Englischer Begriff
lactate dehydrogenase isoenzymes
Definition
Im menschlichen Körper kommt Laktatdehydrogenase als tetrameres Enzym, bestehend aus 2 Untereinheiten, in Form von 5 verschiedenen Isoenzymen vor.
Struktur
Jedes Molekül Laktatdehydrogenase besteht aus 4 Untereinheiten der Typen H (Herz) und M (Muskulatur). Die Untereinheiten weisen jeweils ein Molekulargewicht von 34 kDa auf und werden von 2 verschiedenen Genloci kodiert.
Molmasse
170 kDa.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
In Herzmuskulatur, Erythrozyten und den Nieren werden die Isoenzyme LDH-1 (HHHH) und LDH-2 (HHHM) synthetisiert, in Granulozyten und der Lunge LDH-3 (HHMM) sowie in Leber, Skelettmuskulatur, Milz und Lunge LDH-4 (HMMM) und LDH-5 (MMMM). Prinzipiell werden in Geweben mit hohem Sauerstoffbedarf vornehmlich Isoenzyme mit einem hohen H-Untereinheitenanteil, in Geweben mit hoher glykolytischer Aktivität Isoenzyme mit einem hohen M-Untereinheitenanteil gebildet.
Halbwertszeit
LDH-1: 110 Stunden; LDH 5: 8–12 Stunden.
Pathophysiologie
In Abhängigkeit von der zugrunde liegenden Erkrankung werden verschiedene LDH-Isoenzyme mit unterschiedlichen Halbwertszeiten ins Blut freigesetzt. So ist der Nachweis von LDH-1 und -2 prinzipiell zur Spätdiagnostik eines Herzinfarktes oder einer Hämolyse geeignet (α-Hydroxybutyratdehydrogenase), während bei Leberschäden LDH-4 und -5 häufig nur für kurze Zeit im Blut nachweisbar sind.
Untersuchungsmaterial
Analytik
Die LDH-Isoenzyme können auf Celluloseacetatfolie (s. Celluloseacetatfolien-Elektrophorese) oder Agarosegel (s. Agarosegelelektrophorese) im alkalischen Milieu elektrophoretisch aufgetrennt werden. Die Wanderungsgeschwindigkeit im Gel ist abhängig vom jeweiligen Anteil an Untereinheiten. H-Untereinheiten wandern schnell, M-Untereinheiten langsam zur Anode. Die Visualisierung der Banden erfolgt nach enzymatischer Umwandlung von Laktat zu Pyruvat mittels Koppelung des Pyruvats an Terazoliumsalz (Celluloseacetatfolie) bzw. mittels fluoreszenzspektrometrischer Detektion (Fluoreszenzspektrometrie/-spektroskopie) der NADPH2-Bildung (Agarosegel).
Bewertung
Anhand der elektrophoretischen Auftrennung können verschiedene LDH-Isoenzym-Muster unterschieden werden:
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Eine anodische Konzentrierung der Isoenzyme tritt bei Erkrankungen auf, die vor allem LDH-1 und -2 freisetzen (z. B. Herzinfarkt, Hämolyse [auch in vitro!], Muskeldystrophie [relatives Fehlen von LDH-4 und -5], Niereninfarkt).
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Intermediäres LDH spiegelt LDH-3-Freisetzung wider (z. B. Thrombozytolyse, Lymphome, Milzinfarkt).
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Eine kathodische Konzentrierung findet sich bei LDH-4- und -5-Freisetzung (z. B. Lebererkrankungen, Leberstauung bei Rechtsherzinsuffizienz, Skelettmuskelschädigung).
Die LDH-Isoenzym-Differenzierung hat keine relevante Verbreitung in der Diagnostik gefunden, da bei nahezu allen Indikationen sensitivere und vor allem spezifischere alternative Parameter verfügbar sind.
Literatur
Thomas L (Hrsg) (2012) Labor und Diagnose. Indikation und Bewertung von Laborbefunden für die medizinische Diagnostik, 8. Aufl. TH-Books, Frankfurt am Main