Энзимодиагностика: механизмы изменения уровня активности ферментов в крови.
Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека. Принципы энзимодиагностики 1)при повреждении клеток в крови или других биологических жидкостях увеличивается концентрация внутриклеточных ферментов повреждённых клеток; 2)количество высвобождаемого фермента достаточно для его обнаружения; 3)активность ферментов, обнаруживаемых при повреждении клеток, стабильна в течение достаточно длительного времени И отличается от нормальных значений; 4)ряд ферментов имеет органоспецифичность;
Причины, приводящие к увеличению количества ферментов в крови
Ферменты плазмы крови можно разделить на 2 группы. Первая группа ферментов активно секретируется в плазму крови определёнными органами. Ко второй относят большую группу ферментов, высвобождающихся из клеток во время их нормального функционирования. Обычно эти ферменты выполняют свою функцию внутри клетки и не имеют физиологического значения в плазме крови. У здорового человека активность этих ферментов в плазме низкая и достаточно постоянная.
При многих заболеваниях происходит повреждение клеток, и ферменты высвобождаются в кровь. К причинам, вызывающим высвобождение внутриклеточного содержимого в кровь, относят нарушение проницаемости мембраны клеток или нарушение целостности клеток. Используют для диагностики заболеваний сердца, печени, скелетной мускулатуры. появление в плазме крови ферментов, имеющих только цитозольную локализацию, свидетельствует о воспалительном процессе; при обнаружении митохондриальных или ядерных ферментов можно говорить о более глубоких повреждениях клетки, например о некрозе.
Однако повышение концентрации ферментов не всегда связано с повреждением тканей. При избыточной клеточной пролиферации, например при онкопролиферативных процессах, при повышенной скорости синтеза некоторых ферментов в клетках или при нарушенном клиренсе наблюдают повышение концентрации в крови определённых ферментов.
Энзимодиагностика при инфаркте миокарда и заболеваниях печени.
При инфаркте миокарда наблюдают достоверные изменения в крови активности ферментов КК, ЛДГ и аспартатаминотрансферазы, которые зависят от времени, прошедшего от начала развития инфаркта и от зоны тканевого повреждения. Обнаружение повышенной активности КК в плазме крови - основной энзимодиагностический критерий инфаркта миокарда. Дополнительным подтверждением диагноза инфаркта миокарда служит обнаружение активностей ферментов ACT и ЛДГ в крови больных. Активность ACT в норме составляет 5-40 МЕ/л. При инфаркте миокарда повышается через 4-6 ч; максимум активности наблюдают в течение 2-3 дней. Уровень ЛДГ также увеличивается в плазме крови через несколько часов после закупорки кровеносного сосуда; максимум активности наблюдают на 3-4-й день, затей наступает постепенная нормализация активности.
Печень. Нормальная активность АЛТ в крови мужчин равна 10-40 Ед/л, у женщин – 12-32 Ед/л. Резкое повышение активности АЛТ в 5-10 и более раз является признаком острого заболевания печени. Активность АСТ возрастает при некрозе печеночных клеток, острый инфекционный и острый токсический гепатит . Соотношение активности АСТ/АЛТ называется коэффициент де Ритиса. Нормальное значение коэффициента 1,3. При повреждениях печени значение коэффициента снижается.
Для диагностики инфекционного гепатита используют определение активности изоформ ЛДГ 4 и 5. При остром гепатите активность ЛДГ5 повышается в первые недели желтушного периода. Повышение совокупной активности изоформ ЛДГ4 и ЛДГ5 выявляется у всех больных инфекционным гепатитом в первые 10 суток. При развитии обтурационной желтухи активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови возрастает в 10 и более раз. Увеличение концентрации глутаматдегидрогеназы в крови является признаком начала дистрофических процессов в печени.
Коллаген
Фибриллярный белок с уникальной структурой. Обычно содержит моносаха-ридные(галактоза) и дисахаридные(галактоза-глюкоза) остатки, соединенные с ОН-группами некоторых остатков гидроксилизина. Составляет основу межклеточного вещества соединительной ткани сухожилий, кости, хряща, кожи, но имеется, конеч-но, и в других тканях. Полипептидная
цепь коллагена включает1000 амино-кислот и состоит из повторяющегося триплета[Гли-А-В], где А и В– любые, кроме глицина аминокислоты. В основ-ном это аланин, его доля составляет 11%, доля пролина и гидроксипролина– 21%. Таким образом, на оставшиеся аминокислоты приходится всего33%. Структура пролина и гидроксипролина
не позволяет образовать а-спиральную структуру, из-за этого образуется лево-закрученная спираль, где на один виток приходится3 аминокислотных остатка.
Гидроксилирование пролина осу-ществляет фермент пролилгидроксила-за, железо-содержащий фермент, для его полноценной работы необходим ви-тамин С(аскорбиновая кислота). Недос-таточность аскорбиновой кислоты в пи-ще обуславливает возникновение цинги. Приматы и морские свинки утратили способность синтезировать аскорбино-вую кислоту и, поэтому, должны полу-чать ее с пищей. Являясь сильным вос-становительным агентом, аскорбиновая кислота предохраняет от инактивации про-лилгидроксилазу, поддерживая восстановленное состояние атома железа в фер-менте. Коллаген, синтезированный в отсутствие аскорбиновой кислоты, оказывается недогидроксилированным и не может образовывать нормальные по структуре во-локна, что приводит к поражению кожи и ломкости сосудов.
Молекула коллагена построена из3 полипептидных цепей, сплетенных между
собой в плотный жгут– тропоколлагена(длина=ЗОО нм, d=1,6 нм). Полипептидные
цепи прочно связаны между собой через ε-аминогруппы остатков лизина. Тропокол-лаген формирует крупные коллагеновые фибриллы(d=10-300 нм). Фибриллы очень
прочны, они прочнее стальной проволоки равного сечения. Поперечная исчерчен-ность фибриллы обусловлена смещением молекул тропоколлагена друг относи-тельно друга на1/4 их длины.
В коже фибриллы образуют нерегулярно сплетенную и очень густую сеть–
выделанная кожа представляет собой почти чистый коллаген.
Время полужизни коллагена исчисляется неделями и месяцами. Ключевую
роль в его обмене играет коллагеназа, расщепляющая тропоколлаген на1/4 рас-стояния с С-конца между Гли и Лей.
В результате распада коллагена образуется гидроксипролин. При поражении
соединительной ткани(болезнь Пейджета, гиперпаратиреоидизм) экскреция гидро-ксипролина возрастает и имеет диагностическое значение. По мере старения орга-низма в тропоколлагене образуется все большее число поперечных связей, что делает фибриллы коллагена в соединительной ткани более жесткими и хрупкими. Это ведет к повышенной ломкости кости и снижению прозрачности роговицы глаза встарческом возрасте.