Досягнення ензимології знаходять все більше застосування в медицині, зокрема в профілактиці, діагностиці та лікуванні хвороб. Успішно розвивається новий напрямок ензимології - медична ензимологія, яка має свої цілі і завдання, специфічні методологічні підходи і методи дослідження. Медична ензимологія розвивається за трьома основними напрямками, хоча можливості застосування наукових досягнень ензимології в медицині теоретично безмежні, зокрема в області ензімопатологіі, ензимодіагностики і ензимотерапії.
Область досліджень ензімопатологіі є теоретичною, фундаментальною частиною патології. Вона покликана вивчати молекулярні основи розвитку патологічного процесу, засновані на даних порушення механізмів регуляції активності або синтезу індивідуального ферменту або групи ферментів. Маючи високу каталітичної активністю і вираженою Органотропність, ферменти можуть бути використані в якості найтонших і виборчих інструментів для спрямованого впливу на патологічний процес. Як відомо, з більш ніж 5000 спадкових хвороб людини молекулярний механізм розвитку з'ясований тільки у 2-3 десятків. Вважають, що розвиток хвороби найчастіше пов'язано зі спадковою недостатністю або повною відсутністю синтезу одного-єдиного ферменту в організмі хворого. Іноді хвороби називають також ензимопатіях. Так, галактоземія - спадкове захворювання. при якому спостерігається ненормально висока концентрація галактози в крові. Хвороба розвивається в результаті спадкового дефекту синтезу ферменту гексозо-1-фосфат-уріділтрансферази, що каталізує перетворення галактози в легкометаболізіруемую глюкозу. Причиною іншого спадкового захворювання - фенілкетонурії. що супроводжується розладом психічної діяльності, є втрата клітинами печінки здатності синтезувати фермент. каталізує перетворення фенілаланіну в тирозин (див. розділ 12).
Ензімопатологія успішно вирішує і проблеми патогенезу соматичних хвороб. Створені великі наукові центри та науково-дослідні інститути, в яких ведуться роботи по з'ясуванню молекулярних основ атеросклерозу, злоякісного росту, ревматоїдних артритів і ін. Неважко уявити величезну роль ферментних систем або навіть окремих ферментів. порушення регуляції активності та синтезу яких призводить до формування або розвитку патологічного процесу.
Останнім часом стали застосовувати ферменти рестрикції - специфічні ендонуклеази (див. Розділ 13), каталізують розриви межнуклео-тідних зв'язків ДНК. для діагностики фенілкетонурії. # 945; - і # 946; -Таласемії та інших спадкових хвороб людини. Метод заснований на поліморфізм рестрикційних фрагментів ДНК.
З представлених даних випливає, що діагностична ензимологія може служити основою не тільки для постановки правильного і своєчасного діагнозу хвороби, а й для перевірки ефективності застосовуваного методу лікування.
Подальший розвиток діагностичної ензимології переважно йде за двома перспективними напрямками медичної ензимології: по шляху спрощення і раціональної модифікації вже випробуваних методів і по шляху пошуку нових органоспецифічних (тканеспецифических) ферментів і ізоферментів.
Третій напрям медичної ензимології - ензимотерапія. тобто використання ферментів і модуляторів (активаторів і інгібіторів) дії ферментів в якості лікарських засобів. має поки невелику історію. До сих пір роботи в цьому напрямку майже не виходять за рамки експерименту. Виняток становлять деякі про-теінази: пепсин. трипсин. хімотрипсин і їх суміші (абомин. хімопсін), які застосовують для лікування ряду хвороб травного тракту. Крім протеїназ, ряд інших ферментів. зокрема РНКаза. ДНКаза, гіалуронідаза, колагенази. еластази, окремо або в суміші з протеїну-зами використовуються при опіках, для обробки ран, запальних вогнищ, усунення набряків, гематом, келоїдних рубців, кавернозних процесів при туберкульозі легенів і ін. Ферменти застосовуються також для лікування серцево-судинних захворювань, розчинення згустків крові . У нашій країні розроблено перший в світі препарат иммобилизованной стрептокіна-зи, рекомендований для лікування інфаркту міокарда. КАЛІКРЕЇН - ферменти кінінової системи використовуються для зниження кров'яного тиску.
Важливою і багатообіцяючою областю ензимотерапії є застосування інгібіторів ферментів. Так, природні інгібітори протеїназ (# 945; 1 -тріпсін, # 945; 1 -хімотріпсін, # 945; -макроглобуліну) знайшли застосування в терапії гострих панкреатитів, артритів, алергічних захворювань, при яких відзначається активація протеолізу і фібринолізу. супроводжується утворенням вазоактивних кінінів.
Останнім часом набуло визнання застосування в онкологічній клініці ферментів бактеріальної природи як лікарські засоби. Широко використовується L-аспарагиназа (випускається в промислових кількостях і L-глутамін (аспарагін) аза для лікування гострих і хронічних форм лейкозів і лімфогранулематоз. Більше десятка описаних в літературі бактеріальних ферментів випробувані в основному на тварин з перевівнимі пухлинами або на ракових клітинах пухлин людини і тварин, вирощених в культурі тканини. Основними постулатами застосування ферментів в онкології є відмінності в метаболізмі клітин пухлин в порівнянні з обміном в нормальної, здорової, клітці. зокрема і, сучасні стратегія і тактика ензимотерапії пухлинних поразок враховують різну чутливість нормальних і пухлинних клітин до нестачі (дефіциту) незамінних (так званих есенціале-них) факторів росту. До таких рістстимулюючих факторів належать не тільки харчові фактори (вітаміни. незамінні амінокислоти. макро-і мікроелементи), але і ряд так званих замінних речовин. включаючи замінні амінокислоти. до нестачі яких пухлинна клітина виявляється в силу особливостей її обміну більш чутливою, ніж норма ьная. Лікувальний ефект, наприклад, L-аспарагинази і L-глутамін (АСПА-Рагин) ази при лейкозі. найімовірніше, пояснюється незворотним розпадом як глутаміну. так і аспарагина. Виявилося, що пухлинні клітини для свого зростання і розмноження потребують амінокислотах з організму. оскільки самі не можемо синтезувати аміди амінокислот. в той час як нормальні клітини наділені цією здатністю. Був зроблений висновок про те, що амідний азот глутаміну і аспарагина виконує в клітинах ряд унікальних функцій, які краще з'ясовані для глутаміну (див. Розділ 12). Зокрема, амідний азот глутаміну виявився абсолютно необхідним і незамінним іншими амінокислотами джерелом атома азоту мінімум в 10 реакціях синтезу, наприклад, пуринових і піримідинових нуклеотидів. відповідно ДНК і РНК. АТФ. ге-ксозамінов, гістидину та ін. Таким чином, не позбавлена підстави гіпотеза, що будь-який фермент або агент, що каталізує необоротне розщеплення незамінного для пухлинної клітини харчового фактора (включаючи амінокислоти), може в принципі бути застосований в ензимотерапії пухлин. якщо будуть усунуті обмеження, пов'язані з білкової природою ферменту. В оцінці ефективності ферментів в експериментальної та клінічної онкології є чимало протиріч і дуже багато прогалин. Позитивні результати, зазначені в ряді випадків, вселяють надію, що приготування стандартних ферментних препаратів (включаючи створення іммобілізованих форм) в промислових масштабах і їх розумне застосування в клініці, організоване на суворій науковій основі, без сумніву дадуть в руки лікарів ще одну цінну зброю в боротьбі з пухлинними захворюваннями людини.
Ідея застосування ферментів в якості лікарських засобів (фармакології ферментів) завжди спокушала. Однак їх нестабільність, короткий період напіврозпаду, небажані антигенні властивості, пов'язані з білкової природою ферментів і небезпекою розвитку алергічних реакцій. труднощі доставки до уражених органів і тканин (мішенях) істотно обмежували можливості використання ферментних препаратів. У розробці методів іммобілізації ферментів (див. Раніше) намітилися конкретні шляхи подолання зазначених труднощів: застосування водорозчинних, біосумісних носіїв. наприклад полімолочной кислоти (легко розкладається в організмі), використання методів хімічної модифікації і микрокапсулирование. приготування моно- і поліклональних антитіл і ферментсодержащих ліпосом і т.д.
Таким чином, області застосування ферментів в медицині дійсно безмежні. Розглянуті приклади ясно показують, які чудові і багатообіцяючі перспективи вже сьогодні відкриває перед майбутніми лікарями медична ензимологія.
