OSN-SAbstraktOSN-E

LD (laktátdehydrogenáza) je buněčný enzym, vyskytující se v cytoplazmě všech buněk. Katalyzuje reverzibilní oxidaci L‑laktátu na pyruvát, jako koenzym využívá NAD⁺. Podílí se na přeměně pyruvátu na laktát v posledním kroku anaerobní glykolýzy. Vyskytuje se jako tetramer, tvořený jedním nebo dvěma různými typy podjednotek. Různá kombinace podjednotek H a M má za následek existenci pěti izoenzymů. Jednotlivé tkáně se liší jejich poměrným zastoupením. Stanovení aktivity se využívá hlavně k posouzení onemocnění myokardu, jater a hemolytických anemií.

OSN-STerminologieOSN-E

L‑laktátdehydrogenáza; systematický název: (S)‑laktát: NAD⁺ oxidoreduktáza

OSN-SSynonymaOSN-E

LD, LDH, L-laktádehydrogenasa, dehydrogenáza kyseliny mléčné

OSN-SKlasifikační kódyOSN-E

EC 1.1.1.27 (kódové číslo přiřazované enzymům Komisí pro názvosloví při Mezinárodní unii pro biochemii a molekulární biologii - IUBMB. Číslování zavedeno v roce 1961, EC = Enzyme Commission).

OSN-SOdkazy na jiné relevantní dokumenty, další informaceOSN-E

Laktátdehydrogenáza v séru

OSN-SChemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha analytuOSN-E

Enzym, vyskytuje se jako homo‑ nebo heterotetramer. Existují 3 typy polypeptidových řetězců, kódovaných různými geny. Nejrozšířenější jsou formy H (heart) a M (muscle), vyskytující se jako podjednotky molekuly LD v mnoha tkáních. Třetí, tzv. X forma se vyskytuje pouze ve spermiích. Kombinací podjednotek M a H, tvořících tetramer, vzniká 5 izoenzymů: LD₁ (H₄), LD₂ (H₃M), LD₃ (H₂M₂), LD₄ (HM₃) a LD₅ (M₄). Tyto izoenzymy lze odlišit elektroforeticky, k anodě se nejrychleji pohybuje LD₁, nejrychlejší katodickou pohyblivost má LD₅.

Někdy se vyskytuje také makromolekulární forma LD, jde o komplex s protilátkami IgA nebo IgG, případně IgM (M_r = 420 000 i více). Na elektroforéze se objevuje široký pás v gamma oblasti, pruh v interzóně beta/gamma nebo zvláštní pruh mezi LD₄ a LD₅.

Koenzymem laktátdehydrogenázy je NAD (nikotinamidadenindinukleotid), enzym dokáže využít i jeho fosforylovaný derivát NADP, který však účinkuje pomaleji. NAD není trvalou součástí enzymu, v oxidované nebo redukované formě se může stát koenzymem i jiných oxidoreduktáz. LD katalyzuje vratnou reakci:

L-laktát + NAD⁺ = pyruvát + NADH. Izoenzymy s převahou H podjednotek jsou schopné katalyzovat oxidaci homologického substrátu a-hydroxybutyrátu. Aktivita enzymu zvaného hydroxybutyrátdehydrogenáza tedy odpovídá H podjednotkám laktátdehydrogenázy. LD oxiduje také další (S)-2-hydroxymonokarboxylové kyseliny.

Pro mechanismus katalýzy LD je důležitý histidin. Díky SH skupinám v aktivním centru může být enzym ireverzibilně inhibován ionty těžkých kovů, např. Hg²⁺, Pb²⁺ a Cu²⁺.

OSN-SRole v metabolismuOSN-E

Podle názvosloví enzymů patří LD mezi oxidoreduktázy (1. třída enzymů, viz. EC 1.x.x.x), využívající jako donor vodíku skupinu -CH-OH (EC x.1.x.x), jehož akceptorem je NAD⁺ (EC x.x.1.x). Jejím úkolem je tedy podílet se na oxidačně-redukčních dějích v organizmu.

Katalyzuje poslední krok anaerobní glykolýzy, kdy z pyruvátu vzniká laktát, neboť přeměna L-laktátu na pyruvát je volně reverzibilní. Vznik laktátu z pyruvátu má velký význam za anaerobních podmínek, ale také v buňkách, které nemají mitochondrie (např. erytrocyty). Slouží jako reakce pro regeneraci NADH produkovaného glykolýzou. NAD⁺ tak opět může vstupovat do glykolýzy a jako koenzym se podílet na dalším odbourávání glukózy. Laktát je pak po uvolnění z buněk do krve vychytáván játry, kde je za pomoci LD opět přeměněn na pyruvát a může být využit jako substrát pro glukoneogenezi. Přeměna glukózy na laktát, probíhající v periferních tkáních, následovaná v játrech přeměnou laktátu zpět na glukózu se nazývá Coriho cyklus.

V případě tkáňové hypoxie, kdy vzniká velké množství laktátu, dochází k rozvoji tzv. metabolické acidózy.

OSN-SZdroj (syntéza, příjem)OSN-E

Syntéza proteinové molekuly LD probíhá na ribozómech v cytoplazmě mnoha buněk. Gen kódující polypeptidový řetězec M (LDHA) se nachází na 11. chromozomu. Produktem je protein o 331 aminokyselinách (M_r = 36 557). Podjednotka H je kódována na 12. chromozómu (gen LDHB), řetězec má 333 aminokyselin (M_r = 36 507). Řetězec X je kódován genem na 11. chromozómu (LDHC), má 331 aminokyselin (M_r = 36 166).

Koenzym NAD je derivát vitaminu niacinu (kyseliny nikotinové), může však být v organizmu syntetizován též z aminokyseliny tryptofanu (je-li této esenciální aminokyseliny dostatek).

OSN-SDistribuce v organismu, obsah ve tkáníchOSN-E

LD je buněčný, cytoplazmatický enzym, tj. svou katalytickou úlohu plní v buňce. Jeho aktivitu nalézáme však i v séru. Do krve se dostává z běžného obratu buněk. Vzhledem ke své funkci je laktátdehydrogenáza přítomna ve všech buňkách těla. V jednotlivých tkáních se liší poměrem izoenzymů. Izoenzym LD₁ (H₄) převažuje v myokardu, erytrocytech a ledvině, nejvíce LD₅ (M₄) je v játrech a některých typech vláken kosterního svalu. Izoenzymy LD₃ a LD₄ se vyskytují v monocytech. V ostatních tkáních je jiný poměr izoenzymů, není však specifický, nelze jej proto využít pro diagnostické účely.

Zastoupení jednotlivých izoenzymů LD v séru: LD₁ 22 - 36 %, LD₂ 35 - 46 %, LD₃ 13 - 26 %, LD₄ 3 - 10 %, LD₅ 2 - 12 %.

Specifická aktivita v některých orgánech (U/g): 147 (svaly), 145 (játra), 124 (myokard), 106 (ledvina), 36 (erytrocyty).

Vyskytuje se také v likvoru, kde se jeho stanovení používá pro diagnostiku některých neurologických onemocnění, zejména k rozpoznání meningitid a jejich etiologie.

LD je také produkována nádorovými buňkami, zvýšenou aktivitu nalézáme ve výpotku karcinomatózního původu.

OSN-SBiologický poločasOSN-E

LD₁ (H₄) 5 dní

LD₅ (M₄) 8 - 12 hodin

OSN-SLiteraturaOSN-E

Barrett, A. J. a kol.: Enzyme Nomenclature. Academic Press, Inc., San Diego, 1992. ISBN 0-12-227165-3

Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4^th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2

Racek, J. et al: Klinická biochemie, 1. vydání. Galén, Praha, 1999. ISBN 80-7262-023-1. Karolinum, Praha, 1999. ISBN 80-7184-971-5

Jacobs, D. S. (editor): Laboratory Test Handbook, 3^rd ed. with Key Word Index. Lexi‑Comp Inc., Hudson, 1994. ISBN 0-916589-12-9

Masopust, J.: Klinická biochemie. Požadování a hodnocení biochemických vyšetření. Karolinum, Praha, 1998. ISBN 80-7184-649-3

ExPASy, Enzyme Nomenclature Database [online]. Swiss Institute of Bioinformatics, Ženeva, release 27.0, říjen 2001(cit. listopad 2001). Dostupné z URL http://www.expasy.ch/enzyme

Schneiderka, P. a kol.: Kapitoly z klinické biochemie. Karolinum, Praha, 2000. ISBN 80-246-0140-0

Kelbich, P. a kol.: Hodnocení energetických poměrů v likvorovém kompartmentu pomocí vyšetřování vybraných parametrů metabolismu glukosy v CSF. Klin. Biochem. Metab., 6 (BCB 27), 1998, č. 4, s. 213 - 225. ISSN 1210-7921

OSN-SAutorské poznámkyOSN-E

Vladimíra Kvasnicová (listopad 2001)

recenze Jaroslav Racek