Навчально-методичний посібник для студентів 2 курсу медичних та 3 курсу фармацевтичних факультетів

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ім'я файлу: Enzimologiya (1).doc
Розширення: doc
Розмір: 622кб.
Дата: 06.11.2021
скачати
Пов'язані файли:
olimpiada-10-klas (1).docx
Тема 5.docx
Гендерна соціалізація дітей дошкільного віку. Никифорова.docx
10 клас.docx
Л3_Максвелл.ppt
1.docx
2.docx
3.docx
5.docx
6.docx
7.docx
8.docx
Титулка. зміст.docx
15.doc
Макаренков Дмитро.docx
Вступ.docx
Приклад РЗ СТВСЛГВ 2022 (2).docx
32510-2021_kursova_r_1664639808.docx
Бікбасаров Микола ГРС-21 - Підготувати доповіді та презентації з
Задачі_на_майновий_податок_на_нерухомість.docx

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА БІОЛОГІЧНОЇ ХІМІЇ

МЕДИЧНА ЕНЗИМОЛОГІЯ
(навчально-методичний посібник для студентів

2 курсу медичних та 3 курсу фармацевтичних факультетів)

Запоріжжя, 2016
УДК 577.1(075)

ББК 28.902я73

М 46
Рецензенти:

Коваленко Сергій Іванович – завідуючий кафедри органічної та біоорганічної хімії, д.фарм.н., професор
Кущ Оксана Георгіївна – завідуюча кафедри фізіології. д.б.н., професор

Укладачі:

д.х.н., проф. Александрова Катерина Вячеславовна

д.б.н., доц.. Швець Володимир Миколайович

к.б.н., доц.. Макоїд Ольга Борисівна

к.фарм.н., ас. Дячков Михайло Вікторович

Медична ензимологія : навч.-метод. посіб. для студентів 2 курсу мед. та 3 курсу фармац. ф-тів) / уклад. : К. В. Александрова, В. М. Швець, О. Б. Макоїд, М. В. Дячков. – Запоріжжя : ЗДМУ, 2016. – 101 с.

Затверджено на засіданні Центральної методичної Ради ЗДМУ

(протокол №____ від ______________2016 р.) та рекомендовано для використання у навчальному процесі

©Александрова К. В, Швець В. М., Макоїд О. Б., Дячков М. В., 2016

©Запорізький державний медичний університет, 2016
ПЕРЕДМОВА
Ферменти є регуляторами швидкості хімічних реакцій, суворо контролюючи процеси катаболізму й анаболізму індивідуальних хімічних компонентів клітини і всього організму в цілому. Завдяки цій властивості ферментів живі системи зберігають постійність внутрішнього середовища (гомеостаз); коли ми вживаємо слово фермент ми в першу чергу маємо на увазі високу ефективність, економічність, раціональність і дуже точні результати в мікропросторі клітини, а також відсутність побічних продуктів реакції.

Володіючи високою специфічністю дії, ферменти застосовуються в якості найтонших і виборчих інструментів в направленому впливі на перебіг та корекцію будь-якої біопатології. Про ступінь ураження органів, біомембран клітин і субклітинних структур, про тяжкість патологічного процесу можна судити по появі (або різкого підвищення рівня) ферментів у біологічних рідинах.

Наукова практика має переконливі докази, що сучасна біологія і медицина розмовляють мовою ензимології і що можливості застосування ферментів в медицині теоретично безмежні. Зокрема, чітко визначилися три основних напрямки досліджень в галузі медичної ензимології: ензімопатологія, ензімодіагностіка і ензимотерапія. За цими проблемам скликаються національні та міжнародні конференції, симпозіуми і конгреси, видаються наукові журнали

Варто відзначити, що в кожній із вище зазначених областей медичної ензимології є не тільки власні цілі і конкретні завдання, а й особливі методологічні підходи та методичні прийоми.

Матеріал навчально-методичного посібника містить додаткову інформацію з медичної ензимології, формує загальні уявлення про нормальні та патологічні процеси, які відбуваються в живому організмі, уявлення про можливу фармакологічну корекцію та діагностику патологічних процесів. Він може використовуватись для самостійної підготовки до занять студентами медичних та фармацевтичних факультетів.
Ферменти (ензими) (від лат. fermentum – закваска)– це високомолекулярні органічні сполуки білкової природи, які виконують в організмі роль біологічних каталізаторів. Ферменти беруть участь у травленні та засвоєнні поживних речовин, побудові структурних та функціональних компонентів тканин і рідин організму, рості та відтворенні, згортанні крові й багатьох інших біологічних процесах. Ензими розташовані переважно всередині клітин, за винятком травних і тих, які виконують специфічні функції у крові та інших біологічних рідинах.

Медична ензимологія включає 3 основні розділи: ензимопатологія – розділ що вивчає патогенез різних хвороб на молекулярному рівні; ензимоодіагностика – розділ що вивчає ранню діагностику захворювань; ензимотерапія – розділ що вивчає використання ферментів з лікувальною метою.
І. Ензимопатології

Ензимопатії – це дезорганізація ферментної системи, що виникає при різних патологіях організму. Ензимопатія поділяється на первинну і вторинну.

Первинна (спадкова) є наслідком спадкової відсутності, дефіциту чи аномалії ензимопатія і проявляється різними хворобами обміну речовин. Спадкова ферментопатія виникає в результаті змін у генетичному коді при синтезі ферментів і є наслідком мутацій. При ензимопатії активність ензимів може бути відсутня, знижена або підвищена. Інколи виявляються патологічні ферменти, активність яких у здоровому організмі не спостерігається.

Первинна ензимопатія, залежно від величини порушень, може проявлятися клінічними симптомами або бути безсимптомною. Безсимптомна не виявляється клінічно, а лише за допомогою лабораторних досліджень. Прикладом безсимптомної ензимопатії може бути доброякісна фруктозурія, ниркова глюкозурія, пентозурія, аміноацидурія, копропорфірія. Клінічна ензимопатія протікає із типовими симптомами.

Вторинна (набута) ензимопатія розвивається внаслідок дії на організм різних патологічних факторів (бактерій, вірусів, грибів, отрут та ін.), які викликають розлад ферментативних систем, змінюють обмінні процеси і спричиняють захворювання. Отрути, що надходять в організм, або ендотоксини, що утворюються в ньому при різних патологічних станах, спричиняють ферментативну дезорганізацію. Так, аміак, який накопичується в організмі тварин при патології печінки, гальмує активність ферментів, що беруть участь у циклі трикарбонових кислот, разом з іншими ендотоксинами викликає деструкцію клітин життєво важливих систем і розвиток вторинної ферментопатії. Ціаніди блокують ферменти тканинного дихання, фосфорноорганічні сполуки пригнічують дію холінестерази та інших ферментів, які беруть участь в обмінних процесах. Набута ферментопатія виникає при ендокринних і алергічних хворобах, гіповітамінозах, дефіциті мінеральних речовин та незамінних амінокислот, порушенні кислотно-основного співвідношення в організмі. При цукровому діабеті виникає цілий ряд різновидів ферментопатії, що характеризуються блокуванням ферментів, які стимулюють окиснення глюкози, проте активуються ферменти, які беруть участь у глюконеогенезі, ліполізі, розпаді структурних білків.

Розвиток алергічної реакції в організмі спричиняє ферментопатію, що призводить до порушення обміну речовин та руйнування клітин.

Вітаміни, мінеральні речовини та амінокислоти беруть участь у синтезі і є структурною часткою ферментів, тому їх дефіцит часто призводить до розвитку набутої ферментопатії. Так, недостатнє надходження в організм вітамінів А, Е та селену веде до накопичення продуктів перекисного окиснення ліпідів, які інактивують ферменти, у тому числі дихальні. Виникає гіпоксія, порушується обмін речовин, а це сприяє відкладенню жирів у цитоплазмі та деструкції клітин. Вітаміни групи В є структурною одиницею багатьох ферментних систем. Наприклад, дефіцит вітаміну В₂ негативно впливає на трофічні функції флавінових ферментів, що спричинює порушення обміну вуглеводів, амінокислот, жирних кислот, призводить до розвитку шкірної патології, затримки росту і загибелі.

Магній входить до складу фосфотрансфераз. Він є незамінним для функціонування дихальних ферментів, а також ферментних систем, що забезпечують обмін нуклеїнових кислот. Дефіцит Mg⁺⁺ зумовлює порушення функції ферментів пентозного циклу, коферменту А і ряду ензимів циклу трикарбонових кислот.

Мідь виступає в якості активатора та складової частини активного центру ферментів (галактозоксидази, оксигеназ, гідроксилаз, оксидаз). При дефіциті мідевмісного ферменту тирозинази блокується утворення пігменту меланіну і розвивається альбінізм.

Цинк необхідний для функціонування більш ніж 70 ферментів, зокрема дипептидази, лужної фосфатази, карбоангідрази, лактатдегідрогенази, глутаматдегідрогенази. Кобальт виступає в ролі як активатора, так і інгібітора ряду ферментів. Марганець бере участь у ферментативних процесах, входить до складу металозалежних ферментів, регулює деякі реакції у циклі трикарбонових кислот.

Різного характеру патологічні ураження життєво важливих органів та систем є основною причиною набутої ферментопатії. У печінці, серці, мозку та інших органах утворюються та беруть участь у різних обмінних процесах багато ферментів, тому їх ураження завжди спричиняє ферментопатію. Синтез і функціонування ферментів відбувається лише при достатньому надходженні їх складових (амінокислоти, мінеральні речовини, вітаміни), у збалансованому кислотно-лужному середовищі та нормальній температурі тіла.
1.1. Порушення обміну глікогену.

Основною характерною особливістю глікогенозів є порушення якої-небудь ензимної ланки у складному ланцюзі процесів, які пов’язані з синтезом та розпадом глікогену. Результатом цього порушення стає накопичення великої кількості нормального й аномального за структурою глікогену в різних органах і, в першу чергу, – в печінці, нирках, м’язах.

Клінічно одна з цих форм вперше була описана французьким педіатром Lereboullet (1910) але більш повні паталого-анатомічні дані надав Cierke (1929), в яких він підкреслив головну патоморфологічну особливість – надмірне накопичення в печінці глікогену. Далі стало відомо, що при окремих формах глікогенозу існують різні вроджені дефекти ензимів. На основі цього глікогенози, відомі на той час, було поділено на 6 груп (форм) (табл.1). Пізніше було виявлено ще 3 інші форми. Клінічно деякі форми глікогенозів відрізняти важко.

Табл.1. Різні форми глікогенозів (по Cori та Recant).

Тип глікогенозу	Вражені органи й тканини	Гіпо-, гіперглі-кемія, кетоз	Адренолі-нова, відповідно глюка-гонова гіперглікемія	Структура глікогену	Відсутній ензим
І Гепаторенальний (Cirke)	Печінка, нирки	Виражені	Відсутня, або слабо виражена	Нормальна	Глюкозо-6-фосфатаза
ІІ Генералізований (Pompe)	Усі органи: серце, язик, мозок та ін.	Відсутні	Нормальна	Нормальна	α-1,4-глікозідаза (лізосомна мальтаза)
ІІІ Печінково-м’язовий доброякісний (лімітдекстриноз Cori)	Печінка, серце, м’язи, лейкоцити	Помірні	Слабо виражена	Ненормальна (ліміт-декстринова)	Аміло-1,6-глюкозозідаза
ІV Печінково-цирротичний ендотеліальний (амілопектиноз Andersen)	Печінка, РЕС, селезінка, лімфатичні вузли, брюшина	Відсутні	Слабо виражена	Ненормальна (подібна аміло-пектину)	Аміло-(1,4-1,6)-транс-глюкозідаза ("бран"-ензим)
V М’язовий (Mac Azdle)	М’язи	Відсутні	Нормальна	Нормальна	М’язова фосфорілаза
VI Печінковий (Hers)	Печінка	Помірні (кетоз відсутній)	Нормальна	Нормальна	Печінкова фосфорілаза

Також виділяють аглікогеноз (Глікогеноз 0 типу). Спадкове захворювання, викликане відсутністю ферменту, відповідального за синтез глікогену, а саме уридин-дифосфат-глюкозо-глікогентрансферази або глікогенсинтетази. Це захворювання описано в 1363 р. Lewis і потім в 1964 р. Speneer-Peet у кількох дітей обох статей в одній і тій же родині, у двох з яких спостерігалася розумова відсталість. При цьому захворюванні у печінці повністю відсутній глікоген, зазначається повний дефіцит глікогенсинтетази при нормальній активності інших ферментів, що беруть участь в обміні глікогену, різка гіпоглікемія (вміст глюкози крові дорівнює 7-12 мг%).

Серед хвороб, пов’язаних з порушенням обміну вуглеводів, слід відзначити такі, що супроводжуються відставанням швидкості аеробного окислення пірувату від гліколізу. Відомо, що при пухлинних захворюваннях швидкість гліколізу в клітинах перевищує можливість циклу трикарбонових кислот, що призводить до локального підвищення кислотності в пухлинних тканинах. Цю особливість метаболізму вуглеводів пропонується використовувати в терапії деяких форм пухлин.
1.2.Порушення обміну деяких моносахаридів.

Причинами таких порушень є ензимопатії, які пов’язані з генетичними дефектами синтезу ферментів, що беруть участь у метаболізмі моносахаридів. Серед таких порушень зустрічаються:

Непереносимість фруктози. При цьому захворюванні молекулярною основою є природжена недостатність ферменту фруктозо-1-фосфатальдолази. Це спричиняє накопичення у тканинах фруктозо-1-фосфату. Цей ефір фруктози є інгібітором деяких ферментів обміну вуглеводів (наприклад, фосфорилази глікогену). Ця патологія проявляється фруктоземією, фруктозурією та важкою гіпоглікемією. Особливо яскраво такі стани спостерігаються при споживанні продуктів, що містять фруктозу;

Фруктоземія – порушення обміну фруктози. Причина – недостатність ферменту фруктокінази. При цьому спостерігається порушення утилізації фруктози на клітинному рівні, але без суттєвих клінічних проявів;

Галактоземія – це наслідок спадкового дефекту ферменту галактозо-1-фосфат-уридилтрансферази. Проявляється неспроможністю біохімічних систем організму перетворювати галактозу в глюкозу. Патологія виявляється в ранньому дитячому віці, відразу після народження і після першого годування молоком матері. В крові та внутрішніх органах дитини з таким дефектом накопичується галактоза та її ефір – галактозо-1-фосфат. Чим раніше діагностується порушення обміну галактози і чим раніше дитина починає отримувати дієтичне харчування (без галактози), тим менші наслідки хвороби спостерігатимуться надалі. Якщо у дитини з запізненням установили причину хвороби, пов’язану з порушенням обміну галактози, то у неї дуже рано розвивається катаракта, уражається ЦНС, що призводить до зниження інтелекту.

1.3. Порушення обміну фосфоліпідів

Фосфоліпіди в організмі представлені в основному лецитином, кефаліном і сфінгоміеліном. Фосфоліпіди завжди містять одну або кілька молекул жирних кислот, один залишок фосфорної кислоти і, крім того, включають азотисті основи. Можливі невеликі варіації хімічної структури фосфоліпідів, але їх фізичні властивості подібні, тому всі вони розчиняються в ліпідах, транспортуються у вигляді ліпопротеїнів і повсюдно використовуються в організмі для пластичних функцій, утворюючи, наприклад, зовнішні та внутрішньоклітинні мембрани.

Фосфоліпіди синтезуються практично у всіх клітинах тіла, хоча деякі клітини мають особливі можливості для утворення їх у величезних кількостях. Майже 90% фосфоліпідів синтезується в печінці, істотні кількості цих речовин утворюються в епітеліоцитах кишковника під час всмоктування жирів з кишки. Швидкість утворення фосфоліпідів у ряді випадків визначається звичайними факторами, які в цілому здійснюють контроль за швидкістю метаболізму жирів, тому, коли тригліцериди депонуються в печінці, швидкість утворення фосфоліпідів збільшується. Для утворення деяких фосфоліпідів необхідні специфічні речовини. Наприклад, холін, необхідний для утворення лецитину, або інозитол, необхідний для утворення кефалінів.

Причинами порушень обміну фосфоліпідів є ензимопатії, які пов’язані з генетичними дефектами синтезу ферментів, що беруть участь у їх метаболізмі Серед таких порушень зустрічаються:

Хвороба Німана-Піка виникає при генетичному дефекті сфінгомієлінази, що спричиняє накопичення сфінгомієліну у нервовій тканини.

Хвороба Фабрі – це сфінголіпідоз, який обумовлений дефіцитом α-галактозідази А, що призводить до порушень швидкого відщеплення α -галактози від усіх молекул цераміду. При цьому у хворого розвиваються акропарестезіі, ангіокератоми, помутніння рогівки, різні рецидивуючі епізоди різкого підвищення температури тіла вже до фебрильних цифр, розвивається серцева та ниркова недостатність. Хвороба передається рецессивно, зчеплена з Х-хромосомою.

Хвороба Гоше обумовлена генетичним дефектом β-глюкоцереброзидази, яка здійснює гідроліз надлишкового глюцереброзиду, утворючи глюкозу і керамид у лізосомах нейронів Ця хвороба асоціюється з накопиченням глюкоцереброзиду у нервовій тканини.

Метахроматична лейкодистрофія (хвороба Шольтса-Грінфілда) - аутосомно-рецесивна патологія обміну мієліну, що характеризується накопиченням галактозілсульфатиду (цереброзидсульфатиду) в центральній і периферичній нервововій системі. Описано кілька варіантів метахроматичної лейкодистрофії, об'єднаних порушенням функції одного ферменту - сульфатази, під дією якого відщеплюється сульфатна група від сульфатидів.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

скачати