Makroenzyme
Makroenzyme
Synonym(e)
Hochmolekularer Enzymkomplex
Englischer Begriff
macro enzymes
Definition
Hochmolekulare Komplexe von verschiedenen Enzymen mit Immunglobulinen und Lipoproteinen oder oligomere bzw. polymere Formen normalerweise dimerer Enzyme bei erhaltener, oft mäßig erhöhter enzymatischer Aktivität im Blut ohne Krankheitswertigkeit.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Hochmolekulare Komplexe (Molmasse um 450 kDa für Makroamylase) von Enzymen und Immunglobulinen vorwiegend der Klassen IgG und IgA, seltener von Enzymen und Lipoproteinen (γ-Glutamyltransferase) oder oligo- bzw. polymeren Formen normalerweise dimerer Enzyme (Typ-2-Makrokreatinkinase). Die katalytische Aktivität bleibt in dem Komplex erhalten, die bindenden Immunglobuline haben möglicherweise die Eigenschaft spezifischer Autoantikörper. Makroformen sind bisher für folgende Enzyme beschrieben (Tab. 1): α-Amylase (Amylase, pankreasspezifische), Kreatinkinase (CK), alkalische Phosphatase (AP; Phosphatase, alkalische), Aspartat-Aminotransaminase (AST), γ-Glutamyltransferase (γGT), Laktatdehydrogenase (LDH), Lipase, pankreatische und Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PDH).
Tab. 1
Bekannte Makroenzyme im Humanserum
Enzym | Mechanismus | Klinisch-chemische Befundkonstellation | Krankheitswertigkeit | Häufigkeit |
|---|---|---|---|---|
α-Amylase | Bindung von α-Amylase (vorwiegend Speicheltyp) an IgG, IgA oder abnorme hochmolekulare Plasmaproteine | Persistierende Hyperamylasämie (bis zu 8-fach) Extrem niedrige renale Amylaseclearance Fehlende klinische Symptomatik | Keine | Ca. 0,1–2 % |
Kreatinkinase (CK-MiMi) | Typ I: Bindung von CK-BB an IgG im Verhältnis 2:1 (selten von CK-MM an IgA) | Moderate bis deutliche Erhöhung der Gesamt-CK, Normalaktivitäten ebenfalls möglich Hitzestabiler als CK-MB oder CK-BB Pathophysiologisch ohne Bedeutung | Keine | Ca. 1 % |
Typ II: oligomere Form der normalerweise dimeren mitochondrialen CK (CK-Mi) | Bisher nur bei schweren Krankheiten, z. B. Tumoren, Leberzirrhose, Lyell-Syndrom beobachtet, bei fortgeschrittenen Erkrankungen evtl. zusammen mit CK-BB im Serum | |||
Alkalische Phosphatase (AP) | Bindung an IgG | Auftreten mit anderen Immunkomplexen und Autoimmunphänomenen | Keine | Ca. 3 % |
Aspartat-Aminotransaminase (AST) | Bindung an IgG und IgA | Isolierte, persistierende, klinisch unerklärliche AST-Erhöhung | Auftreten bei Gesunden und Leberkranken | – |
γ-Glutamyltransferase (γ-GT) | Bindung an Apolipoprotein A und B sowie IgA | Nur bei hepatobiliären Erkrankungen | Wahrscheinlich keine | ? |
Laktatdehydrogenase (LDH) | Bindung an „abnormes“ IgA | LDH erhöht | Krankheitsunspezifisch | 1:10.000 |
Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase (aus Erythrozyten) | Bindung an β-Globulin oder Immunglobulin | – | Unbekannt | – |
Lipase | Bindung an IgG oder IgM | Lipase erhöht (bis zu 7-fach) bei normaler Amylase | Keine | Sehr selten |
Funktion – Pathophysiologie
Eine pathophysiologische oder pathogenetische Bedeutung der Makroenzyme ist nicht bekannt. Ebenso ist eine diagnostische Relevanz nicht erkennbar, da ein Vorkommen bei klinisch Gesunden oder als Epiphänomen bei anderen autoimmunologischen oder Immunkomplexerkrankungen bekannt ist. Aufgrund der hohen Molmasse und dadurch eingeschränkter Clearance (Clearance, totale) kommt es häufig, jedoch nicht immer zu mäßig erhöhten, persistierenden und isolierten, klinisch unerklärlichen Enzymaktivitätsanstiegen.
Analytik
Es stehen mehrere Separationsmethoden zur Verfügung, die je nach zu untersuchendem Enzym eingesetzt werden:
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Gelelektrophorese, Immunelektrophorese, Immunfixation
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Gelchromatographie (Molekularsiebchromatographie)
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Ultrazentrifugation (Ultrazentrifuge)
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Polyethylenglykolpräzipitation (PEG)
Indikation
Die Indikation besteht in der Abklärung klinisch nicht erklärbarer, persistierender, isolierter Enzymaktivitätserhöhungen im Serum mit Verdacht auf Makroenzym.
Interpretation
Der eindeutige Nachweis eines zirkulierenden Makroenzyms schließt weitere diagnostische Maßnahmen aus.
Der Befund eines Makroenzyms selbst hat keine bisher erkennbare klinische Wertigkeit, doch kann es wegen persistierender, isolierter, klinisch nicht erklärbarer Enzymaktivitätserhöhungen zu unnötiger zusätzlicher Diagnostik Anlass geben. Bei gegebener klinischer Situation mit CK-Erhöhung sollte eine weitere Abklärung durch zusätzliche Bestimmung der CK-MB erfolgen, um eine kardiale Ursache zu sichern. Im Falle der Makroamylase weisen persistierende Hyperamylasämie, extrem niedrige renale Amylaseclearance, Amylase/Kreatinin-Clearance-Quotient, im Referenzbereich liegende Aktivität der Lipase im Serum und fehlende klinische Symptomatik auf die Makroform hin. Angaben über die Inzidenz der Makroenzyme schwanken erheblich, insgesamt handelt es sich eher um eine Rarität (Tab. 1).