第四節　酶在醫學上的應用

一、酶與疾病的關系

（一）很多疾病與酶的質和量的異常有關

酶的催化作用是機體物質代謝、生長和生命活動的重要環節。酶的質和量的異常影響酶的活性，直接或間接導致疾病的發生。很多遺傳性疾病是由酶的先天性異常引起的。現在已經發現140多種遺傳性代謝缺陷病與酶的缺陷有關。例如，由于酪氨酸酶先天缺乏導致黑色素合成障礙所引起的白化病；苯丙酮酸尿癥是由于苯丙氨酸羥化酶缺乏引起苯丙氨酸和苯丙酮酸大量堆積而發病。許多疾病能夠引起酶的異常，而酶的異常又常常加重病情。例如急性胰腺炎時胰蛋白酶原在胰腺內被異常激活，導致胰腺組織被嚴重破壞。許多炎癥都可以導致蛋白水解酶從浸潤的巨噬細胞或白細胞中釋放，對組織產生破壞和損傷。激素代謝障礙或維生素缺乏也會引起某些酶的異常。如維生素K缺乏時，凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的前體不能在肝內羧化為成熟的凝血因子而導致患者凝血時間延長。中毒性疾病會使酶的活性受抑制。如前述的有機磷農藥或重金屬中毒等都是因為體內的酶活性受到抑制。

（二）酶在疾病診斷中的作用

許多組織器官的疾病常表現為血液中一些酶活性的異常，體液中酶活性的改變可作為某些疾病的診斷指標。正常情況下，在組織細胞中發揮催化作用的酶在血清中含量甚微，只有在組織器官受損造成細胞破壞或細胞膜通透性改變時，胞內某些酶會大量釋放入血；細胞內酶的合成或誘導增強，或酶的清除障礙或分泌受阻也可引起血清酶活性升高。例如急性胰腺炎時，血清淀粉酶升高；肝硬化時，血清堿性磷酸酶清除的受體減少，造成血清中該酶活性增加；細胞轉換率增加或細胞增殖加快，其標志酶的釋放量也增加。許多遺傳性疾病是由于某些酶的先天性缺乏所致，故在胎兒出生前可檢測母親子宮羊水或絨毛膜中的酶或其基因表達的是否缺失，減少出生缺陷。

（三）酶在疾病治療中的作用

某些酶可作為藥物用于疾病的治療，如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等幫助消化；用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、鏈激酶、尿激酶、纖溶酶、溶菌酶、木瓜蛋白酶等進行外科清創、消炎、漿膜粘連的防治等；天冬酰胺酶用于治療白血病；尿激酶、鏈激酶、纖溶酶還可以用于抗凝、防治血栓等。

還有某些藥物是通過抑制生物體內某些酶的活性來治療病癥。如磺胺類藥物、氯霉素等抗生素的作用機制就是通過抑制細菌重要代謝途徑中某些酶的活性來達到抑菌目的；抗腫瘤藥物的作用也多是阻斷其相應酶的活性，以達到抑制腫瘤生長的目的。例如，甲氨蝶呤可抑制腫瘤細胞的二氫葉酸還原酶，使核酸代謝受阻而抑制腫瘤細胞的生長繁殖；氟尿嘧啶、巰嘌呤等抗代謝藥物，都是核苷酸代謝途徑中相關酶的競爭性抑制劑。

二、酶在其他領域中的作用

有些酶可作為臨床檢驗中的輔助酶或指示劑。有些酶促反應的底物或產物含量極低，不易直接測定，耦聯一種或兩種酶，使初始反應產物定量地轉變為另一種容易定量測定的產物，從而對一些酶的活性、底物濃度等進行定量分析。如臨床上應用葡萄糖氧化酶法測定血糖。這種方法也廣泛應用于科學研究。

有些酶還作為工具用于科研與生產。例如在基因工程操作中，將酶作為工具，在分子水平上對某些生物大分子進行定向的分割與連接。常用的工具酶包括限制性核酸內切酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等。

思考題

一、名詞解釋

1．酶

2．酶的活性中心

3．同工酶

4．不可逆性抑制作用

二、填空題

1．酶的化學本質是______。

2．酶促反應的特點包括______、______、______和______。

3．結合酶由______和______組成。

4．酶活性的調節方式主要有______和______。

5．有機磷農藥中毒是由于______。

6．鉛、汞等重金屬離子對疏基酶的抑制作用屬于______抑制。

三、簡答題

1．何謂酶原、酶原的激活？酶原及酶原的激活有何生理意義？

2．影響酶促反應速度的因素有哪些？它們如何影響酶促反應的速度？

3．何謂競爭性抑制作用？舉例說明競爭性抑制在臨床上的應用。

（孔麗君）