کار تحقیقی آقای بهرام راستاد . دانشجوی علوم آزمایشگاهی مهر 87 ….

علل بیماری : بطور کلی نوعی بیماری ناتوانی بدن در استفاده از سه اسید آمینه ضروری موجود در پروتئینها است. لوسین ، ایزولوسین ، والین که اسیدهای آمینه شاخه دار هستند تحت عنوان (BCAAS)  Branched – chain Amino  Acids معروف می باشند.اپتدا اين بيماري را با فقدان آنزیم ضروری( برانش چین آلفاکتواسید دهیدروژناز BCKDH) که توسط شمار زیادی از موتاسیون ها اتفاق می افتد شناسايي نمودند. اين آنزيم يك دكربوكسيله كننده اكسيداتيو روي كربن مشتق از آمينو اسيدهاي شاخه دار است و  وظيفه اين آنزيم  كنترل چرخه دسترسي BCAA  است.( از نظر عملكرد كاملا شبيه آلفا كتو گلوتارات دهيدروژناز  KGDHوپيرووات دهيدروژناز PDH بوده و حتي كوفاكتور مصرفي مشابهي نيز دارد). این عارضه مربوط به فقدان یا کاهش شدید فعالیت آنزیم آلفا کتو اسید  دکربوکسیلاز می باشد.هنگامی که یک موتاسیون باعث اختلال در آنزیم دی هیدرولیپوات رودکتاز[E3] شود.بیمار مجموعا نمی تواند واکنش های دکربوکسیلاسیون پیروات آلفا.

کتوگلوتارات و آلفا کتواسیدهای شاخه دار را انجام دهد.

واکنش های ابتدایی در مسیر کاتابولیسم لوسین ، ایزولوسین و والین مشابه یکدیگرند .سپس اسکلت کربنی هر یک از این اسیدهای آمینه وارد مسیر منحصر به فردی شده،به ترکیبات واسطه ای آمفی بولیک ( شکل های زیر) بر حسب نوع ساختمان خود تبدیل می شوند ، به طوری که والین گلیکوزنیک بوده لوسین کتوزنیک است و ایزو لوسین در هر دو مسیر  وارد می شود .بسیاری از واکنش های این مسیر مشابه واکنش های مسیر کاتا بولیسم اسید های چرب با زنجیره جانبی مستقیم و شاخه دار است

کاتابولیسم اسید های آمینه با زنجیره جانبی شاخه دار در کبد، کلیه ،عضله، قلب و بافت های چربی انجام می گیرد و با ورود این اسید امینه به داخل سلول از طریق ترکیب ناقل غشا سلول آغاز می شود .به دنبال ترانس آمیناسیون قابل برگشت، آلفا-کتو اسید های به دست آمده وارد میتوکندری می شوند و در اینجا  توسط آلفا کتو اسید دکربوکسیلاز منفرد مربوط به ترکیب شاخه دار ، به صورت اکسیداتیو  دکربوکسیله میشوند،  این کمپلکس دارای چند آنزیم اتصال سستی به غشائ داخلی میتوکندری دارد. سپس ترکیبات تیو استر آلفا –کتواسیل- COAشاخه دار حاصله در مسیرهای جداگانه ای کاتابولیزه می شوند.

با توجه به پیچیدگی کمپلکس چند آنزیمی که آلفا_کتواسید های  شاخه دار به ترکیبات تیو استراسیل _کو آنزیم آ(coA) متناظر تبدیل می کند.جای تعجبی نیست که موتاسیون های متعددی منجر به ایجاد بیماری شربت افرا می شوند .به عنوان مثال نقص مربوط به  مورد شناخته شده.

(Pennsylvania old ordermennonite of Lancaster and Lebanon canties) نام  فرقه ای از مسیحیان ساکن  بخش های لنکستر و لبنان ایالت پنسلوانیا که میزان بروز بیماری ادرار شربت افرا در بین انان یک مورد در هر 175 تولد بوده است. که مربوط به جهش هموزیگوت ربشه ی تیروزین 395 و تبدیل آن به آسپارازین در زیر واحد آلفای(E1)  آنزیم دکربوکسیلاز می باشد که مانع اتصال آن به زیر واحد های بتای (E1) می شود .البته دیگر زیر واحد ها نیز مثل بتا (E1,E2.E3) نیز دچار جهش می گردند .البته تمام این زن ها در کروموزوم 19 قرار دارند..

بیماری MSUD بر حسب طبقه بندی به چهار گروه تقسیم می شود.

1-   کلاسیک  (classic)

2-   واسطه ای (Intermediate)

3-   متناوب (Intermittent)

4-   پاسخ دهنده به تیامین (Thiamine – Responsive)

1) نوع کلاسیک (Classic) : اين نوع بيماري به دليل فقدان آنزيم كمپلكس آلفا كتو اسيد دهيدروژناز ميتوكندريال رخ داده و شيوع آن 1 تولد در 000/200 كودك ميباشد. عمومی ترین نوع این بیماری است. در این حالت آتریم یا فعالیت ندارد یا فعالیت اندکی دارد. (فعالیت معمولاً کمتر از 2% نرمال)

کودکان مبتلا در همان چند روز اول عمر علائم را بروز می دهند. و معمولاً به BCAAS تحمل نشان نمیدهند، بنابراین در رژیم غذایی ایشان بایستی چندین محدودیت پروتئینی لحاظ شود.

2) واسطه ای (Intermediate) : متفاوت از حالت کلاسیک سطح آتریمی بالاتری داشته و  حدود (8-3% نرمال) است. این گروه معمولاً مقادیر بیشتری از لوسین را تحمل می کنند. البته در شرایط بیماری و گرسنگی وضعیت کودک شبیه به حالت کلاسیک شده و نوع درمان یکسان خواهد بود.

3) متناوب (Intermittent) : شکل جزئی وضعیت این نوع بیماری است که بدلیل بالاتر بودن میزان فعالیت آتریمی که تقریباً 15 – 8% است طبقه بندی می گردد.

در این گروه اغلب کودکان 12 تا 24 ماه علائمی ندارند، و طی مدت بیماری یا گرسنگی سطوح BCAAS بالا رفته علائم آغاز میگردند مشخصات این بیماری بودار شدن بیمار است که بوی شربت افرا (قند سوخته) از او به مشام می رسد و کودک گرفتار بحران متابولیک می گردد.

4) پاسخ دهنده به تیامین ( Thiamine – Responsive)  در این مورد دریافت مقادیر بالای تیامین منجر به افزایش فعالیت آتریم گشته که باعث شکستن لوسین ، ایزولوسین و والین می گردد. در اغلب موارد تنها محدودیت متوسط پروتئین نیاز است . این دسته در واقع نوع نادرتر بیماری MSUD است.

زنتیک و نحوه وراثت: MSUD در واقع نوعی بیماری ارثی اوئوزمی مغلوب شیوع (1:185000) است به این معنی که هر دو والدین کودک مبتلا به بیماری بایستی جهش یکسانی در یک ژن حامل خود موجود داشته باشند (کد ژنتیکی یکسان). این ژنهای جهش یافته عملکرد نرمالی ندارند بنابراین سبب بیماری می شوند.  بدین ترتیب شخصی که یک ژن جهش یافته دارد حامل نامیده می شود.

هر شخص حامل دو ژن مربوطه است که کدی برای فعالیت آتریمی با عملکرد شکنندگی اسیدهای آمینه مذکور را دارد.

. یک ژن از پدر و دیگری از مادر است. اگر یکی عملکرد نرمال داشته و دیگری عملکردنرمال نداشته باشد، شخص حامل بیماری MSUD است.و در صورتیکه شخص هر دو ژن معیوب را حمل کند مبتلا به MSUDمحسوب میگردد. زمانی که والدین هر دو حامل ژن MSUD باشند با هر حاملگی 1 در 4 شانس داشتن کودک بیمار MSUD وجودخواهد داشت و شانس 2 در 4 اینکه کودک تنها حامل یک ژن برای MSUD بوده و مثل والدین خود حامل باشد و 1 در 4 شانس اینکه کودک نه حامل و نه بیمار MSUD

باشد محاسبه میگردد..

علایم:بارزترین مشخصه این بیماری اتوزومی مغلوب بوی مخصوص ادرار می باشد.که مشابه بوی شیره افرا یا شکر سوخته است.در این بیماری مقدار لوسین .ایزولوسین و والین وآلفاکتو اسیدهای مربوط به این ترکیبات در پلاسما و ادرار مبتلایان افزایش می یابد.البته مقادیر کمی آلفا  هیدروکسی اسید شاخه دار که در اثر احیای آلفا کتو-اسید ها تشکیل می شود نیز در ادرار مبتلایان وجود دارد.این بیماری تا انتهای هفته اول زندگی خارج از رحمی بارز می شود و نوزاد مبتلا به سختی غذا می خورد.دچار خواب آلودگی استفراغ وسستی است.اسیدوز و کتوز و  از دست دادن آب بدن از علایم این بیماری می باشد.

تشخیص:

زمان غربالگری ׃تمام نوزادان تا قبل از 5 روزگی و ترخیص از بیمارستان باید مورد آزمایش قرار بگیرند.ذر تشخیص می توان به شاخصه مهم بوی ادرار مظنون شد. و با بررسی سطوح غیر نرمال اسید های آمینه و کتو اسید ها در ادرار و خون بر آن صحه و تایید گذاشت.دیگر علایم شامل سطوح پایین آلانین سرم و اسیدوز متابولیک است

از متدهای تشخیص و غربال گری قبل از تولد میتوان به بررسی نقص فعالیت آنزیم برانش چین آلفاکتواسید دهیدروژناز از طریق کشت ویلی های لایه کرونیک یا مایع آمینوتیک  اشاره کرد .در آزمایشگاه زنتیک  Emory’s که فقط تست های مربوط به MSUDانجام می دهند می توانند تنها با یک نمونه ادرار به طور همزمان این موارد را sovaleryl, 3-methyl crotonyl,)

tiglyl, hexanoyl and suberyl glycine.  )تشخیص دهند.

تست تشخیصی اختصاصی

تست غربالگری دی نیتروفنیل هیدرازین که حضور آلفا کتو اسیدها را در ادرار مشخص می کند .اگر تست مثبت باشد هیدازین به فرم نامحلول در می آید .البته این تست در مواردی مثل فنیل کتنوریا (فینل پیروویک اسید ) ، هیستید نیما (ایمیدازول پیرویک اسید)، و سو جذب متییونین (سندروم  oasthouse)  .

روش کار

1_معرف و کنترل(کتو گلوتاریک اسید  25mg در  cc100 ادرار نرمال) باید در دمایی اتاق باشند.

2_اضافه کردن 10قطره معرف (  mg 100 4و2دی نیتروفیل هیدرازین درml 100 2 N HCL ) .

3_در طول ده دقیقه رسوب زرد یا سفید گچی واکنش مثبت را نشان می دهد. البته این رسوب باید مشابه یا بزرگتر از رسوب کنترل باشد.

نکته ׃ برای تایید این روش از کروماتوگرافی گازی یا کروماتوگرافی لایه نازک یا NMR

(Nuclear Magnetic Resonance)

پیش آگهی – غربالگری Screening and Diagnosis

طبق یک برنامه غربالگری کودکان مبتلا را می توان بر حسب طبقه بندی MSUD مورد بررسی قرار داد. متأسفانه در برنامه های غربالگری نوزادان علائم بیماری را از خود بروز نمی دهند. بعلاوه روشهای مورد استفاده نیز قدیمی بوده و محاسبات ناصحیح دارند. بنابراین اغلب نوزادان قبل از تولد تنها پس از شروع نشان دادن علائم بيماري قابل پیش آگهی هستند.

کودکان بیماردر گروه کلاسیک  هنگام تولد در طی 3 تا 7 روزگی علائم نرمال  از خود نشان می دهند. کودکان MSUD گروه واسطه ای علائمی جزئی تر داشته و سريع بروز نمی کند.

علائم شامل نق نق کردن، بی حالی، کاهش میل به غذا ، عدم وزن گیری، هایپوتونیا (تون ضعیف ماهیچه)  هایپرتونیا (تنش شدید ماهیچه) ، تهوع ، گریه با صدای بلند، حمله ناگهانی بیماری و بوی مشخص شربت افرا از اداراست که هنگام تعویض کهنه بچه پس از خشک شدن، بوی قابل توجهتری از آن بروز می کند.

پیش آگهی ها می توانند توسط آنالیز اسیدهای آمینه BCAA و تست خونی که نشان دهنده سطوح 20 اسید آمینه و ارتباط آنها با یکدیگر است مورد بررسي قرارگيرند.

در يك گزارش ارائه شده هنگامی که در یک سپوزیوم 2000 نفری درماساچوست 300 نفر از بیماران MSUD شرکت نموده بودند در بین آنها 75 خانواده به همراه کودکان مبتلای خود جلب توجه میکردند. این خانواده ها از 24 ایالت و 5 کشور کانادا ، شیلی و پروتوریکا ، برزیل و ایرلند شرکت کرده بودند. در یکی از مقالات مورد بررسی توسط دکتر هولمز مورتون راجع به پیشرفت و تشخیص درمان بیماری تمرکز اصلی درمان روی سیستم عصبی مرکزی بیمار قرار داشت و او برای روشن شدن پیشرفت درمان مواردی از کودکان 9 روزه را که به دلیل مثبت بودن تست غربالگری به کلینیک ارجاع شده بودند مورد بررسی قرار داد. متأسفانه بدلیل تاخیر در نتیجه آزمایش  کودکان از وضعیت نوع کلاسیک بیماری رنج می برند. ولی به هر حال باشروع نوع درمان پس از گذشت حدود 36 ساعت سطوح اسیدهاي آمینه شاخه دار بطور عمده اي کاهش یافت و پس از 48 ساعت تقریباً در دامنه نرمال قرار گرفت. پس از گذشت 72 ساعت از درمان این کودکان فرمولایی را از طریق دهان دریافت کرده و سپس نتایج آزمایشات نرولوژیکال به سمت نرمال پیش رفت و این کودکان پس از 7 روز آماده بازشگت به خانه شدند. این مدیریت درمان متابولیکی درست در مقابل روش قدیمی دیالیز بکار برده شد. و در جهت کاستن از سطوح اسیدهای آمينه شاخه دار با هیدراته نمودن آنها و خروج از بدن همراه بود كه در نتیجه منجر به کاسته شدن از سطوح لوسین گشت.

دکتر مورتون شنوندگان خود را با داستانهای موفقیت آمیز در زمینه نتایج درمانهای متابولیکی از 37 کودک بيمارMSUDو تازه تولد یافته در کلینک استارزبورگ متحیر نمود. او موفق شد با یافتن والدین ژنهای معیوب طی 18 مورد پیش آگهی در 12 تا 24 ساعت پس از تولد با شروع به موقع درمانهای متابولیکی آنها رااز این خطر برهاند. هم اکنون متوسط ماندن بیماران وی در بیمارستان 4 روز در مقایسه با ماهها بستری شدن بيمار و گرفتاری خانواده های آنها در گذشته قابل مقايسه با درمانهاي قبلي می باشد.

در گزارش ديگري یک نمونه خانم 46 ساله بیمارکه انرژی مصرفی وی توسط گزارش فعالیتهای روزانه و کالری متری غیرمستقیم محاسبه شده است ، در طی درمان با Parentenl  nutrition نیتروژن مورد نیاز و سطح تحمل اسید آمینه هاي شاخه دار (BCAAS) در وي  تخمین زده شد.رژیم طراحی شده با محدودیت های لازم و برنامه نرم افزاري کمکی بیماررا در محاسبات رژیمی خود و تعيين محدوده مجازمصرف پروتئين بسیار ياري نمود.

همچنين دريك مطالعه دختر بچه 6 ساله با شکل سخت بیماری و علائم شدید نورولوژیکی شامل آتاکسی متناوب، اوهام و تشنج همراه با اسیدوز متابولیک و افزایش سطوح خونی (BACCS) مشاهده گشت، این علائم تنها در طول دوران عفونت مشاهده شدو ما بین این دوران دختربچه سالم و یافته های بیو شیمیایی وی نرمال بودند. پس از طی این وضعیت به کمک رژیم غذايي که پروتئین و بیکربنات سدیم معيني داشت عفونت بطور موفقیت آمیزی درمان شد.

آنالیزهای صورت گرفته در آنزيم1– c14 – لوسین دكربوكسيلاز در فیبروپلاست ها ، فعالیت نرمال آتریم را در دختربچه10%  و در والدین او 70 – 50% نشان داد.

درمان: با شروع درمان در هفته اول تولد می توان تا حد زیادی جلوی عواقب وخیم بیماری را گرفت. روش های دزمان شامل جایگزینی پروتئنی های رزیم غذایی توسط مخلوطی از اسید های آمینه فاقد لوسین ،ایزولوسین و والین می باشد.هنگامی که سطح پلاسمایی این اسید های آمینه به حد طبیعی باز می گردد. مقداری از این ترکیبات به شیر و سایر مواد غذایی اضافه می شود.به طوری که هیچ گاه از میزان نیاز متابولیک شیر خوار فراتر نرود .. دیالیز به تنهایی روش مرجعی جهت کاستن از سطوح بالای اسیدهای آمینه شاخه دار (BACCS) نمی باشد. یک درمان موثرتر، تجویز محلولهای حاوی اسیدهای آمینه که محتوی (BACSS) نباشد و از طریق تزریق درون ریه ی (IU) همراه با گلوکز وارد بدن شود،مورد نیاز ميباشد.

پس از تزریق محلول که بطور اختصاصی بدین منظور تجویز می شود، اجازه داده می شود که لوسین، والین و ایزولوسین جهت سنتز پروتئینی در بدن مصرف شوند، بنابراین بسرعت سطوح این سه اسید آمینه شاخه دار (BACCS) کاهش یابد. در بعضی مواقع انسولین یا عواملی مشابه آن جهت سرعت بخشیدن به مصرف (BACCS) بطور جداگانه تجویز می گردد.

تجویز ایزولوسین و والین اضافی جهت کمک به کمبودهای این دو اسید آمینه هنگامی که سطح سرمی آنها نسبت به لوسین بسرعت کاهش می یابد کمک کننده است، چرا که سطوح بسیار پایین ایزولوسین و والین می تواند سبب جوشهای شدید پوستی در کودکان شود. پیشگیری از سقوط سطح لوسین از حد قابل قبول با تجویز در اسید آمینه دیگر مرتفع می گردد.

درمان دراز مدت MSUD مشتمل بر کنترل دائمی دقیق و محدودیت شدید رژیمی در مصرف پروتئین به منظور پیشگیری از تجمع (BCAAS) در خون است. ترکیب عمده رژیم غذایی، فرمول خاص طراحی شده برای کودکان گرفتار MSUD است.

این فرمول شامل کلیه ویتامین ها، مواد معدنی، کالری ها و آمینو اسیدهای دیگر تامين كننده جهت رشد کامل می باشد. در عین حال محدودیت در مصرف این اسید آمینه لحاظ شده است.

اساساً کودکی که تحت درمان با فرمول تغذیه ای کمکی MSUD است تحت کنترل شدید بر حسب فرمول پروتئینی آن نیز می باشد از جمله فرمولاهای معرفی شده Enfamil یا Similac می باشد.

پس از مصرف اين فرمولاها کنترل شدید سطوح خونی و آزمایشات لازم جهت تعدیل احتمالی ترکیب فرمول ضروری است که جهت اطمینان از سطوح متعادل و متناسب هر سه اسید آمینه شاخه دار (BACCS) انجام می گردد .کودک گرفتار MSUD در هنگام رشد باستی همچنان به مصرف فرمول مخصوص اقدام نماید. و مقادیر توزین شده جیره غذایی بر حسب میزان لوسین روزانه تجویز می شود. بطور نمونه رژیم غذایی MSUD نمی تواند شامل غذاهای پرپروتئین از قبیل، گوشت، دانه ها، تخم مرغ و اغلب محصولات لبنی باشد.

بررسی غلظتهای اسید آمینه های پلاسما در کودکان با استفاده از (HPLC) کروماتوگرافی گازی نشان داد در طول یک دوره 3 ساله 14 نمونه بیمار در بیمارستان بستري شدند که بطور اخطار آمیزی شیوع این بیماری را در بریتانیا نسبت به بقیه کشورهای غربی نشان می دهد.

به نظر می رسد با استفاده از HPLC روش قابل اطمینانی جهت محاسبه مقادیر اسیدهای آمینه شاخه دار و اسیدهای آمینه دیگر در نمونه های خونی پلاسمای کودکان مبتلااعمال شده است. بعلاوه اخیراً همچنین یک روش آتریماتیک براساس فلوئورومتریک COBAS جهت اندازه گیری سریع و نیمه کمی (BACC) در بیماران در جهت افزایش پیش آگهی اولیه بکار گرفته می شود

اگر یکی از فرزندان مبتلا بهMSUD  است، شما میتوانید آزمایش DNA را در طول بارداری بعدی انجام دهید. این آزمایش به شما خواهد گفت که، کودک بعدی شما مبتلا به این بیماری هست یا خیر. نمونه مورد نیاز برای انجام این تست از آمینوسنتز و یا CVS  به دست می آید. روش دیگر تشخیص بیماری در طول بارداری، تستهای آنزیمی برروی سلولهای بدن جنین است.  نمونه مورد نیاز برای این تست از آمینوسنتز و یا   CVSبه دست می آید. والدین میتوانند تصمیم بگیرند که، تستهای آزمایشگاهی را در طول بارداری بر روی جنین انجام دهند و یا بعد از تولد کودک، تستها را روی نوزاد انجام دهند.  مشاوران درباره این که کدام روش بهتر است به والدین توضیح خواهند داد.

محقق : الهام دیانتی – مامایی 87

word دانلود فایل

ساختمان و فرم های مختلف ALS

آنزیم آلدولاز جزو طبقه لیازها می باشد و عمل آنزیم قابل برگشت است . دو نوع آلدولاز داریم : آلدولاز A که در ماهیچه موجود است و آلدولاز B  که فقط در کبد می باشد . در سرم طبیعی و نرمال ، آلدولاز A  حداکثر می باشد و در نوزادان مقدار جزئی از آلدولاز B  موجود می باشد .

مکانیسم عمل و نقش ALS

آنزیم آلدولاز فروکتوز  1 ، 6 بیس فسفات را به دو تریوز به نام های گلیسر آآلهید 3 – فسفات و دی هیدروکسی استون فسفات تبدیل می کند .

علل و اثرات افزایش ALS

در بیماران مبتلا به سرطان پستان و پروستات ، بیماری های عضلات استخوانی ، دیسترو فی پیش رونده عضلانی ، التهاب عضلانی ( درماتومیوزیس – تریشینوز ) و افراد مبتلا به آنمی مگالوبلاستیک میزان این آنزیم در سرم بالا رود .

علل و اثرات کاهش ALS

کاهش سن ، کاهش اکسیژن شریانی و کاهش فریتین سرم این آنزیم کاهش می یابد . ( پس در بیماران با فریتین بالا آهن کبد به حد اشباع می رسد که باعث رسوب آهن در کبد می شود . )

روش اندازه گیری

اندازه گیری آلدولاز به روشهای آنزیمی و کلریمتری است که اساس روش کلریمتری مبتنی  بر اندازه گیری تریوز فسفات حاصله به استال تبدیل و اندازه گیری می شود .

واکنش های زیر توسط آنزیم آلدولاز  TPI  انجام می شود .

گلیسر آلدهید فسفات +  دی هیدروکسی استون فسفات    فروکتوز دی فسفات

دی هیدروکسی استون فسفات    گلیسر آلدهید فسفات

شرایط قلیایی بودن جسم اخیر را به هیروکسی پیروویک آلدهید بدل می کند و هیدرازون تولید می شود که محیط رنگ قرمز مایل به بنفش می شود حداکثر جذب نوری آن در 560 نانومتر می باشد . در بیماری های عضلانی میزان آلدولاز طبق منحنی 10 برابر میزان طبیعی ( در سرم ) است .

ساختمان و فرم های مختلف CK

CK  با وزن مولکولی 50000 دالتون از 3 ایزو آنزیم اصلی که هر یک متشکل از 2 زنجیره پلی پیتیدی M و  B  می باشد ، تشکیل شده است و از ترکیب آنها 3 ایزومر متفاوت به فرمولهای BB  و  MB  و  MM  پدید آمده است . فعالیت  CK  تام سرم در حالت طبیعی عمدتا از نوع CK3  یا MM  بوده که بیشتر در عضلات متمرکز ست .

مکانیسم عمل و نقش CK

سریعترین راه برای تجدید ATP  در تارهای عضلانی از طریق واکنشی است که  CK  آن را کاتالیز می کند . در حالت استراحت ، کراتین با ATP  حاصل از متابولیسم مواد غذایی  CREATINE – P  را در عضله ایجاد  می کند .

ATP + CERATINE                                         ADP + CERATINE – P

کراتین در متابولیسم عضلات اهمیت دارد . و انرژی ذخیرهای را از طریق سنتز فسفو کراتین فراهم می کند که این سنتز در کلیه مخاط روده کوچک پانکراس و احتمالاٌ در کبد انجام می گیرد میزان کراتین اثر مهار کننده بر ترانس آمینیداز دارد و مقدارکراتین متناسب با توده عضلانی بدن است .

علل و اثرات افزایش CK

مقادیر بالای  CK  در نکروز حاد میو کارد ، آتروفی حاد عضلات مخطط ، دیستروفی عضلانی ، سوختگی و میو پاتی الکلی دیده می شود . همچنین در فعالیت های شدید بدنی ، ورزش  ، صرع و اعمال جراحی مقدار CK  بالامی رود . افزایش آن در هیپو پاراتیروئید یسم و  DILIRUM + TREMENS  بیانگر اختلالات عضلانی است .

علل و اثرات کاهش CK

افزایش کمتر ck  در بیماران مبتلا به آنفارکتوس مغز ، زایمان ، اواخر دوران بارداری ، تشنجات کودکان و شوک الکتریکی مشاهده شده است .

روش اندازه گیری

برای تعیین فعالیت آنزیم کراتین کیناز روشهای adp and gilrarye  ،  nutall  ،  oliver  و  hughes  مطرح شده است که روش hughes  متداولترین آنهاست در این روش رنگ حاصل از ترکیب کراتین آلفانتول و دی استیل کراتین کیناز را اندازه گیری می کنند ( طبق واکنشهای زیر )

ATP + CERATINE                                                                                     ADP + CERATINE – P

کمپلکس رنگی                                                       دی استیل + آلفانتول + کراتین

این واکنش با محلول پارا هیدروکسی بنزئات متوقف می شود در مقایسه با استاندارد در طول موج 540 – 500 نانومتر اندازه گیری کرد میزان طبیعی فعالیت آنزیم در سرم بر حسب siqwa u/ml از صفر تا 12 می باشد که در مرز بیماری border line 20-12 و در موقع بیماری بالاتر از 20 است.

منابع

بیوشیمی بالینی دیوید سن

بیوشیمی بالینی/ ترجمه محمد نوروزی – وحید خلج

بیوشیمی با تفسیر در پزشکی تآلیف محمود دوستی

بیوشیمی برای پرستار / دکتر مرتضی زمانی

بیوشیمی برای دانشجویان علوم آزمایشگاهی / دکتر حسن محمدیها

فیزیولوژی گایتون / دکتر فرخ شادان

اینترنت

آنزیم تلومراز در مراحل تقسیم سلول و حفاظت از کروموزومها نقش مهمی دارد برای اطلاعات بیشتر در سایت ویکی پدیا اینجا را کلیک کنید.

محقق : مریم عالی- علوم آزمایشگاهی

آمیلاز  که جزء  آنزیم های هیدولاز محسوب می شود. در پانکراس  برون ریز و غده های پاروتید  ساخته می شوند وعمل آنها هیدورلیز نشاسته  وتبدیل آن به مالتوز  است. دو نوع آمیلاز  وجود دارد.
الف)بتا آمیلاز  یا آمیلاز باکتری ها که زنجیره های پلی  ساکاریدی  مانند نشاسته  و گلیکوژن را  از قسمت انتهایی  احیا کننده ی  آن ها هیدورلیز می کند  و هربار  یک مولکول مالتوز  به وجود می آورد.
ب)  آلفا آمیلاز  که عمل هیدولیزر آن مرتب نبوده ودر  قسمت های مختلف  زنجیره  اثر می کند.
دو ایزو آنزیم  عمده آمیلاز  مربوط  به پانکراس (p)  وغدد بزاقی (s)  است. PH مطلوب برای این آنزیم  حدود 7 می باشد .یون های  کلر، برم، نیترات  آن را  فعال وسیترات  واگز الات  آن را مهار می کنند. در واقع  آنزیم آمیلاز  نشاسته  را  از محل  پیوندهای  4-1  هیدورلیز می کند. آن را به مالتوز تبدیل  می کند.
آلفا  آمیلاز  موجود در بزاق کمی از  نشاسته را  تبدیل می کند چون مدت توقف غذا  در دهان ناچیز است  ولی قسمت عمده فعالیت این آنزیم مربوط به آمیلاز  پانکراس است. آمیلاز  به  طورطبیعی  از سلول های  آسینار پانکراس به  مجرای  پانکراس  وسپس داوزدهه ترشح  می گردد و در روده به تجزیه  نشاسته  به قندهای  ساده تر  تشکیل دهنده ی  آن کمک  می کند.
آسیب سلول های آسینار پانکراس نیز التهاب یا انسداد در هر قسمتی  از مجاری  پانکراس  یا مجرای  صفرا  وی مشترک سبب برگشت  آمیلاز  به عقب، به داخل  بافت پانکراس می شود.سپس آمیلاز  از طریق  ورید چه ه ا وعروق لنفاوی جذب خون می گردد. و سبب افزایش سطح آمیلاز  در خون می شود. کلیه  به سرعت آمیلاز  را تصفیه می کند و در نتیجه سطح آمیلاز در ادار افزایش می یابد. سطح افزایش یافته ی آمیلاز در خون هیپر آمیلازی نامیده  می شود. برای مثال  در پانکراتیت حاد، مقدار  آمیلاز سرم در مدت 12-2  ساعت شروع  به افزایش می کند در مدت  72-12 ساعت  به اوج می رسد. و در عرض 4-3 روز به علت  تصفیه  آن توسط کلیه ها به وضعیت طبیعی می گردد. در واقع  سطح  آمیلاز  سرم 2-1 روز  بعد از بهبود مرحله ی حاد بیماری  به حد طبیعی  برمی گردد اما در سطح  آمیلاز  ادرار 7-5 روز پس آغاز بیماری بالا باقی می ماند این امر  به تشخیص پانکراست پس از بازگشت  سطح سرمی آن به حالت طبیعی کمک می کند. آزمون آمیلاز ادرار هر دو آزمون های حساسی هستند اما برای اختلالات پانکراس  اختصاصی  نیستند، سایر  بیماری های  غیر پانکراسی هم می توانند سطح  آمیلاز  را در  سرم وادرار  بالا ببرند. برای مثال در التهاب  حاد غدد پاروتید  مانند  اوریون  ونیز در انفارکتوس کلیه، بارداری خارج رحمی، انسداد روده، سکته های  مزانتر و اختلالات  وخیم روده ای  هم مقدار آمیلاز  افزایش می یابد پس باید  علاوه بر آن  آزمون ها به علایم  بیماری  هم توجه  ویژه داشت.
در افراد  مبتلا به موکو ویسیدوز که یک بیماری مادر زادی  پانکراس است سطوح  آمیلاز سرم کاهش می یابد.

محقق : ابوذر کرمی-علوم آزمایشگاهی

اين آنزيم بنام كراتين فسفوكيناز (CPK) نيز ناميده مي شود واكنش زير توسط اين آنزيم كاتاليز مي شود.

ADP + كراتين فسفات  + كراتين

اين آنزيم از راههاي مختلفي اندازه گيري مي شود. بطور مثال محصول واكنشي ADP را مي توان در واكنش آنزيمي پيروات كيناز كه در آن محصول واكنش «پيروات» آزاد مي گردد وارد نمود پيروات خود نيز قادرست به كمك آنزيم لاكتات دي هيدروژناز LDH به لاكتات تبديل گردد در اين واكنش كوآنزيم NADH به NAD⁺ تبديل مي گردد و از طريق تغيير جذب نوري در 340 نانومتر كه طول موج مناسب براي اندازه گيري NADH است فعاليت آنزيم كراتين كيناز اندازه گيري مي شود.

اين آنزيم به مقدار فراوان در قلب و عضلات و در مغز وجود دارد و به شكل ديمر مي باشد و از دو نوع پلي پپتيد بنامهاي B,M و يا مخلوطي از اين دو تشكيل شده است و بنابراين سه نوع ايزوآنزيم بوجود مي آيد كه بنامهاي MM, MB, BB ناميده مي شود، نوع BB اين آنزيم در مغز و همچنين در بافتهاي عصبي تيروئيد و كليه و امعاء وجود دارد. نوع MB آن در عضله قلب و ديافراگم موجود است و درعضلات مخطط يافت نمي شود نوع ايزوزيم MM در قلب و عضلات مخطط موجود است. در آزمايش الكتروفورز ايزوزيم BB بيشترين حركت را به سوي قطب آند دارد ايزوزيم BB بطور طبيعي در پلاسما موجود نيست.

فعاليت ايزوآنزيم MB در پلاسما دليل بر وقوع انفاركتوس ميوكارد است. در حاليكه ايزوزيم MM به مقدار زياد در تباهي سلولهاي عضلاني در پلاسما وارد مي شود. در اين مورد آنزيم آلدولاز كه بنام فروكتوز 1 و 6- دي فسفات آلدولاز ناميده مي شود نيز افزايش مي يابد.

آنزیمها ترکیباتی هستند که می‌توانند سرعت واکنش را تا حدود 10⁷ برابر افزایش دهند. آنزیم مانند یک کاتالیزگر غیر آلی میزان واکنش را با پایین آوردن انرژی فعال سازی لازم برای انجام واکنش تسریع می‌کند و برخلاف آن انرژی فعال سازی را با جایگزین کردن یک سد انرژی فعال سازی بزرگ با یک سد انرژی فعال سازی کوچک پایین می‌آورد. انجام سریع یک واکنش در موقعیت آزمایشگاهی به شرایط ویژه‌ای مانند دما و فشار بالا نیاز دارد. لذا باید در یاخته که شرایط محیطی در آن کاملا ثابت است و انجام چنین واکنشهایی بسیار کند است، مکانیسمی دقیق وجود داشته باشد. این عمل بوسیله آنزیمها صورت می‌گیرد.
کاتالیزورها در واکنشها بدون تغییر می‌مانند، ولی آنزیمها مانند سایر پروتئین‌ها تحت شرایط مختلف پایدار نمی‌مانند. این مواد در اثر حرارت بالا و اسیدها و قلیاها تغییر می‌کنند. کاتالیزورها تاثیری در تعادل واکنش برگشت پذیر ندارند، بلکه فقط سرعت واکنش را زیاد می‌کنند تا به تعادل برسند. آنزیم‌ها با کاهش انرژی فعال سازی (activation) سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می‌دهند.
آنزیمها مولکولهای پروتئینی هستند که دارای یک یا چند محل نفوذ سطحی (جایگاههای فعال) هستند که سوبسترا یعنی ماده‌ای که آنزیم بر آن اثر می‌کند، به این نواحی متصل می‌شود. تحت تاثیر آنزیمها ، سوبسترا تغییر می‌کند و به یک یا تعدادی محصول تبدیل می‌شود.

عمل متقابل آنزیم و سوبسترا :

اگر چه می‌توان آنزیم و سوبسترا را همانند قفل و کلید تصور کرد، اما این بدان معنی نیست که جایگاه فعال آنزیم ساختمانی سفت و غیر قابل انعطاف است. در بعضی از آنزیمها ، جایگاه فعال فقط بعد از اینکه ماده زمینه به آن متصل شد، دقیقا مکمل سوبسترا می‌شود. این پدیده تناسب القایی نام دارد.

عمل اختصاصی آنزیمها :

برخلاف کاتالیزورهای غیر آلی ، فعالیت آنزیم اختصاصی است، یعنی هر آنزیم می‌تواند بر سوبسترای مشخص اثر کند. در عین حال درجات مختلفی از تخصص وجود دارد. علت اختصاصی بودن آنزیمها را باید در ساختار فضایی آن جستجو کرد. بعضی از آنزیمها می‌توانند نه تنها بر روی یک سوبسترای معین اثر کنند، بلکه قادرند بر روی تمام موادی که دارای یک عامل شیمیایی هستند، موثر باشند. در این صورت کلیدی را که مثال زدیم می‌توان به شاه کلیدی تشبیه کرد که قادر است تمام قفل درهای یک راهرو را باز کند.

محقق : زهرا عباسی- علوم آزمایشگاهی

مکانیسم عمل آنزیم ها :

آنزیمها پروتئینهای هستند که توسط سلولهای موجودات زنده یرای انجام عمل ویژۀ کاتالیزواکنشهای شیمیایی، اختصاص یافته اند. آنزیمها سرعتی راکه درآن،واکنشهابه حالت تعادل نزدیک می شوند، افزایش می دهند. سرعت واکنش به این صورت تعریف شده است تغییرمقدارمواد اولیه  یا محصولات عمل (برحسب مول یاگرم ) درواحد زمان، آنزیم با عمل کردن بعنوان یک کاتالیز باعث افزایش سرعت واکنش می شود. کاتالیزورها بطوراعم و آنزیمها بطور اخصّ دارای دو ویژگی مهّم هستند که نباید فراموش شود. اوّلین ویژگی این است که آنزیم  با وجود وارد شدن درواکنش شیمیایی، تغییرنمی کند. ویژگی دوّم  اینکه: آنزیم، ثابت  تعادل واکنش را تغییر نمی دهد و فقط باعث افزایش سرعتی می شود که در آن واکنش به حالت  تعادل نزدیک می گردد. بنابراین، یک  کاتالیزور باعث  افزایش سرعت واکنش می شود ولی خواص ترمو دینامیکی  سیستمی را که با آن  در واکنش متقابل است، تعییرنمی دهد.

آنزیم ها کاتالیزورهایی کارا وبسیاراختصاصی هستند:

آنزیمهایی که تبدیل یک یاچندترکیب (سوبستراها) را به یک یا چندترکیب (محصول ها) کاتالیز می کنند باعث  افزایش حداقل 10 برابرسرعت نسبت  به واکنش بدون کاتالیز می شوند. مثل تمام کاتالیزورها، آنزیم ها نه مصرف می شوند ونه در اثر شرکت دریک  واکنش دچار تغییردائمی می شوند .آنزیم ها علاوه بر کارایی بالا، کاتالیزورهایی بسیار انتخابی هستند برخلاف کاتالیزورهای مورد استفاده درشیمی،آنزیم ها هم برای نوع  واکنش کاتالیز شده وهم  برای یک سوبسترای خاص یا یک مجموعۀ کوچک از سوبسترا هایی که ارتباط نزدیک دارند،اختصاصی هستند ومعمولافقط واکنش مربوط به ایزومرهای فضایی خاص مربوط به یک ترکیب معین را کاتالیز می کنند.

آنزیم ها براساس نوع واکنش به 6 دسته طبقه بندی می شوند:

۱- اکسیدوردوکتازها: اکسیداسیون واحیاءرا کاتالیز می کنند.

2- ترانسفرازها: انتقال گروه هایی مثل متیل،گلیکوزیل یا گروهای فسفریل را کاتالیزمی کنند.

3- هیدرولاز ها: شکست هیدرولیتیک پیوند هایC-CوC-OوC-Nوسایر پیوند ها را کاتالیز می کنند.

4- لیازها:شکست هیدرولیتیک پیوندهای C-CوC-OوC-N سایرپیوند ها را باحذف اتم وباقی گذاشتن پیوندهای دوگانه کاتالیزمی کند.

5- ایزومرازها: تغییرات هندسی یا ساختمان درون یک مولکول راکاتالیز می کنند.

6- لیگازها: اتصال دومولکول رابه همدیگرتوأم باهیدرولیزATP کاتالیزمی کند.

مکانیزم آنزیمها:

آنزیم ها نمی توانند موجب تغییرتعادل در یک واکنش بیوشیمیائی شوند زیرا موجب  افزایش سرعت رفت و برگشت به مقادیر یکسانی می شوند بنابراین آنزیم ها فقط باعث تسریع  در برقراری تعادل می شوند بعنوان مثال چنانچه درغیاب آنزیم چندین  ساعت وقت لازم است تایک واکنش به حالت تعادل برسد، درحضور آنزیم  مناسب، تعادل درطی یک ثانیه برقرار می شود زیرا آنزیم  بعلت  ساختمان فضائی خاص خودمی تواند با سوبسترا ترکیب شده و کمپلکس آنزیم- سوبسترا را بوجود آورد بنابراین غلظت سوبسترا در  مناطقی از سیستم افزایش  فوق العاده زیادی پیدا می کند، در نتیجه برخورد مولکولهای واکنش کننده با یکدیگر زیاد می شود علاوه براین آنزیم  به تنهائی و یا به کمک کوفاکتورقادراست درساختمان مولکولی سوبسترا تغییراتی ایجاد کرده و آن را به فرم فعال و انتقالی تبدیل نماید بطوری که قادر باشد ازسد انرژی عبورکرده وبه حالت انتقال برسد، بدون اینکه نیازی به حرارت زیاد و یامحیط های اسیدی قوی وجود داشته باشد بنابراین آنزیم ها با ایجاد کمپلکس هائی با سوبسترا، موجب کاهش انرژی آزاد اکیتواسیون و پایدارشدن وضعیت انتقال ودر نتیجه افزایش غلظت سوبسترا دروضعیت انتقالی وتسریع واکنش می شوند.

نظریه هایی که درمورد نحوی عمل آنزیم بیان شده است:

1-      نظریه قفل وکلید: این مدل توسط امیل فیشر پیشنهاد نشده است و براساس آن جایگاه کاتالیز آنزیم وسوبسترا دارای ساختمان مکمل یکدیگر می باشند طوریکه هرآنزیم فقط به سوبسترای خاص خود متصل می شود، مثل قفل وکلید یکی از نواقص این مدل، شکل بدون تغییر جایگاه کاتالیزآن است.

مدل قالب القاء شده برای جایگاه کاتالیز:

این مدل توسط کوشلند(kosh  land  )ارائه شده است. یکی ازخصوصیات بارز آن قابلیت انعطاف جایگاه کاتالیزمی باشد به این ترتیب که سوبستراسبب القاء یک تغییرشکل مولکولی درساختمان پروتئینی آنزیم می گردد و با این عمل، آنزیم اسیدهای آمینه وگروههای دیگررا درجهت مناسبی قرار می دهد تا اتصال و یا کاتالیز(یا هردو) به بهترین شکل انجام شود.

عوامل موثربر سرعت واکنش های آنزیمی:

۱-دما :درموجودات مختلف دمای که آنزیم در بیشترین فعالیت و بالاترین سرعت دارد(دمای بهینه) متفاوت است .

2-PH : PH باتغییر شرایط یونیزاسیون محلول یاتغییر غلظت یونی محلول، سرعت محلول را کاهش می دهد.

3-غلظت آنزیم : هرچه غلظت آنزیم بیشتر باشد، سرعت واکنشهای آنزیمی  بیشتر است.

4- غلظت سوبسترا:هرچه قدرغلظت سوبسترا افزایش یابد سرعت واکنشهای آنزیمی نیز افزایش می یابداما این مقدارمحدود است زیرا تعداد آنزیم ها محدود است.

۵-غلظت کوفاکتورهاوکوآنزیم ها : بعضی ازآنزیم ها برای انجام عمل خود نیاز به کوفاکتور یا کوآنزیم دارند.

6-غلظت یون ها ونمک ها:

مها رکننده ها:

بعضی از ترکیبات قادرند که با عوامل شیمیائی موجود درجایگاه فعال آنزیم یا با کوآنزیم و یا با یونهای فعال کننده آنزیم ترکیب شده وسدی درمقابل فعالیت کاتالیزوری آنزیم  ایجاد کنند مهارکننده هارابراساس نحوه اثر آنها به دو دسته تقسیم می کنند:

الف)مهارکننده های برگشت پذیرکه خود به دودسته می شوند: 1-مهارکننده های رقابتی 2-مهارکننده های غیررقابتی.

ب)مهارکننده های برگشت ناپذیر