Применение ферментов в медицине

Ферментные препараты находят широкое применение в медицине как диагностические (энзимодиагностика) и терапевтические (энзимотерапия) средства. Также ферменты применяются как специфические реактивы, которые определяют ряд веществ. Например, с помощью глюкооксидазы определяют количественный состав глюкозы в крови и моче. Фермент уреаза – для выявления мочевины. Посредством разного рода дегидрогеназ находят соответствующие субстраты, такие как этиловый спирт, пируват и др.

Рассмотрим применение ферментов более подробно.

Диагностические ферменты

Суть энзимодиагностики сводится к установлению диагноза какого-либо заболевания или синдрома, путем выявления в биологических жидкостях организма активности ферментов.

Энзимодиагностика основывается на следующих принципах:

• если клетки в крови или иных биологических жидкостях повреждаются, то концентрация в повреждённых клетках внутриклеточных ферментов увеличивается;
• количество фермента, который высвобождается, является достаточным для обнаружения;
• когда обнаруживаются повреждения клеток, активность ферментов в составе биологических жидкостей стабильна на протяжении долгого времени и различается со значениями нормы;
• некоторые ферменты преимущественно или абсолютно локализованы в тех или иных органах, то есть им присуща органоспецифичность;
• имеются отличия в локализации ряда ферментов внутри клеток.

Применение ферментов сейчас все более распространено.

Причины увеличения содержания ферментов в составе крови

Ферменты, содержащиеся в плазме крови, делятся на две группы:

• активно секретируется определёнными органами в плазму (довольно небольшая группа);
• ферменты, которые высвобождаются из клеток в процессе их нормального функционирования (большая группа ферментов, которые функционируют непосредственно в клетке и не имеют значения в плазме с точки зрения физиологии; у здорового человека их активность низкая и перманентная, поскольку показатели соотношения скоростей высвобождения из клеток и разрушения постоянны).

Так в чем же суть применения ферментов?

Во время протекания большинства заболеваний клетки повреждаются, и всё, что содержится в них, включая ферменты, высвобождается непосредственно в кровь. Это происходит вследствие дефекта проницаемости клеточной мембраны во время воспалительных процессов или нарушенной целостности самих клеток при некрозе. В биохимических лабораториях очень точно определяют активность многих ферментов в крови, и это хорошо помогает при диагностике заболеваний скелетной мускулатуры, печени, сердца и иных тканей. Происходит корреляция уровня активности ферментов в составе плазмы и степени клеточных повреждений.

Значение для энзимодиагностики

Высокое значение для энзимодиагностики имеет также осведомлённость о субклеточной локализации ферментов. Например, если в плазме появляются ферменты, которые имеют исключительно цитозольную локализацию, то можно говорить о воспалительном процессе; если же найдены ядерные или митохондриальные ферменты, то это свидетельствует уже о более глубоких клеточных повреждениях, к примеру, о некрозе.

Но стоит учесть, что концентрация ферментов (применение рассмотрим ниже) не всегда повышается из-за повреждения тканей.

В случае, если клеточная пролиферация избыточна (к примеру, при увеличенной скорости ряда ферментов в клетках, во время онкопролиферативных процессов или при клиренсе, имеющем нарушения), то в крови обнаруживается повышение концентрации каких-либо ферментов. Поэтому врачам нужно всегда помнить, что норма значений активности ферментов в крови беременных и детей имеют отличия от тех показателей, которые наблюдаются у здоровых взрослых людей.

Применение ферментов и коферментов в фармации

Из-за высокой иммуногенности ферменты как терапевтические средства используются ограниченно. Несмотря на это, энзимотерапия довольно активно прогрессирует в таких направлениях, как:

• часть комплексной терапии, когда ферменты применяются наряду с иной терапией;
• заместительная терапия, при которой ферменты используются, если их недостаточно.

Заместительная же энзимотерапия имеет высокий эффект при наличии желудочно-кишечных заболеваний, которые обусловлены недостаточной секрецией пищеварительных соков. Так, пепсин применяется при гипоацидном и анацидном гастритах, ахилии. Недостаток панкреатических ферментов можно восполнить приёмом препаратов, которые включают в себя основные ферменты, содержащиеся в поджелудочной железе («Мезим-форте», «Энзистал», «Фестал» и другие). На чем основано применение ферментов в медицине?

В медицине

Как дополнительные средства терапии, ферменты применяются при наличии определённых заболеваний. Например, протеолитические (химотрипсин, трипсин) используются при обработке гнойных ран посредством местного воздействия для того, чтобы расщепить белки мёртвых клеток и удалить вязкие секреты или кровяные сгустки при различных воспалениях дыхательных путей. Кроме того, препараты на основе ферментов стали довольно широко употреблять при тромбоэмболиях и тромбозах. Для этого используются стрептодеказы, стрептолиазы, урокиназы, а также препараты фибринолизина. Это подтверждает к ферментам инструкция по применению.

Гиалуронидаза (или лидаза), которая катализирует процесс расщепления гиалуроновой кислоты, употребляется как внутримышечно, так и подкожно, чтобы помочь рубцам рассосаться после операций или ожогов, так как гиалуроновая кислота сшивает соединительную ткань.

Также препараты на основе ферментов активно применяются и при онкологических болезнях. Например, аспарагиназа, которая катализирует реакцию катаболизма такой аминокислоты, как аспарагин, применяется для терапии лейкозов.

Антилейкемическому воздействию аспарагиназы предшествовало выявление в составе лейкозных клеток дефектного фермента аспарагинсинтетазы, который катализирует реакцию процесса синтеза аспарагина. Лейкозные клетки не могут в нём участвовать, получая аспарагин из кровяной плазмы. Если содержащийся в ней аспарагин разрушать с помощью ввода аспарагиназы, то в лейкозных клетках образуется недостаток аспарагина, вследствие которого нарушится клеточный метаболизм и прогрессирование болезни остановится.

К ферментам иммобилизованным относятся такие ферменты, которые расположены в полимерной капсуле или связаны с твёрдым носителем.

Часто для большей эффективности назначают применение поли-ферментов и «Де-Нола» одновременно.

Основные подходы к иммобилизации ферментов

Для того чтобы иммобилизировать ферменты, применяются два основных метода:

• их химическая модификация;
• физическое изолирование в инертном материале.

Ещё одним способом выступает использование капсул из липидов, то есть липосом, свободно проходящих сквозь мембраны и производящих требуемые эффекты в клетке.

Положительные свойства иммобилизованных ферментов следующие:

• лёгкое отделение от реакционной среды, вследствие чего можно повторно использовать фермент (продукт им не загрязнён);
• есть возможность постоянного осуществления ферментативного процесса;
• увеличивается стабильность фермента.

Иные цели

Кроме того, данные ферменты можно применять в следующих целях:

• Препаративных - обработка молока, выработка с помощью глюкозоизомеразы сиропов, в которых наблюдается высокое содержание фруктозы, получение посредством аминоацилазы L-аминокислот).
• Аналитических. Существует ряд устройств – автоматические анализаторы, ферментные электроды, тест-системы и др.).

Так, популярен фермент Super Maya. Инструкция по применению указывает, что он применяется для приготовления сыра и брынзы в домашних условиях.

В его основу входит вода, соль 15%, микробиальная протеаза (M.miehei 1%).

Биологически активная добавка Food Enzymes от НСП с пищеварительными ферментами (инструкция по применению к нему прилагается) - оптимальная комбинация высокоактивных энзимов животного и растительного происхождения, является источником соляной кислоты в виде бетаина гидрохлорида, способствует усвоению и расщеплению всех пищевых веществ.