Mirzo Ulug’bek nomidagi O’zbekiston Milliy Universiteti Biologiya fakulteti Biologiya yo’nalishi

Mirzo Ulug’bek nomidagi

O’zbekiston Milliy Universiteti

Biologiya fakulteti Biologiya yo’nalishi

302 – guruh talabasi G’aniyeva Tursunoyning

Enzimologiya fanidan tayyorlagan



Mavzu: Fermentlarning tibbiyotdagi ahamiyati. Enzimopatalogiya. Enzimodiagnostika.

1. 
   Fermentlar va ularning tibbiyotda qo’llanilishi
   
2. 
   Enzimopatalogiya tushunchasi va bu boradagi ishlar
   
3. 
   Enzimodiagnostika
   
4. 
   Xulosa
   

Biokimyo hayotning tub mohiyatini va patologiyaning molekulyar asoslarini, shu jumladan odamlarning irsiy kasalliklarini yoritishda, shuningdek oqsillar va nuklein kislotalarning tuzilishi va funktsiyalarini aniqlashda erishgan yutuqlari ko'p jihatdan fizika, kimyo va matematikaning yutuqlarini biokimyoga keng joriy etish bilan bog'liq.

Aniq fanlar bilan bu ittifoq nafaqat tirik moddalarning tuzilishi va funktsiyalarini molekulyar darajada chuqurroq o'rganish uchun uslubiy yondashuvlarni ishlab chiqishga imkon berdi, balki biokimyoning yangi yo'nalishlarini, shu jumladan molekulyar biologiya, bioorganik kimyo va enzimologiyani rivojlantirishga yordam berdi.

Fermentlarni o'rganish - fermentologiya mustaqil va intensiv rivojlanayotgan bilim sohasiga aylandi. Rus olimlari (akademiklar V.A.Engelgardt, A.E.Braunshteyn, S.R.Mardashev, I.V.Berezin va boshqalar) fermentlarning tuzilishi va funktsiyalarini, fermentativ kataliz mexanizmlari va regulyatsiyasini o'rganishda jahon faniga katta hissa qo'shdilar. ferment faolligi va sintezi; bu inson kasalliklarini tashxislash, davolash va oldini olish usullarining sezilarli darajada yaxshilanishiga yordam berdi.

Enzimologiyaning tibbiy muammolariga to'xtalmasdan oldin, nafaqat odam va hayvonlarda, balki bitta tirik hujayrada ham fermentlarning asosiy funktsiyalarini qisqacha sanab o'tamiz. Fermentlarning asosiy va, ehtimol, asosiy vazifasi ularning kimyoviy reaktsiyalar tezligini (o'nlab va yuzlab milliard marta) keskin oshirish qobiliyatidir, ya'ni fermentlar barcha tirik tizimlarda har soniyada sodir bo'ladigan ko'plab kimyoviy reaktsiyalarning katalizatori vazifasini bajaradi. Bundan tashqari, fermentlar kimyoviy reaktsiyalar tezligini regulyatori bo'lib, hujayraning va butun organizmning ayrim kimyoviy tarkibiy qismlarining sintezi va parchalanish jarayonlarini qat'iy nazorat qiladi. Fermentlarning bu xususiyati tufayli tirik tizimlar doimiy ichki muhitni saqlab turadilar (gomeostaz deb ataladi); ular zamonaviy yirik sanoat ishlab chiqarishlaridan quvvati yoki hatto tashish hajmi bilan emas, balki yuqori samaradorlik, tejamkorlik, ratsionallik va hujayraning mikroskopidagi natijalarning aniq aniqligi bilan ajralib turadi (yon mahsulotlar yo'q, atrof muhitni ifloslantiradigan chiqindilar yo'q).

Fermentlar muhim himoya funktsiyalarini bajarib, ekzogen (tashqi muhitdan kelib chiqadigan) va endogen (organizmning o'zida hosil bo'lgan) zaharli moddalarni zararsizlantiradi; ikkinchisi fermentlar ta'sirida oksidlanish, qaytarilish va nihoyat toksik xususiyatlarini yo'qotadigan mahsulotlarga parchalanishning turli xil reaktsiyalariga uchraydi. Ushbu tadqiqot sohasi ksenobiokimyo deb ataladi.

Bundan tashqari, fermentlar yengil, oziq-ovqat, mikrobiologik va farmatsevtika sanoatida (em-xashak oqsili, gormonlar, antibiotiklar va boshqa dorilar va L-aminokislotalar ishlab chiqarish) nozik kimyoviy organik sintez uchun vosita sifatida, shuningdek, gen muhandisligi tadqiqotlari va biotexnologiyalarda qo'llaniladi.

Fermentlar nazariyasining tibbiy muammolariga kelsak, avvalambor ta'kidlash kerakki, fermentlarni o'rganishda istiqbolli yo'nalishlardan biri - fermentlarni umumiy biologik o'rganishning mantiqiy rivojlanishi bo'lgan. Hozirgi kungacha zamonaviy biologiya va tibbiyot enzimologiya tilida gaplashishi va fermentlarni tibbiyotda qo'llash imkoniyatlari nazariy jihatdan cheksiz ekanligi to'g'risida ishonchli dalillar qo'lga kiritildi . Xususan, tibbiyot enzimologiyasi sohasidagi tadqiqotlarning uchta asosiy yo'nalishi aniq belgilandi: fermentopatologiya, enzimodiagnostika va ferment terapiyasi. Ushbu muammolar bo'yicha milliy va xalqaro konferentsiyalar, simpoziumlar va kongresslar chaqiriladi, ilmiy jurnallar nashr etiladi (masalan, "Tibbiy kimyo savollari"), yillik to'plamlar nashr etiladi (Advanses in Clinical Enymymology, Annual Reports in Medical Chemical) va boshqalar. Shuni ham unutmaslik kerakki, tibbiyot enzimologiyasining ushbu yo'nalishlarining har biri nafaqat o'z maqsadlari va o'ziga xos vazifalari, balki maxsus uslubiy yondashuvlar va uslubiy texnikalarga ham ega.

Biz tibbiyot enzimologiyasining birinchi yo'nalishi, xususan enzimopatologiya, shuningdek, patologiyada organizm va ayrim organlarning organik va funktsional shikastlanishlarini tashxislash uchun fermentlardan foydalanish to'g'risida o'z fikrlarimizni qisqacha bayon qilamiz.

Enzimopatologiyani o'rganish sohasi, garchi u patologiya nomini (kasalliklarning rivojlanish sabablari va mexanizmlarini o'rganish) o'z ichiga olgan bo'lsa-da, aslida tibbiy enzimologiyaning nazariy, fundamental qismidir. U individual ferment yoki fermentlar guruhining faoliyatini yoki sintezini tartibga solish mexanizmlarining buzilishi to'g'risidagi ma'lumotlarga asoslanib, patologik jarayon rivojlanishining molekulyar asoslarini o'rganishga mo'ljallangan. Fermentlar nafaqat noyob katalitik funktsiyalarni bajaradilar, balki aniq organotropiya va ta'sirning yuqori o'ziga xos xususiyatlariga ega bo'lib, patologik jarayonga aniq ta'sir ko'rsatadigan eng nozik va tanlab olish vositasi sifatida foydalanishlari mumkin. Ma'lumki, odamlarning ikki mingdan ortiq irsiy kasalliklaridan faqat ikki-uch o'ntasida rivojlanishning molekulyar mexanizmi aniqlandi. Ko'pincha kasallikning rivojlanishi to'g'ridan-to'g'ri irsiy etishmovchilik yoki bemorning tanasida bitta fermentning sintezining to'liq yo'qligi bilan bog'liq.

Kasallik va o'ziga xos fermentning jigarida sintez etishmasligi o'rtasidagi bunday bog'liqlikning odatiy misoli - bu fenilpiruvik oligofreniya, irsiy kasallik, bu erta bolalik davrida bolaning o'limiga yoki og'ir aqliy qoloqlikning rivojlanishiga olib keladi. Kasallikning molekulyar nuqsoni tenglamaga binoan muhim aminokislota fenilalanin (Phen) ning tirozin (Tyr) ga aylanishini blokirovka qilishdir.

Ushbu reaktsiyani katalizlovchi ferment - Phen-4-gidroksilaza, aniqrog'i Phen-4-monooksigenaza jigar hujayralarida sintez qilinmaydi, u odatda ochiq bo'lgan yagona organ. Fenilalaninning ushbu molekulyar metabolik buzilishining natijasi tanada, xususan kasal bolalarning miya to'qimalarida va qon zardobida fenilalaninning o'zi va uning yon metabolik yo'lining mahsulotlari - fenilpiruv kislotasi (shu sababli kasallik nomi) haddan tashqari to'planishi natijasida kelib chiqadigan og'ir irsiy kasallikning rivojlanishi. Odatda tashxis bolalarning tagliklari ustida fenilalanin yoki fenilpiruv kislotasini aniqlashning kimyoviy usuliga asoslangan. Davolash asosan fenilalanin aminokislotasini bolaning ovqatlanishidan (shu jumladan, ona sutidan) chiqarib tashlashgacha kamayadi [4]. Bunday bola uchun tirozin (formulalardagi farqlarni ko'ring) ajralmas aminokislotadir.

Xuddi shunday, boshqa bir og'ir irsiy kasallik - galaktozemiya, ya'ni sut shakariga nisbatan chidamsizlikning rivojlanishi galaktozaning glyukozaga aylanishini katalizlovchi fermentning jigar hujayralarida sintez etishmasligi bilan bog'liq. Bunday anomaliyaning natijasi to'qimalarda galaktozaning to'planishi va kataraktning rivojlanishi, bolalik davrida, jigar va miya to'qimalariga zarar etkazishi, ko'pincha bolaning o'limiga olib keladi; bu holda davolanish sut shakarini dietadan chiqarib tashlashgacha kamayadi.

Enzimopatologiya irsiy kasalliklardan tashqari, somatik kasalliklar patogenezi muammolarini, kasallikning rivojlanishiga sabab bo'ladigan omillarni emas, balki odamlarning eng keng tarqalgan kasalliklarini rivojlanish mexanizmlarini muvaffaqiyatli hal qiladi. Xususan, yirik ilmiy markazlar va tadqiqot institutlari tashkil etildi (Rossiya Tibbiyot fanlari akademiyasining Onkologik tadqiqot markazi, Rossiya Tibbiyot fanlari akademiyasining Kardiologik ilmiy-tadqiqot markazi, Rossiya Tibbiyot fanlari akademiyasining Revmatologiya ilmiy-tadqiqot instituti), ularning vazifasi - malign o'sish, arterioskleroz yoki romatoid artrit kabi molekulyar asosni aniqlash. Faoliyat yoki sintezning buzilishi patologik jarayonning rivojlanishiga, shakllanishiga olib keladigan ferment tizimlari yoki hatto alohida fermentlarning ulkan rolini tasavvur qilish qiyin emas.

Tibbiy enzimologiya sohasidagi ilmiy tadqiqotlarning ikkinchi yo'nalishi - fermentodiyagnostika - bemor tanasining biologik suyuqliklaridagi (qon zardobida, oshqozon yoki o'n ikki barmoqli ichak sharbati, miya omurilik suyuqligi, siydik va boshqalar) fermentlar va izoenzimlarning faolligini (darajasini) aniqlashga asoslangan ferment testlarini ishlab chiqishga mo'ljallangan. Ushbu tadqiqotlar ikki yo'nalishda rivojlanmoqda: birinchidan, ma'lum bir organga, organlar guruhiga yoki butun inson tanasiga xos bo'lgan organotropik yoki to'qima-tropik fermentlarni izlash yo'li bo'ylab; ikkinchidan, biologik muhitda fermentlarning faolligini aniqlash uchun adabiyotda allaqachon tasvirlangan usullarni takomillashtirish yo'lida.

Diagnostik enzimologiya katta yutuqlarga erishdi, shifokorga nafaqat kasallikning to'g'ri tashxisini qo'yish va kasallikning og'irligini aniqlashda, balki tanlangan davolash usulining to'g'riligini aniqlashda ham yordam berdi. Hozirgi vaqtda turli organlar ta'sirlanganda biologik suyuqliklarda aniqlangan ko'plab oddiy fermentlarni tahlil qilish uchun miqdoriy usullar ishlab chiqilgan. Ushbu fermentlarning har biri uchun qon zardobida ham, organning o'zida ham faoliyatning nazorat qiymatlari (darajalari) va normal tebranish chegaralari aniqlandi .

Misol tariqasida biz ikkita transaminaza faolligini aniqlash natijalariga murojaat qilishimiz mumkin: aspartat aminotransferaza (klinik adabiyotda glutamat oksaloasetat transaminazasi - GOT nomi bilan mashhur) va alanin aminotransferaza (glutamat piruvat transaminaz - GPT); qon zardobidagi ushbu fermentlar faolligining qiymatlari odatda 5 - 40 xalqaro birliklar orasida o'zgarib turadi. Yurak etishmovchiligi bilan, yurak ishemik kasalligi bilan, bemorning qon zardobidagi ikkala transaminazning faolligi statistik jihatdan ahamiyatli bo'lsa ham, biroz oshadi; ammo, miokard infarkti boshlanishi bilan 20 daqiqada qon zardobidagi ikkala transaminazaning faolligi o'nlab va yuzlab marta sog'lom odamning qonidagi nazorat qiymatlari darajasidan oshib ketadi .

Shuni ta'kidlash kerakki, qon zardobida transaminazlardan tashqari, laktat dehidrogenaza va kreatin fosfokinaza testlari, shuningdek, nekrotik fermentlar deb ataladigan usullar bilan bog'liq bo'lib, miyokard infarktidagi diagnostik ferment testlari juda muhimdir. Bu shuni anglatadiki, yurak mushagining bir qismi tromb bilan koronar arteriyani to'sib qo'yishi tufayli zararlanganda va parchalanganda, parchalanadigan mahsulotlar, shu jumladan fermentlar, qonsiz joydan qonga yuviladi. Shuni ham ta'kidlaymizki, kasallikning muvaffaqiyatli natijasi bilan qon zardobidagi fermentlar darajasi yurak xurujidan keyingi 2-3 kunga kelib normal holatga keladi. Shu bilan birga, odatda kasallikning birinchi haftasida sodir bo'lgan takroriy miokard infarkti bilan, elektrokardiogramma odatda takroriy infarktni aniqlamaydi, shu bilan birga fermentlar testlari ularning qon zardobidagi darajasining takroriy va keskin o'sishi bilan reaksiyaga kirishadi.

Klinik amaliyotga izoenzimlarni aniqlash usullari qo'llanilgandan so'ng fermentlarning diagnostik qiymati sezilarli darajada oshdi, asosan bir xil biologik faollikka ega bo'lsa-da, asosan turli elektroforetik harakatchanlikda farqlanadi [3]. Shu munosabat bilan dunyodagi deyarli barcha klinik kimyo laboratoriyalarida izozim spektrlarini aniqlashga qaratilgan ikkita fermentning diagnostik ahamiyatini batafsilroq ko'rib chiqish zarur.

Ulardan birinchisi, yuqorida aytib o'tilgan laktat dehidrogenaza (LDH) dir, bu tenglama bo'yicha piruvik kislotaning sut kislotasiga qaytishini o'zgartiradi

Shuni ta'kidlash kerakki, LDH barcha tirik organizmlarda uglevodlarning anaerob metabolizmining asosiy fermenti bo'lib, adenozin trifosfat (ATP) shaklida energiya ishlab chiqarish tezligini belgilaydi.

LDH keng tarqalgan ferment bo'lib, u inson tanasining deyarli barcha hujayralarida sintezlanadi [3]; LDH ning ikki turini ajratib oling: yurak turi deb ataladigan, H-turi (inglizcha yurakdan) va M-turi (inglizcha mushakdan) deb belgilangan mushak turi; ularning har biri raqamlar bilan belgilangan to'rtta bo'linmadan iborat. Agar LDH molekulasida barcha to'rtta kichik birliklar H tipidagi bo'lsa, u LDH H4 bilan belgilanadi; agar barcha subbirliklar M-tipli bo'lsa, u holda ferment M4 deb belgilanadi. Hujayralar har doim ham H va M molekulalarining har ikkala turini o'z ichiga olganligi sababli, H va M turlaridan jami to'rtta kichik birlik tuziladi. Shunday qilib, quyidagi H va M turlaridan tashkil topgan 5 ta LDH izofermenti mavjud:

H4, H3M1, H2M2, H1M3 va M4;

navbati bilan ular quyidagicha belgilanadi: LDH ning 1-, 2-, 3-, 4- va 5-izozimlari.

Yurak mushagining organik shikastlanishi bilan, masalan, miokard infarkti bilan qon zardobida nafaqat umumiy laktat dehidrogenaza darajasi keskin ortadi, balki tashxisning aniqligi uchun bu juda muhim, bu o'sish asosan izoenzimlar 1 va 2 ga mos ravishda H4 va H3M1.

Boshqa tomondan, skelet mushaklarining shikastlanishi bilan, shuningdek jigar yallig'lanish jarayonlari (gepatit) yoki jigar to'qimalarining virusli lezyonlari bilan [4] va nihoyat, jigar asosan ta'sirlanganda to'qima nekrozini keltirib chiqaradigan tetraklorid yoki boshqa zahar bilan zaharlanish bilan [3, 4], izozimlar spektri chapdan o'ngga siljiydi (ya'ni 1 va 2 izozimlarning deyarli o'zgarmagan darajasida LDH ning 5 va 4 izoenzimlari darajasi keskin ko'tariladi). Ushbu natijalar davolovchi shifokor uchun juda muhimdir, u asosan kasallikning klinik ko'rinishi, laboratoriya ma'lumotlari va LDH spektrlarining elektroforetik rasmiga asoslanib, yakuniy tashxis qo'yadi va bemorni davolashga kirishadi. Tabiiyki, davolash usullari keskin farq qiladi va ushbu usullarni tanlashda yurak yoki mushak LDH izozim spektri muhim rol o'ynaydi.

Diagnostik qiymati, ayniqsa miokard infarktida yuqori bo'lgan ikkinchi ferment [3, 4] bu kreatin fosfokinaza (CPK) bo'lib, u kreatin fosfatning kreatin va ATP dan biosintezini tenglamaga muvofiq katalizlaydi.

Kreatin fosfokinaza - bu yuqori energiyali (ta'minlangan yoki tarkibida yuqori energiya salohiyati bo'lgan) substrat - kreatin fosfatning biosintezidagi asosiy ferment bo'lib, u ATP bilan birga yurak mushagi va butun organizm bioenergetikasida juda muhim rol o'ynaydi. Ma'lum bo'lishicha, CPK molekulasi ikki turdagi subbirliklardan iborat: M-tip (ya'ni mushak turi, ingliz mushagidan) va B-tip (ya'ni miya; ingliz miyasidan); shunga ko'ra, CPK ning uchta izoenzimlari ajratib olindi va ular lotin harflari bilan belgilanadi: MM izoenzim (mushak turi), asosan muskullarga xos, BB izozimasi (miya turi, asosan miya to'qimalarida) va MB izoenzim bilan belgilanadi. bu faqat yurak mushagida uchraydi.

Ushbu ma'lumotlarni, xususan, CPK izoenzimlarining organotropiyasini, ushbu to'qimalarning organik yoki funktsional zararlanishlarini hisobga olgan holda, bemorning qon zardobida odatda yo'q bo'lgan CPK izozimlari paydo bo'ladi va shunga muvofiq ular elektroforez paytida ochiladi.

Bizning bo'limimizda V.P. Saraev va F.B. Levin kasallikning boshlanishining birinchi soatlaridan boshlab miokard infarkti bilan og'rigan bemorlarning qon zardobini dinamikada o'rganib chiqdi va LDH ning umumiy faolligi 0,5 soatdan keyin keskin ko'tarilib, bu yuqori darajada 2-3 kungacha, ayrim bemorlarda esa 4 kungacha davom etishini ko'rsatdi; o'tkir davrdan keyin LDH ko'rsatkichlari tezda normal holatga qaytadi, garchi LDH ning izozim spektri yurak turini 7-8 kungacha saqlab turadi. Shuningdek, biz miyokard infarktining barcha holatlarida, shu jumladan muvaffaqiyatli holatlarda V.P. Saraev va F.B. Levin qon zardobidagi yana bir ferment - gamma-glutamil transferaza faolligini aniqladi. Aniqlanishicha, ushbu fermentning faolligi infarkt boshlanishi bilan asta-sekin o'sib boradi, ammo uning yuqori darajasi qonda yurak xuruji boshlanganidan 10-14 kun o'tgach paydo bo'ladi. Ko'pgina klinisyenlarning fikriga ko'ra, sarum gamma-glutamiltransferaza testi infarktdan keyingi muhim ferment testi bo'lib xizmat qilishi mumkin. Mavjud ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, yurak mushagining nekrotik zonasi, ehtimol, gamma-glutamiltransferaza manbai emas, chunki yurak xuruji paytida to'qimalarni yuvish birinchi 10-15 daqiqada sodir bo'ladi. Postinfarkt davrida davolovchi va nekrotik zonani normal mushak to'qimalari bilan to'ldirish jarayonida tomirlar kuchayishi (tomirlar tarmog'ining rivojlanishi) sodir bo'ladi; Ushbu zonada hosil bo'lgan tomirlarning endoteliyasida gamma-glutamiltransferazning ko'paygan miqdori (faolligi bo'yicha) aniqlanadi, bu miokard infarktiga chalingan bemorlarning qon zardobidagi ushbu ferment tarkibining ko'payishi manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Diagnostik enzimologiya nafaqat ushbu organlarning, balki boshqa kasalliklarning, xususan buyraklar, oshqozon osti bezi, oshqozon, ichak va o'pka kasalliklarini aniqlashda sezilarli yutuqlarga erishdi [2]. Ular klinik amaliyotda keng qo'llaniladi, masalan, faqat buyrak va oshqozon osti bezi to'qimalarida topilgan ferment - qon zardobidagi transamidinazani aniqlash; yoki faqat jigar hujayralarida va terining epidermisida topilgan gistidaza fermentining faolligini aniqlang. Shunga ko'ra, ushbu organlarning organik lezyonlari, yallig'lanish jarayonlari, travma, jarrohlik aralashuvlar bilan ko'rsatilgan fermentlar bemorlarning qon zardobida paydo bo'ladi, ular odatda sarumda yo'q.

Tabiiyki, bu erda klinikada aniqlangan juda ko'p miqdordagi fermentlarning bir nechta namunalari keltirilgan va deyarli 10 mingga yaqin ma'lum bo'lgan odam kasalliklarining ayrim kasalliklari tasvirlangan. Ammo, hatto ushbu misollardan ham xulosa qilish mumkinki, fermentlar diagnostikasi nafaqat kasallikning to'g'ri va eng muhimi, o'z vaqtida tashxis qo'yish uchun, balki davolashning qo'llanilayotgan usuli samaradorligini tekshirish uchun ham asos bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Xulosa

Fermentlarning qo’llanilish sohalari juda keng . Xususan tibbiyot sohasida keng qo’llaniladi. Faoliyatning yuqori o'ziga xos xususiyatiga ega bo'lgan fermentlar har qanday patologiya jarayoniga aniq ta'sir ko'rsatadigan eng nozik va tanlangan vositalar sifatida ishlatiladi. Organlar, hujayralar biomembranalari va hujayra osti tuzilmalarining shikastlanish darajasi, patologik jarayonning og'irligi bemorlarning qon zardobida organotrop fermentlar va izofermentlarning paydo bo'lishi (yoki darajasining keskin ko'tarilishi) bilan baholanishi mumkin.

Foydalanilgan adabiyotlar

Браунштейн А.Е. На стыке химии и биологии. М., 1987.

Мардашев С.Р. Биохимические проблемы медицины. М., 1975.

Зильва М., Пэннел Г. Клиническая химия в диагностике и лечении. М.: Медицина,