Enzime plasmatice cu valoare diagnostică

Determinarea nivelului unor enzime plasmatice constituie un instrument important în diagnosticarea, prognosticul și evaluarea răspunsului terapeutic în diferite afecțiuni.

Enzimele sunt biocatalizatori care cresc foarte mult viteza reacțiilor fiziologice, prin scăderea cantității de energie necesară activării reactanților inițiali (substraturi). Astfel, creşte procentul de molecule de substrat care au suficientă energie pentru a reacționa [1].
Anumite enzime sunt prezente în orice moment în circulația sanguină, îndeplinind o funcție fiziologică bine definită. Se numără printre acestea colinesteraza serică, lipoproteinlipaza, sau enzimele şi proenzimele coagulării şi ale fibrinolizei. Numeroase alte enzime, cum ar fi transaminazele, lactat dehidrogenaza, gama-glutamil transpeptidaza, fosfataza alcalină sau fosfataza acidă, sunt denumite enzime nefuncționale, deoarece nu au în sânge niciun rol fiziologic cunoscut. Nivelul acestora creşte în plasmă în urma deteriorării sau necrozei țesuturilor şi de aceea sunt considerate markeri ai leziunii tisulare. Datorită înaltei lor specificități, pot furniza informații despre identitatea celulei deteriorate şi amploarea leziunii.

Transaminazele – Alaninaminotransferaza/Transaminaza glutamat piruvică (ALT/TGP) şi Aspartataminotransferaza/Transaminaza glutamat oxalacetică (AST/TGO) sunt enzime implicate atât în biosinteza, cât şi în degradarea aminoacizilor. Au drept coenzimă piridoxal-5 fosfatul (forma metabolic activă a vitaminei B6). În deficitul de vitamină B6, nivelul reacțiilor de transaminare scade, precum şi activitatea plasmatică a acestor enzime [1, 2].
ALT catalizează transferul reversibil al grupării amino (NH2) de la un aminoacid (alanina) către α–cetoglutarat, cu formarea de acid piruvic şi glutamat. Se găseşte în principal în citosolul celulei hepatice, iar în ordine descrescătoare a concentrației, în rinichi, miocard, muşchi scheletici şi pancreas [2].
Valorile ALT cresc de până la 20-100 de ori valoarea normală în cazul hepatitelor acute virale şi toxice. În cazul hepatitelor acute cu virus A, creşterea ALT precede cu două săptămâni instalarea icterului, cu normalizarea valorilor după circa 3 săptămâni, iar în cazul hepatitelor virale cu virus B sau C, valoarea ALT prezintă creşteri şi scăderi imprevizibile, cu revenirea la valori aproape normale. În hepatita cronică nivelul ALT este crescut, dar mai puțin decât în hepatita acută. Creşterea rapidă şi marcată, urmată de o scădere abruptă în decurs de 12-72 ore, este caracteristică obstrucției acute a căilor biliare. În ciroza hepatică valorile ALT sunt normale sau uşor crescute (de 1-5 ori față de normal), în steatoza hepatică cresc de 2-3 ori normalul, şi, de asemenea, creşteri moderate se observă în hepatitele alcoolice, stare de şoc, arsuri severe, mononucleoză infecțioasă, leucemie limfoblastică acută la copii, infarct miocardic, insuficiență cardiacă, pancreatită acută [2].
AST catalizează transferul grupării NH2 de la aspartat către gruparea cetonică a cetoglutaratului, cu formare de acid oxalacetic. Spre deosebire de ALT, care se găseşte în principal la nivel hepatic, AST este întâlnită în mai multe țesuturi: miocard, ficat, muşchi scheletici, rinichi, pancreas, țesut cerebral, splină, astfel că este un marker mai puțin specific al funcției hepatice. La nivelul celulei hepatice, izoenzimele AST se găsesc atât în citosol, cât şi în mitocondrii. Valorile AST şi ALT cresc în aproape toate hepatopatiile, dar creşterea nivelului seric al AST apare şi în afecțiuni extrahepatice, cu precădere în infarctul miocardic şi în maladii ale muşchiului striat [1, 2].

Gama-glutamil transpeptidaza (GGT) este enzima implicată în transferul unităților de γ-glutamil de la γ-glutamilpeptide la aminoacizi sau alte peptide cu moleculă mică. Este localizată în ficat, căi biliare, pancreas, intestin, rinichi, prostată şi creier, însă enzima circulantă este exclusiv de origine hepato-biliară [1]. Creşteri patologice ale activității enzimatice se întâlnesc în colestază, hepatopatii, alcoolism, pancreatită, cancer de prostată, tratament cu fenobarbital şi anticonvulsivante. GGT constituie un marker de boală hepatobiliară la adolescenți, la care ALP este crescută fiziologic şi nu poate fi folosită pentru investigarea stării ficatului [2].

Fosfataza alcalină (ALP) hidrolizează monoesterii organici ai fosfatului în condiții de pH alcalin (pH=10). Se găseşte în orice țesut, dar țesuturile bogate în ALP sunt: osul (osteoblastele), ficatul (tractul hepatobiliar), placenta şi intestinul [1]. ALP specifică osului servește ca marker al turnover-ului osos la pacienții cu osteoporoză sau boala Paget. Creşteri patologice ale activității ALP pot avea origine hepatobiliară, şi pot apărea în ciroza biliară primitivă, carcinoame hepatice primare sau metastatice, în hepatita virală şi ciroză sau în bolile hepatice de cauză infiltrativă (sarcoidoza, tuberculoza, amiloidoza, abcese). De obicei, nivelurile crescute ale AST și ALT reflectă amploarea leziunilor hepatocelulare, în timp ce nivelurile crescute ale ALP și ale GGT indică gradul de colestază [2].

Fosfatazele acide sunt enzime larg răspândite în țesuturi, fiind întâlnite la nivel osos, hepatic, splenic, renal, în eritrocite şi trombocite. La nivelul prostatei, activitatea fosfatazei acide este de 100 ori mai mare decât în celelalte țesuturi. În cancerul prostatic, pe măsură ce tumora se extinde dincolo de capsula prostatică, celulele glandulare încep să secrete fosfataza acidă prostatică ce se descarcă în sânge, astfel că niveluri crescute ale acestei enzime sunt întâlnite în tumorile de prostată cu metastaze, în special osoase [3].

Amilaza catalizează degradarea hidrolitică a amidonului, glicogenului, poli- și oligozaharidelor cu formare de dextrine, maltoză, glucoză. Se găseşte în pancreas, glande salivare, ficat, intestin subțire, rinichi, trompe uterine şi tumori, de aceea unele tipuri de cancer, cum ar fi cancerul pulmonar, ovarian, de colon și mielomul cresc amilaza serică [1]. Valorile scăzute pot reflecta acțiunea insuficientă a insulinei, indiferent de cauză, inclusiv secreția insuficientă de insulină și/sau rezistența sistemică la insulină [4].

Colinesteraza serică (CHE) este sintetizată de ficat şi apoi secretată în plasmă. Are specificitate largă, hidrolizând esteri variați ai colinei. Constituie un indicator al unei posibile intoxicații cu insecticide organofosforice şi, de asemenea, se determină pentru a evalua funcția hepatică. Este un excelent biomarker al cirozei, cu sensibilitate și specificitate bună. Discriminează bine între ciroza decompensată și ciroza compensată, iar nivelurile scăzute pot fi considerate un marker al bolii hepatice avansate [2]. Nivelul de activitate al CHE scade semnificativ la pacienții cu șoc septic. Cercetările arată că activitatea CHE este utilă pentru diagnosticul de șoc septic în infecțiile bacteriene, dar cu toate acestea, valoarea sa prognostică este slabă [5].

Lactatdehidrogenaza (LDH) este o oxidoreductază ce participă la glicoliza anaerobă, catalizând reacția reversibilă de conversie a acidului lactic în acid piruvic. Creşteri marcate ale activității LDH pot fi observate în anemia megaloblastică, anemia pernicioasă, boala Hodgkin, neoplazii, boli cardiorespiratorii, hipotiroidism, mononucleoza infecțioasă sau alte afecțiuni inflamatorii, uremie, hipoxie, şoc sever [1].

Creatinkinaza/Creatinfosfokinaza (CK, CPK) este o enzimă implicată în metabolismul energetic, participând la menținerea unui raport optim între ADP şi ATP în celule. În miocard şi muşchii scheletici se găsesc concentrații crescute, iar concentrații mult mai mici la nivelul creierului [1]. Valorile CK cresc în infarct miocardic, tumori ale sistemului nervos central, hipotiroidie, cardiomiopatii sau distrofii musculare.

Lipaza serică hidrolizează esteri ai glicerolului, cu formare de acizi graşi şi glicerol. Pancreasul reprezintă sursa majoră a acestei enzime. În urma unei leziuni pancreatice, lipaza şi amilaza apar în circulație aproape concomitent, dar lipaza rămâne crescută o perioadă mai îndelungată (7-10 zile) [6]. Alte cauze de creştere ale valorilor lipazei (de până la de trei ori mai mult decât nivelul normal) pot fi clearance-ul redus al lipazei, cauzat de insuficiență renală; cauze hepatobiliare, gastroduodenale, intestinale și neoplazice; boli critice, inclusiv patologie neurochirurgicală; cauze diverse precum diabetul, medicamentele și infecțiile [7].

În concluzie, enzimele plasmatice rămân de importanță diagnostică, unele dintre ele fiind recunoscute ca markeri specifici anumitor boli. Studiile ultimilor ani confirmă şi lărgesc aria afecțiunilor ce pot fi detectate, precoce şi în mod neinvaziv, prin dozarea enzimelor plasmatice.

Bibliografie:

1. Miriam D. Rosenthal, Robert H. Glew. Medical biochemistry: Human metabolism in health and disease, 2009, John Wiley & Sons, Inc.
2. Daniel Iluz-Freundlich, Manna Zhang, Julia Uhanova, Gerald Y. Minuk (2020), The relative expression of hepatocellular and cholestatic liver enzymes in adult patients with liver disease, Annals of Hepatology, 19: 204–208.
3. Prosper Kanyong, Sean Rawlinson, James Davis, Immunochemical Assays and Nucleic-Acid Detection Techniques for Clinical Diagnosis of Prostate Cancer, Journal of Cancer, 2016, 7(5): 523-531.
4. Kei Nakajima, Low serum amylase and obesity, diabetes and metabolic syndrome: A novel interpretation. World J Diabetes. 2016; 7(6):112-121.
5. Mabrouk Bahloul, Najeh Baccouch, Kamilia Chtara, Mouna Turki, Olfa Turki, Chokri Ben Hamida, Hedi Chelly, Fatma Ayedi, Anis Chaari, Mounir Bouaziz, Value of Serum Cholinesterase Activity in the Diagnosis of Septic Shock Due to Bacterial Infections, Journal of Intensive Care Medicine, 2017, 32 (50): 346-352.
6. Raffaele Pezzilli, Alessandra Barassi, Gianvico Melzi d’Eril, Serum markers of myocardial damage in acute pancreatitis. A prospective time course study, Pancreatology, 2015, 15( 3):55.
7. Ahmer M. Hameed, Vincent W.T. Lam, Henry C. Pleass, Significant elevations of serum lipase not caused by pancreatitis: a systematic review, HPB, 2015, 17(2): 99-112.