第四节　酶在医学上的应用

一、酶与疾病的关系

（一）很多疾病与酶的质和量的异常有关

酶的催化作用是机体物质代谢、生长和生命活动的重要环节。酶的质和量的异常影响酶的活性，直接或间接导致疾病的发生。很多遗传性疾病是由酶的先天性异常引起的。现在已经发现140多种遗传性代谢缺陷病与酶的缺陷有关。例如，由于酪氨酸酶先天缺乏导致黑色素合成障碍所引起的白化病；苯丙酮酸尿症是由于苯丙氨酸羟化酶缺乏引起苯丙氨酸和苯丙酮酸大量堆积而发病。许多疾病能够引起酶的异常，而酶的异常又常常加重病情。例如急性胰腺炎时胰蛋白酶原在胰腺内被异常激活，导致胰腺组织被严重破坏。许多炎症都可以导致蛋白水解酶从浸润的巨噬细胞或白细胞中释放，对组织产生破坏和损伤。激素代谢障碍或维生素缺乏也会引起某些酶的异常。如维生素K缺乏时，凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的前体不能在肝内羧化为成熟的凝血因子而导致患者凝血时间延长。中毒性疾病会使酶的活性受抑制。如前述的有机磷农药或重金属中毒等都是因为体内的酶活性受到抑制。

（二）酶在疾病诊断中的作用

许多组织器官的疾病常表现为血液中一些酶活性的异常，体液中酶活性的改变可作为某些疾病的诊断指标。正常情况下，在组织细胞中发挥催化作用的酶在血清中含量甚微，只有在组织器官受损造成细胞破坏或细胞膜通透性改变时，胞内某些酶会大量释放入血；细胞内酶的合成或诱导增强，或酶的清除障碍或分泌受阻也可引起血清酶活性升高。例如急性胰腺炎时，血清淀粉酶升高；肝硬化时，血清碱性磷酸酶清除的受体减少，造成血清中该酶活性增加；细胞转换率增加或细胞增殖加快，其标志酶的释放量也增加。许多遗传性疾病是由于某些酶的先天性缺乏所致，故在胎儿出生前可检测母亲子宫羊水或绒毛膜中的酶或其基因表达的是否缺失，减少出生缺陷。

（三）酶在疾病治疗中的作用

某些酶可作为药物用于疾病的治疗，如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等帮助消化；用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、链激酶、尿激酶、纤溶酶、溶菌酶、木瓜蛋白酶等进行外科清创、消炎、浆膜粘连的防治等；天冬酰胺酶用于治疗白血病；尿激酶、链激酶、纤溶酶还可以用于抗凝、防治血栓等。

还有某些药物是通过抑制生物体内某些酶的活性来治疗病症。如磺胺类药物、氯霉素等抗生素的作用机制就是通过抑制细菌重要代谢途径中某些酶的活性来达到抑菌目的；抗肿瘤药物的作用也多是阻断其相应酶的活性，以达到抑制肿瘤生长的目的。例如，甲氨蝶呤可抑制肿瘤细胞的二氢叶酸还原酶，使核酸代谢受阻而抑制肿瘤细胞的生长繁殖；氟尿嘧啶、巯嘌呤等抗代谢药物，都是核苷酸代谢途径中相关酶的竞争性抑制剂。

二、酶在其他领域中的作用

有些酶可作为临床检验中的辅助酶或指示剂。有些酶促反应的底物或产物含量极低，不易直接测定，耦联一种或两种酶，使初始反应产物定量地转变为另一种容易定量测定的产物，从而对一些酶的活性、底物浓度等进行定量分析。如临床上应用葡萄糖氧化酶法测定血糖。这种方法也广泛应用于科学研究。

有些酶还作为工具用于科研与生产。例如在基因工程操作中，将酶作为工具，在分子水平上对某些生物大分子进行定向的分割与连接。常用的工具酶包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等。

思考题

一、名词解释

1．酶

2．酶的活性中心

3．同工酶

4．不可逆性抑制作用

二、填空题

1．酶的化学本质是______。

2．酶促反应的特点包括______、______、______和______。

3．结合酶由______和______组成。

4．酶活性的调节方式主要有______和______。

5．有机磷农药中毒是由于______。

6．铅、汞等重金属离子对疏基酶的抑制作用属于______抑制。

三、简答题

1．何谓酶原、酶原的激活？酶原及酶原的激活有何生理意义？

2．影响酶促反应速度的因素有哪些？它们如何影响酶促反应的速度？

3．何谓竞争性抑制作用？举例说明竞争性抑制在临床上的应用。

（孔丽君）