Активность ферментов сыворотки крови
Ферменты (или энзимы) – это белки специфической природы, которые синтезируются в клетках, катализируют биохимические реакции (т. е. увеличивают их скорость), происходящие в нашем организме, но сами при этом остаются неизменными. Можно без преувеличения сказать, что ни одна реакция в живых организмах не протекает без участия ферментов. Человек научился использовать ферментативные процессы еще в древности – например, в хлебопечении или виноделии.
Как и прочие белки, по молекулярному составу ферменты делятся на простые и сложные, причем сложные содержат белковый компонент (апофермент, или апоэнзим) и небелковый (кофермент, или коэнзим). Чаще всего коэнзимом является металл, витамин или его производная. По размерам коэнзим во много раз меньше, чем апоэнзим. Функциональная активность фермента определяется кофигурацией его молекулы, создающей специфическое взаимное расположение аминокислот. Это зависит от ряда факторов: вида и концентрации субстрата (объекта, на который воздействует фермент), температуры, рН среды (для каждой реакции есть свои оптимальные температура и рН), наличия и отсутствия ингибиторов (веществ, подавляющих работу ферментов). Важнейшей особенностью ферментов является их уникальная специфичность, то есть возможность взаимодействовать только с одним субстратом или с группой веществ, сходных по своему строению.
Изменение активности одних и тех же ферментов происходит при самых различных заболеваниях и, следовательно, не становится специфичным для какой-либо патологии.
Поэтому определение активности ферментов имеет диагностическое значение только при сопоставлении с изменениями других показателей и клинической картиной заболевания в целом.
На сегодняшний день подробно описано около 1000 энзимов, и из них более 50 нашли использование в клинической лабораторной диагностике.
В нашем теле у каждого органа есть свой специфический набор ферментов. Определяя их активность, можно судить и о том, как работает сам орган. Правда, в основном эта работа происходит во внутриклеточной среде, но и анализ внеклеточных составляющих (в данном случае плазмы или сыворотки крови) позволяет судить о процессах, идущих в клетках, и функциональном состоянии органов и тканей.
Определение активности ферментов в сыворотке или плазме крови стало одним из рутинных лабораторных анализов в 1954 г., когда стало ясно диагностическое значение повышенной активности аспартатаминотрансферазы (АСТ, содержится в большом количестве в миокарде и резко повышает активность при инфаркте миокарда) и аланинаминотрансферазы (АЛТ, содержится во всех паренхиматозных органах. Его активность в плазме напрямую связана с патологическими процессами в ткани печени).
Дальнейшие исследования показали, что для каждого фермента в процессе заболевания есть свое время появления в сыворотке крови, нарастание активности вплоть до определенного пика и последующая инактивация. Это связано с тем, что патологический процесс вызывает разрушение клеток, чье содержимое (в том числе и ферменты) в итоге оказывается в крови.
Так называемая длительность периода полураспада ферментов является главным фактором, определяющим период времени, когда активность фермента повышена в плазме или сыворотке крови.
Активность ферментов измеряется в моль/(с?л); мкмоль/(с?л), нмоль(с?л).
Международная единица (МЕ, UE) измеряется в мкмоль/(мин?л) и равна 16,67 нмоль/(с?л).
Относительно новая единица каталитической активности – нкатал/л – равна нмоль/(с?л).
Аспартатаминотрансфераза (АСТ, АсАТ)
АСТ (АсАТ), или аспартатаминотрансфераза, – клеточный фермент, участвующий в обмене аминокислот. АСТ содержится в тканях сердца, печени, почек, нервной ткани, скелетной мускулатуры и других органов. Благодаря высокому содержанию в тканях этих органов, анализ крови АСТ – необходимый метод диагностики заболеваний миокарда, печени и различных нарушений мускулатуры.
Норма АСТ в крови для женщин – до 31 Ед/л, для мужчин норма АсАТ – до 41 Ед/л.
Анализ крови может показать повышение концентрации АСТ при:
• инфаркте миокарда;
• вирусном, токсическом, алкогольном гепатите;
• стенокардии;
• остром панкреатите;
• раке печени;
• остром ревмокардите;
• тяжелой физической нагрузке;
• сердечной недостаточности.
АСТ повышен при травмах скелетных мышц, ожогах, тепловом ударе и вследствие кардиохирургических операций.
Анализ крови АсАТ показывает понижение уровня АсАТ в крови вследствие тяжелых заболеваний, разрыва печени и при дефиците витамина В6.
Аланинаминотрансфераза (АлАТ, АЛТ)
АлАТ (АЛТ), или аланинаминотрансфераза, – фермент печени, участвующий в обмене аминокислот. Наряду с АСТ в большом количестве содержится АЛТ в печени, почках, в сердечной мышце, скелетной мускулатуре. При разрушении клеток этих органов, вызванных различными патологическими процессами, происходит выделение АЛТ в кровь человека, и анализ покажет высокий АлАТ в крови. В здоровом организме содержание показателя АЛТ в крови незначительно.
Норма АЛТ (норма АлАТ) для женщин – до 31 Ед/л, для мужчин норма АлАТ – до 41 Ед/л.
Повышение АЛТ – признак таких серьезных заболеваний, как:
• вирусный гепатит;
• токсическое поражение печени;
• цирроз печени;
• хронический алкоголизм;
• рак печени;
• токсическое действие на печень лекарств (антибиотиков и др.);
• желтуха;
• сердечная недостаточность;
• миокардит;
• панкреатит;
• инфаркт миокарда;
• шок;
• ожоги;
• травма и некроз скелетных мышц;
• обширные инфаркты;
• сердечная недостаточность.
Биохимический анализ крови на АЛТ покажет снижение уровня АлАТ при тяжелых заболеваниях печени – некроз, цирроз (при уменьшении количества клеток, синтезирующих АЛТ). Результаты анализа крови АлАТ покажет низкое содержание аланинаминотрансферазы при дефиците витамина В6.
Щелочная фосфатаза
Щелочная фосфатаза участвует в обмене фосфорной кислоты, отщепляя ее от органических соединений и способствуя транспорту фосфора в организме. Самый высокий уровень содержания щелочной фосфатазы – в костной ткани, слизистой оболочки кишечника, в плаценте и молочной железе во время лактации. Норма щелочной фосфатазы в крови у женщин – до 240 Ед/л, у мужчин – до 270 Ед/л. Щелочная фосфатаза влияет на рост костей, поэтому у детей ее содержание выше, чем у взрослых.
Биохимический анализ крови на щелочную фосфатазу проводят для диагностики заболеваний костной системы, печени, желчевыводящих путей и почек. Повышенная щелочная фосфатаза в крови может стать поводом для врача поставить следующий диагноз:
• заболевание костной ткани, в том числе опухоли костной ткани, саркома, метастазы рака в кости;
• гиперпаратиреоз;
• миеломная болезнь;
• лимфогранулематоз с поражением костей;
• инфекционный мононуклеоз;
• рахит;
• заболевания печени (цирроз, рак, инфекционный гепатит, туберкулез);
• опухоли желчевыводящих путей;
• инфаркт легкого, инфаркт почки.
Повышение щелочной фосфатазы происходит в последнем триместре беременности, после менопаузы, при недостатке кальция и фосфатов в пище, от передозировки витамина С и как следствие приема некоторых лекарственных препаратов (оральных контрацептивов, содержащих эстроген и прогестерон, антибиотиков и других).
Уровень щелочной фосфатазы снижен при гипотиреозе, нарушениях роста кости, недостатке в пище цинка, магния, витамина В12 или С (цинга), анемии (малокровии). Прием медицинских препаратов также может вызвать понижение щелочной фосфатазы в крови. Во время беременности снижение активности щелочной фосфатазы происходит при недостаточности развития плаценты.
Холинэстераза
Холинэстераза – фермент, образующийся в печени. Холинэстераза содержится в нервной ткани, скелетных мышцах. Так называемая сывороточная холинэстераза присутствует в печени, поджелудочной железе, выделяется печенью в кровь. Определение холинэстеразы в медицине используется для диагностики возможного отравления инсектицидами и оценки функции печени. Биохимический анализ крови на холинэстеразу используется для оценки риска осложнений при хирургических вмешательствах. Норма холинэстеразы – 5300–12900 Ед/л. Содержание фермента холинэстеразы в крови человека начинает резко снижаться при тяжелых хронических заболеваниях печени, особенно при циррозе.
Низкая холинэстераза в крови – признак таких заболеваний, как:
• заболевания печени (цирроз, гепатит, метастатический рак печени);
• острое отравление инсектицидами;
• инфаркт миокарда;
• онкологические заболевания.
Понижение уровня холинэстеразы происходит на позднем сроке беременности, после хирургического вмешательства и при применении некоторых медицинских препаратов (оральных контрацептивов, анаболических стероидов, глюкокортикоидов).
Повышенная холинэстераза – симптом следующих заболеваний:
• артериальная гипертония;
• нефроз;
• рак молочной железы;
• ожирение;
• алкоголизм;
• сахарный диабет;
• столбняк;
• маниакально-депрессивный психоз;
• депрессивный невроз.
Повышение уровня холинэстеразы происходит на начальном этапе беременности.
Альфа-амилаза (диастаза)
Альфа-амилаза (диастаза) образуется в слюнных железах и поджелудочной железе. Также в поджелудочной железе образуется панкреатическая амилаза – фермент, участвующий в расщеплении крахмала и других углеводов в просвете двенадцатиперстной кишки. Амилаза, расщепляя крахмал и другие углеводы, обеспечивает переваривание углеводов пищи. Из организма амилазу выводят почки вместе с мочой. Определение активности амилазы используется в диагностике заболеваний поджелудочной железы, слюнных желез, для выяснения причин боли в животе. Норма альфа-амилазы в крови (норма диастазы) – 28–100 Ед/л. Нормы амилазы панкреатической – от 0 до 50 Ед/л.
Повышенная альфа-амилаза – симптом следующих заболеваний:
• острый, хронический панкреатит (воспаление поджелудочной железы);
• киста поджелудочной железы, камень, опухоль в протоке поджелудочной железы;
• эпидемический паротит;
• острый перитонит;
• сахарный диабет;
• заболевания желчных путей (холецистит);
• почечная недостаточность.
Уровень амилазы повышается при травме живота и как следствие прерывания беременности. Уровень панкреатической амилазы в крови возрастает в 10 раз и более выше нормы при остром панкреатите или при обострении хронического панкреатита, эпидемическом паротите. Резкое повышение уровня амилазы панкреатической может быть связано с воспалением поджелудочной железы, вследствие закупорки протока поджелудочной железы кистой, опухолью, камнем, спайками. Биохимический анализ крови амилазы покажет нулевые значения содержания амилазы при недостаточности функции поджелудочной железы, остром и хроническом гепатите. Снижение нормального уровня амилазы крови происходит при токсикозе у беременных.
Для определения фермента амилазы также используется анализ мочи.
Креатинкиназа
Креатинкиназа (креатинфосфокиназа) – фермент, содержащийся в скелетных мышцах, реже – в гладких мышцах (матке, ЖКТ) и головном мозге. Креатинкиназа обеспечивает энергией клетки мышц. В сердечной мышце – миокарде – содержится особый вид креатинкиназы – креатинкиназа МВ. При повреждении мышц наблюдается выход фермента из клеток – повышение активности креатинкиназы в крови. Поэтому определение креатинфосфокиназы и креатинкиназы МВ в крови широко применяется в ранней диагностике инфаркта миокарда. Уже через 2–4 часа после острого приступа уровень креатинкиназы МВ в крови значительно повышается. Анализ креатинкиназы МВ позволяет со 100-процентной точностью диагностировать инфаркт миокарда.
Таблица 7
Нормы креатинкиназы
Нормы креатинкиназы МВ в крови – 0–24 Ед/л.
Повышение креатинкиназы происходит при следующих заболеваниях:
• инфаркт миокарда;
• миокардит;
• миокардиодистрофия;
• сердечная недостаточность;
• тахикардия;
• столбняк;
• гипотиреоз;
• алкогольный делирий (белая горячка);
• заболевания центральной-нервной системы (шизофрения, маниакально-депрессивный психоз, эпилепсия, черепно-мозговые травмы);
• злокачественные опухоли (рак мочевого пузыря, молочной железы, кишечника, легкого, матки, простаты, печени).
Повышение креатинфосфокиназы в крови может быть следствием хирургических операций и диагностических процедур на сердце, приема некоторых лекарственных средств (кортикостероидов, барбитуратов, наркотических средств), после тяжелой физической нагрузки. Повышение креатинкиназы также происходит при беременности. Понижение уровня креатинкиназы происходит при снижении мышечной массы и малоподвижном образе жизни.
Липаза
Липаза – фермент, синтезируемый многими органами и тканями для расщепления нейтральных жиров – триглицеридов. Особое значение в диагностике имеет липаза, вырабатываемая поджелудочной железой – панкреатическая липаза. В активной форме липаза выделяется в двенадцатиперстную кишку и тонкий кишечник, где расщепляет жиры пищи – триглицериды на глицерин и высшие жирные кислоты. При заболеваниях поджелудочной железы активность липазы значительно повышается, и липаза в большом количестве начинает выделяться в кровь. Норма липазы для взрослых – 0–190 Ед/мл. При остром панкреатите уровень липазы в крови увеличивается через несколько часов после острого приступа до 200 раз.
Определение липазы составляет основу диагностики панкреатита одновременно с анализом уровня альфа-амилазы в крови. Повышение уровня липазы может означать следующие заболевания:
• панкреатит, опухоли, кисты поджелудочной железы;
• хронические заболевания желчного пузыря, желчная колика;
• инфаркт, непроходимость кишечника, перитонит;
• костные переломы, ранения мягких тканей;
• рак молочной железы;
• почечная недостаточность;
• заболевания, сопровождающиеся нарушением обмена веществ, а особенно липидов – ожирение, сахарный диабет, подагра;
• эпидемический паротит.
Повышение липазы в крови может быть следствием приема некоторых медицинских препаратов (барбитуратов и других). Понижение уровня липазы может происходить при онкологических заболеваниях, кроме рака поджелудочной железы и при неправильном питании (избытке триглицеридов).
Гамма-глутамилтранспептидаза (ГГТ, гамма-ГТ)
Гамма-глутамилтранспептидаза – фермент, участвующий в обмене аминокислот. Основное содержание ГГТ – в печени, почках и поджелудочной железе. В крови здорового человека содержание гамма-ГТ незначительно. Для женщин норма ГГТ – до 32 Ед/л, для мужчин – до 49 Ед/л. У новорожденных норма гаммы ГТ в 2–4 раза выше, чем у взрослых. Анализ гамма-ГТ применяется в диагностике заболеваний печени и других органов желудочно-кишечного тракта. Повышение ГГТ происходит при таких заболеваниях, как:
• камни в желчном пузыре;
• острый вирусный и хронический гепатит;
• токсическое поражение печени;
• острый и хронический панкреатит;
• алкоголизм;
• заболевания поджелудочной железы (панкреатит, сахарный диабет);
• гипертиреоз (гиперфункция щитовидной железы);
• обострение хронического гломерулонефрита и пиелонефрита;
• рак поджелудочной железы;
• рак простаты;
• рак печени.
Повышение ГГТ может быть связано с приемом некоторых медицинских препаратов, эстрогенов, оральных контрацептивов.
Альдолаза (фруктозо-1,6-дифосфатальдолаза, ФДФ-А)
Фермент альдолаза играет важную роль в нашем энергетическом обмене, т. к. участвует в расшеплении молекул фосфорилированной гексозы. Его можно обнаружить во всех тканях человека, однако основное количество находится в скелетной мускулатуре, сердечной мышце и печени.
В норме у взрослого человека активность фермента в плазме крови составляет меньше 3,1 U/l, или 3–8 усл. ед.
Увеличение активности фермента наблюдается при:
• инфаркте миокарда;
• травме мышечной ткани;
• заболеваниях печени: остром (вирусном, токсическом) гепатите, отравлениях гепатотропными («печеночными») ядами, хроническом воспалительном процессе в печени;
• панкреатите;
• злокачественных новообразованиях;
• воспалении, деструкции (распаде) мышц;
• гемолитической анемии;
• инфекционном мононуклеозе;
• тяжелой пневмонии;
• шизофрении;
• большой физической нагрузке.
Сорбитолдегидрогеназа (СДГ)
Сорбитолдегидрогеназа (СДГ) – органоспецифичный фермент, который содержится в клетках печени, и поэтому повышение его активности в плазме можно считать признаком поражения печени.
В норме его ориентировочная активность составляет 1–2 ЕД/л.
Повышение активности СДГ наблюдается при:
• остром вирусном гепатите (активность СДГ возрастает в дожелтушном периоде, предшествуя повышению в сыворотке крови уровня билирубина и активности тансаминаз);
• обострении хронического гепатита;
• печеночной коме;
• обтурационной желтухе.
Простатическая кислая фосфатаза (КФ)
Простатическая кислая фосфатаза локализуется в основном в клетках эпителия предстательной железы.
Показатели нормы активности фермента в сыворотке крови – менее 4,00 U/l.
Увеличение активности пристатической кислой фосфатазы отмечается при:
• раке предстательной железы (особенно, но не всегда при метастазах);
• доброкачественной гипертрофии простаты;
• простатите;
• инфаркте предстательной железы;
• после манипуляций на простате и катетеризации;
• болезни Гоше.
Иммунохимические методы высоко специфичны для простатической кислой фосфатазы; однако, поскольку этот фермент не повышен на ранних стадиях заболевания предстательной железы, тест не рекомендуется для использования при скрининге. Он может быть применен для слежения за течением болезни.
Глюкоза-6-фосфатдегидрогеназа (Г-6-ФДГ)
Глюкоза-6-фосфатдегидрогеназа содержится главным образом в эритроцитах и демонстрирует самую высокую активность в молодых клетках. Врожденный дефект Г-6-ФДГ относится к наиболее распространенным энзимопатиям и может проявляться гемолитическими кризисами.
Показатели нормы активности фермента составляют 120–240 мЕД/млрд эритроцитов. В сыворотке активности не выявляется, а в эритроцитах она составляет 131±13 mU/109 клеток.
Дефицит фермента в эритроцитах вызывает гемолитическую анемию после приема противомалярийных препаратов, некоторых сульфаниламидов и витамина С.
Уроканиназа
Уроканиназа содержится главным образом в печени, и в норме ее активность в сыворотке крови отсутствует.
Повышение активности наблюдается при:
• циррозе печени;
• хронических гепатитах;
• токсических гепатитах.
При вирусных или токсических гепатитах активность фермента может достигать значений 5–13 нмоль/(с?л).
