Диагностично значение на ензимите. Ензимопатии

Тема 3
Диагностично значение на ензимите. Ензимопатии
1.Принципи на ензимната диагностика
Определяне ензимната активност в телесни течности (плазма, серум, ликвор, урина, дуоденален и стомашен сок и
др.) и сравнаване с референтните стойности (границите на стойностите при здрави хора).
Нормално ензимната концентрация в серума (биологичните течности) отразява определено съотношение между
биосинтезата, освобождаването на ензимите при физиологичния разпад на клетките и разграждането на ензимите.
В серума се различават 2 групи ензими:
Функционални плазмени ензими
Нефункционални плазмени ензими
·Секреторни ензими
·Клетъчни ензими
2.Плазмени ензими
Функционални плазмени ензими
Ензими или проензими, които се намират или постоянно или временно в кръвта на здрав човек и изпълняват
физиологична функция в кръвта.
Примери – ЛПЛ (пипопротеин липаза), церулоплазмин (фероксидаза), проензими на факторите на кръвосъсирване и
фибринолиза
Повечето се синтезират в черния дроб и се изнасят активно в извънклетъчното пространство.
Намалена активност в кръвната плазма - при чернодробни увреждания – намалена синтеза.
Нефункционални плазмени ензими
Не изпълняват физиологична функция в кръвта
При здрави хора – в извънредно малки количества в плазмата в сравнение с тъканите.
Повишаване на стойностите над референтните – показател за тъканно увреждане. Наличието на митохондриални
изоензими – показател за по-голяма тежест на увреждането.
Две групи нефункционални плазмени ензими:
·Секреторни
·Клетъчни
3.Нефункционални плазмени ензими
Секреторни
Намират се в екзокринните секрети - образуват се от даден орган, откъдето биват секретирани, за да достигнат
мястото на действие. При този процес малка част преминава в кръвта.
Примери:
a-амилаза и липаза – синтезират се от панкреаса и се секретират в дуоденума, като малка част преминава в кръвта –
стойностите на тези ензими се повишават при възпаление на панкреаса.
Клетъчни
Локализирани в цитоплазмата, митохондриите или други структури на клетката– попадат в кръвта физиологично в
минимални количества (предимно цитоплазмените).
Повишената активност и особено наличието на митохондриални клетъчни ензими – показател за клетъчно
увреждане.
Степента на повишаване – пропорционално на степента на увреждане.
Промяна активността на някой от изоензимите – показател за увреждане на отделни органи и тъкани.
Влияние върху активността (колебания) – пол, възраст, денонощен ритъм, мускулна дейност, бременност, лекарства.
4. Диагностична роля на АлАТ
АлАТ (Аланин-Аминотрансфераза) = ГПТ (Глутамат-Пируват Трансаминаза)
Цитолпазмен ензим в клетките на черен дроб, сърце, бъбреци, бели дробове, слезка, панкреас, скелетна мускулатура,
мастна тъкан, еритроцити. Черният дроб е с най-висока концентрация на ензима.
Реф. стойности: мъже – до 23 U/l жени – до 19 U/l
АлАТ се увеличава предимно при заболявания на черния дроб, жлъчните пътища, панкреаса, и при хемолитични
анемии.
Използва се при диагнозата на остри хепатити, особено при вирусни хепатити – увеличава се до 100 пъти.
1

Повишава се към 15ти ден (поява и на жълтеница) и се нормализира след 45-90ти ден.
5.Диагностична роля на АсАТ
АсАТ (Аспартат-Аминотрансфераза) = ГОТ (Глутамат-Оксалацетат Трансаминаза)
ГОТ има най-висока активност в клетките на сърдечния мускул, черен дроб, скелетна мускулатура, бъбреци, стомах,
панкреас, бели дробове, мастна тъкан, еритроцити.
Два изоензима – цитоплазмен (35%) и митохондриален (65%). В кръв на здрави индивиди – само цитоплазмена ГОТ.
Реф. стойности: мъже – до 18 U/l жени – до 15 U/l
Най-често се използва при диагностика на:
сърдечен инфаркт,
чернодробна патология (остър вирусен хепатит, тежка интоксикация)
мускулни заболявания (миозити, прогресична мускулна дистрофия)
6. Ензимопатии
Всяка промяна в активността на даден ензим (особено ако катализира скорост-определяща реакция) води до
нарушение на динамичното равновесие установено в клетките и организма (хомеостазата в организма).
Така се създават условия за развитие на патологична симптоматика – развиват се метаболитни разстройства.
За пръв път – Abderhalden (1958) формулира идеята и теорията за ензимопаттиите: болестни (патологични) състояния
възникнали в следствие на ензимни смущения.
В зависимост от причината за възникването им ензимните смущения (дефекти, ензимопатиите):
Вродени (наследствени, първични, идиопатични)
Придобити (вторични)
Наследствените ензимни дефекти се дължат на абнормална молекулна структура на ензими, които от своя страна се
кодират от гени с променена структура (най-често в следствие на мутации)
Ето защо наследствените ензимопатии се включват към групата на молекулните болести (заболявания причинени от
промяна структурата и биологичната роля на белтъци и други органични структури)
7. Последствия от мутациите
Не променят активността на ензимния мутант;
Ензимният мутант е с намалена или липсваща каталитична активност
Ензимният мутант е с променен афинитет към субстратите
Ензимният мутант е със силно намалена стабилност
Ензимният мутант е с намалена стабилност и каталитична активност
Ензимният мутант е с променен афинитет към коензимите
Ензимният мутант е с променена чувствителност към алостерични модулатори
Мутациите засягат ензими участващи в трансформацията на коензими
8. Метаболитни последствия
Пряко метаболитно последствие от силното намаляване на ензимната активност в определено обменно стъпало води до
възникванена МЕТАБОЛИТЕН (ОБМЕНЕН) БЛОК.
Възникване на ТРАНСПОРТЕН БЛОК - резултат от генетични дефекти на мембранните транслокази
Срещат се (по-рядко) ензимопатии обусловени от повишена ензимна активност:
При абнормно повишение на ензимната активност в анаболитни вериги – МЕТАБОЛИТНА СВРЪХПРОДУКЦИЯ
При абнормно повишение на ензимната активност в катаболитни вериги – ЗАСИЛЕН КАТАБОЛИЗЪМ –
9. Метаболитен (обменен) блок
Метабилитният блок представлява силно ограничаване на скоростта, с която протича метаболитното стъпало, катализирано
от ензима с понижена каталитична активност.
Последствията от метаболитния блок зависят от характера на обменния път и от връзката му с други метаболитни пътища.
Пряко следствие от метаболитния блок е СИЛНОТО ПОНИЖЕНИЕ на концентрацията на продукта (метаболита), получаван
в метаболитната верига, засегната от метаболитен блок.
A) Ако метаболитният блок е в биосинтетична верига на важен биологичен продукт – развива се НЕДОИМЪЧНА болест
Пример: гликоген недоимъчна болест-вродена недостатъчност на гликоген синтаза.
B) Ако продуктът Р е инхибитор по типа на обратната връзка на ензим в началото на веригата (например Е2) – губи се този
тип регулация.
Регулаторната и следващите реакции, предхождащи блока протичат ускорено. Повишава се концентрацията на метаболитите
от тези стъпала.
Пример: оротова ацидурия- недоимък на ензимите оротат фосфорибозил трансфераза и оротидилатдекарбоксилаза. Отпада
Ало инхибиторният ефект на ЦТФ, поради ниското му ниво.
2

C) Ако продуктът Р НЕ е инхибитор по типа на обратната връзка на ензим в началото на веригата
Повишава се концентрацията на метаболита (D), явяващ се субстрат на реакцията с метаболитен блок.
Ако реакциите предхождащи блока са обратими – повишават се и метаболитите получени в тези реакции.
D) Ако предхождащите метаболитния блок метаболити са ниско молекулни вещества – преминават през плазмената
мембрана в телесните течности (кръв, урина), където концентрациите им се повишават.
Пример за извеждане на нискомолекулни метаболити (вкл. субстрати на веригата) в телесните течности: фруктозурия при
дефицит на фруктокиназа и алдолаза В; галактозурия при дефицит на галактокиназа, галактозо-1Ф-уридил трансфераза и
УДФ-галактозо-4-епимераза.
E) Ако предхождащите метаболитния блок метаболити (вкл. субстратът на метаболитната верига) са високо молекулни
вещества – отлагат се в клетките – БОЛЕСТИ НА ОТЛАГАНЕТО.
Много често отлагането става в лизозомите – ЛИЗОЗОМНИ БОЛЕСТИ.
Пример: гликогенози: гликогеноза тип I (Болест на Gierke) – дефицит на гл.-6-фосфатаза; гликогеноза тип II (Болест на
Pompe) – дефицит на a-1→4- и a-1→6-гликозидаза (кисела амилаза); гликогеноза тип III (амилопектиноза) – дефицит на
разклоняващия ензим.
F)Засилване капацитета на странични (минорни) метаболитни пътища. Нормално тези пътища притичат с нисък капацитет и
техните метаболити не се откриват или са в ниски концентрации в телесните течности.
Пример: фенилкетонурията и хиперфенилаланинемиите при дефицит на Фал хидроксилаза – Фал се насочва към
фенилпируват, фениллактат и фенилацетат.
10.Придобити ензимопатии
Развиват се вторично в хода на дадено заболяване под действие на ендогенни и екзогенни фактори.
Могат да са: моноензимни (засягат само 1 ензим) –по-рядко или полиензимни – по-често.
1.Токсични ензимопатии
Избирателно подтискане на 1 ензим
Специфично подтискане синтезата на 1 ензим
Неспецифично подтискане синтезата на белтъци
2.Хранителни ензимопатии
Дефицит на витамини
Дефицит на белтъци
Дефицит на микроелементи
Небалансиран хранителен режим
3.Ензимопатии предизвикани от смущения в неврохуморалната регулация
4.Ензимопатии свързани с нарушения на вътреклетъчната организация на ензимните процеси.
3