LACTATDEHIDROGENAZA(LDH)

Metabolismul proteicEnzimele

UMF ,,Carol Davila BucurestiFacultatea de Medicina, Fiziopatologie II, INBI ,,Prof. Matei Bals2015CUPRINS1. Definitie Generalitati2. Localizarea enzimelor3. Indicatiile diagnosticului enzimatic4. Calcularea activitatii enzimatice5. Clasificarea structurala a enzimelor6. Clasificarea functionala a enzimelor: 6.1. Enzimele functionale plasmatice 6.2. Enzimele nefunctionale plasmatice: 6.2.1. Enzimele excreto-secretorii 6.2.2 Enzimele celulare

1. DEFINITIE. GENERALITATIStructuri proteice cu rol in catalizarea reactiilor biochimice din organism (sinteza, degradare, oxidare, reducere, hidroliza).Sunt biocatalizatori = accelereaza viteza proceselor metabolice; in lipsa lor, aceste reactii s-ar desfasura foarte lent => acumulare deseuri intracelulare si moarte celulara.Fiecare enzima actioneaza asupra unui substrat pe care il convesteste in anumiti produsi.

ttp://biology200.gsu.edu/houghton/2107%20%2713/lecture18.html

2. LOCALIZAREA ENZIMELOREnzimele sunt localizate specific: organite celulare, citoplasma, localizare mixta (organite celulare si citoplasma), sange.Exista izoenzime (sunt enzime cu secventa aminoacizilor diferita, care insa catalizeaza aceeasi reactie) cu specificitate pentru anumite tesuturi.Cunoasterea localizarii lor este utila in orientarea asupra functionalitatii unor organe, avand valoare diagnostica.

ttp://biology200.gsu.edu/houghton/2107%20%2713/lecture18.html

2. LOCALIZAREA ENZIMELOR! O leziune celulara ce determina eliberarea din celule a enzimelor mitocondriale este mai grava decat o leziune limitata la membrana celulara ce determina doar iesirea enzimelor citoplasmatice. In mod fiziologic, exista gradiente de concentratie enzimatica:pe de o parte intre diferite organe si tesuturi, pe de alta parte intre acestea si plasma.

ttp://biology200.gsu.edu/houghton/2107%20%2713/lecture18.html

3. INDICATIILE DIAGNOSTICULUI ENZIMATICa ) Scop diagnosticUnele determinari enzimatice sunt teste de specificitate (enzimatice sau izoenzimatice) pentru anumite tesuturi (ex: determinarea raportului GOT/GPT este utilizata in diagnosticul infarctului acut de miocard).

b) Aprecierea gravitatii unei afectiuniEnzimele cu sediul ultrastructural sunt folosite pentru diagnosticul unui proces de necroza (iesirea acestor enzime din celule presupune distrugeri celulare)).

c) Aprecierea evolutiei - se folosesc enzimele cu cea mai mare specificitate pentru un anumit organ.

4. CALCULAREA ACTIVITATII ENZIMATICE- Enzimele plasmatice se determina ca activitate enzimaticase utilizeaza reactia catalizata de enzima respectiva si se dozeaza cantitatea de produs format sau de substrat transformat. se exprima in unitati internationale (U) sau mU (1U= 1000 mU) pe litru (U/L).

1 unitate de activitate enzimatica (1U)=cantitatea de enzima care catalizeaza transformarea unui micromol de substrat timp de 1 minut, in conditii optime de pH si temperatura (25 C, 30C sau 37C);

Utilizarea diferitelor substrate duce la modificarea activitatii enzimei:Metoda Bodansky - utilizeaza -glicerolfosfatul (ca substrat ), - se determina fosfatul pus in libertate sub actiunea enzimei. - rezultatele sunt exprimate in Unitati Bodansky (UB); - valoarea normala este considerata 1-4 U Bodansky, care corespund la 18-27 UI/L.Denisa Mihele. Biochimie clinica. Editia aII-a. Editura medicala. Bucuresti, 2010.

5. CLASIFICAREA STRUCTURALA A ENZIMELOREnzime: - cu structura unitara (alcatuite numai din aminoacizi): tripsina, chemotripsina, pepsina, lipaza - cu structura binara alcatuite dintr-o parte proteica (apoproteina) si o parte neproteica (cofactor)Cofactorii- substante de natura neproteica ce confera activitate enzimatica apoproteinei (ex: ioni metalici, vitamine, coenzime).

http://notesforpakistan.blogspot.ro/2010_12_13_archive.html

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.1 ENZIMELE PLASMATICE FUNCTIONALEEnzime sintetizate in ficat cu rol activ in plasma (se mai numesc si proteine intrinseci).Plasma este locul lor de actiune si se gasesc aici la un nivel mai ridicat decat in restul tesuturilor.Majoritatea enzimelor plasmatice sunt produse de ficat.Intr-o afectare hepatica cu insuficienta hepatica, activitatea acestora este scazuta (ex: activitatea plasmatica a pseudocolinesterazei scade in paralel cu gradul insuficientei hepatice).Exemple:colinesteraza,lipoproteinlipaza,lecitincolesterolaciltransferaza (LCAT),factorii de coagulare, factorii fibrinolizei;ceruloplasmina.

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.1 ENZIMELE PLASMATICE FUNCTIONALEColinesteraza sericaRol:acetilcolinesteraza - n terminaiile nervoase colinergice i n celulele Kupffer; rol in transmiterea influxului nervos;alfacolinesteraza - n hematii; rol in metabolismul hematiei pe linie proteica;pseudocolinesteraza - n hepatocite; rol in metabolismul proteic. Metode de dozare: metoda rapid - virajul de culoare produs de acidul acetic eliberat de enzim prin hidroliza acetilcolinei; metoda Michel sau macrometoda - utilizeaz acetilcolina ca substrat elibernd acidul acetic titrabil cu soluie NaOH N/100;metoda colorimetric sau micrometoda - n hidroliza butiril-tiocolinei.

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.1 ENZIMELE PLASMATICE FUNCTIONALE

Colinesteraza sericaValori normale: - pentru metoda rapid 1900-3800 mU/ml - pentru metoda Michel 3-6 ml NaOH N/100

Indicatii pentru dozare: - afectiuni hepatice, - intoxicatia cu organofosforice(pesticide), - determinarea sensibilitatii la succinilcolina (anestezic).

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR

6.1 ENZIMELE PLASMATICE FUNCTIONALE

Colinesteraza serica

Valori crescute:obezitate (in special, obezitatea viscerala exista lipoliza indusa de stimulii adrenergici cu eliberarea de acizi grasi liberi care stimuleaza sinteza de lipide si proteine in hepatocit)

sindrom nefrotic (creste prin accelerarea sintezei hepatice de proteine, cu caracter compensator, ca raspuns la pierderea lor pe cale urinara; are greutate moleculara mai mare comparativ cu albumina)

miastenia gravis (colinesteraza hidrolizeaza acetilcolina din placa neuromusculara regland transmiterea impulsurilor nervoase; lipsa legarii acetilcolinei de receptorii specifici determina cresterea consecutiva a activitatii colinesterazei)

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.1 ENZIMELE PLASMATICE FUNCTIONALEColinesteraza sericaValori scazute:deficit congenital: - deficit enzimatic : Succinilcolina - relaxant muscular (anestezic)- agonist al receptorilor pentru acetilcolina - hidrolizata de colinesteraza serica - medicamentul nu este metabolizat rapid - apnee prelungitadeficit de aport malnutritiedeficit de sinteza: - insuficienta hepatica (din hepatite acute severe, ciroze hepatice decompensate) - strile caectice (din neoplasme)blocarea activitatii enzimei: - infarct miocardic acut (scade activitatea enzimei pentru mentinerea unui nivel crescut de acetilcolina la nivel cardiac, necesar pentru efectele parasimpatice la nivelul cordulu- intoxicaia cu pesticide (inhibarea acetilcolinesterazei si colinesterazei)

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.1 ENZIMELE PLASMATICE FUNCTIONALEColinesteraza serica

Scaderea progresiva a pseudocolinesterazei i a albuminei sugereaza afectare hepatica ireversibila.

Studiile statistice au aratat c valoarea serica colinesterazei se coreleaza cu nivelul proteinemiei, mai ales al albuminemiei i cu cel al protrombinei.

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR

6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE

Enzime care nu prezinta functii fiziologice in plasma (sunt denumite si proteine extrinseci).Se gasesc in plasma in concentratii mult mai mici decat concentratia lor din tesuturi.In multe cazuri plasma este deficitara in cofactori necesari pentru activarea optima a acestor enzime.Prezenta lor in plasma poate fi explicata prin: 1.reinnoirea tesuturilor prin diviziune celulara 2.modificari ale permeabilitatii celulare: - aparitia unor perturbari a proceselor energetice celulare (citokine, acidoza si sepsis) asupra membranei celulare, determina scaderea concentratiei de ATP din celule si se repercuta asupra permeabilitatii membranei celulare; - aceasta explica cresterea nivelului plasmatic al unor enzime (ex.: creatinkinaza) n cursul efortului fizic intens; 3.distructie celulara (citoliza) 4.obstructie

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele excreto-secretoriiSunt sintetizate la nivelul unui organ (ex: pancreas) si au actiune la distanta (ex: la nivelul tubului digestiv).Se secreta in cantitati ridicate si sunt eliminate rapid si complet, prin canalele excretoare.Activitatea enzimatica creste cand: - calea de excretie este blocata - rata de producere este crescutaIn afectiuni pancreatice activitatea plasmatica a enzimelor secretorii este crescuta (exista depozite la nivelul pancreasului, din care enzimele se elibereaza in functie de prezenta unor stimuli digestivi alimentari).Exemple: amilaza pancreatica (scindeaza carbohidratii) lipaza (scindarea trigliceridelor) tripsina (scindarea proteinelor)pepsinogenul (scindarea proteinelor)

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele excreto-secretoriiAmilaza sericaValori normale: 25-125 UI/lLocalizare: saliva, pancreas, ficat, intestin subtire si in cantitati mici, in organele genitaleRol: catalizeaza degradarea hidrolitica poli- si oligozaharidelorStructura : doua forme izoenzimatice principale: - amilaza salivara (60% din amilaza serica normala) - amilaza pancreatica(40% din amilaza serica normala)Valori crescute pancreatita acuta: - creste la 3-6 ore de la debutul afectiunii (aparitia durerii) - atinge un nivel maxim la 20-30 de ore si se normalizeaza dupa 2-8 zile - poate creste pana la 30-40 de ori peste valoarea normala (pancreatita acuta cu necroza extinsa)

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele excreto-secretoriiLipaza sericaValori normale: 20-160 UI/lLocalizare: pancreasRol: in prezenta sarurilor biliare, transforma grasimile in acizi grasi si glicerolStructura: nu are izoenzimeValori crescute pancreatita acuta: -creste la 3-6 ore, atinge un nivel maxim la 24 ore de la debutul afectiunii si poate persista pana la 2 saptamani - specificitate mai mare pentru pancreas decat amilaza - nivelurile crescute persistente peste 3 saptamani reflecta prezenta de complicatii (pseudochist) sau neoplasm pancreaticCresterile amilazemiei si lipazemiei sunt concomitente si se asociaz cu cresterea nivelului urinar al acestor enzime.

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele excreto-secretoriiValori crescute amilaza si lipaza serice:1. Afectiuni pancreatice:afectiuni de tip inflamator - cresterea activitatii plasmatice enzimatice prin cresterea permeabilitatii membranelor celulare;

afectiuni de tip necrotic (pancreatita necrotica, fibroza pancreatica, pancreatita cronica, neoplasm de pancreas) - cresterea activitatii plasmatice enzimatice prin liza celulara

afectiuni de tip obstructiv (obstructia canalelor pancreatice prin litiaza, neoplazie, parazitoza, compresiuni diverse etc.) - cresterea presiunii in canalele respective, cu deversarea enzimelor la polul vascular, cu cresterea nivelului lor plasmatic

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele excreto-secretoriiValori crescute amilaza si lipaza serice:2. Alte afectiuni:ulcer gastric penetrant in pancreas (inflamatie si liza celulara);infarct mezenteric (ischemie cu modificarea permeabilitatii celulare sau necroza celulara);sarcina extrauterina rupta (exista amilaze si la nivelul trompelor);medicamente care determina spasm al sfincterului Oddi (ex: opiacee, corticosteroizi);postmanevre instrumentale (ex: gastroscopie, ERCP=colangiopancreatografie retrograda endoscopica);tulburarile eliminarii renale a amilazei pancreatice: macroamilazemia (amilaza se poate combina cu Ig G sau Ig A => macroamilazele care nu pot traversa membrana glomerulara)

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.2 Enzimele celulareEnzime sintetizate in celule, unde indeplinesc un rol activAjung in plasma prin modificarea permeabilitatii membranei celulare sau prin distructie celulara (citoliza)Unele au specificitate pentru un anumit tip de tesut deci modificarea activitatii lor plasmatice poate orienta asupra sediului de organ al unei leziuniExemple:- Lactatdehidrogenaza LDH;- Creatinkinaza - CK;- Troponina, - Aspartat aminotransaminaza - AST;- Alanin aminotransaminaza ALT;- Gama glutamiltranspeptidaza GGT;

- Fosfatazele alcaline- Leucinaminopeptidaza LAP;- 5 Nucleotizada - 5 NT;- Fosfatazele acide6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.2 Enzimele celulareLactatdehidrogenaza (LDH)Valori normale serice: 100-190 U/LLocalizare strict intracitoplasmatica (n majoritatea celulelor cord, ficat, rinichi, muschi scheletici, eritrocit, creier, plaman)

Rol:enzima a glicolizei, care catalizeaza reactia reversibila piruvat-lactat

http://proteopedia.org/wiki/index.php/User:Kelly_Roark/Sandbox1

226.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.2 Enzimele celulareLactatdehidrogenaza (LDH)

Structura moleculei LDH = tetramer format din doua tipuri de lanturi polipeptidice: tip H (heart - sintetizat predominant in miocard); tip M (muscle sintetizat predominant in muschiul scheletic si ficat)

Combinarea celor doua tipuri de lanturi sub forma unui tetramer - cinci tipuri de izoenzime:

LDH 1 = 4 lanturi de tip HLDH 2 = 3 lanturi de tip H si 1 lant de tip MLDH 3 = 2 lanturi de tip H si 2 lanturi de tip MLDH 4 = 1 lant de tip H si 3 lanturi de tip MLDH 5 = 4 lanturi de tip M

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.2 Enzimele celulareLactatdehidrogenaza (LDH)Valori crescute:arata o liza celulara, fara a ne putea orienta pentru localizarea leziuniiafectiuni cardiace - LDH total crescut prin cresterea LDH1 si LDH2 (LDH1>LDH2);afectiuni hematologice - LDH total crescut prin cresterea LDH1 si LDH2 (LDH11,3) sugereaza afectiune cardiaca scazut ( se numesc fosfataze alcaline

Structura: trei tipuri de izoenzime:

- hepatobiliare - sintetizate de celulele canaliculelor biliare si hepatocite; se elimina prin bila

- osoase - sintetizate de osteoblasti

- intestinala sintetizate de celulele intestinale

Exista si fosfataza alcalina placentara sintetizata tranzitor de placenta in timpul sarcinii

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.2 Enzimele celulare

Fosfatazele alcaline

Valori crescute:

1. fosfatazele alcaline hepatobiliare: - sindromul de colestaza - tumorile hepatice

2. fosfatazele alcaline osoase: in afectiuni caracterizate prin activitate osteoblastica:

- tumori osteoblastice, - metastaze (in neoplasmul de prostata, de san), - perioada de crestere, - rahitism, - boala Paget a osuluiIn aceste afectiuni fosfataza alcalina este crescuta pe seama izoenzimelor osoase si nu sunt insotite de cresteri ale celorlalte enzime de colestaza (GGT, 5 NT, LAP)

3. fosfatazele alcaline intestinale: in afectiuni ulcerative sau ischemice intestinale

4. fosfataza alcalina placentara: dozabila la mama in cursul sarcinii

Boala Paget a osului apare mai frecvent la barbati fata de femei, cu varsta > 50 ani; se caracterizeaza prin prezenta de osteoblaste hiperactive ce determina formare osoasa in exces osul format este de calitate scazuta si predispune la fracturi

LeucinaminopeptidazaValori normale: < 200 UI/L (sange)Localizare: -in special , la nivelul sistemului hepatobiliar, - in mai mica masura in pancreas, rinichi, intestin, placentaRol: proteaza ce elibereaza aminoacizii situati la capatul N-terminal al diferitelor proteine si polipeptide (reactioneaza in special cu reziduurile de leucina);

Valori crescute : in afectiunile hepatobiliare insotite de colestazaSe dozeaza impreuna cu fosfataza alcalina pentru a infirma sau confirma originea hepatica a fosfatazei alcaline.Spre deosebire de fosfataza alcalina, leucinaminopeptidaza nu creste in afectiunile osoase.

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele celulare

5-NucleotidazaValori normale: 0,3 - 3,2 unitati Bodanski (UB) (neinfluentate de sex sau rasa)

Localizare : - in ficat (in special la nivelul membranelor plasmatice ale canaliculelor biliare si ale capilarelor sinusoide); - intestin, creier, inima, vase de sange si pancreasul endocrin;

Rol: catalizeaza hidroliza fosfatului esterificat la carbonul 5 al ribozei si dezoxiribozei din nucleotide;

Valori crescute: in afectiunile hepatobiliare insotite de colestaza

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele celulareFosfatazele acide

Valori normale: Fosfataza acida totala - 0,1-0,9 unitati Bodanski (UB) sau - 2-5 unitati King-Armstrong (UKA) - 4,5 -13,5 UI Fosfataza acida prostatica = 0,04 - 3,6 UI

Localizare: - se afla la nivelul majoritatii organelor, - in principal, la nivelul prostatei, oaselor, ficatului, splinei, rinichilor, elementelor figurate sangvine si glandelor endocrine

Rol: catalizeaza hidroliza fosfatilor organici la pH alcalin (pH=4,6) => se numesc fosfataze acide Structura: exista mai multe tipuri de izoenzime (mai importante, prostatice si osoase) Fosfataza acida se formeaza in special, la nivel prostatic sub influenta hormonilor androgeni

6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele celulare6.CLASIFICAREA FUNCTIONALA A ENZIMELOR 6.2 ENZIMELE PLASMATICE NEFUNCTIONALE6.2.1 Enzimele celulareFosfatazele acideValori crescute: - patologie prostatica (liza celulara ): - carcinom de prostata - manopere medicale (palparea, cistoscopia, cateterism) - metastaze osoase ale cancerelor (liza celulara): - colon - mamar - cortico-suprarenal - pulmonar - embolii pulmonare (distrugere plachetara) - procese trombotice extensive (distrugere plachetara)

BIBLIOGRAFIE SELECTIVAMosbys Manual of Diagnostic and Laboratory Tests, Kathleen Deska Pagana, Timothy j. Pagana, Elsevier, third edition.Analize de laborator si alte explorari diagnostice, Editura MedicArt, 2007.Oxford Handbook of Clinical and Laboratory Investigation, Drew Provan, Oxford University Press, third edition, 2010.Differential Diagnosis by Laboratory Medicine , a quick reference for physicians, Marks V., Cantor Th., Mesko D., Pullman R., Nosalova Gabriela , Springer, 2002.Fiziopatologie - Note de curs si lucrari practice, Daniela Adriana Ion.Compendiu de fiziopatologie speciala, Badescu M., Ciocoiu M. , Editura Pim, 2001.Curs de Fiziopatologie Generala , Marcela Dinu, Veronica Colev , Magda Badescu, editia a III-a, litografia I.M.F. Iasi, 1988.Pathologic basis of disease ,Cotran R.S., Kumar V., Collins T., eighth edition, Saunders Elservier, 2010.Essential Pathology, Rubin E., Farber J.L., third edition. Emanuel Rubin, Lippincott Williams & Wilkins, 2001.Interpretarea testelor de diagnostic, Jaques Wallach, editia a VIIa, Editura Stiintelor Medicale, 2007.Denisa Mihele. Biochimie clinica. Editia aII-a. Editura medicala. Bucuresti, 2010.