ЛДХ: ФУНКЦИЈЕ, ОДРЕЂИВАЊЕ, РЕАКЦИЈА, НОРМАЛНЕ ВРЕДНОСТИ - БИОЛОГИЈА

Лактат дехидрогеназа , млечна киселина дехидрогеназа, лактат дехидрогеназе зависна о НАД или једноставно ЛДХ је ензим који припада групи Оксидоредуктазе практично у свим животињским ткивима, биљака и многи микроорганизама као што су бактерије, квасаца , и Арцхаеа .

Ензими ове врсте означени су бројем ЕЦ 1.1.1.27 Одбора за ензимску номенклатуру и задужени су за реакцију која претвара лактат у пируват (оксидацијом) и обрнуто (редукцијом), оксидацију или смањење никотинамид аденинских динуклеотида ( НАД + и НАДХ) у процесу познатом као млечна ферментација.

Кристална структура лактатне дехидрогеназе Б (Извор: Бцндоие виа Викимедиа Цоммонс)

За разлику од алкохолне ферментације, која се јавља само код неких микроорганизама, попут квасца и који користи гликолитични пируват за производњу етанола, млечна ферментација се одвија у многим организмима и телесним ткивима различитих живих бића.

Овај важан ензим за ћелијски метаболизам кристализован је из скелетних мишића штакора током четрдесетих година прошлог века, а до данас су најбоље окарактерисани скелетни мишићи и срчано ткиво сисара.

Код "виших" животиња ензим користи Л изомер лактата (Л-лактат) за производњу пирувата, али неке "ниже" животиње и бактерије производе Д-лактат из пирувата добијеног гликолизом.

Лактат дехидрогеназа се обично експримира углавном у ткивима или ћелијама под анаеробним условима (са слабим снабдевањем крвљу), што код људи, на пример, може да карактерише патолошка стања попут рака, јетре или стања срца.

Међутим, претворба пирувата у лактат типична је за мишиће током вежбања и рожницу ока, која је слабо оксигенизована.

Карактеристике

Лактат дехидрогеназа служи више функција у многим метаболичким путевима. То је центар осјетљиве равнотеже између катаболичких и анаболичких угљених хидрата.

Током аеробне гликолизе, пируват (последњи продукт пута сам по себи) може се користити као супстрат ензимске комплекса пируват дехидрогеназе, којим се декарбоксилира, ослобађајући молекуле ацетил-ЦоА који се користе, низ метаболизам, у Кребсов циклус.

У анаеробној гликолизи, напротив, последњи корак гликолизе ствара пируват, али то лактат дехидрогеназа користи за производњу лактата и НАД ⁺ , чиме се обнавља НАД ⁺ који је коришћен током реакције катализиране глицералдехидом 3- фосфат дехидрогеназа.

Како је током анаеробиозе главни извор производње енергије у облику АТП-а гликолиза, лактат дехидрогеназа има кључну улогу у поновном оксидацији НАДХ произведеног у претходним корацима гликолитичког пута, неопходним за функционисање других сродних ензима.

Лактат дехидрогеназа је такође укључена у гликогенезу која се одвија у ткивима која претварају лактат у гликоген, а у неким аеробним ткивима попут срца, лактат је гориво које се поново оксидује да би се произвела енергија и смањила снага у облику АТП-а и НАД ⁺ , респективно.

Карактеристике и структура

У природи постоји више молекуларних облика лактатне дехидрогеназе. Само код животиња утврђено је да постоји пет активности лактатне дехидрогеназе, све тетрамеричне и у основи састављене од две врсте полипептидних ланаца познатих као Х и М подјединице (које могу бити хомо- или хетеротетрамерне).

Х облик се обично налази у срчаном ткиву, док је М облик откривен у скелетном мишићу. Оба ланца се међусобно разликују по обиљу, саставу аминокиселина, кинетичким својствима и структурним својствима.

Х и М облици су транслациони производ различитих гена, који се евентуално налазе на различитим хромозомима, а који су такође под контролом или регулацијом различитих гена. Х облик доминира у ткивима са аеробним метаболизмом, а М облик у анаеробним ткивима.

Друга врста номенклатуре користи слова А, Б и Ц за различите врсте ензима и код сисара и код птица. Тако мишић лактат дехидрогеназе је познат као ₄ , срчани као Б ₄ , а трећи се зове Ц ₄ , која је специфична за тестиса.

Експресија ових изоензима је регулисана како од развоја, тако и од ткива.

Ензим је изолован из различитих животињских извора и утврђено је да његова тетрамерна структура има просечну молекулску масу од око 140 кДа и да се место везивања за НАДХ или НАД ⁺ састоји од β пресавијеног лима састављеног од шест ланаца и 4 алфа хеликоптере.

Одлучност

Спектрофотометријом

Активност лактат-дехидрогеназе животињског порекла одређује се спектрофотометријски ин витро мерењем промене боје захваљујући редокс-редокс процесу који се одвија током реакције претворбе пирувата у лактат.

Мерења се раде на 340 нм спектрофотометром и одређује се брзина оптичке густине услед оксидације или „нестанка“ НАДХ, која се претвара у НАД ⁺ .

Односно, одређена реакција је следећа:

Пирувате + НАДХ + Х ⁺ → Лактат + НАД ⁺

Ензимско мерење мора се извршити у оптималним условима пХ и концентрације супстрата за ензим, тако да не постоји ризик од потцењивања количине присутне у узорцима услед недостатка супстрата или због екстремних услова киселости или базичности.

Помоћу имунохистохемије

Друга метода, можда мало модернија, за одређивање присуства лактат дехидрогеназе има везе са употребом имунолошких алата, односно са употребом антитела.

Ови поступци користе предност афинитета између везивања антигена са антителом посебно генерисаним против њега и врло су корисни за брзо одређивање присуства или одсуства ензима као што је ЛДХ у одређеном ткиву.

Зависно од сврхе, антитела која се користе морају бити специфична за детекцију било ког изоензима или било ког протеина са активношћу лактат дехидрогеназе.

Зашто одредити лактат дехидрогеназу?

Одређивање овог ензима врши се у различите сврхе, али углавном за клиничку дијагнозу неких стања, укључујући инфаркт миокарда и рак.

На ћелијском нивоу, ослобађање лактатне дехидрогеназе сматра се једним од параметара за утврђивање појаве некротичних или апоптотских процеса, јер плазма мембрана постаје пропусна.

Производи реакције коју катализује такође се могу одредити у ткиву како би се утврдило да ли анаеробни метаболизам доминира из неког одређеног разлога.

Реакција

Као што је у почетку поменуто, ензим лактат дехидрогеназа, чији је систематски назив (С) -лактат: НАД ⁺ дехидрогеназа, катализује претворбу лактата у пируват на зависан начин од НАД ⁺ , или обрнуто, што се догађа захваљујући преносу хидридни јон (Х ^- ) из пирувата у лактат или из НАДХ у оксидовани пируват.

Шема и механизам реакције лактатне дехидрогеназе (Извор: Јаззлв путем Викимедиа Цоммонс)

НАД ⁺ има АДП јединицу и другу нуклеотидну групу добијену из никотинске киселине, која се такође назива ниацин или витамин Б3 _, а овај коензим учествује у вишеструким реакцијама од великог биолошког значаја.

Важно је нагласити да је равнотежа у поменутој реакцији помакнута према лактатној страни и показано је да је ензим такође способан да оксидира друге (С) -2-хидроксимонокарбоксилне киселине и користи, иако мање ефикасно, НАДП ⁺ као супстрат.

У зависности од тела која се разматра и истовремено од његових метаболичких карактеристика у односу на присуство или одсуство кисеоника, ткива производе различите количине лактата, продукта реакције коју катализује ЛДХ.

Ако узмете у обзир, на пример, црвена крвна ћелија (еритроцит) којој недостају митохондрије које могу метаболизирати пируват настао током гликолизе у ЦО ₂ и воду, онда би се могло рећи да су то главне ћелије које производе лактат у људском телу, пошто да се сав пируват претвара у лактат лактат дехидрогеназом.

С друге стране, ако се узму у обзир ћелије јетре и ћелије скелетног мишића, оне су одговорне за производњу минималне количине лактата, јер се он брзо метаболише.

Нормалне вредности

Концентрација лактат дехидрогеназе у серуму у крви резултат је експресије неколико изоензима у јетри, срцу, скелетном мишићу, еритроцитима и туморима.

У крвном серуму нормални распони активности лактат дехидрогеназе су између 260 и 850 У / мл (јединице по милилитру), чија је просечна вредност 470 ± 130 У / мл. У међувремену, хемолизати у крви имају активност ЛДХ која варира између 16.000 и 67.000 У / мл, што је еквивалентно просеку 34.000 ± 12.000 У / мл.

Шта значи имати висок ЛДХ?

Квантификација концентрације лактатне дехидрогеназе у крвном серуму има важну вредност у дијагностици неких болести срца, јетре, крви, па чак и карцинома.

Пронађени су високи нивои ЛДХ активности код пацијената са инфарктом миокарда (експерименталним и клиничким), као и код пацијената оболелих од рака, нарочито код жена са карциномом ендометрија, јајника, дојке и материце.

У зависности од одређеног изозима који се налазе у „вишку“ или високој концентрацији, многи лекари користе квантификацију изоензима лактат дехидрогеназе за утврђивање оштећења ткива (тешког или хроничног).

Референце

Бергмеиер, Х., Бернт, Е. и Хесс, Б. (1961). Лактична дехидрогеназа. Методе ензимске анализе. Верлаг Цхемие, ГмбХ.
Цхунг, Ф., Тсујубо, Х., Бхаттацхарииа, У., Схариеф, Ф., & Ли, С. (1985). Геномска организација гена хумане лактат дехидрогеназе-А. Биоцхемицал Јоурнал, 231, 537-541.
Де Бецкер, Д. (2003). Млечна ацидоза. Интензивна нега МЕд, 29, 699–702.
Еверсе, Ј., и Каплан, Н. (1973). Лактатне дехидрогенезе: структура и функција. Напредак ензимологије и сродна подручја молекуларне биологије (стр. 61–133).
Фок, СИ (2006). Људска физиологија (9. изд.). Њујорк, САД: МцГрав-Хилл Пресс.
Хуијген, Х., Сандерс, ГТБ, Костер, РВ, Вреекен, Ј., и Боссуит, ПММ (1997). Клиничка вредност лактатне дехидрогеназе у серуму: квантитативни преглед. Еур Ј Цлин Цхем Цлин Биоцхем, 35 (8), 569–579.
Одбор за номенклатуру Међународне уније за биохемију и молекуларну биологију (НЦ-ИУБМБ). (2019). Преузето са ввв.кмул.ац.ук/сбцс/иубмб/ензиме/индек.хтмл
Равн, ЈД (1998). Биохемија. Бурлингтон, Масачусетс: Неил Паттерсон Публисхерс.
Усатегуи-Гомез, М., Вицкс, РВ и Варсхав, М. (1979). Имунохемијско одређивање срчаног изоензима лактат дехидрогеназе (ЛДХ1) у људском серуму. Цлин Цхем, 25 (5), 729-734.
Вроблевски, Ф. и Ладуе, ЈС (1955). Активност млечне дехидрогеназе у крви. Експериментална биологија и медицина, 90, 210–215.

ЛДХ: ФУНКЦИЈЕ, ОДРЕЂИВАЊЕ, РЕАКЦИЈА, НОРМАЛНЕ ВРЕДНОСТИ - БИОЛОГИЈА - 2025