1

Znaczenie

enzymów

w diagnostyce

Stempniewska Paulina

Kierunek lekarski

Gr. 6

2

Pojęcia

Enzymy- wyspecjalizowana grupa białek mających

zdolność katalizowania reakcji chemicznych.

Izoenzymy (izozymy)- homologiczne enzymy w obrębie danego

organizmu, które katalizują tę samą reakcję, ale różnią się

nieznacznie strukturą, oraz właściwościami regulacyjnymi i

kinetycznymi. Wykazują często pewnego stopnia swoistość

tkankową. Izozymia może dotyczyć enzymów zbudowanych z

więcej niż 1 podjednostek, np. dehydrogenaza mleczanowa,

kinaza kreatynowa.

Izoformy- różne formy tego samego enzymu w surowicy- różnice

wynikają z enzymatycznej modyfikacji przez surowicze

peptydazy, po uwolnieniu enzymu z tkanki (np. CK-MM1,
CK-MM2, CK-MM3).

3

Podział enzymów ze względu na rodzaj
przeprowadzanej reakcji



HYDROLAZY-

rozkładające substrat hydrolitycznie, z

jednoczesnym przyłączeniem cząsteczki wody



TRANSFERAZY

- przenoszące określoną grupę chemiczną (np.

aminową, acetylową) z jednego związku do drugiego,



OKSYDOREDUKTAZY

- przenoszące elektrony i protony do

odpowiedniego akceptora; dochodzi do zmiany stopnia utlenienia



IZOMERAZY-

przebudowujące strukturę cząsteczki bez zmiany

jej składu atomowego



LIAZY

- odszczepiające pewne grupy od substratu bez udziału

wody



LIGAZY

- katalizujące tworzenie nowych wiązań, czyli łączenie się

dwóch cząsteczek

4

Podział enzymów



Enzymy komórkowe



Miejscem ich działania są komórki



Związane są z różnymi organellami komórkowymi:



Cytoplazma,



Błona komórkowa,



Mitochondria,



Lizosomy,



Siateczka endoplazmatyczna.

Wszystkie enzymy komórkowe są enzymami

wskaźnikowymi

, nie wszystkie mają zastosowanie w

diagnostyce.

5

Podział enzymów



Enzymy pozakomórkowe



Są to enzymy produkowane przez komórki i
wydzielane do środowiska pozakomórkowego gdzie

pełnią swoje funkcje:



Enzymy sekrecyjne (wydzielnicze) np. osoczowe



Enzymy ekskrecyjne (wydalnicze) np. trawienne.

6

Enzymy wskaźnikowe



pojawiają się w dużych ilościach po
uszkodzeniu narządów



Należą do nich:



aminotransferaza asparaginianowa (AspAT),



aminotransferaza alaninowa (AlAT),



dehydrogenaza mleczanowa (LDH)



fosfataza zasadowa (ALP)

7

Enzymy sekrecyjne

Należą do nich:



czynniki krzepnięcia krwi oraz fibrynolizy,



esteraza cholinowa,



ceruloplazmina,



lipaza, amylaza

Po uszkodzeniach komórek wątroby zachodzi

spadek ich aktywności, ponieważ ich ilość zależy

od syntezy w rybosomach wątroby;

8

Enzymy ekskrecyjne



przeszkoda w normalnym odpływie różnych
wydzielin ustrojowych, takich jak: żółć, sok
trzustkowy, ciecz sterczowa czy ślina, powoduje
zastój wydzieliny i przedostanie się enzymów do
krwiobiegu



Do tej grupy należą enzymy:



soku trzustkowego,



żółci,



fosfataza kwasowa cieczy sterczowej.

9

Diagnostyka enzymologiczna

Wzrost aktywności enzymów może
być skutkiem:



Urazów zewnętrznych (zmiażdżenie),



Urazów wewnętrznych (krwotok),



Stanów zapalnych, procesów zwyrodnieniowych i
martwiczych (wirusy, bakterie, czynniki
chemiczne lub fizyczne),



Procesów nowotworowych

10

Przyczyny zmian aktywności
enzymów we krwi:



Zmiana przepuszczalności

błon komórkowych



Zwiększona proliferacja

komórek i indukcja enzymów



Rozpad komórek z wyniku

procesów patologicznych



Utrudniony odpływ

wydzieliny gruczołu,

zawierającej enzymy

ekskrecyjne



Upośledzenie syntezy

enzymu

11

Aminotransferaza
asparaginianowa (AspAT)



katalizuje reakcję:

L-asparaginian + α-ketoglutaran  L-glutaminian +

szczawiooctan



enzym cytoplazmatyczny i mitochondrialny



występuje głównie w mięśniu sercowym, wątrobie,
mięśniach szkieletowych, nerkach



dawniej używany jako marker zawału serca



obecnie razem z AlAT jest markerem
uszkodzenia wątroby.

12

Aminotransferaza alaninowa
(AlAT)



katalizuje reakcję:
L-alanina + α-ketoglutaran  L-glutaminian +

pirogronian



enzym cytoplazmatyczny



największa aktywność w wątrobie ale też w sercu,
mięśniach, nerkach



marker uszkodzenia wątroby



koenzymem obu aminotransferaz jest wit. B6
(fosforan pirydoksalu)

13

Dehydrogenaza mleczanowa
(LDH)



aktywna w tkankach, w których dominuje

glikoliza beztlenowa np. mięśnie, erytrocyty,

nerki, wątroba



tetramer, z 4 podjednostek (5 izoenzymów), w

surowicy najwyższy poziom LDH2, LDH1 i LDH3



katalizuje reakcję:

L-mleczan + NAD+  pirogronian + NADH +

H+

14

Dehydrogenaza mleczanowa-
wykorzystanie diagnostyczne



dawniej wykorzystywana do diagnostyki zawału
serca



obecnie jest tylko ogólnym wskaźnikiem
uszkodzenia tkanek, oznaczana coraz rzadziej, np.
w nowotworach



w specjalistycznych laboratoriach mają znaczenie
pomiary aktywności całkowitej jak i jej
poszczególnych izoenzymów

15

Dehydrogenaza mleczanowa –
metodyka oznaczania



Materiałem do badania jest świeża surowica,
próbka szybko odwirowana, bez śladu hemolizy.



Najczęściej stosowana metoda:
L-mleczan + NAD+  pirogronian + NADH + H+



Pomiar szybkości wzrostu absorbancji przy 340
nm jest wprostproporcjonalny do aktywności LDH.

16

Fosfataza zasadowa (ALP)



katalizuje reakcję hydrolizy monoestrów
fosforanowych w pH alkalicznym (optimum ok.
10):

R-O-PO3H2 + H2O  R-OH +H3PO4



wydalana jest z żółcią, jest markerem
cholesterazy i ch. kości



we krwi występują izoenzymy pochodzące z
wątroby, kości (b-ALP), jelita, łożyska

17

Fosfataza zasadowa-
patologie
i odchylenia



patologiczny izoenzym tzw.
Regana – rakowołożyskowy –
marker nowotworowy, wydzielany
przez komórki nowotworowe
(jajnik, płuco, pierś, trzustka)



duże różnice aktywności w
zależności od wieku:



kobiety ciężarne (łożyskowy).



niemowlęta i dzieci w okresie
wzrostu (kostny).

18

Fosfataza zasadowa – metodyka
oznaczania



Najczęściej stosowanym substratem jest
p-nitrofenylofosforan, produktem reakcji jest
intensywnie żółty p-nitrofenol.



Miarą aktywności enzymu jest wzrost
intensywności zabarwienia w czasie (metoda
Bowersa i Mc Comba, manualna i automatyczna,
kinetyczna).

19

Esteraza cholinowa
(acetylocholinesteraza)



Rola w przekształcaniu ksenobiotyków, w tym

leków, jak sukcynylocholina (zwiotcza mięśnie) i

kokaina



Jej aktywność maleje w przebiegu wirusowego

zapalenia wątroby lub jej marskości, a także w

przypadkach zatruć środkami owadobójczymi



wrodzony brak powoduje nadwrażliwość na

działanie sukcynylocholiny, co może doprowadzić

do porażenia mięśni oddechowych

20

Ceruloplazmina (CER)



Syntetyzowana w wątrobie, zawiera 8 atomów
miedzi



Nie ma wpływu na obraz elektroforetyczny



Funkcje:



Katalizator oksydacji Fe2+ do Fe 3+



Utleniacz wielofenoli i diamin



Przeciwutleniacz osocza

21

Ceruloplazmina- odchylenia od
normy

Przyczyny podwyższonego stężenia:



Ciąża, stany zapalne



choroby zakaźne, nowotwory



zawał mięśnia sercowego, reumatoidalne

zapalenie stawów

Przyczyny obniżonego stężenia



genetycznie uwarunkowana choroba Wilsona,

polegająca na niedoborze ceruloplazminy, co

prowadzi m.in. do uszkodzenia wątroby



zespół nerczycowy, choroby wątroby



niedobór miedzi

22

Lipaza



tzw. lipaza trzustkowa – należy do esteraz



katalizuje rozkład estrów glicerolu i kwasów
tłuszczowych, najszybciej rozkłada triglicerydy



optimum pH wynosi 9, najefektywniej pracuje w
37°C w obecności soli kwasów żółciowych



badanie wykorzystywane w diagnostyce i
monitorowaniu ostrego zapalenia trzustki

23

Amylaza (diastaza)



najczęściej stosowany marker w diagnostyce
chorób trzustki



amylaza α i β to enzymy hydrolizujące wiązania
α-1,4-glikozydowe



α-amylaza hydrolizuje glikany zbudowane z co
najmniej 3 reszt glukozy



największą aktywność wykazuje w:



soku trzustkowym



ślinie



surowicy



moczu.

24

Fosfataza kwasowa (ACP)



Występuje w:



gruczole krokowym



erytrocytach



trombocytach



wątrobie



kościach



Stosowany w diagnostyce raka prostaty (ułatwia
ocenę stopnia zaawansowania choroby i efektów
jej leczenia)



Skuteczna terapia obniża poziom ACP



Postęp choroby podwyższa poziom ACP

25

Kinaza kreatynowa (CK)



jest enzymem cytoplazmatycznym i mitochondrialnym



dimer, 2 jednostki B i M – 3 izoenzymy:



CK-BB (1) – mózg,



CK-MM (3)– mięśnie szkieletowe,



CK-MB (2)– mięsień sercowy.



dodatkowo występuje CK-Mt izoenzym mitochondrialny



katalizuje reakcję:

fosfokreatyna + ADP  kreatyna + ATP

26

Kinaza kreatynowa



aktywność CK zależna jest od wieku, płci, rasy,
pory roku, rośnie po dużym wysiłku



jest sygnałem uszkodzenia mięśnia sercowego,
mięśni szkieletowych, zatoru tętnicy płucnej



obecnie największą wartość diagnostyczną ma
oznaczanie izoenzymu CK-MB w diagnostyce
zawału mięśnia sercowego

27

Bibliografia:



E. Bańkowski, Biochemia. Podręcznik dla
studentów uczelni medycznych



R. K. Murray, D. K. Granner, V.W. Rodwell,
Biochemia Harpera ilustrowana



internet

28

Dziękuję za uwagę