Энзимодиагностика функционального состояния печени

Не менее ценным для  органоспецифической энзимодиагностики  поражения печени имеют исследования изоферментного спектра лактатдегидрогеназы (ЛДГ) сыворотки крови: так, увеличение активности пятой фракции ЛДГ (ЛДГ-5) в изоэнзимном спектре с достоверностью свидетельствует о деструктивных процессах в печеночной ткани, а нарастание активности ЛДГ-1 – о повреждении миокарда. Но существуют различия и в субклеточном распределении изоферментов ЛДГ, которое зависит от специфичности функций органелл клетки. Так, митохондрии гепатоцитов, где, в основном, происходят энергетические процессы в печени и высок уровень кислорода, богаты ЛДГ-1 и ЛДГ-2, тогда как ЛДГ-4, ЛДГ-5, в основном, сосредоточены в цитоплазматической фракции гепатоцитов.

Большая часть мочевой кислоты также образуется в печени, где много фермента ксантиноксидазы, при участии которого оксипурины (гипоксантин и ксантин) превращаются в мочевую кислоту. Важна роль печени и в синтезе креатина. Синтезированный в печени креатин с током крови поступает в мышечную ткань; здесь креатин, фосфорилируясь, превращается в креатинфосфат, а последний далее преобразуется в креатинин.

Ферментные системы  печени участвуют в подавляющем  большинстве реакций метаболизма  липидов. Эти реакции обеспечивают течение таких процессов, как синтез жирных кислот, триглицеридов, фосфолипидов, холестерина (относящегося к липоидам) и его эфиров, а также липолиз триглицеридов, окисление жирных кислот, образование ацетоновых (кетоновых) тел, синтез плазменных липопротеидов. С 6-го месяца внутриутробной жизни жировая ткань плода начинает собственный синтез жирных кислот; он более интенсивен, чем у матери, и снижается после рождения, особенно в печени.

Считается, что при  недостатке в пище липотропных веществ, наряду с накоплением в печени нейтральных жиров, количество гликогена уменьшается. Наступает диффузный фиброз, ведущий к тяжелым функциональным расстройствам. На ранних стадиях заболевания, когда фиброз еще не развился, жировая инфильтрация может подвергнуться обратному развитию при достаточном поступлении в организм липотропных веществ.

Жировая инфильтрация печени может быть вызвана усиленным  транспортом жиров из жировых  депо в печень в связи с энергетическими  нуждами организма в тех случаях, когда организм не может получать энергию за счет распада углеводов. Таков механизм жировой инфильтрации имеет место при голодании. Этот же компенсаторный механизм действует при сахарном диабете и при некоторых других патологических процессах.

Кроме того, жировая инфильтрация печени может наблюдаться при усилении синтеза жиров из углеводов, что имеет место при избыточном содержании углеводов в пище. При ряде патологических состоянии (например, при алкоголизме) жировое перерождение печени может быть обусловлено поражением клеток паренхимы печени.

Расстройства печени так же многочисленны, как и ее функции. При заболеваниях печени сам  орган может быть поврежден, так  как нагрузка на него сильно повышается. Можно выделить основные заболевания печени: гепатит острый и хронический, вирусный, аутоиммунный и лекарственный, цирроз печени, рак печени.

Гепатит – воспаление печени. Существует несколько форм этого заболевания: вирусный гепатит А, вирусный гепатит В, С, Д, гепатит острый, хронический, аутоиммунный гепатит, лекарственный гепатит.

Вирусные гепатиты:

• Вирус гепатита А проникает в кишечник, а оттуда в печень. Этой инфекционной болезнью, заразится может любой, кто находится в контакте с уже больным гепатитом А человеком. Профилактика распространения болезни – карантин и индивидуальные предметы домашнего обихода, посуда, полотенца и так далее. Инкубационный период гепатита А может длится до 50-ти дней.
• Вирус гепатитов В, С и Д проникают в организм через кровь и прочие выделения организма, такие как сперма, слюна и тому подобное. Инкубационный период в данном случае может длиться до полугода. Классические симптомы любого из вирусных гепатитов: желтуха – то есть окраска кожи и белков глаз в желтый цвет, более светлый цвет кала, быстрая утомляемость, повышенная температура.

Перед этим могут наблюдаться ощущения, сходные с теми, которые испытывают при простудных заболеваниях, боли в суставах, проблемы с пищеварением. Лечение гепатита медикаментозное. При этом от острого гепатита А излечивают практически всегда, а вот гепатиты В, С и Д чаще всего становятся хроническими заболеваниями. Последние могут как проявляться в тяжелой форме, так и не проявляться вообще.

Хронический гепатит  приводит к серьезным нарушениям в работе печени. Он ведет также  к перестройке нормального клеточного строения печени, из-за чего формируются узлы, которые сдавливают кровеносные сосуды и желчевыводящие пути, находящиеся внутри самой печени. Все это, что еще более ухудшает работу органа, называется циррозом печени.

Самая лучшая профилактика гепатита для людей, чьи профессии отнесены к повышенной группе риска (врачи, средний медперсонал), это прививка от гепатита. Существуют вакцины от гепатата А и В, стопроцентно гарантирующие невозможность заражения. Наиболее важно вакцинироваться от гепатита В.

Аутоиммунный гепатит – постоянно прогрессирующее воспаление ткани печени, причина которого – аутоиммунные нарушения. Этиология аутоиммунного гепатита пока не понятна. На нынешний день, диагноз помогает установить обнаружение в сыворотке крови таких антител, как ANA, SMA, LKM, SLA, LMA.

Аутоиммунный гепатит постоянно  прогрессирует, и может поражать не только печень, но и другие органы. Способы профилактики неизвестны. Лечение как медикаментозное, так и иное.

Лекарственный гепатит является результатом  лечения медикаментами. Он развивается вследствие токсического воздействия лекарственного препарата на печеночную клетку. Сейчас известно больше тысячи лекарств, которые могут вызвать лекарственные гепатиты. В таких случаях проявления гепатита поначалу незаметны из-за основного заболевания, которое и лечится лекарствами. Профилактики не существует, а лечением является отмена медикаментов, вызвавших лекарственный гепатит.

Цирроз печени. Это хроническое  заболевание, являющееся результатом  прогрессирующего поражения печени, вследствие чего перестраивается полностью ее ткань, и нарушаются все функции. Причиной цирроза печени зачастую являются вирусный гепатит и хронически алкоголизм. Лечится либо диетой, либо медикаментами.

Рак печени заболевание довольно редкое. От всех случаев рака составляет примерно 0,3%. Его появлению способствует вирусный гепатит и цирроз печени, неблагоприятная экологическая обстановка, вредные привычки. Профилактика рака печени это вакцинация от гепатита и отказ от курения и алкоголя. Лечат рак печени посредством оперативного вмешательства, химиотерапии, лучевой терапии и лекарств.

3. Методы энзимодиагностики заболеваний печени

Органоспецифическими ферментами для печени являются:

• аланинаминотрансфераза (АлТ);
• аспартатаминотрансфераза (АсТ);
• лактатдегидрогеназа (ЛДГ);
• лейцинаминопепитдаза (ЛАП);
• щелочная фосфотаза (ЩФ).

Для исследования активности ферментов чаще всего используются плазма или сыворотка крови. В  процессе свертывания крови и  последующей ретракции сгустка  высвобождаются содержащиеся в тромбоцитах  биологически активные вещества, под влиянием которых возрастает активность многих энзимов. Происходящее при этом разрушение форменных элементов (эритроцитов и др.) крови обусловливает дальнейшее увеличение ферментативной активности, оказывающейся, как правило, в сыворотке более высокой, чем в плазме. Этим, в частности, объясняется известное предостережение не допускать гемолиза, например, при исследовании активности лактатдегидрогеназы крови.

Хранение сыворотки, как правило, сопровождается снижением активности ферментов. Для большинства из них активность не изменяется при комнатной температуре в течение 6-8 ч, около недели – при 40 ⁰С и на протяжении одного месяца – в замороженном состоянии. Следует учитывать, что многие антикоагулянты способны ингибировать (иногда, напротив, усиливать) деятельность ферментов. Известно, например, что оксалаты подавляют активность ЛДГ, в то время как салицилаты повышают активность аминотрансфераз.

Используемые в клинико-диагностических лабораториях методы определения активности ферментов могут быть разделены на две основные группы:

а) состоящие в определении  конечного продукта, образовавшегося  после известного периода инкубации  ферментного препарата (обычно сыворотки) с субстратом в соответствующем буфере;

б) методы, с помощью  которых в ходе ферментативной реакции  непрерывно или периодически определяют потребление субстрата, кофермента либо образование метаболита. Методы этой группы называются кинетическими, или методами непрерывной регистрации.

В зависимости от особенностей принципа исследования, положенного  в основу определения активности энзимов, способы их осуществления  подразделяются на несколько групп:

1. Без использования  НАД и НАД-Н2 (пиридинкоферментов).

Среди них различают колориметрические, титриметрические, газометрические, электрохимические, флюориметрические, изотопные, с использованием инфракрасной спектроскопии, электронного парамагнитного резонанса.

Наиболее распространены колориметрические каталитические методы (определение активности щелочной и кислой фосфатаз, липазы, холинэстеразы, лейцинаминопептидазы, гамма-глутамилтранспептидазы). В последнее время широко применяются методы исследования с использованием хромогенных субстратов (определение фибриногена и др.).

Флюориметрические методы обычно в 100-1000 раз чувствительнее колориметрических и поэтому прежде всего годятся для ультрамикроанализа ферментов в микроскопических биоптатах (кусках) ткани.

Из титриметрических методов известны способы определения активности липазы и холинэстеразы (с помощью pH-электрода).

Среди электрохимических  методов чрезвычайно распространены те, при которых продукт ферментативной активности непосредственно определяется стеклянным селективным электродом.

Таким способом можно  устанавливать активность холинэстеразы (с использованием селективного на ацетилхолин электрода), гуаназы (селективным на аммиак электродом), оксидазы (селективным на кислород электродом) и так далее.

2. Каталитические методы, базирующиеся на применении пиридинкоферментов (НАД, НАД-Н2).

Из этой rpуппы чаще всего используют методы, основывающиеся на оптическом тесте Варбурга. Сопряжение реакции образования коферментов с превращением формазана позволяет учитывать ход реакции в видимой области спектра. По такой технологии анализируется активность свыше 100 ферментов.

3. Некаталитические методы, позволяющие непосредственно определять  концентрацию фермента, независимо  от его каталитической активности. С помощью их выявляется содержание  многих апоферментов. Концентрацию энзимов устанавливают чаще всего иммунологическими методами (например, определение МВ-изофермента креатинкиназы).

Весьма перспективен способ аффинной хроматографии и  некоторые другие.

 Активность ферментов выражается количеством разрушенного субстрата или образованного в ходе реакции продукта (в моль, ммоль, мкмоль и т.д.) В пересчете на один литр сыворотки (плазмы) крови при температуре 37, 30, 25⁰С (SI) либо в международных единицах (Е/л, U Л), а также в кагалах (долях катала) на литр, например мккат/л (1 мккат = 60 U; 1 U = 16,67 • 10^-3 мккаг). Одна единица (U) какого-либо энзима – есть то его количество, которое катализирует трансформацию 1 мкмоль субстрата за 1 мин при определенных условиях.

 В настоящее время представляется актуальным исследование активности ферментов не только в плазме крови, но также в моче и других биологических жидкостях.

Определение активности аспартатаминотрансферазы (АсТ) и аланинаминотрансферазы (АлТ). При участии аминотрансфераз в организме человека осуществляются процессы межмолекулярного переноса аминогрупп с донорской гамма-аминокислоты на акцептор – альфакетокислоту без промежуточного образования аммония, то есть трансаминирование.

Трансаминирование играет ключевую роль в промежуточном обмене, так как обеспечивает синтез и разрушение отдельных аминокислот в организме. Три аминокислоты: глутаминовая, аспарагиновая и аланиновая – благодаря трансаминированию превращаются в соответствующие альфа-кетокислоты, являющиеся компонентами цикла трикарбоновых кислот. Окисляясь в нем, они служат источником энергии.

Практическое применение в медицине нашло определение активности аспартат- и аланинаминотрансферазы.

Простетической группой или коферментом обоих энзимов служит пиридоксальфосфат, осуществляющий перенос аминогруппы за счет способности образовывать пиридоксаминовые производные с аминокислотами. Оба фермента – аспартатаминотрнасфераза и аланинаминотрансфераза – широко распространены в тканях человеческого организма.

Аспартатаминотрансфераза – белок с молекулярной массой 110 000 Д. Наибольшее количество фермента аланинаминотрансферазы содержится в печени.

Аспартатаминотрансфераза представлена отдельными изоэнзимами, составляющими две основные формы фермента – митохондриальную и растворимую, содержащиеся как в митохондриях, так и в цитоплазме.