Ферменты в медицине

В медицинской энзимологии выделяют три основных направления:

•Энзимопатология

•Энзимодиагностика

•Энзимотерапия

Ферментные препараты широко используют в медицине.

Кроме того, ферменты используют в качестве специфических реактивов для определения ряда веществ. Так, глюкозооксидазу применяют для количественного определения глюкозы в моче и крови. Фермент уреазу используют для определения содержания количества мочевины в крови и моче. С помощью различных дегидрогеназ обнаруживают соответствующие субстраты, например пируват, лактат, этиловый спирт и др.

Энзимопатология 3

Если происходит мутация в гене, кодирующем определённый фермент, может измениться аминокислотная последовательность фермента. При этом в результате большинства мутаций его каталитическая активность снижается или полностью пропадает. Если организм получает два таких мутантных гена (по одному от каждого из родителей), в организме перестаёт идти химическая реакция, которую катализирует данный фермент. Например, появление альбиносов связано с прекращением выработки фермента тирозиназы, отвечающего за одну из стадий синтеза тёмного пигмента меланина.

Энзимодиагностика 4

Заключается в постановке диагноза заболевания (или синдрома) на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека (крови, слюне, моче).

Имеет несколько направлений:

•Определение активности ферментов в биологических жидкостях.

Позволяет установить локализацию патологического процесса, его стадию, тяжесть, а также эффективность его лечения.

•Определение активности ферментов и их констант.

Это направление используют для диагностики наследственных патологий и выявления механизмов патогенеза ряда заболеваний.

•Определение концентрации органических веществ с помощью ферментов.

Использование ферментов в качестве реактивов позволяет определять концентрацию органических веществ с высокой точностью, так как ферменты обладают высокой чувствительностью и избирательностью к своим субстратам.

Глюкозооксидаза катализирует перенос двух водородных атомов с первого углеродного атома глюкозы на кислород, растворенный в жидком реагенте. При этом в ходе реакции образуется в эквимолярных количествах перекись водорода. Т.е. концентрация образовавшейся перекиси водорода точно равна определяемой концентрации глюкозы. Следовательно, использование глюкозооксидазной реакции, трансформирует задачу определения концентрации глюкозы в задачу определения концентрации перекиси водорода, которая значительно проще первой.

Это можно сделать с помощью специальных аналитический приборов – биосенсоров. Например, гликометр, который используют больные сахарным диабетом.

Ферментативные методы определения мочевины достаточно многочисленны, но все состоят из двух этапов. Первый этап - общий 6 для всех уреазных методов. Суть его заключается в том, что под действием уреазы происходит гидролиз мочевины до аммиака. На втором этапе определяется концентрация аммиака, образовавшегося на первом этапе.

В зависимости от используемых способов регистрации концентрации аммиака, ферментативные (уреазные) методы определения мочевины можно разделить на следующие группы:

• колориметрические по конечной точке (фотометрия),

• методы с использованием сопряженных ферментативных реакций,

• Потенциометрические (электрохимические методы),

• методы с использованием технологии «сухой химии».

Энзимотерапия 7

Использование ферментов в качестве терапевтических средств имеет много ограничений вследствие их высокой иммуногенности (способности вызывать иммунный ответ). Тем не менее энзимотерапию активно развивают в следующих направлениях:

•заместительная терапия – использование ферментов в случае их недостаточности;

•элементы комплексной терапии – применение ферментов в сочетании с другой терапией.

Наибольшее распространение получили гидролитические ферменты, особенно белокрасщепляющие (протеолитические). Последние, составляя систему протеолиза, играют существенную роль в таких важнейших биологических процессах, как обмен белков, свертывание крови, фибринолиз, иммунные реакции, регуляция артериального давления, процессы дифференциации и метаболизма соединительной ткани и др.

эффективна при желудочно-кишечных заболеваниях, связанных с недостаточностью секреции пищеварительных соков.

Пример:

Из слизистой желудка телят и ягнят молочного возраста выделяют экстракт, который содержит пепсин и другие протеолитические ферменты. Из него делают препараты: Абомин и Ацидин-пепсин.

Эти препараты используются для лечения заболеваний ЖКТ, сопровождающихся нарушением переваривающей способности и понижением кислотности желудочного сока (гастриты, гастроэнтериты, энтероколиты).

Действие лекарства. Пепсин расщепляет белки до полипептидов, после воздействия пепсина начинается процесс переваривания белков в пищеварительном тракте.

Действуя системно, энзимы оказывают разнообразные эффекты, реализуя свое влияние через противовоспалительное, иммуномодулирующее, антиагрегантное, фибринолитическое, противоотечное действие.

Пример:

Из поджелудочных желез забойного скота выделяют фермент коллагеназу, из которой делают препараты: Коллализин, Коллагеназу, Ферменкол.

Препараты с коллагеназой расщепляют коллагеновые волокна, способствуют расплавлению струпов и некротических тканей, возникших после ожогов, отморожений и трофических язв.

Действие лекарства: гидролизуя белки некротизированных тканей, способствует очищению раны, уменьшению воспаления и ускорению заживления.

заболеванияхАспарагиназа, катализирующая. реакцию катаболизма аспарагина, нашла применение для лечения лейкозов:

Лейкозные клетки не могут синтезировать аспарагин и получают его из плазмы крови. Если имеющийся в плазме аспарагин разрушать введением аспарагиназы, то в лейкозных клетках наступит дефицит аспарагина и в результате — нарушение метаболизма клетки.