Ферменты. Понятие, классификация и номенклатура. Клиническое значение определения ферментов

Цели лекции 1) формировать понятие «ферменты» 2) сформировать знания о классификации и номенклатуре ферментов 3) формировать умения интерпретировать изменение активности ряда клинически значимых ферментов для диагностики заболеваний

Задачи лекции 1) дать определение «ферменты» 2) дать краткую характеристику 6 классам ферментов 3) привести пример номенклатуры ферментов 4) показать клиническое значение определения амилазы, альдолазы, ЩФ, КФ, АЛТ и АСТ, ГГТ 5) дать определение «изоферменты» и привести примеры клинического значения определения изоферментов КФК и ЛДГ

План лекции 1) понятие «ферменты» 2) классификация и номенклатура ферментов 3) клиническое значение определения отдельных ферментов

Рекомендуемая литература 1) Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Москва, «Биологическая химия», ) Сеитов З.С. «Биохимия», ) Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. «Основы патохимии»2000 4) Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. «Биохимия для врача» ) В.Дж.Маршалл - Клиническая биохимия, «Невский Диалект» ) Г.И. Назаренко, А.А. Кишкун – Клиническая оценнка результатов лабораторных исследований, М., Мед. – ) А.Я. Цыганенко, В.И. Жуков, В.В. Мясоедов, И.В. Завгородний – Клиическая биохимия (учебное пособие), М., «Триада Х» ) Справочник по лабораторным методам исследования – под ред. Л.А. Даниловой, «Питер»

Понятие «ферменты» Термин «фермент» произошел от лат. «fermentum» - закваска. В англоязычной литературе употребляется термин «энзим» от греч. «enzyme» – в закваске. Это отражает участие ферментов в брожении УГВ

Ферменты – это специализированные белки, образуются в клетках и ускоряют биохимические процессы в них, т.е. это биологические катализаторы

Классификация и номенклатура ферментов В 1961 году на Международном Биохимическом съезде была принята классификация ферментов, которая используется по настоящее время.

Несмотря на многочисленность ферментов, все реакции, ускоряемые ими можно разделить на 6 типов. В связи с этим различают 6 классов ферментов

I. Оксиредуктазы (ОР) – ускоряют окислительно-восстановительные реакции (ОВР); II. Трансферазы – ускоряют перенос различных групп атомов с одного вещества на другое;

III. Гидролазы – ускоряют расщепление сложных веществ до простых с участием воды (т.е. путем гидролиза);

IV. Лиазы – ускоряют реакции распада веществ без участия воды или способствуют присоединению групп атомов по месту разрыва двойных связей;

V. Изомеразы – ведут реакции изомеризации; VI. Лигазы, или синтетазы – ускоряют синтез веществ за счет соединения молекул между собой.

Номенклатура ферментов Каждый класс делится на несколько подклассов (от 4-13), подкласс делится на подподкласс, каждый подподкласс содержит представители.

Поэтому для каждого фермента существует шифр, состоящий из 4 цифр – первая показывает номер класса, вторая – номер подкласса, третья – номер подподкласса, четвертая цифра указывает порядковый номер фермента в его подподклассе.

Например, шифр для липазы поджелудочной железы (п/ж) – , это означает, что липаза п/ж относится к гидролазам, (третий класс, т.е. ускоряет гидролиз),

к первому подклассу – эстеразам (т.е. ускоряет гидролиз сложно-эфирных связей), к первому подподклассу (т.е. ускоряет гидролиз сложно-эфирных связей, образованных карбоновыми кислотами), место в подподклассе – третье

Клиническое значение определения отдельных ферментов Большинство ферментов находятся в клетках и их активность в сыворотке крови в норме минимальна. При разрушении клеток соответствующего органа ферменты попадают в кровь и это служит индикатором повреждения того или иного органа или ткани, так как определенные ферменты органоспецифичны

В этой связи наиболее значимыми для клиники являются представители класса гидролаз, трансфераз и ЛДГ. Уровень активности альфа-амилазы в норме: в сыворотке МЕ/л; в моче МЕ/л. Увеличение активности данного фермента чаще связана с поражением поджелудочной железы (острый панкреатит), в меньшей мере слюнных желез (паротит).

Уровень активности сывороточной альдолазы составляет 1-7,5ЕД/л (0,0038-0,020мкМ/минмл). Сывороточная альдолаза (фруктозо-1,6-дифосфатаза) увеличивается в основном при заболеваниях скелетной мускулатуры (прогрессирующая мышечная дистрофия)

ЩФ широко распространена в тканях человека, особенно в слизистой оболочке кишечника, остеобластах, стенках желчевыводящих путей, плаценте и лактирующей молочной железе. Она катализирует отщепление фосфатов от их органических соединений, название получила в связи с тем, что оптимум рН лежит в щелочной среде (рН 8,6-10,1).

Активность ЩФ повышается при холестазе (застое желчи), или механической желтухе, а также при заболеваниях костей Уровень активности КФ в норме 0- 6,5МЕ/л. Этот фермент содержится почти во всех органах и тканях человека, особенно в печени, костях, почках, предстательной железе, клетках крови.

КФ увеличивается в основном при прогрессирующей болезни Педжета (заболевание костной системы) и раке предстательной железы

АЛТ и АСТ находятся во многих тканях, но больше всего их в сердце и печени. Активность данных ферментов повышается значительно при остром гепатите, некрозе печени, травматическом повреждении мышц и инфаркте миокарда.

ГГТ находится в больших количествах в печени, почках, поджелудочной железе. Этот фермент считается маркером рака поджелудочной железы, застоя желчи и поражения почек

Для клинической диагностики важно понятие «изоферменты» Изоферменты – это множественные формы одного и того же фермента, которые ускоряют одну и ту же реакцию, действуют на один и тот же субстрат, но располагаются в разных органах и тканях.

Изоферменты имеют одинаковое строение кофермента (небелковой части) и разное строение апофермента (белковой части), поэтому имеют разную молекулярную массу и величину заряда и легко делятся на фракции при электрофорезе. Так, ЛДГ имеет 5 изоферментов, КФК - 3

Креатинфосфотрансфераза, или креатинфосфокиназа (КФК) имеет 3 изофермента - КФК1 – в нервной ткани, КФК2 - в сердце, КФК3 – в мышцах. Если нет признаков повреждения мышц и нервной ткани, то повышение КФК характерно для инфаркта миокарда.

ЛДГ1 находится в сердце и эритроцитах; ЛДГ2 – в основном в почках; ЛДГ3 – в основном в легких; ЛДГ4 – в основном в печени, ЛДГ5 – в скелетных мышцах и печени. Соответственно повышение той или иной фракции ЛДГ говорит о локализации повреждения

Дидактическая завершенность лекции Задачи лекции 1) дать определение «ферменты» 2) дать краткую характеристику 6 классам ферментов 3) привести пример номенклатуры ферментов 4) показать клиническое значение определения амилазы, альдолазы, ЩФ, КФ, АЛТ и АСТ, ГГТ 5) дать определение «изоферменты» и привести примеры клинического значения определения изоферментов КФК и ЛДГ

Обратная связь Перечислите с соблюдением порядка 6 классов ферментов В каких случаях в крови повышается активность АСТ и АЛТ? Что вы знали по этой теме до лекции? Что бы вы хотели узнать по этой теме больше?