Иммунология и биохимия

Кислая фосфатаза (КФ)

Кислые фосфатазы (КФ) представляют собой семейство ферментов, которые принадлежат к классу гидролаз. Они сгруппированы по общей способности катализировать гидролиз моноэфиров ортофосфата в кислых условиях. Несмотря на общую функциональную идентичность, изоферменты (или различные типы) КФ значительно различаются в отношении ткани и хромосомного происхождения, молекулярной массы, степени гомологии аминокислотной последовательности, аминокислотному составу и устойчивости к L (+) винной кислоты и фториду. В таблице 1 отражены сравнительные характеристики пяти важных КФ, найденных в организме человека.

 

Таблица 1 - Характеристики кислых фосфатаз человека

Кислые фосфатазы

Ткани / клетки

происхождения

М.м.

(кД)

Номер

Полосы в геле

 

Хромосома

 Аминокислотная

гомология

Устойчивость к тартрату

Устойчивость к фториду

Лизосомальная (ЛКФ)

Большинство клеток

100

 

3

11

50% ПКФ -

-

+

Предстательной железы (ПКФ)

Предстательная железа, мозг,

селезенка, печень, тромбоциты

100

 

2b

3

50% ЛКФ -

-

+

Эритроцитарная

(ЭКФ)

Эритроциты, многие типы клеток

18

1

 

Нет данных

+

+

Макрофагальня (МКФ)

Макрофаги печени, селезенки,

легких

37

5

19

Высокая с

 ОККФ

+

+

Остеокластов (ОККФ)

Остеокласты кости

37

 

5

19

Высокая с ЛКФ

+

-

N полосы - миграция к катоду при электрофорезе в полиакриламидном геле (ПААГ)

м.м. - молекулярная масса

Кислые фосфатазы человека обычно находятся в низких концентрациях. Тем не менее, при заболеваниях их синтез в клетках изменяется и необычно высокое или низкое содержание фермента рассматривается как часть патофизиологического процесса. В таблице 2 представлена клиническая значимость пяти КФ человека как маркеров заболевания. 

 Таблица 2 - Клиническое значение кислой фосфатазы человека

КФ человека

Клиническое и лабораторное значение

Лизосамальная (ЛКФ)

 

Дефицит ЛЩФ: наследственное аутосомно-рецессивным нарушение метаболизма

Простатическая КФ (ПКФ)

Сывороточный марке рака простаты

Маркер семенной жидкости в судебной медицине в случаях изнасилования

Эритроцитарная КФ)

 

Повышенная восприимчивость к нарушениям развития и гемолитической примахиновой анемии

Тестирование отцовства

Макрофагальная

(MAP)

Болезнь Гоше: врожденные нарушения обмена цереброзидовan

Остеокластическая КФ (ОкКФ)

Метастазы в кости

Состояние резорбции костей

Дефицит активности общей лизосомальной кислой фосфатазы (ЛКФ)

Проявляется аутосомно - рецессивным заболеванием. Клинические признаки болезни включают периодическую рвоту, вялость, гипотонию, опистотонус и терминальное кровотечение в раннем младенческом возрасте. Дефицит лизосомальной кислой фосфатазы только в лейкоцитах, приводит к рецидивирующим инфекциям.

Повышение кислой фосфатазы простаты (ПКФ) в сыворотке

широко используется в качестве маркера рака предстательной железы. Кислая фосфатаза простаты освобождается в сыворотку из предстательной железы в возрастающих количествах по мере роста злокачественной ткани. В последние годы фермент потерял свой клинический интерес из-за простат-специфического антигена (ПСА), который используется как более чувствительный маркер ранней стадии заболевания. Тем не менее, в настоящее время к кислой фосфатазе простаты вновь повышенный интерес как к прогностическому показателю. Кислая фосфатаза простаты секретируется и в семенную жидкость как её нормальная составляющая. Иммунологическое определение ПКФ до сих пор используются в судебно - медицинской экспертизе как средство идентификации присутствия спермы в случаях сексуального насилия. 

Эритроцитарная кислая фосфатаза (ЭКФ) человека

является полиморфным ферментом, существует несколько типов генов или аллелей, кодирующих синтез ферментаЧеловек может наследовать гены для любого одного из нескольких возможных форм фермента. Конкретные генотипы ЭКФ связаны с наследственной предрасположенностью к гемолитической примахиновой анемией, состоянию, при котором острая гемолитическая анемия развивается при поедании бобов, некоторых лекарств, или конкретных бактериальных или вирусных инфекций. Некоторые генотипы ЭКФ связаны с нарушениями развития в детстве. Существование аллелей у ЭКФ обеспечивает шесть возможных генотипов фермента. Это позволило использовать фермент при тестировании отцовстава наряду с другими системами эритроцитов.

Макрофагальная КФ

Болезнь Гоше является врожденным нарушение метаболизма цереброзидов, которое наследуется как рецессивное заболевание. Состояние характеризуется отложением жировых веществ в головном мозге и других тканях (особенно костях), что проявляется как умственная отсталость, аномальная форма конечностей, спастичность и трудности с глотанием. Аномальные макрофаги (фагоцитирующие клетки иммунной системы) являются диагностическим признаком болезни Гоше. Эти "Гоше клетки" синтезируют большое количество КФ, которое легко визуализируются под микроскопом с помощью биохимических методов окрашивания. Деминерализация костей обычно ассоциируется с болезнью Гоше и может внести свой вклад в повышение концентрации КФ в сыворотке пациентов. Гистологическое определение фермента МКФ используется и для того, чтобы диагностировать лейкозный ретикулоэндотелиоз, звестный как волосатоклеточный лейкоз. При этой патологии МКФ синтезируется в обильном количестве в необычных "волосатых клетках". С макрофагальной кислой фосфатазой связывают тип 5a тартратустойчивой КФ.

Кислая фосфатаза остеокластов (ОкКФ)

ОкКФ. Во время нормальной и патологической резорбции кости активные остеокласты синтезируют в изобилии КФ. ОкКФ - гликопротеин с м.м.35 кДа. с биядерным железным центром в активном центре фермента. Как и МКФ, ОкКФ при электрофорезе сыворотки в ПААГлокализована в 5 полосе. Другой тип 5 КФ обнаружен в сыворотке крови не костного происхождения. Предполагают, что это КФ макрофагов. ОкКФ структурно отличается от этого изофермента, не имея остатков сиаловой кислоты. Чтобы подчеркнуть это различие, тип 5 КФ обозначают как КФ5b, а не костный изофермент как КФ5а.

Тартрат резистентная кислая фосфатаза остеокластов

Рост костей и ремоделирование - нормальные физиологические процессы, которые происходят с высокой скоростью в детстве и подростковом возрасте, и в гораздо меньшей степени во взрослом возрасте. Рост костей - чистый результат активности двух типов костных клеток, которые имеют противоположные действия: те, которые синтезируют новый костный материал, в основном, остеобласты, и клетки, называемые остеокластами, которые отвечают за резорбцию или разрушение существующей костной ткани.

Повышенная скорость резорбции кости лежит в основе патофизиологии многих заболеваний человека, таких как болезнь Педжета, злокачественная гиперкальциемия, почечная остеодистрофия, гипертиреоз, гиперпаратиреоз и постменопауза с остеопорозом.Результатом является прогрессивное истончение костей и повышенный риск переломов.

Фактические данные свидетельствуют о том , что патологический рост костной резорбции возникает тогда , когда активность остеокластов превышает активность остеобластов. Это приводит к нарушению нормального баланса между резорбцией кости и синтезом костной ткани. Увеличение активности остеокластов сопровождается увеличением синтеза и секреции типа 5b КФ. Каталитическая активность этого фермента устойчива по отношению к ингибирующему действию L (+) тартрата в отличие от других КФ. Поэтому обычно называют тартратрезистентной кислой фосфатазой (ТРКФ). Данные свидетельствуют о том, что ТРКФ участвует в процессе резорбции кости. Кроме того, процесс резорбции сопровождается соответствующим увеличением общего количества ТРКФ в сыворотке крови.

В связи между остеокластами и ТРКФ нет ничего нового. Хорошо известно, что остеокласты содержат большое количество ТРКФ, что используется в течение многих лет для гистохимической идентификации остеокластов. Получено множество доказательств прямой связи активности ТРКФ в сыворотке и скорости резорбции кости. На этом основании активность ТРКФ в сыворотке крови рекомендована в качестве ассоциированного маркера для клинического диагноза чрезмерной резорбцией кости и количественного мониторинга скорости и прогрессирования нарушений обмена веществ в кости.

Поиск по сайту