Медичної біохімії належить істотна роль у процесі пізнання патогенетичних механізмів. Ще два століття тому М.В. Ломоносов писав, що «медик без задоволеного знання хімії зовсім бути не може».
Основне завдання медичної біохімії полягає в з'ясуванні компенсаторних механізмів порушених етапів метаболічних процесів в клітині і способів управління цією компенсацією. Успішно розвивається новий напрямок ензимології - медична ензимологія за трьома головними напрямами: ензімопатологіі, ензимодіагностики і ензимотерапії.
Порушення функціонування ферментів в клітці - ензимопатії:
Первинні ензімопатії: дефектні ферменти успадковуються, в основному, по аутосомнорецессівному типу. Гетерозиготи, найчастіше, не мають фенотипічних відхилень. Первинні ензімопатії зазвичай відносять до метаболічних хвороб, так як відбувається порушення певних метаболічних шляхів. При цьому розвиток захворювання може протікати по одному з нижче перерахованих "сценаріїв". Умовну схему метаболічного шляху:
1. Порушення освіти кінцевих продуктів
· Клінічні прояви. Альбінізм: порушений синтез в меланоцитах пігментів - меланінів. Меланін знаходиться в шкірі, волоссі, райдужці, пігментному епітелії сітківки ока і впливає на їх забарвлення. При альбінізмі спостерігають слабку пігментацію шкіри, світле волосся, червонуватий колір райдужки ока через просвічують капілярів. Прояв альбинизма пов'язано з недостатністю ферменту тирозингідроксилази (тирозинази) - одного з ферментів, що каталізує метаболічний шлях освіти меланінів.
2. Накопичення субстратів-попередників. При недостатності ферменту Е3 будуть накопичуватися речовина С, а також у багатьох випадках і попередні з'єднання. Збільшення субстратів-попередників дефектного ферменту - провідне ланка розвитку багатьох захворювань:
Клінічні прояви. Алкаптонурия: порушено окислення гомогентизиновой кислоти в тканинах (гомогентізіновая кислота - проміжний метаболіт катаболізму тирозину). У таких хворих спостерігають недостатність ферменту окислення гомогентизиновой кислоти - діоксигенази гомогентизиновой кислоти, що призводить до розвитку захворювання. В результаті збільшуються концентрація гомогентизиновой кислоти і виведення її з сечею. У присутності кисню гомогентізіновая кислота перетворюється в з'єднання чорного кольору - алкаптон. тому сеча на повітрі забарвлюється в чорний колір. Алкаптон також утворюється і в біологічних рідинах, осідаючи в тканинах, шкірі, сухожиллях, суглобах. При значних відкладеннях алкаптона в суглобах порушується їх рухливість.
3. Порушення освіти кінцевих продуктів і накопичення субстратів попередників. Відзначають захворювання, коли одночасно недолік продукту і накопичення вихідного субстрату викликають клінічні прояви.
· Клінічні прояви. Хворобою Гірке (глікогеноз I типу): зниження концентрації глюкози в крові (гіпоглікемія) в перервах між прийомами їжі. Це пов'язано з порушенням розпаду глікогену в печінці і виходом з неї глюкози внаслідок дефекту ферменту глюкозо-6-фосфатфосфатази. Одночасно у таких людей збільшуються розміри печінки (гепатомегалія) внаслідок накопичення в ній не використовується глікогену.
Також, фенілкетонурія (фенилпировиноградная олігофренія) пов'язана з дефектом фенілаланін-4-монооксигенази (фенілаланінгідролазе), яка гідроксилюється фенілаланін в тирозин (перший етап метаболічного шляху). В результаті накопичуються аномальні метаболіти фенілаланіну, які надають сильний токсичний ефект на розвиток нервової тканини, що призводить до розумової відсталості. Нормальний розумовий розвиток такої дитини залежить від ранньої діагностики та своєчасного призначення спеціальної дієти.
Захворювання подагра пов'язано з дефектом ферментів метаболізму пуринових підстав і накопиченням сечової кислоти; галактоземія. недостатність лактази і сахарази. різні ліпідози.
За класифікацією О.О. Покровського до ферментопатій відносяться:
1) спадкові ензимопатії;
2) токсичні ензімопатії;
3) аліментарні ензімопатії, викликані порушеннями нейрогуморальних регуляцій; і
4) група різних патологічних процесів, що супроводжуються порушенням і / або зміною ферментативних реакцій.
Вторинні (набуті) ензимопатії виникають як наслідок захворювань органів, вірусних інфекцій і т.п. що призводить до порушення синтезу ферменту або умов його роботи: гипераммониемия при захворюваннях печінки, при яких погіршується синтез сечовини і в крові накопичується аміак; недостатність ферментів шлунково-кишкового тракту при захворюваннях шлунка, підшлункової залози або жовчного міхура; недостатоквітамінов і їх коферментних форм також є причиною придбаних ферментопатий.