Креатинфосфокиназа

Креатинфосфокиназа (КФК, креатинкиназа, АТФ:креатин‑фосфотрансфераза, КФ 2.7.3.2.), магнийзависимый фермент, содержится исключительно в цитоплазме и митохондриях миокарда, скелетной мускулатуры и ткани мозга, где катализирует реакцию:

Креатин + АТФ  АДФ + Креатинфосфат

Равновесие реакции при щелочных значениях pH сдвинуто в сторону образования АТФ. Образуемый в отдыхе между усилиями или после нагрузки креатинфосфат представляет собой запас энергии для ресинтеза АТФ во время мышечного сокращения.

Высокая активность фермента обнаружена в мышечной и нервной ткани, в которых значительная часть энергии переносится между клеточными компартментами в виде креатинфосфата. Среди различных типов мышечной ткани активность КФК распределяется следующим образом: поперечно‑полосатые мышцы > сердечные мышцы > мышцы беременной матки > мышцы матки > гладкие мышцы.

Фермент является гетерогенным белком, состоящим из 2‑х типов субъединиц — В (англ. brain) и М (англ. muscle). В связи с этим выделяют три изофермента: ММ (содержится в скелетной мускулатуре и миокарде), ВВ (преимущественно в мозге и гладких мышцах) и МВ (в сердечной мышце). Изоферменты различаются по физико‑химическим и иммунологическим свойствам.

1. Определение активности фермента можно проводить как по прямой, так и по обратной реакции, определяя содержание креатина или креатинфосфата:

• в обратной реакции образовавшийся креатин определяют колориметрически с использованием диацетила и α‑нафтола.
• в прямой реакции содержание креатинфосфата определяют после его кислотного гидролиза по уровню образующегося неорганического фосфата.

Спектрофотометрический способ определения с использованием непрямого оптического теста Варбурга, осуществляется по прямой и обратной реакции:

Прямая реакция:

Креатин + АТФ    Креатинфосфат + АДФ

АДФ + Пируватфосфат   АТФ + Пируват

Пируват + НАДН  Лактат + НАД

Обратная реакция:

Креатинфосфат + АДФ  Креатин + АТФ

АТФ + глюкоза  АДФ + глюкозо‑6‑фосфат

Глюкозо‑6‑фосфат + НАДФ  6‑Фосфоглюконат + НАДФН

Изоферменты креатинфосфокиназы определяют при помощи электрофореза (на агаре, в полиакриламидном геле) и колоночной хроматографии.

Унифицированными методами являются колориметрический метод с использованием креатина в качестве субстрата (определение уровня образующегося креатинфосфата по содержанию неорганического фосфора) и оптический тест с использованием креатинфосфата в качестве субстрата (длина волны 334, 340, 365 нм).

Определение активности креатинфосфокиназы
по образованию неорганического фосфора

Принцип

Креатинфосфат является нестойким веществом и спонтанно гидролизуется в кислой среде до креатинина и остатка фосфорной кислоты. Неорганический фосфат определяют колориметрически как желтый комплекс фосфорнованадиево‑молибденовой кислоты.

Нормальные величины

Влияющие факторы

in vitro: завышает результаты исследования наличие фосфора в посуде, гемолиз (из‑за наличия в эритроцитах аденилаткиназы). Разведение сыворотки может дать неадекватные результаты.

in vivo: повторные мышечные инъекции, тяжелые мышечные нагрузки, хирургические операции, этанол, длительная анестезия ведут к увеличению активности фермента в сыворотке.

Клинико‑диагностическое значение

Наиболее широкое применение исследование активности КФК нашло при диагностике инфаркта миокарда: активность фермента возрастает уже через 2‑3 часа после поражения миокарда и через 14‑30 часов достигает максимума, нормализация показателей наступает обычно на вторые-третьи сутки после приступа, длительное удерживание гиперэнзимемии наблюдается у больных с выраженным нарушением коронарного кровообращения. Кроме инфаркта, увеличение активности фермента в сыворотке стимулируют миокардиты, сердечная недостаточнсть, сердечные аритмии, при этом отмечается 20‑30‑кратное превышение нормальных показателей. Увеличение идет в основном за счет MB‑фракции КФК.

Значительно более высокая активность КФК обнаруживается при заболеваниях мышечной системы, прежде всего миогенного происхождения (полиомиелит, мышечная дистрофия, дерматомиозит). При прогрессирующей мышечной дистрофии (миопатии) увеличение активности КФК отмечается уже в первые стадии болезни. В конечной стадии, вследствие замещения мышечной ткани на соединительную и жировую, активность фермента приходит в норму.

Подъем активности может наблюдаться при травматическом повреждении ткани мозга, инфаркте мозга, менингите, гипотиреозе, отравлениях снотворными, кровоизлияниях в мозг.

Снижение активности не имеет практического значение, отражая либо малую мышечную массу, либо сидячий образ жизни.