Ізоферменти ставлять діагноз

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Як відомо, ферменти – це специфічні білки – біологічні каталізатори, які беруть активну участь в обмінних процесах, що відбуваються в клітинах і тканинах живого організму. Хоча в складі клітин і тканин ферментів трохи, але, тим не менш, вони здійснюють контроль над усіма хімічними реакціями, що відбуваються в організмі.

У тих випадках, коли в будь-якому органі виникає хворобливий процес, ферменти тканин цього органу «вимиваються» з ураженої ділянки в будь-яку позаклітинну рідину. Так, наприклад, при ураженні печінки ферменти йдуть в кров і жовч, при хвороби нирок – в кров і сечу, при захворюванні мозку – в спинномозкову рідину і кров.

Цю здатність ферментів «евакуюватися» з хворого органу використали біохіміки, запропонувавши метод розпізнавання ряду захворювань на ранній стадії. І ось вченим-біохімікам вдалося розділити фермент лактатдегідрогенази (ЛДГ) на окремі фракції і показати специфічність спектра цих фракцій для кожного органу.

У тканинах і крові людини виявлено п’ять фракцій ферменту. Назвали їх ізоферментами. Кожен ізофермент ЛДГ – це складна, до кінця ще не розшифрована комбінація двох різних поліпептидних ланцюжків, умовно позначених А і В. Таких ланцюжків в кожному ізоферменті 4, але в різних співвідношеннях – АААА, АААВ, ААВВ, АВВВ і ВВВВ. Мають вони і умовне позначення (відповідно) – ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4 і ЛДГ5. Біосинтез цих ланцюжків контролюється двома незалежними один від одного структурними генами «а» і «в».

Ферменти ЛДГ, відрізняючись за своїми фізичними, хімічними і імунологічними властивостями, зберігають специфіку ферменту – каталізують одну і ту ж хімічну реакцію.

Встановлено, що кожна тканина має індивідуальний спектр ізоферментів. При захворюванні будь-яких органів активність ЛДГ в плазмі крові збільшується саме за рахунок тих ізоферментів, які в основному в цих органах містяться.

Для поділу ізоферментів ЛДГ і визначення їх активності плазму крові або водну витяжку з шматочків тканин потрібно нанести на спеціально приготовлену пластинку з одновідсоткового агар-агару. Через цю платівку пропускається постійний електричний струм. Так як ізоферменти мають неоднаковий заряд, вони переміщаються в електричному полі від мінуса до плюса з різною швидкістю і, отже, за один і той же час проходять різний шлях. Коли закінчується електрофорез, агар-агарова пластинка занурюється в так званий проявляючий розчин. Для прояви ізоферментів використовується каталізуюча ферментом реакція. При цьому відщеплюється водень і відновлюється індикатор, що забарвлює ізоферменти в синій колір. В результаті на платівці з’являється п’ять плям, забарвлених з різною інтенсивністю. Інтенсивність забарвлення відповідає активності ізоферменту.

Знаючи спектр ізоферментів для кожного органу, поставити діагноз вже нескладно. Досвід показав, що цей метод – один з досконалих діагностичних тестів.

В даний час в лікувальних і науково-дослідних установах вивчаються можливості застосування ізоферментів в клінічній і теоретичній медицині.

Автор: І. Маркелов.