Основные направления медицинской энзимологии.
Энзимология – это раздел биохимии, изучающий ферменты и катализируемые ими реакции. Медицинская энзимология – это раздел биохимии, изучающий применение ферментов в медицине. В области медицинской энзимологии выделяют три основных направления исследований: энзимопатология, энзимодиагностика и энзимотерапия.
Энзимопатология – это частная медицинская энзимология, которая изучает молекулярные основы развития патологического процесса, вызванного нарушением механизмов регуляции активности или синтеза ферментов.
Энзимопатии – это группа заболеваний, которые вызваны различными дефектами ферментов. Энзимопатий делятся на: наследственные (первичные) и приобретенные (вторичные). Приобретенные энзимопатии делятся на алиментарные, токсические и вызванные различными патологическими состояниями организма, например нарушениями КОС, повышением температуры тела и т.д. Приобретенные энзимопатии, по-видимому, наблюдаются при всех болезнях.
Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания или синдрома на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека.
Принципы энзимодиагностики основаны на следующих позициях:
1. При повреждении клеток в биологических жидкостях увеличивается концентрация внутриклеточных ферментов поврежденных клеток;
2. Количество высвобождаемого фермента достаточно для его обнаружения;
|
|
|
3. При повреждении клеток активность ферментов в биологических жидкостях стабильна в течение длительного времени и отличается от нормальных значений;
4. Ряд ферментов являются органо- и органелоспецифичными.
Направления энзимодиагностики:
I) Определение активности органо-, органеллоспецифических ферментов
И их изоферментов.
Энзимотерапия – применение ферментов животного, бактериального или растительного происхождения и регуляторов активности ферментов с лечебной целью.
Внедрению ферментных препаратов в современную клиническую практику способствовало развитие технологий получения обогащенных ферментами препаратов и очищенных ферментов.
I). Лекарственные препараты на основе ферментов. В качестве лекарственных препаратов наиболее широко используются протеолитические ферменты.
1). Протеолитические ферменты применяются при нарушении пищеварения. Например:
а). Экстракты слизистой оболочки желудка, основным действующим веществом которых является пепсин. Это препараты абомин и ацидинпепсин, их в основном используют для коррекции секреторной дисфункции желудка.
б). Панкреатические энзимы, представленные амилазой, липазой, трипсином и химотрипсином. Это препараты панкреатин, мезим-форте, панцитрат, креон, их используются для коррекции нарушений процесса пищеварения, а также для регуляции функций поджелудочной железы.
|
|
|
в). Комбинированные ферменты, содержащие панкреатин в комбинации с компонентами желчи, гемицеллюлозой. Это препараты дигестал, фестал, панзинорм-форте, энзистал. Их назначают при недостаточной внешнесекреторной функции поджелудочной железы, в сочетании с патологией печени, желчевыводящей системы, при нарушении жевательной функции, малоподвижном образе жизни, кратковременных погрешностях в еде.
г). Растительные энзимы, представленные папаином, грибковой амилазой, протеазой, липазой и др. ферментами. Препараты пепфиз и ораза. Папаин и протеазы гидролизируют белки, грибковая амилаза - углеводы, липаза - жиры.
д). Дисахаридазы. Например, тилактаза - пищеварительный фермент представляющий собой лактазу, которая находится в щеточной кайме слизистой оболочки тощей кишки и проксимального отдела подвздошной кишки. Расщепляет лактозу на простые сахара.
е). Комбинированные ферменты, содержащие панкреатин в сочетании с растительными энзимами, витаминами. Препарат Вобэнзим, мы рассмотрим его ниже в системной терапии.
|
|
|
2). Протеолитические препараты применяют при первичной обработке ран: гидролизуя белки разрушенных тканей, ферменты способствуют очищению раны и уменьшению воспалительных явлений.Например, коллагеназа вызывает деструкцию коллагена при этом жизнеспособные мышцы, грануляционная ткань и эпителий остаются интактными. При гнойных ранах способствует быстрому очищению от нежизнеспособных тканей и экссудата, более раннему появлению грануляционной ткани и эпителизации. Предупреждает развитие грубых (типа келоидных) рубцов, способствует сохранению функции суставов.
3). Гиалуронидазы – (лидаза, ронидаза) – ферменты, специфическим субстратом которых является гиалуронованная кислота, основа межклеточного матрикса соединительной ткани. Показателями к их применению являются рубцы после ожогов и операций, гематомы, контрактуры суставов и т.д. Лечебный эффект проявляется размягчением рубцов, рассасыванием гематом, появлением подвижности в суставах.
4). Протеолитические ферменты стрептокиназу, урокиназу применяют для предотвращения и лечения тромбозов, эмболии, инфаркта миокарда, закупорки сосудов сетчатки глаза. Стрептокиназа и урокиназа способствует превращению плазминогена в плазмин, который лизирует тромб.
|
|
|
5). Нуклеазы (ДНК-аза, РНК-аза) используют при лечении некоторых вирусных заболеваний (герпес, аденовирусный конъюктивит, вирусный менингит, ОРВИ и др.). Фермент разрушает ДНК вируса, не повреждая вместе с тем ДНК клеток макроорганизма. α-ДНКаза в препарате пульмозим используется как муколитик, она расщепляет внеклеточную ДНК, содержащуюся в большом количестве в вязком бронхиальном секрете.
6). Бактериолитические ферменты. Препарат «лизоамидаза» содержит комплекс ферментов: мурамидазу, амидазу, пептидазу и высокомолекулярный полисахарид. Препарат обладает наибольшей бактерицидной активностью по отношению к грамположительным бактериям: стафилакоккам, стрептококкам, а также менингококкам, гонококкам. Особенность, препарат показывает высокую бактерицидную эффективность вне зависимости от устойчивости бактерий к действию антибиотиков.
Иммобилизованные ферменты.
Иммобилизованными ферментами называются ферменты, ис кусственно связанные с нерастворимым в воде носителем, но сохраня ющие свои каталитические свойства. При этом нерастворимый носитель представляет собой частицу (гранулу, нить, пространственную конструкцию с развитой поверхностью) размер которой на много порядков больше размера самой крупной молекулы. Таким образом ферментативный катализ из гомогенного процесса, протекающего во всем объеме реакционной среды, превращается в гетерогенный, протекающий на поверхности такого носителя.
Иммобилизованные ферменты имеют ряд преимуществ в сравнении со свободными молекулами. Иммобилизация ведет к изменению свойств фермента: суб стратной специфичности, устойчивости, зависимости активнос ти от параметров среды. Иммобилизованные ферменты долговеч ны и в тысячи и десятки тысяч раз стабильнее свободных энзимов.
Применение подобной техники в промышленности получило название инженерной энзимологии.
ПРИМЕР: иммобилизованную b-галактозидазу, присоединённую к магнитному стержню-мешалке, используют для снижения содержания молочного сахара в молоке,т.е. продукта, который не расщепляется в организме больного ребёнка с наследственной непереносимостью лактозы. Обработанное таким образом молоко хранится в замороженном состоянии значительно дольше и не подвергается загустеванию.
Носители для иммобилизованных ферментов
-Органические полимерные носители.(например Хитин, он химически стоек и имеет хорошо выраженную пористую структуру.)
-Синтетические полимерные носители(например полимеры на ос нове стирола, акриловой кислоты, поливинилового спирта)
-Носители неорганической природы.( например материалы из стекла, глины, керамики, графитовой сажи, силикагеля)
Методы иммобилизации ферментов.Существуют два принципиально различных метода иммобили зации ферментов: без возникновения ковалентных связей между ферментом и носителем (физические методы иммобилизации) и с образованием ковалентной связи между ними (химические методы иммобилизации).
1. Физические методы иммобилизации ферментов реализуются либо посредством адсорбции фермента на нерастворимом носителе, либо путем включения их в поры поперечносшитого геля, в по лупроницаемые структуры или различные двухфазные системы. Адсорбция ферментов на нерастворимых носителях.При ад сорбционной иммобилизации белковая молекула удерживается на поверхности носителя за счет электростатических, гидрофобных, дисперсионных взаимодействий и водородных связей.
Способ иммобилизации ферментов путем включения в трехмерную структуру полимерного геля широко распространен благодаря своей простоте и уникальности. Метод применим для иммобилизации не только индивидуальных ферментов, но и мультиэнзимных комплексов и даже интактных клеток. Иммобилизацию ферментов вгеле осуществляют двумя способами:1)фермент вводят в водный раствор мономера, а затем проводят полимеризацию, в результате которой возникает пространственная структура полимерного геля с включенными в его ячейки молекулами фермента;2)фермент вносят в раствор уже готового полимера, который впоследствии переводят в гелеобразное состояние.
Иммобилизация ферментов в полупроницаемые структуры. Происходит отделении водного раствора фермента от водного раствора субстрата с помо щью полупроницаемой мембраны, пропускающей низкомолеку лярные молекулы субстратов и кофакторов, но задерживающей большие молекулы фермента.
2. Химические методы иммобилизации ферментов.Иммобилизация ферментов путем образования новых ковалентных связей между ферментом и носителем. Способ для получения биокатализаторов.
Вывод: Разработаны проекты получения пищевых продуктов из целлюлозы, превращения ее с помощью иммобилизованных ферментов – целлюлаз – в глюкозу, которую можно превратить в пищевой продукт – крахмал. С помощью ферментной технологии в принципе можно также получить продукты питания, в частности углеводы, из жидкого горючего (нефти), расщепив его до глицеральдегида, и далее при участии ферментов синтезировать из него глюкозу и крахмал.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 1850; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!