Изоферменты ставят диагноз

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Как известно, ферменты — это специфические белки — биологические катализаторы, активно участвующие в обменных процессах, происходящих в клетках и тканях живого организма. Хотя в составе клеток и тканей ферментов немного, но, тем не менее, они осуществляют контроль над всеми химическими реакциями, происходящими в организме.

В тех случаях, когда в каком-либо органе возникает болезненный процесс, ферменты тканей этого органа «вымываются» из пораженного участка в любую внеклеточную жидкость. Так, например, при поражении печени ферменты уходят в кровь и желчь, при болезни почек — в кровь и мочу, при заболевании мозга — в спинномозговую жидкость и кровь.

Эту способность ферментов «эвакуироваться» из больного органа использовали биохимики, предложив метод распознавания ряда заболеваний на ранней стадии. И вот ученым-биохимикам удалось разделить фермент лактатдегидрогеназу (ЛДГ) на отдельные фракции и показать специфичность спектра этих фракций для каждого органа.

В тканях и крови человека обнаружено пять фракций фермента. Назвали их изоферментами. Каждый изофермент ЛДГ — это сложная, до конца еще не расшифрованная комбинация двух различных полипептидных цепочек, условно обозначенных А и В. Таких цепочек в каждом изоферменте 4, но в различных соотношениях — АААА, АААВ, ААВВ, АВВВ и ВВВВ. Имеют они и условное обозначение (соответственно) — ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4 и ЛДГ5. Биосинтез этих цепочек контролируется двумя независимыми друг от друга структурными генами «а» и «в».

Изоферменты ЛДГ, отличаясь по своим физическим, химическим и иммунологическим свойствам, сохраняют специфику фермента — катализируя одну и ту же химическую реакцию.

Установлено, что каждая ткань имеет индивидуальный спектр изоферментов. При заболевании каких-либо органов активность ЛДГ в плазме крови увеличивается именно за счет тех изоферментов, которые в основном в этих органах содержатся.

Для разделения изоферментов ЛДГ и определения их активности плазму крови или водную вытяжку из кусочков тканей нужно нанести на специально приготовленную пластинку из однопроцентного агар-агара. Через эту пластинку пропускается постоянный электрический ток. Так как изоферменты имеют неодинаковый заряд, они перемещаются в электрическом поле от минуса к плюсу с различной скоростью и, следовательно, за одно и то же время проходят различный путь. Когда заканчивается электрофорез, агар-агаровая пластинка погружается в так называемый проявляющий раствор. Для проявления изоферментов используется катализируемая ферментом реакция. При этом отщепляется водород и восстанавливается индикатор, окрашивающий изоферменты в синий цвет. В результате на пластинке появляется пять пятен, окрашенных с разной интенсивностью. Интенсивность окраски соответствует активности изофермента.

Зная спектр изоферментов для каждого органа, поставить диагноз уже несложно. Опыт показал, что этот метод — один из совершенных диагностических тестов.

В настоящее время в лечебных и научно-исследовательских учреждениях изучаются возможности применения изоферментов в клинической и теоретической медицине.

Автор: И. Маркелов.