WWW.GOLKOM.RU   Добавить в Избранное


БИБЛИОТЕКА ПРИРОДЫ
информационный портал

Главная  Новости  Каталог  Книги  КМЭ  Форум

ТУ  Гербарий  Golkom-Balance  Golkom-Post

 
Регистрация:

Краткая медицинская энциклопедия


А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Ферменты (дополнение)

Перейти к следующей статье 'ФЕРРОЦЕРОН'Перейти к предыдущей статье 'ФЕРМЕНТЫ'ФЕРМЕНТЫ (дополнение к ст. "Ферменты", БМЭ, изд. II, т. 33).

Изозимы (нзоферменты)

Ферменты, катализирующие одну и ту же реакцию, но выделенные из разных органов одного и того же организма, могут иметь различные физико-химические свойства, аминокислотный состав, каталитическую активность. Установлено, что даже высокоочищенные препараты некоторых ферментов, не содержащие примесей других белков, представляют смесь различных форм ферментов, характеризующихся однотипной активностью. Идентификация множественных форм ферментов стала возможна в результате использования таких методов разделения, как электрофорез, ионообменная хроматография и др. Во многих случаях различные формы фермента отличаются между собой только вторичной или третичной структурой. Например, пенициллина за существует в двух формах, которые могут находиться в равновесии, причем отличие этих форм заключается в том, что одна из них более спирализована, чем другая.

В некоторых случаях могут наблюдаться различия в аминокислотной последовательности или аминокислотном составе.

Различные молекулярные формы, в которых может существовать фермент и которые характеризуются одинаковой специфичностью, в настоящее время принято называть изоферментами, изозимами или изоэнзимами. В данном случае подразумевается, что фермент выделен из одной ткани или даже из одной клеточной фракции. Для ферментов, обладающих одинаковой специфичностью, но выделенных из разных тканей одного и того же организма, предложен термин гетерозимы.

В настоящее время для многих ферментов показано наличие множественных форм. Так, в дрожжах найдены изоэнзимы глицеральдегид-фосфатдегидрогеназы, пируватгидратазы, гексокиназы. В организме животных показано наличие изоэнзимов лактатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы, глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, изоцитратдегидрогеназы и др.

Наиболее изученными являются изоэнзимы лактатдегидрогеназы. Они хорошо разделяются методом электрофореза. Оказалось, что лактатдегидрогеназа состоит из 4 полипептидных цепей. Каждая клетка может синтезировать две различные цепи. Одна из них обозначается символом Н, а другая - S. При образовании активной формы фермента происходит ассоциация этих полипептидных цепей в различных сочетаниях. Так образуется пять различных форм ферментов (изоферменты): Н 4, H3S, H2S2, HS3 и S4. Соотношение этих изоферментов в различных тканях различно. Например, лактатдегидрогеназа, выделенная из сердечной мышцы, состоит в основном из одного вида полипептидных цепей (Н4), а ферменты скелетных мышц - почти исключительно из другого вида (S4). В других тканях все пять форм распределены более равномерно. Не исключена возможность, что различное соотношение изоэнзимов в тканях может иметь определенное функциональное значение. Известно, что продукт лактатдегидрогеназной реакции, пируват, ингибирует действие этого фермента в большей степени для формы Н4, чем S4. В то же время сердечная мышца (содержащая в основном форму Н4) вследствие хорошего снабжения кислородом имеет низкую концентрацию пиру вата, а в скелетных мышцах, содержащих лактатдегидрогеназу типа S4, наоборот, в процессе интенсивной работы могут накапливаться достаточно высокие концентрации пиру вата. Между этими явлениями существует определенная взаимосвязь.

Соотношение различных форм лактатдегидрогеназы в тканях не является постоянным и может меняться, например при развитии опухолевых процессов.

Изучение изоэнзимов может иметь важное диагностическое значение. При некоторых патологических процессах содержание фермента в плазме крови повышается за счет того, что или происходит частичное разрушение тканей, или увеличивается их проницаемость, или, наконец, повышается синтетическое образование ферментов. Зная изоферментный состав тканей и определяя изоферментный состав плазмы, можно установить, какой орган явился источником обнаруженных в плазме ферментов.

Специфичность ферментов

До сих пор специфичность ферментов. объяснялась предположением, что субстрат подходит к ферменту, как ключ к замку, то есть основывалась на классической модели "шаблона". Другими словами, считалось, что поверхность молекулы субстрата еще до взаимодействия комплементарна с молекулой фермента. Таким образом, предполагалось наличие жесткой структуры молекулы фермента или по крайней мере его активного центра. С точки зрения этой теории, господствовавшей в энзимологии в течение многих лет, некоторые явления было трудно, а иногда и просто невозможно объяснить.

В настоящее время на примере ряда ферментов показано, что конфигурация их молекул претерпевает значительные изменения в процессе взаимодействия с субстратом. Отсюда возникла новая теория - теория "вынужденного", или "индуцированного", контакта, согласно которой активная конфигурация ф. возникает лишь в момент присоединения к нему молекулы субстрата. Нагляднее всего это можно пояснить следующим примером. Обычная перчатка, не надетая на руку, не имеет формы руки и только будучи надетой на руку, она принимает определенную форму. Упорядоченная структура фермента, существующая и до присоединения к нему субстрата, меняется при взаимодействии с субстратом. Схематически это представлено на рис. Эта теория хорошо объясняет целый ряд явлений, которые не укладывались в рамки теории "шаблона". Если, например, происходит реакция соединения двух субстратов, протекающая при участии АТФ, и в качестве промежуточного компонента образуется активная форма одного из субстратов, то она тут же может расходоваться на другие, побочные, реакции, кроме основной. Согласно же теории "вынужденного" контакта весь процесс представляется следующим образом. Вначале происходит взаимодействие с ферментом одного из субстратов и АТФ, но реакция между ними не может начаться, так как каталитические группы ферментов, осуществляющие эту реакцию, не находятся в нужном положении. Соответствующая их ориентация происходит только в результате присоединения к ферменту второго субстрата. Как только это произошло, АТФ вступает во взаимодействие с первым субстратом, при этом образуется активное промежуточное соединение. Это соединение не расходуется на побочные реакции, так как второй субстрат уже находится в присоединенном к ферменту состоянии и готов взаимодействовать с этим промежуточным соединением.

Схематическое изображение принципа 'индуцированного' контакта: 1 - нормальный субстрат; 2 и 3 - видоизмененный субстрат (аналог субстрата); К - каталитическая группа фермента; зубчатая линия - связь между атомами субстрата, подлежащая разрыву.



Схематическое изображение принципа 'индуцированного' контакта: 1 - нормальный субстрат; 2 и 3 - видоизмененный субстрат (аналог субстрата); К - каталитическая группа фермента; зубчатая линия - связь между атомами субстрата, подлежащая разрыву.



Аллостерические ферменты

Аллостерические ферменты имеют, кроме активного центра, служащего для присоединения субстрата и его дальнейшего превращения, еще и другой участок, выполняющий функцию присоединения какого-либо специфического для данного фермента физиологически активного вещества. Этот участок фермента называется аллостерическим центром, а соединение, специфически присоединяющееся к нему,- аллостерическим эффектором. Вещества, присоединяющиеся к аллостерическому центру, сами не претерпевают никаких изменений, но так изменяют конформацию фермента, что это приводит к изменению его активности. Действие аллостерических эффекторов обратимо, благодаря чему при их участии может осуществляться регуляция процессов обмена веществ в организме. Это становится ясным из следующих примеров. Синтез гликогена реализуется из УДФ-глюкозы под действием гликогенсинтетазы. Действие этого фермента усиливается под влиянием аллостерического эффектора - глюкозо-6-фосфата. Если в организме содержание глюкозы (а значит и глюкозо-6-фосфата) повышается, то это приводит к усилению синтеза гликогена; таким образом, избыток глюкозы сразу же депонируется в организме в виде гликогена.

Биосинтез изолейцина осуществляется через ряд последовательных реакций: треонин → α-кетомасляная кислота → α-ацетогидрооксимасляная кислота → α-, β-дегидроокси-β-метил-валериановая кислота → α-кето-β-метил-валериановая кислота → изолейцин. Первая из этих реакций катализируется ферментом треониндезаминазой. Ее аллостерическим эффектором является изолейцин, который тормозит указанную реакцию. Это чрезвычайно важно для организма, так как в этом случае прекращается (или сильно замедляется) не только образование конечного продукта синтеза - изолейцина, который уже успел накопиться в достаточном количестве, но и всех промежуточных продуктов, которые нужны организму лишь для продуцирования конечного продукта. Таким образом, не происходит излишнего расходования ценных и часто дефицитных для организма веществ.

Аллостерическими эффекторами в ряде случаев могут являться гормоны, что объясняет механизм их регуляторного действия в организме.

Молекулярные болезни

Существует большое количество врожденных заболеваний человека, в основе которых лежат молекулярные нарушения наследственной структуры организма.

Одним из примеров наследственных заболеваний, связанных с нарушением ферментативной активности, может служить галактоземия. Характерными ее признаками являются поражение почек и печени (циррозы, желтуха и т. д.), катаракта в раннем возрасте и умственная отсталость. Было показано, что при этом нарушен синтез ферментов галактозо-1-фосфат-уридинтрансферазы, что приводит к тому, что в организме накапливается большое количество галактозо-1-фосфата, который тормозит действие ряда ферментов, в частности фосфоглюкомутазы и глюкозо-6-фосфат-дегндрогеназы. Ранняя диагностика в данном случае крайне важна, так как поражение центральной нервной системы при галактоземии необратимо; она стала возможной после того, как было показано, что галактозо-1-фосфат-уридинтрансфераза присутствует не только в печени и хрусталике, но и в эритроцитах, легко доступных для анализа. В эритроцитах больного организма фермент исчезает. Лечение оказалось достаточно простым: необходимо исключить галактозу из диеты.

С возрастом токсическое действие галактозы на организм, страдающий галактоземией, падает. Это объясняется тем, что у взрослых появляется фермент УДФ-галактозо-пирофосфорилаза, переключающий обмен галактозы на побочный путь. Этот фермент специфически активируется стероидными гормонами (прогестероном и тестостероном), которые и используются в качестве терапевтических средств при галактоземии У взрослых людей.

Г. Кочетов.

Применение протеолитических ферментов в хирургии

Протеолитические ферменты растительного и животного происхождения используются для растворения мертвых тканей (очищения ран) при механических и термических повреждениях и для разжижения гнойных экссудатов в полости абсцесса и в бронхах. Расщепляя некротическую ткань и гной до полипептидов и аминокислот, они способствуют также процессам регенерации. Ферменты активируют фагоцитоз и разрушают некоторые бактериальные токсины, находящиеся в ранах. Низкая их антигенность исключает возможность сенсибилизации организма.

Ферменты применяются местно в виде порошков, растворов, ингаляций, а также вводятся внутримышечно и внутривенно. В клинике используются ферменты желудочно-кишечного тракта, бактериального, грибкового и растительного происхождения или их комбинации.

Ферменты действуют избирательно на некротические ткани, не повреждая здоровые. Это связано с наличием в живых тканях специфических ингибиторов, препятствующих действию протеолитических ферментов (К. Н. Веремеенко, В. Д. Братусь).

Из ферментов желудочно-кишечного тракта применяются главным образом трипсин и химотрипсин, расщепляющие белки; рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза, действующие на нуклеиновые кислоты; эластаза, лизирующая эластин (упругое вещество соединительной ткани). Химотрипсин по своим свойствам очень близок к трипсину и отличается от последнего способностью свертывать молоко, инактивируется медленнее трипсина и обладает более сильным противовоспалительным действием (Н. Г. Беленький, Л. Б. Полонская, Н. Н. Чамин).

Препараты трипсина, химотрипсина или их смесь широко применяются для очищения ран при ожогах, пролежнях, трофических язвах и т. д. Разрыхленные ферментами некротические ткани удаляются механически. Особенно широко эти препараты применяются при глубоких ожогах [Деак (L. Deak), Николетис (С. Nikoletis)). При использовании ферментов поверхностные слои струпа предварительно иссекают при помощи дерматома.

Трипсин, химотрипсин лучше растворять в 0,25% растворе новокаина или физиологическом растворе. Наиболее выражен лизирующий эффект при рН раны в пределах 6,8-7,5, температуре +37° и влажной среде. Трипсин и химотрипсин применяются при травмах опорно-двигательного аппарата, тугоподвижности суставов, остеомиелитах, тромбофлебитах и артритах различной этиологии. Препараты вводятся внутримышечно в дозе 5 мг (растворенные в физиологическом растворе или 0,25% растворе новокаина) в течение 10-18 дней. В этих случаях ферменты способствуют затуханию воспалительного процесса, уменьшают боль, нормализуют температуру (И. И. Талько, К. Н. Веремеенко). Растворы трипсина и химотрипсина применяются для ингаляций либо вводятся через бронхоскоп или через трахеостомическую канюлю в бронхи для разжижения мокроты. Их применяют при хронических заболеваниях легких (бронхоэктазы, хронические абсцессы, интерстициальная пневмония, нагноившиеся кисты) с целью обеспечить хорошее дренирование бронхиального дерева.

Для этой цели рекомендуется вводить 5-10 мг химопсина (смесь химотрипсина и трипсина) в 1-2 мл изотонического раствора хлорида натрия через бронхоскоп 2 раза в неделю.

Через 3-4 мин. введенный раствор аспирируется вместе с содержимым бронхов. Процедура повторяется дважды, затем через бронхоскоп вводят 15 мг химопсина с антибиотиком, к которому чувствительна флора данного больного. После проведения процедур фибринозный экссудат и гнойные пробки хорошо отторгаются, увеличивается количество мокроты и исчезает ее гнилостный запах.

Внутримышечное введение химопсина для предупреждения послеоперационных ателектазов оказалось неэффективным. При лечении обтурационных ателектазов легких сочетание вагосимпатической блокады по А. В. Вишневскому с внутрибронхиальной инстилляцией химопсина (10-20 мг препарата) давало выраженный положительный эффект - гнойные пробки разжижались, и больные свободно отхаркивали вязкую мокроту.

Благоприятные результаты применения химотрипсина и трипсина в предоперационной подготовке и послеоперационном периоде были получены у больных туберкулезом легких (Л. К. Богуш, Л. Я. Шварцман).

Другие ферменты поджелудочной железы (панкреатин, дезоксирибонуклеаза и эластаза) широкого распространения в клинике не получили. При тромбозах и тромбоэмболиях различной этиологии с успехом применяют внутривенное введение фибринолизина, чаще всего в комбинации с гепарином.

Протеазы растительного происхождения (папаин, дебрицин, фицин, этизин) используются для очищения гнойных ран, при пролежнях, ожогах, трофических язвах [Стин (А. М. Steen), Спайра (М. Spira), Харди (S. В. Hardy)]. Ввиду сложности приготовления применение их ограничено.

Ферменты бактериального происхождения (стрептокиназа, стрептодерназа) обладают выраженным коллагенолитическим действием, но применение их затруднено из-за сложности получения, очистки и уничтожения патогенных свойств [Хауз (Е. L. Howes)].

Среди этой группы хорошо выражено некролитическое действие у травазы, которая содержит высокоочищенные фильтраты В. subtilis [Хамельманн (Н. Hamelmann), Хестерберг (К. Hesterberg)].

Трава за применяется в виде мази (1 г содержит 500 АЕ) при язвах различной этиологии, гнойных ранах, панарициях, ожогах. Активность фермента увеличивается после хирургического удаления верхних Слоев некроза.

С. Завьялов.


Краткая Медицинская Энциклопедия, издательство "Советская Энциклопедия", издание второе, 1989, Москва


Поделитесь в социальных сетях:








Рейтинг@Mail.ru
Главная  Новости  Каталог  Книги  КМЭ  Форум

ТУ  Гербарий  Golkom-Balance  Golkom-Post


Copyright © 2002-2017 "Библиотека природы"
По вопросам размещения рекламы на сайте: info@golkom.ru


Rambler's Top100