Зміни активності ферментів при хворобах печінки

Неспецифічні ферменти сироватки крові: АлАТ, АсАТ, альдолаза, глюкозофосфатізомераза, ЛДГ, МДГ, ХЕ, ЛФ, гексокіназа, СДГ, α-гліцерофосфатдегідрогеназа, трипептидамінопептидаза, декарбоксилаза ароматичних L-амінокислот та ін.

Органоспецифічні ферменти сироватки крові: СДГ, аргіназа, орнітинкарбамоїлтрансфераза (ОКТ), фруктозо-1-фосфатальдолаза (Ф-1-ФА), аденозиндезаміназа.

Відносно специфічні для печінки ферменти: ІДГ, АДГ, ГлДГ, транскетолаза, гістидаза, глутамінсинтетаза, β-глюкуронідаза, ГГТП, ЛАП, 5’-НТ, тирозиназа та ін.

Ізоферменти: ЛДГ, МДГ, АсАТ, ІДГ, ГлДГ, АДГ, альдолази, трансамідинази, глюкозофосфатізомерази, ЛФ, ХЕ та ін.

Ферменти сечі: ААП, АсАТ, β-глюкуронідаза, ЛАП, ЛФ та ін.

Наведені ферменти найбільш часто використовуються порівняно з багатьма іншими ферментами для вирішення різних діагностичних завдань у клінічній гепатології. Залежно від поставленої мети комплекс ферментів може бути різним.

Ушкодження клітин. Розподіл ферментів в органелах гепатоцитів дозволяє при ушкодженні клітин щодо збільшення комплексу ферментів у сироватці крові визначити ступінь деструкції печінки. Компонентами цитоплазми є АсАТ, АлАТ, ЛДГ. У мітохондріях містяться гістидаза, уроканіназа, МДГ, ГлДГ і мітохондріальний ізофермент АсАТ (м-АсАТ). В ендоплазматичному ретикулумі локалізовані детоксикуючі гідроксилази, ацилази, ферменти кон’югації білірубіну. У рибосомах локалізовані ХЕ, церулоплазмін. Гідролітичні ферменти локалізовані в лізосомах. При ушкодженні гепатоцитів вихід ферментів із клітин і потрапляння в кров перш за все зумовлено порушенням функції клітинних мембран. Підвищення в плазмі крові трансаміназ є чутливим показником ушкодження плазматичної та мітохондріальної мембран. Активність плазматичних ферментів підвищується в сироватці крові при ушкодженні навіть незначної кількості клітин. Гепатоцити містять більше АсАТ, ніж АлАТ, але АлАТ наявна в основному в цитоплазмі, де її активність суттєво вища, ніж АсАТ. АсАТ наявна в гепатоцитах в основному в мітохондріях.

При запальних та інфекційних захворюваннях, таких, як вірусний гепатит, ушкоджується в основному плазматична мембрана, відбувається вихід умісту цитоплазми з клітини, тому переважно підвищується в сироватці крові АлАТ.

При інфільтративних порушеннях ушкоджуються як мітохондріальні, так і плазматичні мембрани, при цьому пропорційно з клітин виходять обидві трансамінази, в сироватці крові здебільшого підвищується АсАТ, ніж АлАТ.

Порушення синтезувальної здатності. Гепатоцити відповідають за синтез альбуміну, фібриногену, протромбіну, факторів згортання крові V, VII, IX, X і деяких глобулінів. Синтезувальна здатність печінки погіршується, як правило, при тяжких тривалих захворюваннях. Для оцінки синтезувальної здатності гепатоцитів використовують визначення в сироватці крові концентрації альбуміну, протромбіну (протромбіновий час), активності ХЕ.

Час напівжиття альбуміну в плазмі крові становить 15–20 діб, тому при гострих захворюваннях, зокрема при гострому гепатиті, зменшення кількості альбуміну в сироватці крові пов’язане з перерозподілом рідини, а не із зниженням його синтезу. При хронічному гепатиті гіпоальбумінемія може бути результатом зменшення синтезу. Протромбіновий час може подовжуватися при холестазі, оскільки синтез протромбіну залежить від наявності вітаміну К, а всмоктування вітаміну К у кишечнику відбувається за наявності жовчних кислот. Тому якщо через 1 добу після внутрішньом’язового введення вітаміну К протромбіновий час нормалізується або зменшується більш ніж на 30 %, то це свідчить про порушення метаболізму вітаміну К, якщо – ні, то це свідчить про тяжку патологію печінки з порушенням синтезувальної здатності.

Гепатоцити синтезують ХЕ. В умовах паренхіматозного ураження печінки її синтез і активність у крові знижені. Найчастіше зниження активності ХЕ є наслідком токсичного впливу хімічних препаратів (цитостатики, фосфорорганічні сполуки).

Холестаз. До ферментів ендотелію жовчних проток належать ЛФ, ЛАП, ГГТП, 5’-НТ. Екскреторними ферментами є ЛФ, ЛАП і ГГТП. Найбільш поширеним тестом холестазу є підвищення в сироватці крові активності ЛФ, що зумовлено швидким підвищенням її синтезу в клітинах, які вистилають жовчні протоки.

На ранніх термінах внутрішньопечінкового холестазу підвищення активності ЛФ є наслідком активації її синтезу, подальше її підвищення, особливо у формі макроЛФ, пов’язане з деструкцією жовчних канальців при дії жовчних кислот. В умовах холестазу макроЛФ у крові є комплексом ферменту з фрагментами мембрани. Ці комплекси одночасно з ГГТП і 5’-НТ проявляють високу активність. У нормі в крові наявні 2 ізоферменти ГГТП, в умовах холестазу вдається розділити 5 ізоформ. Підвищення активності ізоформи ГГТП з рухливістю γ-глобулінів є специфічним для холестазу. У педіатрії перевагу віддають визначенню активності ГГТП, а не ЛФ, оскільки активність ГГТП не залежить від віку.

Первинний біліарний цироз. Це досить рідкісне захворювання невідомої етіології, яке найчастіше спостерігається серед жінок середнього віку. Деструкція і проліферація клітин жовчних проток супроводжуються порушенням відтоку жовчі і дуже високою активністю ЛФ у сироватці крові. Однак хворобу можна виявити в період, коли як гістологічна картина, так і метаболічні показники подібні до вірусних гепатитів. При біліарному цирозі в 90 % у сироватці крові наявні антимітохондріальні антитіла і, як правило, висока концентрація IgM.

Гострий вірусний гепатит. Найбільше практичне значення має визначення активності АлАТ і АсАТ. При гепатиті активність цих ферментів підвищується вже в переджовтяничному, а іноді навіть в інкубаційному періоді. Тому визначення активності АлАТ має значення при епідеміологічних обстеженнях. Уміст АлАТ у плазмі вищий, ніж АсАТ, і коефіцієнт де Рітіса, що дорівнює відношенню активностей AcAT/АлАТ, є меншим за 1, що дозволяє диференціювати ферментемію печінкового походження від ферментемії при інфаркті міокарда.

У гострому періоді вірусного гепатиту при всіх формах, крім тяжкої, коефіцієнт де Рітіса коливається від 0,55 до 0,65. Тільки при тяжкому перебігу захворювання цей коефіцієнт становить у середньому 0,83, що відображає більш виражене підвищення активності АсАТ. Очевидно, активність АлАТ раніше і більшою мірою підвищується при легких формах і швидше та частіше знижується при тяжких формах захворювання в результаті порушення синтезу ферменту. При тяжчих формах захворювання спостерігається відносно більше надходження в кров АсАТ.

При більш тяжкому перебігу гострого гепатиту може з’явитися так звана білірубіно-ферментна дисоціація: зниження активності амінотрансфераз при одночасному підвищенні рівня білірубіну.

Є дані, що при гострих гепатитах ще раніше, ніж підвищення активності АлАТ і АсАТ, відбувається підвищення активності ГГТП. На піку захворювання на гострий вірусний гепатит активність ГГТП нижча, ніж активність амінотрансфераз. Вважають, що активність ГГТП – один із найчутливіших тестів для діагностики захворювань печінки, він незамінний як «відсіваючий тест». За умов нормальної активності ГГТП імовірність захворювання печінки дуже мала.

У той самий час значення визначення активності ГГТП для диференціальної діагностики печінкової і підпечінкової жовтяниці невелике, що пов’язано з різноманіттям процесів, які підвищують активність цього ферменту (цитолітичні процеси, холестаз навіть без жовтяниці, інтоксикація алкоголем, пухлинний ріст у печінці, інтоксикації лікарськими препаратами). Дуже чутлива активність ГГТП до впливу на печінку тривалого зловживання алкоголем. Наркотики і седативні засоби також індукують активність ГГТП. Тому ГГТП є чутливим тестом для розпізнавання алкогольно-токсичних захворювань печінки. Показово, що припинення приймання алкоголю знижує активність ферменту приблизно на 50 % упродовж 10 днів, що може мати значення для диференціальної діагностики.

Для діагностики гострих гепатитів застосовується також визначення активності ФДФА. Її ізофермент типу В (Ф-1-ФА) міститься тільки в печінці, в нормі у крові не визначається та є більш специфічним для діагностики гепатитів, ніж амінотрансферази. Активність Ф-1-ФА підвищується при гострих гепатитах, при хронічних – підвищення менш виражене.

Активність ЛФ підвищується у більшості хворих на гострий гепатит (більш ніж у 80 % хворих), але у переважної більшості хворих – лише незначною мірою. Явне підвищення ЛФ спостерігається при розвитку ускладнень, особливо з боку жовчних шляхів.

Для контролю за перебігом захворювання використовують також визначення активності ЛДГ, особливо її ізоферменту ЛДГ5, підвищення активності якого спостерігається при ушкодженнях печінки.

На відміну від ряду інших ферментів, активність яких при захворюваннях гепатобіліарної системи зростає, активність ХЕ знижується відповідно до тяжкості та поширеності цитолітичного процесу. Це пов’язано з тим, що ХЕ синтезується в гепатоцитах і секретується ними у фізіологічних умовах у кров. При гострих гепатитах активність ХЕ знижується значніше, ніж при загостреннях хронічних уражень печінки. Слід мати на увазі, що активність ферменту підвищується при значному ожирінні, тиреотоксикозах, нефрозах і знижується при прийомі цитостатиків, при різних інфекціях, голодуванні та до кінця 1-ї доби гострого інфаркту міокарда. На практиці дослідження ХЕ при гострих гепатитах широкого застосування не набуло.

При одужанні після гострого гепатиту нормалізація ферментемії запізнюється порівняно зі зниженням до норми білірубіну в крові і з ліквідацією клінічних симптомів захворювання. Слід звернути увагу, що тільки повна нормалізація активності ферментів як у спокої, так і при навантаженнях є ознакою одужання. Стероїдна терапія може знизити вміст ферментів, але таке зниження не є ще ознакою одужання, оскільки після відміни гормонів ферментемія може виникнути знову. Слід мати на увазі, що нормалізація активності ГГТП після гострих вірусних гепатитів відбувається пізніше нормалізації АлАТ та АсАТ.

Гепатит А (інфекційний гепатит, HAV) звичайно передається фекально-оральним шляхом при зараженні ним харчових продуктів і води, хвороба може передаватися з препаратами крові. Інкубаційний період 15–45 днів, вірулентний період нетривалий. Інфікування вірусом гепатиту А ніколи не призводить до хронічного захворювання. Антитіла класу IgG проти вірусу гепатиту А (Anti-HAV-IgG) з’являються в розпал інфекції незабаром після антитіл класу IgM і зберігаються після перенесеного гепатиту А довічно, забезпечуючи стійкий імунітет. Наявність у крові людини Anti-HAV-IgG (за відсутності Anti-HAV-IgM) свідчить про наявність імунітету до вірусу гепатиту А в результаті перенесеної в минулому інфекції або вакцинації проти цього вірусу. На сьогодні також проводиться якісне виявлення РНК вірусу гепатиту А методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) у плазмі крові. Ця методика дозволяє виявляти слідові кількості вірусної РНК у біологічному матеріалі. При цьому фрагмент, що визначається, – це унікальна послідовність РНК гена структурного білка вірусу гепатиту А. Специфічність визначення становить 98 %.

Гепатит В (сироватковий гепатит, HВV) передається через препарати крові або зі слиною та статевим шляхом. Інкубаційний період 40–180 днів, хвороба може проходити без жовтяниці, може прогресувати до хронічного гепатиту з подальшим цирозом печінки. Вірус гепатиту В складається з оболонки та нуклеокапсиду. Оболонка містить поверхневий білок – HBsAg, у нуклеокапсиді знаходяться серцевинний («core») антиген (HBcAg) та антиген «e» (HBeAg), а також ферменти і ДНК вірусу. У продромальний період хворобу можна діагностувати за наявності поверхневого антигену вірусу гепатиту В – HBsAg. Одним із компонентів HBsAg є антиген е – HВеAg, як правило, його виявляють у період активної реплікації вірусу, зникнення HВеAg розглядають як гарну прогностичну ознаку. Серцевинний (кор-) антиген гепатиту В (HВсAg) не циркулює у вільному стані, але може бути наявним у клітинах печінки, де відбувається реплікація вірусу. При захворюванні на гепатит у крові з’являються антитіла до різних антигенів вірусу. Антитіла до HBsAg (Anti-HBs) виявляються після перенесеного гепатиту В або після вакцинації та забезпечують імунну відповідь. Поява Anti-HBs на фоні клінічного поліпшення у хворого на гепатит В та зникнення HBsAg є гарною прогностичною ознакою і показником одужання. Антитіла до кор-антигену виявляються у вигляді сумарних антитіл (Anti-HВс) та антитіл імуноглобулінів класу М (Anti-HBcIgM). Anti-HBc містять фракції IgM і IgG і виявляються при гострому гепатиті (завдяки IgM), хронічному гепатиті (завдяки IgG) та в осіб, що перенесли інфекцію (завдяки IgG). Аnti-HBcIgM, як правило, виявляються при гострому гепатиті, але іноді й при хронічному гепатиті в період інтенсивної реплікації вірусу. Якісне визначення ДНК вірусу гепатиту В (HBV-DNA) у плазмі крові здійснюють методом ПЛР. ДНК вірусу гепатиту В – найраніший маркер при гострій інфекції. Фрагмент, що визначається, – унікальна послідовність ДНК гена структурного білка вірусу гепатиту В. Специфічність визначення – 98 %. Показаннями для кількісного визначення ДНК вірусу гепатиту B методом ПЛР є позитивний якісний тест на наявність HBV-DNA у сироватці крові, визначення тактики лікування пацієнтів і точна оцінка ефективності лікування. Фрагмент, що визначається, – це ділянка гомологічних послідовностей гена HBsAg геному вірусу гепатиту В.

Гепатит С (HCV), як правило, розвивається в результаті переливання крові, є дані про зараження статевим шляхом. Інкубаційний період триває від 15 до 50 днів. Приблизно у половини хворих розвивається хронічна форма, яка часто прогресує до цирозу печінки. Для діагностики цього захворювання використовують визначення антитіл до вірусу гепатиту С (Anti-HCV). Виявлення Anti-HCV свідчить про хронічне інфікування вірусом. Аnti-HCV не забезпечують імунітет проти вірусу гепатиту С. Згідно з рекомендацією ВООЗ установлення діагнозу гепатиту С можливе на підставі триразового виявлення РНК вірусу гепатиту С у сироватці крові хворого за відсутності інших маркерів гепатиту. РНК HCV виявляється в крові уже через 5 днів після інфікування, тобто задовго до появи антитіл до гепатиту С. Важливим для оцінки ефективності противірусної терапії є кількісне визначення РНК вірусу гепатиту С у клінічних зразках методом ПЛР. Фрагмент, що визначають, – це консервативна ділянка геному HCV. Серологічні тести є свідченням HCV-інфекції, тоді як тільки визначення РНК вірусу гепатиту С дозволяє відрізняти активну інфекцію від минулої. Проведення ПЛР дозволяє виявити РНК вірусу гепатиту С не тільки в сироватці крові, але й у біоптаті печінки, що важливо при підтвердженні ролі цього вірусу у формуванні гепатоцелюлярної карциноми. У подібних хворих РНК HCV реєструється в гепатоцитах і за відсутності Anti-HCV та РНК HCV у сироватці крові.

Гепатит D (HDV). Вірус гепатиту D – неповноцінний РНК-вмісний вірусний агент, який у своєму життєвому циклі залежить від вірусу гепатиту В, використовуючи його білок (HBsAg) для власної оболонки. Тому необхідною умовою інфікування вірусом гепатиту D (дельта-частинка) і його реплікації є наявність у такого хворого вірусу гепатиту В. Інфекція HDV, подібно до інфекції HBV, передається парентеральним шляхом. При гепатиті D відносно часто зустрічається блискавичний перебіг. Гострий гепатит D діагностується за наявності в сироватці крові HDVAg та Anti-HDVIgM. Виявлення РНК вірусу гепатиту D у плазмі крові здійснюють методом ПЛР. Фрагмент, що визначають, – це консервативна ділянка геному HDV.

Хронічний гепатит. Визначається, якщо захворювання триває без значного покращання принаймні 6 місяців і гістологічно проявляється як запалення без ознак цирозу. Етіологічними факторами можуть бути вірусна інфекція, аутоімунні захворювання, різні ліки й алкоголь.

При хронічному гепатиті зміни ферментативної активності можуть визначатися різними чинниками і зазнавати істотних коливань. Запальний процес, що триває, може викликати підвищення активності трансаміназ. При адекватній терапії та поліпшенні стану можливе зниження їх активності. Проте не завжди зменшення ферментемії є сприятливою ознакою. Слід мати на увазі, що при хронічному гепатиті активність ферментів може знижуватися і навіть стати нормальною або незначно підвищеною внаслідок зменшення кількості функціонуючих печінкових клітин. При цьому, як правило, активність АлАТ зменшується значніше, ніж АсАТ, і коефіцієнт де Рітіса може стати більше 1. По суті, в цьому підвищенні коефіцієнта де Рітіса відображається більша чутливість аланінамінотрансферазного тесту порівняно з аспартатамінотрансферазним. Тут можна провести аналогію зі змінами цих показників при тяжких формах гострого гепатиту.

Унаслідок некрозу печінкових клітин може бути високою активність ГлДГ.

Має діагностичне значення підвищення активності ЛФ, яке часто спостерігається і може бути пов’язане з розвитком холангіту. При малоактивних хронічних гепатитах і цирозах печінки ЛФ підвищується незначно або утримується на верхній межі норми, при високоактивних гепатитах і цирозах вона значно підвищена у 60–70 % хворих.

При тяжких хронічних захворюваннях печінки, особливо при цирозах, різко знижується активність ХЕ. Для виявлення початкових проявів печінкової недостатності діагностична цінність ХЕ дещо знижується у зв’язку з великим періодом напіврозпаду цього ферменту.

Гостре алкогольне ураження печінки. Алкоголь виявляє пряму ушкоджувальну дію на клітини печінки, однак серйозні клінічні ураження цього органа виникають лише у 10–20 % хронічних алкоголіків. Хоча клінічно захворювання нагадує за перебігом гострий вірусний гепатит, проте у плазмі крові активність трансаміназ і концентрація білірубіну підвищуються незначно. Підвищення активності ГГТП при прийманні алкоголю є першим симптомом токсичного впливу на печінку. Тривале підвищення в плазмі активності ГГТП асоціюється з макроцитозом, гіперурикемією і гіпертригліцеридемією та доводить хронічне алкогольне ураження. Але ці дані не можуть бути використані для діагностики алкоголізму. Спектр алкогольних уражень печінки є досить великим.

Жирова дистрофія печінки – найчастіша патологія у хворих на хронічний алкоголізм. За відсутності інших уражень має часто безсимптомний перебіг. При обстеженні виявляються гепатомегалія та незначне підвищення активності печінкових ферментів (як правило, ЛФ).

Алкогольний гепатит може мати як легкий, так і тяжкий перебіг зі швидким розвитком печінкової недостатності. У типових випадках при лабораторному обстеженні виявляють підвищення активності АсАТ, АлАТ і ЛФ із більш високим підвищенням активності АсАТ, ніж АлАТ. У диференціально-діагностичному відношенні має деяке значення те, що при алкогольних ураженнях печінки на противагу вірусним характерне переважне підвищення активності АсАТ і коефіцієнт де Рітіса більше 2. Іноді визначається збільшення протромбінового часу, що не коригується введенням вітаміну К.

Коматозний стан. Спочатку спостерігається різке підвищення активності ферментів. Так, активність трансаміназ може в сотні разів перевищувати нормальну, підвищується також активність ГлДГ. Надалі при продовженні коми, як правило, через 2 доби, активність АсАТ і АлАТ різко знижується, що при тяжкому стані хворого не є сприятливою ознакою й може бути пов’язане зі зменшенням кількості функціонуючих печінкових клітин унаслідок некрозу. Активність інших ферментів (ЛДГ, ГлДГ, ФДФА) продовжує при цьому підвищуватися.

При масивних некрозах печінки можливе різке підвищення активності ЛФ.

Як симптом гострого масивного некрозу печінки було описано білірубіно-ферментну дисоціацію: зниження активності ферментів, іноді до нормальних величин при підвищенні в крові вмісту білірубіну. Зниження активності ферментів відбувається при цьому внаслідок зменшення їх синтезу в результаті руйнування печінкової паренхіми. При блискавичних комах підвищена активність ферментів може зберігатися.

Ензимодіагностика холангітів та обтураційних жовтяниць, диференціальна діагностика їх із паренхіматозними жовтяницями. При холангітах у тому або іншому ступені ушкоджуються головним чином печінкові клітини, на стані яких позначається утруднення відтоку жовчі. При паренхіматозних жовтяницях у процес певною мірою залучаються і жовчні протоки. Це викликає труднощі в диференціальній ензимодіагностиці холангітів і паренхіматозних уражень печінки. Як один із показників для диференціальної діагностики рекомендується використовувати коефіцієнт Шмідта. Останній являє собою відношення активностей ферментів і обчислюється за формулою (АсАТ+АлАТ)/ГлДГ. Цей коефіцієнт при гепатитах із гострим або хронічним перебігом і при цирозах печінки буває більше 30, при обтураційній жовтяниці – 5–20.

При холангітах спостерігається невелике непостійне підвищення активності ЛФ.

При механічній жовтяниці активність ЛФ підвищується значно, і це підвищення більш виражене, ніж підвищення активності трансаміназ. Що стосується термінів наростання активності ЛФ при розвитку механічної жовтяниці, то відомості з цього питання неоднозначні. Є дані, що при внутрішньо- та позапечінковому холестазі підвищення ЛФ відбувається дуже рано, часто ще до розвитку жовтяниці, і може залишатися після її зникнення, будучи єдиним показником жовчної обструкції, яка триває. У той самий час існують інші спостереження, що активність ЛФ підвищується лише на 4–10-й день обтураційної жовтяниці. При тривалій обтураційній жовтяниці вона рідко утримується на одному рівні. На деякий час активність її може знижуватися майже до норми для того, щоб надалі знову різко підвищитися. У зв’язку з цим необхідні повторні дослідження.

Активність ЛФ особливо висока у хворих із підпечінковою жовтяницею пухлинного походження і при первинному біліарному цирозі печінки, слабо або помірно підвищена при інших формах цирозу. Гіперферментемія спостерігається при вогнищевих процесах у печінці, що навіть не супроводжуються жовтяницею, наприклад, при новоутвореннях печінки.

Значного поширення в диференціальній діагностиці захворювань печінки також набув спосіб зіставлення ступеня підвищення активності ферментів, що мають різну локалізацію в гепатоциті та відображають різні сторони функціональної активності ушкоджень клітини. Найбільш використовувані співвідношення активностей ферментів подані в таблиці А.3.

 

Зміни активності ферментів