Primena enzima u kliničkoj dijagnostici i terapiji

Enzimi zauzimaju veoma značajno mesto u kliničko-biohemijskoj dijagnostici. Enzimi se u prektičnoj medicini koriste na dva načina: kao veoma specifični reagensi za merenje koncentracije pojedinih metabolita u telesnim tečnostima, i kao važan pokazatelj stanja pojedinih tkiva i organa. Danas se otvara i treća mogućnost, a to je terapijska primena enzima in vivo, na primer rastvaranje tromba pomoću streptokinaze ili urokinaze.

Prvi način upotrebe od interesa je za one grane medicine koje se bave laboratorijskom dijagnostikom. Radi se o tome što hemijske metode određivanja koncentracija pojedinih materija u biološkim tečnostima ne mogu uvek da obezbede dovoljnu specifičnost, pa pored sastojka koji se želi meriti obuhvataju i druge slične supstance. Ako se umesto hemijskog reagensa upotrebi enzim u suvišku onda on reaguje samo sa određenom supstancom, pa se praćenjem te reakcije na različite načine može tačno odrediti samo merena supstanca. Najizrazitiji primer je određivanje koncentracije glukoze, koja se dugo vremena merila na osnovu svoje reduktivne sposobnosti, što je bilo veoma netačno. Tek uvođenjem tzv. enzimskih metoda određivanja, gde se koristi glukoza oksidaza (GOD) kao reagens,obezbeđeno je dovoljno specifično merenje koncentracije glukoze u biološkim tečnostima. Na sličan način koristi se i enzim ureaza za merenje koncentracije uree u krvi i mokraći.

Drugi način upotrebe od velikog je značaja za sve grane medicine. On se zasniva na tome, što se svi intraćelijsk enzimi nalaze u velikim količinama u citosolu i u organelama unutar ćelije, a da oni, zbog selektivne propustljivosti ćelijske membrane (dok je ona neoštećena), mogu da izlaze u krv samo u minimalnim količinama. Izuzetak su naravno tzv. sekretorni enzimi koji su predviđeni da deluju izvan ćelija u kojima nastaju, pa se stoga na posebne načine izlučuju u krv u većoj količini. Zbog toga, normalno aktivnost intraćelijskih enzima je i do milion puta veća u ćelijama nego u plazmi, u kojoj se često jedva mogu i detektovati. Tek u patološkim uslovima ako dođe do oštećenja ćelijske membrane bilo kojim patološkim procesom, intraćelijski enzimi u većoj količini prelaze u krv i njihova aktivnost u serumu se višestruko povećava. Ako je oštećenje ćelije još veće, sve do njene potpune nekroze, u krv prelaze i enzimi koji se nalaze u njenim organelama, naročito mitohondrijama, što je znak velikog oštećenja ćelije, pa se stoga ti enzimi često nazivaju i nekroenzimima.

Od iznetih pravila postoje brojni izuzeci. Tako u slučaju sekretornih enzima, koji se znatno ređe koriste u dijagnostici bolesti, dešavanja su upravo obrnuta. Njihova aktivnost je u krvi normalno prisutna i održava stepen te sekrecije, dok se u bolestima smanjuje. Važno je napomenuti da se tu svakako ne podrazumevaju digestivni enzimi koji se iz ćelija izlučuju direktno u izvodne kanale žlezda, jer se njihovo delovanje, iako izvan ćelija, dešava samo u digestivnoj cevi a nikako u krvi. Takođe, kod enzima koji se izlučuju putem žuči, njihovo povećanje u krvi znači da je došlo do sprečenog oticanja žuči (holestaze).

Merenje aktivnosti pojedinih enzima u serumu je od velike dijagnostičke vrednosti i mnogo se koristi u svakodnevnoj medicinskoj praksi. Pri tome je veoma važno znati koji se enzimi određuju u kojoj bolesti i zbog čega. Tabelarno je dat pregled enzima koji se najčešće koriste u kliničkoj dijagnostici:

Enzim Skraćenica Bolesti
Alkalna fosfataza ALP rast ili razgradnja kosti, holestaza u jetri
Amilaza AMYL nekroza pankreasa
Alanin aminotransferaza ALT oštećenje hepatocita
Aldolaza ALD oštećenje hepatocita
Asparat aminotransferaza AST oštećenje hepatocita, oštećenje miokarda
Gama glutamil transpeptidaza GGT holestaza u jetri
Glutamat dehidrogenaza GDH oštećenje hepatocita
Hidroksibutirat dehidrogenaza HBDH oštećenje hepatocita, oštećenje miokarda
Holinesteraza CHE trovanje organskim fosfatima
Kisela fosfataza ACP karcinom prostate
Kreatin fosfokinaza CPK oštećenje miokarda, mišića ili mozga
Laktat dehidrogenaza LDH oštećenje hepatocita, oštećenje miokarda
Lipaza LIP nekroza pankreasa
Tripsin TRIP nekroza pankreasa

U medicinskoj praksi skoro isključivo se koristi određivanje aktivnosti enzima u serumu, mada je moguće određivanje i u drugim biološkim tečnostima pa i u tkivima. Sa tog stanovišta važno je znatida se serumski enzimi mogu klasifikovati u dve grupe. Prva, relativno mala grupa serumskih enzima se aktivno sekretuje u plazmu od strane nekih organa, gde oni imaju specijalne funkcije. Na primer, jetra sekretuje u krv inaktivne prekursore enzima koji učestvuju u koagulaciji krvi. Druga grupa uključuje veliki broj enzima koji su normalno intracelularni i nemaju fiziološke funkcije u plazmi. U zdravih osoba serumska aktivnost ovih enzima je veoma niska jer se oni oslobađaju iz ćelija smao u sklopu njihovog zanavljanja. Mnoge bolesti koje uzrokuju oštećenja prouzrokuju povećano oslobađanje intracelularnih enzima u plazmu. Ako je oštećena samo plazmalna membrana u serumu raste aktivnost samo enzima koji se nalaze u citosolu, a ako je oštećenje ćelija dublje, u plazmu izlaze i enzimi iz ćelijskih organela. Tako na primer kod oštećenja membrane hepatocita raste pretežno aktivnost ALT, dok se kod njihove nekroze povećavaju još i AST i GDH. Stepen povećanja aktivnosti pojedinih enzima u serumu često održava količinu oštećenog tkiva a ne stepen oštećenja ćelija.

Iz tabele se vidi da se serumska aktivnost mnogih enzima rutinski meri u bolestima više organa, pre svega srca, jetre, skeletnih mišića i drugih. Neki od ovih enzima se nalaze samo u jednom od organa, pa tada povećanje aktivnosti toga enzima u krvi ukazuje na oštećenje određenog tkiva. Takvi enzimi se nazivaju organ specifični, na primer enzim ALT se nalazi u najvećim količinama u jetri pa povećanje njegove aktivnosti ukazuje na oštećenje baš tog organa. Nažalost, većina enzima nema dovoljnu organsku specifičnost pa to predstavlja veliki problem u njihovoj upotrebi kao dijagnostičkog sredstva. Naime, većina enzima prisutna je u više organa pa se onda prilikom povećanja njihove aktivnosti u serumu teško može proceniti iz kog organa enzim potiče tj. koji je od njih oštećen. Ovaj problem se delimično rešava određivanjem aktivnosti izoenzma, jer kao što je ranije već izneto, u svakom organu preovlađuje određena forma izoenzima. Tako se u jetri nalaze najveće količine LDH 5 kojeg u srcu skoro uopšte nema, dok u miokardu preovlađuje izoenzim LDH 1, što bi značilo da se u slučaju povećanja LDH 5 u serumu radi o bolesti jetre, a kod povećanja LDH 1 o oštećenju miokarda. Najbolja ilustracija značaja određivanja enzimske aktivnosti izoenzima postoji u slučaju određivanja aktivnosti enzima kreatin fosfokinaze u serumu. Ovaj se enzim određuje najčešće u bolesnika kod kojih postoji sumnja na nekrozu srčanog mišića. Međutim kako se isti enzim nalazi u svim skeletnim mišićima pa i u mozgu, pomaže činjenica što je CPK po svojoj kvaternernoj strukturi dimer sastavljen od mogućih subjedinica B ili M. Prema tome moguće su kombinacije tri izoenzima BB = CK1, MB = CK2 ili MM = CK3, pa zahvaljujući tome što se izoenzim kreatinkinaze MB (CKMB) nalazi samo u srčanom mišiću, njegovo određivanje daje pouzdane podatke o tome da li je oštećen baš srčani mišić ili ne. Poteškoću predstavlja takođe i činjenica što kod mnogih bolesti, povećanje enzimske aktivnosti u krvi postoji samo u određenim fazama bolesti. Tako se na primer kod infrakta miokarda u akutnoj fazi nalazi povećanje aktivnosti CPK, dok je u kasnijoj fazi povećana aktivnost HBDH.

U retkim slučajevima dijagnoze nekih bolesti, koristi se i merenje enzimske aktivnosti određenih enzima u samim ćelijama. To je svakako znatno komplikovanije, jer je potrebno dobiti uzorak ćelija, na primer jetre, biopsijom. Mnogo je lakše merenje aktivnosti enzima u krvnim ćelijama, što se često i koristi na primer merenje glukoza-6-fosfat dehidrogenaze eritrocita u dijagnostici anemija, ili merenje aktivnosti alkalne fosfataze u leukocitima za dijagnostiku leukemija.

Zamolili bismo Vas da podelite tekst sa svojim prijateljima. Hvala :)

O autoru

Portal "Budi zdrav, produži život" osnovan je od strane studenata medicinskog fakulteta. Postavite pitanje na dnu teksta, a mi ćemo pokušati da odgovorimo na Vaša pitanja u najkraćem mogućem roku. Želite da nas bolje upoznate? Kliknite ovde >>

Napišite Vaš odgovor/pitanje