Ферменты
Ферменты — это белки, которые в качестве катализаторов участвуют во всех биохимических реакциях. В каждой из них участвует свой специфический фермент. Поскольку в клетках и тканях всего организма постоянно происходят многие сотни различных биохимических реакций, то и количество участвующих в них ферментов также исчисляется сотнями, однако диагностическое значение имеют лишь несколько десятков из них.
Абсолютное большинство ферментов находятся внутри клеток и появляются в сыворотке крови в больших количествах только при повреждении и разрушении клеток. Уменьшение концентрации ферментов в крови происходит, как правило, при нарушении их образования в клетках и органах. Некоторые ферменты находятся в том или ином органе в значительно большем количестве, чем в других — их называют органоспецифическими ферментами. Увеличение активности таких ферментов в крови практически однозначно свидетельствует о поражении конкретного органа. Многие ферменты в очень небольшом количестве выделяются с мочой, но анализ их активности в моче проводится крайне редко в особых случаях. Изменение активности ферментов возникает значительно раньше, чем многие другие признаки заболевания, что делает эти анализы очень тонким и точным инструментом диагностики.
альфа-Амилаза— фермент, участвующий в расщеплении крахмала, гликогена и некоторых других углеводов. Образуется в слюнных железах, поджелудочной железе и поступает, соответственно, в ротовую полость и двенадцатиперстную кишку, обеспечивая переваривание углеводов пищи.
Нормальная активность в сыворотке — 12-32 мг/ч • мл
крови — или 3,3-8,9 мг/с • л
Этот анализ назначается, в первую очередь, при заболеваниях поджелудочной железы. При ее воспалении (панкреатит), травме, препятствиях оттоку панкреатического сока (камни, сужение протоков) активность амилазы в крови может увеличиваться в 2 и более раза. При хроническом рецидивирующем панкреатите повышение активности фермента отмечается только в первые 1-3 дня после болевого приступа, а затем может нормализоваться несмотря на продолжавшееся воспаление. Незначительное увеличение активности может наблюдаться при заболеваниях других органов.
При атрофии поджелудочной железы или замещении ее клеток соединительной тканью (фиброз) образование амилазы уменьшается и ее активность в крови снижается ниже нормы.
Аминотрансферазы: аланинаминотрансфераза (АлАТ), аспартатаминотрансфераза (АсАТ) — близкие по действию ферменты, участвующие в обмене аминокислот.
Самое большое количество АлАТ находится в печени, что определяет важное диагностическое значение активности фермента при заболеваниях этого органа.
Нормальная активность в сыворотке — 29-190 нМ (с • л)
крови — или до 40 ед.
При поражении клеток печени вирусами, различными химическими веществами, в том числе алкоголем и лекарствами (гепатиты), а также при нарушении оттока желчи из-за сдавления желчного протока или его закупорки камнями, активность АлАТ в крови существенно увеличивается пропорционально тяжести заболевания, и в острых случаях может в 5-10 раз превышать норму. Повышение активности фермента происходит значительно раньше, чем другие очевидные признаки заболевания (желтуха, болевые ощущения и др.).
Определение активности АлАТ обязательно для всех доноров крови для исключения хронических заболеваний печени.
АсАТ в большом количестве находится в сердце и печени, что используется для диагностики заболеваний этих органов.
Нормальная активность в сыворотке крови — 28-127нМ/(с л)
или до 40 ед.
Повышение активности фермента происходит при тех же заболеваниях печени, что и АлАТ, но пропорция между увеличением АсАТ и АлАТ при разных заболеваниях различна, поэтому их одновременное определение дает врачу хорошую информацию для постановки точного диагноза. Увеличение активности фермента происходит в первые 3-5 дней после инфаркта миокарда, а также при мышечной дистрофии.
Снижение активности АсАТ и АлАТ ниже нормы встречается только при тяжелых поражениях печени, когда значительно уменьшается количество клеток, синтезирующих эти ферменты (обширный некроз, цирроз).
гамма-Глутамилтрансфераза(у-ГТФ) — фермент, участвующий в превращениях аминокислот и пептидов и используемый для диагностики заболеваний печени и желчных путей.
Нормальная активность в сыворотке крови:
у мужчин — 250-1767нМ/ с • л.
у женщин — 167-1100 нМ/с • л.
Определение активности у-ГТФ — более чувствительный тест при заболеваниях печени по сравнению с другими ферментами, особенно у детей. Наиболее высокая активность отмечается при закупорке желчных протоков, камнях желчного пузыря и других заболеваниях, сопровождающихся застоем желчи — холестазом. При этих состояниях активность фермента может в 10 и более раз превышать норму. у-ГТФ особенно чувствительна к токсическим воздействиям на печень, в первую очередь, алкоголя, что используется для дифференциальной диагностики между вирусным и алкогольным поражением печени. Прекращение приема алкоголя снижает активность фермента приблизительно в 2 раза уже в течение 10 дней. При нормальной активности у-ГТФ вероятность заболевания печени очень мала.
Глюкоэо-6-фосфатдегидрогенеза(Г-6-ФДГ) — фермент, участвующий в процессах окисления глюкозы. В большом количестве находится в эритроцитах и используется, в основном, для выявления наследственных заболеваний, связанных с дефицитом фермента. Эта наследственная патология встречается в определенных регионах и наиболее широко распространена в странах Средиземноморья, Индии, Африки, Средней Азии. В результате нарушений в строении молекулы фермента эритроциты становятся непрочными и разрушаются в кровеносном русле. Клинически дефицит Г-6-ФДГ может не проявляться вообще или проявляться гемолизом (разрушением эритроцитов) различной интенсивности. В одних случаях гемолиз появляется под влиянием некоторых пищевых продуктов (бобовые) или лекарственных препаратов (противомалярийные средства, сульфаниламиды, нитрофураны, противотуберкулезные препараты и др.), в других случаях хронический гемолиз наблюдается независимо от внешних факторов. При массовых обследованиях используется качественный унифицированный метод — проба Бернштейна, которая в норме отрицательна.
Кислая фосфатаза — фермент, участвующий в реакциях обмена ионов фосфорной кислоты. Наибольшее содержание (в сотни раз большее по сравнению с другими тканями) обнаруживается в предстательной железе, что используется как очень чувствительный и специфичный показатель ее патологии.
Нормальная активность в сыворотке крови:
у мужчин — 0,5-11,7 ЕД/л,
у женщин— 0.3-9,2 ЕД/л.
Тартратингибируемая фракция у мужчин — 0,2-3,5 ЕД/л,
у женщин — 0-0,8 ЕД/л.
Повышение активности этого фермента имеет наибольшее диагностическое значение при карциноме предстательной железы с метастазами в кости малого таза и позвоночник. При отсутствии метастазов повышение активности отмечается не всегда. Ложноположительные результаты могут получаться после катетеризации мочевого пузыря, обследовании и биопсии предстательной железы, поэтому анализ крови на кислую фосфатазу можно делать не ранее, чем через 2 суток после этих процедур. Несмотря на высокую органную специфичность, увеличение активности фермента может происходить и при некоторых других заболеваниях, в том числе и у женщин.
Креатинфосфокиназа(КФК) — фермент, участвующий в реакциях энергообразования и содержащийся в наибольшем количестве в сердечной и скелетной мускулатуре. Чаще всего анализ активности этого фермента проводят при инфаркте миокарда, так как он очень чувствителен и специфичен.
Нормальная активность в сыворотке крови — до 100 нМ/с • л
или до 6 МЕ.
Повышение активности отмечается при различных повреждениях сердечной и скелетной мускулатуры — инфаркте миокарда, миокардите, аритмии сердца, прогрессирующей мышечной дистрофии, а также при нарушении мозгового кровообращения, интенсивной нагрузке, приеме алкоголя и некоторых лекарств.
Практически все ферменты имеют молекулярные разновидности — изоферменты. У каждого фермента имеется их определенное количество—от 2-х до 10. Определение изоферментов — достаточно сложный анализ, который проводится не во всех лабораториях, однако он значительно более информативен, чем общая активность.
У КФК имеется 3 изоформы. В норме они имеют соотношение
I(ВВ) — 0 —следы,
II (МВ) — 4-6%,
III (ММ) — 94-96%.
Увеличение II (МВ) изоформы происходит в течение первых суток после инфаркта миокарда и 100% подтверждает этот диагноз, однако уже через 2-3 суток происходит нормализация активности фермента, и спустя 2-3 дня после развития инфаркта такой анализ уже не назначается.
Лактатдегидрогенеза (ЛДГ) — фермент, участвующий в одном из конечных этапов превращения глюкозы с образованием молочной кислоты. Находится во всех органах и тканях, поэтому диагностическое значение имеет определение изоферментов ЛДГ, так как отдельные изоформы характеризуют преимущественно определенные органы.
Нормальный изоферментный спектр сыворотки крови:
ЛДГ1 — 30-36%,
ЛДГ2 — 40-50%,
ЛДГ3 — 14-20%,
ЛДГ4 — 0-4%,
ЛДГ5 — 0-2%, '
ЛДГ2/ЛДГ1 - 1,2-1,5.
Определение изоферментного спектра ЛДГ чаще всего назначается при патологии печени и сердца, реже — легких. Так, при инфаркте миокарда в течение первых 2-3 суток активность ЛДГ, значительно возрастает и соотношение ЛДГ2/ЛДГ1, становится равным 0,6-0,8. Нормализация происходит спустя 2-3 недели после инфаркта миокарда и зависит от объема поражения — чем обширнее был инфаркт, тем дольше сохраняются изменения в изоферментном спектре ЛДГ. При других заболеваниях сердца этот показатель, как правило, не меняется.
При заболеваниях печени, сопровождающихся повреждением клеток (гепатиты, токсические воздействия, метастазы в печень) отмечается увеличение активности фракций ЛДГ4 и ЛДГ5.
Липаза — фермент, синтезируемый поджелудочной железой. и секретирующийся в двенадцатиперстную кишку в активной форме. В тонком кишечнике липаза расщепляет жиры пищи.
Нормальная активность в сыворотке крови — 0-160 ЕД/Л
или О-470 нМ/с-л.
Изменение активности липазы при заболеваниях поджелудочной железы аналогично изменению активности а-амилазы, однако одновременное определение этих ферментов позволяет диагностировать поражение поджелудочной железы с точностью до 98%.
Пепсин— основной фермент желудочного сока, катализирующий расщепление белков. Секретируется клетками желудка в виде неактивного предшественника — пепсиногена. При рН ниже 6,0 пепсиноген превращается в пепсин.
Нормальная концентрация в сыворотке крови — 133 ±9мкг/л,
в желудочном соке — 40-60 ЕД/мл
или 0-2 г/л.
Повышение уровня пепсиногена в крови отмечается при усиленной секреции желудочного сока, увеличении массы стенок желудка, язве двенадцатиперстной кишки, опухоли поджелудочной железы.
Снижение уровня пепсиногена наблюдается при атрофическом гастрите, опухолях желудка, болезни Аддисона.
Щелочная фосфатаза (ЩФ) — фермент, аналогичный по функции кислой фосфатазе, но проявляющий максимальную активность в щелочной среде. Содержится в большом количестве в стенках желчных протоков печени, костях, слизистой оболочке кишечника, плаценте, почках. Анализ назначается при патологии именно этих органов и тканей.
Нормальная активность в сыворотке крови — 32-92 ЕД/л или
278-890нМ/с-л,
Анализ активности ЩФ информативен при нарушениях оттока желчи из печени, которые вызывают камни или опухоли различной локализации. В этих случаях, а также при первичном билиарном циррозе активность ЩФ существенно возрастает. Определение активности ЩФ при заболеваниях печени в совокупности с другими анализами (АсАТ, АлАТ, билирубин, у-ГТФ) позволяет более точно судить о локализации и характере патологического процесса.
Повышение активности ЩФ является характерным признаком первичного рака почки, отмечается в первую неделю инфекционного мононуклеоза, характерно для различных поражений костей — остеодистрофия, деформирующий остит, злокачественные новообразования костей и метастазы в кости.
Снижение активности ЩФ возникает, как правило, при уменышении содержания фосфора, накоплении радиоактивных продуктов в костях, выраженной анемии, гипотиреозе.