В ветеринарной практике часто используют определение активности аминотрансфераз и лактатдегидрогеназы. Однако обнаружение повышенной активности этих ферментов в крови указывает на наличие патологического процесса, но не позволяет точно указать его локализацию в организме животного.
Нормальное функционирование органов и тканей животного является результатом координированного действия всех ферментных систем организма. Понятно, что изменение активности одного фермента или ее отсутствие вызывает трудности метаболизма всего организма. Поэтому при любой этиологии болезни, инфекционной или неинфекционной, возникают выраженные изменения активности ферментных систем, и в этом смысле все болезни есть болезни метаболические.
В ветеринарной клинической биохимии часто определяют активность аспартатаминотрансферазы (КФ 2.6.1.1) и аланинаминотрансферазы (КФ 2.6.1.2), участников обмена белков. Они имеют одинаковую простетическую группу в форме пиридоксаль-фосфата. Они обеспечивают обратимые реакции переноса аминогрупп между аминокислотами и кетокислотами. Реакции трансаминирования обеспечивают объединение аминогрупп многих различных аминокислот в форму глутаминовой кислоты. Глутаминовая кислота функционирует как донор аминогрупп для биосинтезов или для путей экскреции, которые приводят к элиминации продуктов азотистого обмена. Оба фермента присутствуют в различных тканях, причем концентрация аспартатаминотрансферазы во всех тканях ниже, за исключением печени. В крови животных активность обоих ферментов очень мала, по сравнению с их активностью в других тканях. Однако при патологиях, сопровождающихся деструкцией клеток, трансаминазы выходят через мембраны клеток в кровь, где их активность значительно увеличивается по сравнению с нормой. Несмотря на отсутствие строгой органной специфичности этих ферментов, повышение их активности наблюдают при гепатитах, мышечных дистрофиях, травмах. Поэтому основное использование показателей активности данных трансаминаз имеет место при диагностике и лечении заболеваний печени, когда повышение активности свидетельствует о повреждении гепатоцитов. При вирусном гепатите активность АСТ плазмы крови увеличивается в 25 раз, по сравнению с нормой. При поражении сердечной мышцы характерно выраженное повышение в плазме крови уровня активности АсТ, а при заболеваниях печени – АЛТ.
Лактатдегидрогеназа . ЛДГ (КФ 1.1.1.27) присутствует во всех тканях организма крупного рогатого скота. Наибольшая активность фермента обнаружена в почках, сердечной и скелетной мышцах, в печени. Это гликолитический фермент, катализирующий обратимую реакцию восстановления пировиноградной кислоты в молочную.
CH3
CH3
ЛДГ
C O HC OH
+ NADH2
CH3 CH3
Пируват Лактат
Повышение активности этого фермента в крови отмечают при острых гепатитах, поражениях почек, мышц, а также при гемолитических анемиях, когда происходит усиленный распад эритроцитов.
ЛДГ – сложный фермент, состоит из четырех субъединиц, которые образуют пять изоферментов. Изоферменты – это множественные формы белков-ферментов, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся между собой физико-химическими свойствами (электрофоретической подвижностью, молекулярной массе и др.). В порядке снижения электрофоретической активности изоферменты ЛДГ обозначают: ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4, ЛДГ5.
В скелетной мышце преобладает изофермент ЛДГ5, в сердечной мышце – ЛДГ1 и ЛДГ2. При остром инфаркте миокарда в сыворотке крови пациента повышается активность изоферментов ЛДГ1 и ЛДГ2. При паренхиматозном гепатите в сыворотке крови значительно возрастает активность изофермента ЛДГ4 и ЛДГ5, тогда как активность ЛДГ1 и ЛДГ2 снижается. ЛДГ3 преобладает в почках, поджелудочной железе, селезенке, надпочечниках, матке, лейкоцитах. Следует помнить, что активность ЛДГ в цельной крови животного существенно выше активности фермента в плазме крови. Поэтому даже минимальный гемолиз крови значительно изменяет активность фермента в плазме, что следует учитывать в диагностической работе.
Креатинкиназа . КК (КФ 2.7.3.2) играет важную роль в энергетическом обмене. Этот фермент необходим для осуществления обратимой реакции ресинтеза АТФ из креатинфосфата:
Креатинкиназа
Креатинфосфат + АДФ АТФ + креатин
+ Mg 2+
Фермент необходим для обеспечения энергией мышечного сокращения, транспорта ионов через мембраны. В ситуациях быстрого снижения энергии АТФ креатинфосфат используется для восполнения АТФ гораздо быстрее, чем биосинтез АТФ путем окислительного фосфорилирования. При низкой потребности в энергии АТФ, полученный в окислительном фосфорилировании, используется для восполнения резерва креатинфосфата в креатинфосфатной реакции.
Сравнительно много фермента в скелетной мускулатуре (30 мМ), в сердечной мышце, мозге (5–10 мМ). КК состоит из двух
субъединиц – М и В, образующих три изофермента: ММ (мышечный тип), МВ (сердечный тип), ВВ (мозговой тип). КК в плазме обычно присутствует в виде ММ-изофермента. Скелетные мышцы содержат преимущественно ММ-изофермент, сердечная мышца – до 30% МВ-изофермент. Повышение активности изофермента МВ в плазме крови животного свидетельствует о поражении сердечной мышцы.
В ветеринарной практике определение активности КК имеет место при диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, при повреждениях мышечной и нервной тканей, Е- и K-авитаминозе, нарушениях щитовидной железы, интоксикации у различных видов животных. Определение изоферментов КК является лучшим методом диагностики недостатка селена у крупного рогатого скота.
Щелочная фосфатаза . ЩФ (КФ 3.1.3.1) – гидролитический фермент, синтезируемый в основном в печени, – выделяется из организма в составе желчи. Оптимум его активности находится при рН = 8–9. Это неспецифический фермент, катализирующий гидролиз многих фосфорных эфиров и присутствующий в плазме в форме изоферментов.
RO − PO32− + H2O ⎯⎯⎯→ ЩФ RO − H + HO − PO32−
Основная роль ЩФ, вероятно, связана с отложением фосфатов кальция в костной ткани. Источник ЩФ у молодых растущих телят – костная ткань (остеобласты), печень. Активность ЩФ сыворотки крови у коров значительно повышается при болезнях печени, костей, при нарушениях обменов веществ, и, в частности, при остеомаляции. При рахите для восполнения уровня неорганического фосфора в кровяном русле телят используются фосфаты костной ткани. При этом вовлекается в процесс щелочная фосфатаза, активность которой резко повышается. Активность ЩФ косвенно отражает и D-витаминную обеспеченность организма животного, поэтому определение активности данного фермента в сыворотке крови используют для выявления субклинических форм рахита у телят. Снижение активности ЩФ до нормы свидетельствует о выздоровлении животного.
Холинэстераза – фермент, участвующий в процессе передачи нервного импульса, гидролизуя ацетилхолин на ацетат и холин. Холинэстераза сыворотки крови включает два вида холинэстераз, основной субстрат которых – ацетилхолин. Ацетилхолинэстераза, гидролизующая ацетилхолин в синапсах, называется истинной (КФ 3.1.1.7). Она присутствует в печени, эритроцитах и лишь малое ее количество локализовано в плазме. Холинэстераза плазмы крови является псевдохолинэстеразой (КФ 3.1.1.8), она гидролизует бутирилхолин в 4 раза быстрее, чем ацетилхолин. Этот фермент находится также в печени, поджелудочной железе, слизистой оболочке кишечника. Синтез холин-
