【的综述】酶学的知识在临床疾病诊断及治疗上的应用地要求

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酶工程技术的研究及其在医药领域的应用

酶工程技术的研究及其在医药领域的应用

酶工程技术的研究及其在医药领域的应用一、本文概述随着生物技术的飞速发展,酶工程技术作为其中的重要组成部分,已经在医药领域展现出广阔的应用前景。

酶,作为生物体内的一类特殊蛋白质,具有高效、专一和温和的催化特性,因此被广泛用于医药、化工、食品等多个领域。

本文旨在探讨酶工程技术的最新研究进展,并重点分析其在医药领域的应用现状和发展趋势。

本文将对酶工程技术的基本原理和方法进行简要介绍,包括酶的来源、分离纯化、固定化以及酶反应器的设计等。

在此基础上,文章将重点论述酶工程技术在医药领域的多个应用方面,如药物合成、药物转化、药物分析和疾病诊断等。

通过具体案例和数据分析,展示酶工程技术在提高药物生产效率、降低药物成本、改善药物质量和提高疾病诊疗准确性等方面的积极作用。

本文还将对酶工程技术在医药领域面临的挑战和未来发展方向进行深入探讨。

随着生物技术的不断进步,酶工程技术的研究和应用将更加深入和广泛。

例如,新型酶的发现与改造、酶固定化技术的创新、酶反应器的优化以及酶工程技术在基因治疗和细胞治疗等新兴领域的应用等,都将成为未来研究的热点和方向。

酶工程技术在医药领域的应用已经取得了显著成果,并展现出广阔的发展前景。

本文将从多个角度全面分析酶工程技术在医药领域的应用现状和发展趋势,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、酶工程技术的基础理论酶工程技术,作为一门应用生物技术的分支,其基础理论主要涵盖酶学基本原理、酶反应动力学、酶分子设计和改造以及酶固定化技术等方面。

酶学基本原理是酶工程技术的基石。

酶是生物体内具有催化功能的蛋白质,具有高度专一性和高效性。

酶通过降低反应的活化能来加速生物化学反应,使得原本难以进行的反应在温和条件下也能迅速进行。

了解酶的结构、催化机制以及影响因素,对于酶工程技术的应用至关重要。

酶反应动力学是研究酶催化反应速率与反应物浓度关系的科学。

通过对酶反应动力学的研究,可以了解酶催化反应的速度控制步骤、反应速率常数以及反应机制等,为酶工程技术的优化提供理论依据。

酶在医学方面的应用课件

酶在医学方面的应用课件

动物酶
由动物组织提取的酶,具有高活性 、高稳定性等优点。
酶的分类及命名
水解酶类
氧化还原酶类
如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等,用于水解相 应的底物。
如过氧化氢酶、氧化酶等,用于催化氧化还 原反应。
转移酶类
裂合酶类
如激酶、磷酸酶等,用于转移磷酸基团或氨 基等基团。
如合成酶、裂解酶等,用于合成或裂解相应 的底物。
学领域中的应用。
对未来酶在医学领域应用的展望
新的酶的生产和应 用
展望了未来新的酶的生产技术和 应用领域,包括基于蛋白质组学 的酶的发现和基于代谢组学的酶 的应用等。
酶在个性化医疗和 精准医疗中的应用
探讨了酶在个性化医疗和精准医 疗中的应用前景,包括基于酶的 生物传感器在医学检测中的应用 和基于酶的药物在肿瘤治疗中的 应用等。
药物制备
利用酶促反应高效、环保 的优势,制备结构复杂、 手性药物等。
04
酶工程的发展及前景
酶工程的发展历程
20世纪初的酶制剂生产
这一阶段主要涉及从动植物和微生物中提取和纯化酶制剂,如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。
20世纪中期的化学修饰
这一阶段主要是通过化学手段对酶进行修饰,以提高其稳定性和催化效率,如通过乙二醇保护法对胰蛋白酶进行修饰。
06
实际案例分享
应用案例一
总结词
灵敏度高、检测速度快、操作简便
详细描述
基于酶的生物传感器在医学检测中具有广泛应用,其原理是利用酶与底物反应过程中产生的电信号,通过检测 电信号的变化,实现对某种特定物质的定量或定性检测。与传统的化学检测方法相比,基于酶的生物传感器具 有更高的灵敏度和更快的检测速度,同时操作也更加简便,适合于临床快速检测和实时监测。

酶在医学方面的应用医学知识

酶在医学方面的应用医学知识

治疗消化不良,食欲不振 治疗消化不良,食欲不振 治疗各种细菌性和病毒性疾病 治疗心肌梗塞,结膜下出血,黄斑部出血 治疗血栓性静脉炎,咳痰,血肿,下出血,骨折 治疗青霉素引起的变态反应 治疗白血病 预防辐射损伤,治疗红斑狼疮,皮肌炎,结肠炎 治疗各种出血病 分解胶原,消炎,化脓,脱痂,治疗溃疡 预防龋齿 治疗皮肤病,支气管炎,气喘 溶血栓 治疗动脉硬化,降血脂 抗感染,祛痰,治肝癌 治疗痛风
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
药用酶的一般要求
• 1)在机体内的生理条件下具有较高活力和稳定性; • 2)对底物有较高亲和力,不受产物和体液中正常
成分抑制; • 3)在体内有较长的半衰期,可缓慢地被分解或排
出体外; • 4)酶制剂纯度高,不含其它毒性物质,来自非致
病性酶源。
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
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主要内容
• 1.前言 • 2.酶与某些疾病的发生 • 3.酶用于疾病诊断 • 4.酶用于疾病治疗 • 5.酶固定化用于新型药物设计
和药物筛选 • 6.总结
前言
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现代分子生物学认为生物活动的正常进行都 依赖于机体内部生化反应的平衡和稳定,这种 复杂而有序的生化反应需要酶来催化调节,以 控制体内代谢的正常进行。
• 药用酶用酶来治疗疾病最早是以淀粉酶为 代表的各类口服消化用酶。
• 1952年,Innerfield将结晶胰蛋白酶静脉 注射治疗脉管炎获得成功。
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栓溶酶类与心血管疾病
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溶菌酶
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凝血酶
酶在疾病治疗方面的应用 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。

酶学的新研究方向与应用

酶学的新研究方向与应用

酶学的新研究方向与应用酶学是分子生物学中非常重要的一个领域,也是现代生物技术和医药学的关键技术之一。

酶学研究了酶的结构、功能、代谢路径和应用等方面,为人们探索生物学和化学学的交叉领域提供了极其重要的科学基础。

新研究方向在酶学的研究中,人们不断地探索新的研究方向,并提出新的理论。

酶学的新研究方向主要有以下三个:1. 酶的结构研究:酶是蛋白质分子,其具体的结构对于酶的功能和代谢途径有着非常重要的影响。

现在,酶的结构研究已经发展到了非常深入的阶段,能够通过晶体学、核磁共振等技术手段完整地解析出酶的分子结构,以此来研究酶的功能和代谢途径等问题。

2. 酶的催化机理:酶是生物体内代谢反应的催化剂,其催化过程涉及到诸多生物化学反应机理。

近年来,通过蛋白质工程等技术,人们对酶的催化机理进行了深入的探究,并在此基础上发展出了新的酶类催化反应。

3. 酶作为药物和癌症治疗:随着酶学研究的深入,越来越多的酶被发现在人类疾病的发生和进展过程中起着关键的作用。

目前,酶已经成为了药物和癌症治疗的新型靶标,并且研究人员也在不断地开发新型酶抑制剂和酶类药物。

应用前景随着酶学研究的不断深入,酶在人类生产、工业生产和医学领域中的应用也日益广泛。

下面,笔者主要介绍一些典型的应用前景。

1. 食品加工:酶在食品加工和制作中有着非常广泛的应用。

例如,酶在果汁的提取和澄清中可以起到关键作用,还能够在食品中发酵和腌制等过程中加速反应。

2. 医疗领域:酶已经成为了一种重要的医疗手段,可以用来治疗某些疾病和促进人体细胞的再生。

例如,在心肌梗塞和脑梗死等疾病的治疗中,酶能够通过溶解血栓来缓解疾病。

3. 工业生产:在工业生产领域,酶的应用也非常广泛。

例如,酶在纺织、制浆、造纸、印染等领域中能够发挥重要的作用,还可以在各种工业过程中加速反应,提高生产效率。

总结综上所述,酶学是一门非常重要的分子生物学领域,其研究方向和应用前景也非常广泛。

通过对酶的结构、功能和代谢等方面的研究,人们能够更加深入地了解生物化学反应的本质,并在此基础上提出新的理论和新的应用技术。

酶在疾病治疗方面的应用

酶在疾病治疗方面的应用

酶药物的研发阶段
01
02
03
早期发现
通过基因组学、蛋白质组 学等技术,发现具有治疗 潜力的酶。
验证与优化
对候选酶进行体外和体内 实验,验证其治疗活性, 并进行结构与功能的优化。
临床前研究
在动物模型上评估酶药物 的安全性和有效性,为后 续临床试验提供依据。
酶药物的疗效评估
有效性评估
通过对照实验、随机临床试验等方法,评估酶药物对疾病的治疗 效果。
酶是生物体内生化反应的催化剂,参与细胞代谢、信号转导、免疫应答等 生理过程。
许多疾病的发病机制与酶的异常表达或功能失调有关,如肿瘤、心血管疾 病、神经退行性疾病等。
酶的异常表达或功能失调会导致细胞内代谢失衡、信号转导异常、免疫应 答紊乱等,从而引发疾病。
酶作为药物的靶点选择
01
针对酶的异常表达或功能失调,选择相应的酶作为药物靶点 ,设计具有抑制或激活功能的药物。
酶的改造与优化
利用基因工程技术对酶进行改造 和优化,提高其稳定性和活性, 降低副作用。
酶药物的优化与改进
药物设计
基于酶的结构和功能,设计具有特定疗效的酶药物。
药物合成
采用化学或生物合成方法制备酶药物,确保药物质量和产量。
药物稳定性
通过改进药物制剂和剂型,提高酶药物的稳定性和耐受性,延长药 物的有效期。
酶的活性受到温度、pH值、抑制剂和激活剂等多 种因素的影响。
酶在生物体内的角色
01
酶在细胞代谢中发挥着至关重要的作用,是维持生命活动不可 或缺的成分。
02
酶参与合成和分解代谢过程中的关键反应,对于维持内环境稳
态具有重要作用。
酶还参与免疫应答、信号转导等生理过程,对生物体的健康和

酶的研究及其应用

酶的研究及其应用

酶的研究及其应用酶是一种生物催化剂,在人类生活中扮演着重要的角色。

酶的研究及其应用已经成为了现代生物科学的重要研究领域,并且取得了许多重要的科学成果,如电泳、PCR等技术的发展都与酶有着密切的关系。

本文将从酶的定义、种类及功能、酶的结构和活性探讨酶的研究及其应用。

一、酶的定义和种类酶是一种生物催化剂,能够加速生物化学反应的速度,而且不会被反应消耗。

酶的种类非常多样化,既包括水解酶、氧化酶等传统酶,也包括DNA聚合酶、RNA聚合酶等新型酶。

酶按照其催化作用作用而分类,可以分为水解酶、氧化还原酶、转移酶、异构酶、氧化酶等几大类。

其中水解酶是最常见的酶之一,用于分解有机物质,常见的如淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等。

二、酶的功能酶存在于所有的生物体中,其功能主要是加速各种生物化学反应。

在人类日常生活中,酶的应用非常广泛,例如面包的发酵粉利用了酵母菌产生的酶;果汁、酒类和奶酪都利用了乳酸菌等微生物酵母中的酶;药物制药、食品加工、化学合成等产业都利用了各种酶来改良产品质量或生产效率。

其中一类重要的应用是酶在基因工程领域中的应用,例如利用CRISPR-Cas9系统改变细胞基因的序列、利用酶工程取得了基因重组和克隆等技术。

三、酶的结构和活性酶有着复杂的三维结构,结构和活性是相互关联的。

酶的催化活性主要来源于其结构上的活性位点,该位点可以识别并结合与之反应的底物分子,从而实现催化反应。

酶的结构可以用多种方法来描述,其中最常见的方法是X射线晶体结构学。

另外,酶的催化活性深受其所处环境的影响,例如温度和pH 值。

在催化反应中,适当的温度和pH值可以帮助催化剂发挥最佳催化效果。

这也说明了在利用酶进行工业生产时,适应其所处环境和所处理的物质的性质是非常重要的。

四、酶的研究进展和应用近年来,随着科技的不断进步和生物学研究的深入,酶的研究和应用广泛而深入。

酶的研究进展涉及了酶的结构、功能和催化机制的研究,同时,酶的生产、纯化、速率改良和酶有关的基因工程技术等方面也得到了迅猛的发展。

酶在医药领域的应用

酶在医药领域的应用

酶在医药领域的应用
酶在医药领域有许多应用。

以下是其中一些主要应用:
1. 酶替代疗法:某些遗传性酶缺乏病例中,可以通过给患者注射缺乏的酶来补充缺失的功能酶。

例如,使用胰岛素酶代替糖尿病患者缺乏的胰岛素。

2. 酶诊断:酶可以用于诊断疾病。

例如,某些疾病会导致特定酶的活性发生变化,在实验室检
测中可以借助这些变化来诊断疾病。

3. 酶治疗:酶可以用于治疗某些疾病。

例如,产生基因突变导致无法代谢特定物质的遗传代谢病,可以通过酶治疗提供缺失的酶来帮助病人实现代谢物的正常处理。

4. 体外诊断试剂:酶可以用于体外诊断试剂的制备。

例如,酶-linked 免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,简称ELISA)是一种常见的体外诊断试剂,用于检测血液中特定
抗体或抗原的存在与否。

5. 生物传感器:酶可以用于构建生物传感器,用于检测生物体内的特定化学物质。

例如,葡萄
糖酶可以用于测量血液中的葡萄糖浓度,并用于糖尿病患者的血糖监测。

总而言之,酶在医药领域扮演着重要角色,用于诊断、治疗和监测各种疾病。

随着科学和技术
的发展,酶在医药领域的应用前景将进一步拓展。

酶在疾病治疗方面的应用ppt课件

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酶在疾病治疗方面的应用
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酶类药物举例
酶在疾病治疗方面的应用
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1.胃肠道疾病
• 酶作为消化剂应用于临床,它能补充内源消化酶 的不足,水解和消化食物中的成分,如蛋白质、 糖类和脂质等。用于治疗消化紊乱或促进消化。
• 蛋白酶在医药领域的应用最初就是在消化药上, 用于治疗消化不良和食欲不振。
酶在疾病治疗方面的应用
酶在疾病治疗方面的应用
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(二) 酶在糖尿病治疗中的应用
1、什么是糖尿病
糖尿病分为1型糖尿病和2型糖尿病。
1型糖尿病是一种自身免疫疾病,常见于青少年,遗传原 因。但不常见。
2型糖尿病是我们常见的糖尿病,占患者总数的90%以上。 病因:胰岛素分泌不足或完全丧失;胰岛素抵抗。
无论是1型还是2型糖尿病,都会导致血液中的葡萄糖无法 被利用,进而引发糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代 谢紊乱综合征。
NS3:一种丝氨酸蛋白酶。是HCV病毒复制酶的重要组成 部分,是HCV RNA复制时RNA进入复制酶核心部位的“必经之 路”。
Boceprevir是一种小分子蛋白酶抑制剂,能以类似于底 物的方式与NS3结合,结合之后可捕获NS3活性部位的丝氨酸 部分,使酮酰胺上羰基碳与丝氨酸共价结合,从而阻止了病 毒RNA进入核心酶,抑制病毒复制,达到治疗丙肝的目的。
基因工程技术
酶在疾病治疗方面的应用
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5.其他
• 透明质酸酶可分解粘多糖,有助于组织通透性增 加,是一种药物扩散剂。
• 青霉素酶能分解青霉素,治疗青霉素引起的过敏 反应。
• 激肽释放酶能治疗同血管收缩有关的各种循环障 碍。
• 弹性蛋白酶有降血压和降血脂的作用。
酶在疾病治疗方面的应用
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【综述】酶学知识在临床疾病诊断及治疗上的应用要求目前临床主要以检测指标作为依据对疾病的诊断作出较为准确的判断。

其中,酶学上的应用占了相当一部分。

所以,从临床疾病诊断以及治疗的角度去对酶学知识的具体化了解和应用深化是十分有必要的。

本文献综述旨在对现有的临床应用的常见几种酶学指标检测作出一个较为直观的知识汇总和部分拓展,作为基础医学和临床医学的一次应用上的联系。

阅读文献:吗啡依赖相关的酶学研究进展——生理学与生化学的紧密联系,酶学体系上对某种疾病机制的解释和指标上对该疾病的指导。

新生儿-长期以来,胆红素对神经系统毒性作用的研究较为深入。

近年随着对胆红素生理功能毒性作用的进一步研究。

发现胆红素对心脏肾脏有一定的毒性影响u J。

心肌酶分布在全身组织中,特别是心、肝、肺、骨骼肌、肾、脑中含量高,以上组织损伤均可使细胞膜的完整性丧失。

使ASr(谷草转氨酶)、CPK (肌酸激酶)、LDH (乳酸脱氢酶)逸出,致血清中含量增高,特别是肌酸激酶同工酶(CK—MB)绝大部分存在于心肌细胞浆内,心肌以外细胞含量甚微,是一种心肌特异性酶。

通过测定血清心肌酶的变化,可以反映心肌受损程度J。

新生儿高胆红素血症引起心肌损害的病因及发病机制尚不清楚。

有人认为,可能因为未结合胆红素为脂溶性,可以透过细胞膜。

进入细胞内干扰细胞的代谢功能,使细胞受损bJ。

本组高胆患儿心肌酶及同工酶活性均有不同程度增高,黄疸愈重。

心肌酶活性升高愈明显。

且经退黄综合治疗后,黄疽减退。

心肌酶活性亦随之下降,治疗前后比较有显著差异(P<0.01),提示新生儿高胆红素血症时存在心肌损害。

本组中,有25例高胆患儿做心电图检查,大多数心电图正常,故仅凭心电图检查不能发现早期心肌损害。

高胆患儿应同时作心肌酶谱检查,早期应注意保护心脏功能,以避免严重心肌损害。

第七章诊断酶学本世纪初临床就开始测定体液中的酶来诊断疾病,如Wohlgemuth早在1908年就测定尿液中淀粉酶(AMY)以诊断急性胰腺炎;30年代临床测定碱性磷酸酶(ALP)用于诊断骨骼疾病,随后发现不少肝胆疾病特别在出现梗阻性黄疸时此酶常明显升高。

这些酶成为当时临床实验室的常规测定项目,直到60年代ALP仍是世界上测定次数最多的酶。

但在50年代以前,酶测定在检验科常规工作中只占很少一部分。

诊断酶学的真正发展还是从50年代用分光光度法建立了连续监测酶活性浓度方法开始,它可以测定不少用旧的“固定时间法”不能测定的酶,并用于诊断疾病。

结果发现乳酸脱氢酶(LD)、天冬酸氨基转移酶(AST)和α-羟丁酸脱氢酶(HBDH)在诊断急性心肌梗死(AMI)上的灵敏度远远超过其他诊断方法。

在60年代初又肯定了肌酸激酶(CK)在诊断AMI比上面几个酶更早出现增高,特异性也高,目前此酶已取代ALP成为世界范围内测定次数最多的酶。

同时发现丙氨酸氨基转移酶(ALT)、AST对肝炎诊断不仅敏感度高,而且早在肝炎黄疸前期就明显升高。

这些成就引起了当时临床和实验室工作者广泛的兴趣和注意,先后进行了大量临床和实验工作,尝试和评价过成百种酶测定的临床意义,其中十种左右酶已成为目前检验科常用的重要测定项目。

酶测定约占目前临床化学总工作量的1/4到1/2。

随着广泛地应用和研究,也发现总酶活性浓度测定对疾病诊断的特异性远不如人们所开始预期的那样高。

从70年代开始,学者逐渐将注意力集中到同工酶测定上来,发现CK-MB 和LD1诊断AMI比上述总酶特异性更高,CK-MB已成为公认的诊断AMI的“金指标”,此二项同工酶测定也成为各大医院检验科必测项目。

80年代以来,发现组织中同工酶进入体液后,有可能出现变化。

如Ck-MM可进一步分为Ck-MM1、MM2和MM3,Ck-MB可分为MB1和MB2。

在诊断AMI上优于CK总酶和同工酶,成为目前临床酶学上的一个研究热点。

从70年代起,随着免疫学和技术方法的发展,用抗原抗体反应有可能直接测定微量的酶蛋白,为酶学在临床医学上的发展开拓了一个新的领域。

本章将以血液中酶变化为重点,首先研究其变化的总规律,其次将从临床角度来探讨这些酶测定在临床诊断疾病、判断疗效和疾病预后中的价值。

第一节概述长期以来临床将血清酶变化的机制理解得很简单:即病变细胞将其细胞中高浓度的酶释放到血液中,二者间酶浓度梯度越大,则血清中酶升高程度越大。

这种理解远不能解释各种各样的临床现象,例如肝中AST绝对量约是ALT的4倍,但在急性肝炎时ALT增高程度远大于AST,而在慢性肝病特别是肝硬化时血中AST又比ALT高,单从上述浓度梯度理论显然很难说清。

必须全面了解各种影响血清酶变化的因素。

首先要了解血清酶的分类,因为不同类型酶变化模式将是不一样的。

一、血清酶的分类虽然绝大多数血清酶含量极低,在血液中没有任何功能,但也确有一小部分酶在细胞内合成后分泌到血液中,并行使一定功能。

其典型例子就是一些与凝血过程有关的酶,如凝血酶原、Ⅹ因子、Ⅻ因子等,还有与纤溶有关的酶如纤溶酶原、纤溶酶原活化因子等。

它们一般以失活或酶原状态分泌入血,在一定情况下被活化,引起一系列病理或生理变化。

它们在血中浓度往往很高,甚至超过大多数器官细胞内浓度,因此在血中的变化常不是升高而是下降。

它们大都在肝脏合成,并以恒定速度释放入血,肝实质病变时,血中浓度明显下降,常作为肝功能试验的一部分。

这类对临床有价值的酶还有胆碱酯酶(CHE)、铜氧化酶、脂蛋白脂酶等,在血中含量都以mg%计,人们将此类酶命名为血浆特异酶。

表7-1 临床常用的酶*EC编号推荐名简写1.1.1.27 乳酸脱氢酶LD、LDH1.1.1.37 苹果酸脱氢酶MD、MDH1.1.1.41 异柠檬酸脱氢酶ICD、ICDH1.4.1.3 谷氨酸脱氢酶GDH、GLDH2.3.2.2 γ-谷氨酰基转移酶GGT、γ-GT(GGTP)2.6.1.1 天门冬酸氨基转移酶AST、GOT2.7.3.2 肌酸激酶CK(CPK)3.1.1.3 脂肪酶LPS3.1.1.8 胆碱酯酶CHE3.1.3.1 碱性磷酸酶ALP(AKP)3.1.3.2 酸性磷酸酶ACP3.2.1.1 α-淀粉酶AMY(AMS)3.4.11.2 氨基酸芳香酰胺酶LAP4.1.2.13 果糖二磷酸醛缩酶ALD2.1.3.3 鸟氨酸氨甲酰基转移酶OCT3.1.3.5 5′-核苷酸酶5′-NA(5′-NT)*EC:国际酶学委员会其它酶可归为非血浆特异酶,它们在血中浓度很低,常以微克计算,并且无何功能。

可进一步分为分泌酶和代谢酶,一些外分泌器官分泌的酶可有小部分入血,如α-淀粉酶(AMY)、脂肪酶(LPS)、胃蛋白酶原等等,它们在血中一般也以失活状态存在,疾病时可以升高,但是如分泌细胞破坏,血中浓度也可下降,往往将ALP、酸性磷酸酶(ACP)也归到此类,认为ALP由骨细胞分泌,ACP由前列腺分泌。

其余绝大多数酶都参与细胞内代谢,随正常细胞的新陈代谢,极少数进入血液,细胞内外浓度差异悬殊,病理情况下极易升高,一般很少考虑其浓度下降的临床意义。

有些书还讲一步将代谢酶分为一般酶和组织专一酶,看来无此必要,从临床观点看,单测总酶变化就要得出病变存在组织或器官的结论,显然是很困难的。

二、血清酶变化的病理生理机制前面已提到不同类型的酶,其变化机制会有所不同,如把所有可能影响因素都考虑进去,可以得到一个总的酶由细胞内进入血液以及在血中变化的总的模式图(图7-1):图7-1 血清酶变化机制式中k1,k2分别代表细胞内酶进入细胞间隙或(和)直接进入血液的速率,如某些种类细胞直接与血液接触,不需经过组织间隙就直接进入血液,则血中酶变化不仅出现早而且明显。

K3和k4分别代表酶从两个不同方向通过毛细血管壁的速率,某些组织或器官中毛细血管壁很致密,这些值较低,则可能有相当一部分酶经由淋巴管才进入血液,此速率常数为k5。

而k6、k7则代表了酶在细胞间隙和血液的清除速率。

K8代表酶被血中细胞或网状内皮系统细胞摄入的速率常数。

少数酶属于血浆特异酶和分泌酶,如细胞出现增生性病变,则酶可以产生增多,并进入血液,反之也可能产生减少,从而引起血中酶浓度下降。

不同组织或器管中酶进入血中途径不一,清除方法也有差异,这就构成不同疾病酶变化的多样性,也只有在总的规律基础上,掌握各种器官疾病的特殊性,才能解释和掌握酶变化规律,正确用于临床。

从临床角度,可以将上述各种因素归纳为以下四个方面加以叙述。

(一)细胞酶的释放细胞靠细胞膜来维持其完整性,细胞膜代谢十分活跃,依靠膜上一系列ATP依赖的离子泵来维持细胞内外Na+、K+和Ca2+浓度的差异,这过程需要耗费大量能源,当缺氧或能量代谢障碍、ATP供应减少、离子泵功能障碍时,无法维持正常离子的梯度差,改变了细胞的内渗透压,从而引起细胞肿胀,特别是Ca2+进入细胞内,引起细胞膜的泡状突出,膜孔隙增大,酶开始从细胞内向外溢出,其速度和数量受多种因素影响。

主要的有:⒈细胞内外酶浓度的差异对于非血浆特异酶,细胞内外浓度差可在千倍以上,因此只要有少量细胞坏死或者细胞有轻度病变,血中酶浓度就可能明显升高。

有人计算过只要有1/1000肝细胞坏死,所释放的酶可使血中酶增加一倍。

鸟氨酸氨甲酰基转移酶(OCT)在细胞内外浓度差异可达到105:1,此酶在肝脏病变时变化极为明显,可惜的是,由于测定方法不方便,临床应用不多。

但对于血浆特异酶而言,由于细胞内外浓度差异小,细胞病变很少引起血中酶浓度明显升高。

⒉酶在细胞内定位与存在形式从上述酶释放的机制不难理解最容易释放入血的是胞质中游离的酶,如ALT,LD等。

而在细胞亚显微结构中的酶则较难溢出,除非细胞病变进一步加重,不局限于细胞膜。

特别是线粒体酶,由于有两层致密的线粒体膜,往往当细胞出现坏死病变时,才开始释放入血。

在一个典型的AMI病程中,线粒体AST是最后一个出现升高的酶,而且到达峰值时间也最迟。

临床通过线体酶的测定,有助于判断疾病的不良预后。

又如肝细胞中AST大部分存在于线粒体,虽然其绝对量超过ALT,但在急性肝炎时,由于细胞病变较轻,胞质中含有大量ALT,故血中ALT往往超过AST。

而在肝硬化时,主要病变为肝细胞坏死,线粒体中AST大量溢出,血中往往AST大于ALT。

细胞膜上也含有多种酶,如γ-谷氨酰基转移酶(GGT)大量存在于肝中毛细胆管上皮膜上,当胆道梗阻、胆汁潴留在肝中时,胆汁酸盐有表面活性剂作用,可将GGT从细胞膜上洗脱下来,而此时不一定伴有细胞膜病变。

正因为血中不同酶变化机制有差异,这样GGT 和ALT在各种肝胆疾病时的变化常不一致。

⒊酶蛋白分子量的大小不少实验都证实酶的释放速度大致与酶的分子量成反比。

由于临床上测定的十余种酶之间分子量差异不太大,此因素对血中酶浓度高低影响恐不如上述因素,但对酶在血中出现升高时间先后有相当大影响。

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