Что такое фосфатаза

Щелочная фосфатаза

Димер щелочной фосфатазы бактерий. Синим выделен N-конец, красным — C-конец. [1]
Обозначения
CAS 9001-78-9
Информация в Викиданных ?
Щелочная фосфатаза
Идентификаторы
Символ Alk_phosphatase
Pfam PF00245
InterPro IPR001952
SMART SM00098
PROSITE PDOC00113
SCOP 1alk
SUPERFAMILY 1alk
Доступные структуры белков
Pfam структуры
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum 3D-модель

Щелочна́я фосфата́за (англ. Alkaline phosphatase, ALP, ALKP ) — фермент гидролаза (КФ 3.1.3.1), отщепляющая фосфат (дефосфорилирующая) от многих типов молекул, например, нуклеотидов, белков и алкалоидов. Фермент проявляет наибольшую активность в щелочной среде [2] .

Содержание

Бактерии [ править | править код ]

У бактерий щелочная фосфатаза располагается в периплазматическом пространстве, снаружи от цитоплазматической мембраны. Щелочная фосфатаза бактерий относительно устойчива к инактивации, денатурации и деградации. Возможно, одной из функций фосфатазы является отщепление фосфатов от органических молекул, так как многие фосфорилированные соединения не могут проникать через плазматическую мембрану.

Свойства [ править | править код ]

Фермент, выделенный из бактерий Escherichia coli, имеет оптимум рН 8.0 [3] , в то время как фермент, выделенный из пульпы зуба быка, имеет оптимум рН около 8.5 [4] .

Применение [ править | править код ]

Щелочная фосфатаза применяется в молекулярно-биологических исследованиях для того, чтобы отщепить фосфатные группы на 5′-конце и предотвратить лигирование этих концов. Удаление концевых фосфатов также делает возможным введение концевой радиоактивной метки. Наиболее широко используют щелочную фосфатазу из креветок, которая также наиболее легко инактивируется после отщепления фосфата.

Щелочная фосфатаза также широко используется в иммуноферментном анализе.

Ингибиторы [ править | править код ]

Все изоферменты щелочной фосфатазы млекопитающих, за исключением плацетарных (PALP и SEAP), ингибируются гомоаргинином.

Нагревание в течение 2 часов при 65 °C инактивирует большинство изоферментов, кроме плацентарных изоформ (PALP и SEAP).

Человек [ править | править код ]

Физиология [ править | править код ]

У человека щелочная фосфатаза представлена во всех тканях, особенно высокая концентрация в печени, желчном протоке, почках, костях и плаценте.

В организме человека и других млекопитающих встречаются следующие изоферменты:

  • ALPI — кишечная
  • ALPL — неспецифичная в тканях печени, костей и почках
  • ALPP — плацентарная

Диагностика [ править | править код ]

Нормальный уровень щелочной фосфатазы от 20 до 140 МЕ/л [5] . Уровень щелочной фосфатазы повышается при закупорке желчного протока [6] . Концентрации у детей и беременных женщин значительно выше. Пониженный уровень щелочной фосфатазы встречается гораздо реже, чем повышенный. Сниженный уровень щелочной фосфатазы — основной показатель гипофосфатазии (редкого заболевания костной ткани), которое характеризуется нарушением формирования скелета, задержкой физического развития, переломами и т. д.

Оральные контрацептивы снижают уровень щелочной фосфатазы [7] .

9 минут Автор: Любовь Добрецова 1952

Биохимический анализ крови (БАК) или как его еще называют «биохимия» позволяет оценить качество функционирования внутренних органов, получить необходимую информацию о метаболизме и потребностях организма в микроэлементах. Особое внимание при изучении лабораторных данных уделяется фосфорно-кальциевому обмену, так как недостаток его составляющих может привести к серьезным заболеваниям как в детском, так и во взрослом возрасте.

Первое, на что специалист, занимающийся интерпретацией результатов анализа, обращает внимание, это щелочная фосфатаза (ЩФ) – фермент класса гидролаз (катализаторов расщепления химических связей в молекулах при участии воды). С помощью полученных значений ЩФ в биохимическом анализе крови лечащему врачу довольно просто обнаружить обширный спектр изменений и порекомендовать больному дальнейшее более конкретное обследование.

Роль ЩФ в процессах метаболизма

Щелочная фосфатаза – фермент класса гидролаз, являющийся самым распространенным из них. Без его участия не проходит большинство биохимических процессов в клеточных структурах. ЩФ в различной степени включена в состав всех тканей организма. Она не является гомогенным (однородным) веществом, а состоит из группы биологически активных компонентов схожей видовой принадлежности. Но для каждой из них характерна избирательность влияния на различные типы клеток.

Читайте также:  Лечение вируса папилломы у женщин

ЩФ имеет 11 изоформ (подвидов), однако по важности для адекватного функционирования организма лидирующими являются кишечная, неспецифичная (локализующаяся в костных, почечных и печеночных тканях) и плацентарная. Последний вид изофермента активно повышается при гестации, что обусловлено образованием и развитием плаценты. Основная задача ЩФ – это обеспечение фосфорно-кальциевого обмена, а именно участие в переносе фосфора в ткани, с поддержанием достаточного уровня кальция.

Второстепенная задача данного катализатора заключается в регулировке секреторной деятельности печени и создании условий для генерации костной ткани. Желчь, продуцируемая печеночными клетками (гепатоцитами), вмещает белки, нуклеотиды, алкалоиды и фосфолипиды – органические соединения, включающие в свою биохимическую формулу молекулы фосфатазы. Так как ткани вовремя не успели их утилизировать, они попадают в желчь.

ЩФ расщепляет эти соединения, извлекая из их молекул фосфатазу, принося одновременно двойную пользу – и использует их, и обезвреживает. Следующим по распространенности в организме принято считать подвид костная ЩФ, отвечающая за формирование костей и хрящевых тканей. Изоферменты данного типа преимущественно содержатся в клетках-остеобластах, и фосфатаза служит для их образующей функции незаменимым катализатором, структурирующим молекулы кальция.

Показатели нормы

Норма щелочной фосфатазы в крови имеет отличия – по возрастным категориям и половому признаку, и составляет довольно обширный диапазон. Ее границы могут колебаться от 30 до 500 МЕ/л. К примеру, в крови у женщин, находящихся в процессе вынашивания ребенка и у детей подросткового возраста, отмечается увеличение значений. При этом такое явление не считается отклонением, и связано оно с пертурбациями в организме – пубертатным созреванием, формированием костных структур или развитием плаценты.

Конкретные значения периодически трансформируются, но их диапазон остается приблизительно с таким же интервалом. Поэтому при определении нормы ЩФ в анализе крови медперсонал, занимающийся интерпретацией материалов исследования, пользуется усредненными показателями.

Причины изменения активности щелочной фосфатазы

Анализ крови на щелочную фосфатазу применяется как во взрослом, так и в детском возрасте. При этом у детей активность этого катализатора выше приблизительно в 1,5 раза. Это обусловлено интенсивным ростом и развитием ребенка, начиная с первых дней жизни. Поэтому показатель ЩФ может достигать таких высоких цифр как 800–1000 МЕ/л, что также будет считаться нормальным, при условии, что расшифровка остальных параметров крови не вызывает подозрений на присутствие патологии.

Такое возрастание активности фермента обусловлено присутствием сразу двух подвидов – костного и печеночного, которые участвуют в формировании гепатоцитов и остеобластов – печеночных и костных клеток. У взрослых, когда костная система завершает свой рост, в основном повышается щелочная фосфатаза в крови за счет изоэнзима (фермента) печени. Изменение активности ЩФ в сыворотке крови происходит при нарушении фосфорно-кальциевого обмена, что служит своеобразным маркером при определении распространенной для пожилых людей болезни костей – остеопороза.

Проведение скрининговой биохимии позволяет обнаружить это и другие заболевания костных структур на начальных стадиях. Активность ЩФ заметно повышается у беременных к 3 триместру и к родам, а также у недоношенных младенцев, так как ребенку необходимо интенсивно догонять сверстников, получивших достаточное развитие в утробе матери. Такое превышение нормальных параметров считается физиологическим и соответствующим описанным состояниям.

И наоборот, снижение активности щелочной фосфатазы у женщин в положении говорит о недостаточном развитии плаценты, что является сигналом акушеру-гинекологу для назначения необходимой терапии. При развитии неопластических процессов в органах женской репродуктивной системы (опухоли шейки матки) плацентарная фракция становится высокая, что в БАК отобразится как повышенная щелочная фосфатаза.

Читайте также:  Какие уколы от хондроза без побочных эффектов

Когда необходимо исследование?

Диагностику изменения уровня в крови фосфатазы – ее снижения либо увеличения проводят по определенным показаниям. К ним можно отнести не только плановый осмотр, позволяющий выявить нарушения функционирования того или иного органа. Концентрацию фосфатазы проверяют при подготовке к хирургическим операциям, а также для оценки функциональной способности печени, проводимую с использованием печеночных проб.

Кроме этого, уровень данного фермента определяют для выявления патологических состояний, сопровождающихся:

  • беспричинной усталостью;
  • понижением или потерей аппетита;
  • тошнотой и рвотой неясной этиологии;
  • болевых ощущений в правом подреберье и т. д.

Изменения ЩФ в результатах крови способны показать различные обширные поражения костной ткани либо отдельных участков костей. Повышение данного фермента практически всегда значит, что идет развитие патологий в костной или желчевыводящей системе либо печени. Чтобы разграничить и уточнить полученные материалы назначаются дополнительные исследования. Если параллельно с увеличением ЩФ наблюдается повышение концентрации фосфора и кальция, то это стопроцентно показывает наличие повреждений костной ткани, например, переломов.

Повышение уровня

Основные причины увеличения концентрации ЩФ у крови можно заключить в 4 группы, имеющие относительно схожее происхождение. К ним относятся заболевания печени, костных структур, факторы иного происхождения и состояния непатологического характера.

Болезни печени и ЖКТ

В группу входят нарушения или изменения функционирования гепатобилиарной системы и других органов ЖКТ, вызванные различными факторами, такие как:

  • механическая желтуха, к которой привела непроходимость желчевыводящих путей, послеоперационные спайки или камни, закупорившие просвет протоков;
  • опухолевые процессы желудка, поджелудочной железы либо печени с формированием метастатических очагов;
  • гепатит всех видов и цирроз печени;
  • обструктивный панкреатит, холестаз;
  • инфекционный мононуклеоз;
  • жировое перерождение печени.

Заболевания, сопровождающиеся поражением костной ткани

В перечень входят:

  • остеомаляция – размягчение костей, вызванное дефицитом кальция;
  • рак кости, метастазы в костной ткани, миеломная болезнь;
  • акромегалия – патология передней доли гипофиза, проявляющаяся увеличенным продуцированием гормона роста – соматотропина;
  • заболевание Педжета – нарушение структуры костей при их патологическом росте;
  • переломы, рахит – аномальное развитие костей у детей вследствие дефицита витамина Д.

После перелома костей отмечается значительное увеличение изофермента в крови. Это обусловлено активным срастанием костных обломков и заживлением ран. За подобные процессы отвечает метаболизм, поэтому многие показатели его составляющих будут увеличены. Такие изменения приравниваются к норме. Сверхвысокие значения ЩФ с большой долей вероятности свидетельствует о развитии онкологических процессов костной системы.

Причины иного происхождения

Заметный скачок показателей ЩФ может быть обусловлен инфарктом миокарда, гиперфункцией надпочечников, заболеванием кишечника, таким как язвенный колит, и его возможным опасным последствием – перфорацией (прободением). Также отмечается повышение этого изофермента при гиперпаратиреозе – гормональном нарушении, при котором из костных структур происходит вымывание кальция.

Состояния, не являющиеся патологическими

В данную группу входят состояния, обусловленные рядом не болезнетворных факторов. К ним относят подростковый возраст, беременность и молодость организма (здоровые женщины до 20 лет и мужчины до 30). Также подобные состояния возникают при приеме гормональных контрацептивов, антибактериальных препаратов и других лекарственных средств из перечня, содержащего более 250 наименований.

В обязательном порядке необходимо отметить, что увеличение щелочной фосфатазы не является абсолютным признаком дисфункции того или иного органа. В отдельных случаях он может быть превышен даже у полностью здоровых людей, к примеру, после обильного приема пищи или чрезмерных физических нагрузок. В подобных случаях выявления высоких показателей ЩФ для подтверждения либо установления наличия заболевания потребуется провести дополнительную диагностику, и изучить полученные материалы в комплексе.

Низкий уровень

На низкую щелочную фосфатазу в анализе биохимии крови необходимо обращать не меньшее внимание, чем при повышении ее значений, так как ее снижение может служить признаком таких же опасных заболеваний. Существует достаточно причин, приводящих к состояниям организма, при которых уровень щелочной фосфатазы понижен. Как один из вариантов – это может быть несбалансированное либо недостаточное питание, что приводит замедлению метаболизма.

Читайте также:  Как кусают осы

У клеток и органов нет возможности поддерживать нормальное состояние и функционировать в привычном режиме. В результате в тканях происходят необратимые изменения, связанные с изменением их функциональной структуры. Такие патологии трудно поддаются лечению и требуют длительного терапевтического воздействия.

Если же пациент не предъявляет жалоб на недостаточно качественный рацион, то низкая фосфатаза свидетельствует о присутствии серьезных патологий, таких как:

  • анемия тяжелой степени;
  • переизбыток витамина Д;
  • сниженное содержание белков;
  • дисфункция щитовидной железы;
  • авитаминоз – дефицит магния, цинка, витаминов В и С;
  • гипофосфатозия (недостаток фосфора) – врожденное заболевание, приводящее к размягчению костной ткани;
  • при вынашивании ребенка снижение ЩФ – проявление плацентарной недостаточности.

Кроме этих факторов, низкий уровень данного фермента может наблюдаться при приеме лекарственных препаратов, содержащих станины или сульфаниламиды, а также после частых либо объемных переливаний крови. Поэтому донорам, сдающим на постоянной основе кровь, периодически назначается курс витаминов и БАД – биологически активных добавок.

При наступлении менопаузы практически у всех женщин наблюдается физиологическое замедление всех процессов. Метаболизм также не является исключением из правил, поэтому идет снижение уровня всех ферментов, в том числе и щелочной фосфатазы. Такие изменения не считаются патологическими, а рассматриваются как норма.

1. Малая медицинская энциклопедия. — М.: Медицинская энциклопедия. 1991—96 гг. 2. Первая медицинская помощь. — М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. — М.: Советская энциклопедия. — 1982—1984 гг .

Смотреть что такое "Фосфатазы" в других словарях:

ФОСФАТАЗЫ — ферменты, катализирующие гидролиз эфиров фосфорной кислоты и поддерживающие таким образом уровень фосфатов в организме. Определение фосфатазы в крови используют для диагностики заболеваний, сопровождающихся повышением активности фосфатаз … Большой Энциклопедический словарь

ФОСФАТАЗЫ — ферменты класса гидролаз, катализирующие реакции гидролиза сложных эфиров фосфорной к ты. Ф., расщепляющие диэфиры фосфорной к ты (напр., нуклеазы), относят к дифосфатазам в отличие от монофосфатаз, гидролизующих моноэфиры. Ф. широко… … Биологический энциклопедический словарь

фосфатазы — ферменты, катализирующие гидролиз эфиров фосфорной кислоты и поддерживающие таким образом уровень фосфатов в организме. Определение фосфатазов в крови используют для диагностики заболеваний, сопровождающихся повышением активности фосфатазов. * *… … Энциклопедический словарь

фосфатазы — ферменты, катализирующие гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты и таким образом участвующие в обмене фосфатов в организме; в зависимости от оптимальной реакции среды различают кислые и щелочные Ф … Большой медицинский словарь

Фосфатазы — ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты в организме животных, растений и в микроорганизмах. Функция Ф. – поддержание уровня фосфата, необходимого для различных биохимических процессов, и,… … Большая советская энциклопедия

ФОСФАТАЗЫ — ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролиз моноэфиров фосфорной к ты. Большое число Ф. представлены неспецифич. ферментами, способными расщеплять разнообразные соед. (моноэфиры фосфорной и тиофосфорной к т, фосфамиды и полифосфаты). Нек… … Химическая энциклопедия

ФОСФАТАЗЫ — ферменты, катализирующие гидролиз эфиров фосфорной кислоты и поддерживающие т. о. уровень фосфатов в организме. Определение Ф. в крови используют для диагностики заболеваний, сопровождающихся повышением активности Ф … Естествознание. Энциклопедический словарь

ФОСФАТАЗЫ — фосфатазы, фосфогидролазы, ферменты класса гидролаз, катализирующие гидролитическое расщепление эфиров фосфорной кислоты. Их подразделяют на фосфомоноэстеразы (кислые и щелочные) и фосфодиэстеразы. Наиболее активны щелочные Ф. костной ткани,… … Ветеринарный энциклопедический словарь

ФОСФАТАЗЫ — гидролитические ферменты, катализирующие отщепление фосфорной кислоты от органических соединений в животных и растительных тканях и тем самым обеспечивающие ее дальнейшее использование в самых разнообразных биохимических процессах … Словарь ботанических терминов

Фосфатазы — – ферменты, катализирующие гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты, участвуют в обмене фосфатов; различают кислые и щелочные … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных