Лактатдегидрогеназа печени при циррозе
Лактатдегидрогеназа (L‑лактат:НАД‑оксидоредуктаза, ЛДГ, КФ 1.1.1.27) является гликолитическим ферментом и катализирует следующую реакцию:
Лактат + НАД Пируват + НАДН
Молекула ЛДГ представляет собой тетрамер, состоящий из одного или двух типов субъединиц, обозначаемых как M (англ: muscle) и H (англ: heart). В сыворотке крови фермент существует в пяти молекулярных формах, различающихся по первичной структуре, кинетическим свойствам, электрофоретической подвижности (ЛДГ‑1 быстрее движется к аноду по сравнению с ЛДГ‑5, то есть более электрофоретичеки подвижна). Каждая форма имеет характерный полипептидный состав: ЛДГ‑1 состоит из 4 H‑субъединиц, ЛДГ‑2 — из 3 H‑субъединиц и 1 M‑субъединицы, ЛДГ‑3 представляет собой тетрамер из 2 H‑субъединиц и 2 M‑субъединиц, ЛДГ‑4 содержит 1 H‑субъединицу и 3 M‑субъединицы, ЛДГ‑5 состоит только из M‑субъединиц.
По степени убывания общей каталитической активности энзима все органы и ткани располагаются в следующем порядке: почки, сердце, скелетные мышцы, поджелудочная железа, селезенка, печень, легкие, сыворотка крови.
От того, какой изофермент наиболее представлен, зависит преимущественный способ окисления глюкозы в ткани: аэробный (до CO2 и H2O) или анаэробный (до молочной кислоты). Подобное различие обусловлено разной степенью сродства изоферментов к пировиноградной кислоте. Изоферменты, содержащие в основном H‑субъединицы (ЛДГ‑1 и ЛДГ‑2), обладают низким сродством к пирувату и поэтому неспособны эффективно конкурировать за субстрат с пируватдегидрогеназным комплексом. В результате пируват подвергается окислительному декарбоксилированию и в виде ацетил‑КоA вступает в цикл Кребса. Напротив, изоферменты, обладающие главным образом M‑субъединицами (ЛДГ‑4 и ЛДГ‑5), имеют более высокое сродство к пирувату и, как следствие, превращают его в молочную кислоту. Для каждой ткани установлены наиболее типичные изоферменты. Для миокарда и мозговой ткани основным изоэнзимом является ЛДГ‑1, для эритроцитов, тромбоцитов, почечной ткани — ЛДГ‑1 и ЛДГ‑2. В легких, селезенке, щитовидной и поджелудочной железах, надпочечниках, лимфоцитах преобладает ЛДГ‑3. ЛДГ‑4 находится во всех тканях с ЛДГ‑3, а также в гранулоцитах и мужских половых клетках, в последних дополнительно обнаруживается ЛДГ‑5. В скелетных мышцах изоферментная активность располагается в порядке убывания в ряду: ЛДГ‑5, ЛДГ‑4, ЛДГ‑3. Для печени наиболее характерен изофермент ЛДГ‑5, выявляется также ЛДГ‑4.
В норме основным источником активности ЛДГ в плазме крови являются разрушающиеся клетки крови. В сыворотке активность изоферментов распределяется следующим образом: ЛДГ‑2 > ЛДГ‑1 > ЛДГ‑3 > ЛДГ‑4 > ЛДГ‑5. При электрофорезе между фракциями ЛДГ‑3 и ЛДГ‑4 иногда обнаруживается дополнительная полоса изофермента ЛДГ‑X, данный изофермент локализован в тех же органах, что и ЛДГ‑5.
Для определения общей активности ЛДГ в сыворотке крови используют две группы методов:
1. Спектрофотометрические, основанные на прямом оптическом тесте Варбурга: различие в разности поглощения окисленной и восстановленной форм НАД.
2. Колориметрические:
- динитрофенилгидразиновые, базирующиеся на исследовании содержания пирувата с помощью 2,4‑динитрофенилгидразина:
◊ из методов этой группы наиболее точным и чувствительным является метод Нательсона, состоящий в определении концентрации непрореагировавшего в реакции пирувата. Однако вследствие нестабильности раствора пировиноградной кислоты метод не получил широкого распостранения. |
◊ метод Севела и Товарека, заключающийся в определении количества образовавшегося пирувата. |
- редоксиндикаторные методы — точны и просты технически, в них используется способность некоторых веществ (индикаторов) менять цвет в реакциях окисления‑восстановления.
Для определения активности изоферментов ЛДГ наиболее распостраненным является электрофоретическое разделение на ацетате целлюлозы и агарозе. Наиболее простыми и быстро выполнимыми являются методы, основанные на различном отношении ЛДГ‑1 и ЛДГ‑5 к температуре, но для получения воспроизводимых результатов требуется точное соблюдение температурных условий, так как у всех изоферментов имеется некоторая тепловая нестабильность. Методы, основанные на химическом ингибировании изоферментов мочевиной или лактатом дают недостаточно достоверные результаты. Хроматографические методы основаны на разной степени адсорбции изоферментов ЛДГ на сефадексе. Возможно определение изоферментов по выбору оптимальной концентрации субстрата для каждого изофермента.
В качестве унифицированных методов определения общей активности ЛДГ выбраны метод по оптимизированному оптическому тесту и метод Севела‑Товарека; для изучения изоферментной активности — электрофорез на ацетате целлюлозы.
Определение общей активности лактатдегидрогеназы
в сыворотке крови методом Севела‑Товарека
Принцип
Пировиноградная кислота, образованная в результате ферментативной реакции, в щелочной среде взаимодействует с 2,4‑динитрофенилгидразином и образует окрашенный комплекс.
Нормальные величины
Сыворотка | (указанный метод) | 220‑1100 нмоль/с×л или 13‑67 МЕ |
(оптический тест) | 140‑320 МЕ |
Определение активности фракций ЛДГ
с помощью термоингибирования
Принцип
Ферменты, с преимущественным содержанием М‑субъединиц (ЛДГ‑4 и ЛДГ‑5) более термолабильны по сравнению с изоферментами, содержащими H‑субъединицы (ЛДГ‑1 и ЛДГ‑2).
Нормальные величины
Сыворотка | при 56°С | инактивация на 30% |
при 65°С | инактивация на 80% |
Определение активности фракций ЛДГ
по инактивации мочевиной
Принцип
Заключается в ингибировании мочевиной активности изофермента ЛДГ‑5 почти на 100%.
Нормальные величины
Сыворотка | (ингибирование мочевиной) | 25‑36% общей активности | |
(электрофорез на ацетате целлюлозы) | ЛДГ‑1 | 19‑29% общей активности | |
ЛДГ‑2 | 23‑37% общей активности | ||
ЛДГ‑3 | 17‑25% общей активности | ||
ЛДГ‑4 | 8‑17% общей активности | ||
ЛДГ‑5 | 8‑18% общей активности |
Влияющие факторы
Наркотические анальгетики и другие обезболивающие препараты, этанол, дикумарин завышают результаты исследования. Необходимо избегать гемолиза, так как в эритроцитах активность фермента выше, чем в сыворотке. Оксалаты и мочевина ингибируют фермент.
Клинико‑диагностическое значение
Все заболевания, протекающие с разрушением клеток, сопровождаются резким повышением активности ЛДГ в сыворотке крови. Нарастание общей активности фермента обнаруживается при таких заболеваниях как инфаркт миокарда, некротическое поражение почек, гепатит, панкреатит, воспаление и инфаркт легкого, опухоли различной локализации, повреждения, дистрофия и атрофия мышц, гемолитические анемии и физиологическая желтуха новорожденных, лимфогранулематоз, лейкозы. При инфаркте миокарда начало роста активности фермента в сыворотке крови отмечается на 8‑10 час от момента приступа, максимальное увеличение наступает к 24‑48 часу, нередко в 15‑20 раз превышая норму. Повышенная активность ЛДГ сохраняется до 10‑12 суток от начала заболевания. Степень нарастания активности фермента не всегда коррелирует с размерами поражения сердечной мышцы и для прогноза исхода заболевания может являться лишь ориентировочным фактором. У больных стенокардией активность фермента не изменяется, что позволяет применять тест для дифференциальной диагностики в пределах 2‑3 суток после сердечного приступа.
Наличие органной специфичности ферментов позволяет применять исследование их активности с целью топической диагностики .
Заболевание | Общая активность ЛДГ | Изоферменты | ||||
ЛДГ‑1 | ЛДГ‑2 | ЛДГ‑3 | ЛДГ‑4 | ЛДГ‑5 | ||
Инфаркт миокарда | ++ | + | + | |||
Заболевания легких | + | + | + | |||
Вирусный гепатит | + | + | + | |||
Токсический гепатит | + | + | + | |||
Цирроз печени | + | + | + | |||
Миелолейкоз | ++ | + | + | |||
Гранулоцитоз | ++ | + | + | |||
Разрушение тромбоцитов (эмболии, гемотрансфузии) | + | + | + | + | ||
Панкреатит | + | + | + | |||
Мегалобластическая анемия | +++ | + | + | |||
Гемолитическая анемия | +++ | + | + | |||
Почечные заболевания | ++ | + | + | |||
Миопатия | ++ | + | + |
При заболеваниях печени сыворотка после инкубации при 56°С теряет около 50% своей активности, при 65°С — до 90%. При сердечных поражениях инактивация при 56°С достигает 10%, при 65°С — около 60%. Активность мочевиностабильной фракции при заболеваниях печени снижается до 20% от общей, инфаркт миокарда сопровождается возрастанием свыше 40% активности данной фракции.
Источник: biokhimija.ru
Читайте также
Вид:
Источник
Сайт предоставляет справочную информацию. Адекватная диагностика и лечение болезни возможны под наблюдением добросовестного врача. У любых препаратов есть противопоказания. Необходима консультация специалиста, а также подробное изучение инструкции!
Печень в организме человека выполняет целый ряд важнейших функций. В печени протекает большое количество разнообразных биохимических реакций, за что её называют «биохимической фабрикой организма». Следовательно, в печени синтезируется либо работает большое количество ферментов, по активности которых можно судить и о состоянии всего органа. Определение активности ферментов, которые связаны с работой печени, называется энзимодиагностика заболеваний печени.
Типы изменений активности ферментов при различных заболеваниях
Существует три основных типа изменения активности ферментов, характерные для всех видов общепатологических процессов в организме:
- повышение активности ферментов, постоянно присутствующих в крови
- понижение активности ферментов, постоянно присутствующих в крови
- появление в крови ферментов, которые в норме отсутствуют
Какие ферменты используются для диагностики заболеваний печени и желчевыводящих путей
Состояние печени можно оценивать по показателям следующих ферментов:
- аминотрансферазы (АСТ и АЛТ)
- лактатдегидрогеназа (ЛДГ)
- щелочная фосфатаза (ЩФ)
- глутаматдегидрогеназа (ГлДГ)
- сорбитолдегидрогеназа (СДГ)
- γ-глутамилтрансфераза (ГГТ)
- фруктозо-монофосфат-альдолаза (ФМФА)
Чувствительность энзимодиагностики при заболеваниях печени
Высокая чувствительность энзимодиагностики объясняется тем, что концентрация фермента в клетках печени (гепатоцитах) в 1000 раз выше, чем в крови. Энзимодиагностика имеет важное значение для выявления печеночных повреждений, протекающих без желтухи (например, лекарственные повреждения, безжелтушная форма вирусного гепатита, хронические заболевания печени).
Виды ферментов – мембранные, цитоплазматические и митохондриальные
Ферменты могут располагаться в мембране, цитоплазме или митохондриях гепатоцитов. Каждый фермент имеет свое строгое место. Легко повреждаемые ферменты находятся в мембране или цитоплазме гепатоцитов. К этой группе относят – лактатдегидрогеназу, аминотрансферазы и щелочную фосфатазу. Их активность увеличивается в клинически бессимптомную фазу заболевания. При хронических повреждениях печени увеличивается активность митохондриальных ферментов (митохондрия – органелла клетки), к которым относится митохондриальная АСТ. При холестазе увеличивается активность желчных ферментов – щелочной фосфатазы.
Аланинаминотрансфераза (АЛТ, АлАТ) – норма, результат при заболеваниях печени
Нормальная активность АЛТ в крови мужчин равна 10-40 Ед/л, у женщин – 12-32 Ед/л.Различные уровни повышения активности АЛТ выявляются при острых гепатитах, циррозе печени, обтурационной желтухе и при приеме гепатотоксических препаратов (яды, некоторые антибиотики).
Резкое повышение активности АЛТ в 5-10 и более раз является несомненным признаком острого заболевания печени. Причем такое повышение выявляется еще до того как проявятся клинические симптомы (желтуха, боли и прочее). Увеличение активности АЛТ можно засечь за1-4 недели до проявления клиники и начать соответствующее лечение, не дав развиться заболеванию в полной мере. Высокая активность фермента при таком остром заболевании печени после проявления клинических симптомов держится недолго. Если нормализация активности ферментане происходит в течение двух недель, это говорит о развитии массивного повреждения печени.
Определение активности АЛТ является обязательным скрининговым тестом для доноров.
Аспартатаминотрансфераза (АСТ, АсАТ) – нормы, результат при заболеваниях печени
Максимальная активность АСТ выявлена в сердце, печени, мышцах и почках. В норме у здорового человека активность АСТ составляет 15-31 Ед/л у мужчин и 20-40 Ед/л у женщин.
Активность АСТ возрастает при некрозе печеночных клеток. Причем в данном случае имеет место прямо пропорциональная зависимость между концентрацией фермента и степенью повреждения гепатоцитов: то есть чем выше активность фермента, тем сильнее и обширнее повреждения гепатоцитов. Увеличение активности АСТ также сопровождает острый инфекционный и острый токсический гепатит (отравления солями тяжелых металлов и некоторыми лекарствами).
Соотношение активности АСТ/АЛТ называется коэффициент де Ритиса. Нормальное значение коэффициента де Ритиса равно 1,3. При повреждениях печени значение коэффициента де Ритиса снижается.
Подробную информацию о биохимическом анализе крови на фермены читайте в статье: Биохимический анализ крови
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) – норма, результат при заболеваниях печени
ЛДГ является широко распространенным ферментом в организме человека. Степень его активности в различных органах в убывающем порядке: почки>сердце>мышцы>поджелудочная железа>селезенка> печень>сыворотка крови. В сыворотке крови присутствует 5 изоформ ЛДГ. Поскольку ЛДГ содержится и в эритроцитах, то кровь для исследования не должна содержать следы гемолиза. В плазме крови активность ЛДГ на 40% ниже, чем в сыворотке. Нормальная активность ЛДГ в сыворотке крови составляет 140-350 Ед/л.
При каких патологиях печени увеличено содержание изоформ
В связи с широкой распространенностью ЛДГ в различных органах и тканях, повышение общей активности ЛДГ не имеет большого значения для дифференциальной диагностики различных заболеваний. Для диагностики инфекционного гепатита используют определение активности изоформ ЛДГ 4 и 5 (ЛДГ4 и ЛДГ5). При остром гепатите активность ЛДГ5 в сыворотке крови повышается в первые недели желтушного периода. Повышение совокупной активности изоформ ЛДГ4 и ЛДГ5 выявляется у всех больных инфекционным гепатитом в первые 10 суток. При желчнокаменной болезни без закупорки желчных ходов повышения активности ЛДГ не обнаружено. При ишемии миокарда происходит увеличение активности общей фракции ЛДГ за счет явления застоя крови в печени.
Щелочная фосфатаза (ЩФ) – норма, результат при заболеваниях печени
Щелочная фосфатаза располагается в мембране клеток канальцев желчных ходов. Эти клетки канальцев желчных ходов имеют выросты, которые образуют, так называемую, щеточную каемку. Щелочная фосфатаза располагается именно в этой щеточной каемке. Поэтому при повреждении желчных ходов щелочная фосфатаза высвобождается и выходит в кровь. В норме активность щелочной фосфатазы в крови колеблется в зависимости от возраста и пола. Так у здоровых взрослых людей активность щелочной фосфатазы лежит в пределах 30-90 Ед/л. Активность этого фермента повышается в периоды активного роста – при беременности и у подростков. Нормальные показатели активности щелочной фосфатазы у подростков достигают 400 Ед/л, а у беременных женщин – до 250 Ед/л.
При каких патологиях печени увеличено содержание
При развитии обтурационной желтухи активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови возрастает в 10 и более раз. Определение активности ЩФ используют в качестве дифференциально-диагностического теста именно обтурационной желтухи. Менее значительное повышение активности щелочной фосфатазы в крови выявляется также при гепатитах, холангитах, язвенных колитах, кишечных бактериальных инфекциях и тиреотоксикозе.
Глутаматдегидрогеназа (ГлДГ) – норма, результат при заболеваниях печени
В норме глутаматдегидрогеназа присутствует в крови в небольших количествах, так как является митохондриальным ферментом, то есть, расположен внутриклеточно. Степень увеличения активности данного фермента выявляет глубину поражения печени.
Увеличение концентрации глутаматдегидрогеназы в крови является признаком начала дистрофических процессов в печени, вызванных эндогенными факторами или экзогенными. К эндогенным факторам относят опухоли печени или метастазы в печень, а к экзогенным –токсины, повреждающие печень (тяжелые металлы, антибиотики и т.д.), и инфекционные заболевания.
Коэффициент Шмидта
Совместно с аминотрансферазами рассчитывают коэффициент Шмидта (КШ). КШ = (АСТ+АЛТ)/ГлДГ. При обтурационной желтухе коэффициент Шмидта равен 5-15, при остром гепатите – более 30, при метастазах опухолевых клеток в печень – около 10.
Сорбитолдегидрогеназа (СДГ) – норма, результат при заболеваниях печени
В норме в сыворотке крови сорбитолдегидрогеназа выявляется в следовых количествах, а её активность не превышает 0,4 Ед/л. Активность сорбитолдегидрогеназы увеличивается в 10-30 раз при всех формах острого гепатита. Сорбитолдегидрогеназа является органоспецифическим ферментом, который отражает повреждение мембран гепатоцитов при первичном развитии острого процесса или при обострении хронического.
γ-глутамилтрансфераза — нормы, при каких патологиях печени увеличено содержание
Данный фермент имеется не только в печени. Максимальная активность γ-глутамилтрансферазы выявляется в почках, поджелудочной железе, печени и предстательной железе. У здоровых людей в норме концентрация γ-глутамилтрансферазы составляет у мужчин – 250-1800 нмоль/л*с, у женщин – 167-1100 нмоль/с*л. У новорожденных детей активность фермента в 5 раз выше, а у недоношенных – в 10 раз.
Активность γ-глутамилтрансферазы повышается при заболеваниях печени и желчевыводящей системы, а также при диабете. Наиболее высокая активность фермента сопровождает обтурационную желтуху и холестаз.Активность γ-глутамилтрансферазы при данных патологиях увеличивается в 10 и более раз. При вовлечении печени в злокачественный процесс происходит увеличение активности фермента в 10-15 раз, при хронических гепатитах – в 7 раз.γ-глутамилтрансфераза очень чувствительна к алкоголю, что используется для дифференциальной диагностики между вирусными и алкогольными поражениями печени.
Определение активности этого фермента является наиболее чувствительным скрининговым тестом, который предпочтительнее определения активности аминотрансфераз (АСТ и АЛТ) или щелочной фосфатазы.
Информативно определение активности γ-глутамилтрансферазы и при заболеваниях печени у детей.
Фруктозо-монофосфат-альдолаза (ФМФА) – норма, результат при заболеваниях печени
В норме в крови содержится в следовых количествах. Определение активности ФМФА используют для диагностики острого гепатита. Однако в большинстве случаев определение активности данного фермента используют для выявления профессиональной патологии у людей, которые работают с токсичными для печени химическими веществами.
При остром инфекционном гепатите активность фруктозо-монофосфат-альдолазы возрастает в десятки раз, а при воздействии токсинов в низких концентрациях (хроническом отравлении токсинами) – только в 2-3 раза.
Активность ферментов при различных патологиях печени и желчевыводящих путей
Соотношение повышений активности различных ферментов при некоторых патологиях печени и желчных путей представлены в таблице.
Фермент | Острый гепатит | Цирроз | Холангит | Обтурационная желтуха |
АСТ | ↑↑ | ↑ | ↑ | ↑ |
АЛТ | ↑↑↑ | ↑ | ↑ | ↑ |
ЛДГ | ↑↑ | – / ↑ | – | – |
ЩФ | – | ↑ | ↑ | ↑↑↑ |
СДГ | ↑↑↑ | ↑ (при обострении) | – | – |
ФМФА | ↑↑ | – | – | – |
Примечание: ↑ — незначительное повышение активности фермента, ↑↑ — умеренное, ↑↑↑ — сильное повышение активности ферментов, – отсутствие изменения активности.
Подробную информацию о заболеваниях печени читайте в статьях: Гепатит, Желчнокаменная болезнь, Цирроз печени
Итак, мы рассмотрели основные ферменты, определение активности которых может помочь в ранней диагностике или дифференциальной диагностике различных заболеваний печени. К сожалению не все ферменты используют в клинической лабораторной диагностике, снижая тем самым круг патологий, которые можно выявить на ранних стадиях. Учитывая темпы развития науки и техники, возможно, в ближайшие годы произойдет внедрение методов определения некоторых ферментов в практику лечебно-диагностических учреждений широкого профиля.
Автор: Наседкина А.К.
Источник