Карбоангидраза — фермент, являющийся цинкопротеидом, катализирующий обратимую реакцию гидратации диоксида углерода и дегидратации угольной кислоты. По мере образования угольная кислота быстро диссоциирует с образованием протонов и ионов бикарбоната. Эта реакция — ключ к секреторным физиологическим процессам во многих тканях. В организме человека этот фермент существует в различных изоферментных формах — карбоангидраза I (КА-I) и карбоангидраза II (КА-II), наиболее активной из которых является КАII. Карбоангидраза содержится в эритроцитах крови, а также в клетках других тканей (в том числе почек, ресничного тела глаза, поджелудочной железы, слизистой оболочки желудка, околоушной слюнной железы). Преобладает же он в апикальной мембране проксимального канальца, где активирует процессы гидратации и дегидратации угольной кислоты. Как правило, этот фермент сосредоточен в клетках и не обнаруживается в тканевых жидкостях [2–5].
Так в почках карбоангидраза имеется во многих участках эпителиальных клеток нефрона. Ингибирование карбоангидразы нарушает процесс реабсорбции гидрокарбонатного иона в проксимальном канальце, что приводит к усилению бикарбонатного диуреза и истощению запасов бикарбонатов в крови и тканях. Вместе с тем нарушается и реабсорбция ионов Na+ на уровне Na+, Н+-обменника на апикальной мембране.
Наиболее часто применяемым в клинической практике препаратом этой группы является ацетазоламид. Ацетазоламид появился в лабораториях в 1950-х годах и был синтезирован в качестве экспериментального мочегонного средства, не содержащего ртутный компонент. Полученный продукт (ацетазоламид) исторически попал в группу диуретиков, хотя его диуретический эффект очень слаб и дозонезависим. Ингибирование карбоангидразы уменьшает образование ионов бикарбоната с последующим снижением транспорта натрия внутрь клеток. Эффекты применения ацетазоламид обусловлены точкой приложения молекулы: сосудистые сплетения головного мозга, проксимальный отдел нефрона, ресничное тело глаза, эритроциты. Ацетазоламид оказывает слабое диуретическое действие, блокируя карбоангидразу в просвете нефрона и в цитозоле эпителиальных клеток проксимального отдела почечного канальца. В этом отделе реабсорбция натрия протекает по двум путям. Первый — пассивная реабсорбция клетками эпителия. Второй — активный обмен на ионы водорода — тесно связан с обменом бикарбоната. Профильтровавшийся бикарбонат в просвете нефрона вместе с Н+ образует угольную кислоту, которая под влиянием карбоангидразы распадается на воду и углекислый газ