных органов. Они и представляют диагностическую ценность, а, значит, ими и займемся. В первой части нашей «книги ферментов» мы поговорим о трансаминазах — отдельной и очень характерной группы ферментов.
Аланинаминотрансфераза (АлАТ, АЛТ)
Она относится к трансаминазам, то есть путем отщепления и переноса определенной аминокислоты (в данном случае аланина) превращает одну биологическую молекулу в другую.
Фермент производится внутри клеток, поэтому в норме в крови практически не определяется. Несмотря на то, что АЛТ есть и в клетках сердца, мышц, и в клетках почек, в больших количествах он синтезируется в печени, именно поэтому и представляя собой маркер острой клеточной патологии. Почему? При остром процессе клетки гибнут, а все, что было в их цитоплазме, выходит в кровеносное русло. Соответственно, мы и наблюдаем повышение концентрации АЛТ (и не только, но об этом позже), причем часто этот скачок очень значительный (в 5-10 раз).
Повышение АЛТ можно обнаружить уже за 1-4 недели до появления первых клинических признаков заболевания.
Норма : до 40 ед/л у мужчин, до 32 ед/л у женщин.
Повышение : может быть физиологическим (прием снотворных, оральных контрацептивов, эхинацеи, валерианы, нестероидных противовоспалительных средств; сильные физические нагрузки; у подростков в период активного роста), а может наблюдаться при заболеваниях, приводящих к разрушению клеток печени (острый гепатит, цирроз, рак печени, печеночные метастазы), при закупорке желчных протоков камнями (механическая или подпеченная желтуха), при введении гепатотоксичных препаратов (некоторые лекарства, отравление солями свинца), при массивных ожогах, при массивном инфаркте миокарда и повреждениях мышечной ткани. Также может наблюдаться у страдающих алкогольной зависимостью, жировым гепатозом или стеатозом (когда происходит перерождение печеночной ткани в жировую), у постоперационных больных.
Снижение : при крайне тяжелой степени цирроза в запущенной стадии, когда уже фактически не остается живых клеток, при дефиците витамина В6.
Аспартатаминотрансфераза (АсАТ, АСТ)
Еще один фермент из класса трансаминаз, теперь уже переносящий с молекулы на молекулу аспартат. Так же, как и АЛТ, он находится внутри клеток в цитоплазме и митохондриях, а при клеточной деструкции выделяется в кровь. Наибольшая активность АСТ зарегистрирована в печени, сердце, мышцах и почках.
Концентрация фермента в крови повышается в 5-10 раз при острых печеночных патологиях, в 4-5 раз при инфаркте миокарда. В последнем случае она сохраняется до 5 дней и затем должна снижаться. Если снижения не происходит или отмечается дальнейшее увеличение, это говорит о неблагоприятном для пациента прогнозе — расширении области некроза миокарда.
Норма : 15-31 ед/л для мужчин, 20-40 ед/л для женщин.
Снижение : крайняя степень цирроза, дефицит витамина В6.
Гамма-глутамилтрансфераза (гамма-глутамилтранспептидаза, ГГТ)
Очередной фермент из класса трансаминаз, изменяет биомолекулы благодаря переносу с одной на другую аминокислоты глутамина. В большой степени участвует в обмене жиров, отвечая за преобразование холестерина и триглицеридов. Это главный маркер застоя желчи.
ГГТ — также внутриклеточный фермент, и его повышение характерно для деструктивных клеточных процессов. В отличие от двух первых ферментов, наибольшее количество ГГТ содержится в органах желудочно-кишечного тракта: печени, поджелудочной железе и чуть меньше — в почках.
Норма : до 50 ед/л для мужчин, до 32 ед/л для женщин.
Повышение : при поражениях печени (острый/хронический гепатит, цирроз, алкогольная интоксикация, обтурация камнями желчных путей, злокачественные опухоли печени), при поражениях поджелудочной железы (острый/хронический панкреатит, сахарный диабет, панкреонекроз, рак), при поражениях почек (обострение гломерулонефрита и пиелонефрита), также может встречаться при инфекционном мононуклеозе, гипертиреозе, раке простаты, иногда отмечают при сердечной недостаточности из-за нарушения работы почек.
Снижение : при приеме оральных контрацептивов, эстрогенов, из-за низкой физической активности, вегетарианства, при гипотиреозе.
3. Ферменты сыворотки крови
Ферменты, которые обнаруживаются в норме вплазмеилисыворотке крови, условно можно разделить на 3 группы: секреторные, индикаторные и экскреторные.Секреторныеферменты,синтезируясь впечени, в норме выделяются вплазму крови, где играют определенную физиологическую роль. Типичными представителями данной группы являютсяферменты, участвующие в процессесвертывания крови, и сывороточная холинэстераза.Индикаторные (клеточные)ферментыпопадают вкровьизтканей, где они выполняют определенные внутриклеточные функции. Один из них находится главным образом в цитозолеклетки(ЛДГ,альдолаза), другие – вмитохондриях(глутаматдегидрогеназа), третьи – влизосомах(β-глюкуронидаза,кислая фосфатаза) и т.д. Большая часть индикаторныхферментоввсыворотке кровиопределяется в норме лишь в следовых количествах. При поражении тех или иныхтканейферментыизклеток«вымываются» вкровь; ихактивностьв сыворотке резко возрастает, являясьиндикаторомстепени и глубины повреждения этихтканей.
Экскреторныеферментысинтезируются главным образом впечени(лейцинаминопептидаза, щелочнаяфосфатазаи др.). В физиологических условиях этиферментыв основном выделяются сжелчью. Еще не полностью выяснены механизмы, регулирующие поступление данныхферментовв желчные капилляры. При многих патологических процессах выделение экскреторныхферментовсжелчьюнарушается, аактивностьвплазме кровиповышается.
Особый интерес для клиники представляет исследование активностииндикаторныхферментоввсыворотке крови, так как по появлению вплазмеилисыворотке кровиряда тканевыхферментовв повышенных количествах можно судить о функциональном состоянии и поражении различных органов (например,печени, сердечной и скелетной мускулатуры). При остром инфаркте миокарда особенно важно исследоватьактивностькреатинкиназы, АсАТ, ЛДГ и оксибутиратдегидрогеназы.
При заболеваниях печени, в частности при вирусном гепатите (болезнь Боткина), всыворотке кровизначительно увеличиваетсяактивностьАлАТ и АсАТ, сорбитолдегидрогеназы,глутаматдегидрогеназыи некоторых другихферментов. Большинствоферментов, содержащихся впечени, присутствуют и в других органахтканей. Однако известныферменты, которые более или менее специфичны для печеночнойткани. К такимферментам, в частности, относится γ-глутамилтранспептидаза, или γ-глутамилтрансфе-раза (ГГТ). Данныйфермент– высокочувствительныйиндикаторпри заболеванияхпечени. ПовышениеактивностиГГТ отмечается при остром инфекционном или токсическом гепатите, циррозепечени, внутрипеченоч-ной или внепеченочной закупорке желчных путей, первичном или метастатическом опухолевом поражениипечени, алкогольном поражениипечени. Иногда повышениеактивностиГГТ наблюдается при застойной сердечной недостаточности, редко – после инфаркта миокарда, при панкреатитах,опухоляхподжелудочной железы.
Органоспецифическимиферментамидляпеченисчитаются также гистида-за, сорбитолдегидрогеназа, аргиназа и орнитинкарбамоилтрансфераза. Изменениеактивностиэтихферментоввсыворотке кровисвидетельствует о поражении печеночнойткани.
В настоящее время особо важным лабораторным тестомстало исследованиеактивностиизоферментоввсыворотке крови, в частности изоферментов ЛДГ. Известно, что в сердечной мышце наибольшейактивностьюобладаютизоферментыЛДГ1и ЛДГ2, а втканипечени– ЛДГ4и ЛДГ5(см. главу 10). Установлено, что у больных с острым инфарктом миокарда всыворотке кровирезко повышаетсяактивностьизоферментовЛДГ1 и отчасти ЛДГ2. Изоферментный спектр ЛДГ всыворотке кровипри инфаркте миокарда напоминает изоферментный спектр сердечной мышцы. Напротив, при паренхиматозном гепатите всыворотке кровизначительно возрастаетактивностьизоферментовЛДГ4и ЛДГ5и уменьшаетсяактивностьЛДГ1и ЛДГ2.
Диагностическое значение имеет также исследование активностиизофер-ментов креатинкиназы всыворотке крови. Существуют по крайней мере 3изоферментакреатинкиназы: ВВ, ММ и MB. В мозговойтканив основном присутствуетизоферментВВ (от англ. brain – мозг), в скелетной мускулатуре – ММ-форма (от англ. muscle – мышца). Сердце содержит гибридную МВ-форму, а также ММ-форму.Изоферментыкреатинкиназы особенно важно исследовать при остром инфаркте миокарда, так как МВ-форма в значительном количестве содержится практически только в сердечной мышце. ПовышениеактивностиМВ-формы всыворотке кровисвидетельствует о поражении именно сердечной мышцы.
Возрастание активности ферментовсыворотки кровипри многих патологических процессах объясняется прежде всего двумя причинами:
1) выходом в кровяное русло ферментовиз поврежденных участков органов илитканейна фоне продолжающегося ихбиосинтезав поврежденныхтканях;
2) одновременным повышением каталитической активностинекоторыхферментов, переходящих вкровь.
Возможно, что повышение активности ферментовпри «поломке» механизмов внутриклеточной регуляцииобмена веществсвязано с прекращением действия соответствующих регуляторов иингибиторов ферментов, изменением под влиянием различных факторов строения и структурымакромолекулферментов.
преобразования пищи в энергию,
способствует усваиванию организмом питательных веществ,
делает кислород для дыхания более увлажненным,
