Enzimi e diagnostica correlata

GOT GPT Gamma GT Fosfatasi alcalina
LDH CPK Troponina Mioglobina
Colinesterasi Amilasi Lipasi Acidi biliari
Aldolasi Fosfatasi acida Bilirubina Piruvato chinasi

Gli enzimi sono proteine che hanno la capacità di intervenire nelle varie reazioni chimiche sia intra che extracellulare, facilitandole e rendendole più veloci e con necessità di minor energia di attivazione (attività catalitica). In sostanza gli enzimi sono fondamentali nella regolazione delle vie metaboliche; la loro attività viene regolata dalla concentrazione delle molecole coinvolte nella reazione (substrato) e da quella dei metaboliti prodotti dall'azione dell'enzima stesso, tutto ciò al fine di mantenere l'omeostasi cellulare.

Esistono diversi meccanismi, che possono anche associarsi tra loro, attraverso cui l'attività degli enzimi sierici può aumentare, si può avere infatti un aumento della mobilizzazione degli enzimi intracellulari in presenza o in assenza di necrosi cellulare: questo fenomeno è tipico dei cosiddetti enzimi della lisi (GOT, GPT, CPK, LDH ecc.). In alternativa l'attività enzimatica può essere aumentata per incremento di sintesi conseguente ad induzione, ad attivazione genica o ad una abnorme proliferazione delle cellule producenti l'enzima in presenza di fenomeni neoplastici. L'ultimo meccanismo responsabile dell'aumento dell'attività enzimatica è dovuto ad una ridotta escrezione urinaria per gli enzimi che seguono questa via, come ad esempio l'amilasi.

Al contrario, la diminuzione dell'attività enzimatica è un evento alquanto raro, limitato alla pseudo colinesterasi, il cui dosaggio rientra nella routine preoperatoria per lo screening di eventuali carenze congenite o acquisite. All'interno di questa pagina non tratteremo solo gli enzimi in senso stretto ma anche altri analiti, come ad esempio la bilirubina, correlabili e/o utilizzabili insieme alle diagnostiche enzimatiche.

GOT

 

La transaminasi glutamico-ossalacetico (sinonimi AST o ASAT, più raramente SGOT o in modo più comune e generico transaminasi) è un enzima legato ai mitocondri normalmente intracellulare. A membrana cellulare integra la frazione che si versa in circolo è estremamente ridotta. Si tratta di un enzima ubiquitario presente non solo negli epatociti, ma anche nel miocardio, nel muscolo scheletrico, nel rene e nel cervello, di conseguenza la sua attività aumenta non solo nelle epatopatie ma anche in molte altre patologie non epatiche. In ogni caso l'aumento dei livelli della GOT è indice di citolisi (danneggiamento della cellula) con passaggio dell'enzima dal comparto intracellulare in cui è presente in alta concentrazione a quello extracellulare dove può essere dosato nel sangue. L'elevazione della GOT, così come quella della GPT, non è pertanto riconducibile ad una specifica patologia ma solo ad una patogenesi che induce lisi cellulare qualunque sia l'entità nosologica.

GPT

  La transaminasi glutamico piruvica (sinonimi ALT o ALAT, più raramente SGPT o in modo più comune e generico transaminasi) è un enzima che si trova libero nel citoplasma degli epatociti ed, anche in questo caso, a membrana cellulare integra la frazione che passa in circolo è estremamente ridotta. È presente in quantità molto più alte negli epatociti rispetto ad altri organi, quindi rispetto alla GOT è maggiormente determinante nella diagnostica delle epatopatie. Come la GOT presenta un'elevazione che non è specifica di una patologia epatica ma solo dell'induzione della citolisi da parte della patologia.

Gamma-glutamil-transpeptidasi (γ-GT)

E' una glicoproteina legata alla membrana plasmatica responsabile della sintesi intracellulare di glutatione. La sua attività ematica aumenta significativamente negli alcolisti, in quanto l'alcool etilico è un forte induttore della sua sintesi epatica, al pari di alcuni farmaci (soprattutto rifampicina ed antiepilettici). Il suo dosaggio riveste importanza nelle epatopatie da danno cellulare e soprattutto nella colestasi ossia in quella condizione in cui il flusso della bile dal fegato al duodeno è rallentato, ostacolato o bloccato del tutto. Può aumentare per terapie farmacologiche come ad esempio l'assunzione di statine.

Fosfatasi alcalina (ALP)

Si tratta di un enzima intracellulare ubiquitario presente principalmente nel fegato e nelle ossa, ma anche in minore quantità nell'intestino, nella placenta e nei reni. Sono noti, infatti, diversi isoenzimi della ALP: epatico, osseo, intestinale, placentare e renale. La fosfatasi alcalina è fisiologicamente elevata nei bambini, a causa dell'accrescimento osseo, ed in gravidanza per presenza dell'isoenzima placentare. Il suo dosaggio riveste importanza nelle epatopatie e nelle patologie ossee anche di natura neoplastica in cui i livelli risultano aumentati. Importante può essere anche il rilievo della frazione placentare negli uomini e nelle donne non in gravidanza, come indice della presenza di neoplasie.

   

Lattato deidrogenasi (LDH)

E' una proteina ubiquitaria presente nel miocardio e nel muscolo scheletrico, nei globuli rossi, nei linfonodi, nel fegato oltre che in reni, polmoni, milza, pancreas e tiroide. Un aumento della sua attività in circolo quindi può essere correlato a processi di danno o necrosi di questi compartimenti dell'organismo. Un aumento fisiologico dell'attività di questo enzima si verifica in seguito a prolungati sforzi fisici. Esistono 5 isoenzimi dell'LDH, di questi la componente maggioritaria e l'LDH-2 di origine renale, in clinica si usa il rapporto LDH1 (presente nel cuore e nei globuli rossi)/LDH2, normalmente minore di 1 si inverte nel caso di infarto del miocardio o sindromi emolitiche. Le isoforme LDH-3 (polmone, pancreas, linfonodi), LDH-4 e 5 (fegato, muscolo scheletrico) aumentano in presenza di danno tissutale corrispondente.

Creatinfosfochinasi (CK o CPK)

E' un enzima presente prevalentemente nel muscolo scheletrico, nel miocardio e nel cervello. È costituito da 2 subunità, M (da muscle, muscolo) e B (da brain, cervello), la cui associazione dà origine alle tre isoforme conosciute MM, MB, BB. L'aumento della sua attività riflette un danno a livello di questi organi, la prevalenza di una isoforma rispetto alle altre può dare indicazioni sul distretto effettivamente coinvolto. Il CPK MM è la creatininfosfochinasi muscolare intendendo il muscolo scheletrico ed escludendo il muscolo cardiaco, costituisce il 95% della CPK totale e la sua elevazione può dipendere in condizioni fisiologiche da attività eccessiva muscolare o traumi, contusioni o iniezioni intramuscolari, in condizioni patologiche da distrofie muscolari come la sindrome di Duchenne. E' evidente che una elevazione del CPK MM dovrebbe essere rivalutata dopo alcuni giorni di riposo. Il CPK MB invece riflette la condizione cardiaca con elevazione da 4 a 6 ore dopo un ischemia cardiaca, picco a 24 ore e rientro nella normalità dopo 48 - 72 ore. Rappresenta circa il 4% della CPK totale. Sono state identificate due isoforme del CPK MB dette MB1 e MB2 il cui rapporto è normalmente pari ad 1, durante un quadro ischemico cardiaco viene rilasciata più MB2 che MB1 per cui un rapporto maggiore di 1,5 è maggiormente predittivo di ischemia cardiaca. In ogni caso la diagnostica non può prescindere dalla valutazione della miolobina e della troponina (vedi oltre)

Troponina I

La troponina è una proteina presente nelle cellule muscolari cardiache che viene liberata nel circolo ematico a seguito di infarto del miocardio e, in modo meno evidente, in caso di miocardite, scompenso cardiaco e pericardite. Esistono tre isoforme della troponina dette I, C e T; L'isoenzima della troponina specifico delle cellule cardiache (troponina I) si eleva entro 3 - 4 ore e raggiunge il picco a 18 ore dall'evento ischemico per mantenersi evidenziabile per circa due settimane. Queste caratteristiche lo rendono forse il miglior marker attualmente presente per dimostrare l'ischemia cardiaca. Ciò sia in ragione della sua specificità che della sua sensibilità visto che in un soggetto senza ischemia cardiaca la troponina non è praticamente dosabile.

Mioglobina

La mioglobina è una proteina presente nel citoplasma sia delle cellule muscolari striate che di quelle cardiache, non è pertanto un marker molto specifico ma è sicuramente il marker dell'ischemia cardiaca più precoce in quanto si eleva molto rapidamente (prima dell'LDH, del CPK MB e della troponina) e ritorna nella norma dopo circa 24 ore. Si eleva anche nelle patologie muscolari ed in caso di gravi patologie renali.

Colinesterasi (CHE)

Si tratta di un enzima prodotto dal fegato, la cui sintesi diminuisce proporzionalmente alla presenza di danno epatico, soprattutto nelle epatiti e nelle cirrosi. Il suo dosaggio nella pratica clinica però riveste importanza nella routine preoperatoria, esistono infatti due forme di CHE, una normale ed una atipica. Gli individui omozigoti per il gene atipico hanno bassi livelli di CHE non inibita dalla dibucaina, questi soggetti sono a rischio durante gli interventi chirurgici perché la CHE atipica non è in grado di idrolizzare alcuni miorilassanti utilizzati in anestesia.

Amilasi

L'attività amilasica totale è il risultato di una serie di attività isoenzimatiche di diversa origine. La maggior parte delle amilasi circolanti sono di origine pancreatica (30%) e salivare (60%), mentre il restante 10% origina da altri tessuti. Un aumento della attività amilasica rifletterà perciò principalmente danni a livello degli organi di origine, come in caso di pancreatite acuita o parotite. L’amilasi come le transaminasi viene liberata in circolo a seguito di citolisi, le finalizzazioni diagnostiche principali sono la valutazione del pancreas per le pancreatiti e le patologie delle vie biliari e del dotto pancreatico. La sua valutazione può anche essere effettuata nelle urine delle 24 ore.

Lipasi

E' un enzima secreto principalmente dal pancreas, ma presente anche in piccole quantità nel muscolo cardiaco e scheletrico e nel fegato. Il suo dosaggio assume significato clinico nella valutazione della funzionalità pancreatica e delle vie biliari, l'attività enzimatica in questione, infatti aumenta significativamente durante episodi di pancreatite acuta o, in misura minore, nelle ostruzioni del dotto pancreatico. Rappresenta sicuramente un indicatore più specifico dell'amilasi.

Acidi biliari

Si tratta di varie sostanze prodotte dal fegato e secrete con la bile attraverso le vie biliari. Un loro aumento può riflettere varie condizioni di alterazioni epatiche e biliari che possono condurre a colestasi (cirrosi, epatopatie acute e croniche, neoplasie), nonché di altre situazioni in cui risultano alterate le funzioni della colecisti e del pancreas. Importante è la valutazione degli acidi biliari nel quadro della cosiddetta colestasi gravidica, dovuta all'effetto colestatico degli estrogeni, caratterizzata da una sintomatologia pruriginosa.

Aldolasi

Si tratta di un enzima coinvolto nelle vie metaboliche che dal glucosio portano alla produzione di energia, di conseguenza è un enzima ubiquitario, anche se i tessuti maggiormente ricchi sono il muscolo scheletrico e cardiaco, il cervello ed il fegato. È costituito da due subunità che possono aggregarsi tra loro formando 3 diversi isoenzimi, la forma A predominante nel muscolo scheletrico, la forma B principalmente epatica e la forma C presente nel cervello e negli altri tessuti. In passato questo test veniva utilizzati nella diagnostica di patologie del muscolo scheletrico o epatiche, ma oggi è stato sostituito dai dosaggi di altri enzimi maggiormente specifici (CPK, ALT, AST). Il suo dosaggio riveste però importanza clinica nel follow-up dei pazienti con distrofia muscolare o altre patologie con danno muscolare, infatti aumenta notevolmente in queste patologie, ma non altrettanto nelle atrofie muscolari di origine neurogena come la miastenia gravis o la sclerosi multipla.

Fosfatasi acida

Si tratta di un complesso di isoenzimi presenti principalmente nel tessuto prostatico, negli eritrociti e nelle piastrine oltre che in quantità ridotte in ossa, fegato, reni e milza. La frazione isoenzimatica prodotta dalla prostata è detta fosfatasi acida prostatica, ed è quella che riveste importanza clinica maggiore in quanto aumenta nelle patologie prostatiche sia da ipertrofia che neoplastiche.

Bilirubina totale, diretta ed indiretta

la produzione della bilirubina nell'organismo è espressione del continuo turnover metabolico dell'emoglobina, pertanto la maggiore parte della produzione di bilirubina deriva dal catabolismo dell'emoglobina contenuta nei globuli rossi. La bilirubina così prodotta è una sostanza liposolubile, di colore giallo, fortemente tossica per le cellule, che viene coniugata all'albumina in modo tale da entrare nel circolo plasmatico per esser condotta al fegato dove viene legata all'acido glucuronico al fine di formare derivati idrosolubili meno tossici. La bilirubina glucuronata viene definita diretta, mentre quella libera è definita indiretta, ovviamente la bilirubina totale è la somma delle due frazioni. In condizioni normali la bilirubina diretta viene secreta insieme alla bile nell'intestino attraverso le vie biliari, dove viene eliminata con le feci, e normalmente si ritrova in circolo in concentrazioni molto basse, il passaggio in circolo, infatti, avviene solo per reflusso o perdita da parte dell'epatocita in seguito a danno cellulare o colestasi. Le condizioni di iperbilirubinemia pertanto potranno essere dovute all'aumento della bilirubina indiretta come avviene ad esempio nelle crisi emolitiche o, in parte, anche nell'ittero neonatale ovvero aumento della bilirubina diretta come avviene in tutti i quadri di stasi biliare come la calcolosi delle vie biliari, la colecistite, le patologie neoplastiche delle vie biliari e del pancreas. Nei quadri di epatite vi è una congiunta elevazione della bilirubina diretta ed indiretta. A se stante bisogna considerare le condizioni di iperbilirubinemia esclusivamente indiretta da ridotta captazione congenita della bilirubina da parte dell'epatocita; il più noto di questi quadri è la sindrome di Gilbert in cui si ha una modesta elevazione della bilirubina indiretta senza altre alterazioni analitica e senza conseguenze cliniche. In questo quadro l'iperbilirubinemia aumenta con il digiuno.

Piruvato Chinasi (PK)

La Piruvato Chinasi è un enzima che catalizza la sintesi del piruvato necessaria alla formazione di ATP nel globulo rosso. La carenza di questo enzima pertanto determina una malattia emolitica, alquanto rara, data dall'impossibilità a mantenere integra la membrana cellulare. La malattia si trasmette con carattere autosomico recessivo e si manifesta con anemia emolitica, ittero e splenomegalia.