клинбиохметод. Лекции по клинической биохимии караганда 2003 удк 616 577 (075. 8) Рецензенты
 Скачать 0.78 Mb.
|
1.3.Принцип диагностики заболеваний по активности ферментов в биологических жидкостяхЭнзимодиагностика основана на учете следующих факторов: • наличие органоспецифических ферментов; • активность органоспецифических ферментов в крови или моче в норме отсутствует или очень мала; • при повреждении клеток соответствующего органа активность ферментов в крови или моче резко повышается. В настоящее время известно более 30 ферментов, активность которых в крови увеличивается при повреждении клеток различных органов в период острого или хронического заболевания. Определение активности большинства из этих ферментов в сыворотке крови используется для диагностики многих заболеваний и контроля за лечением. Таблица 1. Некоторые ферменты, используемые в клинике для диагностики
Многие из приведенных в табл.1 ферментов не являются строго специфичными для указанных заболеваний. Часто для диагностики определяют не один, а несколько ферментов. Диагностика болезней миокарда. Стенокардия напряжения стабильного течения, нестабильное течение стенокардии и острый инфаркт миокарда (ОИМ) –различные формы ишемической болезни сердца (ИБС). Атеросклероз коронарных артерий является почти обязательным условием возникновения ОИМ. Сгусток, образовавшийся в ответвлении коронарной артерии, перекрывает кровоток в участке сердечной мышцы. В результате клетки повреждаются и могут полностью отмереть и разрушиться. Для ранней диагностики ОИМ в сыворотке крови определяют четыре основных фермента. ЛДГ. В крови в норме 0.8 Определяют общую активность фермента и изоферментных форм ЛДГ1 и ЛДГ2,. Повышение активности фермента наблюдается через 12–24 ч, максимальная активность – через 48–72 ч (по некоторым источникам, на 4-е сутки). Повышенная активность сохраняется до 10 сут. Активность ЛДГ коррелирует с размерами повреждения миокарда. КК. Определяют общую активность фермента и активность изофермента MB (3 изоформы: ММ –скелетные мышцы, МВ- сердечная мышца, ВВ – мозг, м- мышца, в – мозг) Общая активность повышается через 4–6 ч и достигает максимума через 18–30 ч, а максимальная активность изофермента MB наблюдается спустя 12–24 ч. Примерно через 72 ч активность КК снижается до нормальной. Более длительное сохранение повышенной активности является плохим прогнозом. В подобных случаях инфаркт часто заканчивается летальным исходом. КК выходит в кровь быстрее других ферментов. При некрозе клеток активность фермента резко увеличивается. Аминотрансферазы. Повышение активности указывает скорее на повреждение клеток, чем на нарушение функции органа. При ОИМ активность фермента в крови увеличивается через 4–6 ч, а максимум наблюдается через 40–70 ч. Повышенная активность сохраняется 3–5 сут. Наиболее резкое повышение активности происходит при некрозе ткани, так как выходит в кровь и митохондриальная форма фермента. Особенно информативно одновременное измерение активности АсАТ и других ферментов, в частности аланинаминотрансферазы (АлАТ). Активность АлАТ в сыворотке крови в норме мала. Она увеличивается через 4–6 ч после начала заболевания, но в значительно меньшей степени, чем активность АсАТ. В норме коэффициент де Ритиса (соотношение активностей АсАТ/АлАТ) равен 1,33±0,42. При инфаркте миокарда значение его резко возрастает. При стенокардии, пороках сердца, инфаркте легкого активность аминотрансфераз в крови не увеличивается. В последнее время для диагностики ОИМ, кроме активности ферментов, в крови определяют уровень белков – тропонина Т. Для определения содержания этого белка используют метод иммуноферментного анализа. Метод обладает высокой чувствительностью и более специфичен, чем определение активности изофермента ККМВ. Диагностика болезней печени. Из паренхиматозных клеток печени ферменты могут высвобождаться в результате острого и хронического их нарушения. Один из ранних тестов, который позволяет диагностировать поражение печени, – определение активности ЩФ. Этот фермент катализирует отщепление фосфатной группы от органических соединений – эфиров фосфорной кислоты.. Активность может повышаться в 6 раз и более при первичных или вторичных новообразованиях печени, печеночном холестазе, циррозе печени. Глутаматдегидрогеназа (ГлДГ; КФ 1.4.1.2) – один из специфических печеночных ферментов; катализирует реакцию дезаминирования глутаминовой кислоты. Фермент локализуется в митохондриях гепатоцитов, поэтому в сыворотке крови активность его повышается только при тяжелых некротических повреждениях клеток: остром гепатите, обострении хронического гепатита (некротические формы), печеночной коме, обтурационной желтухе. Активность ГлДГ снижается до нормы значительно раньше, чем происходит функциональная нормализация гепатоцитов, поэтому измерение активности фермента не может использоваться как критерий выздоровления. -Глутамилтранспептидаза (ГГТ) (КФ 2.3.2.2) катализирует перенос -глутамильного остатка с пептида на аминокислоту или другой пептид. Повышается активность при заболеваниях печени и желчевыводящих путей. В желчи активность ГГТ примерно в 100 раз выше, чем в сыворотке крови. Определение активности фермента используется для диагностики безжелтушных и малосимптомных гепатитов, метастазов в печень. Для диагностики и прогноза болезней печени клиницисты чаще всего определяют активность АлАТ, АсАТ и ЛДГ. В инкубационном периоде острого инфекционного гепатита активность этих ферментов в сыворотке крови остается в норме, но уже в начальной стадии заболевания начинает резко увеличиваться (особенно активность АлАТ), хотя другие клинические признаки (желтуха) еще отсутствуют. Это особенно важно для ранней диагностики гепатита. Активность АлАТ и АсАТ в первые 2–3 нед болезни повышается в 10–15 раз, причем коэффициент де Ритиса снижается до 0,6. При циррозе печени наблюдается увеличение этого коэффициента, что свидетельствует о некрозе клеток, при котором в кровь выходит и митохондриальная АсАТ, а клетки печени заменяются фиброзной тканью. Диагностика болезней органов пищеварения. Панкреатит – воспалительное заболевание поджелудочной железы. Наибольшее значение при диагностике панкреатита имеет рост активности в сыворотке крови фермента амилазы. -Амилаза (КФ 3.2.1.1). Наибольшая концентрация амилазы обнаружена в поджелудочной и слюнных железах. В норме 40 % от общей активности фермента – это активность панкреатической амилазы, а 60 % – активность амилазы слюнных желез. При остром панкреатите клеточная мембрана становится проницаема для ферментов в результате развития воспаления и воздействия повышенного давления, характерного для закупорки протока поджелудочной железы. Активность панкреатической амилазы в крови быстро увеличивается – через 2–4 ч после начала приступа, через 12 ч достигает максимума и может превысить норму в 5–10 раз. Спустя 2–5 дней после начала болезни активность амилазы снижается до нормальных значений. Если активность фермента остается увеличенной более 5 сут, то, следовательно, воспалительный процесс продолжается и лечение неэффективно. Активность амилазы повышается также при хроническом панкреатите, холецистите, перитоните и при алкоголизме, однако эти изменения значительно менее достоверны. Амилаза – один из немногих ферментов с достаточно низкой молекулярной массой, который попадает в мочу. Поэтому активность амилазы определяют и в моче, что позволяет в более отдаленные сроки диагностировать острый панкреатит. Повышенное выделение фермента с мочой сохраняется в течение 7–10 дней, несмотря на то, что активность его в крови уже через 3–4 дня приходит в норму. Активность других панкреатических ферментов (например, липазы) при остром панкреатите увеличивается аналогично амилазе. Их активность может оставаться повышенной в крови даже более продолжительное время, но методы их определения менее чувствительны и достоверны. Диагностика болезней мышц. Наиболее часто встречающейся патологией скелетных мышц являются воспаление мышечной ткани (миозит), механическое повреждение клеток мышц, дистрофии (миопатии). Эти болезни сопровождаются повреждением или полным разрушением клеток и выходом внутриклеточных ферментов в кровь. Для диагностики заболеваний скелетных мышц в сыворотке крови определяют активность следующих ферментов: КК, ЛДГ, АлАТ, АсАТ и альдолазы (КФ 4.1.2.13). При мышечных дистрофиях (особенно при дистрофии Дюшенна) повышается активность всех перечисленных ферментов, но наиболее надежным показателем является изменение активности КК. Общая активность КК, а также изоферментов MB и ММ увеличивается в 10 раз и более в начальной стадии болезни. В более поздний период, когда прекращается активный процесс и мышечные клетки заменяются соединительной и жировой тканями, активность фермента снижается и достигает нормы (см. ранее). При миозитах активность ферментов в сыворотке крови несколько ниже, чем при дистрофиях, но характер этих изменений такой же. Измерение активности КК используют для оценки эффективности лечения больных полимиозитом. Следует иметь в виду, что активность КК в сыворотке крови может повышаться при больших физических нагрузках, после хирургических вмешательств и внутримышечных инъекций. При болях мышц нейрогенного происхождения (полиомиелит, паркинсонизм и др.) активность всех указанных ферментов в сыворотке крови остается в норме. Диагностика болезней почек. При различных поражениях почек в сыворотке крови изменяется активность некоторых ферментов. Так, при почечной недостаточности активность липопротеинлипазы (КФ 3.1.1.3) снижается (в норме активность фермента очень мала и ее определяют после введения гепарина). Активность амилазы увеличивается незначительно. Очевидно, что такое изменение активности ферментов недостаточно информативно. Для диагностики поражений почек в настоящее время в клинике определяют активность ферментов в моче – ферментурию. Так, при хроническом пиелонефрите в моче обнаруживается значительная активность -глюкуронидазы (КФ 3.2.1.31), лизоцима (КФ 3.2.1.17) и ЛДГ. В корковом веществе почек содержится преимущественно изофермент ЛДГ1 , а в мозговом – ЛДГ5. При пиелонефрите поражается в основном мозговое вещество, поэтому наиболее специфичным тестом является определение активности ЛДГ5. Наиболее чувствительный тест для диагностики гломерулонефрита – определение активности в моче -N-ацетилглюкозаминидазы (NAГ, КФ 3.2.1.30). Этот фермент гидролитически отщепляет концевые нередуцирующие остатки 2-ацетамидо-2-дезокси--глюкозы в хитобиозе, ацетилглюкозаминидах и гликопротеинах. Активна NAГ в лизосомах клеток проксимальных отделов тубулярного аппарата почек. Повышение активности фермента хорошо коррелирует с экскрецией альбумина и активностью патологического процесса при хроническом гломерулонефрите. NAГ выявляли в моче и на ранних стадиях диабетической нефропатии. Многие ферменты, синтезирующиеся в клетках почечных канальцев и обнаруживаемые в моче, исследовали с точки зрения возможной роли в диагностике реакции отторжения пересаженной почки. В рассмотренных примерах изменения ферментативной активности в сыворотке крови обусловлены деструктивными или повреждающими воздействиями на содержащие фермент клетки. Некоторые ферменты могут попадать в кровь без видимого структурного повреждения клеток, в которых они синтезируются. Это объясняется тем, что такие ферменты секретируются и функционируют в крови либо синтезирующие их клетки расположены достаточно удобно для легкого переноса фермента во внеклеточную жидкость, а затем в кровь. В этих случаях изменения активности ферментов в крови свидетельствуют о ферментсинтезирующей активности клеток или о количестве таких клеток. Повышение количества и активности клеток, продуцирующих ЩФ, объясняет изменение активности этого фермента в сыворотке крови при определенных видах костных заболеваний (костный изофермент ЩФ). Синтезируют ЩФ остеобласты, из них фермент выделяется в кровь. У детей в норме активность этого фермента в сыворотке крови значительно выше, чем у взрослых, и коррелирует с интенсивностью роста костей. По мере замедления роста активность ЩФ в сыворотке крови снижается. При всех костных заболеваниях, сопровождающихся увеличением образования костной ткани, активность ЩФ увеличивается. Так, при болезни Педжета (деформирующий остит) активность ЩФ в сыворотке крови увеличивается в 20 раз. Кислая фосфатаза (КФ, оптимум рН 4,9), так же как щелочная, обладает низкой специфичностью к субстратам. Этот фермент широко распространен в тканях и имеет тканеспецифические изоформы. У мужчин наибольшая активность КФ выявлена в предстательной железе (в 400 раз больше, чем в других тканях). Локализована КФ в лизосомах. Простетическая изоформа локализуется в лизосомах эпителия предстательной железы и представляет собой гликопротеин с мол.массой 100 000. Фермент секретируется в семенную жидкость, незначительная часть его попадает в мочу, а в кровь поступает очень мало. При раке предстательной железы без метастазов активность КФ увеличивается незначительно (примерно у 25 % больных). Однако при вторичных опухолях активность КФ значительно возрастает у более чем 80 % больных. Это обусловлено появлением большого числа клеток, синтезирующих КФ, и более легким проникновением фермента в кровь, так как метастатические опухоли не окружены капсулой, как сама железа. Иммунохимические методы высокоспецифичны для простатической КФ, однако, поскольку уровень фермента не повышается на ранних стадиях болезни железы, тест не рекомендуется для использования при скрининге. Он может быть применен для контроля за течением болезни. Другим маркером рака предстательной железы является простатический специфический антиген (ПСА). Чувствительность его выше, чем у КФ. ПСА – это сериновая протеаза с химотрипсинподобной активностью. У 80 % мужчин количество ПСА в крови в норме менее 4 мкг/л (4 нг/мл), у 20 % – до 20 мкг/л. Содержание антигена увеличивается при раке и доброкачественной гиперплазии предстательной железы, а после лечения снижается до нормы. Определение количества ПСА рекомендуется для наблюдения за лечением. В настоящее время известно много ферментов, являющихся маркерами опухолей. Так, активность ЛДГ, ЩФ (изофермент) повышается при опухолях зародышевых клеток, ЩФ (изофермент) – при опухолях костей, злокачественных метастазах, амилазы – при некоторых опухолях легких и яичников. При опухолях различной локализации определяют активность в крови тимидинкиназы, галактозилтрансферазы II, катепсина (формы В и D), урокиназы, глутатионтрансферазы и др. |