Γαλακτική αφυδρογονάση

Η γαλακτική αφυδρογονάση, ή γαλακτική δεϋδρογενάση (αγγλ. Lactate Dehydrogenase - LDH) είναι κυτταροπλασματικό ένζυμο που καταλύει την αντιστρεπτή μετατροπή του γαλακτικού οξέος σε πυροσταφυλικό οξύ, εντός του κύκλου της γλυκόλυσης. Το ένζυμο απαντάται σε πολλούς ιστούς, με τις μεγαλύτερες συγκεντρώσεις να εντοπίζονται στο μυοκάρδιο, τους νεφρούς, το ήπαρ και τους σκελετικούς μύες. Σε μικρότερες ποσότητες υπάρχει στα ερυθρά αιμοσφαίρια, το πάγκρεας, τον εγκέφαλο και τους πνεύμονες.

Η συγκέντρωση του ενζύμου στους ιστούς είναι περίπου 500 φορές υψηλότερη απ’ αυτή του ορού, και συνεπώς, κάθε καταστροφή κυττάρων στους παραπάνω ιστούς συνοδεύεται από σημαντική αύξηση των επίπεδων της γαλακτικής αφυδρογονάσης στον ορό του αίματος που δυστυχώς λόγω της ευρείας κατανομής στον οργανισμό, η μέτρησή της αποτελεί ένα μη ειδικό δείκτη κυτταρικής βλάβης.

Η χημεία της LDH
Η μεγαλύτερη ποσότητα του παραγόμενου πυροσταφυλικού οξέος εισέρχεται στα μιτοχόνδρια του κυττάρου και μεταβολίζεται στον κύκλο των τρικαρβοξυλικών οξέων (κύκλος Krebs) προς παραγωγή CO2, H2O και επιπρόσθετης ενέργειας. Σε συνθήκες φυσιολογικής οξυγόνωσης του κυττάρου, μικρό μόνο μέρος του παραγόμενου πυροσταφυλικού οξέος μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ με την καταλυτική δράση της γαλακτικής αφυδρογονάσης (LDH).

Το παραγόμενο, από το μεταβολισμό του πυροσταφυλικού οξέος, γαλακτικό οξύ μεταφέρεται κυρίως στο ήπαρ και τους νεφρούς, όπου υφίσταται περαιτέρω μεταβολισμό. Στο ήπαρ, το γαλακτικό οξύ επαναμετατρέπεται σε πυροσταφυλικό οξύ με τη δράση της γαλακτικής αφυδρογονάσης (LDH). Το 80% του παραγόμενου πυροσταφυλικού οξέος εισέρχεται στα μιτοχόνδρια και με την καταλυτική δράση της πυροσταφυλικής αφυδρογονάσης (PDH) μετατρέπεται σε ακετυλο-CoA και εισέρχεται στον κύκλο του Krebs. Το υπόλοιπο ποσοστό καταλήγει στην παραγωγή γλυκόζης με το μηχανισμό της νεογλυκογένεσης.

Παθοφυσιολογία
Αυξημένα επίπεδα LDH στον ορό έχουν παρατηρηθεί σε ποικιλία παθολογικών καταστάσεων. Τα υψηλότερα επίπεδα παρατηρήθηκαν σε ασθενείς με μεγαλοβλαστική αναιμία, διάχυτο καρκίνωμα και καταπληξία. Μέτρια αύξηση παρατηρείται σε μυϊκές διαταραχές, νεφρωσικό σύνδρομο και κίρρωση. Ελαφρά αύξηση στη δραστικότητα της LDH έχει αναφερθεί σε περιπτώσεις εμφράγματος του μυοκαρδίου ή πνευμονικής εμβολής, λευχαιμίας, αιμολυτικής αναιμίας και μη ιογενούς ηπατίτιδας. Η μέθοδος που περιγράφεται εδώ έχει προκύψει από το παρασκεύασμα που συνέστησε η IFCC, και έχει βελτιωθεί ως προς την απόδοση και τη σταθερότητα.

Μέθοδος υπεριώδους φωτός
L-γαλακτικό + NAD+ → πυροσταφυλικό + NADH + H+

Η γαλακτική αφυδρογονάση καταλύει τη μετατροπή του γαλακτικού οξέος σε πυροσταφυλικό οξύ. Το NAD+ ανάγεται σε NADH κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Η αρχική ταχύτητα σχηματισμού του NADH είναι ευθέως ανάλογη της καταλυτικής δραστικότητας της LDH και προσδιορίζεται μετρώντας την αύξηση της απορρόφησης στα 340 nm.
Υπολογισμός: Ο αναλυτής υπολογίζει αυτόματα τη συγκέντρωση της αναλυόμενης ουσίας κάθε δείγματος. συντελεστής μετατροπής: U/L x 0,0167 = µkat/L.

Ισοένζυμα LDH
Τα αποτελέσματα από την ηλεκτροφόρηση των ισοενζύμων της γαλακτικής αφυδρογονάσης ερμηνεύονται μόνο σε συσχετισμό με την κλινική εικόνα του ασθενούς. Με την ηλεκτροφόρηση διακρίνονται 5 ισοένζυμα που έχουν τα δικά τους φυσικά χαρακτηριστικά και ηλεκτροφορητικές ιδιότητες που εξαρτώνται από τον αριθμό των υπομονάδων Η (Heart) και Μ (Muscle) που περιέχουν. Τα ισοένζυμα της LDH είναι τα: LDH-1 (H4), LDH-2 (H3M), LDH-3 (H2M2), LDH-4 (HM3) και LDH-5 (M4). Με την ηλεκτροφόρηση αυξάνεται η διαγνωστική αξία της εξέτασης επειδή επιτυγχάνεται η διάκριση της ιστικής προέλευσης των ισοενζύμων.
Η LDH-1: (Τιμές αναφοράς: 17 - 27%) και LDH-2 (Τιμές αναφοράς: 28 - 38%) βρίσκονται κυρίως στην καρδιά, και στα ερυθρά αιμοσφαίρια, και σε μικρότερες ποσότητες στο φλοιό του εγκεφάλου και στους νεφρούς.
Η LDH-3 (Τιμές αναφοράς: 19 - 27%) βρίσκεται, κυρίως, στους πνεύμονες, το σπλήνα, το πάγκρεας και τον πλακούντα.
Οι LDH-4 (Τιμές αναφοράς: 5 - 16%) και LDH-5 (Τιμές αναφοράς: 5 - 16%) βρίσκονται, κυρίως, στους σκελετικούς μύες, το ήπαρ και το δέρμα.

Στον ορό φυσιολογικών ατόμων ανευρίσκεται κυρίως LDH-2 και σε μικρότερο βαθμό LDH-1. Σε ασθενείς με οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου, αιμόλυση ή νέκρωση νεφρικών κυττάρων αυξάνεται κυρίως η LDH-1 με αποτέλεσμα η συγκέντρωση της LDH-1 να είναι μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση της LDH-2. Η σχέση αυτή είχε χρησιμοποιηθεί παλαιότερα στην εκτίμηση του οξέος εμφράγματος του μυοκαρδίου. Σήμερα για τη διάγνωση του οξέος εμφράγματος του μυοκαρδίου χρησιμοποιούνται CK, CK-MB και τροπονίνη Ι και Τ.  Αύξηση της ολικής LDH με φυσιολογική κατανομή των ισοενζύμων μπορεί να παρατηρηθεί σε έμφραγμα του μυοκαρδίου, χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια και ηπατικές νόσους.

Αναλυτική Παθογένεια - Πιθανές Ερμηνείες Παθολογικών Τιμών

Αύξηση 
Αύξηση τιμών έχουμε σε: Αλκοολισμό, αναιμία (αιμολυτική, μεγαλοβλαστική, κακοήθης, λόγω έλλειψης φυλλικού οξέος), ανοξία, εγκαύματα (ηλεκτρικά, θερμικά), καρκίνος, καρδιομυοπάθεια, αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο, κίρρωση, συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια (με έμφραγμα του μυοκαρδίου), σπασμοί, τρομώδες παραλήρημα, αρρυθμία (κοιλιακή), ηπατικό νεόπλασμα, ηπατίτιδα (οξεία, τοξική), υποθυρεοειδισμός, λοιμώδης μονοπυρήνωση, ενδοκαρδιακές προσθετικές βαλβίδες, ίκτερος (αποφρακτικός), γαλακτική οξέωση, λευχαιμία (κοκκιοκυτταρική, οξεία), λέμφωμα, ελονοσία, μονοπυρήνωση, μυϊκή δυστροφία, έμφραγμα του μυοκαρδίου, μυξοίδημα, νεφρεκτομή, νεφρίτιδα, νεφρωσικό σύνδρομο, ωοθηκικό δυσγερμίνωμα, πόνος (μυών και των οστών), περιτονίτιδα, φαιοχρωμοκύτωμα, πνευμονία από Pneumocystis carinii, πολυμυοσίτιδα, πνευμονική εμβολή, πνευμονικό έμφρακτο, νεφρικό έμφρακτο, νεφρική λοίμωξη, νεφρική κακοήθεια, δρεπανοκυτταρική αναιμία, σοκ, νέκρωση των σκελετικών μυών, σπληνομεγαλία, στεατόρροια, σύνδρομο τοξικού σοκ, τραύμα, όγκοι (κακοήθης), ελκώδης κολίτιδα.

Φάρμακα
αναισθητικά, υδροχλωρική χλωροπρομαζίνη, κλοφιβράτη, κωδεΐνη, δικουμαρόλη, αιθυλική αλκοόλη (αιθανόλη), φλοξουριδίνη, φθορίδια, ιμιπραμίνη, ανθρακικό λίθιο, λοραζεπάμη, μεπεριδίνη, μεθοτρεξάτη, τρυγική μετοπρολόλη, μιθραμυκίνη, μορφίνη και άλλα αναλγητικά ναρκωτικά, νιασίνη, νιφεδιπίνη, νιτροφουραντοΐνη, υδροχλωρική προκαϊναμίδη, προποξυφαίνιο, προπρανολόλη, κινιδίνη, σουλφοναμίδες, θυρεοειδικές ορμόνες.

LDH και καρκίνος 
Η LDΗ συνδέθηκε με τις κακοήθεις νόσους από τις παρατηρήσεις του Warburg το 1923, ο οποίος παρατήρησε αύξηση της αναερόβιας γλυκολύσεως στους όγκους. Σήμερα το φαινόμενο αποδίδεται στην αύξηση του ρυθμού πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων και την ανισομέρεια παροχής οξυγόνου και των απαιτήσεων αυτής στα σημεία της αποδιοργανωμένης αναπτύξεως. Η συγκέντρωση του ενζύμου είναι δυνατόν να αυξηθεί έως και 40 φορές πάνω από το φυσιολογικό στον ορό ασθενών με εκτεταμένο πρωτοπαθή ή μεταστατικό ενδοκοιλιακό ή ενδοθωρακικό όγκο. Αντίθετα σε ασθενείς με εντοπισμένους όγκους τα επίπεδα της LDΗ είναι συχνά φυσιολογικά. Στην νόσο του Hodgkin παρατηρείται εντυπωσιακή αύξηση των επιπέδων της LDΗ ορού, στην οξεία μυελοβλαστική λευχαιμία μέτρια αύξηση, ενώ στην λεμφοκυτταρική τα επίπεδα της LDΗ παραμένουν φυσιολογικά, εκτός αν συνυπάρχει αιμόλυση. 
Τα ελαττωμένα επίπεδα της γαλακτικής αφυδρογονάσης είναι άνευ κλινικής σημασίας (η μείωση των αυξημένων όμως επιπέδων της LDH σχετίζεται με καλή απόκριση στην θεραπεία στην περίπτωση καρκίνου).

Παραπομπές

Ένζυμα