Ферменты и изоферменты

Ферменты — специфические белки, выполняющие в организме роль биологических ка­тализаторов. Ферменты содержатся во всех клетках организма, где их концентрация значи­тельно выше, чем в плазме крови. Наиболее часто в качестве объекта для исследования ис­пользуется сыворотка крови, ферментный состав которой относительно постоянен и имеет разнообразное происхождение. Нормальные уровни активности ферментов в сыворотке крови отражают соотношение между биосинтезом и высвобождением ферментов (при обыч­ном обновлении клеток), а также их клиренсом из кровотока. Повышение скорости обнов­ления ферментов, повреждения клеток или их индуцирование обычно приводят к повыше­нию активности ферментов в сыворотке крови. В сыворотке крови выделяют три группы ферментов: клеточные, секреторные и экскреторные.

Клеточные ферменты в зависимости от локализации в тканях делят на две группы:

1) неспецифические ферменты, которые катализируют общие для всех тканей реакции
обмена и находятся в большинстве органов и тканей;

2) органоспецифические, или индикаторные, ферменты, специфичные только для опре­
деленного типа тканей.

В сыворотке крови активность клеточных ферментов низка или вообще отсутствует. При патологических процессах активность ферментов этой группы в сыворотке крови зави­сит от скорости высвобождения из клеток, которая в свою очередь определяется скоростью повреждения клеток, и от степени повреждения клетки.

Секреторные ферменты (церулоплазмин, псевдохолинэстераза, липопротеиновая липа­за) поступают непосредственно в плазму крови и выполняют в ней специфические функции. Эти ферменты синтезируются в печени и постоянно высвобождаются в плазму. Их актив­ность в сыворотке крови выше, чем в клетках или тканях. В клинической практике они представляют интерес, когда их активность в сыворотке крови становится ниже нормы за счет нарушения функции печени.

Экскреторные ферменты образуются органами пищеварительной системы (поджелу­дочной железой, слизистой оболочкой кишечника, печенью, эндотелием желчных путей). К ним относятся альфа-амилаза, липаза, щелочная фосфатаза и др. В норме их активность в сыворотке крови низка и постоянна. Однако при патологии, когда блокирован любой из обычных путей экскреции, активность этих ферментов в сыворотке крови значительно уве­личивается.

Измеряемая активность ферментов может быть обусловлена действием весьма близких по свойствам, но несколько отличающихся друг от друга молекулярных форм ферментов. Эти различные формы фермента получили название изоферментов. Исследование изофер-ментов в клинической практике представляет интерес, когда отдельные изоферменты обра­зуются в разных тканях (например, в сердце и печени преобладают различные изоферменты лактатдегидрогеназы).

Для количественной оценки активности ферментов Комиссия по ферментам Междуна­родного биохимического союза рекомендовала стандартную международную единицу (ME). За единицу активности любого фермента принимают то его количество, которое в оптималь­ных условиях катализирует превращение 1 мкмоль субстрата в 1 минуту (мкмоль/мин).

Об активности фермента судят по скорости катализируемой реакции при определенных температуре, рН среды, концентрации субстрата, поэтому при определении активности фер­ментов необходимо строго соблюдать одни и те же условия.

Ферментативная реакция чувствительна к изменениям температуры. Обычно фермента­тивную реакцию принято проводить при температуре, лежащей в пределах 25—40 °С, однако при разной температуре оптимальные значения рН, концентрации буфера, субстрата и дру­гих параметров различны. Максимальная активность большинства ферментов в организме человека наблюдается при температуре около 37 °С. Поэтому в целях международной стан­дартизации температуры измерения активности ферментов используется 37 °С [Marks D.B. et al., 1996]. Нормальные величины активности ферментов приведены ниже для 37 "С.

Ферменты исследуют в клинической практике для решения различных задач: установле­ния диагноза, проведения дифференциальной диагностики, оценки динамики течения бо­лезни, определения эффективности лечения и степени выздоровления; с прогностической целью. Известны три типа изменений активности ферментов при патологии: гиперфермен-темия — повышение и гипоферментемия — снижение активности ферментов по сравнению с нормой, дисферментемия — появление в крови ферментов, в норме не обнаруживаемых.

Аспартатаминотрансфераза (ACT) в сыворотке