Множественные формы ферментов

Это ферменты, которые катализируют одинаковые реакции, но отличаются по физико-химическим свойствам. По происхождению можно выделить две группы таких ферментов: а) изоферменты — это ферменты, в которых различия генетически детерминированы; б) множественные формы, образующиеся в результате модификации молекул фермента после его синтеза.

Классификация изоферментов: а) по органной локализации — ферменты гликолиза в мышцах и печени; б) по внутриклеточной локализации — малатдегидрогеназа митохондриальная и цитоплазматическая; в) изоферменты, образующиеся в результате мутаций структурных генов; г) гибридные формы, образующиеся путем нековалентного связывания нескольких одинаковых или разных полипептидных цепей. Так, ЛДГ состоит из 4-х цепей 2-х видов — H и M. Из них возможно образование пяти изоферментов — Н₄, Н₃М, Н₂М₂, М₃Н и М₄. Н₄ и Н₃М преобладают в миокарде, а М₄ — в скелетной мускулатуре и печени.

Медицинские аспекты энзимологии

Ферменты плазмы крови

В крови могут присутствовать следующие ферменты:

1. Секреторные (плазмоспецифические) — синтезируются в печени и в норме постоянно выделяются в кровь, где выполняют свои функции (например, ферменты свертывания крови).

2. Экскреторные — образуются органами пищеварительной системы (поджелудочной железой, слизистой оболочкой кишечника, печенью) и в норме выделяются с желчью (например, щелочная фосфатаза). При патологических состояниях могут появляться в крови.

3. Индикаторные (клеточные) — попадают в кровь из клеток органов и тканей при их некрозе (гибели клеток), повышении проницаемости клеточных мембран или усилении пролиферации клеток, продуцирующих фермент. Таким образом, определение активности ряда ферментов в крови имеет диагностическую ценность.

Выход ферментов из клеток в кровь зависит от размера молекул фермента: чем меньше размер, тем легче ферменты попадают в кровь. На уровень ферментов в крови влияет также продолжительность их жизни (скорость обновления). Дольше всех «живут» ферменты костной ткани, мышц, ЦНС, меньше — ферменты печени, жировой ткани, клеток крови.

Области применения ферментов в медицине

Для скрининг-диагностики — выборочные тесты при подозрении на какое-то заболевание.

Для диагностики заболеваний (креатинкиназа и ее изофермент МВ — для диагностики инфаркта миокарда; аланинаминотрансфераза — для диагностики заболеваний печени) и оценки глубины повреждения ткани (ферменты цитоплазмы и митохондрий).

Для дифференциальной диагностики (при инфаркте миокарда наблюдается некроз кардиомиоцитов и выход характерных (изо)ферментов в кровь; приступ стенокардии не сопровождается указанными явлениями).

Для лечения заболеваний:

а) заместительная терапия (при заболеваниях ЖКТ используют пепсин, панкреатин, фестал, панзинорм, мезим-форте);

б) для лечения заболеваний и устранения патологических процессов используют ферменты с целью:

• разрушения омертвевшей ткани (при лечении ожогов, язв, абсцессов — трипсин, химотрипсин, нуклеаза);

• разжижения вязких секретов при лечении бронхитов (трипсин, химотрипсин, бронхолитин);

• для сглаживания послеоперационных рубцов (протеазы, лидаза, нуклеазы);

• для разрушения тромбов (стрептокиназа, фибринолизин).

Для пролонгированного действия используют иммобилизованные ферменты — ферменты, связанные с твердым носителем или спрятанные в полимерную капсулу. Такие энзимы обладают рядом преимуществ: высокой специфичностью действия, простотой в обращении, возможностью многократного использования. Они применяются, в частности, для лечения тромбозов и ожогов, в лабораторной практике как реагенты для анализа, в промышленности, в том числе фармацевтической, — для синтеза аминокислот, спиртов, витаминов, гормонов, лекарственных препаратов.

Использование ферментов в стоматологии: для лечения кариеса, пульпита, периодонтита, гингивита, афтозного стоматита, язв полости рта.

Ферменты могут использоваться как самостоятельно (таблетки, порошки, аэрозоли, растворы), так и в иммобилизованной форме (гели, мази, пасты).