Speaker A
Добрий день, колеги. Вас вітає Ірина Фоменко. Я професорка кафедри біологічної хімії Львівського національного медичного університету. І цією лекцією я б хотіла завершити фрагмент про ферменти.
Лекція Ірини Фоменко про медичну ензимологію, ізоферменти та їхнє значення у діагностиці патологій.
Key Takeaways
- Ізоферменти мають тканинну специфічність і є цінними діагностичними маркерами.
- Пошкодження тканин призводить до вивільнення ферментів у кров, що використовується для діагностики.
- ЛДГ і КФК є класичними прикладами ферментів, що застосовуються у клінічній практиці.
- Визначення активності ферментів допомагає оцінити локалізацію та ступінь патології.
- Ензимотерапія та інгібітори ферментів — перспективні методи лікування, але мають обмеження.
What the video covers
- Медична ензимологія вивчає роль ферментів у нормі та патології, використовується для діагностики та лікування.
- Ізоферменти — різні молекулярні форми одного ферменту з різною фізико-хімічною природою та тканинною локалізацією.
- Лактатдегідрогеназа (ЛДГ) має п’ять ізоформ, що відрізняються субодиницями H і M та локалізацією в тканинах.
- Креатинфосфокіназа (КФК) має три ізоформи BB, MM і MB, з яких MB є маркером ушкодження серцевого м’язу.
- Ферменти потрапляють у кров при пошкодженні клітин через некроз, підвищення проникності мембран, запалення, порушення відтоку секретів та підвищений синтез.
- Активність ферментів у крові допомагає локалізувати патологічний процес, оцінити ступінь ушкодження та контролювати лікування.
- Визначення ізоферментів ЛДГ і КФК історично використовувалося для діагностики інфаркту міокарда.
- Панкреатичні ферменти, такі як амілаза і ліпаза, використовуються для діагностики захворювань підшлункової залози.
- Ензимопатії — захворювання, пов’язані з порушенням синтезу, структури або активності ферментів.
- Ензимотерапія та інгібітори ферментів мають важливе значення у сучасній медицині, але мають певні обмеження.
Chapters
- 00:00Вступ та огляд медичної ензимології
- 02:54Ізоферменти лактатдегідрогенази: структура та тканинна специфікація
- 06:31Ізоферменти креатинфосфокінази та їх клінічне значення
- 10:06Механізми потрапляння ферментів у кров
- 13:21Діагностика захворювань підшлункової залози за допомогою ферментів
- 16:30Коефіцієнт дерітіса та діагностика уражень печінки
- 19:55Патологічні стани, що впливають на активність креатинфосфокінази
- 23:28Історія використання ферментів у діагностиці інфаркту міокарда
- 26:55Ензимопатії: причини та приклади
- 30:06Ензимотерапія та інгібітори ферментів у медицині
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
І зміни активності ферментів лежать в основі багатьох патологічних процесів і широко використовуються в сучасній медицині для діагностики, моніторингу та лікування захворювань. І саме цими питаннями займається медична ензимологія. Тож медична ензимологія — це розділ біохімії та клінічної лабораторної діагностики, який вивчає
Speaker A
роль ферментів у нормі та при патологічних станах. Тож я би хотіла з поняття ізоферменти.
Speaker A
Ізоферменти — це різні молекулярні форми одного ферменту, що каталізують однакову реакцію, але різняться за своїми фізико-хімічними властивостями, тканинною локалізацією та регуляцією.
Speaker A
І одним із найкраще вивчених прикладів ізоферментів є лактатдегідрогеназа або ЛДГ. Лактатдегідрогеназа каталізує оборотну реакцію перетворення пірувату в лактат за участю коферменту НАДН.
Speaker A
Фермент широко поширений в тканинах організму, але його молекулярна будова може вирізнятися залежно від тканин. Завжди лактатдегідрогеназа є тетрамерним ферментом, тобто складається з чотирьох субодиниць. Проте є два типи субодиниць: H-субодиниці або субодиниці серцевого типу і M-субодиниці м'язового
Speaker A
типу. Комбінація цих двох типів субодиниць, власне, і утворює п'ять ізоферментів чи ізоформ лактатдегідрогенази.
Speaker A
ЛДГ1 містить чотири субодиниці типу H, чи H4. Лактатдегідрогеназа 2 відповідно H3M.
Speaker A
Лактатдегідрогеназа 3 — по дві типу H і M. Лактатдегідрогеназа 4 — одну H і 3M. Лактатдегідрогеназа 5 складається виключно з M-субодиниць і має склад M4. Хоча всі ці ізоферменти каталізують ту саму реакцію, вони відрізняються своїми фізико-хімічними властивостями, а також кінетичними
Speaker A
характеристиками, а також і тканинною локалізацією. На схемі електрофорезу видно, що ізоформи лактатдегідрогенази по-різному рухаються в електричному полі. ЛДГ1, яка містить найбільше H-субодиниць, має найвищу електрофоретичну рухливість.
Speaker A
ЛДГ5 навпаки рухається найповільніше. Тканинний розподіл ізоферментів також нерівномірний. ЛДГ-1 переважає в міокарді, еритроцитах і нирках. ЛДГ-2 характерна для ретикулоендотеліальної системи та крові. ЛДГ-3 у значних кількостях міститься в легенях. ЛДГ-4 переважно зустрічається в нирках, плаценті та підшлунковій залозі. ЛДГ-5
Speaker A
найбільше характерна для печінки та скелетних м'язів. Саме ця особливість робить ізоферменти цінним діагностичним маркером. В разі пошкодження певної тканини в крові збільшується частка характерної для неї певної ізоформи. Історично визначення ізоферментів лактатдегідрогенази широко використовували для діагностики інфаркту міокарда.
Speaker A
В нормі концентрація ЛДГ-2 в сироватці вища, ніж ЛДГ-1, але після інфаркту міокарда відбувається так званий феномен перевернутого співвідношення, коли активність ЛДГ-1 стає вищою за ЛДГ-2.
Speaker A
Цей феномен тривалий час був важливою лабораторною ознакою некрозу міокарда. Сьогодні для діагностики інфаркту переважно використовують серцеві тропоніни, але ЛДГ залишається класичним прикладом тканинної специфічності ізоферментів. Подібні ізоформи мають і багато інших ферментів.
Speaker A
Ще одним важливим прикладом ізоферментів є креатинфосфокіназа або креатинкіназа, позначається абревіатурою КФК. Цей фермент відіграє ключову роль в енергетичному обміні клітин.
Speaker A
Креатинфосфокіназа каталізує оборотне перенесення фосфатної групи між креатинфосфатом та АДФ, в результаті чого утворюється креатин і АТФ. Таким чином, креатинфосфат виконує роль швидкого резерву енергії, особливо в тканинах з високими енергетичними потребами, тобто у м'язах, серці та нервовій тканині.
Speaker A
Молекула креатинфосфокінази складається з двох субодиниць двох типів. М-субодиниця від англійського muscle характерна для м'язової тканини. В-субодиниця від англійського brain характерна для нервової тканини.
Speaker A
Поєднання цих субодиниць формує три ізоферменти креатинфосфокінази. Креатинфосфокіназа BB складається з двох В-субодиниць. Вона переважає в головному мозку. Креатинфосфокіназа MM містить дві М-субодиниці і є основною формою в скелетних м'язах. Креатинфосфокіназа MB має змішаний склад — одну М і одну В-субодиницю.
Speaker A
І саме ця форма найбільш характерна для серцевого м'язу. В крові здорової людини приблизно 95% активності креатинфосфокінази припадає на ізоформу MM м'язову, а частка MB серцевої становить близько 3-5%, тоді як BB в нормі взагалі не визначається.
Speaker A
Клінічне значення ізоферментів креатинфосфокінази пов'язане з їхньою тканинною специфічністю. При пошкодженні кардіоміоцитів активність креатинфосфокінази MB в крові доволі швидко зростає.
Speaker A
Підвищення починається приблизно через 3-6 годин. Після інфаркту міокарда максимальні значення спостерігаються через 18-24 години. Нормалізація зазвичай відбувається через дві-три доби. Саме тому креатинфосфокіназу MB тривалий час використовували як головний лабораторний маркер інфаркту міокарда.
Speaker A
При порушенні чи пошкодженні скелетних м'язів зростає активність креатинфосфокінази MM. Такі зміни спостерігаються при травмах, міозитах, м'язових дистрофіях, інтенсивних фізичних навантаженнях.
Speaker A
Підвищення активності креатинфосфокінази BB виявляється при тяжких ушкодженнях нервової системи, хоча в клінічній практиці цей показник використовується значно рідше.
Speaker A
Ми розглядали з вами тканинну специфічність ферментів, щойно поговорили про ізоформи, а тепер виникає закономірне питання: чому ферменти, які переважно працюють усередині клітини, можна виявити в крові? В нормі невелика кількість внутрішньоклітинних ферментів постійно потрапляє в кровотік. Це пов'язано з природним оновленням клітин
Speaker A
організму. Щодня частина клітин фізіологічно старіє та замінюється новими клітинами. Під час цього процесу незначна кількість ферментів вивільняється в міжклітинний простір і далі потрапляє в кров. Тому в плазмі здорової людини завжди визначається певний базовий рівень ферментативної активності. Однак при пошкодженні клітин
Speaker A
ситуація різко змінюється. Некроз, травма, ішемія, запалення, токсичне ураження або інші патологічні процеси супроводжуються порушенням цілісності клітинних мембран. У результаті великій кількості внутрішньоклітинних ферментів виходять у позаклітинний простір і, відповідно, потрапляють у кров. Чим більший обсяг ушкодженої тканини, тим вищою зазвичай є
Speaker A
активність відповідних ферментів у плазмі крові. На нижній частині слайду показані основні механізми виходу ферментів у кров. Перший механізм — це некроз клітин. При руйнуванні клітин мембрани руйнуються і ферменти масово вивільняються в навколишнє середовище.
Speaker A
Другий механізм — підвищення проникності мембран. У цьому випадку клітина ще залишається життєздатною, але мембрана стає більш проникною для внутрішньоклітинних компонентів.
Speaker A
Третій механізм пов'язаний із запаленням. Медіатори запалення можуть змінювати проникність клітинних мембран та сприяти виходу ферментів. Четвертий механізм — порушення відтоку секретів.
Speaker A
Наприклад, при закупорці жовчних проток або панкреатичної протоки ферменти можуть накопичуватись і потрапляти в кров. П'ятий механізм пов'язаний із посиленням синтезу ферментів. У деяких випадках активність ферменту в крові зростає не через руйнування клітин, а через його надлишкову продукцію. І
Speaker A
нарешті деякі ферменти можуть потрапляти в кров через порушення процесів їхнього виведення або інактивації. Саме тому визначення активності ферментів є надзвичайно важливим лабораторним методом.
Speaker A
Знаючи, які ферменти характерні для певних органів, лікар може встановити локалізацію патологічного процесу, оцінити ступінь ушкодження тканин та контролювати перебіг захворювання.
Speaker A
Активність ферментів у плазмі крові є наслідком порушення клітинного гомеостазу. Підшлункова залоза синтезує велику кількість травних ферментів, які в нормі секретуються в просвіт дванадцятипалої кишки та беруть участь у перетравленні поживних речовин. При пошкодженні ацинарних клітин або порушенні відтоку панкреатичного секрету ці ферменти потрапляють у кров, що використовується
Speaker A
для лабораторної діагностики захворювань підшлункової залози.
Speaker A
загальна амілаза є досить чутливим, але не абсолютно специфічним маркером панкреатичної патології. При гострому панкреатиті активність амілази в крові починає зростати вже через декілька годин після початку захворювання.
Speaker A
Максимальні значення зазвичай спостерігаються упродовж першої доби, після чого рівень поступово нормалізується. Більш специфічним маркером ушкодження підшлункової залози є ліпаза. Ліпаза каталізує гідроліз триацилгліцеролів до гліцеролу та жирних кислот. На відміну від амілази, вона майже повністю пов'язана з функцією підшлункової
Speaker A
залози. При гострому панкреатиті активність ліпази також значно підвищується, але залишається високою довше, аніж амілаза. Саме тому визначення ліпази сьогодні вважається більш інформативним для підтвердження гострого панкреатиту.
Speaker A
Особливу роль у патогенезії панкреатиту відіграє трипсин. У нормі травні ферменти синтезуються у вигляді неактивних попередників, проферментів.
Speaker A
Трипсин утворюється у вигляді трипсиногену, який активується вже після потрапляння у тонку кишку. В при гострому панкреатиті може відбуватися передчасна активація трипсиногену безпосередньо в тканині підшлункової залози. Активний трипсин запускає каскад ініціації інших травних ферментів, що призводить до самоперетравлення тканини залози,
Speaker A
розвитку запалення та некрозу. Саме тому трипсин вважають центральним ферментом у патогенезі гострого панкреатиту. На схемі також наведені основні причини підвищення ферментів крові. До них належить гострий панкреатит, загострення хронічного панкреатиту, обструкція панкреатичної протоки, травматичні ушкодження підшлункової залози та інші
Speaker A
стани, що супроводжуються ушкодженням ацинарних клітин. Ну, проте в клінічній практиці найчастіше одночасно визначають альфамілазу та ліпазу.
Speaker A
є центральним органом метаболізму, тому її ушкодження супроводжується характерними змінами ферментного спектра крові. Залежно від локалізації та характеру патологічного процесу використовують декілька груп ферментних маркерів. І першу групу становлять маркери ушкодження гепатоцитів.
Speaker A
Найважливішими серед них є аланійна амінотрансфераза або алт та аспартата амінотрансфераза, тобто АСТ. Обидва ферменти каталізують реакції трансмінування, тобто перенесення аміногруп між амінокислотами та кетокислотами.
Speaker A
Алт локалізована переважно в цитозолі гепатоцитів і вважається найбільш специфічним ферментним маркером ушкодження печінки. При вірусних гепатитах, токсичних ураженнях або інших формах цитолізу гепатоцитів активність алемінотрансферази може зростати в десятки разів. Аст також міститься в печінці, однак в значних кількостях присутня в міокарді,
Speaker A
скелетних м'язах і деяких інших тканинах. Тому підвищення АСТ є менш специфічним щодо патології печінки.
Speaker A
Важливе діагностичне значення має співвідношення активностей АСТ до АлТ, відомий як коефіцієнт дерітіса. У більшості випадків горо вірусного гепатиту цей показник менший за одиницю, оскільки алемінамінотрансфераза підвищується більшою мірою. При алкогольному ураженні печінки, навпаки спостерігається значне підвищення активності АСТ, тобто коефіцієнт дерітіса зростає.
Speaker A
Друга група ферментів - це маркери холестазу. Холестазом називають порушення утворення або відтоку жовчі. Основними ферментними маркерами холестазу є лужна фосфотаза або ЛФ.
Speaker A
Цей фермент локалізований на мембранах жовчних канальців. При обструкції жовчововідних шляхів або застої жовчі його активність у крові значно зростає.
Speaker A
Однак слід пам'ятати, що лужна фосфотаза міститься також у кістковій тканині, плаценті та кишечнику. Тому ізольоване підвищення лужної фосфотази не завжди свідчить про патологію печінки. Для підтвердження печінкового походження підвищення лужної фосфотази використовують гамаглутаміл трансферазу або ГГТ.
Speaker A
ГГТ бере участь в обміні глутатіону та транспортуванні амінокислот через клітинні мембрани. Фермент особливо чутливий до ураження жовчововідної системи та впливу алкоголю. Одночасне підвищення лужної фосфотази та гамоглутамілтрансферази є характерною ознакою холестазу.
Speaker A
Окрім цих маркерів, існують додаткові печінкові маркери. До них належать холінестераза, активність якої відображає синтетичну функцію печінки. І при тяжких хронічних захворюваннях печінки її активність може знижуватись.
Speaker A
Ще одним маркером є п'ять штрикнуклеозидази, яка подібна до гамоглутоміл трансферази, використовується для підтвердження холестатичного погодження підвищення активності лужної фосфотази. Таким чином, оцінка ферментного профілю дозволяє не лише встановити факт ушкодження печінки, але й визначити характер патологічного процесу.
Speaker A
Ферменти м'язової тканини є важливими лабораторними маркерами ушкодження скелетних м'язів. У норми нормі вони локалізовані всередині м'язових клітин і лише в невеликих кількостях потрапляють в кров. При ушкодженні м'язових волокон цілісність клітинних мембран порушується і внутрішньоклітинні ферменти виділяються у кровоплин. Найважливішими
Speaker A
найважливішим ферментним маркером ушкодження скелетних м'язів є креатин фосфокіназа. Цей фермент бере участь у швидкому ресинтезі АТФ і в особливо великих кількостях міститься у м'язовій тканині.
Speaker A
Підвищення активності креатин фосфокінази спостерігають при багатьох патологічних станах. До них належать прогресуючі м'язові дистрофії, міозити, рабдоміоліс, травматичні ушкодження м'язів опіки тривалестискання інтенсивні фізичні навантаження та деякі нейром'язові захворювання.
Speaker A
Особливо значне підвищення креати фосфокінази характерне для рабдоміолізу, масового руйнування скелетних м'язів. У таких випадках активність ферменту може перевищувати норму в десятки, навіть сотні разів. Важливим також є аналіз динаміки змін креатин фосфокіназу кінази. Після гострого ушкодження м'язів активність ферменту починає зростати вже
Speaker A
через декілька годин. Максимум зазвичай досягається впродовж першої доби, після чого показник поступово повертається до нормальних значень. Крім креатин, фосфокінази, при ушкодженні м'язів можуть підвищуватися і інші ферменти. До них належать лактат дегідрогеназа та аспартат амінотрансфераза. Саме тому підвищення АСТ не завжди свідчить про
Speaker A
патологію печінки. Іноді його причиною може бути і ушкодження скелетних м'язів. Тому інтерпретацію ферментативних показників завжди проводять комплексно з урахуванням клінічної картини та результатів інших лабораторних досліджень. Особливе місце ензимодіагностика посідає при спадкових м'язових дистрофіях. Наприклад, при міодистрофії Дюшена підвищення
Speaker A
активності креатинфосфокінази часто виявляють ще до появи виражених клінічних симптомів. Тому визначення цього ферменту є важливим методом для раннього виявлення захворювання.
Speaker A
Водночас слід пам'ятати, що підвищення креатинфосфокінази не завжди означає патологію. Навіть після інтенсивного фізичного навантаження чи спортивних тренувань або внутрішньом'язових ін'єкцій, активність цього ферменту може тимчасово зростати. Саме тому при оцінці результатів необхідно враховувати анамнез пацієнта та можливі чинники, які
Speaker A
можуть впливати на активність ферментів у крові. Інфаркт міокарда виникає внаслідок гострого припинення кровопостачання ділянки серцевого м'яза, що призводить до ішемії та некрозу кардіоміоцитів.
Speaker A
Найчастіше причиною є тромбоз коронарної артерії на тлі атеросклеротичного ураження судин. У результаті загибелі кардіоміоцитів внутрішньоклітинні компоненти виходять в кров, що дозволяє використовувати їх як лабораторні маркери ушкодження міокарда.
Speaker A
Клінічно інфаркт найчастіше проявляється інтенсивним загруднинним болем, який триває понад 20-30 хвилин. і може ірадіювати в ліву руку, плече, шию, нижню щелепу. Часто супроводжується задишкою, холодним потом і відчуттям страху. На електрокардіограмі можуть виявити характерні зміни, зокрема елевація сегмента ST. Однак остаточне
Speaker A
підтвердження ушкодження міокарду сьогодні базується на визначенні кардіоспецифічних біомаркерів. Історично для діагностики інфаркту широко використовували ферментні маркери. Одним із перших була креатинфосфокіназа і її фракція МБ. Її активність починає підвищуватися приблизно через 3-6 годин після інфаркту, досягає максимум через 18-24 години і повертається до норми
Speaker A
упродовж двох-трьох діб. Саме тому КФКМ особливо корисна для виявлення повторного інфаркту в перші дні після події. Класичним маркером була і аспартатамінотрансфераза.
Speaker A
Її активність також зростає після ушкодження міокарда. Проте через низьку специфічність сьогодні вона практично не використовується для діагностики міокарду. Ще одним важливим історичним маркером є лактати гідрогеназа, особливо ізофермент ЛДГ1.
Speaker A
Для інфаркту характерним було так зване перевернене співвідношення ЛДГ і ЛД1 і ЛДГ-2, коли концентрація ЛДГ-1 ставала вищою за ЛДГ-2. Через пізнє підвищення ЛДГ використовували для ретроспективного підтвердження інфаркту через декілька діб після його виникнення. Справжньою революцією в діагностиці інфаркту
Speaker A
міокарду стало впровадження визначення кардіальних серцевих тропонінів. Торопоні IT є структурними білками скоротливого апарату кардіоміоцитів і практично не виявляються в крові здорових людей. Після ушкодження міокарда їх концентрація швидко зростає і залишається підвищеною упродовж багатьох діб.
Speaker A
Сьогодні саме високочутливі серцеві тропоні є золотим стандартом лабораторної діагностики інфаркту міокарда. На графіку зображено часову динаміку різних маркерів. Міоглобін підвищується найраніше, але має низьку специфічність.
Speaker A
Креатин фосфокіназа МБ підвищується дещо пізніше і швидко повертається до норми. Тропоні характеризуються високою специфічністю та тривалим збереженням підвищених концентрацій.
Speaker A
ЛДГ зростає найпізніше та зберігається найдовше. Саме тому сучасний діагностичний алгоритм базується на визначенні високочутливого троподніну при надходженні пацієнта його повторному визначенні через певний проміжок часу для оцінки динаміки.
Speaker A
Тож ми розглянули ферменти як важливі діагностичні маркери. Проте порушення роботи ферментів може бути не лише наслідком захворювання, але й безпосередньою причиною. Такі патологічні стани об'єднують під загальною назвою ензимопатії.
Speaker A
Тож ензимопатії - це захворювання або патологічні синдроми, що виникають внаслідок порушення синтезу структури активності або регуляції ферментів.
Speaker A
Оскільки ферменти контролюють практично всі метаболічні процеси, навіть незначне зниження їх активності може призводити до порушення обміну речовин. Основним наслідком дефекту є блокування певної біохімічної реакції. У результаті субстрат, який повинен перетворюватись, накопичується в організмі, а продукт реакції утворюється в недостатній
Speaker A
кількості. Такі зміни порушують роботу клітин, тканин і органів і можуть спричинити розвиток клінічних симптомів.
Speaker A
Залежно від причини виникнення розрізняють вроджені та набуті ензимопатії. Вроджені ензимопатії обумовлені генетичними дефектами і належать до спадкових порушень метаболізму. Набуті ензимопатії виникають упродовж життя під впливом різних зовнішніх та внутрішніх чинників, які змінюють активність ферментів. Ензимопатії можуть уражати різні метаболічні шляхи: обмін
Speaker A
вуглеводів амінокислот ліпідів нуклеотидів та інших сполук. Саме тому порушення ферментативних реакцій лежить в основі великої кількості спадкових і набутих захворювань у людини. І в наступних слайдах ми розглянемо найважливіші приклади ензипатій та механізми їх розвитку.
Speaker A
Ензимопатії обміну вуглеводів - це захворювання, що виникають внаслідок дефекту ферментів, які беруть участь у синтезі, розщепленні або перетворенні вуглеводів. І незважаючи на різноманітність клінічних проявів, механізми їхні розвитку є дуже подібними. Через дефіцит або відсутність певного ферменту порушується нормальний
Speaker A
перебіг метаболічної реакції. В результаті накопичуються проміжні продукти, які можуть чинити токсичний вплив на клітини, а кінцеві продукти утворюються недостатньою мірою. І першим прикладом є есенціальна фруктозурія.
Speaker A
Це доброякісне спадкове захворювання, пов'язане з дефіцитом ферменту фруктокінази. Унаслідок цього фруктоза не може ефективно метаболізуватися в печінці та виводиться із сечею.
Speaker A
Зазвичай захворювання має безсимптомний перебіг і часто виявляється цілком випадково. Проте більш тяжкою формою порушення обміну фруктози є спадкова непереносимість фруктози. Причиною є дефіцит альдолази Б, тобто фруктози один фосфат альдолази. У клітинах накопичується фруктози один фосфат, який порушує енергетичний обмін та функції
Speaker A
печінки. Після вживання фруктози, сахарози або сорбіту у пацієнтів можуть виникати гіпоглікемія, плювання, судоми та ознаки ураження печінки. Ще одним важливим прикладом є галактоземія.
Speaker A
Захворювання, пов'язане з дефіцитом декількох ферментів. Найважливішим з них є галактозодин фосфат уридилтрансфераза. Накопичення токсичних метаболітів галактози призводить до ураження печінки, нирок центральної нервової системи та кришталика ока. Без своєчасної діагностики захворювання може мати тяжкі наслідки вже в ранньому дитячому віці.
Speaker A
Окрему групу становлять глікогенози, спадкові захворювання, що виникають внаслідок дефектів ферментів розщеплення глікогену. Залежно від того, який фермент уражений, глікоген може накопичуватись в печінці, скелетних м'язах чи інших тканинах. Це супроводжується розвитком гіпоглікемії, збільшенням печінки, м'язовою слабкістю або порушенням фізичної витривалості.
Speaker A
На нижній схемі показаний спільний механізм розвитку всіх ензимопатій обміну вуглеводів. Генетичний дефект призводить до порушення активності ферменту, накопичення певного метаболіту та подальшого ушкодження клітин і органів. Саме тому рання діагностика таких захворювань має надзвичайно важливе значення. У багатьох випадках
Speaker A
своєчасне призначення спеціальної дієти ее є дозволяє запобігти тяжким ускладненням і забезпечити нормальний розвиток і нормальне функціонування організму.
Speaker A
Ензимопатії обміну амінокислот виникають внаслідок дефектів ферментів, що беруть участь у обміні власне амінокислот. І знову ж таки в результаті порушується нормальний метаболічний шлях, що призводить до або накопичення токсичних продуктів, або до дефіциту певних необхідних метаболітів. Особливо чутливою до таких порушень є нервова
Speaker A
система. Тому багато захворювань, що виникають внаслідок порушення дциту ферментів обміну амінокислот, супроводжується неврологічними обмінами.
Speaker A
Найвідоміший приклад фенілкетонурія. Це спадкове захворювання спричинено дефіцитом ферменту фенілленін гідроксилази або інша назва фенілленін монооксигеназа.
Speaker A
І в нормі цей фермент перетворює фенілленін на тирозин. Та при його дефіциті фенілгаланін накопичується в організмі та перетворюється на альтернативні метаболіти, що чинять токсичний вплив на центральну нервову систему.
Speaker A
Без лікування захворювання супроводжується тяжкими порушеннями психічного розвитку дитини. Саме фенілкатонурія стала одним із перших спадкових захворювань, для якого було впроваджено масовий неонатальний скринінг.
Speaker A
Другим прикладом є алкаптонурія. Причиною цього захворювання є дефіцит ферменту оксидаза гомогентезинової кислоти. Унаслідок цього дефіциту накопичується власне гомоогентизинова кислота, що відкладається у сполучній тканині. Характерною ознакою є потемніння сечі при контакті з повітрям.
Speaker A
З віком у пацієнтів може розвиватись охроноз, відкладання темного пігменту в хрящах, сухожилках та інших тканинах.
Speaker A
[сопіння] Ще одним важливим прикладом є хвороба кленового сиропу. Вона пов'язана з дефіцитом ферментного комплексу, що забезпечує окисне декарбоксилування розгалужених амінокислот з розгалуженими ланцюгами, тобто валіну, лейцину та ізолеїцину.
Speaker A
У крові і тканинах накопичуються як самі амінокислоти, так їхні токсичні метаболіти. Назва цієї хвороби пов'язана з характерним солодкуватим запахом сечі, що нагадує клиновий сироп або ж палений цукор. Без своєчасного лікування захворювання швидко призводить до тяжкого ураження нервової системи.
Speaker A
Незважаючи на різноманітність клінічних проявів, усі ензимопатії обміну амінокислот мають спільний механізм розвитку. Тобто генетичний дефект створює зниження або втрачені втрату активності ферменту, що призводить до накопичення субстрату або якихось токсичних проміжних продуктів без подальшого і подальшого ушкодження клітин та органів. Тому надзвичайно
Speaker A
важливим є раннє виявлення таких захворювань. Ензимопатії обміну ліпідів - це спадкові або набуті порушення ферментів, які беруть участь в синтезі, транспорті або розщепленні ліпідів. Особливі особливістю цієї групи захворювань є те, що дефект ферменту часто призводить до накопичення ліпідів або їх похідних у
Speaker A
клітинах різних органів. Таке накопичення поступово порушує функцію тканин і зумовлює розвиток клінічних проявів. Одним із класичних прикладів є хвороба теясакса. Це захворювання зумовлено дефіцитом ферменту бетагексозамінідази.
Speaker A
А унаслідок цього в нейронах накопичуються гангліозиди, які не можуть нормально розщеплюватися. Захворювання супроводжується прогресуючим ураженням нервової системи та тяжкими неврологічними розладами.
Speaker A
Іншим [сопіння] прикладом є хвороба Гоше. Вона виникає через дефіцит ферменту бетаглюкоцереброзидази. У клітинах накопичується глюкоцереброзит, особливо в макрофагах селезінки, печінки та кісткового мозку. У пацієнтів можуть спостерігати збільшення печінки, целезінки, амнезія, тромбоцитопенія та ураження кісткової тканини.
Speaker A
Окреме місце займає сімейна гіперхолестеринемія. На відміну від попередніх захворювань, її причиною є не дефект ферменту, а порушення роботи рецептора ліпопротеїнів низької щільності. У результаті клітини не можуть ефективно захоплювати холестерол із крові, що призводить до значного підвищення концентрації ліпопротеїнів низької щільності, а
Speaker A
наслідком є пришвидшений стрімкий розвиток атеросклерозу та ранніх серцево-судинних захворювань. Незважаючи на різні механізми виникнення, усі ензимопатії обміну ліпідів мають спільний патогенетичний принцип. Генетичний дефект призводить до порушення певного етапу ліпідного обміну, накопичення субстрату в клітинах і поступового ушкодження органів. Особливо часто уражаються
Speaker A
нервова система, печінка, селезінка, кістковий мозок та серцево-судинна система. Ферменти можуть використовуватись не лише з метою діагностики захворювань, але і як безпосередньо лікарські засоби.
Speaker A
І такий напрямок називається ензимотерапія. Тож ензимотерапія - це метод лікування, котрий полягає у введенні пацієнту ферменту, для компенсації його дефіциту або для цілеспрямованого впливу на патологічний процес. Основний принцип ензимотерапії полягає у відновленні або заміні порушеної ферментативної функції.
Speaker A
Після введення ферменту він каталізує реакцію, яка в організмі відбувається недостатньо ефективно або не відбувається взагалі. У результаті зменшується накопичення субстратів, усуваються токсичні продукти та частково відновлюється нормальний перебіг метаболічних процесів.
Speaker A
Ензимотерапія застосовується в різних галузях медицини. Одним із найвідоміших прикладів є замісна ферментна терапія при спадкових захворюваннях накопичення, коли пацієнта вводять фермент, активність якого генетично знижена або відсутня.
Speaker A
Іншим напрямом є використання ферментів для розчинення чи зниження патологічних утворень. Наприклад, фібринолітичні ферменти застосовують для руйнування тромбів. при гострих судинних ее ушкодженнях.
Speaker A
Ферменти також використовують для покращення травлення, лікування деяких запальних процесів та очищення ран від некротичних тканин. Способи введення ферментних препаратів залежать від їхнього призначення. Вони можуть застосовуватись довенно, внутрішньом'язово, підшкірно, місцево або перорально. Вибір шляху введення визначається властивостями ферменту та клінічною
Speaker A
ситуацією. Водночас ензимотерапія має певні деякі обмеження. Ферменти є білковими молекулами і тому можуть руйнуватися в організмі, втрачати активність або викликати імунну відповідь. Крім того, ефективність лікування часто залежить від своєчасного початку терапії, а вартість деяких ферментнів препараті ферментних препаратів залишається доволі високою.
Speaker A
На схемі показані основні етапи ензимотерапії. Спочатку встановлюють показання до лікування, далі відбирають підбирають відповідний препарат, його дозування, після чого фермент вводять пацієнту та оцінюють ефективність лікування за клінічними та лабораторними показниками.
Speaker A
Залежно від механізму дії та клінічного призначення, ферментні препарати можна умовно поділити на декілька основних груп. Першу групу становлять протеази, ферменти, що розщеплюють білки. Інша їхня назва пептидази. До них належать пепсин, трипсин, хімотрипсин. Вони застосовуються як для замісної терапії
Speaker A
при недостатності травлення, так і для очищення ран від некротичних тканин та зменшення запалення. Другу групу становлять нуклеази. Ці ферменти розщеплюють нуклеїнові кислоти і можуть використовуватись для зменшення в'язкості патологічних секретів та очищення ран. Окреме місце займають фібринолітичні ферменти. До них належать
Speaker A
стрептокіназа, урокіназа та тканинний активатор плазміногену. Вони активують систему фібринолізу та сприяють розчиненню тромбів. Саме ці препарати використовують при гострому інфаркті міокарда, тромбоемболії легеневої артерії та при деяких тромботичних станах. Ще однією важливою групою є препарати гіалуронідази.
Speaker A
Вони розщеплюють гіалуронову кислоту міжклітинної речовини сполучної тканини, підвищуючи проникність тканин. [сопіння] Завдяки цьому покращується розсмоктування інфільтратів, рубців і набряків.
Speaker A
До ферментних препаратів також належать оксидази. Наприклад, супероксид дистаза бере участь у нейтралізації активних форм кисню та захисті від оксидативного стресу. У кліти у клінічній практиці застосовують і комплексні поліферментні препарати. Особливо широко використовують препарати підшлункової залози, котрі містять панкреатин, тобто
Speaker A
суміш ферментів, необхідних для перетравлення білків, жирів і вуглеводів. Їх призначення пацієнтам із недостатністю зовнішньосекреторної функції підшлункової залози. Праворуч наведений загальний механізм дії ензимотерапії. Якщо в організмі спостерігається дефіцит або недостатня активність ферменту, введення відповідного препарату дозволяє частково або повністю компенсувати цей дефект. У
Speaker A
результаті відновлюється перебіг порушеної реакції, зменшується накопичення субстратів, покращується функціональний стан органів та тканин. Проте важливо пам'ятати, що ферментні препарати зазвичай призначають лише за наявності чітких показань.
Speaker A
Щойно ми розглядали ензимотерапію як використання ферментів у якості лікарських препаратів. Проте в сучасній медицині не менш важливим є підхід пригнічення активності певних ферментів. Саме на цьому, в принципі, грунтується дія багатьох лікарських препаратів.
Speaker A
Інгібітори ферментів - це речовини, які знижують або повністю блокують активність ферменту. І їх ми розглядали в одній з попередніх лекцій. Оскільки ферменти контролюють практично всі метаболічні шляхи, їх інгібування дозволяє цілеспрямовано впливати на розвиток захворювання.
Speaker A
Одним із найвідоміших прикладів є алопуринол. Він пригнічує ксантиноксидазу, фермент, що бере участь в утворенні сечової кислоти. У результаті знижується її концентрація в крові, що використовується для лікування подагри та профілактики утворення уратних каменів. Іншим [сопіння] прикладом є контрикал, діючи діючою речовиною якого
Speaker A
є апротенін. Він інгібує протоолітичні ферменти, зокрема трипсин і плазмін. Тому застосовується при гострому панкреатиті та деяких станах, що супроводжуються надмірною протиолітичною активністю.
Speaker A
Траселол також належить до інгібіторів протеаз і має подібний механізм дії. Важливе місце в медицині займають нестероїдні протизапальні препарати.
Speaker A
Так, ацетилсаліцилова кислота необоротньо інгібує циклооксигеназу. Це призводить до зменшення синтезу простаглендинів і тромбоксану, що забезпечує її протизапальну, жарознижувальну, анальгетичну та антиагрегантну дію.
Speaker A
Ще одним прикладом є сульфаніломідні препарати. Вони порушують синтез фолієвої кислоти в бактеріальних клітинах, пригнічуючи ферментні реакції, необхідні для утворення пуринів і пірамідинів. Саме тому сульфаніламіди мають антибактеріальну активність.
Speaker A
Особливе місце серед інгібіторів ферментів займає метотриксат. Він пригнічує дигідрофола редуктазу та блокує утворення тетрагідрофолату, необхідного для синтезу нуклеотидів.
Speaker A
Завдяки цьому метатриксат використовується як протипухлинний та імуносупресивний препарат. Ще одним добре відомим прикладом є прозерин. Він інгібує ацетилхолінестераз, внаслідок чого підвищується концентрація ацетилхоліну в нервово-м'язових синапсах. Цей механізм використовується для лікування міастенії та деяких післяопераційних станів. За механізмом дії інгібітори можуть бути оборотніми і
Speaker A
необоротніми, як ми обговорювали раніше. і об оборотні інгібітори зв'язуються з ферментом тимчасово, тоді як необоротні утворюють міцний комплекс або ковалентно модифікують фермент, тривало блокуючи його активність.
Speaker A
Підсумовуючи е всі лекції про ферменти, варто ще раз наголосити на декількох ключових ідеях. По-перше, ферменти є біологічними каталізаторами, які забезпечують перебіг практично всіх хімічних реакцій в організмі. Саме завдяки ферментам метаболічні процеси відбуваються з достатньою швидкістю для підтримання життя. По-друге, специфічність ферментів
Speaker A
визначається будовою активного центру. По-третє, активність ферментів не є сталою величиною. Вона постійно регулюється концентрацією субстратів, продуктів реакції, алостеричними ефекторами, ковалентними модифікаціями та зміною кількості ферментів у клітині.
Speaker A
Завдяки цьому організм здатний швидко адаптуватись до змін внутрішнього та зовнішнього середовища. По-четверте, знання механізмів інгібування ферментів має велике практичне значення, оскільки багато лікарських препаратів реалізують свою дію саме через пригнічення активності певних ферментів. І нарешті, медична ензимологія є важливим напрямом
Speaker A
сучасної медицини. Визначення активності ферментів допомагає діагностувати захворювання, оцінювати ступінь ушкодження органів, контролювати перебіг хвороби та ефективність лікування. На схемі в нижній частині слайда показано, що роль ферментів виходить далеко поза межі окремих біохімічних реакцій.
Speaker A
Ферменти забезпечують нормальний перебіг метаболізму, підтримують функціонування клітин, органів і цілих систем організму. Порушення їх активності лежить в основі багатьох захворювань, тому розуміння механізмів їхньої дії дозволяє розробляти нові методи діагностики та лікування. І тому вивчення ферментів є не лише
Speaker A
функціональним розділом біохімії, але й важливою основою майбутньої клінічної практики лікаря. Отже, ферменти - це не просто молекули з підручника.
Speaker A
вони визначають роботу клітин організму в цілому і лежать в основі багатьох захворювань і є мішенями для лікарських препаратів. І саме тому розуміння ферментів - це розуміння молекулярних механізмів життя, здоров'я та хвороби.
Speaker A
Дякую вам за увагу. Yeah.
Topics:медична ензимологіяферментиізоферментилактатдегідрогеназакреатинфосфокіназаклінічна діагностикаінфаркт міокардапатологіябіохіміялабораторна діагностика
