І. В. Чорна, І. Ю. Висоцький

Клінічна ензимологія. Ензимодіагностика

Навчальний посібник

Рекомендовано Міністерством освіти і науки, молоді та спорту України

 

 

Суми

Сумський державний університет

 

УДК 577.15:612.015.1

ББК 28.072.534я73

Ч 75

Рецензенти:

Я. І. Гонський – доктор медичних наук, професор кафедри медичної біохімії Тернопільського державного медичного університету імені І. Я. Горбачевського;

Р. С. Стойка – доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НАН України, завідувач відділу регуляції проліферації клітин та апоптозу Інституту біології клітини НАН України;

Б. Г. Борзенко – доктор біологічних наук, професор кафедри хімії Донецького національного медичного університету імені М. Горького

Рекомендовано Міністерством освіти і науки, молоді та спорту України як навчальний посібник для студентів вищих медичних навчальних закладів ІV рівня акредитації

(лист № 1/11-2242 від 12.02.2013)

Чорна І. В.

Ч 75 Клінічна ензимологія. Ензимодіагностика: навч. посіб. / І. В. Чорна, І. Ю. Висоцький. – Суми: Сумський державний університет, 2013. – 243 с.

ISBN 978-966-657-461-2

Матеріал посібника викладено з урахуванням міждисциплінарної інтеграції знань. Наведено клініко-діагностичне значення визначення активності основних ферментів, а також їх зміни при патологічних станах різних органів і систем організму.

Посібник містить ситуаційні та тестові завдання для самоконтролю знань. Це сприяє більш повному засвоєнню поданого матеріалу й може бути використане при викладанні клінічної біохімії, клініко-лабораторної діагностики та інших дисциплін у медичних навчальних закладах освіти ІІІ–IV рівнів акредитації.

 

УДК 577.15:612.015.1

ББК 28.072.534я73

 

ISBN 978-966-657-461-2

© Чорна І. В., Висоцький І. Ю., 2013 © Сумський державний університет, 2013

 

ЗМІСТ
	C.
Передмова............................................................................	...........6
Список скорочень................................................................	..........7
1. Загальна характеристика ферментів. Ізоферменти......	...........8
2. Використання ферментів у клінічній практиці............	........10
3. Класифікація ферментів плазми крові..........................	........12
4. Загальна характеристика ферментів, які мають діагностичне значення...........................................	.........17
4.1. Алкогольдегідрогеназа................................................	........17
4.2. Альдолази......................................................................	........18
4.3. Альфа-амілаза...............................................................	........22
4.4. Амінотрансферази........................................................	........32
4.5. Гамма-глутамілтранспептидаза..................................	........41
4.6. Глутаматдегідрогеназа.................................................	.........50
4.7. Глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа.................................	.........53
4.8. Еластаза.........................................................................	.........54
4.9. Креатинкіназа...............................................................	.........56
4.10. Лактатдегідрогеназа...................................................	.........64
4.11. Лейцинамінопептидаза..............................................	.........72
4.12. Ліпаза...........................................................................	.........74
4.13. 5’-Нуклеотидаза..........................................................	.........77
4.14. Сорбітолдегідрогеназа...............................................	.........77
4.15. Трипсин.......................................................................	.........78
4.16. Фосфатази...................................................................	.........80
4.17. Холінестераза..............................................................	.........89
4.18. Ферменти антиоксидантного захисту......................	.........93
4.18. 1. Глутатіонпероксидаза............................................	.........93
4.18.2. Глутатіонредуктаза.................................................	.........96
4.18.3. Супероксиддисмутаза.............................................	.........97
4.18.4. Каталаза....................................................................	.........98
5. Типи змін активності ферментів крові при різних патологіях.............................................................................	.......100
5.1. Зміни активності ферментів при хворобах печінки..	......102
5.2. Зміни активності ферментів при захворюваннях серця та скелетних м’язів...................................................	.......115
5.3. Зміни активності ферментів при захворюваннях опорно-рухового апарата...................................................	.......121
5.4. Використання ферментів із діагностичною метою в нефрології та урології......................................................	.......122
5.5. Зміни активності ферментів при захворюваннях підшлункової залози...........................................................	.......125
5.6. Зміни активності ферментів при захворюваннях травного каналу..................................................................	.......131
5.7. Зміни активності ферментів при онкологічних захворюваннях.....................................................................	.......132
5.8. Використання ферментів із діагностичною метою в пульмонології....................................................................	......134
5.9. Використання ферментів із діагностичною метою в гематології........................................................................	.......134
5.10. Використання ферментів із діагностичною метою в неврології та психіатрії....................................................	.......136
5.11. Використання ферментів із діагностичною метою в алергології........................................................................	......137
6. Біохімічні причини спадкових ензимопатій.................	.......138
6.1. Ензимопатії обміну вуглеводів...................................	......141
6.2. Ензимопатії обміну білків...........................................	......154
6.3. Ензимопатії обміну нуклеїнових кислот....................	......159
6.4. Ензимопатії гемумісних ферментів............................	......160
6.5. Ензимопатії обміну ліпідів..........................................	......160
6.6. Ензимопатії обміну порфіринів..................................	......162
6.7. Ензимопатії обміну жовчних пігментів.....................	......164
7. Деякі аспекти ензимотерапії..........................................	.......167
8. Загальні принципи роботи з ферментами.....................	.......177
8.1. Ферменти як аналітичні реагенти в клініко-лабораторній діагностиці...................................	......177
8.2. Основні принципи визначення активності ферментів у сироватці крові. Одиниці активності ферментів. Недоліки ферментного аналізу.......................	.......183
Тестові завдання для контролю засвоєння матеріалу..............................................................................	......189
Коди правильних відповідей на тестові завдання............	......218
Ситуаційні завдання............................................................	.......219
Список використаної літератури.......................................	.......223
Предметний покажчик........................................................	......226
Додаток А............................................................................	.......230

 

Передмова

 

В основі життєдіяльності організму лежать біохімічні перетворення різних речовин, швидкість і напрям яких визначають ферменти – біокаталізатори, що притаманні лише живим організмам.

Останніми роками ферменти набули широкого застосування у практичній і експериментальній медицині. Завдяки досягненням ензимології було відкрито й виділено ряд нових ферментів, вивчено їх роль у різних ланках метаболізму, стало можливим розкриття патогенезу багатьох захворювань на молекулярному рівні, створення ефективних методів діагностики, профілактики та лікування.

Основні напрями клінічної ензимології охоплюють:

· вивчення ферментативних порушень у патогенезі різних захворювань – ензимопатологія;

· використання ферментних методів для діагностики – ензимодіагностика;

· використання ферментів у терапії – ензимотерапія;

· використання ферментів у лабораторній практиці як високоспецифічних аналітичних реактивів.

Успіхи ензимодіагностики значною мірою залежать від таких факторів: найбільш раціонального добору спектра ферментів, вимірювання активності яких характерне для патології певних органів і тканин; диференційованого добору біологічного матеріалу для дослідження ферментів; правильного добору методу для визначення активності ферменту та якість його виконання; правильної інтерпретації отриманих результатів з урахуванням індивідуальних фізіологічних коливань ферментативної активності.

У посібнику подано загальну характеристику ферментів, які мають діагностичне значення, наведено зміни активності ферментів сироватки крові та інших біологічних рідин при різних патологіях, велику увагу приділено ферментативним констеляціям, які найбільш інформативно відображають сутність тих або інших біохімічних порушень.

Список скорочень

ААП – аланінамінопептидаза

АДГ – алкогольдегідрогеназа

АлАТ – аланінамінотрансфераза

АсАТ – аспартатамінотрансфераза

ВЖК – вільні жирні кислоти

ГБДГ – α-гідроксибутиратдегідрогеназа

ГГТП – γ-глутамілтранспептидаза

ГлДГ – глутаматдегідрогеназа

ГПО – глутатіонпероксидаза

ГР – глутатіонредуктаза

Г6ФДГ – глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа

ДАО – діамінооксидаза

ІДГ – ізоцитратдегідрогеназа

КК – креатинкіназа

КФ – кисла фосфатаза

ЛАП – лейцинамінопептидаза

ЛДГ – лактатдегідрогеназа

ЛФ – лужна фосфатаза

МАО – моноамінооксидаза

МДГ – малатдегідрогеназа

НАГ – N-ацетил-β-гексозамінідаза

5’-НТ – 5’-нуклеотидаза

ОКТ – орнітинкарбамоїлтрансфераза

ПСА – простатоспецифічний антиген

СДГ – сорбітолдегідрогеназа

СОД – супероксиддисмутаза

ФДФА – фруктозодифосфатальдолаза

Ф-1-ФА – фруктозо-1-фосфатальдолаза

ХЕ – холінестераза

 

1. Загальна характеристика ферментів. Ізоферменти

 

Ферменти – це високомолекулярні органічні сполуки білкової природи, що здатні прискорювати перебіг біохімічних реакцій. Вони виробляються клітинами організму, з яких потрапляють у плазму, сечу, травні соки або в результаті фізіологічних процесів, або як наслідок захворювання. Кожен орган виробляє певний набір ферментів, зміна їх умісту в біологічних рідинах є характерною ознакою ушкодження органа. На цьому базується використання визначення ферментів у клінічній лабораторній діагностиці.

Як каталізатори ферменти мають такі властивості: вони діють у найменших кількостях; виходять із реакції незміненими; при збільшенні активності не впливають на стан рівноваги реакції, а лише прискорюють його встановлення. Ферменти мають усі властивості, характерні для білків. Велике значення має лабільність структури ферменту. Її зміна, або денатурація, веде до втрати ферментативної активності. Крім того, стабільність ферментів залежить від температури, концентрації водневих іонів (рН) і концентрації буфера. Білки є полівалентними електролітами та містять здатні до іонізації групи. Іонізаційний стан впливає на активність ферменту і залежить від рН. Будучи електролітами, білки переміщуються в електричному полі: позитивно заряджені молекули рухаються до катода, негативно заряджені — до анода. Чим вищий заряд, тим швидшим є рух молекули. Внаслідок цього суміш білків із різними зарядами можна розділити методом електрофорезу, що і застосовується при розділенні ізоферментів.

Ізоферменти — це субстратспецифічні ферменти, що каталізують одну й ту саму біохімічну реакцію, відрізняються величиною молекулярної маси, амінокислотним складом, електрофоретичною рухливістю, термостабільністю, оптимумом рН, дією на них активаторів та інгібіторів, а також імунологічними характеристиками. Як правило, це олігомерні білки, що утворені різними протомерами, які кодуються різними генами. Часто певна тканина синтезує переважно один із протомерів. Активний олігомерний фермент може бути побудований із таких протомерів у різних комбінаціях, у результаті чого утворюються ізоферментні форми. Таким чином, різні форми ферментів можуть відрізнятися за органом, у якому вони переважно синтезуються (печінка, серце, мозок та ін.), за локалізацією в клітині (мітохондрії, цитоплазма і т. п.), а також за генною структурою індивідуума.

На рисунку 1 наведено комбінації протомерів для ізоферментів КК і ЛДГ.

(а) (б)

 

 

Рисунок 1 – Ізоферменти КК (а) та ЛДГ (б)

При ушкодженні тканин ізоферменти надходять у кров та інші біологічні рідини, в результаті чого їх ізоферментний набір стає близьким до тканинного. Цей процес лежить в основі використання ізоферментів у діагностиці та дає можливість із великою достовірністю встановити локалізацію патологічного процесу, що є особливо цінним при нерізко вираженій патології. Дослідження ізоферментів має переваги перед визначенням загальної активності ферментів, оскільки має одночасно більші чутливість і специфічність. Ізоферментні спектри широко використовуються при різних видах патології, перш за все в гепатології, кардіології, при захворюваннях нирок, підшлункової залози, легень, скелетних м’язів, в онкології, гематології та ін.

До ферментів, що існують у вигляді ізоферментів, належать амінотрансферази, лактат-, малат-, глутамат-, алкоголь-, ізоцитратдегідрогенази, альдолаза, амілаза, ліпаза, холінестераза, лужна фосфатаза, креатинкіназа та ін.

Залежно від віку, статі, фізичного стану людини в організмі встановлюється те або інше співвідношення ізоферментів, якому відповідає певний рівень активності в цілому. Зміна співвідношення ізоферментів в організмі або в окремих його органах і тканинах є одним із шляхів регуляції метаболічних процесів.

 

2. Використання ферментів у клінічній практиці

 

У клініці ферменти застосовуються для вирішення таких завдань:

· установлення раннього діагнозу;

· проведення диференціального діагнозу;

· оцінювання динаміки перебігу захворювання;

· визначення ефективності лікування;

· оцінювання ступеня видужання;

· із прогностичною метою.

Для ранньої діагностики ряду захворювань використання ферментів виявилося більш інформативним, ніж застосування інших біохімічних тестів. Так, зміна активності АлАТ, АсАТ, альдолази при інфекційному гепатиті виявляється значно раніше, ніж зміни таких біохімічних показників, як білірубін, тимолова проба, білкові фракції та ін. Підвищення активності ЛФ при рахіті, а КК та АсАТ – при інфаркті міокарда успішно використовується для ранньої діагностики цих захворювань.

Для ранньої діагностики захворювань при масових обстеженнях можна обмежитися декількома найчутливішими та найінформативнішими ферментними тестами. Наприклад, для виявлення вірусного гепатиту достатньо дослідити лише АлАТ, для виявлення отруєнь фосфорорганічними сполуками – холінестеразу, для встановлення носіїв у сім’ях хворих на прогресуючу м’язову дистрофію – КК.

Використання ферментів (АсАТ, АлАТ, ЛФ, ГГТП) для диференціальної діагностики, подібних за клінічними проявами механічної та паренхіматозної жовтяниць, значно покращило діагностичні можливості.

Використання органоспецифічних ферментів та ізоферментів є одним із вирішальних критеріїв при встановленні діагнозу. Прикладом може бути використання СДГ для розмежування печінкової та обтураційної жовтяниць, КК та АсАТ – для диференціації інфаркту міокарда і стенокардії.

Ферменти є надійними критеріями, здатними характеризувати період захворювання (гострий, хронічний). Часто активність ферментів змінюється до прояву клінічних ознак загострення хвороби, наприклад, підвищення АлАТ передує збільшенню вмісту білірубіну, погіршенню самопочуття хворого.

Ферменти успішно використовують в клінічній практиці для оцінки ефективності лікування, ступеня виздоровлення, прогнозу. Відсутність зміни активності ферментів на фоні застосування лікарських препаратів та інших методів лікування свідчить про їх низьку ефективність. При оцінці ступеня виздоровлення ферменти виявилися більш інформативними показниками порівняно з іншими біохімічними тестами. Так, визначення активності АсАТ та АлАТ більш достовірно відображає ступінь репаративних процесів у печінці при гепатиті, ніж уміст білірубіну.

Багато ферментів використовують у клініці для прогнозування результату хвороби. Наприклад, постійне зниження активності ХЕ при хронічному гепатиті свідчить про прогресування процесу й несприятливий прогноз. Різке зниження активності амінотрансфераз на фоні збільшення вмісту білірубіну свідчить про виснаження тканинних джерел ферментів за рахунок тяжкого ушкодження паренхіми печінки.

 

3. Класифікація ферментів плазми крові

 

У 1961 році на V Міжнародному біохімічному з’їзді було прийнято єдину номенклатуру й класифікацію ферментів, згідно з якою ферменти поділяються за характером каталізованих ними реакцій на 6 основних класів:

1. Оксидоредуктази – ферменти, що каталізують окисно-відновні реакції. До них належать дегідрогенази й оксидази: ЛДГ, МДГ, ІДГ, СДГ, ГлДГ, цитохромоксидаза, каталаза, пероксидаза та ін.

2. Трансферази – ферменти, що здійснюють перенесення різних хімічних радикалів від донора на акцептор. До цього класу належать аміно-, фосфо-, глюкозил-, ацилтрансферази та ін.

3. Гідролази – ферменти, що каталізують процеси гідролітичного розщеплення субстратів. До цього класу належать пепсин, трипсин, хімотрипсин, карбокси-, амінопептидази, колагеназа, еластаза, РНКаза, ДНКаза, ліпаза, амілаза, фосфатази, ХЕ, ЛАП та ін.

4. Ліази – ферменти, що каталізують реакції відщеплення хімічних груп негідролітичним шляхом. До цього класу належать усі альдолази, піруватдекарбоксилаза та ін.

5. Ізомерази – ферменти, що каталізують внутрішньомолекулярне перенесення хімічних радикалів із утворенням ізомерів. До цього класу належать глюкозо-, тріозофосфатізомерази та ін.

6. Лігази – ферменти, що здійснюють реакції синтезу, які супроводжуються поглинанням енергії. До цього класу належать глутамат-, глікоген-, гемсинтетази та ін.

У сироватці крові виділяють три групи ферментів:

1) клітинні;

2) секреторні;

3) екскреторні.

Клітинні ферменти надходять у кров із органів і тканин у результаті фізіологічного старіння та відмирання клітин або підвищення проникності клітинних мембран. У крові ці ферменти не виконують специфічних функцій.

Рівень активності окремих клітинних ферментів у сироватці крові залежить від концентрації їх у тканинах, молекулярної маси, внутрішньоклітинної локалізації, а також від швидкості їх гідролітичного розщеплення й елімінації. Залежно від локалізації у тканинах клітинні ферменти поділяють на неспецифічні й органоспецифічні. Активність перших виявляється в усіх органах і тканинах, тому за збільшенням їх сироваткової активності важко судити про локалізацію первинних патологічних змін; другі знаходяться в одному-двох органах – це найбільш інформативні ферменти, оскільки збільшення їх активності свідчить про ураження цих органів. Органоспецифічні ферменти називають індикаторними, або маркерними (наприклад, КК у м’язовій тканині, аргіназа в паренхімі печінки).

Секреторні ферменти синтезуються клітинами, надходять у кров і виконують специфічні функції в кров’яному руслі, тому їх називають власне ферментами крові. Наприклад, до них належать ферменти згортальної системи і фібринолізу, які синтезуються в печінці, потім надходять у кров і беруть участь у коагуляції, ліпопротеїнліпаза, церулоплазмін, псевдохолінестераза та інші. Активність цих ферментів у сироватці крові вища, ніж у клітинах чи тканинах. У клінічній практиці вони становлять інтерес, коли їх активність у сироватці крові стає нижче норми за рахунок порушення функції печінки.

Екскреторні ферменти утворюються деякими травними залозами (підшлунковою залозою, слизовою кишечника, ендотелієм жовчовивідних шляхів) і з їх секретів надходять у кров (амілаза, ліпаза, трипсин, ентерокіназа та ін.). У нормі активність цих ферментів у сироватці крові є низькою та постійною. Однак при патології, коли є заблокованим будь-який зі звичайних шляхів екскреції, активність цих ферментів у сироватці крові значно збільшується.

Процеси синтезу, функціонування та розпаду ферментів відбуваються безперервно й одночасно та забезпечують певний рівень їх активності у тканинах. Більшість ферментів сироватки крові первинно синтезується в клітинах, де їх концентрація істотно вища, ніж у сироватці. У кров ферменти надходять у результаті ушкоджень клітин або їх мембран, природної загибелі клітин, частина ферментів активно секретується в систему циркуляції.

При підвищеній загибелі клітин збільшуються вміст і відповідно активність ферментів у системі циркуляції. До факторів, здатних підвищувати проникність мембран, належать недостатність постачання киснем клітини, зниження концентрації глюкози в крові, присутність багатьох лікарських і хімічних речовин, що блокують гліколіз, роботу ЦТК та окисне фосфорилювання. Патогенні бактерії, бактеріальні токсини і віруси впливають безпосередньо на мембрану. Крім того, існують генетично обумовлені порушення структури мембран.

При виділенні ферментів швидкість їх появи в крові залежить від трьох факторів. Перш за все від градієнта концентрації, що забезпечує рух ферментів через мембрану. Величина його різна для різних ферментів і типів тканин. Наприклад, активність ЛДГ у клітинах печінки приблизно в 3000 разів, в еритроцитах – у 200 разів вища, ніж у плазмі крові. Чим вищий градієнт, тим швидше фермент з’являється в крові. Другий фактор – розмір молекул фермента. Дрібніші молекули дифундують із більшою швидкістю, ніж великі, та виділяються на ранній стадії ушкодження мембрани. Третій фактор – внутрішньоклітинна локалізація ферментів. Оскільки ферменти локалізуються в різних клітинних компартментах, таких, як цитозоль, лізосоми, клітинна мембрана або мітохондрії, то поява певної групи ферментів може свідчити про ступінь і тяжкість ушкодження клітин. Наприклад, такі ферменти, як кисла фосфатаза, 5’-нуклеотидаза (5’-НТ), ГГТП, локалізовані в клітинній мембрані. АлАТ, АсАТ, ЛДГ, КК знаходяться в цитоплазмі. АсАТ і КК виявлені також і в мітохондріях. Тут же знаходяться такі ферменти, як уроканіназа, глутаматдегідрогеназа (ГлДГ). Лужна фосфатаза (ЛФ) локалізована в лізосомах.

У першу чергу в плазму виходять цитоплазматичні ферменти, а при некрозі клітини, коли руйнуються внутрішньоклітинні органели, – і мітохондріальні ферменти. Прикладом є підвищення в крові активності АсАТ. І цитоплазматична, і мітохондріальна форма цього ферменту має однакову молекулярну масу, але мітохондріальна виходить у кров значно повільніше.

Крім посиленої загибелі клітин, причинами підвищення активності ферментів у сироватці крові можуть бути:

· підвищена проліферація клітин (пухлинний ріст);

· підвищений синтез ферментів;

· обструкція шляхів секреції ферментів;

· зниження кліренсу ферментів.

Швидкість синтезу ферментів звичайно збільшується при станах, що супроводжуються ураженням печінки. Біліарна обструкція викликає збільшення синтезу ферментів, що локалізовані у сітці гепатобіліарного дерева. Деякі фармакологічні препарати індукують збільшений синтез ферментів гепатоцитами, наприклад антиконвульсантні препарати, особливо фенобарбітал і фенітоїн.

Зниження активності ферментів порівняно з нормальними значеннями може бути при зниженому синтезі, вроджених дефіцитах, за наявності інгібіторів активності ферменту, при агрегації молекул ферментів.

Про механізми видалення ферментів із системи циркуляції або інгібування їх активності відомо мало. Більшість ферментів, імовірно, розщеплюється протеазами плазми крові та видаляється ретикулоендотеліальною системою. Частина ферментів виділяється зі слиною, жовчю та іншими секреторними рідинами. Через нирковий фільтр проходять лише невеликі молекули з молекулярною масою не більше 60–70 кДа, тому в нормі кількість екскретованих ферментів невелика. До них належить амілаза, яка фільтрується в клубочках нирок. Активність амілази в сироватці підвищується при гострій нирковій недостатності, для інших ферментів практично невідомі ситуації, при яких змінювався б їх кліренс, тобто швидкість видалення з крові.

 

4. Загальна характеристика ферментів, які мають діагностичне значення

Алкогольдегідрогеназа

Алкогольдегідрогеназа (АДГ; КФ 1.1.1.1) – печінковий цитоплазматичний фермент класу оксидоредуктаз. АДГ є цинковмісним ферментом, що здатний нейтралізувати невеликі дози алкоголю. Фермент каталізує за наявності НАД окиснення спиртів і ацеталей до альдегідів і кетонів.

АДГ є синергістом ацетальдегіддегідрогенази, що розщеплює токсичний ацетальдегід до нейтральних продуктів. Якщо активність АДГ значно перевищує активність ацетальдегіддегідрогенази, то відбувається накопичення ацетальдегіду, який виявляє різку цитотоксичну дію.

Ідентифіковані ізоферменти АДГ специфічні для печінки, слизової шлунка та нирок. У великих кількостях фермент знаходиться лише в печінці, але невелика його кількість міститься в нирках. Слідові кількості АДГ також виявляються в серцевому та скелетних м’язах людини. У сироватці крові здорової людини активність АДГ незначна (слідова).

АДГ каталізує метаболічне перетворення метанолу й етиленгліколю в токсичні сполуки. Цей ефект гальмується введенням етанолу. Ізоферментний спектр АДГ печінки відображає патологічні зміни в організмі, що використовується з діагностичною метою. АДГ – родина тісно пов’язаних ферментів із вираженим поліморфізмом, що може впливати на швидкість виведення етанолу. Етнічні й індивідуальні відмінності в чутливості до алкоголю зумовлені наявністю переважної кількості в організмі “атипової” ізоформи АДГ зі зниженою ферментативною активністю, яка є у 4–20 % населення.

Різке підвищення вмісту ферменту спостерігається при гострому гепатиті (при цьому нормалізація його активності відбувається раніше, ніж нормалізація активності трансаміназ). При обтураційній жовтяниці, цирозах печінки, інфаркті міокарда, м’язовій дистрофії Ерба-Рота звичайно не спостерігається підвищення активності АДГ у крові.

Ціаніди, йодоацетат гальмують дію ферменту. АДГ є органоспецифічним ферментом для печінки, тому поява його в сироватці крові свідчить про ушкодження клітин цього органа. АДГ є критерієм вираженості гепатоцелюлярного некрозу та внутрішньопечінкового холестазу. АДГ розглядається як високочутливий маркер аноксії печінки.

Ізоформи АДГ мають велике значення в диференціальній діагностиці захворювань печінки. Так, АДГ1 підвищується при вірусних гепатитах, АДГ2 – при алкогольних гепатитах, активність АДГ3 так само, як і АДГ2, частіше збільшується при цирозі печінки.

У І та ІІ стадіях алкоголізму активність АДГ, як правило, підвищена, в ІІІ – починає знижуватися, внаслідок чого переносимість алкоголю значно зменшується. При прогресуючому алкогольному цирозі активність АДГ знижується до дуже низьких значень.

 

Альдолази

 

Фруктозо-1,6-дифосфатальдолаза (альдолаза; ФДФА, КФ 4.1.2.13) – фермент, що належить до класу ліаз, каталізує зворотну реакцію розщеплення фруктозо-1,6-дифосфату на дві молекули фосфотріоз (дигідроксіацетонфосфат і гліцеральдегід-3-фосфат) у процесі гліколізу. Фермент відіграє важливу роль в енергетичному обміні. Молекулярна маса ферменту 147– 180 кДа є тетрамером і складається із двох типів поліпептидних ланцюгів.

ФДФА наявна в усіх тканинах організму, але найбільша активність зосереджена у скелетних м’язах. У нормі в сироватці крові активність ФДФА становить від 0,0038 до 0,02 (у середньому 0,012) мкмоль фруктозо-1,6-дифосфату, перетвореного ферментом, що міститься в 1 мл сироватки крові, за 1 хв при 37 °С. Активність ФДФА у крові є додатковою діагностичною ознакою ряду захворювань. У тканині злоякісних пухлин фермент у декілька разів активніший, ніж у незмінених тканинах, в еритроцитах активність ферменту в 100 разів вища, ніж у сироватці крові, тому гемоліз істотно спотворює результати аналізу.

ФДФА має значення як один із індикаторних показників для лабораторної діагностики синдрому цитолізу. При ряді захворювань (прогресуюча м’язова дистрофія, інфаркт міокарда, активний ревматизм, рак, ураження печінки та ін.) активність ФДФА у крові підвищується, причому тим значніше, чим тяжчий перебіг має захворювання. Можлива гіперальдолаземія у другій половині вагітності, при гострих холециститах, особливо під час нападу та при тяжких загостреннях хронічного холециститу, у хворих на тиреотоксикоз.

Найбільший клінічний інтерес визначення альдолази має при захворюваннях скелетних м’язів. При гострому нападі міоглобінурії активність ферменту може підвищуватися в 100 разів, поступово знижуючись у міру загасання процесу. Різке підвищення активності ФДФА спостерігається у хворих на міопатію Дюшена, дерматоміозит, поліміозит та при інших патологічних станах, що супроводжуються порушенням структури м’язових клітин. Важливо зазначити, що подібні за клінічною картиною нервово-м’язові та інші захворювання (нервово-м’язова атрофія, міастенія, поліомієліт) не супроводжуються гіперферментемією.

Підвищена активність альдолази виявлена в сироватці крові пацієнтів із захворюваннями печінки, особливо при гострому гепатиті (вірусному чи токсичному).

У хворих на гострий вірусний гепатит у 90 % випадків спостерігається 5–20-кратне підвищення активності ФДФА. Характерно, що вона підвищується задовго (від 3 діб до 2 тижнів) до прояву клінічних симптомів захворювання, досягаючи максимуму в перші 5 діб жовтяничного періоду, а потім поступово знижуючись, швидше при легкому перебігу. У дітей нормалізація ферментативних показників відбувається швидше, ніж у дорослих, тривала гіперферментемія свідчить про затяжний перебіг захворювання.

Необхідно пам’ятати, що активність ФДФА збільшується і при безжовтяничній формі захворювання, отже, визначення активності сироваткової альдолази має велике значення не лише для ранньої діагностики гепатиту й розпізнавання безжовтяничної його форми, а й для попередження переливання хворим крові донорів, що страждають на латентний, прихований гепатит.

При хронічному гепатиті й цирозі печінки активність ФДФА звичайно не відхиляється від норми. У хворих на обтураційну жовтяницю активність ферменту або не змінюється, або збільшується незначно, що слід враховувати при здійсненні диференціальної діагностики обтураційної жовтяниці з паренхіматозною.

Ураження печінки гепатотропними отрутами (наприклад, чотирихлористим вуглецем) призводить до різкого зростання активності ФДФА в сироватці крові.

Як уніфікований метод визначення альдолази використовують метод Товарницького–Волуйської, що базується на тому, що продукти розщеплення фруктозо-1,6-дифосфату альдолазою при реакції з 2,4-динітрофенілгідразином утворюють гідразони, забарвлені в лужному середовищі. Інтенсивність забарвлення пропорційна активності ферменту.

Фруктозо-1-фосфатальдолаза (кетозо-1-фосфатальдолаза, Ф-1-ФА, КФ 4.1.2.7) – органоспецифічний для печінки фермент, який розщеплює фруктозо-1-фосфат на діоксіацетонфосфат гліцеральдегід. Генетично зумовлена недостатність Ф-1-ФА є причиною спадкової непереносимості фруктози. Оскільки фермент відсутній в еритроцитах, гемоліз практично не впливає на результат визначення його активності в сироватці крові.

Активність Ф-1-ФА з великою сталістю підвищується вже на ранніх термінах інфекційного гепатиту (хвороби Боткіна). На початку захворювання вона досягає 7–20– 40 од. і більше. Нормалізація ж підвищених показників Ф-1-ФА настає пізніше, ніж ФДФА. При рецидивах і загостреннях активність ферменту знову підвищується, а за умов затяжного перебігу звичайно тривалий час не нормалізується.

При токсичному гепатиті та загостренні хронічного гепатиту також спостерігається значне підвищення активності Ф-1-ФА. У хворих на цироз печінки підвищення активності ферменту відмічається рідко. При механічній жовтяниці на ґрунті новоутворень або захворювань жовчовивідних шляхів показники Ф-1-ФА залишаються нормальними або незначно підвищуються.

Гемолітичні анемії, функціональні гіпербілірубінемії та інші захворювання, не пов’язані з ураженням паренхіми, не супроводжуються підвищенням активності Ф-1-ФА.

Таким чином, проба є органоспецифічним печінковим тестом – індикатором ураження паренхіми печінки.

 

 

Альфа-амілаза

Альфа-амілаза (діастаза, α-1,4-D-глюканглюкано-гідролаза; КФ 3.2.1.1) належить до класу гідролаз, що каталізують гідроліз полісахаридів, що містять α-D-глюкозу, до простих моно- і дисахаридів (мальтоза, глюкоза). Розриваються зв’язки між α-1 і 4 атомами вуглецю, зв’язки в полісахаридах між α-1 і 6 атомами вуглецю не атакуються ферментом. Існує другий тип амілази – β-амілаза (виділена з рослин і бактерій); вона здатна розщеплювати тільки термінальні зв’язки на кінцях вуглеводів. Висока активність альфа-амілази виявляється в печінці, скелетних м’язах, у мікроворсинках ентероцитів, слізній рідині, секреті молочних залоз. Активність ферменту виявлена також у різних пухлинах. Найбільш багаті на амілазу підшлункова і слинні залози. Амілаза секретується в кров головним чином із цих органів. Плазма крові людини містить альфа-амілазу двох ізозимних типів: панкреатичну (Р-тип), яка виробляється підшлунковою залозою, і слинну (S-тип), яка продукується слинними залозами. У кожному з цих типів амілаз є декілька ізоформ. Так, виявлено 7 фенотипів амілази слини і 3 фенотипи амілази панкреатичного соку.

У фізіологічних умовах амілаза сироватки крові складається на 40 % із панкреатичної амілази і на 60 % із слинної амілази. На електрофореграмах кожний із цих ізоферментів виявляється у вигляді двох основних фракцій. Ізоферменти слинних залоз мають нижчу ізоелектричну точку та при електрофорезі мігрують швидше. Визначення вмісту кожного ізоферменту амілази можна здійснити за допомогою імунологічних методів. При цьому використовують моноклональні антитіла до ізоферментів слинних залоз, які вибірково інгібують активність слинної амілази. Активність, виміряна після інгібування, відповідає активності панкреатичного ізоферменту. Віднімаючи від загальної активності амілази активність панкреатичної амілази, можна отримати значення активності ізоферменту слини.

Обидва ізоферменти амілази мають молекулярну масу приблизно 45 кДа, тому фільтруються в нирках і екскретуються із сечею. Проте у складі сечі більша питома вага припадає на панкреатичний ізофермент.

Визначення активності альфа-амілази має велике значення в діагностиці захворювань підшлункової залози. Підвищення активності альфа-амілази в сироватці крові в 2 і більше разів повинно розцінюватися як симптом ураження підшлункової залози. Невелика гіпераміла