БИОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БЕЛКОВ ПЛАЗМЫ КРОВИ

БИОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БЕЛКОВ ПЛАЗМЫ КРОВИ

КЛИНИЧЕСКАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ

Белки – биоорганические высокомолекулярные соединения, молекулы которых являют собой гетерополимеры, построенные из остатков аминокислот, объединенных кислото-амидным (пептидными) связями (-CO-NH-).

 Белки являются наиболее распространенными из всех классов биомолекул; они входят в состав всех клеточных компонентов микроорганизмов, растений, животных (ядра, биомембран, цитоплазмы) и межклеточных структур. Белковый состав живых клеток осложняется пропорционально степени сложности геному и этапу эволюционного развития организма. Количество разных белков в прокариотичнеской клетке Е.Соli – около 3 000, в организме человека приблизительно 5 000 000, всего в разных видах организмов, которые составляют биосферу Земли, – 1010-1012 разных белков.

 

 БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ БЕЛКОВ И ПЕПТИДОВ

 

 1. Ферментативная (каталитическая) функция.

 Все ферменты (биокатализаторы) за своей химической природой являются белками или комплексами белков с низкомолекулярными небелковыми соединениями (коферментами, кофакторами).

 

 2. Структурная функция.

 Белки входят к структуре биомембран, составляют основу цитоскелета (микротрабекулярная сетка), межклеточного матрикса (коллаген, елластин) и определенных специализированных тканей (кератины).

 

 3. Регуляторная функция.

 Белковую и пептидную природу имеют многочисленные биорегуляторы – гормоны, медиаторы и модуляторы, которые производятся в эндокринной системе, нейронах головного мозга, иммунной системе: простые белки (инсулин, глюкагон и тому подобное), гликопротеины (тропные гормоны гипофиза и тому подобное), низкомолекулярные пептиды (окситоцин, вазопресин, опиоидные пептиды мозга, пептиды тимоцитов).

 

 4. Рецепторная функция.

 Белковую природу имеют мембранные рецепторы для физиологичное активных соединений, которые принимают химический сигнал от гормонов, нейромедиаторов (адренорецепторы, холинорецепторы, рецепторы гистамину и тому подобное).

 

 5. Транспортная функция.

 Белки связывают и осуществляют межклеточный и внутриклеточный (трансмембранний, цитоплазматический) транспорт ризних биомолекул, ионов металлов, инородных химических соединений (ксенобиотиков). Транспортными белками крови человека являются сывороточные альбумины (переносят жирные кислоты, билирубин, токсичные соединения), гемоглобин эритроцитов (транспортирует кислород), липопротеины (транспортируют липиды), трансферрин (транспортирует железо).

 

 6. Сократительная функция.

 Белки являются молекулярными структурами, которые реализуют сократительную функцию мышц (актин, миозин), жгутиков и ресничек (тубулины, динеины) и тому подобное.

 

 7. Защитная функция.

 Белки выполняют функцию иммунной защиты (иммуноглобулины, лимфокины, интерлейкины и тому подобное), противодействуют кровотечению и тромбообразованию (белки свёртывающей, антикоагулянтной и фибринолитической систем крови).

 

 

 Энергетическая ценность белков

 

 Белки – питательные вещества, которые имеют в первую очередь пластическую ценность для организма человека; аминокислоты, которые входят в их состав, являются источником для построения клеточных и тканевых белков собственных биоструктур. Энергетическое значения белков в условиях нормального питания небольшое; при достаточной обеспеченности углеводами и жирами безазотистиые остатки аминокислот используются в общем пуле метаболического топлива незначительной мерой.

 Для определения потребности организма человека в белках пользуются понятиям азотистого равновесия, которое определяется как состояние, при котором количество азота, что поступает в организм (в основном, в составе белковых компонентов продуктов питания) равняется количеству азота, что выделяется из организма (главным образом, в виде мочевины и солей аммонию).

 В условиях физиологического покоя и отсутствия физической нагрузки азотистое равновесие устанавливается при условиях поступления в организм около 23 г белков. Но учитывая разную биологическую ценность белков смешанного рациона питания в реальных условиях, истинные потребности человека в белках значительно более высокие.

 Реальная суточная потребность в белках зависит от возраста, пола человека и биологической ценности белков, составляя в среднем (за R.Berkow (Ed.): The Merck Manual of Diagnosis and Therapy, 1992):

 – для мужчин: в возрасте 19-24 лет – 58г; в возрасте 25-50 лет – 63 г;

 – для женщин:      в возрасте 19-24 лнт – 46 г; в возрасте 25-50 лет – 50 г.

 

 Биологическая ценность белков

 

 Биологическая ценность белков зависит от таких факторов:

 а) аминокислотного состава белков, которые входят в состав продуктов питания;

 б) способности организма человека, в частности ферментных систем пищеварительного канала, усваивать определенные белки.

 Аминокислотный состав пищевого белка является определяющим фактором в возможности организма человека к его усвоению.

 Среди двадцати ά-аминокислот, которые входят в состав естественных белков, ферментные системы человеческого организма способны синтезировать de novo с другими интермедиативами в достаточном количестве лишь восемь аминокислот, а именно: аланин, аспарагиновую кислоту, аспарагин, глутаминовюу кислоту, глутамин, пролин, глицин, серин.

 Остальные аминокислоты ферментными системами организма человека не синтезируются – так называемые незаменимые аминокислоты, к которым принадлежат: валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, лизин.  Две аминокислоты (аргинин, гистидин) синтезируются в организме в недостаточном количестве – частично заменимые аминокислоты.

 

Переваривание белков

 

 Биохимические процессы переваривания белков и пептидов, которые поступают к организму человека с едой, происходят в желудке и тонкой кишке.

 Гидролиз этих компонентов происходит под действием ферментов, которые производятся клетками слизистой оболочки пищеварительного канала и экзокринной части поджелудочной железы.

 Протеазы желудка, кишечника и поджелудочной железы гидролизируют определенные пептидные связи в молекулах белков и пептидов еды, и в результате их последовательного действия образуется смесь свободных ά-аминокислот самых простых пептидов, что транспортируются внутрь энтероцитов и дальше – в кровяное русло.

 Альбумины

 

 Альбумины (сывороточные альбумины) – многодисперсная фракция белков плазмы, которые характеризуются высокой электрофорретической подвижностю и легкой растворимостью в воде и солевых растворах. Благодаря высокой гидрофильности альбумины связывают значительное количество воды, и объем их молекулы при условиях гидратации увеличивается вдвое. Гидратационный слой, который образуется вокруг молекул сывороточных альбуминов, обеспечивает до 70-80 % онкотического давления белков плазмы крови, что может применяться в клинической практике при переливании больным с тканевыми отеками растворов альбумина. В свою очередь, уменьшение концентрации альбуминов сыворотки, например при условиях нарушения их синтеза в гепатоцитах при печеночной недостаточности, может вызвать переход воды из сосудистого русла к тканям и развитие онкотических отеков.

 Альбумины выполняют также важную физиологичную функцию как транспортеры многих метаболитив и других низкомолекулярных соединений. Молекулы альбуминов имеют несколько доменов с центрами связывания для молекул органических лигандов, которые присоединяются за счет электростатических и гидрофобных связей. За счет таких взаимодействий сывороточные альбумины могут присоединять и транспортировать жирные кислоты, холестерин, желчные пигменты (билирубин и тому подобное), витамины, гормоны, некоторые аминокислоты, фенол и другие токсичные соединения.

 

 Глобулины

 

 Глобулины – гетерогенная фракция белков крови, которые выполняют:

 транспортную (ά₁-глобулины – транспорт липидов, тироксина, кортикостероидных гормонов; ά₂-глобулины – транспорт липидов, ионов меди; β-глобулины – транспорт липидов, свободного и гемового железа);

защитную (участие β-глобулинов в иммунных реакциях как антитоксинов; γ-глобулины как фракция иммуноглобулинов) функции.

 В клинической практике применяется определение соотношения между концентрациями альбуминов и глобулинов в плазме крови (так называемого “белкового коэффициента”), что составляет в среднем 1,5-2,0.

 

 Иммуноглобулины крови

 

 Иммуноглобулины (IgA, IgG, IgE, IgM) – белки г-глобулиновой фракции плазмы крови, которые выполняют функцию антител, основных эфекторов гуморального иммунитета.

 Значительный клинический интерес вызывают отдельные белки плазмы крови гликопротеиновой природы, в частности компоненты системы неспецифической резистентности организма:

–  С-реактивный протеин

 –криоглобулин,

 –сировороточные ингибиторы протеиназ

 –фибронектин,

 –белки системы комплемента

 –транспортные белки – гаптоглобин, трансферин, церулоплазмин.

 С-реактивный протеин (СРП) – белок, что получил свое название в результате способности реагировать с С-полисахаридом пневмококка, образовывая при этом преципитаты. За химической природой есть гликопротеином.

 В сыворотке крови здорового человека С-реактивный белок отсутствует, и появляется при патологических состояниях, которые сопровождаются воспалением и некрозом тканей, в частности он был впервые обнаружен при крупозной пневмонии. Наличие СРП характерно для острого периода заболеваний – “белок острой фазы”. Определение СРП имеет диагностическое значение в острой фазе ревматизма, при инфаркте миокарда, пневмококковых, стрептококковых, стафилококковых инфекциях.

 Криоглобулин – белок γ-глобулиновой фракции, что, подобно С-реактивному протеину, отсутствует в плазме крови здоровых людей и появляется в ней при лейкозах, лимфосаркоме, миеломе, ревматизме, циррозе печени, нефрозах.

 Характерным физико-химическим признаком криоглобулина является его растворимость при нормальной температуре тела (37⁰С) и способность образовывать желеобразные осадки при охлаждении плазмы крови до 4 ⁰С.

 ά2-Макроглобулин-белок ά2-глобулиновой фракции, универсальный сывороточный ингибитор протеиназ, содержание которого в крови наивысшее, сравнительно с другими протеиназными ингибиторами, составляя в среднем 2,5 г/л. ά2-Макроглобулин есть гликопротеином с молекулярной массой 725 кД.

 Ингибиторная активность ά2-макроглобулина определяется относительно большинства естественных протеиназ всех четырех каталитических классов: сериновых, тиоловых, карбокси- и металопротеиназ. В комплексе с этим ингибитором протеинази теряют каталитическую активность относительно высокомолекулярных белков, но хранят способность гидролизировать низкомолекулярные пептиды.

 Биологическая роль ά2-макроглобулина заключается в регуляции систем тканевого протеолизу, которые имеют важное значение в таких физиологичных и патологических процессах, как свертывание крови, фибринолиз, процессы иммунитета, функционирования системы комплементу, реакции воспаления, регуляция сосудистого тонуса (кининова и ренин-ангиотензивная системы).

 ά1-Антитрипсин (ά1- протеиназний ингибитор)–гликопротеин с молекулярной массой 55 кД, концентрация которого в плазме крови составляет 2-3 г/л. Основным биологическим свойством этого ингибитора является его способность образовывать комплексы с протеиназами, подавляя при этом протеолитическую активность таких ферментов, как трипсин, химотрипсин, плазмин, тромбин и протеаз, что высвобождаются при разрушении лейкоцитов или инородных клеток в очагах воспаления.

 В условиях воспалительного процесса содержание ά1-антитрипсина в крови значительно увеличивается за счет стимуляции его синтеза в гепатоцитах. Большое значение имеет ингибиторна активность ά1-антитрипсина также при условиях некроза поджелудочной железы при острых панкреатитах, что сопровождаются поступлением в ткани и биологические жидкости активных панкреатических протеиназ. Врожденная недостаточность ά1-антитрипсина проявляется развитием уже в молодом возрасте эмфиземы легких в результате расщепления тканевым трипсином межальвеолярных перепонок.

 Фибронектин – гликопротеин плазмы крови, который синтезируется и секретируется в межклеточное пространство многими клетками.

 Фибронектин присутствует на поверхности клеток, на базальных мембранах, в соединительной ткани и в крови. Фибронектин имеет свойства “липкого” белка, который связывается с углеводными группировками сиалогликолипидов (ганглиозидов) на поверхности плазматических мембран, выполняя интегрирующую функцию в межклеточном взаимодействии.

 Кроме того, за счет образования комплексов с коллагеновыми фибрилами, фибронектин играет значительную роль в организации перицелюлярного матрикса.

 Гаптоглобин – белок ά2-глобулиновой фракции плазмы крови. Гаптоглобин имеет способность связывать свободный гемоглобин, образовывая комплекс, что входит к электрофоретической фракции ά -глобулинов. Нормальная концентрация в плазме крови – 0,10-0,35 г/л.

 В составе гаптоглобин-гемоглобинового комплекса гемоглобин поглощается клетками ретикуло-эндотелиальной системы, в частности в печенке, и подлежит окислению к желчным пигментам. Такая функция гаптоглобина способствует сохранению в организме при условиях физиологичного и патологического распада эритроцитов ионов железа, которые входят в состав гемоглобина. Поступление гемоглобина к моче (гематурия) наблюдается лишь при значительных кровотечениях.

 Трансферин (сидерофилин)–гликопротеинр-глобулиновой фракции, его молекулярная масса – 80 кД. Трансферин связывает в плазме крови ионы железа (Fe3+). Белок имеет на своей поверхности два центра связывания железа, которое вступает в комплекс с трансферином вместе с анионом гидрокарбоната.

 Трансферин – это транспортная форма железа, что доставляет его к местам депонирования и использования. В частности, трансферин акцептует ионы Fe3+, что поступают в кровь после их всасывания в кишечнике, и передает железо на тканевой феритин, в составе которого железо депонируется в печенке, селезенке, костном мозге и других органах. Концентрация трансферина в плазме крови – около 4 г/л.

 Церулоплазмин – гликопротеин ά2-глобулинової фракции, что связывает в плазме крови ионы меди. Молекула церулоплазмина содержит 8 ионов Сu+ и 8 ионов Сu2+, его молекулярная масса – около 150 кД.

 В состав церулоплазмина входит до 3 % всего содержания меди в организме и более 90 % меди плазмы. Церулоплазмин имеет свойства мдьсодержащей фероксидазы, окисляя железо с ферро- (Fe2+) к феро– (Fe3+) форме. Эта реакция является необходимой для превращения железа в ионную форму, которая может связываться феритином и таким образом использоваться для синтеза железосодержащих белков (гемоглобина, цитохромов).

 Снижение содержания церулоплазмина в плазме крови (болезнь Випьсона) приводит к выходу ионов меди из сосудистого русла и его накопления протеогликанами соединительной ткани, что проявляется патологическими изменениями в печенке, головном мозге (гепатоцеребральная дегенерация), роговице и тому подобное.

 Белки системы комплемента

 

 В состав системы комплементу входит около 20 разных белков.

 Они постепенно связываются с иммунными комплексами, оболочками бактериальных клеток, вирусами, антигенами и сами между собой, подвергаясь при этом активации путем протеолитической модификации.

Комплексы антигенов с модифицированными белками комплемента связываются со специфическими рецепторами фагоцитов и клеток иммунной системы. Это делает возможным фагоцитоз и лизис инфицирующих микроорганизмов.

Подобно, как белки системы свёртывания крови, отдельные факторы системы комплемента находятся в неактивном состоянии и поддаются активации под воздействием упомянутых факторов.

 Клинико-биохимический анализ плазмы или сыворотки крови обычно начинается с определения содержания общего белка и белковых фракций, что имеет большое значение для диагностики многих патологических состояний, которые сопровождаются синдромом гипер-, гипо– и парапротеинемии.

 Изменение содержания общего белка в сыворотке крови происходит при:

 уменьшении процессов синтеза белка

 нарушении водного баланса

 усиленном распаде и потере белка организмом.

 

 Для оценки содержания общего белка в сыворотке (плазме) крови пользуются понятиями: нормопротеинемия (нормальное содержание общего белка), гипопротеинемия (сниженная концентрация общего белка) и гиперпротеинемия (его повышенное содержание).

 Изменения концентрации общего белка могут иметь как абсолютный, так и относительный характер. Последний наблюдается при изменении объема крови (плазмы).

Так, гидремия (нагрузка водой, водное отравление) приводит к относительной гипопротеинемии, дегидратация (обезвоживание) – к относительной гиперпротеинемии. Дегидратация может скрыть абсолютную гипопротеинемию, поскольку при таком сочетании значения концентрации белка в плазме не всегда отличаются от нормы.

 Для того, чтобы отличить абсолютные изменения содержания белка в плазме от относительных, необходимо установить объем плазмы или же определить гематокрит. Ориентировочные данные можно получить, подсчитывая количество эритроцитов и измеряя уровень гемоглобина.

 Гипопротеинемия возникает преимущественно за счет уменьшения количества альбуминов и наблюдается при:

 белковом голодании (низкое содержание белка в пищевом рационе, нарушение деятельности пищеварительного канала, сужения пищевода и тому подобное);

 алиментарном расстройстве, (в детском возрасте);

 значительных потерях белка организмом (острые и хронические кровотечения, ожоги, гастроэнтеропатии, кровоизлияния, значительные экссудаты, выделения в серозные полости, отеки, органические заболевания почек);

 снижении синтеза белка (тяжелая белковая недостаточность, хронические заболевания печенки, гамма-глобулинемии, синдром нарушенного всасывания, раковая кахексия, длительные воспалительные процессы, тяжелые тиреотоксикозы).

 Уменьшение содержания белка в сыворотке крови может также произойти в результате задержки воды при:

 сердечной декомпенсации

 заболеваниях, которые сопровождаются отеками или значительными потерями белка с мочой.

 Кроме того, гипопротеинемия наблюдается при перитоните, пернициозной анемии, дерматите.

 Гиперпротеинемия наблюдается при:

 плазмоцитоме

 хронических воспалительных процессах (ревматоидный артрит, диффузные болезни соединительной ткани – коллагенозы, бронхоэктазы, цирроз печени)

 состояниях и болезнях, которые сопровождаются дегидратацией (пронос, рвота, сахарный диабет).

 При тяжелых травмах увеличения содержания общего белка в плазме крови может происходить за счет потери части внутрисосудистой жидкости. При острых инфекционных заболеваниях к гиперпротеинемии приводит усиленный синтез белков острой фазы, при хронических – увеличение синтеза иммуноглобулинов.

 В некоторых патологических состояниях могут наблюдаться гиперпротеинемии, предопределенные резким увеличением концентрации γ-глобулинов (инфекционное или токсичное раздражение ретикулоэндотелиальной системы).

 Гиперпротеинемия наблюдается также при миэломной болезни. В сыворотке крови таких больных появляются патологические белки, которых нет в норме, что принято называть парапротеинемией.

 Во многих случаях миеломной болезни патологические белки плазмы преодолевают почечный барьер и появляются в моче. Такие белки в моче называют «белковыми телами Бенс-Джонса».

 Явление парапротеинемии можно наблюдать и при макроглобулинемии Вальденстрема.

 Умеренная гиперпротеинемия иногда встречается в стадии выздоровления от гепатитов, при значительных ожогах, перегреве.

 

 КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОТЕИНОГРАМ

 В норме альбумино-глобулинове соотношения (коэффициент А/Г) составляет 1,2-2,0.

 Значение этого показателя снижается при:

   хронических диффузных поражениях печенки

   инфекционных заболеваниях

   лихорадке

   пневмонии

   плевритах

   туберкулезе

   эндокардите

   злокачественных процессах

   плазмоцитоме

   амилоидозе.

 Увеличение всех фракций может наблюдаться при:

  гипогидратации или обезвоживании

 Уменьшение всех фракций – при массивной потере белка через кишечник (например, при гастроэнтеропатиях).

 

 Изменения ά1-глобулинов.

 

Увеличение содержания ά1-глобулинов (реакция острой фазы) наблюдается при:

острых, подострых воспалительных процессах инфекционного и аллергического происхождения;

после рентгеновского облучения;

при термических ожогах; болезнях, связанных с привлечением к патологическому процессу соединительной ткани;

поражении печени и всех видах тканевого распада или клеточной пролиферации.

Уменьшение содержания б1-глобулинов наблюдается при:

дефиците ά 1-антитрипсину

гипо– ά 1-липопротеидемии;

в несвежих пробах сыворотки.

 

 Изменения ά 2-глобулинов

 

 Увеличение уровня ά 2-глобулинов наблюдается при:

 всех видах острых воспалительных процессов, особенно с выраженным экссудативным и гнойным характером (пневмонии, эмпиема плевры; другие виды гнойных процессов);

 многих подострых и хронических воспалительных заболеваниях;

 злокачественных опухолях;

 в период возобновления после термических ожогов;

 гемолизе in vitro;

 иногда при наличии М-белков (моноклональные гамма-патии);

 при заболеваниях, связанных с привлечением к патологическому процессу системы соединительной ткани (группа коллагенозов и автоиммунных заболеваний);

 нефротическому синдроме (связанному с гипоальбуминемией);

 карциноме после переломов костей;

 лимфогранулематозах;

 кисте поджелудочной железы;

 плазмоцитоме;

 после рентгеновского облучения.

 

 Уменьшение содержания ά2-глобулинов наблюдается при сахарном диабете, панкреатите (иногда), относительно редко при гипопротеинемии, врожденной желтухе механического происхождения в новорожденных, токсичных гепатитах

.

 Изменения β-глобулинов

 

Увеличение содержания в -глобулинов наблюдается при:

 анальбуминемии

гепатоовариальном синдроме;

инфекционном гепатите (ранняя стадия);

острой жировой атрофии печени;

обтурационной желтухе;

липидозах;

кисте поджелудочной железы;

бета-плазмоцитоме;

остром и хроническом пиелонефрите

первичных и вторичных гиперлипопротеинемиях;

моноклональных гаммапатиях.

Уменьшение содержания β -глобулинов наблюдается при гипоβ –липопротеидемии.

 Изменения γ-глобулинов

 

 Увеличение содержания γ –глобулинив наблюдается чаще, чем уменьшение, и случается при:

·     хронических инфекциях и на поздних стадиях острых инфекций.

·     коллагенозах (дисеминований волчий лишай, узелковый периартериит, дерматомиозит, склеродермия);

·     миеломной болезни;

·    макроглобулинемии;

·    амилоидозе;

·    анальбуминемии;

·     остром диффузном гломерулонефрите;

·    гепатоовариальном синдроме;

·    криоглобулинемии;

·     алиментарной диспепсии, связанной с употреблением мучной еды (в детском возрасте);

·    злокачественных опухолях;

·    хроническому недостатку витамина С;

·     после тромбоза коронарных артерий.

 Стойкая гипергамма-глобулинемия наблюдается у больных с компенсированным циррозом вирусной и алкогольной этиологии. Увеличение уровня γ –глобулинив обнаружено при гепатитах; механической желтухе; хроническому лимфолейкозе; эндотелиомах, остеосаркомах.

 Уменьшение содержания γ -глобулинов бывает первичным и вторичным. Различают три основных вида первичных гипогамма-глобулинемий:

·                                 физиологическую (у детей возрастом 3-5 мес.)

·                                 прирожденные гипо-глобулинемии.

·                                 агама- глобулинемии

 Причинами вторичных гипогамма-глобулинемий могут быть многочисленные заболевания и состояния, которые приводят к истощению иммунной системы (синдром недостатка иммуноглобулинов, синдром недостатка антител и тому подобное). Уменьшение содержания γ-глобулинов наблюдается при

·                                значительных метастазах в кости;

·                                нефротическом синдроме; плазмоцитоме (альфа-, бета-, М-типы);

·                                 отравлениях бензолом и ипритом.

 Параллельные изменения во всех фракциях.

 Увеличение содержания всех белковых фракций может наблюдаться при:

 дегидратации или застое крови во время венепункции.

 Уменьшение содержания наблюдается при избыточной гидратации, в тяжелых случаях алиментарной белковой недостаточности и нарушении всасывания, если они не сопровождаемы инфекционными заболеваниями, а также при исследовании крови, которая свободно капала из расслабленной руки.

 

 Типы протеинограм

 

 В диагностике заболеваний большое значение имеет комплексная оценка изменений всех фракций белков. Потому выделяют несколько типов протеинограм.

 1. Острый воспалительный процесс. Характеризуется выраженным уменьшением содержанию альбуминов и росту фракций ά1 и ά2-глобулинов.

 На более поздних стадиях обычно заметное увеличение уровня γ-глобулинов. Этот тип протеинограм характерен для начальных стадий пневмонии, острых полиартритов, экссудативного туберкулеза легких, острых инфекционных заболеваний, сепсиса, широкого инфаркта миокарда в начале болезни.

 

 2. Подострое хроническое воспаление. Отличается умеренным уменьшением фракции альбуминов и выраженным увеличениям содержания ά2- и γ-глобулинов. Этот тип протеинограм характерен для поздней стадии пневмоний, хронического туберкулеза легких, хронического эндокардита, холецистита, цистита и пиелита.

 

 3.Нефротичний симптомокомплекс. При этом типе случается значительное уменьшение содержания альбуминов, повышение ά2- и β-глобулинов при умеренном снижении уровня γ-глобулинов. Этот тип протеинограм характерен для липоидного нефроза, амилоидного нефроза, нефритов, нефросклерозу, токсикозов беременности, терминальных стадий туберкулеза легких, кахексий и ряда других заболеваний.

 

 4. Злокачественные новообразования. Этот тип характеризуется резким снижением содержания альбуминов при значительном увеличении всех глобулиновых фракций. Иногда уровень γ-фракций бывает неизмененным. Наиболее значительный уровень наблюдается во фракции β-глобулинов. Этот тип протеинограм оказывается при метастазирующих новообразованиях с разной локализацией первичной опухоли.

 

 5.-Глобулиновые плазмоцитомы. Отличается значительным уменьшением содержания альбуминов, ά2- и β- глобулинов при увеличении уровня γ-глобулинов. Этот тип протеинограм характерный для γ-плазмоцитом, макроглобулинемии и некоторых ретикулёзов.

 

 6. β1-Глобулиновые плазмоцитомы. Для этой протеинограми характерное уменьшение содержания альбуминов и большинства глобулиновых фракций. Только фракция β1-глобулинов испытывает резкого выборочного увеличения. Данный тип протеинограм присущий β1-плазмоклеточной лейкемии и макроглобулинемии Вальденстрема.

 

 

 КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОЧЕВИНЫ

 

 Повышение концентрации в крови мочевины наблюдается при всех видах азотемий, особенно ретенционных, и является одним из главных признаков нарушения функции почек. Из фракций остаточного азота раньше растет уровень мочевины и достигает высших значений сравнительно с другими фракциями. Азот мочевины в организме здорового человека составляет 45-50 % фракции остаточного азота. Содержание азота мочевины (в %) получило название коэффициента urea ratio и вычисляется по формуле:

urea ratio=

 Этот коэффициент применяют для дифференциальной диагностики заболеваний почек и печенки. При состояниях, уремии urea ratio, растет до 80-90 %, а при тяжелой патологи печени значительно уменьшается. Уровень азота мочевины во фракции остаточного азота дает возможность оценить характер азотемии и степень ёё тяжести. При острой почечной недостаточности, а также в терминальной стадии хронической почечной недостаточности количество азота мочевины во фракции остаточного азота резко растет, достигая 90-95 %, при этом концентрация мочевины в крови будет превышать остаточный азот.

 Повышение уровня мочевины в крови наблюдается при сердечно-сосудистой декомпенсации, обезвоживании организма в результате безудержной рвоты, профузных проносов, при стенозе пилоруса, непроходимости кишечника, кровотечениях, ожогах, травматическом шоке и других патологиях, которые сопровождаются нарушением гемодинамики и снижением клубочковой фильтрации, а также при нарушении оттока мочи в результате обтурации мочевыми камнями, новообразованиями в мочевыводящих путях, простате.

 Снижение концентрации мочевины в крови может быть относительным за счет разведения при гипергидратациях организма. Уменьшение содержания мочевины наблюдается при патологии печени, паренхиматозних и токсических гепатитах, острой дистрофии печени, декомпенсованному циррозе печени в результате нарушения мочевинообразующей функции печени. Сниженный уровень мочевины наблюдается у детей в возрасте до одного года, у беременных женщин.

 Рост экскреции мочевины с мочой наблюдается при диете с повышенным содержанием белков, у больных на гипертиреоз, в послеоперационном периоде, при продукционной азотемии, у больных с анемиями, лихорадкой. Снижается экскреция мочевины у здоровых детей во время активного роста, у беременных женщин, при белковом голодании, заболеваниях печенки, заболеваниях почек и почечной недостаточности любого происхождения.

 

 КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРЕАТИНИНА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ

 Определение содержания креатинина в сыворотке крови необходимое для исследования функции почек – клубочкового аппарата, объема или скорости клубочковой фильтрации.

 Рост концентрации креатинина наблюдается при нарушении функции почек (острому и хроническому) любого происхождения (дефицит перфузии, заболевания почек, обтурация мочевых путей), а также при акромегалии, гигантизме, гипертиреозе. Степень креатининемии может быть показателем клубочковой фильтрации. Ниже приведены данные зависимости креатининемии от величины клубочковой фильтрации.

 Снижение уровня креатинина в сыворотке крови наблюдается при мускульной слабости, предопределенной возрастом или уменьшением мускульной массы, во время беременности (особенно в I и II триместрах).

 Повышение экскреции креатинина с мочой наблюдается при употреблении мясных продуктов питания, при интенсивной мускульной работе, лихорадке, острых инфекционных заболеваниях, при сахарном и несахарном диабете, акромегалии, гигантизме, гипотиреозе.

 Снижение экскреции креатинина возможно при заболеваниях почек, хроническом нефрите с явлениями почечной недостаточности, мускульной атрофии, после перенесенных инфекций, при алиментарной дистрофии, гипертиреозе, анемии, лейкозе, остром дерматомиозите.

 Экскреция креатинина относительно стабильна. Определение концентрации креатинина в моче не имеет большого клинического значения для оценки функции почек, за исключением клиренса.

 

 КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОЧЕВОЙ КИСЛОТЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ

 

 Уровень мочевой кислоты в крови лабильный, связанный с такими факторами, как возраст, пол, употребление алкоголя,  курение, содержание холестерола и триглицеридов в организме. Рост содержания мочевой кислоты вызывает мочекислую нефропатию, мочекаменную болезнь, может быть фактором риска развития ишемической болезни сердца. По данным литературы, у лиц с содержанием мочевой кислоты в крови 0,400 ммоль/л развитие приступов стенокардии вдвое чаще, чем при нормальном уровне.

 Повышение содержания мочевой кислоты в сыворотке крови – гиперурикемия – наблюдается при таких заболеваниях:

 1. Первичная подагра (страдает 2 % людей, чаще мужчины). Увеличивается синтез мочевой кислоты, в тканях откладываются ураты – мононатриевые соли мочевой кислоты. С возрастом активируется фермент ксантиноксидаза, который превращает гипоксантин и ксантин в мочевую кислоту. Активность ксантиноксидазы повышает молибден, потому в регионах, где содержание молибдена в почве и воде повышенный, частота заболеваний населения на подагру выше, чем в других регионах. Усиленное образование мочевой кислоты может быть предопределено нарушением повторного использования пуринов в результате снижения активности фермента фосфорибозилтрансферазы. Прирожденное отсутствие этого фермента приводит к поражению ЦНС – синдрома Леша-Найхена.

 2. Заболевание почек: почечная недостаточность, поликистоз почек, хроническая свинцовая нефропатия и другие заболевания с поражением клубочков. Многие авторы считают, что раньше растет концентрация мочевой кислоты, потом креатинина и мочевины, поскольку в первую очередь нарушается фильтрация веществ с большой молекулярной массой – мочевой кислоты, индикану, креатинину, мочевины.

 3. «Вторичная подагра» – группа заболеваний, которые сопровождаются усиленным распадом нуклеотидов: лейкозы, миеломная болезнь, полицитемия, лимфома, другие дисеминованые опухоли, гемолитическая анемия, токсикозы беременности, псориаз, гликогеноз, синдром Дауна, сердечно-сосудистая декомпенсация, липидемия, ожирение, гипертония, атеросклероз, сахарный диабет, злоупотребление алкоголем, гиперпаратиреоз, акромегалия, саркоидоз, заболевание печени.

 Острое (иногда опасное) повышение уровня мочевой кислоты случается после лечения лейкозов цитотоксичными препаратами. Повышение уровня мочевой кислоты в сыворотке может достигать 1-2 ммоль/л и больше.

 Снижение концентрации мочевой кислоты в крови – гипоурикемия – наблюдается при болезни Вильсона-Коновалова (гепатоцеребральна дистрофия, гепатолентикулярная дегенерация), синдроме Фанкони, некоторых злокачественных заболеваниях (лимфогранулематоз, бронхогенний рак), ксантинурии.

Повышение экскреции мочевой кислоты наблюдается при употреблении продуктов, богатых на пуриновые основания (печень, почки, мозг). Увеличивается экскреция мочевой кислоты при крупозной пневмонии, рассасывании экссудатов, значительных ожогах, эпилепсии, холере; после принятия некоторых лекарственных препаратов (сульфаниламидив, глюкозы, кофеина, преднизолона). Экскреция особенно большая при лейкемических формах лейкозов, подагре, синдроме Леша-Найхена, а также при болезни Вильсона-Коновалова, цистинозе, вирусном гепатите, истинной полицитемии, серповидно-клеточной анемии.

 Снижается выведение мочевой кислоты при почечной недостаточности, гломерулонефритах, сахарном диабете, после принятия калия йодида, хинина, уротропина, атропина, гипотиазида, натрия бензоата, лактатов, при свинцовой интоксикации, а также прогрессирующей мускульной атрофии, ксантинурии, дефиците фоллиевой кислоты. Салицилаты могут как стимулировать, так и тормозить почечную экскрецию мочевой кислоты.

КЛИНИЧЕСКАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯ

 

Ферменты (энзимы) – это специфические белки, которые исполняют в организме роль биологических катализаторов.

Общее количество видов ферментов приближается до 10000.

Почти все ферменты функционируют внутри тех клеток, в которых происходит их биосинтез.

Исключением являются ферменты пищеварительного пути, а также некоторые энзимы плазмы крови, в частности те, которые принимают участие в процессе свертывания крови.

 

Внутриклеточная локализация ферментов

В ядрышке ядра локализованы РНК-полимеразы – ферменты, которые катализируют образование и-РНК, р-РНК и т-РНК.

В ядре содержатся ферменты, которые принимают участие в процессе репликации ДНК, синтезе никотинамидадениндинуклеотида (НАД).

С митохондриями связанные ферменты пируватдегидрогеназного комплекса, цикла трикарбоновых кислот, окисляют жирные кислоты и некоторые аминокислоты, синтеза мочевины, а также ферменты переноса электронов и окислительного фосфорилирования.

В лизосомах содержатся преимущественно гидролитические ферменты с оптимумом рН в зоне 5. Именно через гидролитический характер действия ферментов эти органеллы назвали лизосомами.

В рибосомах локализуются ферменты белкового синтеза. В этих структурах происходит связывание аминокислот в полипептидные цепи с образованием молекул белка.

В эндоплазматическом ретикуллиуме локализованы ферменты синтеза липидов, а также ферменты, которые принимают участие в реакциях гидроксилирования.

С плазматической мембраной в первую очередь связанные АТФ-аза, что обеспечивает транспортировку ионов Na⁺ и К⁺, аденилатциклаза и ряд других ферментов.

В гиалоплазме (недифференцированной части внутриклеточного содержания) локализованные ферменты гликолиза, пентозного цикла окисления углеводов, синтеза жирных кислот, синтеза мононуклеотидов, активации аминокислот, а также много ферментов глюконеогенеза.

 

Строение молекулы ферментов

 

Активные центры ферментов

Активный центр – участок молекулы ферментного белка, что взаимодействует с субстратом во время ферментативной реакции и необходимая для превращения субстрата в каталитическом процессе.

Он формируется из определенных участков полипептидной цепи, что пространственно сближены за счет уникальной трехмерной конформации ферментного белка.

В состав активных центров разных ферментов входят радикалы определенных аминокислотных остатков, главным образом ОН-групы серина, треонина и тирозина, имидазольное кольцо гистидина, SH-группа цистеина, СООН-группы дикарбоновых аминокислот NН₃⁺-групы аргинина и лизина. В образовании активных центров принимают участие также кофакторы данного фермента: простетичные группы, ионы металлов

Активный центр локализуется, как правило, в углублении, пространственной нише, что образуется в макромолекуле белка-фермента. Структура активного центра является комплементарной к пространственному строению субстрата, что стало основой представления Е.Фишера о соответствии фермента и субстрату как “ключа и замка”. Более поздние теории ферментативного катализа (Д.Кошленд) учитывают возможные взаимные изменения пространственных конформаций фермента и субстрата во время их взаимодействия (“теория индуктируемого соответствия фермента и субстрату”).

В структуре активного центра различают:

– участок, который связывает субстрат, или контактный (“якорный”) участок; он содержит радикалы полярных (связывают молекулы субстрата за счет водородных связей или дипольных взаимодействий) или неполярных аминокислотных остатков (создают в активном центре гидрофобные зоны, что взаимодействуют с соответствующими радикалами в субстрате);

– каталитически активный участок, в состав которого входят химические группы, которые принимают непосредственное участие в превращении субстрата (группы -ОН, -SH, -N -NH₃⁺, -COO^–).

 

 

 

Принципы энзимодиагностики

 

1.          Состав ферментов и их тканевое деление постоянны и могут изменяться при разных патологических состояниях

2.          Для каждой ткани (органа) характерен свой качественный и количественный состав белков, что обусловливает функциональные особенности каждой ткани;

3.          Метаболические пути в разных тканях очень похожие, потому существует немного тканьспецифичных ферментов (например, кислая фосфатаза предстательной железы, орнитинкарбамоилтрансфераза и гистидаза печени);

4.          Более специфическим для тканей является соотношение разных ферментов и изоферментов.

 

ЕДИНИЦЫ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ

 

За международную единицу активности принимается количество фермента, способного превратить один микромоль (мкмоль) субстрата за 1 мин. в стандартных условиях. Международные единицы количества фермента отражаются символом Е (U). 1 Е (U) = 1 мкмоль/мин = 16,67 нмоль/с.

Удельная активность фермента равняется его массе (в миллиграммах), которая способна превратить 1 мкмоль субстрату за 1 мин в стандартных условиях, и выражается у мкмоль/(мин • мг) белка.

Рекомендуется также новая единица каталитической активности – катал (символ – кат.), что являет собой количество фермента, способное осуществить превращение 1 моля субстрата за 1 сек в стандартных условиях (кат = моль/с). Исходя из этого, 1 Е (1 U) = 16,67 нкат.

В пересчете на 1 л биологического материала активность фермента выражают в Е/л, (U/L), кат/л = моль/(с • л).

Если активность фермента выражена в мккат/л, а ее нужно выразить в Е/л (U/L), нужно воспользоваться формулой: Е/л (U/L) = мккат/л • 60сек .

Например, если активность щелочной фосфатазы 1,9 мккат/л, то в международных единицах она будет равняться 1,9 мккат/л*60 = 114 Е/л (U/L).

Если активность фермента выражена в Е/л (мкмоль/мин • л)), а ее нужно выразить в моль/час • л), нужно значение Е/л умножить на коэффициент 0,06.

 

Клинико-диагностическое значение исследования ферментов

 

Почти все ферменты организма функционируют внутри клетки. Незначительное их количество присутствует в крови в результате нормального клеточного возобновления. При повреждении клеток, связанном с разными заболеваниями, высвобождается большое количество ферментов, их концентрация в крови сначала растет, а затем постепенно уменьшается в результате клиренса (очистки).

Повышение концентрации не всегда является результатом повреждения тканей, возможны другие причины: усиленное возобновление клеток; клеточная пролиферация (например, неоплазия); усиленный синтез ферментов (индукция ферментов); сниженный клиренс.

Определение в сыворотке крови активности ферментов с разной внутриклеточной и органельной локализацией (цитоплазматических, митохондриальных, лизосомальных, мембранных и др.) позволяет установить степень повреждения данного органа.

 

Основные ферменты, которые исследуются в лабораториях

 

аспартатаминотрансфераза (AcAT)

аланинаминотрансфераза (АЛАТ)

глутаматдегидрогеназа (ГЛД)

лактатдегидрогеназа (ЛДГ)

креатинкиназа (КК)

щелочная фосфатаза (ЛФ)

кислая фосфатаза (КФ)

альдолаза (АЛД)

холинестераза (ХЕ)

ά-амилаза (AM)

липаза (ЛП)

аланинаминопептидаза (ААП)

глюкозо-6-фосфатаза

γ-глутамилтрансфераза (ГЛТ)

аргиназа (Ар)

сорбитолдегидрогеназа (СД)

алкогольдегидрогеназа (АДГ)

 

ά-амилаза

[КФ 3.2.1.1.]

N 12-32 г/(ч*л); 0,58-1,97 мккат/л

Действие: гидролизует 1,4-ά-гликозидин связи крахмала, гликогена и других полимеров глюкозы.

Основные источники: поджелудочная и слюнные железы.

Изоферменты: Слюнной (С) тип, поджелудочный (П) тип

Повышение активности: острый панкреатит, киста поджелудочной железы, закупорка ее протока опухолью, камнем или спайками. Определяют в сыворотке крови и чаще в свежей моче. В некоторых случаях повышения уровня ά -амилазы может быть следствием почечной недостаточности, диабетического ацидоза, воспаления поджелудочной железы на фоне перфорации пептической язвы.

Увеличение активности ά -ами­лазы в крови и в моче отмечается при заболеваниях поджелудочной железы. Причем, наиболее значительное повышение активности фер­мента характерно для острого панкреатита— в 10—30 раз. Максималь­ный уровень активности определяется к концу первых суток заболева­ния, а затем наступает быстрое снижение и нормализация ά-амилазы в крови — на 2—6 день. Увеличенную активность фермента в моче мож­но наблюдать более длительное время.

При хроническом панкреатите и других заболеваниях поджелудоч­ной железы активность а-амилазы увеличивается в меньшей степени.

Значительная гиперамилаземия сопровождает также паротиты.

Повышенная активность ά -амилазы обнаруживается у больных с перитонитами, вследствие развития бактерий, продуцирующих собст­венную амилазу.

Гиперамилаземия встречается при остром аппендиците, перфоративной язве желудка и двенадцатиперстной кишки, холецистите, разрыве желчного пузыря, ожогах, травматическом шоке, пневмонии, простати­те, уремии.

Вызывают увеличение активности фермента некоторые лекарствен­ные препараты: кортикостероиды, катехоламины, фуросемид, антикоа­гулянты, наркотики, а также алкоголь.

Снижение активности: при старении, остром и хроническом гепатите, недостаточности поджелудочной железы, иногда при токсикозе беременности; при некрозе поджелудочной железы наблюдается резкое падение активности фермента.

Уровень ά -амилазы в крови человека колеблется в зависимости от употребления еды и времени суток. Через 2 часа после употребления еды оказывается выраженный подъем уровня фермента в крови и моче. Наиболее низкие показатели ά -амилазы наблюдаются ночью и натощак.

 

Аминотрансферазы

 

Аспартатаминотрансфераза (АСАТ) [КФ 2.6.1.1].

N 0,1-0,45 ммоль/(час/л)

Действие: ά –кетоглутарат + L-аспартат L-глутамат + оксалоацетат

Основные источники: сердечная мышца, печень, скелетная мускулатура, головной мозг, почки.

Ізоферменти: митохондриальная АСАТ (м-АсАТ) и цитозольная АСАТ (ц-АсАТ).

Активность АСАТ в сердечной мышце почти в 10 000 раз выше, чем в сыворотке крови. В эритроцитах АСАТ в 10 раз больше, чем в сыворотке. Потому при определении активности аминотрансфераз в сыворотке последняя не должна иметь даже следов гемолиза.

 

Аланинаминотрансфераза (АЛАТ)

 

[КФ 2.6.1.2.]. N 0,1-0,68 ммоль/(час*л)

Действие: ά –кетоглутарат + аланин L-глутамат + пировиноградная кислота

Основные источники: печень, поджелудочная железа, сердце, скелетная мускулатура, почки.

Ізоферменти: митохондриальная АЛАТ (м-АлАТ) и цитозольна АЛАТ (ц-АлАТ).

В печени активность АЛАТ в несколько тысяч раз выше, чем в сыворотке крови

 

Повышение активности аминотрансфераз в сыворотке крови отмечено при целом ряде заболеваний, особенно при поражении органов и тканей, богатых на ферменты, – печень и миокард. Увеличивается активность аминотрансфераз при гепатитах различной этиологии. Особенно выраженное увеличение активности трансаминаз наблюдается при вирусных гепатитах еще до появления желтухи. Причем, активность АЛТ преобладает над АСТ. Изменение соотношения активности этих ферментов в пользу АСТ, на фоне повышенных значений их активности, как правило, свидетельствует о переходе гепатита в цирроз печени.

Нередко повышение активности АСАТ предшествует появлению типичных признаков инфаркта на электрокардиограмме. Считают, что существует тесная корреляция между размерами очагов некроза и показателями активности АСАТ в сыворотке крови. В данном случае возрастает активность прежде всего АСТ, что можно диагностировать уже через 4—6 часов от начала заболева­ния. Максимальная активность наблюдается спустя 24—48 часов. Нор­мализация наступает на 3—7 день. Степень повышения активности аминотрансфераз при инфаркте миокарда определяется тяжестью некротического процесса в миокарде: при мелкоочаговом инфаркте активность АСТ увеличивается в 1,5—2 раза; при крупноочаговом инфарк­те — в 2,5—3 раза; при трансмуральном инфаркте — в 3,5—4 раза.

Некоторые исследователи отмечают прогностическую ценность определения активности АСАТ: если после 3-4-го дня заболевания активность АСАТ в сыворотке крови не снижается, то прогноз плохой.

При стенокардии активность АСАТ, как правило, остается в пределах нормы. Потому дифференциально-диагностическое значение имеют и негативные результаты пробы, которые позволяют в сомнительных случаях с большей уверенностью исключить инфаркт миокарда.

При заболеваниях печени в первую очередь и значительно по сравнению с АСАТ изменяется активность АЛАТ. Возрастание активности АСТ в сыворотке крови при практически нормальной АЛТ можно наблюдать в первые часы и даже дни после обширных хирургических операций

 

Повышение активности АЛАТ. Особенно резко растет активность АЛАТ в сыворотке крови при инфекционном гепатите. Она фиксируется уже в инкубационном периоде заболевания, что имеет большое диагностическое значение. Повышение активности АЛАТ при остром инфаркте миокарда не настолько резкое сравнительно с изменением активности АСАТ. Потому одновременное определение активности обоих сывороточных аминотрансфераз является очень ценным диагностическим тестом. В норме соотношения активностей АсАТ/АлАТ (коэффициент де Ритиса) равняется 1,33±0,42. У больных инфекционным гепатитом происходит снижение коэффициента, а при остром инфаркте миокарда величина этого коэффициента, напротив, резко растет.

Следует помнить, что активность АЛАТ и АСАТ растет у больных, которые принимали препараты с содержанием пиридоксальфосфата.

 

 

 

Фосфатазы

 

Фосфатазами называют ферменты, которые катализируют отщепление фосфорной кислоты от органических соединений. Фосфатазы разделяют на фосфодиестеразы I (щелочная фосфатаза (ЩФ), оптимум рН = 8,6…10,1) и фосфомоноестеразы II (кислая фосфатаза (КФ), оптимум рН = 4,6…6,2).

 

Щелочная фосфатаза (ЩФ)

[КФ 3.1.3.1.]

 

N 0,5-1,3 ммоль/(час* л).

Действие: фосфогидролиз моноефиров ортофосфорной кислоты. Гидролизирует разные синтетические субстраты при оптимуме рН=10.

Основные источники: содержится в костной ткани, паренхиме и стенках желчных протоков печени, проксимальных отделах извитых канальцев почек, предстательной железе, лактирующей молочной железе, клетках слизистой оболонки кишечника, плаценте. Особенно много ее в костях, которые растут (фермент содержится в мембранах остеобластов), желчи и плаценте. Локализуясь в клеточной мембране, фермент подключается к процессу транспортировки биологически важных соединений.

Активность ЩФ обнаружена в большинстве биологических жидкостей, включая мочу, экскременты, желчь, слюну, молоко и лимфу. В плазме крови детей она в 1,5-3,0 разы выше, чем в крови взрослых, за счет костного изофермента.

ЩФ – гетерогенный фермент, что включает отдельные изозимы, каждый из которых сосредоточен в определенном органе.

В организме человека три гена кодируют биосинтез изоферментов: один – печеночный, костный и почечный изоферменты, второй – кишечный изофермент и третий – плацентная ЩФ.

Считают, что существует еще и четвертый ген, который кодирует синтез зародышевой ЩФ и локализуется в тонкой кишке плода приблизительно до 30 недель беременности. Еще один изофермент ЩФ определенно в жировой ткани.

В норме у взрослых людей в плазме (сыворотке) крови оказывается лишь ЩФ печеночного происхождения. У детей в сыворотке крови содержится значительное количество костной ЩФ; в небольшом количестве она может встречаться у юношей до 25 лет. По окончании формирования скелета присутствие этого изофермента в сыворотке крови в значительном количестве свидетельствует о наличии в организме доброкачественных или злокачественных опухолей, а в небольшой – о наличии деструктивных изменений в тканях костно-суставной системы.

В 20 % людей (чаще тех, что имеютII и III группы крови) в сыворотке крови кишечная ЩФ, количество которой растет при диете с большим количеством жиров. Во второй половине беременности в сыворотке крови появляется ЩФ плацентного происхождения.

В последнее время особенное внимание онкологов привлекают изоферменты ЩФ, что используются в качестве маркеры онкологических заболеваний: плацентный, плацентарноподобный, Нагао, Касахара, их можно найти как в злокачественных опухолях, так и в сыворотке крови.

Следовательно, в диагностике различают печеночную, костную, кишечную, плацентную, плацентарноподобную, холестатическую, почечную ЩФ, изофермент «Реган» (выявляется в 1/6 онкологических больных и 1/3 больных с повышением активности ЛФ).

Особенности изоферментного состава ЩФ заключаются в том, что отдельные ее изозимы находятся в отдельном, вполне определенном органе (тогда как все изоферменти ЛДГ могут быть сосредоточены в любом органе, хотя и в разных соотношениях).

Повышение активности ЩФ в сыворотке крови не всегда позволяет с достаточной степенью достоверности составить представление об органной патологии.

Активность ЩФ сыворотки крови часто растет при обструктивных заболеваниях печени, холестазе, гепатите, явлениях гепатотоксичности, болезни Педжета, остеомаляции, новообразованиях печени и костей.

Низкая активность ЩФ отмечена при гепатолентикулярний дегенерации Коновалова-Вильсона. Применение гиполипидемичних препаратов (в частности клофибрату) также ингибирует активность ЩФ.

 

Кислая фосфатаза (КФ)

[КФ 3.1.3.2.]

 

N 0,025-0,12 ммоль/(час* л).

Действие: фосфогидролиз моноэфиров ортофосфорной кислоты. Гидролизует разные синтетические субстраты при оптимуме рН= 4,6-6,2.

Изоформы: представлены тремя разновидностями изоферментов – II, III и IV.

КФ II обнаруживает оптимальное действие при рН = 4,6.

Основные источники: Самым богатым источником этого лизосомального фермента является предстательная железа (КФ ІІ), фосфатазная активность которой приблизительно в 1000 раз превышает активность этого фермента в костной ткани, печени, селезенке, почках и эритроцитах. В плазме крови практически здоровых людей она постоянно оказывается после достижения половой зрелости.

КФ II предстательной железы необратимо инактивуеться спиртом, ацетоном, уретаном, тартратом, чем она и отличается от других КФ, которые есть в крови.

КФ III (оптимум активности при рН = 3,4 – 4,4) находится в печени и других паренхиматозных органах, КФ IV (оптимум активности при рН = 5,2 – 6,2) – в эритроцитах и тромбоцитах.

Поскольку эритроциты содержат заметные количества КФ, гемолизированные образцы крови совсем не пригодные для диагностического определения простатического фермента (даже при отсутствии заметного гемолиза существует вероятность попадания эритроцитарной фосфатазы в плазму крови).

 

Y-Глутамилтранспептидаза (ГГТ)

КФ [2.3.2.2]

N мужчины: 250-1767 нмоль/(с*л) или 15-106 МО, женщины: 167-1100 нмоль/(с*л) или 10-66 МО

Действие: катализирует перенесение L-γ-глутамилового остатка с L- γ –глутамил-n-нитроанилида на глицилглицин.

Основные источники: печень

Значительное повышение активности наблюдается при заболеваниях печени и внутрипеченочных желчевыводящих путей с явлениями обтурации (обтурационная желтуха разного генеза, гепатиты, опухоли печени и метастазы в печень).

Умеренное повышение – при алкогольной интоксикации и хроническом алкоголизме, остром панкреатите, поражениях паренхимы почек, отравлениях гепатотропными ядами.

 

Креатинкиназа (КК)

КФ [2.7.3.2]

N 0,152-0,305 ммоль/(час*л)

Действие: катализирует обратной перенос фосфатного остатка между АТФ и креатином с образованием АДФ и креатинфосфата.

Основные источники: миокард, скелетные мышцы, язык, селезенка, диафрагма, почки, легкие, печень.

Ізоферменти: мозговой тип (КК-ВВ) – И тип. сердечный тип (КК-МВ) – ІІ тип, мускульный тип (КК-ММ) – ІІІ тип.

Клиническое значение определения КК

Физиологичное повышение активности креатинкиназы (КК) обнаружено в сыворотке крови: у новорожденных (небольшое), у родильниц в первые дни после родов, при физической нагрузке.

Значительное повышение – при инфаркте миокарда, дистрофии мышц, травматических повреждениях мышц (раздроблениях), шоке и недостаточности кровообращения.

Умеренное повышение – при инфаркте миокарда (мелкоочаговый), ограниченном повреждении скелетных мышц, судорогах, гипотиреозе, алкоголизме, расстройстве мозгового кровообращения, травмах мозга, остром психическом состоянии.

Поскольку креатинкиназа яв­ляется органоспецифическим ферментом скелетной мускулатуры и ми­окарда, определение общей активности фермента применяют в диаг­ностике заболевания соответствующих органов. Наиболее широко он используется в диагностике инфаркта миокарда. На фоне соответству­ющей клинической симптоматики повышение активности креатинкина­зы однозначно свидетельствует о развитии некротического процесса в миокарде (при острой коронарной недостаточности скелетная мускула­тура и ЦНС в патологический процесс не вовлекаются). Возрастание активности фермента отмечается уже через 2—3 часа от начала забо­левания. При мелкоочаговом инфаркте миокарда активность креатинкиназы может в 5—10 раз превышать нормальные значения. Нормали­зуется активность фермента на 2—3 сутки. При крупноочаговом ин­фаркте миокарда активность креатинкиназы в 15—20 раз превышает норму. Приходит к исходным цифрам на 5—8 сутки от начала заболе­вания. Описаны случаи длительного сохранения высокой активности фермента (2—3 недели) у больных с затяжным течением инфаркта миокарда. Для дифференциальной диагностики следует иметь в виду, что при инфаркте легкого активность креатинкиназы не увеличивается.

Высокая активность креатинкиназы отмечается при заболевании ске­летной мускулатуры: прогрессирующей мышечной дистрофии, дерматомиозитах. Незначительное увеличение активности фермента возможно при миастении, травмах мышц (даже при частых внутримышечных инъ­екциях), после хирургических операций.

Для диагностики заболеваний головного мозга исследование актив­ности креатинкиназы не применяют, так как мозговая фракция (ВВ) в периферической крови не обнаруживается (выделена только из экст­рактов мозговой ткани).

Некоторое увеличение активности фермента имеет место при психи­ческих заболеваниях, но предполагают, что в большей мере это имеет отношение к мышечной ткани, чем к мозговой.

Наиболее ценную диагностическую информацию можно получить при выделении изоферментных фракциях ММ и МВ.

Дифференциально-диагностическое значение определения активности КК можно усилить разделением изоферментов. Так, выявление МВ-изофермента свидетельствует о поражении миокарда, ВВ – головного мозга, а также гладких мышц пищеварительного канала и мочевыделительной системы. Изофермент ВВ может умеренно расти при злокачественных новообразованиях бронхов, простаты и молочной железы. Учитывая более широкий диапазон изменений КК – ВВ, можно сказать, что специфичность этого фермента не такая значительна, как КК – MB.

Определенное значение имеет определение изоферментного спектра при разграничении инсульта и инфаркта миокарда, инфаркта легких.

 

Лактатдегидрогеназа (ЛДГ)

КФ [1.1.1.27]

N 220-1100 нмоль/(с*л) или 0,8-4,0мкмоль/(час*мл).

ЛДГ – тетрамер, складывается с 2-ох типов субъединиц – Н и М. Субъединицы Н синтезируются в тканях с преобладанием у них аэробных процессов, субъединицы М – анаэробных.

Действие: обратное превращение лактата в пируват.

Основные источники (в порядке снижения) почки, скелетные мышци, поджелудочная железа, селезенка, -печень, плацента. Она присутствует также в эритроцитах, лейкоцитах и тромбоцитах крови.

Изоферменты: ЛДГ₁(НННН), ЛДГ₂ (НННМ), ЛДГ₃ (ННММ), ЛДГ₄ (НМММ), ЛДГ₅(ММММ).

 

Изоферменты ЛДГ₁ (Н4) и ЛДГ₂ (Н3М1) преобладают в эритроцитах, лейкоцитах, миокарде, почках; ЛДГ₄ и ЛДГ₅ – в печени, скелетных мышцах, неопластических тканях; ЛДГ₃ – лимфоидная ткань, тромбоциты, опухоли.

Значительное увеличение активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) при инфаркте миокарда, некротических поражениях почек, гепатите, панкреатите, злокачественных новообразованиях, лейкозах, гемолитической и серповидноклеточной анемиях, инфекционном мононуклеозе, прогрессирую­щей мышечной дистрофии.

У больных инфарктом миокарда повышение активности ЛДГ отме­чается через 12—24 часа от начала приступа. Максимальное увеличе­ние активности фермента наступает через 48—72 часа. Снижаться ак­тивность начинает на 5—6 сутки. Нормализуется активность ЛДГ на 7—8 сутки. Степень повышения активности ЛДГ пропорциональна тя­жести поражения миокарда: при мелкоочаговом инфаркте активность ЛДГ увеличивается на ¹/з; при крупноочаговом инфаркте — в 1,5—2 раза; при трансмуральном инфаркте — в 2,5—3 раза.

Повышение общей активности ЛДГ при инфаркте миокарда обуслов­лено увеличением активности ее изофермента ЛДГ₁,. Вместе с тем, из­вестны случаи, когда общая активность ЛДГ при инфаркте миокарда остается в пределах нормы или незначительно увеличивается за счет компенсаторного перераспределения активностей других ее изоферментов в ответ на увеличение активности ЛДГ₁,. Поэтому наиболее показательными в диагностике инфаркта миокарда и другой патологии, являются методы, позволяющие определять активность отдельных изоферментов ЛДГ, к тому же обладающих органоспецефичностью.

Недостаточность кровообращения по малому кругу, тромбоз легоч­ной артерии вызывает увеличение активности легочной фракции ЛДГ₃. При патологии печени увеличивается активность ЛДГ₄ и ЛДГ₅.

Умеренное повышение – при хронических поражениях печени, циррозе в стадии обострения, панкреатите, пневмонии, инфаркте миокарда, инфаркте почки, легких, мозга, злокачественных новообразованиях, прогрессирующей мускульной дистрофии.

Следует отметить, что любая тканевая деструкция сопровождается увеличением активности ЛДГ в сыворотке, при этом степень гиперферментемии зависит от глубины и распространенности процесса.

Органная специфичность этого ферментного теста значительно возростает при определении изоферментов. Увеличение содержания ЛДГ₂ и ЛДГ₃ – острого лейкоза, ЛДГ₄ и ЛДГ₅ – паренхиматозного поражения печени, ЛДГ₃ – изофермент, активность которого растет при многих злокачественных заболеваниях. Значительную диагностическую ценность приобретает определение изоферментного спектра ЛДГ при хронических заболеваниях печени – как критерии активности процесса. Так, измерение активности ЛДГ₄ и ЛДГ₃ оказалось более надежным и информативным показателем в этих случаях, чем определение активности аминотрансфераз и других ферментов.

Заслуживает на внимание исследования изоферментов ЛДГ для оценки выраженности структурных повреждений сердечной мышцы и печени в группе заболеваний с поражением этих органов. Так, повышение ЛДГ₄ и ЛДГ₅ в сыворотке крови больных инфарктом миокарда, хронической коронарной недостаточностью, миокардитом свидетельствует о степени пораженности печени (“шоковая”, или “застойная”, печень), а увеличение ЛДГ₁ и ЛДГ₂ при гепатитах – о выраженности дистрофических изменений в миокарде.

 

 

Липаза

N 0,4-30,1 мкмоль/(час*л)

Значительное повышение активности бывает при остром панкреатите (почти в 200 раз по сравнению с нормой). Рекомендуется определять активность липазы параллельно с амилазой при поражениях поджелудочной железы. Гиперлипаземия длится дольше, чем амилаземия, потому может считаться более информативным критерием степени выздоровления. Широко применяется в гастроэнтерологической практике для оценки внешнесекреторной функции поджелудочной железы.

Триаду панкреатических ферментов (амилаза, липаза, трипсин) определяют в дуоденальном содержимом после стимуляции секретином или панкреозимином.

Умеренное повышение возможно при прорыве язвы желудка, перитоните, энтеритах, опухолевом процессе, отравлениях наркотиками или алкоголем.

 

Сорбитолдегидрогеназа

 

Значительное повышение СД наблюдается при остром инфекционном гепатите (в 5-10 раз сравнительно с нормой).

Умеренное повышение – при токсическом гепатите (врачебные гепатиты, отравления гепатотропными ядами, бледной поганкой, алкоголем), обострениях хронического гепатита, циррозе.

Определение ее активности имеет большое диагностическое значение при разграничении паренхиматозной и механических желтух.

Низкие значения активности СД в сыворотке крови случаются в норме и при неосложненной воспалительным процессом механической желтухе. Резкое увеличение количества фермента при остром гепатите обеспечивает этому ферментному показателю высокую надежность и информативность сравнительно с другими ферментами, которые применяют с этой целью (щелочная фосфатаза, 5-нуклеотидаза и др.).

Важным является еще и тот факт, что при инфаркте миокарда, заболеваниях почек, простаты и скелетных мышц уровень активности СД в сыворотке крови практически не изменяется. Потому повышение активности фермента характерное преимущественно для поражения паренхимы печени. Как ранний диагностический критерий СД уступает АЛАТ, малопригодный этот фермент и для оценки степени выздоровления в результате быстрой нормализации показателей. В связи с этим СД чаще всего используется с дифференциально-диагностической целью при заболеваниях гепатобиллиарной системы.

 

Трансамидиназа

 

Значительное повышение активности вызывают хронический пиэлонефрит в фазе нарушения азотовыделительной функции, хронический нефрит в терминальной фазе, нефротический синдром, предопределенный амилоидозом почек и тромбозом почечных вен.

Умеренное повышение – хронический нефрит с изолированным мочевым синдромом без нарушения азотовыделительной функции, остаточные явления острого нефрита, панкреатит.

 

 

Эластаза

(К.Ф.3.4.21.11)

N в сыворотке крови – 8,3-9,6 мкат/л, в слюне – 4,5-7,0 мкат/л

Эластаза также присутствует в группе протеолитических ферментов лейкоцитов. Локальные воспалительные процессы в тканях сопровож­даются усиленным притоком лейкоцитов. Активация, в частности, нейтрофилов сопровождается увеличением освобождения лейкоцитарной эластазы. При дефиците ее ингибиторов в тканях активность эластазы не подавляется и она усиленно расщепляет эластические волокна, на­пример, легочных альвеол, стенки кровеносных сосудов, что приводит к развитию в них деструктивных процессов.

В крови представлена преимущественно панкреатическая эластаза. Фермент доступен для исследования в панкреатическом соке, кале, кро­ви, слюне.

 

Клинико-диагностическое значение.

Исследованию панкреатичес­кой эластазы в сыворотке, слюне и в кале придается особое значение в диагностике острого панкреатита. В этой ситуации активность элас­тазы повышается раньше, чем активность амилазы и липазы и остается повышенной более длительное время. В отличие от других панкреати­ческих ферментов эластаза обладает высокой стабильностью в биома­териале. Определению ее активности не мешает прием пациентами пан­креатических ферментов. Содержание эластазы в кале не изменяется при целиакии, воспалительных заболеваниях кишечника, диарее.

В крови повышается активность эластазы в первые 48 часов после начала приступа острого панкреатита, затем начинает постепенно сни­жаться и, как правило, нормализуется при адекватном лечении к 7—10 дню заболевания.

Определенное повышение активности эластазы в крови может отме­чаться при мочекаменной болезни.

Снижается активность эластазы в крови и особенно в кале при сни­жении экзокринной функции поджелудочной железы в результате хро­нического панкреатита, рака поджелудочной железы, стеноза Фатерова сосочка, муковисцедозе у детей, сахарном диабете, желчекаменной болезни.