Застосування ферментів у медицині

Ферментні препарати знаходять широке застосування в медицині як діагностичні (ензимодіагностика) і терапевтичні (ензимотерапія) засоби. Також ферменти застосовуються як специфічні реактиви, які визначають ряд речовин. Наприклад, за допомогою глюкооксидази визначають кількісний склад глюкози в крові і сечі. Фермент уреазу — для виявлення сечовини. За допомогою різного роду дегідрогеназ знаходять відповідні субстрати, такі як етиловий спирт, піруват та ін.

Розгляньмо застосування ферментів більш детально.

Діагностичні ферменти

Суть ензимодіагностики зводиться до встановлення діагнозу будь-якого захворювання або синдрому, шляхом виявлення в біологічних рідинах організму активності ферментів.

Ензимодіагностика ґрунтується на таких принципах:

• якщо клітини в крові або інших біологічних рідинах пошкоджуються, то концентрація в пошкоджених клітинах внутрішньоклітинних ферментів збільшується;
• кількість ферменту, який вивільняється, є достатньою для виявлення;
• коли виявляються пошкодження клітин, активність ферментів у складі біологічних рідин стабільна протягом довгого часу і розрізняється зі значеннями норми;
• деякі ферменти переважно або абсолютно локалізовані в тих чи інших органах, тобто їм притаманна органоспецифічність;
• є відмінності в локалізації ряду ферментів всередині клітин.

Застосування ферментів зараз все більш поширене.

Причини збільшення вмісту ферментів у складі крові

Ферменти, що містяться в плазмі крові, діляться на дві групи:

• активно секретується визначеними органами в плазму (досить невелика група);
• ферменти, які вивільняються з клітин у процесі їх нормального функціонування (велика група ферментів, які функціонують безпосередньо в клітці і не мають значення в плазмі з точки зору фізіології; у здорової людини їх активність низька і перманентна, оскільки показники співвідношення швидкостей вивільнення з клітин і руйнування постійні).

Так у чому ж суть застосування ферментів?

Під час протікання більшості захворювань клітини пошкоджуються, і все, що міститься в них, включаючи ферменти, вивільняється безпосередньо в кров. Це відбувається внаслідок дефекту проникності клітинної мембрани під час запальних процесів або порушеної цілісності самих клітин при некрозі. У біохімічних лабораторіях дуже точно визначають активність багатьох ферментів у крові, і це добре допомагає при діагностиці захворювань скелетної мускулатури, печінки, серця та інших тканин. Відбувається кореляція рівня активності ферментів у складі плазми і ступеня клітинних пошкоджень.

Значення ензимодіагностики

Високе значення для ензимодіагностики має також обізнаність про субклеткову локалізацію ферментів. Наприклад, якщо в плазмі з’являються ферменти, які мають виключно цитозольну локалізацію, то можна говорити про запальний процес; якщо ж знайдено ядерні або мітохондріальні ферменти, то це свідчить вже про глибші клітинні пошкодження, наприклад, про некроз.

Але варто врахувати, що концентрація ферментів (застосування розглянемо нижче) не завжди підвищується через пошкодження тканин.

У разі, якщо клітинна проліферація надлишкова (наприклад, при збільшеній швидкості ряду ферментів в клітинах, під час онкопроліферативних процесів або при кліренсі, що має порушення), то в крові виявляється підвищення концентрації будь-яких ферментів. Тому лікарям потрібно завжди пам’ятати, що норма значень активності ферментів у крові вагітних і дітей мають відмінності від тих показників, які спостерігаються у здорових дорослих людей.

Застосування ферментів та коферментів у фармації

Через високу імуногенність ферменти як терапевтичні засоби використовуються обмежено. Незважаючи на це, ензимотерапія досить активно прогресує в таких напрямках, як:

• частина комплексної терапії, коли ферменти застосовуються поряд з іншою терапією;
• замісна терапія, при якій ферменти використовуються, якщо їх недостатньо.

Замісна ж ензимотерапія має високий ефект при наявності шлунково-кишкових захворювань, які обумовлені недостатньою секрецією травних соків. Так, пепсин застосовується при гіпоацидному та анацидному гастритах, ахілії. Брак панкреатичних ферментів можна заповнити прийомом препаратів, які включають в себе основні ферменти, що містяться в підшлунковій залозі («Мезим-форте», «Ензистал», «Фестал» та інші). На чому ґрунтується застосування ферментів у медицині?

У медицині

Як додаткові засоби терапії, ферменти застосовуються при наявності певних захворювань. Наприклад, протеолітичні (хімотрипсин, трипсин) використовуються при обробці гнійних ран за допомогою місцевого впливу для того, щоб розщепити білки мертвих клітин і видалити в’язкі секрети або кров’яні згустки при різних запаленнях дихальних шляхів. Крім того, препарати на основі ферментів стали досить широко вживати при тромбоемболіях і тромбозах. Для цього використовуються стрептодекази, стрептоліази, урокінази, а також препарати фібрінолізину. Це підтверджує до ферментів інструкція щодо застосування.

Гіалуронідаза (або лідаза), яка каталізує процес розщеплення гіалуронової кислоти, вживається як внутрішньомишково, так і підшкірно, щоб допомогти рубцям розсмоктатися після операцій або опіків, оскільки гіалуронова кислота зшиває сполучну тканину.

Також препарати на основі ферментів активно застосовуються і при онкологічних хворобах. Наприклад, аспарагіназа, яка каталізує реакцію катаболізму такої амінокислоти, як аспарагін, застосовується для терапії лейкозів.

Антилейкемічному впливу аспарагінази передувало виявлення у складі лейкозних клітин дефектного ферменту аспарагінсинтетази, який каталізує реакцію процесу синтезу аспарагіну. Лейкозні клітини не можуть брати в ньому участь, отримуючи аспарагін з кров’яної плазми. Якщо аспарагін, що міститься в ній, руйнувати за допомогою введення аспарагінази, то в лейкозних клітинах утворюється брак аспарагіну, внаслідок якого порушиться клітинний метаболізм і прогресування хвороби зупиниться.

До ферментів іммобілізованих належать такі ферменти, які розташовані в полімерній капсулі або пов’язані з твердим носієм.

Часто для більшої ефективності призначають застосування полі-ферментів і «Де-Нолу» одночасно.

Основні підходи до іммобілізації ферментів

Для того щоб іммобілізувати ферменти, застосовуються два основних методи:

• їх хімічна модифікація;
• фізичне ізолювання в інертному матеріалі.

Ще одним способом виступає використання капсул з ліпідів, тобто ліпосом, що вільно проходять крізь мембрани і виробляють необхідні ефекти в клітці.

Позитивні властивості іммобілізованих ферментів такі:

• легке відділення від реакційного середовища, внаслідок чого можна повторно використовувати фермент (продукт їм не забруднений);
• є можливість постійного здійснення ферментативного процесу;
• збільшується стабільність ферменту.

Інші цілі

Крім того, ці ферменти можна застосовувати в наступних цілях:

• Препаративних — обробка молока, вироблення за допомогою глюкозоізомерази сиропів, в яких спостерігається високий вміст фруктози, отримання за допомогою аміноацилази L-амінокислот).
• Аналітичних. Існує ряд пристроїв — автоматичні аналізатори, ферментні електроди, тест-системи та ін.).

Так, популярний фермент Super Maya. Інструкція із застосування вказує, що він застосовується для приготування сиру і бринзи в домашніх умовах.

У його основу входить вода, сіль 15%, мікробіальна протеаза (M.miehei 1%).

Біологічно активна добавка Food Enzymes від НСП з травними ферментами (інструкція із застосування до нього додається) — оптимальна комбінація високоактивних ензимів тваринного і рослинного походження, є джерелом соляної кислоти у вигляді бетаїну гідрохлориду, сприяє засвоєнню і розщепленню всіх харчових речовин.