Где находятся ферменты?

Ферменты, как правило, находятся внутри клеток, где и прояв­ляют свое действие. Исключение составляют ферменты желудочно-ки­шечного тракта, которые выделяются в просвет пищеварительных орга­нов в момент пищеварения, и ферменты свертывающей системы крови, функционирующие внутри кровеносных сосудов.

Внутриклеточные ферменты встраиваются в различные клеточные органеллы: ядро, эндоплазматический ретикулюм, рибосомы, митохонд­рии, лизосомы, цитоплазму, клеточные мембраны.

В ядре клетки лока­лизуются ферменты, участвующие в процессе передачи наследственной информации; в рибосомах — ферменты, участвующие в реакциях био­синтеза белка; в лизосомах концентрируются протеолитические фер­менты, обеспечивающие переваривание инородных частиц, попадающих в клетку, а также самопереваривание клетки при ее старении. В ми­тохондриях локализуются окислительно-восстановительные ферменты цикла Кребса, цитохромоксидаза, ферменты окислительного фосфорилирования и распада жирных кислот. В цитоплазме концентрируются ферменты гликолиза, ферменты биосинтеза жирных кислот. В клеточ­ной мембране находятся ферменты, катализирующие процессы транс­порта различных веществ через мембрану.

В патологии, при повреждении клеточных структур, в результате воспалительного процесса, когда нарушается нормальная проницае­мость клеточных мембран, либо за счет некроза клеток, происходит усиленный выход в кровь клеточных ферментов. Вследствие этого в крови определяется повышенная их активность. Исключением является только холинэстераза. Ее активность при патологии снижается.

В этих случаях немаловажно знать внутриклеточную топографию ферментов для правильной постановки диагноза и прогнозирования тя­жести течения заболевания. Так, например, повышенная активность трансаминаз с преобладанием активности АЛТ над ACT, на фоне соот­ветствующей клиники, служит одним из достоверных лабораторных тестов в диагностике гепатитов. Но изменение соотношения повышен­ной активности этих ферментов, когда над АЛТ начинает преобладать ACT, является грозным сигналом осложнения гепатита, возможности его перехода в цирроз печени.

Такие характерные изменения активно­сти аминотрансфераз объясняются разным уровнем локализации фер­ментов в гепатоците: АЛТ, в основном, концентрируется в цитоплазме, a ACT большей частью находится в митохондриях, то есть значительно глубже упакована в клетке, чем АЛТ. Поэтому при воспалении гепатоцита и нарушении нормальной проницаемости его мембраны, прежде всего, в крови увеличивается содержание АЛТ и она преобладает над ACT. При циррозе печени, когда происходит более глубокое поврежде­ние печеночной ткани с разрушением гепатоцитов, разрушаются и митохондрии, выбрасывая в кровь всю имевшуюся в них ACT. Это приво­дит к преобладанию повышенной активности ACT над АЛТ.

В случае развития некротических процессов (цирроз, инфаркт мио­карда) показательным может быть исследование активности кислой фосфатазы, локализующейся глубоко в клетке — в лизосомах. Чем об­ширнее очаг некротического поражения, тем более высокими будут зна­чения активности кислой фосфатазы в крови.

Зная, что гамма-глутамилтранспептидаза (ГГТ) — это фермент кле­точных мембран, обеспечивающий транспорт аминокислот внутрь кле­ток, ее повышенную активность при гепатитах, инфарктах миокарда соотносят с усилением восстановительных процессов в пораженных органах, что позволяет прогнозировать благоприятный исход заболевания.

Активность ферментов в крови может увеличиваться не только за счет их усиленного выброса в кровь через поврежденные клеточ­ные структуры, но и в результате патологических состояний, со­провождающихся повышенным биосинтезом ферментов, либо накоп­лением в крови ферментов из-за закупорки их естественных путей выведения из организма.

7

Например, при механической желтухе увели­чение в крови активности щелочной фосфатазы и гамма-глутамилтранспептидазы, локализующихся в стенке желчевыводящих канальцев, мо­жет быть следствием сочетания всех трех вариантов повышения фер­ментной активности: усиленный выход в кровь через повреждающиеся в результате холестаза — застоя желчи, канальцевые мембраны; интенсификация синте­за ферментов за счет перераздражения желчевыводящих путей; накоп­ление ферментов из-за нарушения нормального оттока желчи в кишеч­ник, в составе которой эти ферменты удаляются из организма.

Необходимо также отметить, что по диагностической ценности фер­менты подразделяются на: неспецифические и органоспецифические.

Неспецифические ферменты катализируют химические превращения в большинстве тканей. Их активность определяется практически на всех уровнях организма. Например, амилаза, липаза, трансаминазы.

Органо­специфические ферменты катализируют химические превращения, харак­терные только для одного или немногих органов. Такие ферменты осо­бенно ценны в диагностике, поскольку, зная их место локализации и определив их повышенную активность, можно четко отграничить учас­ток развития патологического процесса. Например, органоспецифическим ферментом мышечной ткани — сердечной и скелетной, является креатинфосфокиназа.

При деструктивных изменениях в мышечной тка­ни (инфаркт миокарда, мышечная дистрофия) резко повышается его активность в крови. К органоспецифическим относятся все известные в настоящее время изоферменты.