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第七节

酶在医学上的应用

一、酶与疾病的关系

(一)酶与疾病的发生

1.先天性或遗传性疾病 因蛋白质先天性缺陷引起的疾病称为遗传性疾病。由于遗传性基因缺陷或妊娠早期基因突变,导致某些酶质或量的异常,引起组织细胞代谢紊乱或缺陷,进一步导致机体功能紊乱或缺陷的疾病叫作酶遗传性缺陷病。例如,当酪氨酸酶遗传性发生缺陷时,由于酶的缺乏使酪氨酸不能转化为黑色素,导致皮肤、毛发缺乏黑色素而患白化病。表4-2列出了部分酶遗传性缺陷病及其缺陷的酶。

表4-2 遗传性酶缺陷所致疾病

2.中毒性疾病 某些酶受到不可逆抑制剂等因素的作用而丧失活性导致的疾病。例如,有机磷杀虫剂中毒就是由于其抑制了胆碱酯酶活性所导致的;氰化物中毒是其抑制了细胞色素氧化酶所引起的;重金属中毒是其抑制了巯基酶活性等。

(二)酶与疾病的诊断

根据酶的合成、分泌及发挥作用的部位的不同,可将酶分成血清(浆)内酶、细胞内酶和外分泌酶三部分。其中,细胞内酶和外分泌酶又称血清(浆)非功能性酶,血清(浆)内酶又称血清(浆)酶功能性酶。正常情况下,血清(浆)非功能性酶在血清(浆)中的活性很低,只有血清(浆)功能性酶活性保持在一定的水平。血液与全身各组织细胞相沟通,组织细胞损伤造成细胞破坏或细胞膜通透性增高,导致血清(浆)非功能性酶进入血液,使血液中某些酶的活性升高,并且酶活性的升高与相应组织细胞的损伤程度呈正比。因此,测定血清(血浆)酶活性对于疾病的诊断、治疗及预后的判断具有重要的意义。

1.血清(浆)功能性酶活性的测定 此类酶是血浆蛋白质的固有成分,在血浆中发挥其特异催化作用,故称血清(浆)功能性酶活性。例如,与血液凝固和纤维蛋白溶解有关的酶类、血浆脂蛋白代谢的酶类等。这些酶主要由肝细胞合成后分泌入血,正常情况下在血清(浆)中的含量较为恒定。测定这些酶在血清(浆)中的活性,有助于了解肝脏功能。

2.血清(浆)非功能性酶活性的测定 这些酶在血清(浆)中没有实际的功能,来自于全身各组织细胞,正常情况下酶活性很低,故称血清(浆)非功能性酶活性。测定血浆中这些酶的活性,能反映产生该酶的组织器官的功能状态,实现对疾病辅助诊断的目的。常见以下几种:①组织细胞损伤或细胞膜通透性变大,进入血液的酶量增加使酶活性增加。例如,急性肝炎、心肌梗塞时血清(浆)丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)活性增高,急性胰腺炎时血清(浆)淀粉酶活性升高。②酶在细胞内合成障碍时,血清(浆)中酶活性降低。例如,肝脏病变时,血清(浆)中凝血酶原和某些凝血因子明显降低。③体内某些物质代谢发生障碍时,细胞中某些酶合成增多,进入血中的酶量增加。例如,佝偻病或成骨肉瘤时,成骨细胞中碱性磷酸酶合成增多,血清(浆)中碱性磷酸酶活性增加,前列腺癌时血清(浆)酸性磷酸酶活性增高。④酶活性受到抑制,如有机磷酸酯化合物中毒时,血清(浆)胆碱酯酶活性显著降低。

3.同工酶测定 详见本章第三节相关内容。

(三)酶与疾病的治疗

1.治疗肿瘤 天门冬酰胺可促进血细胞恶性生长,故可用天门冬酰胺酶分解天门冬酰胺以达到治疗白血病的目的。5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤、氮杂丝氨酸、甲氨蝶呤等药物,可通过竞争性抑制肿瘤细胞核苷酸代谢途径中相关酶的活性,从而抑制肿瘤细胞的生长。

2.防治血栓 链激酶、尿激酶及蝮蛇溶栓酶等可促进纤维蛋白溶解,用于脑血栓、心肌梗塞及下肢深部静脉栓塞等疾病的防治,也应用于术后肠粘连的防治。

3.消炎清创 糜蛋白酶、胰蛋白酶、溶菌酶、木瓜蛋白酶等可用于外科复杂伤口的清创,促进久治不愈皮肤溃疡的伤口净化及愈合,重度烧伤患者皮肤护理,浆膜粘连的防治等。人工合成的磺胺类抗菌药通过对细菌二氢叶酸合成酶的竞争性抑制,进一步抑制其DNA、RNA的合成,从而抑制细菌的生长。

4.助消化 胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等可用于帮助消化。多酶片、胃酶合剂等药品中就是以这些消化酶为主要成分。

二、酶在其他领域的应用

(一)酶作为试剂在疾病诊断中的应用

医学检验中酶类试剂已广泛应用许多检测项目。例如,血糖测定、隐血试验等检测项目,自动生化分析仪、尿液干化学分析仪、酶标仪等自动化检测仪器,所用试剂均含有各种各样的酶。

(二)酶作为工具在科学研究中的应用

在分子生物学研究领域中,利用酶的高度特异性,以限制性核酸内切酶、连接酶及聚合酶等为工具,对某些生物大分子进行定向的分割与连接。

(三)其他应用

生化制药过程中,使用特定的酶可合成许多不同的抗生素;洗衣粉中加酶可增强去除衣物上的油渍与污渍的能力。 e5+OEKoVH+YwU3BNRK39TEzk20hElNidoVK9eyD4G2FXnfyubA4OoBrji+G38MCM

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