4.4. Амінотрансферази

Аспартатамінотрансфераза (L-аспартат: 2-оксоглутарат-амінотрансфераза, АсАТ або назва, яка використовується рідше, – глутаматоксалоацетат-трансаміназа (ГОТ); КФ 2.6.1.1). АсАТ каталізує оборотну реакцію перенесення аміногрупи від аспарагінової кислоти на α-кетоглутарат із утворенням оксалоацетату та глутамінової кислоти.

Аланінамінотрансфераза (КФ 2.6.1.2. L-аланін: 2-оксоглутаратамінотрансфераза, АлАТ або назва, яка використовується рідше - глутаматпіруваттрансаміназа (ГПТ)). АлАТ – фермент, що каталізує перенесення аміногрупи від аланіну на α-кетоглутарат із утворенням пірувату та глутамінової кислоти.

Амінотрансферази каталізують процеси трансамінування, вони розподілені по всіх органах і тканинах. АсАТ має2 ізоферменти, локалізовані якуцитозолі – ц-АсАТ (при електрофоретичному розділенні рухається до анода), так і в мітохондріях – м-АсАТ (при електрофорезі мігрує до катода), АлАТ – переважноцитоплазматичний фермент, його мітохондріальна форма нестабільна, її вмістуклітині низький. Роль коферментув трансаміназних реакціяхвідіграє піридоксальфосфат (похідне вітамінуВ₆).

АсАТ у високих концентраціях наявний у клітинах серцевого й скелетного м’язів, печінці, нирках, нервовій тканині, підшлунковій залозі й еритроцитах. Ураження будь-якого з цих органів і тканин може призвести до істотного підвищення АсАТусироватці крові.

Найрізкіші зміни АсАТ спостерігаються при ураженні серцевого м’яза. Так, при інфаркті міокардаактивність АсАТусироватці крові можепідвищуватися в 4–5 разів. При гострому інфаркті міокардаїї активність підвищується у 93–98 % хворих і має такусамудинаміку, як і МВ ізоферментКК, але ступінь збільшення активності АсАТ дещо менший. Вважається, що між розмірами вогнища інфарктуйактивністю АсАТусироватцікрові є тісна кореляція: некроз площею 1,5×1,5 см призводить до суттєвого підвищення активності АсАТ у сироватці крові. Якщовпродовждекількох днів не відбувається нормалізація активності ферменту, це свідчить про розширення зони інфаркту. У осіб,молодших60 років,активність АсАТ, як правило, вища, ніж у осіб більш літнього віку, тому висока активність АсАТ у літніх людей може бути розцінена як прояв обширного інфаркту міокардаі єнегативною прогностичною ознакою.

Підвищення активності АсАТ характерне також для печінкових патологій. Так, значне підвищення активності ферменту має місце при гострому вірусному і токсичних гепатитах. Помірне підвищення може мати місце при цирозі печінки (у 2–3 рази), механічній жовтяниці, метастазах пухлини в печінку. Такі зміниможутьспостерігатисяі при ураженні скелетної мускулатури, наприклад,при прогресуючій м’язовій дистрофії; при панкреатиті; вираженому внутрішньосудинному гемолізі. Слід мати на увазі, що у новонароджених активністьферменту приблизно в 1,5 разавища, ніж у дорослих.

Причини підвищення активності АсАТ у сироватці крові подані в таблиці 1.

Таблиця 1 – Причини підвищення активності АсАТ у сироватці крові

Тип змін	Причини
Артефактні	гемоліз еритроцитів in vitro; суттєва затримка відділення еритроцитів від сироватки крові
Фізіологічні	у новонароджених активність приблизно в 1,5 раза вища, ніж у дорослих

Продовження табл. 1

Тип змін	Причини
Значне підвищення	недостатність кровообігу при шоковому стані й гіпоксії; інфаркт міокарда; гострий вірусний або токсичний гепатит
Помірне підвищення	цироз печінки (може бути нормальним або підвищеним у 2–3 рази); механічна жовтяниця; метастази пухлини в печінку; ураження скелетної мускулатури (прогресуюча м’язова дистрофія); після травми або оперативного втручання; виражений внутрішньосудинний гемоліз; гострий панкреатит; дерматоміозит

Дослідження відношення м-АсАТ/загальнаактивність AсАT також було запропоноване як діагностичний тест. Відношення м-АсАТ/загальнаактивність AсАTзнижене при гепатиті і не змінене при обтурації жовчних проток, алкогольному ураженні печінки, метастазахупечінку.У печінці на частку м-АсАТприпадає 81% від загальної активності ферменту. Поява в сироватці крові високої активності м-АсАТ свідчить про некротичні процеси в гепатоцитах.Проте ці дослідження не знайшли широкого застосування в клінічній практиці, оскільки діагностична чутливість і специфічність дослідження м-АсАТ виявилися не вище, ніж загальна активність AсАT і АлАТ.

Відношення показників активності КК/АсАТ має високу діагностичну значущість при диференціальній діагностиці інфаркту міокарда та ураження скелетних м’язів: відношення КК/АсАТ близько 27 (13–56) свідчить про ураження скелетних м’язів, близько 5 (2–9) – про патологію кардіоміоцитів.

Зниження активності АсАТ має місце при недостатності піридоксину(вітаміну В6), при нирковій недостатності,малярії, вагітності.

Багато методичних прийомів було запропоновано для дослідження загальної активності AсАT: хроматографічне дослідження амінокислот в інкубаційному середовищі, реакція оксалоацетату з 2,4-динітрофенілгідразином (2,4-ДНФГ), визначення сформованого глутамату при дії глутаматдегідрогенази (ГлДГ).

У медичних установах країн СНД із колориметричних методів найбільш широко використовується метод Райтмана-Френкеля, в якому оксалоацетат, утворений при переамінуванні L-аспартату й α-кетоглутарату, в лужному середовищі перетворюється на піруват, який у реакції з 2,4-ДНФГ утворює гідразон пірувату, оптичну густину якого вимірюють при довжині хвилі 540 нм.

Найзручніший аналітичний спектрофотометричний метод, що знайшов широке застосування, запропонований Карменом. У цьому методі оксалоацетат, який утворився в результаті переамінування, відновлюють у малат із одночасним окисненням НАДН при дії МДГ і вимірюють кінетику оптичної густини НАДН при довжині хвилі 340 нм. Специфічні субстрати AсАT — L-аспартат або L-глутамат, хоча L-тирозин і деякі аналоги аспартату також можуть бути субстратом для ферменту. Специфічний інгібітор AсАT – аналог аспартату (вінілгліцин). Роздільне дослідження активності ц-АсАТ і м-АсАТ можна провести, використовуючи хроматографічні методи, а також методи електрофорезу й імуноінгібування.

АлАТу високих концентраціяхнаявнийуклітинах печінкитаменшоюміроюускелетних м’язах, нирках і серці. Підвищення активності АлАТ найчастіше відмічається при гострих захворюваннях печінкитажовчних шляхів. Активність АлАТ різко підвищується у хворих на гострі вірусні гепатити в ранні терміни хвороби: приблизно у 50 % хворих вона збільшується за 5 днів до появи жовтяницітагепатомегалії, у 90 % хворих – за 2 дні до появи цих симптомів. Пік ферментативноїактивності випереджає максимальний рівень білірубіну в крові на 7–10 днів ізбігаєтьсяз появою жовтяниці, тобто періодом максимальної тяжкості хвороби (перевищення норми в 20–50 разів). У неускладнених випадках рівень активності як АлАТ, так і АсАТ знижується до нормальних значень докінця8-готижнязахворюванняприблизно у 75–80 % хворих. У невеликої частини хворих після нормалізації спостерігається другий пік підвищення активності амінотрансфераз, це супроводжується клінічним рецидивом хвороби. Тривале підвищення активності амінотрансфераз або збільшення їхнапізні терміни хвороби може означати розвиток печінкового некрозу. Тривале незначне збільшення ферментативноїактивності в частині випадків свідчить проперехід процесу в хронічну стадію(хронічний гепатит, цироз).

Серцевий м’яз містить незначну кількість АлАТ порівняно з АсАТ. Тому рівень активності АлАТ у сироватці крові при інфаркті міокарда звичайно залишається в межах норми, якщо тільки в результаті застійних явищ повторно не уражається печінка.

Методи дослідження активності АлАТ у біологічних рідинах подібні до AсАT, особливо в колориметричному методі Райтмана-Френкеля. У методі ультрафіолетової кінетики (довжина хвилі 340 нм) утворений при переамінуванні аланіну й α-кетоглутарату піруват відновлюється до лактату з одночасним окисненням НАДН, що каталізується ЛДГ. Переваги методу такі: 1) можливість використовувати для розрахунку активності ферменту коефіцієнт молярної екстинкції НАДН; 2) високий ступінь специфічності; 3) можливість враховувати ступінь інгібування реакції при накопиченні в інкубаційному середовищі пірувату. Після незначної лаг-фази зниження оптичної густини інкубаційного середовища при 340 нм пропорційне активності АлАТ.

Як кофермент у реакції переамінування, що здійснюється обома ферментами, є вітамін B6 (піридоксин), який у ході реакції перетворюється на фізіологічно активну форму – піридоксаль-5-фосфат (П-5-Ф). Додавання в сироватку крові П-5-Ф приводить до підвищення активності як AсАT, так і АлАТ. У крові здорових людей при додаванні П-5-Ф відмічена негативна кореляційна залежність міжумістомукрові П-5-Ф і активністю AсАT і АлАТ. Вітамін B6 широко представленийухарчових продуктах, але руйнується при приготуванні їжі. Вміст П-5-Фукрові знижується з віком, тому активність AсАT і АлАТ у осіб старше 64 роківна 30 % нижча, ніж у віці 46–63 років. Уосіб похилого вікувиявлене найбільш значнепідвищення активності AсАT і АлАТ при додаванні в інкубаційне середовище П-5-Ф (19 % порівняноіз 6,5 %уосіб молодшоговіку). Вміст вітаміну В6усироватці кровівиявляєвиражений вплив на активність AсАT, АлАТтаїх співвідношення.

Відношення АсАТ/АлАТназивається коефіцієнтом де Рітіса. У нормі він становить1,33±0,42, при захворюваннях печінки – нижче за цю величину, а при захворюваннях серця – вище. Так, при вірусних гепатитах його значення зменшуєтьсяйстановить0,55–0,65.Більшою чутливістю відрізняється АлАТ, яка в перші 10–15 діб захворювання (5–10 діб від початку прояву жовтяниці) практично в усіх випадках буває підвищеною. У розпал хвороби, при високих значеннях активності тієї або іншої трансамінази, коефіцієнт де Рітіса становить у середньому 0,83, що відображає значне руйнування гепатоцитів і вихід мітохондріальної АсАТ у кров’яне русло. Зі збільшенням термінів захворювання активність амінотрансфераз поступово знижується, як правило, швидше при легкому його перебігу, ніж при середньотяжкому і тяжкому. При рецидивах і загостреннях хвороби активність амінотрансфераз знову підвищується. Амінотрансферазна проба певною мірою є критерієм виздоровлення.

У диференціально-діагностичному відношенні має деяке значення те, що при алкогольних ураженнях печінки на противагу вірусним характерне переважне підвищення активності АсАТ і коефіцієнт де Рітіса становить більше 2. Значенняцього коефіцієнта,вище за норму,часто спостерігається при обтураційних жовтяницях, холециститах, цирозах, коли абсолютні значення АлАТ і АсАТ невеликі.

Підвищення активності трансаміназ можливе при запальних захворюваннях різних органів і тканин (наприклад, підшлункової залози, при м’язовій дистрофії і т. д.). Подібні гіперферментемії не мають,як правило, самостійного діагностичного значення, але повинні враховуватися при трактуванні трансаміназного тесту. Зниження активності АлАТ може мати місце за тихсамихумов, що і зменшення активності АсАТ.

На сьогодні вважають, що в рамках концепції підвищення активності амінотрансфераз унаслідок некрозу гепатоцитів і м’язових клітин існує ряд суперечностей.

По-перше, при гепатитах часто активність АлАТ підвищується більш ніж у 100 разів, що може відбуватися лише при глибокому ступені деструкції паренхіми органа, що не узгоджується з даними біопсії. По-друге, для АлАТ знайдений «феномен розведення» – нелінійне падіння активності ферменту при розведенні сироватки, тобто разом із простою дифузією ферменту із зруйнованої тканини існує, як мінімум, ще один механізм зміни активності. По-третє,утканині печінки описананаявність «мітохондріального» ізоферментуАлАТ, який практично не виявляється в сироватці крові навіть при значному некрозі гепатоцитів. При цьому в сироватці крові спостерігається збільшення кількості і «мітохондріальної»,і «цитозольної» ізоформ іншоїтрансамінази – АсАТ.

Але найсильніші протиріччяспостерігаються при спробах співвіднести концентрацію ферменту, його активність і клінічну картину. Булозробленоспроби створити імуноферментнісистеми для визначення АсАТ, проте кореляція між активністютаімунореактивноюконцентрацією ферменту відсутня.

Незважаючи на очевидні суперечності, теорія зв’язку лізису клітин із збільшенням активності трансаміназ дотепер є переважною.

Основною внутрішньоклітинною роллю АлАТ вважають її участь у поєднанні метаболізму амінокислот і циклу трикарбонових кислот. Для більш вивченого ферменту – АсАТ – відомо декілька функцій. При цьому основними функціями цього ферменту є участь у циклі сечовини та в малат-аспартатному шунті через мембрану мітохондрій. Усі ці метаболічні шляхи локалізовані усередині клітини, а відповідно і ферменти для виконання своєї фізіологічної ролі повинні знаходитися в клітині. На цей момент невідомо жодного природного інгібітора трансаміназ, який би міг забезпечувати регуляцію ферментативної активності й пояснити відсутність кореляції між концентрацією та активністю ферменту. Унаслідок відсутності відомостей про діапазон можливої «природної» регуляції в більшості випадків про кількісний уміст цих ферментів в органах, тканинах і крові судять тільки на підставі вимірювання їх активності.

Яка ж можлива фізіологічна роль трансаміназ укрові людини?Групоюдослідників булозробленоспробувиявлення феноменуалостеричноїрегуляції активності ферментівупериферичній крові як однієї з умов прояву фізіологічної ролі трансаміназ.

Як уже зазначалося вище, для АсАТ відома участьупроцесах трансмембранного перенесення. Цей процес,як правило,розглядається як необхідний для перенесення відновних потенціалів через мітохондріальну мембрануйрегенерації НАДH, утвореного в результаті гліколізу. Проте шлях утилізації НАДHумітохондріяхне завжди можливий. Наприклад, еритроцити не мають мітохондрій і тому їм необхідно утилізувати НАДH іншим способом. Гліколітичний шлях отримання енергії характерний також і для м’язівв умовах нестачікисню. У цій ситуації для регенерації НАДH необхідний малат-аспартатний шунт. Другим продуктом гліколізу, який необхідно видаляти з клітини у випадках неможливості окиснення, є піруват. Піруват і лактат маютьдуженизьку швидкість трансмембранного перенесення, але L-аланін легко переноситься через мембрану. І саме АлАТ може забезпечити утворення L-аланінуз пірувату. Необхідно такожзазначити, що печінка дуже активно поглинає L-аланін як субстрат. Цезумовлено високою інтенсивністю циклу сечовинийглюконеогенезу.Утойсамийчасвиявлено, що печінка в незначному ступені метаболізуєглюкозу до піровиноградної кислоти, тобто інтенсивність гліколізу в ній невисока. Глюкоза, щонадходитьупечінку, переробляєтьсянаглікоген, у зв’язку з цим можна вважати, що переважним енергетичним субстратом для печінки є піруват, айого проходження через мембрану може бути забезпечене у формі L-аланіну. Здатність печінки поглинати L-аланінуконцентраціях, щов20 разів перевищуютьфізіологічну норму,виявлено в дослідахіз перфузією печінки. Якщовзяти саме таку участь АлАТ і АсАТупроцесах перерозподілу енергетичних субстратів між органами, тозмінюєтьсяйвідношення до підвищення активності цих ферментів при патологічних процесах. Фактично можна припустити, що підвищення активності трансаміназпов’язане або з необхідністю відведення продуктів гліколізу від органів,якізнаходилися в умовах гіпоксії, або з підвищенням енергетичних витрат печінкою. У цьому контексті підвищення активності трансаміназ зовсім не свідчитьлишепро лізис клітин.

На підставі цього можна зробити припущення, що «стерті» форми гепатиту взагалі не супроводжуються процесом руйнування печінки, і організм успішно справляється з патологічним процесом самостійно. Це пояснює також і той факт, що активність трансаміназ підвищується раніше від появи в крові інших ферментів, специфічних тільки для внутрішньоклітинного простору.

Підвищення активності трансаміназ можна відмітити і у здорових людей, що перебувають на дієті, багатій на білки або яка містить 20–25% сахарози, а також у донорів. У 82% донорів з підвищеним рівнем АлАТ не було клінічних проявів гепатиту.

Підвищення активності АсАТ і АлАТ може бути викликане вживанням лікарських препаратів, що виявляють слабовиражену (або клінічно не виражену) гепатотоксичну дію або холестаз. До них можна віднести аспірин, індометацин, анаболічні стероїди, оральні контрацептиви, інгібітори МАО, тестостерон, прогестерон, сульфаніламіди, піридоксин, барбітурати, препарати міді і заліза, антибіотики (еритроміцин, гентаміцин, ампіцилін, тетрациклін, лінкоміцин).