ОСНОВЫ КЛИНИЧЕСКОЙ ФЕРМЕНТОЛОГИИ.

Билет№2

1) Энзимопатология – это изучение различных нарушений активности ферментов при развитии тех или иных заболеваний с целью наиболее глубокого понимания сущности соответствующего заболевание то-есть изучает каковы ферментативные основы того или иного заболевания. Почти все заболевания имеют в своей основе нарушение активности ферментов, то-есть это энзимопатии. В зависимости от причины различают основные виды энзимопатий:

а) врожденные (отсутствие или малая активность фермента);

б) токсические (снижение активности ферментов под действием каких-то ядов);

в) алиментарные (следствие нарушения питания);

г) регуляторные (в следствии нарушения регуляции) и т.д. Например при фенилкетонурии, сопровождающийся расстройством психической деятельности, клетки печени способны синтезировать фенилаланингидроксилазу – фермент, катализирующий переход фенилаланина в тирозин. Развитие алкаптонурии сопровождается повышением экскреции с мочой, до 0,5 г. в сутки гомогентизиновой кислоты, отложением пигмента в тканях, потемнением носа, ушей, склер. Это связывают с врожденным отсутствием в почках и печени оксидазы гомогентизиновой кислоты. При гипераммониемии(накопление ионов аммония в крови) отмечается недостаточность любого из ферментов цикла образования мочевины. При развитии галактоземииотмечается отсутствие уредилтрансферазы (происходит накопление галактозы-1-фосфата).

2) Энзимодиагностика – изучение активности ферментов для диагностики заболеваний. В ряде случаев в крови, моче, других биологических жидкостях и тканях отмечают наличие органоспецифических ферментов, хотя, правильнее сказать, что абсолютной органоспецифичности нет, есть большее количество фермента. Например, для печени органоспецифичен фермент глюкоза – 6 – фосфатаза, для поджелудочной железы – трипсин, химотрипсин и т.д. , для костной ткани – щелочная фосфатаза. Часто для диагностики важны не только органоспецифические ферменты, но и те, количество которых при определенных заболеваниях значительно возрастает (например, аминотрансферазы переносят аминогруппы, при ИБС поражениях печени их активность резко возрастает). Определение активности этих ферментов используют и для дифференциальной диагностики. Например, при инфаркте миокарда их активность увеличивается, а при стенокардии не увеличивается.

Некоторые заболевания характеризуются изменением изоферментного спектра. Используют метод электрофореза. Различные ткани содержат различные изоферменты. Например креатинкиназа – катализирует реакцию между креатином и АТФ – имеет две пептидных цепи (В и М). Могут быть три комбинации (ВВ, ВМ, ММ). ВВ встречаются в мозге, ММ – в скелетных мышцах, ВМ – только в сердечной мышце - миокарде). Допустим ВМ обнаружили в крови (в норме - нет), ясно что имеет место поражение миокарда.

Вообще же энзимодиагностика позволяет:

а) Проводить диагностику какой-либо патологии.

б) Проводить дифференциальную диагностику.

в) Уточнять место локализации патологического процесса.

г) Определять степень тяжести патологического процесса.

д) Строить прогноз развития заболевания.

е) Способствует правильному и адекватному назначению лекарственных веществ.

3) Энзимотерапия – использование ферментов в лечебной практике. Особенно часто используют литические ферменты, которые наносят на рану, ожоговую поверхность, вводят в плевральную полость и т.д. Заместительная терапия (например, при недостатке вводят пепсин, противовоспалительная терапия и т.д.

2. Синтез пуриновых нуклеотидов.Для синтеза пуриновых нуклеотидов могут использоваться готовые пуриновые азотистые основания, либо пуриновые нуклеозиды, либо идет синтез из предшественников. В первом случае используются два фермента: а) аденинфосфорибозилтрансфераза (переносит фосфорибозу с ФРПФ на аденин с образованием АМФ). б) гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза (переносит фосфорибозил с ФРПФ на гипоксантин и гуанин с образованием инозинмонофосфата и ГМФ соответственно).

Причем второй фермент работает более активно. А при генетическом дефекте (его отсутствии) развивается синдром Леш-Нихана, возможно развитие мочекаменной болезни, подагры. Если же для синтеза пуриновых нуклеотидов используется готовый нуклеозид, то, как и в случае пиримидиновых нуклеотидов работают киназы (например, аденозинкиназа), катализирующие присоединение к нуклеозиду остатка фосфорной кислоты. Процесс биосинтеза пуриновых оснований из предшественников несколько отличается от синтеза примидиновых оснований. Если, в случае синтеза пиримидиновых нуклеотидов, 5-фосфорибозил – 1- пирофосфат присоединялся на одной из последних стадий образования уридин – 5`-монофосфата – первого продукта нуклеотидной природы, образующегося в ходе пиримидинового пути, то при синтезе первого продукта нуклеотидной природы пуринового пути – инозин - 5`-монофосфата (УМФ) – 5 – фосфорибозил – 1 – пирофосфат принимает участие уже в первой реакции:

Н₂О₃РОСН₂О Н₂О₃РОСН₂ NH₂

О О О О

Н Н || || (1) Н Н

Н Н Р – О – Р – ОН (2) H H

| |

ОН ОН OH OH OH OH

5 – фосфорибозил – 1 – пирофосфат 5-фосфорибозил – 1 – амин

(1) – +глютамин; -глютамат; - ПФ

(2) – амидофосфорибозилтрансфераза.

+Затем 5-фосфорибозил – 1 – амин вступает в реакцию с глицином.

Н₂О₃РОСН₂ NH₃ (+) Н₂О₃РОСН₂ NH–C–CH₂

О АТФ АДФ+Фк || |

Н Н +глицин –Н₂О Н Н O NH₂

Н Н H H

ОН ОН OH OH

5-фосфорибозил – 1 – амин рибонуклеотид

глицинамида

(глицинамидрибозилфосфат)

… УМФ

Далее идет еще 7 реакций до образования инозин – 5 – монофосфата:

СО2, аспартат, глицин, 2 глютамина, 2 тетрогидрофолата

5 – фосфорибозил –1 – пирофосфат

4 АТФ

10 ферментов

4 АДФ

+ Из СО₂

4 Н3РО4

О Из глицина

Из аспартата ||

HN N

Из FH4 Из FH₄

N N

Рибоза - ФК

Из глютамина Из 5 – фосфорибозил – 1 – пирофосфата

Далее, из инозин –5 – фосфата возможен синтез АМФ и ГМФ:

O O NH

|| +НАД НАДН2 || - H₂O |

HN N +НО₂HN N +ионMg HN N

ГТФ ГДФ + Н₃РО₄

ДГ Аспартат

|| (УМФ - ДГ)

O NH N N N Фумарат N N

Рибоза Рибоза Рибоза

| | |

ФК ФК ФК

(Ксантозин-5-монофосфат) (Инозин-5-монофосфат) (АМФ)

2АТФ Глютамин АТФ Нуклеотид-

киназа

2АДФ

+ Глютамат АДФ

2Н3РО3 (АДФ)

О АТФ Нуклеотид-

|| Киназа

HN N

АДФ

(АТФ)

H₂N

N N

Рибоза

ФК АТФ АДФ АТФ АДФ

(ГМФ) Нуклеотидкиназа (ГДФ) Нуклеотидкиназа (ГТФ)

Образование дезокси – пуриновых нуклеотидов идет так же, как и образование дезокси – пиримидиновых нуклеотидов: на уровне дифосфатов участвуют 3 белковых фактора (рибонуклеотидредуктаза – активируется восстановленной формой тиоредоксина, который в свою очередь восстанавливается с помощью тиоредоксинредуктазы). Биосинтез пуриновых нуклеотидов тоже регулируется по типу обратной связи (как и биосинтез пиримидиновых нуклеотидов). Так, накопление АМФ и ГМФ, действует ингибирующе на амидофосфорибозилтрансферазу, фермент, который катализирует первую реакцию синтеза пуриновых оснований (реакцию переноса аминогруппы с глютамина на 5-фосфорибозил – 1- пирофосфат). Второй регуляторный механизм действует на одной из более поздних стадий синтеза пуриновых нуклеотидов. Так, избыток ГМФ в клетке вызывает аллостерическое ингибирование процесса образования ГМФ из инозиновой кислоты, но при этом не влияет на синтез АМФ из инозин – 5 – монофосфата. Избыток же АМФ ингибирует синтез АМФ из инозин – 5 – монофосфата, но не влияет на синтез ГМФ.

3.Небелковые азотистые вещества Их иногда называют остаточный азот (в норме его содержится 15-25 ммоль/л). Величина остаточного азота говорит об общем уровне обмена, а, главное, о функции почек. Мочевина составляет 50% остаточного азота. Кроме мочевины входит АК, билирубин, креатин, мочевая кислота, соли аммония, нуклеотиды, низкомолекулярные пептиды.

Низкомолекулярные пептиды крови- кинины. Основные кинины – брадикинин, лизилбрадикинин, метиониллизилбрадикинин, лейкокинины, Т-кинины и др.

Биологическая роль кининов.

1)Расширяет просвет сосудов, понижая АД.

2)Резко увеличивает проницаемость капилляров.

3)Регулируют тонус гладкой мускулатуры ЖКТ и бронхов (вызывают бронхоконстрикцию, являясь одним из факторов развития бронхиальной астмы).

4)Стимулируют миграцию лейкоцитов и увеличивают их фагоцитирующии свойства.

5)Участвуют в передаче нервных импульсов.

6)Стимулируют синтез простогландинов.

7)Обладают инсулиноподобным действием.

Кинины образуются из кининогенов под действием фермента каллекреина путём частичного протеолиза. Кроме этого каллекреин активирует плазминоген, стимулирует образование агиотензина II и системы комплемента, участвует в обмене ЛПНП. Каллекреин может синтезироваться и в тканях (кишечнике, половых железах, почках, слюнных железах и т.д.). Говорят о каллекреин-кининовой системе.