Креатинфосфокиназа: фермент энергетического обмена¶
Креатинфосфокиназа (КФК, креатинкиназа, АТФ:креатин-N-фосфотрансфераза, КФ 2.7.3.2) — фермент класса трансфераз, катализирующий обратимую реакцию переноса фосфатной группы между креатинфосфатом и аденозиндифосфатом (АДФ) с образованием креатина и аденозинтрифосфата (АТФ). Играет ключевую роль в энергетическом обеспечении клеток с высоким и переменным потреблением энергии, прежде всего скелетных мышц, миокарда и нейронов. В клинической лабораторной диагностике определение активности КФК и её изоферментов служит важным маркером повреждения мышечной ткани.
¶История изучения
Фермент был описан в 1934 году советскими биохимиками М. А. Эпштейном и А. И. Яковлевым, а его роль в мышечном сокращении детально исследована в 1950-х годах. В 1960-х годах было установлено, что повышение активности КФК в сыворотке крови наблюдается при инфаркте миокарда и мышечных заболеваниях, что положило начало её широкому применению в диагностике. Позднее были выделены и охарактеризованы изоферменты, различающиеся по локализации и электрофоретической подвижности.
¶Катализируемая реакция
Креатинфосфокиназа катализирует следующую обратимую реакцию:
- Креатин + АТФ ⇄ креатинфосфат + АДФ.
В мышцах преобладает направление синтеза креатинфосфата, который выполняет функцию «энергетического буфера»: в момент интенсивной работы он быстро отдаёт фосфатную группу на АДФ, регенерируя АТФ. Такая система (креатинфосфатный челнок) обеспечивает кратковременные, но мощные энергетические затраты, например при спринтерском беге или подъёме тяжестей.
¶Изоферменты
Молекула КФК — димер, состоящий из двух субъединиц. Комбинации двух типов субъединиц (M — от англ. muscle, B — от brain) дают три изофермента:
| Изофермент | Локализация | Клиническое значение |
|---|---|---|
| КФК-ММ | Скелетные мышцы (до 98 %) | Маркер повреждения скелетных мышц |
| КФК-МВ | Миокард (до 20 %), скелетные мышцы | Маркер инфаркта миокарда |
| КФК-ВВ | Головной мозг, гладкие мышцы, лёгкие | Реже используется в диагностике |
Кроме того, в сыворотке крови может обнаруживаться макро-КФК — комплекс фермента с иммуноглобулинами, не имеющий патологического значения, но способный искажать результаты анализов.
¶Нормальные значения
Активность КФК в сыворотке крови зависит от пола, возраста, мышечной массы и физической активности. Ориентировочные референсные значения:
- мужчины — до 190–200 Ед/л;
- женщины — до 160–170 Ед/л;
- дети — выше, чем у взрослых, из-за активного роста мышц.
У спортсменов, особенно занимающихся силовыми и скоростно-силовыми видами, базальная активность фермента может превышать норму в несколько раз, что не всегда свидетельствует о патологии.
¶Причины повышения активности
Повышение уровня КФК наблюдается при разнообразных состояниях:
- Повреждение скелетных мышц: травмы, раздавливание, длительная иммобилизация, интенсивные физические нагрузки, внутримышечные инъекции.
- Заболевания мышц: прогрессирующие мышечные дистрофии (особенно Дюшенна), полимиозит, дерматомиозит, рабдомиолиз.
- Инфаркт миокарда: активность КФК-МВ возрастает через 3–6 часов, достигает пика через 12–24 часа и нормализуется к 3–4 суткам.
- Заболевания центральной нервной системы: инсульт, черепно-мозговые травмы, менингит.
- Эндокринные и метаболические нарушения: гипотиреоз, гипокалиемия, диабетический кетоацидоз.
- Приём лекарств: статины, фибраты, некоторые антибиотики и анестетики.
Наиболее выраженное повышение (в десятки и сотни раз) характерно для рабдомиолиза и мышечных дистрофий.
¶Диагностическое применение
Определение КФК используется в нескольких направлениях:
- Кардиология — диагностика инфаркта миокарда; в настоящее время уступает место более специфичным маркерам (тропонины), но сохраняет значение при невозможности их определения.
- Неврология и миология — выявление и мониторинг мышечных заболеваний, оценка эффективности лечения.
- Спортивная медицина — контроль переносимости нагрузок и восстановления.
- Токсикология — оценка тяжести отравлений и травм.
Для уточнения источника повышения определяют изоферментный спектр или активность КФК-МВ, а также сопоставляют данные с другими анализами.
¶Методы определения
Активность КФК определяют преимущественно фотометрическими методами, основанными на сопряжённых ферментативных реакциях (метод Оливера — Розалки, метод с N-ацетилцистеином). Современные анализаторы позволяют проводить измерения в автоматическом режиме с высокой воспроизводимостью. Для разделения изоферментов применяют электрофорез, хроматографию и иммунохимические методы.
¶Значение в биологии и медицине
Креатинфосфокиназа — один из наиболее изученных ферментов энергетического обмена. Её исследование способствовало пониманию механизмов мышечного сокращения, адаптации к физическим нагрузкам и патогенеза мышечных болезней. В практической медицине определение КФК остаётся рутинным и доступным исследованием, широко применяемым в России и других странах.
Источники: учебники по биохимии (Северин, Березов, Коровкин), руководства по клинической лабораторной диагностике (Кишкун, Камышников), материалы по ферментодиагностике инфаркта миокарда.