Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 17.2. Строение молекулы иммуноглобулинов (схема). Объяснения в тексте.

на. После отмены пенициллина этот компонент вскоре исчезал из крови. Существует

предположение, что повышение электрофоретической подвижности фракции альбу-

мин–антибиотик связано с увеличением отрицательного заряда за счет СООН-

групп пенициллина.

Глобулины. Сывороточные глобулины при высаливании нейтральными

солями можно разделить на 2 фракции – эуглобулины и псевдоглобулины.

Фракция эуглобулинов в основном состоит из γ-глобулинов, а фракция

псевдоглобулинов включает α-, β- и γ-глобулины, которые при электро-

форезе, особенно в крахмальном или полиакриламидном геле, способны

разделяться на ряд подфракций. α- и β-Глобулиновые фракции содержат

липопротеины, а также белки, связанные с металлами. Большая часть

антител, содержащихся в сыворотке, находится во фракции γ-глобулинов.

При снижении уровня белков этой фракции резко понижаются защитные

силы организма.

Иммуноглобулины, или антитела *, синтезируются В-лимфоцитами

или образующимися из них плазматическими клетками. Известно 5 классов

иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, IgD и IgE, при этом IgG, IgA и IgM –

основные классы; IgD и IgE – минорные классы иммуноглобулинов плазмы

человека. Молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных пар

полипептидных цепей. Каждая пара в свою очередь состоит из двух разных

цепей: легкой (L) и тяжелой (Н). Иными словами, молекула иммуноглобу-

линов состоит из двух легких (L) цепей (мол. масса 23000) и двух тяжелых

(Н) цепей (мол. масса 53000–75000), образующих тетрамер (L

) при

помощи дисульфидных связей (рис. 17.2). Каждая цепь разделена (может

быть, несколько условно) на специфические домены, или участки, имеющие

определенное структурное и функциональное значение. Половину легкой

цепи, включающую карбоксильный конец, называют константной областью

), a N-концевую половину легкой цепи – вариабельной областью (V

* Существует мнение, что не все иммуноглобулины являются антителами [Уайт А. и др.,

1981], т.е. термин «иммуноглобулины» относится не только к нормальным классам антител,

но и, в частности, к большому числу «патологических» белков, обычно называемых миелом-

ными белками.

571

Примерно четвертую часть тяжелой цепи, включающую N-конец, относят

к вариабельной области Н-цепи (V

), остальная часть ее – это константные

области (С

1, С

2, С

3). Участок иммуноглобулина, связывающийся со

специфическим антигеном, формируется N-концевыми вариабельными об-

ластями легких и тяжелых цепей, т.е. V

- и У

-доменами. У высших

позвоночных имеются все 5 классов антител (IgA, IgD, IgE, IgG и IgM),

каждый со своим классом Н-цепей: α, δ, ε, γ и μ соответственно. Молекулы

IgA содержат α-цепи, молекулы IgG – γ-цепи и т.д. Кроме того, имеется ряд

подклассов иммуноглобулинов IgG и IgA. Например, у человека существует

4 подкласса IgG: IgG

, IgG

и IgG

, содержащих тяжелые цепи γ

, γ

и γ

соответственно. Разные Н-цепи придают шарнирным участкам

и «хвостовым» областям антител различную конформацию и определяют

характерные свойства каждого класса и подкласса (подробнее см. руковод-

ства по иммунологии).

В клинической практике встречаются состояния, характеризующиеся

изменением как общего количества белков плазмы крови, так и процент-

ного соотношения отдельных белковых фракций.

Гиперпротеинемия – увеличение общего содержания белков плазмы.

Диарея у детей, рвота при непроходимости верхнего отдела тонкой кишки,

обширные ожоги могут способствовать повышению концентрации белков

в плазме крови. Иными словами, потеря воды организмом, а следователь-

но, и плазмой приводит к повышению концентрации белка в крови

(относительная гиперпротеинемия).

При ряде патологических состояний может наблюдаться абсолютная

гиперпротеинемия, обусловленная увеличением уровня γ-глобулинов: на-

пример, гиперпротеинемия в результате инфекционного или токсического

раздражения системы макрофагов; гиперпротеинемия при миеломной бо-

лезни. В сыворотке крови больных миеломной болезнью обнаруживаются

специфические «миеломные» белки. Появление в плазме крови белков, не

существующих в нормальных условиях, принято называть парапротеине-

мией. Нередко при этом заболевании содержание белков в плазме достигает

100–160 г/л.

Иногда при миеломной болезни аномальные белки плазмы преодолева-

ют почечный барьер и появляются в моче. Эти белки, представляющие

собой легкие цепи иммуноглобулинов, получили название белков Бенс-

Джонса. Явления парапротеинемии можно наблюдать и при макроглобу-

линемии Вальденстрема. Для болезни Вальденстрема характерно появле-

ние в плазме крови белков с большой молекулярной массой (1000000–

1600000); содержание макроглобулинов может достигать 80% от общего

количества белка, составляющего в этом случае 150–160 г/л.

Гипопротеинемия, или уменьшение общего количества белка в плазме

крови, наблюдается главным образом при снижении уровня альбуминов.

Выраженная гипопротеинемия – постоянный и патогенетически важный

симптом нефротического синдрома. Содержание общего белка снижается

до 30–40 г/л. Гипопротеинемия наблюдается также при поражении печеноч-

ных клеток (острая атрофия печени, токсический гепатит и др.). Кроме того,

гипопротеинемия может возникнуть при резко увеличенной проницаемости

стенок капилляров, при белковой недостаточности (поражение пищевари-

тельного тракта, карцинома и др.). Следовательно, можно считать, что

гиперпротеинемия, как правило, связана с гиперглобулинемией, а гипопро-

теинемия – с гипоальбуминемией.

При многих заболеваниях очень часто изменяется процентное соотноше-

ние отдельных белковых фракций, хотя общее содержание белка в сыворот-

572

Рис. 17.3. Изменения электрофореграммы белков сыворотки крови при некоторых

заболеваниях (по Эммриху).

ке крови остается в пределах нормы. Такое состояние носит название

«диспротеинемия». На рис. 17.3 схематично представлен характер измене-

ния белковых фракций сыворотки крови при ряде заболеваний без учета

формы и стадии болезни.

В течении многих болезней, связанных с общим воспалением (инфек-

ционные заболевания, ревматизм и т.д.), отмечается несколько стадий, что,

несомненно, сказывается и на белковом спектре крови.

Как отмечалось, α- и β-глобулиновые фракции белков сыворотки крови

содержат липопротеины и гликопротеины. В состав углеводной части

гликопротеинов крови входят в основном следующие моносахариды и их

производные: галактоза, манноза, рамноза, глюкозамин, галактозамин,

нейраминовая кислота и ее производные (сиаловые кислоты). Соотношение

этих углеводных компонентов в отдельных гликопротеинах сыворотки

крови различно. Чаще всего в осуществлении связи между белковой

и углеводной частями молекулы гликопротеинов принимают участие аспа-

рагиновая кислота (ее карбоксил) и глюкозамин. Несколько реже встреча-

ется связь между гидроксилом треонина или серина и гексозаминами или

гексозами.

Нейраминовая кислота и ее производные (сиаловые кислоты) – наиболее

лабильные и активные компоненты гликопротеинов. Они занимают конеч-

ное положение в углеводной цепочке молекулы гликопротеинов и во

многом определяют свойства данного гликопротеина.

Гликопротеины имеются почти во всех белковых фракциях сыворотки

крови. При электрофорезе на бумаге гликопротеины в большом количестве

выявляются в α

- и α

-фракциях глобулинов. Гликопротеины, связанные

с α-глобулиновыми фракциями, содержат небольшое количество фруктозы,

а гликопротеины, выявляемые в составе β- и особенно γ-глобулиновых

фракций, содержат фруктозу в значительном количестве.

Повышенное содержание гликопротеинов в плазме или сыворотке крови

наблюдается при туберкулезе, плевритах, пневмониях, остром ревматизме,

гломерулонефритах, нефротическом синдроме, диабете, инфаркте миокар-

573

Острые инфекции

Острые некрозы

Острый ревматизм

Экссудативный туберкулез

Нефроз

Карцинома

Застойная

желтуха

Гепатит

Нефроз

β-Миеломы

Хронические воспаления

Хронический полиартрит

Болезнь Бека—Шауманна

Ретикулезы, циррозы печени

γ-Миеломы

Альбумин α

- α

- β- γ-Глобулин

Повышение

Характерный

признак

Понижение

Недостаток белков

Кахексия, нефроз

Воспаления

Инфекции, цирроз печени

Редко анальбуминемия

Приобретенные

Конституциональные

γ- Гипоглобулинемии

да, подагре, а также при остром и хроническом лейкозах, миеломе,

лимфосаркоме и некоторых других болезнях. У больного ревматизмом

увеличение содержания гликопротеинов в сыворотке соответствует тяжести

заболевания. Это объясняется, по мнению ряда исследователей, деполиме-

ризацией основного вещества соединительной ткани, что приводит к по-

ступлению гликопротеинов в кровь.

Липопротеины плазмы крови

Липопротеины – это высокомолекулярные водорастворимые частицы, пред-

ставляющие собой комплекс белков и липидов. В этом комплексе белки

вместе с полярными липидами формируют поверхностный гидрофильный

слой, окружающий и защищающий внутреннюю гидрофобную липидную

сферу от водной среды и обеспечивающий транспорт липидов в кровяном

русле и их доставку в органы и ткани.

Плазменные липопротеины (ЛП) – это сложные комплексные соедине-

ния, имеющие характерное строение: внутри липопротеиновой частицы

находится жировая капля (ядро), содержащая неполярные липиды (три-

глицериды, эстерифицированный холестерин); жировая капля окружена

оболочкой, в состав которой входят фосфолипиды, белок и свободный

холестерин. Толщина наружной оболочки липопротеиновой частицы (ЛП-

частица) составляет 2,1–2,2 нм, что соответствует половине толщины ли-

пидного бислоя клеточных мембран. Это позволило сделать заключение,

что в плазменных липопротеинах наружная оболочка в отличие от клеточ-

ных мембран содержит липидный монослой. Фосфолипиды, а также неэсте-

рифицированный холестерин (НЭХС) расположены в наружной оболочке

таким образом, что полярные группы фиксированы наружу, а гидрофобные

жирно-кислотные «хвосты» – внутрь частицы, причем какая-то часть этих

«хвостов» даже погружена в липидное ядро. По всей вероятности, наружная

оболочка липопротеинов представляет собой не гомогенный слой, а мо-

заичную поверхность с выступающими участками белка. Существует много

различных схем строения ЛП-частицы. Предполагают, что входящие в ее

состав белки занимают только часть наружной оболочки. Допускается, что

часть белковой молекулы погружена в ЛП-частицу глубже, чем толщина ее

наружной оболочки (рис. 17.4). Итак, плазменные ЛП представляют собой

сложные надмолекулярные комплексы, в которых химические связи между

компонентами комплекса носят нековалентный характер. Поэтому при-

менительно к ним вместо слова «молекула» употребляют выражение «час-

тица».

Классификация липопротеинов. Существует несколько классификаций

ЛП, основанных на различиях в их свойствах: гидратированной плотности,

скорости флотации, электрофоретической подвижности, а также на разли-

чиях в апопротеиновом составе частиц.

Наибольшее распространение получила классификация, основанная на

поведении отдельных ЛП в гравитационном поле в процессе ультрацентри-

фугирования. Применяя набор солевых плотностей, можно изолировать

отдельные фракции ЛП: хиломикроны (ХМ) – самые легкие частицы, затем

липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины низкой

плотности (ЛПНП) и липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

Различная электрофоретическая подвижность по отношению к глобули-

нам плазмы крови положена в основу другой классификации ЛП, согласно

которой различают ХМ (остаются на старте подобно γ-глобулинам), β-ЛП,

пре-β-ЛП и α-ЛП, занимающие положение β-, α

- и α

-глобулинов соответ-

574

Рис. 17.4. Строение ЛП-частицы (схема). Имеется сходство со структурой плазма-

тической мембраны. Некоторое количество эстерифицированного холестерина и

триглицеридов (не показано) содержится в поверхностном слое, а в ядре частицы -

небольшое количество неэстерифицированного холестерина (по А.Н. Климову и

Н.Г. Никульчевой). Объяснение в тексте.

ственно. Электрофоретическая подвижность фракций ЛП, выделенных пу-

тем ультрацентрифугирования, соответствует подвижности отдельных гло-

булинов, поэтому иногда используют двойное их обозначение: ЛПОНП

и пре-β-ЛП, ЛПНП и β-ЛП, ЛПВП и α-ЛП (рис. 17.5). Следует помнить,

что изолированные различными методами ЛП не являются полностью

идентичными, поэтому рекомендуется использовать терминологию, соот-

ветствующую методу выделения.

Аполипопротеины (апобелки, апо) входят в состав липопротеинов. Это

один белок либо несколько белков, или полипептидов, которые называют

апобелками (сокращенно апо). Эти белки обозначают буквами латинского

алфавита (А, В, С). Так, два главных апобелка ЛПВП обозначаются A-I

и А-II. Основным апобелком ЛПНП является апобелок В, он входит также

в состав ЛПОНП и хиломикронов. Апобелки C-I, С-II и C-III представляют

собой небольшие полипептиды, которые могут свободно переходить от

одного липопротеина к другому. Помимо апобелков А, В и С, в липопро-

теинах плазмы крови идентифицировано еще несколько апобелков. Одним

из них является выделенный из ЛПОНП апобелок Е, на его долю приходит-

ся 5–10% от общего количества апобелков ЛПОНП.

Рис. 17.5. Шлирен-профиль липопротеинов плазмы крови человека при аналитиче-

ском ультрацентрифугировании (по А.Н. Климову и Н.Г. Никульчевой, 1995).

575

Периферический апобелок (например, апо С)

НЭХС

ФЛ

ЭХС

ТГ

Ядро, состоящее главным

образом из неполярных

липидов

НЭХС

Интегральный апобелок

(например, апо В)

ХМ

ЛПОНП

ЛПНП

ЛПВП

Апобелки выполняют не только структурную функцию, но и обеспечи-

вают активное участие комплексов ЛП в транспорте липидов в токе крови

от мест их синтеза к клеткам периферических тканей, а также обратный

транспорт холестерина в печень для дальнейших метаболических превра-

щений. Апобелки выполняют функцию лигандов во взаимодействии ЛП со

специфическими рецепторами на клеточных мембранах, регулируя тем

самым гомеостаз холестерина в клетках и в организме в целом. Не меньшее

значение имеет также регуляция апобелками активности ряда основных

ферментов липидного обмена: лецитин-холестеролацилтрансферазы,

липопротеинлипазы, печеночной триглицеридлипазы. Структура и концент-

рация в плазме крови каждого апобелка находится под генетическим

контролем, в то время как содержание липидов в большей степени подвер-

жено влиянию диетических и других факторов.

Дислипопротеинемией (ДЛП) называют изменения в содержании липо-

протеинов в плазме (сыворотке) крови: повышение, снижение или практи-

чески полное отсутствие. Сюда же относят случаи появления в крови

необычных или патологических ЛП. Таким образом, понятие «дислипопро-

теинемия» охватывает все разновидности изменения уровня ЛП в крови.

Более узким является термин «гиперлипопротеинемия» (ГЛП), отражаю-

щий увеличение какого-то класса или классов ЛП в крови. Первой и весьма

успешной попыткой систематизации отклонений от нормы в липопротеид-

ном спектре крови явилась классификация типов ГЛП, разработанная

D. Fredrickson и соавт. и одобренная экспертами ВОЗ. Согласно варианту

ВОЗ, различают следующие типы ГЛП.

Тип I – гиперхиломикронемия. Основные изменения в липопротеи-

нограмме следующие: высокое содержание ХМ, нормальное или слегка

повышенное содержание ЛПОНП; резко повышенный уровень триглицери-

дов в сыворотке крови. Клинически это состояние проявляется ксантома-

тозом.

Тип II делят на два подтипа: тип IIа – гипер-β-липопротеинемия с ха-

рактерным высоким содержанием в крови ЛПНП и тип IIб – гипер-β-липо-

протеинемия с высоким содержанием одновременно двух классов липопро-

теинов (ЛПНП, ЛПОНП). При типе II отмечается высокое, а в некоторых

случаях очень высокое содержание холестерина в плазме крови. Уровень

триглицеридов в крови может быть либо нормальным (типа IIа), либо

повышенным (тип IIб). Клинически проявляется атеросклеротическими

нарушениями, нередко развивается ишемическая болезнь сердца (ИБС).

Тип III – дис-β-липопротеинемия. В сыворотке крови появляются

липопротеины с необычно высоким содержанием холестерина и высокой

электрофоретической подвижностью («флотирующие» β-липопротеины).

Они накапливаются в крови вследствие нарушения превращения ЛПОНП

в ЛПНП. Этот тип ГЛП часто сочетается с различными проявлениями

атеросклероза, в том числе с ИБС и поражением сосудов ног.

Тип IV – гиперпре-β-липопротеинемия. Характерны повышение

уровня ЛПОНП, нормальное содержание ЛПНП, отсутствие ХМ; увеличе-

ние уровня триглицеридов при нормальном или слегка повышенном уровне

холестерина. Клинически этот тип сочетается с диабетом, ожирением, ИБС.

Тип V – гиперпре-β-липопротеинемия и гиперхиломикроне-

мия. Наблюдаются повышение уровня ЛПОНП, наличие ХМ. Клинически

проявляется ксантоматозом, иногда сочетается со скрытым диабетом.

Ишемической болезни сердца при данном типе ГЛП не наблюдается.

Несомненным достоинством данной классификации является то, что она

выделила связь нарушений обмена ЛП с развитием атеросклероза, благо-

576

даря чему не утратила своего значения и в настоящее время. Однако эта

классификация не охватывает все возможные варианты отклонений от

нормы в содержании липидов и ЛП в плазме крови. В частности, она не

учитывает изменения концентрации ЛПВП, пониженное содержание кото-

рых является независимым фактором риска развития атеросклероза и ИБС,

а повышенное, наоборот, выполняет роль антириск-фактора.

Исследования, проведенные во многих странах мира, показали, что

у больных ИБС содержание α-липопротеинового холестерина ниже, чем

у лиц без признаков ИБС. Холестерин ЛПВП как «предсказатель» ИБС

оказался в 8 раз чувствительнее, чем холестерин ЛПНП. Предложено

в качестве «предсказателя» рассчитывать так называемый холестериновый

коэффициент атерогенности (К), представляющий собой отношение уровня

холестерина ЛПНП и ЛПОНП к содержанию холестерина ЛПВП:

В клинике очень удобно рассчитывать этот коэффициент на основании

определения уровня общего холестерина и холестерина ЛПВП:

Чем выше этот коэффициент (у здоровых лиц он не превышает 3), тем

выше опасность развития (и наличия) ИБС.

Отдельные наиболее изученные и интересные в клиническом

отношении белки плазмы

Гаптоглобин входит в состав глобулиновой фракции. Этот белок обладает

способностью соединяться с гемоглобином. Образовавшийся гаптоглобин–

гемоглобиновый комплекс может поглощаться системой макрофагов, при

этом предупреждается потеря железа, входящего в состав гемоглобина как

при физиологическом, так и при патологическом его освобождении из

эритроцитов. Методом электрофореза выявлены 3 группы гаптоглобинов:

Нр 1–1, Нр 2–1 и Нр 2–2. Установлено, что имеется связь между

наследованием типов гаптоглобинов и резус-антителами.

Ингибиторы трипсина обнаруживаются при электрофорезе белков плаз-

мы крови в зоне α

- и α

-глобулинов; они способны ингибировать трипсин

и другие протеолитические ферменты. В норме содержание этих белков

составляет 2,0–2,5 г/л, но при воспалительных процессах в организме,

беременности и ряде других состояний содержание белков-ингибиторов

протеолитических ферментов увеличивается.

Трансферрин относится к β-глобулинам и обладает способностью соеди-

няться с железом. Комплекс трансферрина с железом окрашен в оранжевый

цвет. В этом комплексе железо находится в трехвалентной форме. Концент-

рация трансферрина в сыворотке крови составляет около 200–400 мг%

(23–45 мкмоль/л). В норме только

трансферрина насыщена железом.

Следовательно, имеется определенный резерв трансферрина, способного

связывать железо. Трансферрин у различных людей может принадлежать

к разным типам. Выявлено 19 типов трансферринов, различающихся по

величине заряда белковой молекулы, ее аминокислотному составу и числу

577

K =

Холестерин ЛПНП + холестерин ЛПОНП

Холестерин ЛПВП

К =

Общий холестерин – холестерин ЛПВП

Холестерин ЛПВП

молекул сиаловых кислот, связанных с белком. Обнаружение разных типов

трансферринов связывают с наследственными особенностями.

Церулоплазмин имеет голубоватый цвет, обусловленный наличием в его

составе 0,32% меди; обладает слабой каталитической активностью, окисляя

аскорбиновую кислоту, адреналин, диоксифенилаланин и некоторые другие

соединения. Концентрация церулоплазмина в сыворотке крови в норме

25–43 мг% (1,7–2,9 мкмоль/л). При гепатоцеребральной дистрофии (бо-

лезнь Вильсона–Коновалова) содержание церулоплазмина в сыворотке

крови значительно снижено, а концентрация меди в моче высокая. Сниже-

ние уровня церулоплазмина отмечается также при мальабсорбции, нефрозе,

дефиците меди, возникающем при парентеральном питании.

Содержание церулоплазмина повышено при беременности, гипертирео-

зе, инфекции, апластической анемии, остром лейкозе, лимфогранулематозе,

циррозе печени.

Электрофоретическими методами установлено наличие 4 изоферментов

церулоплазмина. В норме в сыворотке крови взрослых людей обнаружива-

ется 2 изофермента, которые заметно различаются по своей подвижности

при электрофорезе в ацетатном буфере при рН 5,5. В сыворотке новорож-

денных также были выявлены 2 фракции, имеющие большую электрофоре-

тическую подвижность, чем изоферменты церулоплазмина взрослого чело-

века. Следует отметить, что по своей электрофоретической подвижности

изоферментный спектр церулоплазмина в сыворотке крови при болезни

Вильсона–Коновалова сходен с изоферментным спектром новорожденных.

С-реактивный белок получил свое название в результате способности

вступать в реакцию преципитации с С-полисахаридом пневмококков. В сы-

воротке крови здорового организма С-реактивный белок отсутствует, но

обнаруживается при многих патологических состояниях, сопровождающих-

ся воспалением и некрозом тканей.

Появляется С-реактивный белок в острый период болезни, поэтому его

иногда называют белком «острой фазы». С переходом в хроническую фазу

заболевания С-реактивный белок исчезает из крови и снова появляется при

обострении процесса. При электрофорезе белок перемещается вместе с α

глобулинами.

Криоглобулин в сыворотке крови здоровых людей также отсутствует

и появляется в ней при патологических состояниях. Отличительное свойство

этого белка – способность выпадать в осадок или желатинизироваться при

температуре ниже 37°С. При электрофорезе Криоглобулин чаще всего

передвигается вместе с γ-глобулинами. Криоглобулин можно обнаружить

в сыворотке крови при миеломе, нефрозе, циррозе печени, ревматизме,

лимфосаркоме, лейкозах и других заболеваниях.

В настоящее время установлено, что один из криоглобулинов идентичен

белку фибронектину, связанному с поверхностью фибробластов. Последний

был выделен как в мономерной (мол. масса 220000), так и в димерной

формах. Данный белок широко распространен в соединительной ткани.

Интерферон – специфический белок, синтезируемый в клетках организма

в ответ на воздействие вирусов. Этот белок обладает способностью

угнетать размножение вирусов в клетках, но не разрушает уже имеющиеся

вирусные частицы. Образовавшийся в клетках интерферон легко выходит

в кровяное русло и оттуда проникает в ткани и клетки. Интерферон

обладает специфичностью, хотя и не абсолютной. Например, интерферон

обезьян угнетает размножение вируса в культуре клеток человека. Защитное

действие интерферона в значительной степени зависит от соотношения

между скоростями распространения вируса и интерферона в крови и тканях.

578

Ферменты плазмы (сыворотки) крови

Ферменты, которые обнаруживаются в норме в плазме или сыворотке

крови, условно можно разделить на 3 группы: секреторные, индикаторные

и экскреторные. Секреторные ферменты, синтезируясь в печени, в норме

выделяются в плазму крови, где играют определенную физиологическую

роль. Типичными представителями данной группы являются ферменты,

участвующие в процессе свертывания крови, и сывороточная холинэстераза.

Индикаторные (клеточные) ферменты попадают в кровь из тканей, где они

выполняют определенные внутриклеточные функции. Один из них находит-

ся главным образом в цитозоле клетки (ЛДГ, альдолаза), другие – в мито-

хондриях (глутаматдегидрогеназа), третьи – в лизосомах (β-глюкуронидаза,

кислая фосфатаза) и т.д. Большая часть индикаторных ферментов в сыво-

ротке крови определяется в норме лишь в следовых количествах. При

поражении тех или иных тканей ферменты из клеток «вымываются»

в кровь; их активность в сыворотке резко возрастает, являясь индикатором

степени и глубины повреждения этих тканей.

Экскреторные ферменты синтезируются главным образом в печени

(лейцинаминопептидаза, щелочная фосфатаза и др.). В физиологических

условиях эти ферменты в основном выделяются с желчью. Еще не пол-

ностью выяснены механизмы, регулирующие поступление данных фер-

ментов в желчные капилляры. При многих патологических процессах

выделение экскреторных ферментов с желчью нарушается, а активность

в плазме крови повышается.

Особый интерес для клиники представляет исследование активности

индикаторных ферментов в сыворотке крови, так как по появлению

в плазме или сыворотке крови ряда тканевых ферментов в повышенных

количествах можно судить о функциональном состоянии и поражении

различных органов (например, печени, сердечной и скелетной мускулату-

ры). При остром инфаркте миокарда особенно важно исследовать актив-

ность креатинкиназы, АсАТ, ЛДГ и оксибутиратдегидрогеназы.

При заболеваниях печени, в частности при вирусном гепатите (болезнь

Боткина), в сыворотке крови значительно увеличивается активность АлАТ

и АсАТ, сорбитолдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы и некоторых

других ферментов. Большинство ферментов, содержащихся в печени, при-

сутствуют и в других органах тканей. Однако известны ферменты, которые

более или менее специфичны для печеночной ткани. К таким ферментам,

в частности, относится γ-глутамилтранспептидаза, или γ-глутамилтрансфе-

раза (ГГТ). Данный фермент – высокочувствительный индикатор при забо-

леваниях печени. Повышение активности ГГТ отмечается при остром

инфекционном или токсическом гепатите, циррозе печени, внутрипеченоч-

ной или внепеченочной закупорке желчных путей, первичном или метаста-

тическом опухолевом поражении печени, алкогольном поражении печени.

Иногда повышение активности ГГТ наблюдается при застойной сердечной

недостаточности, редко – после инфаркта миокарда, при панкреатитах, опу-

холях поджелудочной железы.

Органоспецифическими ферментами для печени считаются также гистида-

за, сорбитолдегидрогеназа, аргиназа и орнитинкарбамоилтрансфераза. Из-

менение активности этих ферментов в сыворотке крови свидетельствует

о поражении печеночной ткани.

В настоящее время особо важным лабораторным тестом стало исследо-

вание активности изоферментов в сыворотке крови, в частности изофермен-

тов ЛДГ. Известно, что в сердечной мышце наибольшей активностью

579

обладают изоферменты ЛДГ

и ЛДГ

, а в ткани печени – ЛДГ

и ЛДГ

(см.

главу 10). Установлено, что у больных с острым инфарктом миокарда

в сыворотке крови резко повышается активность изоферментов ЛДГ

и отчасти ЛДГ

. Изоферментный спектр ЛДГ в сыворотке крови при

инфаркте миокарда напоминает изоферментный спектр сердечной мышцы.

Напротив, при паренхиматозном гепатите в сыворотке крови значительно

возрастает активность изоферментов ЛДГ

и ЛДГ

и уменьшается актив-

ность ЛДГ

и ЛДГ

Диагностическое значение имеет также исследование активности изофер-

ментов креатинкиназы в сыворотке крови. Существуют по крайней мере

3 изофермента креатинкиназы: ВВ, ММ и MB. В мозговой ткани в основ-

ном присутствует изофермент ВВ (от англ. brain – мозг), в скелетной

мускулатуре – ММ-форма (от англ. muscle – мышца). Сердце содержит гиб-

ридную МВ-форму, а также ММ-форму. Изоферменты креатинкиназы

особенно важно исследовать при остром инфаркте миокарда, так как

МВ-форма в значительном количестве содержится практически только

в сердечной мышце. Повышение активности МВ-формы в сыворотке крови

свидетельствует о поражении именно сердечной мышцы.

Возрастание активности ферментов сыворотки крови при многих пато-

логических процессах объясняется прежде всего двумя причинами: 1) выхо-

дом в кровяное русло ферментов из поврежденных участков органов или

тканей на фоне продолжающегося их биосинтеза в поврежденных тканях;

2) одновременным повышением каталитической активности некоторых

ферментов, переходящих в кровь. Возможно, что повышение активности

ферментов при «поломке» механизмов внутриклеточной регуляции обмена

веществ связано с прекращением действия соответствующих регуляторов

и ингибиторов ферментов, изменением под влиянием различных факторов

строения и структуры макромолекул ферментов.

Небелковые азотистые компоненты крови

Содержание небелкового азота в цельной крови и плазме почти одинаково

и составляет в крови 15–25 ммоль/л. Небелковый азот крови включает азот

мочевины (50% от общего количества небелкового азота), аминокислот

(25%), эрготионеина * (8%), мочевой кислоты (4%), креатина (5%), креати-

нина (2,5%), аммиака и индикана (0,5%) и других небелковых веществ,

содержащих азот (полипептиды, нуклеотиды, нуклеозиды, глутатион, били-

рубин, холин, гистамин и др.). Таким образом, в состав небелкового азота

входит главным образом азот конечных продуктов обмена простых и слож-

ных белков.

Небелковый азот крови называют также остаточным азотом, т.е.

остающимся в фильтрате после осаждения белков. У здорового человека

колебания в содержании небелкового (остаточного) азота крови незначи-

тельны и в основном зависят от количества поступающих с пищей белков.

При ряде патологических состояний уровень небелкового азота в крови

повышается. Это состояние носит название азотемии. Азотемия в зависи-

мости от вызывающих ее причин подразделяется на ретенционную и про-

дукционную. Ретенционная азотемия развивается в результате не-

достаточного выделения с мочой азотсодержащих продуктов при нормаль-

* Эрготионеин - бетаин-2-меркаптогистидин, соединение, входящее в состав эритроцитов;

обнаружен также в печени и моче.

580