ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ
Логинова А.А, Мачнева И.В.
Оренбург, Россия
Ферменты - специфические биологические катализаторы белковой природы, ускоряющие протекание химических реакций в клетке. Отсутствие синтеза ферментов или стойкая функциональная недостаточность ферментных систем органов и тканей обуславливает развитие патологических процессов.
Ферментные препараты широко используют в медицине. Ферменты в медицинской практике находят применение в качестве диагностических (энзимодиагностика) и терапевтических (энзимотерапия) средств.
Энзимодиагностика
Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания (или синдрома) на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека. Принципы энзимодиагностики основаны на следующих позициях:
• при повреждении клеток в крови или других биологических жидкостях (например, в моче) увеличивается концентрация внутриклеточных ферментов повреждённых клеток;
• количество высвобождаемого фермента достаточно для его обнаружения;
• активность ферментов в биологических жидкостях, обнаруживаемых при повреждении клеток, стабильна в течение достаточно длительного времени и отличается от нормальных значений;
• ряд ферментов имеет преимущественную или абсолютную локализацию в определённых органах (органоспецифичность);
• существуют различия во внутриклеточной локализации ряда ферментов.
Энзимодиагностика - развивается по двум путям:
1. Один путь - использование ферментов в качестве избирательных реагентов для открытия и количественного определения нормальных или аномальных химических веществ в сыворотке крови, моче, желудочном соке и др. (например, выявление при помощи ферментов глюкозы, белка или других веществ в моче, в норме не обнаруживаемых).
2. Другой путь - открытие и количественное определение самих ферментов в биологических жидкостях при патологии. Оказалось, что ряд ферментов появляется в сыворотке крови при распаде клеток (отсюда их название "некротические ферменты"). Для диагностики органических и функциональных поражений органов и тканей широко применяются отдельные ферментные тесты, выгодно отличающиеся от других химических диагностических тестов, используемых в клинике, высокой чувствительностью и специфичностью. Известно около 20 тестов, основанных на количественном определении активности ферментов (и изоферментов), главным образом в крови (реже в моче), а также в биоптатах (кусочки тканей, полученные при биопсии). Следует отметить, что из огромного числа ферментов (более 3500), открытых в природе (частично и в организме человека), в диагностической энзимологии используется лишь ограниченный набор ферментов и для весьма небольшого числа болезней (гепатиты, инфаркт миокарда, органические поражения почек, поджелудочной железы, печени и др.)
Основные ферменты, которые используются в клинической диагностике:
1. Аспартатаминотрансфераза (ACT);
2. Аланинаминотрансфераза (АЛТ);
3. Амилаза;
4. у-Глутамилтранспептидаза;
5. Креатинкиназа (КК) и другие.
Энзимотерапия
Использование ферментов в качестве терапевтических средств имеет много ограничений вследствие их высокой иммуногенности. Тем не менее энзимотерапию активно развивают в следующих направлениях:
• заместительная терапия - использование ферментов в случае их недостаточности;
• элементы комплексной терапии - применение ферментов в сочетании с другой терапией.
Заместительная энзимотерапия эффективна при желудочно-кишечных заболеваниях, связанных с недостаточностью секреции пищеварительных соков. Например, пепсин используют при ахилии, гипо- и анацидных гастритах. Дефицит панкреатических ферментов также в значительной степени может быть компенсирован приёмом внутрь препаратов, содержащих основные ферменты поджелудочной железы (фестал, энзистал, мезим-форте и др.).
В качестве дополнительных терапевтических средств ферменты используют при ряде заболеваний. Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин) применяют при местном воздействии для обработки гнойных ран с целью расщепления белков погибших клеток, для удаления сгустков крови или вязких секретов при воспалительных заболеваниях дыхательных путей. Ферментные препараты стали широко применять при тромбозах и тромбоэмболиях. С этой целью используют препараты фибринолизина, стрептолиазы, стрептодеказы, урокиназы.
Фермент гиалуронидазу (лидазу), катализирующий расщепление гиалуроновой кислоты, используют подкожно и внутримышечно для рассасывания рубцов после ожогов и операций (гиалуроновая кислота образует сшивки в соединительной ткани). Ферментные препараты используют при онкологических заболеваниях. Аспарагиназа, катализирующая реакцию катаболизма аспарагина, нашла применение для лечения лейкозов. Предпосылкой антилейкемического действия аспарагиназы послужило обнаружение в лейкозных клетках дефектного фермента аспарагинсинтетазы, катализирующего реакцию синтеза аспарагина. фермент катализатор энзимотерапия
Лейкозные клетки не могут синтезировать аспарагин и получают его из плазмы крови. Если имеющийся в плазме аспарагин разрушать введением аспарагиназы, то в лейкозных клетках наступит дефицит аспарагина и в результате - нарушение метаболизма клетки и остановка прогрессирования заболевания.
В последнее время нашли применение иммобилизованные ферменты Иммобилизованные ферменты - это ферменты, связанные с твердым носителем или помещенные в полимерную капсулу. Преимущества иммобилизованных ферментов:
• Легко отделяются от реакционной среды, что позволяет использовать фермент повторно.
• Продукт не загрязнен ферментом.
• Ферментативный процесс можно осуществлять непрерывно.
• Повышается стабильность фермента.
По основной направленности действия и клиническому применению ферментные препараты разделяют на следующие группы:
1. Препараты, применяемые при гнойно-некротических процессах: трипсин, химотрипсин, химопсин, рибонуклеаза и другие. Их применяют главным образом для лечения гнойных и трофических язв, пролежней, а также для раздражения вязких секретов при заболеваниях дыхательных путей (пневмониях, бронхитах).
2. Препараты, обладающие фибринолитическими свойствами: фибринолизин, стрептолиаза, урокиназа, тромболитин, которые применяются для растворения свежих тромбов.
3. Препараты, улучшающие процессы пищеварения: пепсин, панкреатин, желудочный сок, абомин, а также разнообразны комплексные препараты типа фестал, дигестал и другие.
Кроме указанных выше групп, в медицинской практике используют лекарственные средства, содержащие также ферменты, и обладающие иными фармакологическими свойствами. В самом общем виде их можно подразделить на: препараты с противоопухолевой и противовирусной активностью и препараты, эффективные в лечении заболеваний сердечно - сосудистой системы.
Для лечения опухолевых заболеваний ранее предлагались растительные энзимы и комплекс животных и растительных ферментов, в настоящее время для лейкозов применяют аспарагиназу. Препараты для лечения сердечно - сосудистой системы обладают особой значимостью. Дефицитный в России препарат цитохром С выпускают в ряде стран для лечения мозгового кровообращения и коронарного атеросклероза, афиксии новорожденных. Препарат способен улучшать тканевое дыхание при нарушениях окислительного процесса в тканях, а наличие антигипоксантного эффекта и отсутствие побочного действия делают его более значимым.
Ферментные препараты относятся к лекарственным средствам с низкой токсичностью, хорошо переносятся больными в течение длительного времени, а побочные эффекты, обусловленные ферментами, наблюдаются у небольшого числа больных и быстро проходят после отмены препаратов. Использование энзимов в лечебных целях является развивающимся направлением и занимает обязательное место в современной комплексной терапии.