Исследование ферментативного состава крови
Ферменты, или энзимы — это специфические белки, которые в организме человека выполняют роль биокатализаторов. Другими словами, ферменты являются универсальными помощниками, которые способны ускорять все биохимические реакции нашего с Вами организма, сами при этом не вступая в химическое взаимодействие.
Для чего это надо? Всё гениальное просто! Дело в том, что наш организм представляет собой сложную высокоорганизованную биологическую систему, в нём единовременно протекают сотни биохимических реакций. Эти процессы весьма сложны и сами по себе проходить не могут. Именно тогда и начинают действовать ферменты. Они помогают той или иной реакции протекать в нужной последовательности, которая заложена в нас природой. Основное место их пребывания — это различные клетки нашего организма.
У здорового человека ферментативный состав сыворотки крови относительно постоянный, при заболевании уровень ферментов значительно повышается, так как происходит повреждение клеточной стенки и высвобождение их в системный кровоток.
Исследование ферментативного состава крови применяют во врачебной практике для решения различного рода задач. Они могут быть связаны с установлением предварительного и заключительного диагноза, для проведения дифференциальной диагностики, оценки тяжести заболевания, определения эффективности подобранной терапии, прогноза на выздоровление.
Основной функцией, которая имеет огромнейшее значение, является избирательность действия ферментов, т.е. один вид ускоряет только одну, «свою» реакцию. Врачи научились определять, какие ферменты изменяются при той или иной патологии. Рассмотрим наиболее часто определяемые ферменты сыворотки крови.
Аспартатаминотрансфераза (АСТ).
Данный фермент располагается почти во всех клетках организма, однако излюбленным местом его локализации являются сердце, печень, меньше его в почках и мышцах. У здоровых людей уровень АСТ в крови незначительный. При появлении симптомов заболевания печени или сердца он проникает в кровь, в связи с чем повышение в сыворотке этого фермента является отличным показателем патологии данных органов.
Наиболее высокие показатели (до 100 раз превышающие норму) могут быть при заболеваниях, для которых характерна массивная гибель клеток печени: инфекционных вирусных гепатитах, токсических поражениях печени. Значительное увеличение его также отмечается при онкологии печени, метастазах, циррозе. Повышение уровня АСТ может наблюдаться при сепсисе и септических состояниях. Особенно большие значения встречаются при остром инфаркте миокарда, при хирургических операциях на сердце.
Приём некоторых лекарственных препаратов, обладающих токсичным действием на печень, тоже может вызвать увеличение показателя.
Снижение концентрации аспартатаминотрансферазы в сыворотки крови встречается редко и особого диагностического значения не имеет.
Аланинаминотрансфераза (АЛТ).
Вторым ферментом после АСТ, по частоте назначения врачом, следует АЛТ или аланинаминотрансфераза. Этот энзим встречается во многих клетках нашего организма, но наибольшая концентрация его определяется в клетках печени, почках, в меньшем количестве — в сердце, поджелудочной железе и скелетной мускулатуре.
Концентрация АСТ в сыворотки крови здоровых людей невелика, у мужчин уровень фермента несколько больше, чем у женщин. Однако при повреждении или гибели клеток, которые богаты этим ферментом, например, печени или почки, происходит резкое увеличение, так сказать, «выброс» АЛТ в кровеносную систему. Это будет чётко отображаться в крови при биохимическом исследовании фермента.
Так как АЛТ реагирует на повреждение органов наиболее быстро, намного быстрее, чем пациент пожалуется на болезненные ощущения врачу, его активно используют для ранней диагностики заболевания.
Исследование сыворотки крови на АЛТ, врач обычно назначает при острых и хронических состояниях органов брюшной полости, при онкологической патологии. Прием лекарственных препаратов, обладающим токсическим действием на клетки печени, употребление алкоголя, наркотических веществ также могут многократно повысить уровень АЛТ. Так как данный фермент не обладает особо выраженной специфичностью, то увеличение концентрации АЛТ не всегда отображает повреждения только печени, а может быть связано с заболеванием других органов.
Также нужно знать, что при проведении некоторых медицинских манипуляциях (внутримышечные инъекции), при активной физической нагрузке, может увеличиваться активность АЛТ в крови.
Некоторые пациенты активно применяют БАДы (биологически активные добавки), как следствие — повышение концентрации АЛТ. Нужно упомянуть и про любителей фастфуда: при постоянном систематическом употреблении жирной пищи уровень «печёночных» ферментов увеличивается. Поэтому рекомендовано перед сдачей анализа на АЛТ, АСТ и др. воздержаться от приёма таких продуктов.
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ).
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) представляет собой цинксодержащий фермент, который участвует процессе окисления молочной кислоты. Этот фермент достаточно распространён в наше организме, его можно встретить в почечной ткани, в сердце, в скелетной мускулатуре и, конечно, в печени.
В организме здорового человека встречаются пять разных форм — изоферментов. Они отличаются по химическому строению, расположению в организме. В зависимости от преобладающей формы обмена веществ в органе — анаэробный (бескислородный) или аэробный (с присутствием кислорода), можно определить ту или иную форму ЛДГ. Так, например, сердце, мозг, почки, где преобладает аэробный обмен веществ, находятся изоферменты ЛДГ1 и ЛДГ2, а в печени и в скелетной мускулатуре -изоферменты ЛДГ4 и ЛДГ5. Таким образом, зная какой изофермент преобладает в сыворотке крови, можно на ранних стадиях выявить заболевание.
При болезнях, связанных с повреждением и разрушением клеток, уровень ЛДГ в крови увеличивается. Однако, несмотря на то, что повышение концентрации фермента не указывает на конкретную патологию (болезнь), определение его совместно с другими биохимическими показателями помогает в диагностике инфаркта миокарда, мышечной дистрофии и др.
Увеличение концентрации ЛДГ в сыворотке крови может определяться и при некоторых физиологических состояниях: у новорождённых детей, беременных женщин, а также при активном занятии спортом.
Повышение концентрации лактатдегидрогеназы в сыворотке крови может наблюдаться:
- при сердечно-сосудистых заболеваниях (инфаркт миокарда, ИБС, миокардит и др.);
- при патологии системы кроветворения, при которых возможно спонтанное разрушение эритроцитов (гемолиз), встречается при гемолитической, мегалобластической, серповидно-клеточной анемиях, эритремиях;
- при онкологии различной локализации (рак печени, лимфома, лейкозы, рак поджелудочной железы, метастазы);
- при заболеваниях печени (вирусные, острые и хронические гепатиты, цирроз печени);
- при болезнях почек (инфаркт почки, хронический и острый гломерулонефрит);
- при патологии скелетной мускулатуры и костной системы (мышечная дистрофия и атрофия, различные травмы, ушибы, разрывы мышц, переломы костей различных отделов).
Гамма-глютамилтранспептидаза (у-ГТП).
Гамма-глютамилтранспептидаза – это фермент, который определяется в мембранах клеток печени и желчевыводящих путей, он способен ускорять ряд биохимический реакций. В крови уровень y-ГТП незначителен. Увеличение его концентрации в крови происходит вследствие разрушения клеток. Однако нужно знать, что в норме происходит самообновление клеток, поэтому невысокая постоянная концентрация его в сыворотке крови является нормой. Если разрушается большое количество клеток, что не физиологично, тогда активность фермента может возрастать многократно.
Исследование крови на y-ГТП – это один из самых чувствительных тестов в отношении непроходимости желчевыводящих путей и застоя желчи (холестаза). Концентрация y-ГТП в сыворотке крови при застойных явлениях, связанных с нарушением оттока желчи, например, наличии камней в желчновыводящих протоках, увеличивается на много раньше, чем активность других ферментов.
Определение активности только у-ГТП не даёт полной картины патологии печени или желчного пузыря и его протоков. Для постановки диагноза необходимо назначение определения уровня других ферментов, которые участвуют в обмене веществ и находятся в печени. Также нужно учитывать особенности организма; у мужчин уровень у-ГТП выше, чем у женщин, приём лекарственных препаратов, употребление жирной пищи и алкоголя может активизировать образование этого фермента.
у-ГТП можно определить не только в печени и в желчевыводящих путях, он также определяется и в других органах, например, в поджелудочной железе, простате, почках. Следует учитывать, что многообразие механизмов увеличения концентрации у-ГТП требует очень внимательной и тщательной трактовки причин гиперферментемии (повышение концентрации ферментов в крови). Выявление увеличения активности у-ГТП вынуждает искать причину этого состояния. Таким образом, как тест, который способен «отсеивать» и помогает наблюдать за течением известного патологического процесса, биохимическое исследование сыворотки крови на активность у-ГТП просто незаменимо в клинической диагностике.
Повышение уровня у-ГТП в основном определяют при подозрении на:
- внутри- и внепеченочный застой желчи (холестаз);
- заболевание печени (острый вирусный гепатит и хронический гепатит, токсическое воздействие на печень (прием алкоголя, наркотиков);
- острые и хронические панкреатиты (воспаление поджелудочной железы);
- инфекционный мононуклеоз;
- гормональные заболевания (гипертиреоидизм, сахарный диабет);
- патология почек (острый и обострение хронического гломерулонефрита, хроническая почечная недостаточность, острый и хронический пиелонефрит);
- онкология различной локализации (рак поджелудочной железы, простаты, печени) и её метастазы;
- хроническая алкогольная и наркотическая зависимость.
Снижение уровня у-ГТП в основном диагностического значения не имеет.
Щелочная фосфатаза.
Щелочная фосфатаза (ЩФ) — это фермент сыворотки крови, который широко представлен в тканях человека. Наибольшее его количество содержится в слизистой кишечника, остеобластах (молодых клеток кости, которые образуют межклеточное вещество или матрикс), стенках желчных протоков, в плаценте и у кормящих матерей в лактирующей молочной железе.
Фермент локализуется вне клетки, а точнее на её мембране и участвует в транспорте фосфора.
Щелочную фосфатазу костной ткани образуют остеобласты, которые лежат на поверхности костного «скелета» (матрикса) в месте, где интенсивно формируется кость. Благодаря тому, что фермент располагается вне клетки, в процессе отложения солей кальция (кальцификации) можно отследить прямую связь между болезнью кости и увеличением количества щелочной фосфатазы в крови. Соответственно, в детском возрасте концентрация этого фермента увеличивается до полового созревания, а у пожилых людей активность щелочной фосфатазы наоборот снижается.
Активность щелочной фосфатазы печени чаще всего увеличивается из-за повреждения клеток печени (гепатоцитов) или вследствие нарушения оттока желчи.
При разрушении гепатоцитов повышение концентрации щелочной фосфатазы (ЩФ) занимает ведущую роль в качестве диагностического маркера при диагностике вирусных, аутоиммунных гепатитов, а также при токсическом повреждениях печени. Транспорт желчи нарушается, как правило, вследствие закупорки желчных протоков (например, желчном камне), сужении или стазе печёночных протоков, разрушении желчных протоков при циррозе печени или нарушения оттока желчи в мелких желчновыводящих протоках, которое может развиться при приёме лекарственных препаратов.
Иногда активность щелочной фосфатазы увеличивается при одновременном воздействии нескольких механизмов повреждения.
Концентрация щелочной фосфатазы, например, при вирусном гепатите, в отличие от АЛТ и АСТ, остаётся в норме или повышается незначительно. Резко повышается её активность при отравлениях токсическими веществами, особенно алкоголем при алкоголизме.
Очень высокая концентрация фермента определяется у женщин с патологией беременности (преэклампсией, эклампсией), что связано с повреждением плаценты. Снижение ее активности может быть причиной недоразвития плаценты.
Причины увеличения концентрации щелочной фосфатазы:
- заболевания печени (цирроз печени, различные гепатиты), желчного пузыря и желчевыводящих путей;
- онкология поджелудочной железы, желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), печени, а также метастазы других органов в печень;
- инфекционный мононуклеоз;
- поражение костной ткани (рахит, болезнь Педжета, рак кости (остеосаркома), метастазы в кость, остеомаляция – патологическое размягчение кости, вызванное недостаточным поступлением кальция;
- гормональные заболевания, например, гиперпаратиреоз – это гормональное заболевание, которое связанно с повышенным образованием паратгормона, вследствие чего из кости «вымывается» кальций;
- заболевания желудочно-кишечного тракта (язвенный колит, болезнь Крона, другая патология кишечника).
Снижения уровня активности фермента может наблюдаться при тяжёлых формах анемий, при массивной гемотрансфузии (переливании крови), заболеваниях щитовидной железы, при некоторых врожденных болезнях, связанных с усвоением кальция и фосфора, а также при патологии беременности.
Альфа-амилаза.
Альфа-амилаза (α-амилаза, alpha amylase) — фермент пищеварения, который ускоряет расщепление сложных углеводов (крахмала, гликогена) до мономеров, т.е. более простых химических соединений (мальтозы, глюкозы). Больше всего в организме человека амилазы содержится в поджелудочной и слюнных железах. Соответственно в сыворотке крови человека определяется а-амилаза двух видов: панкреатическая (Р-тип), которая синтезируется поджелудочной железой, и слюнная амилаза (S-тип) — слюнными железами.
Определение концентрации и степени активности а-амилазы в сыворотке крови имеет важное клинико-диагностическое значение. Так, увеличение активности а-амилазы в 2 и более раза можно расценивать как симптом поражения ткани поджелудочной железы. Относительно небольшое увеличение концентрации фермента в сыворотке даёт основание предположить появление патологии поджелудочной железы, однако такое состояние может быть связано и с воспалительными процессами других органов.
Так как источником а-амилазы P-типа является только поджелудочная железа, то определение активности панкреатической амилазы в сыворотке крови является органоспецифическим тестом.
В свою очередь а-амилаза S-типа может образовываться во многих органах. Помимо слюнных желёз определить её активность можно в слезе, амниотической жидкости, яичках и др.
Определение а-амилазы имеет важное клинико-диагностическое значение в диагностике и мониторинге острых и обострении хронических панкреатитов. Тем не менее, повышенная концентрация уровня а-амилазы в сыворотке крови может присутствовать не только при панкреатитах (воспаление поджелудочной железы), но также и при почечной недостаточности, при воспалительных и онкологических заболеваниях легких, слюнных желез.
Итак, увеличение а-амилазы в крови наблюдается при следующих состояниях:
- заболевания поджелудочной железы (острый и хронический панкреатит);
- заболевания, связанные с нарушением оттока панкреатического сока (закупорка протока опухолью, камнем, спайками);
- доброкачественными (киста поджелудочной железы) и злокачественными опухолями;
- инфекционными заболеваниями (эпидемический паротит или «свинка»);
- после хирургических вмешательств;
- при патологии лёгких;
- при заболеваниях слюнных желез и др.
Снижение а-амилазы встречается редко и чаще всего связано с хирургическим удалением либо всей поджелудочной железы, либо её части.