Ứng dụng của enzim trong y học
GVHD : Ths Nguyễn Thị Thu Sang Trang - 1 MỤC LỤC Mục lục trang 1 Chương I: Ứng dụng enzyme trong y học trang 2 I-Ứng dụng enzyme trong y học trang 2 1/Enzyme cố định trang 3 2/Enzyme từ nguồn thực vật trang 4 a/ Bromelin trang 4 b/ Papain và Chymopapain trang 6 3/Enzyme từ nguồn động vật trang 7 a/ Pepsin trang 7 b/ Trypsin và Chymotrypsin trang 7 Bảng 1 : Một số enzyme sử dụng trong chữa bệnh trang 8 II-Ứng dụng enzyme trong chẩn đoán bệnh trang 9 III-Một số chế phẩm enzyme trên thị trường hiện nay trang 12 Chương II: Ứng dụng Protein trong trị liệu trang 13 I-Các Protein từ máu và sản phẩm trung gian trang 13 II-Vaccin và kháng thể trang 14 Chương III: Cytokin trang 27 I- Sự phát hiện Cytokin trang 27 II-Đặc tính chung của cytokin trang 28 III-Một số Cytokin tiêu biểu trang 29 1/Interleukin trang 30 2/Interferon trang 32 IV-Các loại Peginterferon(chế phẩm của interferon) trang 33 V-Dược động học của PEP interferon α -2A trang 35 VI-Dược động học của PEP interferon β -2B trang 35 VII-Dược động học của PEG interferon α -2A trang 36 IX-Dược động học khi phối hợp với Ribavirin trang 37 X-Dược lực học và động học virus trang 38 Chương IV: Hormone trang 42 I- Cơ chế chi tiết của quá trình tác dụng của hormone trang 43 II- Một số hormone tiêu biểu trang 46 1/ Glucagon trang 46 2/ Insulin trang 46 Tài liệu tham khảo trang 48 GVHD : Ths Nguyễn Thị Thu Sang Trang - 2 CHƯƠNG I - ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG Y HỌC I- ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CHỮA BỆNH : Enzym cũng như một số chất dùng trong chữa bệnh cho người và gia súc có những đặc tính không phù hợp chung như sau : o Khối lượng phân tử lớn , khó qua màng tế bào o Dễ dàng bị phân hủy trong môi trường tiêu hóa o Dễ bị mất họat tính sinh học do họat động ức chế của các chất hiện diện trong hệ dịch và trong mô o Có thể biểu hiện như một kháng nguyên Tuy nhiên , enzym có những đặc điểm riêng , được sử dụng như một lọai thuốc chữa bệnh có hiệu quả . Hiện nay , enzym được sử dụng chủ yếu chữa các bệnh sau : Enzym như chất cho thêm vào cơ thể để chữa bệnh kém tiêu hóa đối với một số người . Enzym được sử dụng như chất làm sạch vết thương và làm lành vết thương . Enzym được sử dụng trong các phản ứng miễn dịch . 1/ Enzyme cố định : Ngày nay người ta đã tìm ra hơn 120 bệnh về rối loạn chuyển hóa ở người , đa số các bệnh này là do thiếu một loại enzyme đặc biệt nào đó . Ví dụ : bệnh phenylcetone niệu (phenylketonuria) do một khuyết tật bẩm sinh về chuyển hóa protein , tạo ra quá mức amino acid phenylamine trong máu , làm tổn hại hệ thần kinh và đưa đến chậm phát triển trí tuệ nghiêm trọng . Những người bị Ví dụ : bệnh phenylcetone niệu (phenylketonuria) do một khuyết tật bẩm sinh về chuyển hóa protein , tạo ra quá mức amino acid phenylamine trong máu , làm tổn hại hệ thần kinh và đưa đến chậm phát triển trí tuệ nghiêm trọng . Những người bị mắc bệnh này thường thiếu enzyme chuyển đổi phenylalanine mắc bệnh này thường thiếu enzyme chuyển đổi phenylalanine . Ngoài ra có một cách có thể sử dụng để chữa trị đó là thay thế enzyme chuyển hóa đã mất đi . Tuy nhiên một enzyme có chức năng tương tự không có nguồn gốc từ cơ thể người không thể đưa một cách trực tiếp vào cơ thể bởi vì nó sẽ gây ra một đáp ứng miễn nhiễm có hại cho cơ thể . Để giải quyết vấn đề này người ta cô lập enzyme trong các vi hạt , sợi hay gel . Khi đó , enzyme có thể không gây ra đáp ứng miễn nhiễm có hại nào trong khi cơ chất của nó có kích thước nhỏ có thể đi xuyên qua gel , các lỗ trên sợi hay màng của các vi hạt . Những enzyme có lớp màng bao bọc này không bị các kháng thể tấn công do có lớp màng không nhạy cảm với kháng thể , khi đó protein được tạo thành in vivo trên bề mặt lớp màng có vai trò làm giảm ảnh hưởng của cơ chất là phenylalanine. Cũng theo nguyên tắc này người ta có ý tưởng làm thận nhân tạo .Trong thiết bị nhân tạo này , urease và hạt resin hấp thụ hay than chì được kết thành nang với nhau .Khi đó urea sẽ bị urease phân hủy tạo thành ammonia , ammonia sẽ được hấp thụ trong các vi nang : khuếch tán urease hấp thụ lên serin UREA UREA HCO - 3 + NH 4 Vào vi nang hay than chì GVHD : Ths Nguyễn Thị Thu Sang Trang - 3 Trong số các thử nghiệm lâm sàng quy mô nhỏ về enzyme cố định , người ta đã tiến hành thử nghiệm trên quá trình chuyển đổi steroid . Cortisol là một loại thuốc hữu dụng dung trong điều trị bệnh viêm khớp , cortisol có thể được sản xuất từ một loại tiền chất rất rẻ tiền là 11-deoxycortisol nhờ cột enzyme cố định 11-β- hydroxylase . Cũng theo cách này mà cortisol có thể chuyển thành một loại thuốc chữa bệnh cao cấp hơn đó là prednisolone khi sử dụng thiết bị phản ứng có chứa enzyme ∆ 1 dehydrogenase cố định .Tuy nhiên hầu hết các quá trình biến đổi steroid thương mại hiện nay đều được thực hiện nhờ công nghệ vi sinh vật . Trong một tương lai gần enzym sẽ được sử dụng rộng rãi trong nghành y tế để làm đầu dò cho các thiết bị phân tích y tế và để chữa bệnh. Hiện nay một số enzym như: glucooxydase, hexokinase, cholesteroloxydase, esterase, urease, alcoholdehydrogenase đã được sử dụng khá rộng rãi trong ngành y tế.Điển hình nhất là việc sử dụng glucooxydase cố định trền bề mặt điện cực platinum trang thiết bị phân tích hàm lượng glucose trong máu. Bản chất hoạt động của điện cực như sau: Enzym glucooxydase được gắn trên màng của điện cực, khi điện cực tiếp xúc với dịch mẫu chứa glucos, thì nó sẽ xúc tác phản ứng: glucose + O 2 → →→ → gluconoic acid + H 2 O 2 Do đó nếu trong mẫu càng nhiều glucose, thì càng nhiều oxy tự do tham gia phản ứng với nó và ngược lại càng ít oxy tự do được ghi nhận trên điện cực platinum. Qua đó người ta sẽ xác định được hàm lượng glucose của mẫu phân tích ( thí dụ như trong máu chẳng hạn). Trong y học ezyme còn được sử dụng để chữa trị một số bệnh liên quan đến sự thiếu hụt của một số enzym trong cơ thể người, hoặc dùng enzyme để loại bỏ một số cục thịt , mỡ dư thừa gây nguy hiểm cho một số bộ phận cho cơ thể người. Thí dụ người ta dùng enzyme streptokinase và urokinase để làm tan máu đông làm nghẽn mạch máu . GVHD : Ths Nguyễn Thị Thu Sang Trang - 4 Ngòai ra còn có một số ứng dụng : -Vi tiểu cầu chứa catalaza đã có thể thay thế một cách hiệu quả các catalaza còn thiếu ở trong cơ. - Đưa vi tiểu cầu có gắn enzyme L-asparaginaza vào cơ thể , có khả năng ức chế sự phát triển của một số u ác tính bởi sự phát triển của các u này phụ thuộc vào sự có mặt của L-asparagin. 2/ Enzyme từ nguồn thực vật: a/ Bromelin: +Cơ chế tác dụng; Bromelin là enzyme thủy phân protein , nó phân cắt protein trong cơ thể sinh vật ,mang nhiều cơng dụng trong y học. a/ Vai trò hổ trợ tiêu hóa Một trong những lợi ích của nó được chú ý đến đó là một chất gíup cho tiêu hóa vì nó hoạt động ở acid trong dạ dày và cả trong mơi trường kiềm ở ruột non .Bromelin có thể thay thế được cho cả những enzyme tiêu hóa khác như pepsin và trypsin. Trái ngược với một số enzym khác, bromelin được hấp thu từng phần và đi vào máu, tạo nên tác động tiêu hóa protein. Khi dùng thuốc viêm bromelin cải thiện việc tiêu hóa thì nên dùng giữa bữa ăn. b) Giảm đau và phù nề sau phẩu thuật hoặc sau chấn thương Theo một nghiên cứu được công bố vào năm 1995 tại Đức trên 59 người thử nghiệm bò đau do giập cơ, người ta thấy có giảm đáng kể hiện tượng sưng phòng và đau. Dùng bromelin điều trò ở xoang mũi và quanh hố mũi. Từ 1960, với thí nghiệm lâm sàng đối chiếu với giả dược trên 146 võ só quyền anh bò giập mũi và tụ máu đã đi đến kết luận rằng: 78% được được trò bằng bromelin qua đường tiêm tónh mạch hoàn toàn khỏi trong vòng bốn ngày đối lại 14% được dùng giả dược. Nhiều nghiên cứu khác trên các sưng viêm sau phẫu thuật giảm nếu bệnh nhân được cho sử dụng 40mg bromelin, 4 lần/ngày, dùng hai ngày trước khi phẫu thuật và năm ngày sau đó. Bromelin ngăn chặn việc phóng thích prostaglandin là nguyên nhân gây sưng viêm. Vì vậy nên giải thích được cơ chế tác động chống viêm của thơm. Vì thế bromelin còn được dùng để chống bệnh vêm khớp. Tuy nhiên cũng có hai nghiên cứu trên 254 người không cho được kết quả mong đợi trên việc sưng phù sau phẫu thuật. Tóm lại : Bromelin có tác dụng kháng viêm, rất có hiệu quả trong chữa trị bệnh viêm thấp khớp do đó các chun gia y tế đề nghị sử dụng bromelin như chất làm giảm đau , kháng viêm và kháng sưng .Hiệu quả của bromelin là làm giảm lượng prostaglandin trong cơ thể gây ra đau viêm và ngăn cản sự thấm các chất dinh dưỡng qua mơ bằng cách ngăn cản những tiền chất gây viêm . Bromelin có ảnh hưởng tích cực trên các prostaglandin hữu dụng . GVHD : Ths Nguyễn Thị Thu Sang Trang - 5 c) Làm mau lành vết thương Việc đắp lại tại chỗ bromelin làm gia tăng tiêu hủy các mô hoại tử. d) Giảm đau nhức cơ Một nghiên cứu công bố vào năn 2002, với 30 đối tượng thử nghiệm đã thực các động tác thể lực gây đau cơ tay, so sánh giữa việc dùng bromelin 900mg/ngày với dùng 1600mg ibuprofen (thuốc trò đau nhức) cho kết quả tương đương. e) Chống rối loạn tim mạch Các quan sát lâm sàng cho phép kết luận rằng việc dùng bromelin với liều 400mg-1000mg giúp làm giảm đau thắt ngực sau khi ngưng dùng các thuốc trò đau thắt ngực. Việc kết hợp promelin với potassium và magnesium làm giảm tai biến nhồi máu cơ tim. Bromelin làm sạch máu giúp giải thích tác động chống kết tập tiểu cầu.một nghiên cứu khác trên 73 người tình nguyện bò viêm tónh mạch cấp tính thì thấy việc sử dụng bromelin với thuốc kháng viêm giảm đau giúp làm giảm các triệu chứng của bệnh này trên hệ tónh mạch. f) Các nghiên cứu khác: Ngoài ra bromelin còn được dùng để điều trò sung huyết đường hô hấp, cải thiện việc tiêu hóa và hấp thu một số thuốc. Bromelin dùng cho các bệnh nhân bò rối loạn tiêu hóa do cắt bỏ tụy tạng hoặc thiếu enzym tuyến tụy. Từ đó người ta nghó đến việc dúng bromelin để gia tăng hấp thu hoạt chất thuốc như glucosamin, kháng sinh, thuốc an thần làm tăng thời gian tác dụng của thuốc. Ngoài ra bromelin còn tác động lên hệ miễn dòch, nên có thể giúp gia tăng khả năng phòng chống một số bệnh do hệ tự miễn yếu kém của con người vì lão hóa cũng như chống lại sự thành lập các khối u. Các chế phẩm có bromelin được dùng ngoài giúp mau lành vết thương dưới dạng kem bôi da. Vì thế việc ăn tráng miệng bằng thơm sau các bữa ăn nặng sẽ giúp mau “nhẹ bụng”. GVHD : Ths Nguyễn Thị Thu Sang Trang - 6 +Phương pháp sản xuất : Enzyme bromelin có thể được thu nhận trong thân , trong phần thịt quả và trong chồi quả dứa (thơm) . Việc thu nhận và tinh sạch bromelin có thể thực hiện theo sơ đồ sau : Bã quả/thân/chồi dứa xay nhuyễn dịch lọc ly tâm lọc dịch ly tâm kết tủa tinh sạch sấy khơ Chế phẩm bromelin thơ b/ Papain và Chymopapain : + Cơ chế tác dụng : Trong nhựa quả đu đủ có chứa Papain và Chymopapain .Papain gần giống với Chymopapain nhưng có họat tính mạnh hơn gấp nhiều lần . Papain giúp kìm hãm một số vi trùng gây bệnh như gram và tiêu diệt nhiều vi trùng khác như: staphilooccus, thương hàn. Có khả năng giảm độc đối với toxin và toxanpunin. Nhựa papain thô dùng để điều trò rối loạn tiêu hóa do thiếu men, giúp tiêu hóa tốt chất đạm trong thức ăn , làm thuốc tẩy nhiều loại giun. Có tác dụng ngừa thai và gây sẩy thai do hoạt tính của nó đối với progesteron của thai phụ. Chiết xuất papain được dùng trong phẫu thuật cột sống như là một loại “dao phẫu thuật tự nhiên” để mở đóa đệm cột sống. Được dùng để điều trò lở loét , làm tiêu giải trong bệnh bạch hầu, chống kết dính sau phẫu thuật. Khi tinh chế dầu gan cá thường bổ sung papain để tăng hàm lượng vitamin A và D. + Phương thức sản xuất : Lọc Nhựa cây /quả bảo quản lạnh ngâm nước cất dịch lọ c ly tâm ,hòa tan lạnh Aceton 2:1 glycerin nghiền sấy hoặc phơi kết tủa Sảm phẩm enzyme tinh khiết Bột papin GVHD : Ths Nguyễn Thị Thu Sang Trang - 7 3/ Enzyme từ nguồn động vật : a/ Pepsin : + Cơ chế tác dụng : Pepsin là một enzyme phân hủy Protein ,phân bố trên các phần khác nhau của dạ dày . Họat động trong dịch vị của động vật có vú , chim , bò sát và cá. Ở heo enzyme tập trung ở những tế bào của phần đáy bao tử .Được ứng dụng để chữa bệnh kém tiiêu hóa . Pepsin phân hủy cơ chất , làm giảm độ acid trong dạ dày .Nhờ họat động phân hủy protein , khối lượng thức ăn giảm và khả năng tiêu hóa protein tăng lên . + Phương thức sản xuất : Khuấy đều Màng nhầy tách màng nhầy xay nhuyễn tự phân dạ dày HCl 0,5 % 1:2 Sấy khô Ly tâm Kết tủa Lọc + Sản phẩm : chế phẩm enzyme tồn tại ở dạng bột vô định hình , trắng hay vàng nhạt , hay mảnh nhỏ , trong hay hơi đặc , mùi đặc biệt giống mùi nước thịt , vị hơi chua . b/ Trypsin va Chymotrypsin : Trypsin và Chymotripsin là những protease kiềm tiết từ tuyến tụy của đông vật máu nóng . Các enzyme này khi mới được tiết ra đều ở dạng tiền enzyme (proenzyme) bất hoạt ( trypsinogen và chymotrypsinogen ), sau đó chúng được hoạt hóa và trở thành dạng hoạt động là trypsin và chymochypsin ở trong tá tràng . Các enzyme này thuộc nhóm enzyme phân cắt các liên kết amide , liên kết peptide . Ngoài ra chúng cũng có thể cắt cả liên kết carbon –carbon. Tuy nhiên vai trò chính của enzyme này trong cơ thể là thủy phân liên kết peptide trong suốt quá trình tiêu hóa protein ở ruột non. Trypsin cũng được ứng dụng để chữa bệnh kém tiêu hóa . Chế phẩm enzyme thô . b/ Trypsin va Chymotrypsin : Trypsin và Chymotripsin là những protease kiềm tiết từ tuyến t y của đông vật máu nóng . Các enzyme n y khi. enzyme (proenzyme) bất hoạt ( trypsinogen và chymotrypsinogen ), sau đó chúng được hoạt hóa và trở thành dạng hoạt động là trypsin và chymochypsin ở trong