Факторы, влияющие на уровень ферментов

Во внеклеточной жидкости

 

Метаболизм ферментов складывается из их синтеза, функционирования и распада. Эти процессы идут непрерывно и одновременно и обеспечивают определённый уровень активности ферментов в тканях. Как было отмечено выше, активность нефункцональных ферментов плазмы крови в норме небольшая. Однако количество таких ферментов значительно увеличивается при повреждении мембран клеток, их усиленной пролиферации или гибели (рис. 5.2.1).

Многие факторы способны повышать проницаемость мембран и таким образом вызывать появление внутриклеточных ферментов в плазме. К таким факторам относятся недостаток притока кислорода в клетку, снижение концентрации глюкозы в крови, присутствие многих лекарственных и химических веществ, блокирующих гликолиз, работу ЦТК и окислительное фосфорилирование. Патогенные бактерии, бактериальные токсины и вирусы воздействуют непосредственно на мембрану. Кроме того, существуют генетически обусловленные нарушения структуры мембран. Утечка ферментов, то есть выход внутриклеточных ферментов в кровь, может быть обратимой или прогрессировать до необратимой стадии.

При выделении ферментов скорость их появления в крови зависит от трёх основных факторов. Прежде всего, от градиента концентрации, обеспечивающего движение ферментов через мембрану. Величина его различна для разных ферментов и типов тканей. Например, активность ЛДГ в клетках печени примерно в 3000 раз, в эритроцитах – в 200 раз выше, алкогольдегидрогеназы – в 20000, аспартат- и аланинаминотрансфераз – в 10000 раз выше, чем в плазме крови. Чем выше градиент, тем быстрее фермент появляется в крови. Второй фактор – размер молекул фермента. Более мелкие молекулы диффундируют с большей скоростью, чем крупные, и выделяются на ранней стадии повреждения мембраны. Третий фактор – внутриклеточная локализация ферментов. В первую очередь в плазму выходят цитоплазматические ферменты, а при некрозе клетки, когда разрушаются внутриклеточные органеллы, – и митохондриальные. Примером может служить увеличение в крови активности аспартатаминотрансферазы (АсАт). И цитоплазматическая, и митохондриальная форма фермента имеет одинаковую молекулярную массу, а митохондриальная выходит в кровь значительно медленнее.

 

Рис. 5.2.1. Факторы, влияющие на активность ферментов в плазме крови

 

Кроме этого, изменение активности ферментов в сыворотке крови может быть обусловлено присутствием во внеклеточной жидкости активаторов или ингибиторов ферментов, обструкцией (непроходимостью) путей секреции ферментов в полости, а также удалением ферментов из циркуляторного русла.

О механизмах удаления ферментов из системы циркуляции известно мало. Большинство ферментов, по-видимому, катаболизируются плазменными протеазами и удаляется ретикулоэндотелиальной системой. Часть ферментов выделяется со слюной, желчью и другими секреторными жидкостями. Через почечный фильтр выводятся небольшие молекулы с Mr не более 60-70 кДа, поэтому в норме, количество экскретируемых ферментов невелико. Например, фермент амилаза имеет Mr = 48кДа и может выводиться почками.

Нужно отметить, что наиболее важными, с диагностической точки зрения, являются те изменения, которые возникают в результате нарушения скорости образования специфических ферментов вследствие либо повышения их синтеза клетками, либо увеличения количества таких клеток. Имеет значение также увеличение количества ферментов в крови, связанное с выделением их из повреждённых или мёртвых клеток.

 

Диагностическое значение снижения

Ферментативной активности

 

Нужно отметить, что не всегда повышение активности фермента в сыворотке крови отражает тяжесть заболевания. Бывает так, что на наличие заболевания указывает не повышение, а наоборот, снижение ферментативной активности. Так, например, острое повреждение клеток при вирусном гепатите может сопровождаться очень высоким подъёмом активности ферментов, которая падает по мере выздоровления. В то же время, при циррозе печень может быть значительно сильнее вовлечена в патологический процесс, но активность ферментов в сыворотке будет либо незначительно повышена, либо находиться в пределах референтных величин, или же будет ниже нормы. Снижение активности ферментов при циррозе и при других тяжёлых заболеваниях печени может быть обусловлено тем, что при циррозе скорость повреждения клеток печени ниже, чем при других острых заболеваниях и, следовательно, снижается скорость выхода ферментов в сыворотку. Кроме этого, при циррозе имеет место глубокое нарушение способности печени синтезировать белки. Например, при циррозе печени в сыворотке крови резко снижается активность фермента холинэстеразы (ХЭ, ложная холинэстераза). Этот фермент синтезируется в печени, легко переходит в кровь и поэтому его активность в плазме высока. Но при некоторых тяжёлых заболеваниях печени активность ХЭ резко снижается. Это указывает на нарушение способности печени синтезировать белки и служит признаком тяжёлого цирроза. Таким образом, любые результаты по активности ферментов в сыворотке крови должны быть обязательно сопоставлены с другими лабораторными анализами и с клинической картиной заболевания.