Презентация на тему Понятие о ферментах

катализируемых ферментами. Роль ферментов в жизнедеятельности всех живых организмов

огромна. И.П. Павлов писал: «Ферменты есть, так сказать, первый акт жизненной деятельности. Все химические процессы направляются в теле именно этими веществами, они есть возбудители всех химических превращений. Все эти вещества играют огромную роль, они обусловливают собою те процессы, благодаря которым проявляется жизнь, они и есть в полном смысле возбудители жизни».

энзимологией. Круг вопросов, изучаемых энзимологией, весьма разнообразен. Он включает

выделение и очистку ферментов с целью установления их состава и молекулярной структуры; изучение условий и скорости действия ферментов, а также влияния на них разнообразных физических и химических факторов.

живых клетках и способствуют превращению одних веществ (субстратов) в

другие (продукты).Ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ организма

ускоряющими реакции
2. По химическому строению ферменты являются белками
3. Ферменты

входят в состав конечных продуктов и выходят из реакции в неизменном виде, они не расходуются в процессе катализа.
4. Ферменты не могут возбудить реакций, противоречащим законам термодинамики, они ускоряют только те реакции, которые могут протекать и без них.

содержимое, в том числе и ферменты, высвобождаются в кровь.

Уровень активности ферментов в плазме коррелирует со степенью повреждения клеток.

клеток органа, содержащего фермент при воспалении (цитозольные ферменты)
2. Некроз

клеток органа, содержащего фермент (митохондриальные или ядерные ферменты)
3. Ускорение процессов синтеза фермента
4. Понижения скорости выведения фермента

фермент,
2. Недостаточность синтеза фермента
3. Увеличение скорости выведения фермента
4.

Торможение активности фермента

пораженного органа,
2. Распределения ферментов между тканями,
3. Локализации

ферментов во внутриклеточных органеллах.
 
 

лежит абсолютное отсутствие синтеза какого-либо фермента или выраженная его

функциональная недостаточность. Все ФП можно разделить на наследственные (НФП), генетически обусловленные, и приобретенные.

ферментов нарушается течение соответствующих биохимических реакций в организме и

развиваются болезни обмена веществ.
2. Приобретенные энзимопатии отмечаются после тяжелых, хронически протекающих заболеваний
 

за синтез фермента,
2. Результат ошибки в процессе образования

его молекулы. Ученым известно более полутора сотен таких НФП. Кроме этого, они могут быть обусловлены дефектами клеточных мембран или их рецепторов

существуют некоторые общие симптомы, по наличию которых у ребенка

можно заподозрить заболевание. К ним относятся
Отставание в умственном развитии,
Судороги, непроизвольные движения, отсутствие согласованности движений,
Периодически возникающие коматозные состояния,
Специфический запах тела и иногда мочи,
Аномалии развития скелета, катаракта и пр.
Многие НФП дают о себе знать почти сразу после рождения, (обычно на 2–3 сутки) и проявляются симптомами энцефалопатии (отказ от груди, остановка дыхания, судороги на фоне повышенного тонуса мышц или же сонливость, рвота на фоне резкого снижения мышечного тонуса и слабой выраженности рефлексов).

гомоцистинурия, гиперлизинемия, лейциноз, тирозиноз, фенилкетонурия, цистатионинурия, цистиноз);
2. Ферментопатии

обмена углеводов (Галактоземия, гликогенозы, Лактат-ацидоз,непереносимость фруктозы);
3. Ферментопатииобмена липвдов (Липидозы)— плазматические (наследственная гиперлипидемия, гиперхолестеринемия, недостаточность лецитин-холестеринацилтрансферазы) и клеточные (ганглиозидозы, муколипидозы, сфингомиелинозы, цереброзидозы);
4. Ферментопатииобмена пуринов и пиримидинов (Подагра,синдром Леша — Найхана, оротоваяацидурия);

(Порфирии) и билирубинового обмена;
7. Ферментопатии соединительной ткани (Марфана

синдром,Элерса — Данлоса синдром)',
8. Ферментопатии обмена металлов — Гепатоцеребральная дистрофия и болезнь Менкеса (обмен меди), Гемохроматоз (обмен железа), семейный периодический паралич (обмен калия);
9. Ферментопатии эритрона — гемолитические Анемии, недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и глютатионредуктазы в эритроцитах, анемия Фанкони (недостаточность супероксиддисмутазы);

при недостаточности аденозин-деаминазы, пурин-нуклеотид-фосфорилазы, септическийгранулематоз;
11. Ферментопатии транспортных систем

почек (Тубулопатии) — почечный канальцевый ацидоз, болезнь де Тони — Дебре — Фанкони, фосфат-диабет (см. Рахитоподобные болезни),
12. Ферментопатии желудочно-кишечного тракта — Мальабсорбции синдром при недостаточности дисахаридаз, патология кишечного транспорта глюкозы и галактозы, врожденная хлоридная диарея.

тяжелых, хронически протекающих заболеваний.

результатов биохимического исследования у больных с заболеваниями печени целесообразно

выделять лабораторные синдромы, каждый из которых соответствует определенным морфологическим и функциональным изменениям в органе:

1. Синдром цитолиза
2. Холестатический синдром (синдомхолестаза),
3. Синдром малой печеночно-клеточной недостаточности

Обычно в каждом конкретном случае заболевания имеет место сочетание нескольких биохимических синдромов.

целостности гепатоцитов. Морфологической основой этого синдрома являются дистрофия и

некроз гепатоцитов с повреждением и повышением проницаемости клеточных мембран.

Характеризуется повышением в плазме крови:

Активности индикаторных ферментов –
АсАТ (аспартатаминотрансферазы),
АлАТ (аланинаминотрансферазы),
ЛДГ (лактатдегидрогеназы)
и ее изоферментов – ЛДГ4 и ЛДГ3;

2. Специфических печеночных ферментов:
фруктозо-1-фосфатальдолазы,
сорбитдегидрогеназы,
В оценке степени выраженности патологического процесса основное значение придается активности АлАТ и АсАТ. Повышение их уровня в сыворотке крови менее чем в 5 раз по сравнению с верхней границей нормы рассматривается как умеренная, от 5 до 10 раз – как средняя степень и свыше 10 раз – как высокая степень выраженности.

нарушение экскреторной функции печени). Морфологической основой внутриклеточного холестаза являются

ультраструктурные изменения гепатоцита – гиперплазия гладкой цитоплазматической сети, изменения билиарного полюса гепатоцита, накопление компонентов желчи в гепатоците, которые нередко сочетаются с цитолизом гепатоцитов. При внутрипеченочномхолестазе выявляют накопление желчи в желчных ходах, а при внепеченочном – расширение междольковых желчных протоков.
Сопровождается повышением уровня в сыворотке крови:
1. ЩФ (щелочная фосфатаза),
2. ЛАП (лейцинаминопептидаза),
3. ГГТФ (гаммаглутаминтрансферраза)

субстратом синдрома являются выраженные дистрофические изменения гепатоцитов и/или значительное

уменьшение функционирующей паренхимы печени вследствие ее некротических изменений.
Проявляется уменьшением содержания в сыворотке крови холинэстеразы.

происходит благодаря тому, что в тонкий кишечник поступают ферменты

поджелудочной железы.
Более того, данный орган отвечает за обменные и преобразовательные процессы, контролирует уровень сахара в крови, выделяет гормональные соединения, участвующие в регулировании биохимических механизмов.
Ферментная часть секрета образуется в ацинарных клетках, а жидкая (водно-электролитная) – муцин и бикарбонаты – в эпителии протоков. С помощью панкреатических ферментов происходит расщепление пищевых веществ.

кислоты (ДНК и РНК), которые являются основой любой поступающей

пищи.
2. Протеазы:
Эластазы – предназначены для расщепления плотных белков и эластина;
Трипсин и химотрипсин – аналогичны желудочному пепсину, отвечают за переваривание пищевых белков;
Карбоксипептидаза – действует вместе с вышеуказанными типами протеазы, но имеет другие механизмы расщепления.
3. Амилаза – выделяется для коррекции углеводного обмена, переваривания гликогена и крахмала.
4. Стеапсин – расщепляет жировые соединения.
5. Липаза – воздействует на особый вид жиров (триглицериды), которые предварительно обработаны желчью, продуцируемой печенью в просвет кишечника.

наиболее часто встречающихся заболеваний поджелудочной железы – это панкреатит.

Данная патология является следствием преждевременной активации пищеварительных ферментов, вследствие чего они начинают разрушать не только пищу, но и орган, который их производит. Поджелудочная железа состоит из белков, поэтому протеазы ее уничтожают. При остром панкреатите это происходит быстро, поэтому без помощи врачей человек умирает. При хроническом панкреатите поджелудочная железа разрушается постепенно, на протяжении многих лет.

моче. Амилаза начинает повышаться в крови через 3 -

12 ч после начала заболевания, максимум в крови достигается через 20 - 30 ч, затем активность фермента начинает уменьшаться, через 3-4 дня уровень фермента в сыворотке нормализуется. В моче уровень амилазы повышается на 6 - 10 ч позднее, чем в сыворотке. Между степенью повышения амилазы и тяжестью панкреатита жесткой связи нет, тем не менее высокие цифры амилазы свидетельствуют о тяжелой форме заболевания.
2. Определение активности липазы. Примерно в 20% случаев острый панкреатит, особенно при гиперлипидемии, протекает без повышения активности амилазы в сыворотке, тогда как липаза у этих больных повышается.
3. Очень важно одновременно определять оба фермента. Наилучшим диагностическим показателем при остром панкреатите является. 5-10 кратное повышение активности липазы, гиперамилаземия и повышение клиренса амилаза/креатинин.

воспаление ткани поджелудочной железы, приводящее к фиброзу, потере экзокринной

ткани и, следовательно, к дисфункции железы. Основной причиной хронического панкреатита является алкоголизм.
Хронический панкреатит медленно, но неуклонно прогрессирует, при этом нарушается не только экзокринная, но и эндокринная функция поджелудочной железы, то есть развивается манифестный или субклинический сахарный диабет.
Диагностировать хронический панкреатит бывает достаточно трудно, поэтому возникает необходимость оценить экзокринную функцию поджелудочной железы.

как правило на субнормальном уровне. Исследование активности а-амилазы и

липазы дает патологические значения только при обострениях. Для оценки функции железы проводят нагрузочный тест со стимуляцией секреции секретином и панкреозимином. В доуденальном секрете определяют бикарбонаты, а-амилазу, липазу, трипсин и химотрипсин. Уменьшение бикарбонатов и ферментов указывает на нарушение функции поджелудочной железы.

определение его активности может дать ценную информацию об зкзокринной

функции органа. Исследуют активность трипсина в крови. Определение проводят с использованием меченых специфических антител. Об обострении хронического панкреатита свидетельствует повышение в крови трипсина
3. Активность химотрипсина и эластазы исследуют в кале, эти тесты применяют для оценки зкзокринной функции поджелудочной железы и при дифференциальной диагностике хронического панкреатита с синдромом мальабсорбции.

злокачественная опухоль, которая развивается из эпителия выводных протоков и

ацинарных клеток. Эта опухоль составляет 3 - 4 \% от всех злокачественных опухолей. О малигнизации поджелудочной железы говорит потеря веса, сильные боли в эпигастральной области и желтуха. Диагноз затруднен.
Энзимодиагностика
1. Активность амилазы и липазы в сыворотке как правило не меняются
2. Секретин/панкреозиминовый тест указывает на нарушение функции, но не на характер заболевания.
3. На рак поджелудочной железы может указать повышение активности в сыворотке ГГТ, особенно, если активность фермента увеличивается на фоне нормальных значений активности АсАТ и АлАТ и незначительного повышения ЛДГ и снижения активности холинэстеразы.

ишемической болезни сердца, протекающая с развитием ишемического некрозаучастка миокарда,

обусловленного абсолютной или относительной недостаточностью его кровоснабжения.

вначале (через 2 ч) отмечают повышение активности КК, однако

фермент быстро удаляется из кровотока. Обнаружение повышенной активности КК в плазме крови - основной энзимодиагностический критерий инфаркта миокарда. Если у пациента с загрудинными болями не обнаружено изменения в активности КК, диагноз инфаркта миокарда маловероятен.
2. Дополнительным подтверждением диагноза инфаркта миокарда служит обнаружение активностей ферментов ACT в крови больных. При инфаркте миокарда активность ACT повышается через 4-6 ч; максимум активности наблюдают в течение 2-3 дней.
3. Уровень ЛДГ также увеличивается в плазме крови через несколько часов после закупорки кровеносного сосуда; максимум активности наблюдают на 3-4-й день, затей наступает постепенная нормализация активности. Уровень повышения активности ЛДГ коррелирует с размерами повреждения сердечной мышцы.

мышц

костей, суставов, мышц представляют коллагенозы – группа болезней с

иммуновоспалительным поражением соединительной ткани. Выделяют следующие коллагенозы: системную красную волчанку, системную склеродермию, узелковый периартериит, дерматомиозит и очень близкие к ним по своему механизму развития ревматизм и ревматоидный артрит.
Энзимодиагностика коллагенозов. Особенно резко увеличивается концентрация гексоз при максимальной активности воспалительного процесса.
 

скелета, характеризующееся снижением количества костной массы в единице объема

кости, нарушением микроскопической структуры кости с последующим повышением ее хрупкости и увеличением риска переломов.
Энзимодиагностика остеопороза.
Тартрат-резистентная кислая фосфатаза (ТРКФ)
Костная фракция кислой фосфатазы
Кислые фосфатазы — это группа лизосомальных ферментов, способных гидролизовать фосфорные моноэфиры в кислой среде. Они присутствуют, главным образом, в костной ткани. Уровень КФ достоверно повышается при различных метаболических остеопатиях, сопровождающихся высокой скоростью костного обмена, при усиленной костной резорбции.

в мышце, повышается уровень креатинфосфокиназы и мышца теряет способность

связывать и удерживать креатин, уменьшается содержание АТФ, что ведет к атрофии мышечных волокон. Признана теория «дефектных мембран», через которые мышечные волокна теряют ферменты, аминокислоты. Нарушение биохимических процессов в мышцах приводит в конечном итоге к повреждению и гибели мышечных волокон.
Энзимодиагностика миопатий
1. Из биохимических исследований наиболее информативно определение активности КФК.
2. При миопатий может повышаться активность и других мышечных ферментов (ЛДГ, АсАТ, АлАТ)
 

соответствующих аминокислот на a‑кетокислоты (2‑оксокислоты) с образованием новых кето-

и аминокислот без образования свободного аммиака, в качестве кофермента используется витамин В6 (пиридоксин).
Эти ферменты играют центральную роль в обмене белков, осуществляя окислительное дезаминирование аминокислот опосредованно через глутаминовую кислоту. Образующаяся глутаминовая кислота дезаминируется глутаматдегидрогеназой с освобождением свободного аммиака и 2‑оксоглутаровой кислоты.
В организме человека наибольшее значение имеют две аминотрансферазы: аспартатаминотрансфераза (АСТ или АсАТ) (L‑аспартат:2‑оксоглутарат-амино­трансфераза) и аланинаминотрансфераза (АЛТ или АлАТ), (L‑аланин:2‑оксоглутарат-аминотрансфераза).

продромальном периоде болезни Боткина и у больных с безжелтушной

формой гепатита активность АЛТ достоверно возрастает.
Менее высокое увеличение активности отмечено при циррозе печени, травме скелетных мышц, миозите, миопатиях, тепловом ударе, миокардите, некоторых опухолях печени, гемолитических болезнях.

(КФК, креатинкиназа, АТФ: креатин‑фосфотрансфераза), магнийзависимый фермент, содержится исключительно в

цитоплазме и митохондриях миокарда, скелетной мускулатуры и ткани мозга
Высокая активность фермента обнаружена в мышечной и нервной ткани, в которых значительная часть энергии переносится между клеточными компартментами в виде креатинфосфата. Среди различных типов мышечной ткани активность КФК распределяется следующим образом:

поперечно‑полосатые мышцы > сердечные мышцы >мышцы беременной матки > мышцы матки > гладкие мышцы.
 

НАД‑оксидоредуктаза) является гликолитическим ферментом
По степени убывания общей каталитической

активности энзима все органы и ткани располагаются в следующем порядке: почки, сердце, скелетные мышцы, поджелудочная железа, селезенка, печень, легкие, сыворотка крови.

миокарда и мозговой ткани основным изоэнзимом является ЛДГ‑1
Для эритроцитов,

тромбоцитов, почечной ткани — ЛДГ‑1 и ЛДГ‑2
В легких, селезенке, щитовидной и поджелудочной железах, надпочечниках, лимфоцитах преобладает ЛДГ‑3
ЛДГ‑4 находится во всех тканях с ЛДГ‑3, а также в гранулоцитах и мужских половых клетках, в последних дополнительно обнаруживается ЛДГ‑5
В скелетных мышцах изоферментная активность располагается в порядке убывания в ряду: ЛДГ‑5, ЛДГ‑4, ЛДГ‑3
Для печени наиболее характерен изофермент ЛДГ‑5, выявляется также ЛДГ‑4
В сыворотке активность изоферментов распределяется следующим образом: ЛДГ‑2 > ЛДГ‑1 > ЛДГ‑3 > ЛДГ‑4 > ЛДГ‑5.

класса гидролаз, расщепляющие различные эфиры холина с образованием холина

и соответствующих кислот. В крови человека различают два типа фермента: "истинную" или ацетилхолинэстеразу (ацетилгидролаза ацетилхолина, АХЭ) и "ложную" холинэстеразу (ацилгидролазаацилхолина, ХЭ). Ферменты различаются по свойствам, локализации, субстратной специфичности.

достаточно высока в нервной и мышечной ткани. Для сыворотки,

печени, поджелудочной железы характерен второй тип холинэстеразы. Ацетилхолинэстераза обладает абсолютной субстратной специфичностью — ее субстратом является только ацетилхолин, в то же время холинэстеразе свойственна абсолютная групповая субстратная специфичность — она расщепляет, кроме ацетилхолина, такие субстраты как бензоилхолин, сукцинилхолин, бутирилхолин и другие эфиры холина.
Холинэстераза синтезируется в печени, представляет собой высокомолекулярный белок, связанный с альбуминовой фракцией, ее уровень в сыворотке коррелирует с содержанием альбуминов.

γ‑глутамилтранспептидаза (γ‑ГТП, γ‑глутамилтрансфераза) катализирует реакцию переноса γ‑глутамильного остатка какого‑либо

олигопептида на акцепторную аминокислоту, другой пептид или воду (гидролиз).
Самая высокаяактивность фермента обнаружена в почках и поджелудочной железе, значительно меньшая активность выявлена в печени, селезенке, мозге.В скелетных мышцах, сердце, легких активность γ‑ГТП почти равна нулю.
Изменение активности фермента характеризует состояние мембран клеток с высокой секреторной, экскреторной и адсорбционной активностью (эпителий желчных путей, печеночных канальцев и проксимального отдела нефрона; ворсинки тонкого кишечника; панкреатическая экзокринная ткань и выводные протоки pancreas).

0,02‑0,05 МЕ
Катализирует гидролиз органических эфиров фосфорной кислоты (фосфоэтаноламин, пирофосфаты,

пиридоксаль‑5‑фосфат, β‑глицерофосфат). Наиболее высокая удельная активность обнаружена в эпителии тонкого кишечника, канальцев почек, предстательной и молочной желез, в остеобластах, плаценте. В печени ЩФ локализована в клетках эндотелия портальной и центральной вен как в синусоидах, так и в желчных канальцах.
При электрофорезе в агаровом геле выделено 5 изоферментов: почечный, костный, кишечный, плацентарный, холестатический.
 

2,5‑11,7 МЕ
Катализирует гидролиз органических эфиров фосфорной кислоты, содержится почти

во всех органах и тканях человека, особенно богаты кислой фосфатазой предстательная железа, клетки крови (эритроциты, лейкоциты и тромбоциты), селезенка, печень, почки, кости, фермент обнаружен также в женском молоке. В предстательной железе активность фермента 100 раз выше, чем в других тканях. Фермент представляет собой смесь трех основных разновидностей ферментов, обозначаемых римскими цифрами II, III, IV.