Фосфатазы

Фосфатазы — ферменты, катализирующие реакцию расщепления сложноэфирных связей в моноэфирах фосфорной кислоты с образованием свободного ортофосфата; относятся к классу гидролаз, подклассу гидролаз фосфорных моноэфиров. Присутствуют во всех животных и растительных организмах и играют важную роль в клеточном метаболизме, участвуя в обмене углеводов, нуклеотидов и фосфолипидов, а также в образовании костной ткани. Изменение активности некоторых Ф. в крови служит диагностическим признаком ряда заболеваний.

    Большинство Ф. относится к числу ферментов, имеющих сравнительно широкую субстратную специфичность. Однако некоторые Ф. отличаются ограниченным кругом превращаемых субстратов. Во многих тканях Ф. представлены множественными формами, различающимися по своим каталитическим и физическим свойствам. У фосфатаз из разных биологических источников также наблюдают различия в субстратной специфичности и каталитической активности. Некоторые Ф. обнаруживают сходство с ферментами, относящимися к другим группам Среди Ф. наиболее широко распространены и изучены две группы ферментов — щелочные и кислые фосфатазы. Обладая широкой субстратной специфичностью, эти ферменты заметно различаются по своим свойствам в зависимости от источника, из которого они выделены.

    Щелочная фосфатаза проявляет максимальную активность при рН 8,4—9,4. Она содержится в большинстве тканей и жидкостей организма человека и животных, а также в растениях и микроорганизмах. У человека особенно высокая активность этого фермента отмечается в эпителии тонкой кишки, почках. костях, печени, лейкоцитах и др. Широко используемым источником щелочной фосфатазы является окостеневающий хрящ, что указывает на возможную роль этого фермента в процессах кальцификации костной ткани. Наличие активной щелочной фосфатазы характерно для тканей, связанных с транспортом питательных веществ, она часто присутствует в развивающихся тканях и секреторных органах. Этот фермент практически отсутствует в мышцах, зрелой соединительной ткани и эритроцитах, им бедны также стенки сосудов и гиалиновый хрящ.

    Распределение активности фермента даже в одном морфологическом образовании негомогенно. Так, активность щелочной фосфатазы различив в разных отделах кишечника, в корковом веществе почки она гораздо выше, чем в мозговом. На активность щелочной фосфатазы влияют гормональные факторы: активность фермента в крови снижается после гипофизэктомии, кастрации, а также в результате применения препаратов кортикостероидных гормонов. После введения тироксина активность фермента увеличивается. У человека факторы, вызывающие стресс, способствуют увеличению активности щелочной фосфатазы в лейкоцитах.

    Активность щелочной фосфатазы в крови в некоторой степени зависит от возраста и пола. У мужчин активность фермента в крови на 20—30% выше, чем у женщин, однако во время беременности у женщин происходит значительное (в 2—3 раза) повышение активности этой фосфатазы в крови, что может объясняться ростом эмбриона, особенно процессом остеогенеза плода.

    Определение активности щелочной фосфатазы в крови имеет диагностическое значение при заболеваниях печени и костной системы. Так, гиперфосфатаземия отмечается при хронических заболеваниях печени, саркоидозе, туберкулезе, амилоидозе и лимфогранулематозе. При рахите увеличение активности (иногда в 2—4 раза) щелочной фосфатазы отмечено в 65% случаев. Педжета болезнь, а также остеогенная саркома (см. Кость), фосфат-диабет (см. Рахитоподобные болезни) сопровождаются значительным повышением активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови.

    Генетически обусловленная низкая активность щелочной фосфатазы в крови (гипофосфатазия) является причиной тяжелой наследственной болезни, сопровождающейся аномалиями скелета вследствие нарушения процессов окостенения; дефект фермента наследуется по аутосомно-рецессивному типу.

    Кислая фосфатаза также широко распространена в природе. У человека активность кислой фосфатазы особенно высока в предстательной железе. Экстракт из ткани предстательной железы проявляет в слабокислой среде фосфатазную активность, которая почти в 1000 раз выше, чем фосфатазная активность экстрактов из печени и почек. Гистохимические исследования показывают, что фермент содержится главным образом в железистом эпителии предстательной железы; большие количества этого фермента обнаружены в сперме. Имеется тесная связь между синтезом кислой фосфатазы в предстательной железе и содержанием половых гормонов. При низкой концентрации андрогенов в моче отмечают низкую активность кислой фосфатазы в сперме. То же наблюдают при крипторхизме и гипогонадизме.

    Оптимум рН для кислой фосфатазы находи гся в интервале значений рН между 4,7 и 6,0 (однако максимум активности кислой фосфатазы, полученной из селезенки,

    Молекулярная масса кислой фосфатазы различна у ферментов, полученных из разных источников, например два иммунологически различных молекулярных изофермента кислой фосфатазы из предстательной железы человека имеют молекулярную массу 47 000 и 84 000.

    Определение активности кислой фосфатазы в сыворотке крови служит важным диагностическим тестом при раке предстательной железы. У больных раком предстательной железы без метастазов повышение активности кислой фосфатазы в крови обнаруживается в 25% случаев, а при раке предстательной железы с метастазами опухоли в другие органы — в 80—90% случаев. Динамика показателей активности этого фермента в крови при раке предстательной железы может служить критерием эффективности проводимой терапии.

    Определение кислой фосфатазы имеет существенное значение также и в судебной медицине. Высокая активность фермента в сперме дает возможность с большой достоверностью идентифицировать подозрительные пятна при судебно-химическом исследовании вещественных доказательств.

    Библиогр.: Диксон М. и Уэбб Э. Ферменты, пер. с англ., с. 364, 458, М., 1982; Лойда З., Госсрау Р. и Шиблер Т. Гистохимия ферментов, пер. с англ., М., 1982; Номенклатура ферментов, пер. с англ. под ред. Е. Браунштейна, М., 1979.