Ensyymit: Laboratoriosta klinikalle – Ymmärtäminen ja soveltaminen

Ensyymit ovat biologisesti aktiivisia proteiineja, jotka katalysoivat kemiallisia reaktioita elävissä organismeissa. Ne ovat välttämättömiä lähes kaikille solujen toiminnoille ja elintoiminnoille, ja niiden rooli elämälle on kiistaton. Ensyymien tutkimus on kehittynyt merkittävästi viimeisten vuosikymmenten aikana, ja nykyään niiden soveltaminen on levinnyt laajasti niin lääketieteellisessä diagnostiikassa kuin hoidossakin. Esimerkiksi entsyymien avulla voidaan diagnosoida monia sairauksia, kuten sepsis ja monimutkaiset infektiot, tai ennustaa niiden kehitystä potilaan hoitoon liittyvissä päätöksissä.

Lääketieteessä entsyymien rooli on laaja. Esimerkiksi entsyymien, kuten amoksisilliini-klavulaanihapon, käyttö infektiotaudit kuten akuutit välikorvatulehdukset ja muita bakteeri-infektioita vastaan, on hyvin tunnettu hoitomenetelmä. Tällöin antibioottien ja niiden synergististen vaikutusten ymmärtäminen, erityisesti antibioottiresistenssin vuoksi, on keskeinen osa hoidon onnistumista. Ensyymien roolia infektioiden hoitamisessa ei voi aliarvioida, sillä niiden avulla voidaan muokata antibioottien vaikutusta ja tehostaa hoitotuloksia.

Erityisesti lastenlääketieteessä entsyymien roolia on tutkittu laajasti. Esimerkiksi sepsiksen ja muiden vakavien infektiotilojen hoito vaatii erityistä huomiota ja osaamista. Ensyymien merkitys infektion etenemisen ennustamisessa, sekä niiden rooli osana antibioottien aktiivisuutta, on tärkeä tekijä, jonka ymmärtäminen voi parantaa hoidon tuloksia. Ymmärtämällä bakteerien ja virusten erittämäntyyppiset entsyymit, voidaan paremmin arvioida, milloin ja miten antibiootteja tulisi antaa ja mitkä vaihtoehdot voisivat olla tehokkaimpia.

Antimikrobisten lääkkeiden kehityksessä ja entsyymien tutkimuksessa on myös uusia suuntauksia. Bakteerien tuottamat entsyymit, kuten beta-laktamaasi, voivat hajottaa antibiootteja ja heikentää niiden tehoa. Tämä on johtanut uusien lääkkeiden kehitykseen, jotka estävät näiden entsyymien toimintaa. Esimerkiksi lääkkeet, kuten klavulaanihappo, voivat estää tällaisia entsyymejä ja tehostaa muiden antibioottien vaikutusta. Tässä yhteydessä on tärkeää huomioida antibioottiresistenssin ongelma, joka on kasvava haaste nykyisinä aikoina.

Yksi keskeinen osa entsyymitutkimusta on niiden inaktivaatio ja estäminen. Ensyymien estäminen voi olla joko välttämätöntä, kuten bakteerien tuottamien entsyymien estäminen antibioottien avulla, tai se voi olla tärkeää hoidon hallitsemiseksi, kuten esimerkiksi potilaan entsymaattisten reaktioiden säätely lääkkeiden avulla. Tällaisten hoitojen onnistuminen vaatii syvällistä ymmärrystä entsyymien toiminnasta ja niiden roolista elimistön eri järjestelmissä.

Tämä tutkimusalue on erityisen tärkeä, kun käsitellään vakavia infektioita, kuten meningitis (aivokalvontulehdus), jossa bakteerien tuottamat entsyymit voivat vaikuttaa infektion kulkuun. Aivokalvontulehduksessa on todettu, että antibioottien tehokkuus ja potilaan paranemismahdollisuudet voivat vaihdella riippuen siitä, miten nopeasti ja tehokkaasti hoito aloitetaan ja kuinka hyvin hoito pystyy estämään entsyymien haitallisen vaikutuksen. Hoidon alkuvaiheessa on tärkeää ottaa huomioon bakteerien antimikrobisten ominaisuuksien lisäksi myös niiden tuottamat entsyymit.

Erityisesti lastensairauksien tutkimuksessa on ollut tärkeää ymmärtää, miten erityyppiset bakteerit ja virukset erittävät entsyymejä, jotka voivat joko tehostaa taudinaiheuttajaa tai estää elimistön puolustusmekanismien toimintaa. Tämän vuoksi esimerkiksi herpes simplex -viruksen aiheuttama aivokalvontulehdus vastaa erityisiin haasteisiin, joissa lääkkeiden, kuten asikloviirin, käyttö on perusteltua sen kyvyn vuoksi estää viruksen entsymaattinen aktiivisuus ja rajoittaa taudin etenemistä.

Ensyymien roolia ei voi liikaa korostaa lääketieteellisessä tutkimuksessa ja hoidossa. Niiden ymmärtäminen ja oikea soveltaminen voivat olla ratkaisevia tekijöitä, jotka parantavat hoidon laatua ja potilaan eloonjäämismahdollisuuksia vakavissa sairauksissa ja infektioissa.

Miten Hib- ja Hepatiitti B -rokotteet suojaavat vakavilta sairauksilta?

Hib (Haemophilus influenzae tyyppi B) on merkittävä syy hengenvaarallisiin invasiivisiin infektioihin, kuten aivokalvontulehdukseen, epiglottitisiin (kurkunpään turvotus), sepsikseen, keuhkokuumeeseen ja selluliittiin, erityisesti rokottamattomissa väestöissä. Rokotteen teho perustuu immuunivasteen aktivoitumiseen Hib:n kapselipolyssakkaridille, polyribosyl ribitolifosfaattiin (PRP). Koska alle 24 kuukauden ikäisillä lapsilla esiintyy T-solujen itsenäisiä immuunivasteita tähän puhdistettuun PRP:hen, on kehitetty konjugaatteja, joissa PRP yhdistetään joko tetanustoksiiniin (PRP-T), geenimuunneltuun difteriatoksiiniin (PRP-CRM) tai Neisseria meningitidis -bakteerin ulkoiseen kalvoproteiiniin (PRP-OMP). Hib-rokote on saatavilla yksittäisenä rokotteena tai yhdistelmärokotteena DTaP-IPV- ja DTaP-IPV-HBV (hepatitis B) -rokotteiden kanssa.

Rokotusohjelma suositellaan aloitettavaksi kahdella tai kolmella annoksella ensimmäisen elinvuoden aikana, ja se takaa 98 %:lle lapsista suojaavat vasta-aineet. Ennen Hib-rokotteiden käyttöönottoa 1/200–500 lapsesta sairasti invasiivisen Hib-taudin, joka oli usein kuolemaan johtavaa ja johti kuulovaurioihin aivokalvontulehduksen seurauksena. Nykyisin, maissa, joissa rokotuskattavuus on korkea, Hib-tautien ja niiden komplikaatioiden esiintyvyys on lähes hävinnyt.

Hepatiitti B (HBV) on DNA-viruksen aiheuttama tauti, joka voi johtaa akuuttiin ja krooniseen maksatulehdukseen, maksakirroosiin ja maksasyöpään. HBV:tä voi saada veren, siemennesteen ja muiden ruumiinnesteiden kautta, esimerkiksi yhdynnässä tartunnan saaneen henkilön kanssa, huumeiden injektoinnissa ja synnytyksessä äidiltä lapselle. Hepatiitti B -rokote sisältää puhdistettua HBsAg-antigeenia, joka tuotetaan rekombinoiduilla hiiva- ja nisäkässoluilla. Rokote ei sisällä yli 5 % hiivaproteiinia.

HBV-rokoteohjelma koostuu kolmesta annoksesta (0, 1 ja 6 kuukauden iässä), mutta se voidaan mukauttaa myös DTaP-ohjelmaan yhdistelmärokotteissa. Joissain maissa on hyväksytty nopeampia aikarajoja, kuten 0, 1, 2 ja 12 kuukautta, tai 0, 7 ja 21 päivää, minkä jälkeen annetaan tehosterokote 12 kuukauden iässä. Jos HBV-rokotetta ei ole osana lapsen rokotusohjelmaa, mutta rokotus aloitetaan nuoruusiässä, riittää kaksi annosta aikuisen annoksella 6 kuukauden välein 11–14-vuotiaille.

HBV-rokote on myös suositeltavaa antaa vastasyntyneille, joiden äidin HBsAg-testi on positiivinen tai tuntematon. Tässä tapauksessa lapselle annetaan ensimmäinen annos HBsAg-rokotetta ensimmäisten 12 tunnin aikana syntymän jälkeen yhdessä HBIG (hepatitis B immunoglobuliini) -hoidon kanssa eri pistoskohdissa. Täyden rokotesarjan antaminen on tarpeen, mutta viimeistä annosta ei saa antaa ennen 6 kuukauden ikää. Ennenaikaisille lapsille, joiden syntymäpaino on alle 2000 g, ensimmäinen rokote ei kuulu sarjaan, koska sen immunogeenisuus voi olla heikompi. Tässä tapauksessa kolme lisäannosta tulee antaa, kun lapsi on 1 kuukauden ikäinen.

Rokote tehoaa yli 95 %:ssa tapauksista, ja sen antama suoja on pitkäkestoinen. Kuitenkin joillekin lapsille saattaa olla tarpeen lisärokotus, jos he eivät saavuta riittävää vasta-ainetasoja. Jos lapsen vasta-aineet jäävät alle 10 IU/l, rokoteannoksia voidaan lisätä.

Rokotteiden turvallisuus on korkea. Hepatiitti B -rokote on vasta-aiheinen henkilöille, joilla on ollut anafylaktinen reaktio aiemmalle rokotteen annokselle tai jollekin sen osakomponenteista, kuten hiiva. Muista sairauksista, kuten MS-taudista tai autoimmuuni-sairauksista, ei ole näyttöä, että ne estäisivät rokotteen antamisen. Raskauden aikana rokottaminen on turvallista, eikä se näytä aiheuttavan haittavaikutuksia sikiöön.

Rokotteen käyttö ja ajankohtainen rokotussuunnitelma ovat keskeisiä tekijöitä infektiotautien ehkäisyssä, ja ne voivat estää vakavien sairauksien kehittymisen sekä pienentää kuolleisuuden riskiä. Tärkeää on myös ymmärtää, että vaikkei rokotukset välittömästi näytä estävän kaikkia sairauksia, niiden vaikutus tartuntojen leviämiseen ja sairastuvuuteen on merkittävä pitkällä aikavälillä. Rokotukset edistävät väestön yleistä immuunisuutta, mikä on olennaista myös yhteiskunnan terveydelle ja hyvinvoinnille.

Perinataalinen bradykardia: Mekanismit ja hoitostrategiat

Perinataalisen bradykardian mekanismit sisältävät sinusbradykardian, täydellisen sydänblokin (CHB) sekä toiminnallisen sydänblokin/estettyjen eteisvärinöiden kompleksit (kuten aiemmin kuvattu eteisvärinöiden osiossa). Bradykardisten rytmien analyysiin voi käyttää kuvassa 49.5 esitettyä algoritmia.

Sinusbradykardia

Sinusbradykardian mekanismi on se, että rytmi alkaa asianmukaisesti SA-solmusta, mutta syke on odotettua hitaampi potilaan ikään nähden. Normaalissa syketilanteessa SA-solmu estää latenttien tahdistinsolujen toiminnan, mutta jos sinusrytmi on tarpeeksi hidas, on mahdollista, että jokin näistä latenttien tahdistinsolujen ryhmistä ottaa sydämen pääasialliseksi tahdistajaksi. Esimerkiksi tämä voisi olla matala eteisrytmi, joka alkaa toisesta sydänsoluryhmästä eteisessä, joka kykenee itsenäiseen depolarisaatioon. Muita latentteja tahdistinsoluja ovat AV-solmun alueen ja His-Purkinje-järjestelmän alueen sydänsolut.

Elektrokardiogrammin kriteerit: sydämen syke on odotettua hitaampi potilaan ikään nähden, ja P-aalto esiintyy ennen jokaista QRS-kompleksia. P-aallot ja QRS-kompleksit ovat samankaltaisia (Kuva 49.6).

Hoito

Kaikkien bradykardioiden hoito riippuu niiden etiologiasta ja vakavuudesta. Sähkötasapainon, hypoglykemian, hypotermian ja kilpirauhasen vajaatoiminnan korjaaminen voi parantaa sydämen sykettä. Hemodynaamisessa epävakaudessa akuutti lääkehoito sisältää atropiinia tai adrenaliinia sekä isoprotenerolia tai adrenaliinin infuusiota tai väliaikaista tahdistusta toissijaisina hoitoina, samalla kun perimmäinen syy korjataan. Pysyvä tahdistus voidaan käyttää pitkäaikaisena hoitona vaikeissa tapauksissa, kuten sinusolmun toimintahäiriössä.

Sikiön huomioitavat tekijät

Sinusbradykardia sikiössä on yleensä hyvin siedetty. Kuitenkin lisätutkimukset voivat olla tarpeen, koska se voi olla sekundaarinen sikiön hätään, sinusolmun toimintahäiriöön, synnynnäisiin poikkeavuuksiin, pitkään QT-oireyhtymään tai vasta-aineiden aiheuttamiin sairauksiin (kuten anti-Ro-vasta-aineet). Sikiön echokardiografialla voidaan todeta normaali mekaaninen eteis- ja kammiovaiheen systolinen tapahtuma, joka tapahtuu odotettua hitaammalla nopeudella.

Ensimmäisen asteen eteiskammio-blokki

Ensimmäisen asteen AV-blokissa eteisten lyönti kulkee onnistuneesti, mutta viiveellä kohti kammioiden sydänlihasta. Diagnoosi tehdään mittaamalla AV- tai PR-intervalin pidentyminen Doppler- tai EKG-tutkimuksessa (Kuva 49.7). Tämä on hyvälaatuinen ja hyvin siedetty tila, eikä se vaadi hoitoa.

Toisen asteen eteiskammio-blokki

Mobitz tyyppi I (Wenckebach) on fysiologinen tila, jossa AV-johtumisen viive kasvaa asteittain ja päättyy ei-johtavaan eteislyöntiin (Kuva 49.8A). Tämä havaitaan usein, kun vagusärsytys on voimakkaampaa, erityisesti unen aikana. Jos tila on peräisin äidin autoimmuunivasta-aineista, se voi edetä korkeammalle AV-blokin asteelle. Tällöin on suositeltavaa tehdä seuranta 24 tunnin Holter-tutkimuksella synnytyksen jälkeen.

Täydellinen sydänblokkia

Täydellinen sydänblokka (CHB) on täydellinen eteis- ja kammiovälisten supistusten eriytyminen. Eteis- ja kammioväliin syntyy spontaanisti omia supistuksia, jotka eivät ole yhteydessä toisiinsa. Tämä voi johtaa siihen, että kammioväli on nopeampi kuin eteisväli, mikä ei kuitenkaan automaattisesti tarkoita täydellistä sydänblokkia.

Mekanismi

Sikiön täydellinen sydänblokka liittyy yleensä synnynnäisiin sydänvikoihin (esim. vasemman isomerismin, AV-septumin poikkeavuuksien, tai korjatun suurten valtimoiden transpositioihin) tai äidin autoimmuunivasta-aineisiin, kuten systeemiseen lupukseen. Synnytyksen jälkeen suurin osa hankituista täydellisistä sydänblokeista liittyy synnynnäisten sydänvikoihin tai sydänlihastulehduksiin (esim. viruksen aiheuttama sydänlihastulehdus).

Elektrokardiogrammin kriteerit

Täydellisessä sydänblokissa eteis- ja kammiotaajuudet eivät ole yhteydessä toisiinsa. Eteis- ja kammioväliin ei ole impulssin siirtymistä, eikä impulssia kulje kumpaankaan suuntaan (Kuva 49.9).

Hoito

Fetaalisessa hoidossa täydellisen sydänblokin hoito on vähemmän selkeä, koska synnytyksen jälkeinen hoito mahdollistaa sydämentahdistimen asennuksen. Jos potilas on hemodynaamisesti epävakaa, transkutaaninen tahdistus tai lääkehoito sydämen sykkeen nostamiseksi voi olla tarpeen. Synnytyksen jälkeen isoprotenerolin infuusio voidaan käyttää ventrikulaarisen sydämen toiminnan ylläpitämiseksi, kunnes pysyvä sydämentahdistin voidaan asentaa.

Täydelliseen sydänblokkia, jossa on synnynnäisiä sydänvikoja, liittyy huonompi ennuste, ja vain 20–40 %:lla on selviytymismahdollisuus neonataaliajan jälkeen. Eristetyn perinataalisen sydänblokin 1 vuoden selviytymisaste on 80–90 %.