Гепатит
В качестве индикатора повреждения гепатоцитов (синдром цитолиза) используют определение активности внутриклеточных ферментов АЛТ, АСТ, ГГТ, глутаматдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа, сорбитолдегидрогеназа, альдолаза, активность которых в сыворотке крови повышается (Рис.3).
Также наблюдается умеренное увеличение активности (в 3 раза выше нормы) других внутриклеточных ферментов щелочная фосфатазы и -глутамилтрансферазы. При нарушении оттока желчи (холестатический синдром) активность этих ферментов повышается в большей степени (в 5-10 раз выше норма), что связано в увеличением синтеза щелочной фосфатазы и -глутамилтрансферазы в клетках биллиарных канальцев и соллюбилизацией ферментов с последующим высвобождением их в сосудистое русло. Для оценки наличия холестатического синдрома кроме определения активности щелочной фосфатазы и -глутамилтрансферазы в сыворотке крови оценивают активность лейцинаминопептидазы, 5-нуклеотидазы, активность которых при нарушении оттока желчи в сыворотке крови увеличивается.
Рис. 3. Динамика активности ферментов при остром вирусном гепатите. На абсциссе показаны недели после появления желтухи, на ординате – активность ферментов (Назаренко Г.И., Кишкун А.А. 2000).
Понижение активности холинэстеразы в сыворотке крови свидетельствует о печеночно-клеточной недостаточности. Также о снижении функциональной активности клеток печени (белоксинтезирующей функции печени) свидетельствует уменьшение уровня общего белка и альбуминов в сыворотке крови.
Костная ткань
В качестве биохимического маркера формирования костной ткани используют определение в сыворотке активности щелочной фосфатазы (костного изофермента). Биохимическим маркером разрушения (рассасывания) кости является тартрат-резистентная кислая фосфатаза, которую определяют в сыворотке крови.
2. Использование ферментов в качестве лекарственных препаратов
Современная медицина все шире использует ферменты в качестве перспективных средств медикаментозного лечения вследствие их исключительно высокой активности и специфичности.
Имеют место следующие направления применения ферментов в медицине:
заместительная терапия (устранение дефицита ферментов с целью компенсации врожденной или приобретенной функциональной недостаточности);
удаление нежизнеспособных, денатурированных структур, клеточных и тканевых фрагментов;
лечение келлоидных рубцов;
лизис тромбов;
противовирусная терапия;
комплексная терапия злокачественных новообразований;
системная энзимотерапия.
2.1. Заместительная терапия
Жизнедеятельность каждого организма обеспечивается множеством химических реакций, катализируемых ферментами. Нарушение деятельности ферментов (ферментопатии или энзимопатии) лежат в основе практически любого заболевания. В зависимости от причин выделяют несколько видов энзимопатий. Прежде всего – это наследственные энзимопатии, в основе которых лежит наследственный дефект синтеза фермента. Эти заболевания передаются по наследству и сопровождают больного в течение всей его жизни. В настоящее время выявлено около 1500 наследственных энзимопатий. Например, классическая фенилкетонурия (нарушение синтеза фенилаланингидроксилазы, катализирующей превращение фенилаланина в тирозин) или болезнь Гоше (недостаточность лизосомального фермента глюкоцереброзидазы).
Другой причиной нарушения синтеза ферментов может быть недостаточность витаминов (активные формы которых являются коферментами) – алиментарная энзимопатия. Недостаточность в пище тиамина (витамин В1) приведёт к нарушению энергетического обмена и снижению выработки АТФ вследствие снижения активности пируватдегидрогеназного и -кетоглутаратдегидрогеназного мультиферментных комплексов.
Кроме того, любое заболевание приводит к нарушению функционирования клеток того или иного органа, сопровождающегося снижением синтеза ферментов. Например, воспаление поджелудочной железы сопровождается снижением синтеза и секреции пищеварительных ферментов – липазы, трипсина, химотрипсина, -амилазы. Воспаление в слизистой желудка приведёт к снижению синтеза и секреции пепсина.
В настоящее время с целью заместительной терапии наиболее широко применяются гидролитические ферменты. Пищеварительные ферменты, участвующие в переваривании белков (трипсин, химотрипсин), углеводов (-амилаза), жиров (липаза), и их препараты широко применяются в качестве средств заместительной терапии при недостаточности секреции желудочных и кишечных желёз, поджелудочной железы. Гидролитические ферменты получают из слизистой оболочки желудка (абомин), поджелудочной железы крупно-рогатого скота (мезим форте, дигестал, панкреатин), грибов Penicillium solitum (солизим), Aspergillus oryzae (ораза) или растений – семян чернушки дамасской и лютиковых (нигедаза), экстракта куркумы (панкурмен).
В качестве заместительной терапии при нарушении функциональной активности желудочно-кишечного тракта применяют комбинированные препараты, имеющие в своём составе несколько ферментов, которые гидролизуют белки, жиры и углеводы. К таким препаратам относятся: панзиформ форте (пепсин, амилаза, липаза, протеазы, катепсин, экстракт желчи), креон (амилаза, липаза, протеазы), мезим форте (амилаза, липаза, протеазы), фестал (липаза, амилаза, протеазы, гемицеллюлаза, компоненты желчи), дигестал (амилаза, липаза, протеазы, экстракт желчи, гемицеллюлаза).
Растительные липолитические ферменты (препарат нигедаза), растворимы в кишечнике, что обеспечивает полное сохранение активности при нормальной или повышенной кислотности желудочного сока и частично (примерно наполовину) – при сниженной кислотности желудочного сока. Амилолитические и протеолитические ферменты грибов (препарат ораза), также не разрушаются в желудочном соке, сохраняя ферментативные активности в кишечнике.
Другая область применения заместительной терапии – это лечение заболеваний, связанных с наследственными энзимопатиями. Это заболевания врожденные, при которых нарушен синтез каких-либо ферментов. Эти патологии обычно чрезвычайно тяжелые, дети с наследственным отсутствием какого-либо фермента живут недолго, страдают тяжелыми умственными и расстройствами, отсталостью физического и умственного развития. Заместительная терапия иногда может помочь преодолеть эти нарушения. Однако существуют значительные трудности, связанные с доставкой фермента в клетки и органеллы - к месту его работы. Эти трудности успешно преодолены в лечении болезни Гоше, в основе развития которой лежит наследственная недостаточность лизосомального фермента -глюкоцереброзидазы (катализирует гидролиз глюкоцереброзида до глюкозы и церамида и предупреждает его накопление в макрофагах). Так как макрофаги являются клетками, способными к фагоцитозу, то рекомбинантная макрофагнацеленная -глюкоцереброзидаза (имиглуцераза, церезим) попадает в клетки и лизосомы путём эндоцитоза. Для лечении наследственного заболевания – болезни Фабри используется -галактозидаза, недостаточность данного лизосомального фермента лежит в основе этого заболевания. В результате сниженного синтеза -галактозидазы нарушается катаболизм гликолипидов в лизосомах.