Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
A. M. Gressner und O. A. Gressner

Aspartat-Aminotransaminase

Aspartat-Aminotransaminase
Synonym(e)
AST; Glutamat-Oxalacetat-Transaminase (GOT); GOT; SGOT; L-Aspartat-2-Oxoglutarat-Aminotransferase; EC 2.6.1.1
Englischer Begriff
aspartate aminotransferase; aspartate aminotransaminase; glutamate oxaloacetate transaminase; GOT
Definition
AST ist ein mit höchsten spezifischen Aktivitäten in Myokard und Leber (Hepatozyten) vorkommendes Enzym, das die reversible Transaminierung zwischen L-Aspartat und 2-Oxoglutarat zu Oxalacetat und L-Glutamat katalysiert und dessen Aktivität im Serum diagnostisch als Kenngröße (Kenngröße, klinisch-chemische) der Zellnekrose von Myokard, Skelettmuskel und Leber eingesetzt wird.
Molmasse
Ca. 92 kDa.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
AST ist ein nahezu ubiquitär vorkommendes Enzym, das mit höchsten spezifischen Aktivitäten in Myokard, Leber (Hepatozyten), Skelettmuskel und Niere auftritt, aber auch in Pankreas, Milz, Lunge und Erythrozyten (15-mal höher als im Serum) messbar ist. In der Leber (Hepatozyten) liegt das Enzym zu etwa 80 % mitochondrial und 20 % zytosolisch lokalisiert vor und besitzt eine Molmasse von ca. 92 kDa. Extrazellulär kommt es außer im Blut in Gallenflüssigkeit, Liquor und Speichel vor, im Urin ist es bei normaler Nierenfunktion nicht messbar. AST katalysiert die reversible Transaminierung zwischen L-Aspartat und 2-Oxoglutarat zu Oxalacetat und L-Glutamat und benötigt dazu als Coenzym Pyridoxal-5’-Phosphat (Vitamin B6). Im Serum liegt neben der Holoaminotransferase auch das Coenzym-defiziente Apoenzym vor, sodass durchschnittlich 50 %ige Aktivitätssteigerungen im Serum nach Zugabe von Pyridoxalphosphat erreicht werden, wobei allerdings interindividuelle Schwankungen beträchtlich und krankheitsbedingte Änderungen signifikant sein können. Die Halbwertszeit der AST im Blut beträgt 17 ± 5 Stunden.
Funktion – Pathophysiologie
Aufgrund überwiegender intrazellulärer Kompartimentierung in den Mitochondrien und Strukturbindung führen Zellmembranpermeabilitätserhöhungen im Rahmen von Nekrosen relativ zur zytosolischen Alanin-Aminotransaminase später zum Austritt dieses Enzyms. Bei Hepatozyten erfolgt die Freisetzung direkt in die Blutbahn (Sinusoide), in anderen Geweben zunächst in die Lymphbahnen und sekundär in den Blutkreislauf. Es folgt eine Verteilung in den intra- und extravasalen Flüssigkeitsraum, die Elimination erfolgt mit einer Halbwertszeit von 17 ± 5 Stunden durch Organe wie Lunge, Leber, Niere und Magen-Darm-Trakt.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Serum, Heparin-, EDTA- oder Oxalat-Plasma.
Probenstabilität
Bei Raumtemperatur bis 4 Tage, bei 4–8 °C bis 7 Tage (Aktivitätsverlust ca. 12 %/Woche), bei −20 °C bis 12 Wochen.
Stärkere Hämolyse führt zu erhöhten Aktivitäten (80 % der Vollblut-AST ist in Erythrozyten).
Analytik
Für die Bestimmung der katalytischen Aktivität ist eine primäre Referenzmethode der IFCC bei 37 °C vorhanden, die folgendem Reaktionsprinzip folgt:
I. Messreaktion
II. Indikatorreaktion
Die Aktivitätsbestimmung erfolgt im zusammengesetzten optischen Test (Enzymaktivität) mit Messreaktion (I) und Indikatorreaktion (II) mit Malatdehydrogenase (MDH, EC 1.1.1.37). Die in der Zeiteinheit gemessene Abnahme der Absorption bei 334, 340 oder 366 nm durch Oxidation von NADH zu NAD+ entspricht der Bildungsgeschwindigkeit von Oxalacetat und somit der AST-Aktivität. Bei der IFCC-Standardmethode ist das Coenzym Pyridoxal-5’-Phosphat (0,1 mmol/L) in den Ansatz integriert, was durch die Überführung des Apoenzyms in das Holoenzym zu erhöhter AST-Aktivität führt. Die Methode ist präzise (VK <3 %), praktikabel und gut mechanisierbar.
Referenzbereich – Frauen
IFCC-Methode mit Pyridoxalphosphat, 37 °C: 10–35 U/L (0,17–0,60 μkat/L).
Referenzbereich – Männer
IFCC-Methode mit Pyridoxalphosphat, 37 °C: 10–50 U/L (0,17–0,85 μkat/L).
Referenzbereich – Kinder
IFCC-Methode mit Pyridoxalphosphat, 37 °C: Neugeborene bis 10 Tage: 47–150 U/L, >10 Tage bis 2 Jahre: 9–80 U/L.
Indikation
Diagnose und Verlaufskontrolle von Myokard- (besser mit Troponin T oder I; Troponin T, kardiales, Troponin I, kardiales), Skelettmuskel- und Leberzellnekrosen (besser mit ALT).
Interpretation
Die AST ist weder ein leber- noch ein (herz-)muskelspezifisches Enzym. Starke Erhöhungen treten bei akuter Hepatitis und schweren toxischen Leberschädigungen (Leberdystrophie), mäßige Erhöhungen bei Myokardinfarkt, Muskeldystrophie, Stauungsleber, akuter Pankreatitis, Lungenembolie, Nieren- und Hirninfarkt und geringe Erhöhungen bei Leberzirrhose (abhängig vom Aktivitätsgrad), Myokarditis und iatrogen nach intramuskulären Injektionen, Herzmassage, Defibrillation und postoperativ auf (Tab. 1). Stärkere Hämolysen in vivo oder in vitro führen zu hohen AST-Aktivitäten im Serum, da sich die AST-Aktivität im Vollblut wie folgt verteilt: 80 % Erythrozyten, 13 % Thrombozyten, 5 % Leukozyten und 2 % im Serum. Zusammen mit der Alanin-Aminotransaminase wird der De-Ritis-Quotient aus AST/ALT zur Differenzialdiagnostik akuter und chronischer Lebererkrankungen eingesetzt, der heute jedoch nur noch selten in Gebrauch ist. Das mitochondriale Isoenzym der AST ist bisher nur vereinzelt für die Differenzialdiagnostik, insbesondere der Schwere der strukturellen Leberzellschädigung, eingesetzt worden. Eine klinische Relevanz des im Normalserum nicht nachweisbaren mitochondrialen Isoenzyms ist nicht gegeben. In sehr seltenen Fällen tritt in der Zirkulation eine Makro-Aspartat-Aminotransferase auf, die aus einem hochmolekularen Komplex von AST und Immunglobulinen, vorwiegend der IgG-, seltener der IgA-Klasse, besteht und aufgrund einer verlängerten biologischen Halbwertszeit zu einer zunächst unerklärlichen, isolierten und persistierenden AST-Aktivität bei fehlenden klinischen oder histologischen Zeichen einer Leber- oder Muskelschädigung führt. Makroenzyme (Molmasse ca. 250 kDa) können jedoch auch im Rahmen von Muskel- oder Lebererkrankungen auftreten.
Tab. 1
Erkrankungen mit Serumaktivitätserhöhungen von Transaminasen und Glutamatdehydrogenase
Erhöhung
Aspartat-Aminotransaminase
Alanin-Aminotransaminase
Glutamatdehydrogenase
Stark
Akute Hepatitis, akute toxische Leberschädigung (z. B. CCl4- oder Halothan-Intoxikation)
Akute Hepatitis, akute toxische Leberschädigung
Akute Leberstauung (z. B. Rechtsherzinsuffizienz), akute toxische Leberschädigung, nekrotisierende Hepatitis, Verschlussikterus, biliäre Zirrhose, Lebermetastasen
Mäßig
Myokardinfarkt, Traumata post operationem, progressive Muskeldystrophie, neurogene Muskelatrophie, Stauungsleber, akute Pankreatitis, Lungenembolie, Nieren- und Hirninfarkt
Mononucleosis infectiosa, Leberzirrhose (abhängig vom Aktivitätsgrad), chronisch aktive Hepatitis, Stauungsleber (z. B. bei Rechtsherzinsuffizienz)
Chronisch aktive Hepatitis, Leberzirrhose, alkoholische Fettleber, schwere diabetische Azidose
Gering
Leberzirrhose (abhängig vom Aktivitätsgrad), Myokarditis, Mononucleosis infectiosa, lokale Strahlenschäden, schwere Insektenstiche; iatrogen: z. B. i.m. Injektionen, externe Herzmassage, Defibrillation, hoch dosierte Salicylat- und Heparintherapie
Myokardinfarkt, akute Pankreatitis, Lebertumoren, −metastasen; iatrogen: z. B. hoch dosierte Salicylat- und Heparintherapie
 
Literatur
Schumann G et al (2002) IFCC Primary reference procedures for the measurement of catalytic activity concentrations of enzymes at 37 °C, part 5: reference procedure for the measurement of catalytic concentration of aspartate aminotransferase. Clin Chem Lab Med 40:725–733PubMed