Ферменты кишечного сока трипсин

Схема активации трипсина и других проферментов поджелудочной железы (Калинин А.В.)

Схема активации трипсина и других проферментов поджелудочной железы (Калинин А.В.)

ТРИПСИН — один из основных ферментов пищеварения. Секретируется поджелудочной железой в виде неактивного предшественника — трипсиногена, относится к пептид-гидролазам (КФ 3.4.21.4), гидролизует белки и пептиды. Появление активного Трипсина в ткани поджелудочной железы (см.) является одним из главных патогенетических факторов развития острого и хронического панкреатита (см.). Определение активности Трипсина и нек-рых других ферментов в дуоденальном содержимом используется для оценки функционального состояния поджелудочной железы и служит для дифференциальной диагностики панкреатита. Применение препарата трипсина в медицине в качестве лекарственного средства основано на способности Т. избирательно разрушать некротизированные ткани, разжижать мокроту и другие вязкие секреты, экссудат, сгустки крови, а также на его противовоспалительном и противоотечном действии и на способности этого фермента снижать резистентность гноеродной микрофлоры к антибиотикам. В связи с этим трипсин ускоряет процесс регенерации гнойных ран. При патологическом сокращении внешнесекреторной функции поджелудочной железы трипсин в составе панкреатина (см.) используют для заместительной терапии. Ключевое положение Т. в системе пищеварительных ферментов объясняется тем, что он не только участвует в расщеплении пищевых белков, но и активирует все проферменты, образуемые в поджелудочной железе, т. е. трипсиноген, химотрипсиногены А и В (см. Химотрипсин), прокарбоксипептидазы А и В (см. Карбоксипептидазы), проэластазу (см. Эластазы), профосфолипазу (см. Липазы). При попадании в кровяное русло и при недостаточности соответствующих ингибиторов Т. может активировать фактор Хагемана, плазминоген, пре-калликреин и запускать т. о. каскад реакций свертывающей системы крови (см. Свертывающая система крови), фибринолитпческой (см. Фибринолиз) и кининовой (см. Кинины) систем.

Трипсин был открыт в 1857 г. Ж. Корвизаром, а в 1867 г. Кюне (W. Kuhne) было предложено название «трипсин». В 1931 г. Нортропом (J. Н. Northrop) и др. фермент был получен в кристаллическом виде.

Трипсин обнаружен у позвоночных животных; фермент, аналогичный Т., найден у нек-рых беспозвоночных, микроорганизмов и высших растений. В поджелудочной железе человека и ряда млекопитающих обнаружены так наз. анионные Т., но свойствам похожие на Т., но изо-электрическая точка (см.) этих ферментов находится при более низких значениях pH. Наряду с пептидными связями Т. расщепляет также сложноэфирные и амидные связи, катализирует реакцию транспептидирования. Фермент характеризуется узкой субстратной специфичностью и избирательно гидролизует связи, образованные карбоксильными (COOH-) группами основных аминокислот аргинина (см.) и лизина (см.). Оптимальные значения pH для действия Т. 7,8—8,0.

Мол. вес (масса) Т. крупного рогатого скота равен 23 800; изоэлектрическая точка находится при pH 10,5. Молекула Т состоит из одной полипептидной цепи, построенной из 223 аминокислотных остатков и содержащей 6 дисульфидных связей. Третичная структура Т. также установлена. Т. относится к подклассу сериновых протеиназ, в активный центр фермента входят остатки серина (см.), гистидина (см.) и аспарагиновой кислоты (см.) в положении 183, 46 и 89 соответственно. Высокая специфичность Т. определяется присутствием в субстратсвязывающем участке активного центра остатка аспарагиновой к-ты в положении 177.

Активность Т. угнетается диизопропилфторфосфатом, фенилметилсульфонилфторидом, хлорметилкетоном N-тозил-L-лизина, лейпептином, нек-рыми металлами, 4-аминобензамидином и др., а также большим числом природных белковых ингибиторов, называемых иногда антитрипсинами, к-рые присутствуют в тканях животных, растений, микроорганизмов и предохраняют их от разрушения Т. Основными ингибиторами Т. в плазме крови являются альфа-1-протеиназный ингибитор (альфа-1-антитрипенн), альфа-2-макроглобулин и интер-альфа-ингибитор Т. В поджелудочной железе содержатся два ингибитора Т., один из к-рых секретируется в двенадцатиперстную кишку вместе с трипсиногеном и предохраняет его от преждевременной активации. Аналогичные секреторные ингибиторы Т. с мол. весом ок. 6000 обнаружены в секретах нек-рых желез. Препараты таких ингибиторов Т., выделенные из поджелудочной железы или легких,— контрикал, трасилол (см.) — используют в медицинской практике в качестве лечебных средств. С дефицитом или дефектом нек-рых ингибиторов Т. (напр., альфа-1-протеиназного ингибитора) связано развитие ряда патол. состояний.

Т. синтезируется бета-клетками поджелудочной железы в виде неактивного профермента трипсиногена (устаревшее и редко встречающееся название — претрипсин), к-рый в кишечнике превращается в Т. под влиянием фермента энтерокиназы (см.), а также самого Т. В процессе активации от N-концевого участка трипсиногена отщепляется гексапептид. При этом образуется так наз. бета-трипсин, к-рый в результате гидролиза еще одной пептидной связи превращается в альфа-трипсин, состоящий из двух пептидных цепей. В нейтральной и слабощелочной среде Т. легко подвергается аутолизу (самоперевариванию), что приводит к загрязнению препарата неактивными продуктами. Ионы Ca2+ способствуют активации трипсиногена и стабилизируют Т., предохраняя его от аутолиза. В щелочной среде Т. необратимо денатурируется, в кислой среде он стабилен. Т. термоустойчив: активность фермента сохраняется после кипячения в 0,01 М соляной к-те.

Т., получаемый из поджелудочной железы, очищают при помощи хроматографии (см.).

Для определения активности Т. предложены многочисленные методы. Широкое распространение получили метод Кунитца, основанный на расщеплении Т. казеина (см. Казеины) с последующим определением в безбелковом фильтрате содержания тирозина (cм.), и метод Эрлангера, в основе к-рого лежит применение синтетического субстрата n-нитроанилида N-бензотлm-D,L-аргинина (БАПН). Часто для определения активности Т. используют контролируемый спектрофотометрически гидролиз эфиров N-замещенного L-аргннина. Активность Т., определенная этим методом в дуоденальном содержимом человека, полученном тонким зондом, натощак, без применения специальных раздражителей, в норме составляет 100—150 миллиединиц (за единицу активности фермента принимают такую его активность, при к-рой происходит расщепление 1 мкмоль субстрата за 1 мин.). При остром и хроническом панкреатите в результате задержки выделения секрета происходит внутриорганная активация панкреатических ферментов и, в первую очередь, трипсина, к-рый активирует затем другие проферменты; это, в конечном счете, приводит к аутолизу паренхимы железы.

Трипсин как препарат

В качестве препарата в мед. практике используется гл. обр. Т. кристаллический, получаемый из поджелудочной железы крупного рогатого скота. Кроме того, Т. вместе с химотрипсином (см.) входит в состав препаратов панкреатина и химопсина (см.).

Трипсин кристаллический (Trypsinum crystallisatum) представляет собой порошок, белый или с легким желтоватым оттенком, без запаха. Легко растворим в воде и изотоническом растворе натрия хлорида; pH 0,2% водного раствора 3,0— 5,5. В нейтральных а щелочных растворах препарат быстро разрушается.

В хирургии Т. кристаллический используют для лечения гнойных и длительно незаживающих ран (см. Раны, ранения), остеомиелита (см.), трофических язв (см.), пролежней (см.) и ожогов (см.). В этих целях препарат применяют местно и внутримышечно. Местно препарат используют в виде 1—2,5% р-ров в изотоническом р-ре натрия хлорида для смачивания марлевых тампонов, вводимых в рану. При наличии жидкого гнойного отделяемого препарат можно вводить в рану в виде порошка (от 0,03 до 0,2 г). Внутримышечно препарат вводят взрослым по 0,005—0,01 г 1—2 раза в день, детям по 0,0025 г 1 раз в день. Непосредственно перед введением препарат растворяют в 1—2 мл стерильного изотонического р-ра натрия хлорида или 0,5—2% р-ра новокаина. Р-ры препарата необходимо вводить глубоко в верхний наружный квадрант ягодицы. Применение Т. при лечении гнойных ран позволяет в случае необходимости широко проводить пластические операции. При лечении хрон. остеомиелитов после вскрытия параоссальной флегмоны Т. применяют местно, а также используют его р-ры для промывания костных полостей и свищей.

Лечение трофических язв и длительно не заживающих ран с применением Т. проводят по той же методике, что и лечение гнойных ран. После очищения поверхности язв и ран от гнойно-некротических масс местное лечение Т. прекращают, а парентеральное введение препарата продолжают в течение нескольких (до 10) дней.

При гнойных заболеваниях легких р-ры Т. вводят ингаляционно (0,005—0,01 г препарата в 2—3 мл изотонического р-ра натрия хлорида) и внутримышечно, а при необходимости — путем эндотрахеального вливания (0,025—0,05 г препарата в 2—5 мл изотонического р-ра натрия хлорида). Т. как отхаркивающее средство (см.) прямого типа действия назначают обычно в ингаляциях и иногда внутримышечно при бронхитах, пневмониях и других заболеваниях легких, протекающих с образованием вязкой, трудно отделяющейся мокроты. При плевритах и эмпиеме плевры интраплеврально 1 раз в сутки вводят по 0,01—0,02 г препарата, растворенного в 20— 50 мл изотонического р-ра натрия хлорида.

Иногда Т. используют в комплексной терапии тромбофлебитов (см.) совместно с антикоагулянтами (см.), с этой целью его назначают внутримышечно в указанных выше дозах.

При пародонтозе (см.) и пародонтите в дополнение к внутримышечным инъекциям препарат вводят поднадкостнично (в область поражения).

В офтальмологии Т. кристаллический назначают внутримышечно и местно (в виде глазных капель и ванночек) при иритах, иридоциклитах (см.), кровоизлиянии в переднюю камеру глаза, посттравматическом и послеоперационном отеке окологлазных тканей. Для ванночек используют 0,2% р-ры препарата, а в качестве глазных капель — 0,25—1% р-ры, к-рые назначают по 3—4 раза в день в течение 2—3 дней.

Для внутримышечного введения применяют только Т. кристаллический. Для местного применения кроме него может использоваться также Т. аморфный.

Побочное действие Т. проявляется неодинаково в зависимости от путей введения. Так, после внутримышечного введения он может вызывать местную болезненность и гиперемию. После ингаляций Т. возможно появление признаков раздражения верхних дыхательных путей (охриплость голоса и др.). При парентеральном применении Т. может вызывать аллергические реакции, тахикардию и лихорадку. При возникновении аллергических реакций используют антигистаминные вещества (см.).

Препарат противопоказан при сердечной недостаточности, декомпенсированных формах туберкулеза легких, эмфиземе легких с дыхательной недостаточностью, циррозе печени, вирусном гепатите, панкреатите, заболеваниях почек и геморрагических диатезах. Препарат нельзя вводить в вену и наносить на изъязвленные поверхности злокачественных опухолей.

Форма выпуска: ампулы или флаконы, содержащие по 0,005 и 0,01 г трипсина кристаллического. Хранят в сухом, защищенном от света месте при температуре не выше 10°.

Библиогр.: Антонов В. К. Химия протеолиза, М., 1983; Богуш Л. К. и Шварцман Л. Я. Применение протеолитических ферментов при туберкулезе легких, М., 1970; Веремеенко К. Н. Ферменты протеолиза и их ингибиторы в медицинской практике, Киев, 1971; Гейтман И. Я., Кардаш Б. Е. и Кивман Г. Я. Изменение факторов гемокоагуляции под воздействием экзогенных протеиназ, Пробл. гематол. и перелив, крови, т. 27, № 10, с. 38, 1982; Клиническая фармакология, под ред. В. В. Закусова, с. 421, М., 1978; Машковский М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, с. 20, М., 1977; Мосолов В. В. Протеолитические ферменты, М., 1971; Нортроп Д., Кунитц М. и Херриотт Р. Кристаллические ферменты, пер. с англ., М., 1950; Стручков В. И. и др. Протеолитические ферменты в гнойной хирургии, M, 1970; Ферменты в оториноларингологии, под ред. К. Н. Веремеенко, Киев, 1980; Townes P. L. Trypsinogen deficiency disease, J. Pediat., v. 66, p. 275, 1965; Townes P. L., Bryson M. F. a. Miller G. Further observations on trypsinogen deficiency disease, ibid., v. 71, p. 220, 1967.

Л. А. Локшина; В. К. Муратов (фарм.).