В медицинской энзимологии выделяют 3 раздела: энзимопатологию, энзимодиагностику и энзимотерапию.
Энзимопатологияизучает заболевания, в основе которых лежат нарушения функционирования ферментов в клетке. Различают первичные энзимопатии (наследственные, например,фенилкетонурия) и вторичные (приобретенные – гастрит, панкреатит). При этом клинические проявления болезни могут быть связаны с нарушением образования конечных продуктов и с накоплением субстратов-предшественников.
Энзимодиагностиказаключается в постановке диагноза на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях(плазме крови, моче). Ферменты плазмы крови можно разделить на 2 группы: функциональные и нефункциональные. Первые активно секретируются в плазму определенными органами и выполняют там определенные функции (например, ферменты свертывающей системы), патология этих ферментов приводит к развитию заболеваний. Ко второй группе относят большое количество ферментов, высвобождающихся из клеток при некрозе (в связи с нарушением целостности клеток) и воспалении (в связи с нарушением проницаемости мембраны). Обычно эти ферменты выполняют свои функции внутри клетки, у здорового человека активность их в плазме низкая и достаточно постоянная. Повышение активности в крови нефункциональных ферментов используют для диагностики заболеваний сердца, печени, поджелудочной железы и др. При этом более информативными для диагностики являются тканеспецифические ферменты. Для печени это ЛДГ5, для сердечной мышцы – креатинкиназа, ЛДГ1; для поджелудочной железы – амилаза и липаза. При этом уровень активности ферментов в крови коррелирует со степенью повреждения клеток.
Энзимотерапия. Ферменты как лекарства применяют для заместительной терапии в случае их недостаточности, например при недостаточности ферментов желудочно-кишечного тракта используют пищеварительные ферменты: фестал, мезим, креон и др. Ферменты также используют в комплексной терапии в сочетании с другими препаратами. Например, протеолитические ферменты (трипсин и др.) используют для очистки гнойных ран, для удаления вязких секретов при заболеваниях дыхательных путей.
Перспективны иммобилизованные ферменты, которые более стабильны, обладают более длительным действием, меньшей аллергенностью. Чаще всего растворимые иммобилизованные ферменты получают путем ассоциации с декстраном. Другой подход – микрокапсулирование и включение в липосомы. В этом случае ферменты защищены от действия протеаз. Кроме ферментов в терапии применяют коферменты. Например: коэнзим А–при мышечной дистрофии, пиридоксальфосфат – при судорожных состояниях из-за недостатка тормозных медиаторов, тиаминпирофосфат (кокарбоксилаза) – при недостаточности коронарного кровообращения.
Очень широко в медицинской практике в качестве лекарств применяют ингибиторы ферментов. Ингибиторы синтеза холестерина – для лечения атеросклероза, ингибиторы пептидаз – для лечения панкреатита, эмфиземы легких; аллопуринол – ингибитор ксантиноксидазы для лечения подагры.
Стандартизация и контроль качества ферментов как лекарств оценивают по их каталитической активности. Это связано с тем, что фармакологический эффект обусловлен именно биологической активностью препарата, а не обязательно его концентрацией. Для аналитических целей применяют ферментные электроды. Это комбинация электрохимических датчиков и иммобилизованных ферментов. Для контроля содержания пенициллина в средах применяют электрод с ферментом пенициллазой. Аналогичные ферментные электроды применяют для определения мочевины, аминокислот.
