рых активируется под влиянием соответствующих субстратов. В основе многих явных и скрытых патологических состояний организма лежат нарушения функционирования ферментных систем. Многие ферменты выполняют свои функции и локализуются внутри клеток, а потому в сыворотке (плазме) крови их активность низка или вообще отсутствует. Поэтому, анализируя сыворотку крови, по активности определенных ферментов можно выявить изменения, происходящие внутри клеток различных органов и тканей. Другие ферменты (небольшая группа) постоянно находятся в крови в известных количествах и выполняют опре деленные функции (неактивные фер менты системы свертывания крови).
Все ферменты-белки присутствуют в тканях в очень низких концентрациях, а потому в лабораторной практике определяют активность ферментов, которая оценивается количеством превращаемого субстрата или полученного продукта в единицу времени при определенных стандартных, оптимальных для данного фермента условиях. Поэтому принято о количестве фермента судить по скорости реакции, которую он катализирует в определенных условиях измерения.
Определение активности фермента — это косвенное определение его количества, так как скорость ферментативной реакции пропорциональна концентрации белка-фермента. Согласно международной системе мер (1972), в ферментологии введена новая международная единица активности фермента — катал. Катал соответствует количеству фермента, способному вызвать превращение 1 моль субстрата в продукт в 1 с (1 моль/с). В практической работе катал часто оказывается слишком большой величиной, поэтому каталитическую активность фермента выражают в микрокаталах (мккат), нанокаталах (нкат), пикокаталах (пкат).
Методы определения ферментативной активности базируются на различиях физико-химических свойств субстратов и продуктов реакции. Для определения активности ферментов используются спектрофотометрические, колориметрические, флюорометрические, газометрические, поляриметрические методы.
Активность ферментов в сыворотке крови отражает сбалансированность скорости синтеза ферментов внутри клеток и выхода их из клеток. Увеличение активности фермента может быть результатом ускорения процесса синтеза, понижения скорости выведения, повышения проницаемости клеточных мембран, действия активаторов, некроза клеток. Уменьшение активности фермента вызывается повышением скорости его выведения, действием ингибиторов, угнетением синтеза.
Повышение активности в крови того или иного фермента является весьма ранним диагностическим тестом. Дополнительное определение изоферментного спектра позволяет уточнить локализацию патологического процесса, так как каждый орган имеет свой определенный изоферментный спектр. Недостатком использования определения активности ферментов в диагностической работе является отсутствие строгой специфичности по отношению к конкретной ткани или органу. Один и тот же фермент присутствует в разных органах, поэтому повышение его активности в сыворотке крови может быть следствием патологического процесса в любом из этих органов. Эта проблема разрешима двумя путями. Во-первых, следует знать, что в различных органах два разных фермента могут присутствовать в разных соотношениях: например, в печени содержание аланинаминотрансферазы выше, чем ас партатаминотрансферазы, по сравнению с уровнем этого фермента в клет-
ках сердечной мышцы. Во-вторых, следует определять также и изоферментный спектр, который часто является специфической характеристикой определенной ткани.
В ветеринарной практике, в частности, часто определяют активность аминотрансфераз и лактатдегидрогеназы в сыворотке крови собак и кошек. Однако обнаружение повышенной активности этих ферментов указывает на наличие патологического процесса, но не позволяет точно указать место его локализации в организме животного.
Нормальное функционирование органов и тканей животного является результатом координированного действия всех ферментных систем организма. Понятно, что изменение активности одного фермента или его отсутствие вызывает нарушение метаболизма всего организма животного. 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 практике в диагностических целях определяют активность следующих ферментов сыворотки крови животных.
Аспартатаминотрансфераза, АСТ (КФ 2.6.1.1), и аланинаминотрансфераза, АЛТ (КФ 2.6.1.2). АСТ катализирует обратимую реакцию трансаминирования между аспартатом и -кетоглутаратом; наибольшая активность АСТ установлена в клетках сердечной мышцы и печени. АЛТ катализирует обратимую реакцию трансаминирования между аланином и -кетоглутаратом; наибольшая активность этого фермента обнаружена в клетках печени и сердечной мышцы. Диагностическую ценность имеет одновременное определение активности этих двух ферментов. Соотношение активностей АСТ/АЛТ сыворотки крови — коэффициент де Ритиса, который в норме равен 1,33±0,42. Обычно в крови
активность этих ферментов очень мала, по сравнению с их активностью в других тканях. Однако при патологиях, сопровождающихся деструкцией клеток, эти трансаминазы выходят через мембраны клеток в кровь, где их активность значительно увеличивается по сравнению с нормой. При поражении сердечной мышцы (инфаркт миокарда) резко увеличивается в крови активность АСТ. При гепатитах значительно увеличивается активность сыворотки крови АЛТ. В этих случаях коэффициент де Ритиса снижается.
Лактатдегидрогеназа, ЛДГ (КФ 1.1.1.27) присутствует во всех тканях, но наибольшая активность фермента обнаруживается в почках, сердечной и скелетной мышцах, печени. ЛДГ катализирует обратимую реакцию окисления лактата до пирувата. ЛДГ — сложный белок, в структуре которого 4 субъединицы 2 типов: М ( англ . мuscle — мышца) и Н ( англ . heart — сердце), которые формируют 5 изоформ фермента: ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4. ЛДГ5. Изоферменты катализируют одну и ту же реакцию, но отличаются друг от друга физико-химическими свойствами (электрофоретической подвижностью). При остром инфаркте миокарда в сыворотке крови пациента повышается активность изоферментов ЛДГ1 и ЛДГ2. При паренхиматозном гепатите в сыворотке крови значительно возрастает активность изоферментов ЛДГ4 и ЛДГ5. ЛДГ3 преобладает в почках, поджелудочной железе, селезенке, надпочечниках, матке. Следует помнить, что активность ЛДГ в цельной крови животного существенно выше активности фермента в сыворотке крови. Поэтому даже минимальный гемолиз крови значительно изменяет активность фермента в сыворотке крови, что необходимо учитывать в диагностической работе.
Креатинкиназа, КК (КФ 2.7.3.2). Катализирует реакцию взаимодей ствия
креатина и АТФ с образованием креатинфосфата. Структура КК состоит из двух субъединиц: М ( англ . muscle — мышца) и B ( англ . brain — мозг), которые образуют три изофермента: ММ (мышечный тип), ВВ (мозговой тип) и МВ (сердечный тип). В сыворотке крови обычно КК присутствует в виде ММ-изофермента, в скелетных мышцах — ММ-изофермента, в сердечной мышце — МВ-изофермента. Повышение активности в сыворотке крови МВ-изофермента свидетельствует о поражении сердечной мышцы. В ветеринарной практике определение активности КК имеет место при диагностике болезней сердечно-сосудистой системы, Е- и K-авитаминозов, при диагностике уровня селена в крови у крупного рогатого скота.
Щелочная фосфатаза, ЩФ (КФ 3.1.3.1). Синтезируется в основном в печени, выделяется из организма в составе желчи. Оптимум активности ЩФ при рН = 8…9. ЩФ — неспецифический фермент, катализирующий гидролиз многих фосфорных эфиров и присутствующий в сыворотке крови в форме изоферментов. 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 крупного рогатого скота значительно повышается при болезнях печени, скелета (рахит, остеомаляция). При рахите для восполнения уровня фосфора в крови телят используются фосфаты костной ткани; при этом вовлекается в процесс ЩФ, активность которой в сыворотке крови резко повышается. Снижение активности ЩФ до нормы свидетельствует о выздоровлении животного.
Холинэстераза, ХЭ, — фермент, участвующий в процессе передачи нерв ного импульса, гидролизуя ацетилхолин на ацетат и холин. В сыворотке крови различают два вида ХЭ, основ-
ной 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 сыворотке крови. Холинэстераза сыворотки крови является псевдоэстеразой (КФ 3.1.1.8), она гидролизует бутирилхолин в 4 раза быстрее, чем ацетилхолин. Этот фермент также находится в печени, поджелудочной железе, слизистой оболочке кишечника. Синтез ХЭ происходит в печени, и низкая активность фермента в сыворотке крови свидетельствует о хронической дистрофии печени.
Амилаза (КФ 3.2.1.1) продуцируется слюнными железами и в больших количествах поджелудочной железо й. Амилаза обладает специфическим действием на -1,4-гликозидные связи крахмала, и значительное повышение (в 5…10 раз) активности амилазы сыворотки крови животного свидетель ствует о развитии острого панкреатита.
Умеренное повышение активности этого фермента в сыворотке крови отмечается при воспалении слюнных желез животного. Однако более специфическим тестом при диагностике острого панкреатита является определение активности липазы сыворотки крови животного.
БИОХИМИЯ ЭРИТРОЦИТОВ И ЛЕЙКОЦИТОВ
Эритроциты. Основную часть плотного осадка крови составляют эритроциты, синтез которых осуществляется в красном костном мозге. В крови крупного рогатого скота число эритроцитов составляет 5,0…7,5 млн/мкл, что обеспечивает большую поверхность процессов дыхания клеток.
Средняя продолжительность жизни эритроцита крови скота — 120 дней. В норме в течение суток разрушается
