KLİNİK YÖNDEN ENZİMLER Yrd. Doç.Dr. Funda GÜLCÜ BULMUŞ Fırat Üniversitesi SHMYO
Klinik Biyokimya- Kazım Aras Clinical Chemistry- Tietz Klinik Biyokimya Analiz Metodları-Bahattin Adam Biochemistry- Lippincott s
Enzim tayinleri Plazma Serum BOS Diğer vücut sıvıları! Antikuagülanların enzimleri inhibe etmeleri Oksalat- LDH ı, Sitratlar- amilazı, Floridler ise glikoliz yapan enzimlerin Heparin, klinik ve biyokimya laboratuvarında rutin olarak tayin edilen enzimleri inhibe etmediğinden en iyi seçimdir.
Hemoliz!... Eritrositler enzim bakımından çok zengin olduklarından kan alırken bilhassa hemolizden mutlak kaçınılmalıdır. Enzim tayini hemen yapılmayacak ise serum, 4 o C de buzdolabında saklanmalıdır. Günlük taze kan kullanılmaya çalışılmalıdır.
Enzim Aktivite Üniteleri İnternasyonel Ünite : Enzim komisyonu; enzim aktivite ünitesini, dakikada bir mikromol substratı katalize eden enzim miktarıdır diye tarif etmeyi ve bu üniteye de internasyonel ünite isminin verilmesini önermektedir. Katalitik konsantrasyon U/L (IU/L) sembolü ile ifade edilir. Burada U sembolü internasyonel üniteyi tanımlamak için kullanılmıştır.
Katal Ünite : Bir katal aktivite ünitesi, bir saniyede bir mol substratı katalize eden enzim miktarıdır diye tanımlanabilir. Katal = mol/sn ifadesindeki mol, harcanan substratın ölçüsüdür. Katal Aktivitesi ve İnternasyonel Ünitenin Birbirine Çevrilmesi I U/L : Dakikada 1 mikromol Kat / L : Saniyede 1 mol İnternasyonel üniteyi mol/sn cinsinden yazarsak: =1,67x10-8 veya 16,7x10-9 mol/sn
Enzimlerin tıpta kullanımı 1- kalıtsal metabolik hastalıklar 2- toksik etkiler 3- kemoterapi 4- vitaminler 5- tedavi 6- tanı
Kalıtsal metabolik hastalıklar: Kalıtsal bazı hastalıklar belirli bir enzim eksikliğine veya bozukluğuna bağlı olarak oluşmaktadır. Şayet bu enzim yerine konulmaz veya bozukluğu giderilmez ise çeşitli hasarlar, hastalıklar hatta ölümle sonuçlanabilen ağır tablolar oluşabilmektedir.
Toksik etkiler: Zararlı etkileri olan birçok kimyasal madde önemli enzimleri etkisiz hale getirerek inhibe etmektedir. Ör: etkili bir zehir olan siyanür solunum için önemli sitokrom oksidaz sistemini etkilemektedir. Kemoterapi: Antibakteriyel ilaçların bir kısmı konakçı organizmayı etkilemeden bakterilerin enzim sistemini bozmaktadır (Ör:Penisilin).
Vitaminler: Pek çok enzimin önemli bileşenleri olarak etkimektedirler. Diyetle alınan bir çok vitamin eksikliği enzimatik mekanizmaların bozulmasına ve önemli hastalıklara neden olmaktadırlar (Ör: beriberi, pellagra gibi). Tedavi: Enzim eksikliği sonucu oluşan kalıtsal hastalıkların tedavisine yönelik eksik olan enzimin yerine konulması ile ilgili tedavi henüz söz konusu değildir. Moleküler biyoloji ve rekombinant DNA teknolojisindeki gelişmelere bağlı gelecekte enzimler ilaç olarak uygulamaya girecektir.
Tanı: Tanı amacıyla enzimler büyük ölçüde plazma enzimlerinin aktivitelerindeki değişikliklerin izlenmesi ile olmaktadır.
Klinik enzimoloji-1 Enzim biliminin hastalıkların teşhis ve tedavilerine uygulanmasıdır. İnsan vücudunda bulunan yüzlerce farklı enzimlerin hemen hepsi hücre içinde (intrasellüler) sentez olur ve çoğu fonksiyonlarını, oluştukları hücrelerin içinde yaparlar. Fakat bazı enzimler inaktif şekilde salınır ve aktive olduktan sonra fonksiyonlarını ekstrasellüler sıvılarda yaparlar (proteazlar ve hidrolazlar).
Klinik enzimoloji-2 Kanın pıhtılaşma mekanizmasının enzimleri ile fibrinolitik enzimler plazmada aktif hale geçtiğinden bunlara da plazma spesifik enzimler denir. Klinik biyokimya prensip olarak daha çok intrasellüler bulunan enzimlerin, serum veya plazmada aktivitelerindeki değişmelerle ilgilenmektedir
Kandaki Enzimlerin Sınıflandırılması Sınıflandırma Örnekler 1 Plazma spesifik enzimler Thrombin, Faktör XII, Faktör X, Plazminogen ve plazminojen proaktivatörü 2 Salınan enzimler Lipaz, -amilaz, trypsinogen, kolinesteraz, prostatik asit fosfotaz 3 Hücresel enzimler Laktat dehidrogenaz, aminotransferazlar, alkalin fosfataz ve diğerleri
Klinik Teşhiste Enzim Testlerinin Seçilmesi Enzim seçimi; Enzimin dokular arasındaki dağılımı oluşturmaktadır. Bir enzim bir kaç dokudan salınabileceği gibi tek bir dokuya özgü enzimler de olabilir. Örneğin alkalen fosfataz karaciğer, kemik, barsak kökenli olabilirken, 5 -Nükleotidaz hepatobiliyer yollara, ornitin karbamoiltransferaz (Ornitin transkarbamilaz) karaciğere spesifiklik göstermektedirler. Enzim aktivitenin ve kandan kaybolma hızının bilinmesi. Kanda çok kısa ömürlü bir enzimin teşhis bakımından değeri yoktur. Rutinde kullanılan enzimlerin yarı ömürleri en az 5-6 saat veya daha büyüktür.
Enzimlerin İsimleri Başlıca Kaynaklar Başlıca Klinik Uygulamalar Asit fosfotaz Prostat, eritrosit, KC, Kİ Prostat karsinoması, kemik hastalıkları ALT KC, iskelet kası, kalp Hepatik parankimal hastalıklar AST KC, iskelet kası, kalp, Miyokardiyal infarktüs hepatik böbrek, eritrosit. parankimal hastalık Aldolaz İskelet kası, kalp Kas hastalıkları Alkalin fosfataz KC, kemik, bağırsak, Kemik hastalıkları, hepatobiliyer plasenta hastalıklar Amilaz Glandula parotis, pankreas Pankreatik hastalıklar Kolinesteraz Karaciğer Organik fosfor zehirlenmeleri, süksinil kolin apnesi, hepatik hst. Kreatin Kinaz İskelet kası, kalp kası, beyin Kas hastalıkları, miyokardiyal infarktüs GGT Karaciğer, böbrek Hepatik parankimal hastalıklar LDH Kalp, KC, iskelet kası, Myokardiyal infarktüs, hemoliz, 5 Nükleotidaz eritrosit, lenf nodülleri Hepatobiliyer yollar hepatik parankimal hastalıklar Hepatobiliyer hastalık Tripsin (ogen) Pankreas Pankreatik hastalıklar
Miyokard infarktüsünün teşhisinde kreatin kinaz (CK), aspartat aminotransferaz (AST=SGOT), laktat dehidrogenaz (LDH) ve hidroksibütirat dehidrogenaz enzimlerinin ölçümleri büyük önem taşımaktadır. Ancak bu enzimlerin ölçümleri yapılırken zamanlama dikkate alınmalıdır. CK enzim aktivitesi infarktüsten sonra 4-6 saatte yükselmeye başlar. Bu artış 18. ve 30. saatlerde doruk değere ulaşır ve bundan sonra 3. günü hızla normale döner. AST düzeyi miyokardiyal infarktüsten 6-8 saat sonra yükselmeye başlar, 24-48 saatte pik yapar ve bu yükseliş 4-6 gün devam eder. LDH kalp infarktından 12-24 saat sonra yükselmeye başlar, 3üncü günde pik yapar ve yükseklik 7-12 gün devam eder.
Laktat dehidrogenaz (LDH) 1 LDH, anaerobik glikolizin son enzimi olup pirüvatın laktata dönüşümünü katalize eder. LDH, özellikle kalp kası, eritrositler, böbrek, iskelet kası, karaciğer ve akciğerde yaygındır.
Laktat dehidrogenaz (LDH) 2 Erişkin erkeklerde ve kadınlarda 100-190 U/L arası değişir. BOS ta erkek ve kadınlarda 14-60 U/L arasıdır. Sağlıklı kişilerde LDH artışı görülmez. LDH aktivitesi pulmoner emboli veya infarktüsünde belirgin artar. Billurubin ve SGOT artışı ile birlikte LDH artışı AC infarktüsünde özel teşhis kriteridir. MI, megaloblastik, pernisyöz, hemolitik anemi, akut hepatit, şok, hipoksi, akut kas hasarı gibi durumlarda da LDH artışı görülür. LDH izoenzimlerinin de ölçülmesi tanı açısından faydalı bir tetkiktir.
Laktat dehidrogenaz (LDH) 3 LDH İzoenzimleri; HHHH- LDH 1- %15-30 HHHM- LDH 2- %22-50 Kalp kası, eritrosit, renal korteks. HHMM- LDH 3- %15-30 HMMM- LDH 4- %0-15 MMMM- LDH 5- %0-15 -İskelet kası ve KC LDH-X (LDH-6) adı verilen farklı bir izoenzimi de vardır.
Kreatin kinaz (CK) 1 CK, İskelet kası, kalp kası, beyin, prostat ve uterusta bulunan sitoplazmik ve mitokondriyel bir enzimdir. Kreatin ile ATP arasında geri dönüşümlü bir reaksiyonla fosfat transferi yapar. Bu reaksiyon, kas kasılması için gerekli olan enerjiyi sağlar. Kreatin kinazın üç izomeri vardır: CK-1 (CK-BB), beyin, prostat, akciğer, bağırsak, mesane, plasenta ve tiroidde bulunur. CK-2 (CK-MB), başlıca kalp kasında bulunur. CK-3 (CK-MM) başlıca iskelet ve kalp kasında bulunur.
Arttığı durumlar: CK-MM; kas hastalıkları, rabdomiyoliz, ağır egzersiz sonrası, beyin travması CK-MB; MI, ağır kas travması, Reye sendromu, kayalık dağlar humması CK-BB; Biliyer atrezi, ağır şok, metastatik bazı karsinomlar Total CK düzeyleri kadında 120 U/L, erkeklerde 160 U/L, yeni doğanda erişkin düzeyinin 2-3 katı.
Kreatin kinaz (CK) 2 Serum CK aktivitesi, iskelet kasının her çeşit distrofilerinde normalden çok yüksektir. CK ve CK-MB nin klinikte en çok kullanıldıkları yer, miyokard infarktüsünün teşhisidir. Her ikisi de artar. Özellikle CK-MB nin artışı ayırıcı teşhis bakımından çok önemlidir. CK tayini için ticari kitler vardır. CK-MB tayini, ya elektroforezle veya CK-MB için özel olarak imal edilmiş ticari kitlerle yapılır. CK-MB kiti seçiminde çok dikkatli olmalıdır.
Karaciğer hastalıklarının tanısında yararlı enzimler transaminazlar (ALT, AST) LDH GGT ( -GT) ALP 5 -nükleotidaz (5 -NT) lösin aminopeptidaz (LAP)
5 ' -Nükleotidaz (5 ' -NT) 5 ' -NT, sadece AMP gibi nükleozid-5 ' -fosfatlara etki eden bir fosfatazdır. 5 ' -NT ın klinik önemi, serum düzeyinin hepatobiliyer hastalıklarda normalin 2-6 katı kadar artmasındadır. 5 ' -NT, hepatobiliyer hastalıklarda ALP ile aynı şekilde etkilenir; fakat 5 ' -NT deki artış daha belirgindir ve ALP a göre daha uzun süre yüksek kalır. 5 ' -NT aktivitesi, kolorimetrik ve kinetik UV metotlarla ölçülebilir. Piyasada kinetik metotla çalışan ve otoanalizörlere uyarlanabilen ticari kitler bulunmaktadır.
Transaminazlar 1 Transaminazlar, amino asitlerle keto asitlerin birbirine dönüşümünü katalizleyen enzimlerdir. Klinik önemi olan transaminazlar aspartat transaminaz (AST) ve alanin transaminazdır (ALT). ALT (GPT) AST (GOT)
Transaminazlar 2 Transaminazlar, özellikle eritrosit, kalp kası, karaciğer ve akciğerde daha fazla bulunurlar. Bu organlarda meydana gelebilecek yaygın doku harabiyetinde bu enzimler kana geçer ve kandaki konsantrasyonları artar. Klinik bakımdan transaminazlar, özellikle hepatitlerde ve sarılıklarda önem kazanır. Karaciğer hücrelerinde AST nin %40 kadarı mitokondrilerde lokalizedir, ALT nin ise tamamı sitoplazmadadır. Akut hepatitte (viral hepatitte) hasar daha çok sitoplazmik olduğundan ALT artışı daha fazladır.
Transaminazlar 3 AST/ALT oranı (DeRitis oranı) normalde 1 dir. ALT normal olmasına rağmen oran 3:1, 4:1 gibi değerlere ulaşıyorsa sebep alkolik KC hastalığıdır. Bunun nedeninin alkolün mitokondriyel bir toksin olması veya kofaktör olan pridoksal fosfatın alkoliklerde yetersiz olmasıdır. KC hastalıklarında AST ve ALT konsantrasyonları kalbe oranla daha yüksektir. Her iki enzim de KC hücrelerinin akut yaygın harabiyetinde (viral hepatit) çok fazla (normalin 50 katı) artar. KC in kronik progresif harabiyetinde (tıkanma sarılığı, dekompanse siroz, KC malign tümörleri) daha hafif (normalin 1-1,5 ile 10 katı) olur. KC de ALT konsantrasyon artışları AST ye nazaran daha küçüktür. ALT aktivitesi, KC akut harabiyetinde en hassas indeksidir. AST hepatotoksik etkisi olan ilaç kullanımında KC hasarının takibinde kullanılır.
Transaminazlar 4 Normal değerleri; erişkin erkek ve kadınlarda ALT 10-40 U/L, AST, 15-40 U/L dir. Normal yeni doğanlarda referans aralığı erişkin değerinin 2-3 katı kadardır. Transaminazlar, hem kolorimetrik hem de enzimatik kinetik metotlarla tayin edilebilirler. Kinetik metodun hem linearitesi çok yüksek hem de deney süresi çok kısadır.rietman-frankel metodu, transaminaz aktivite tayininde kullanılan bir kolorimetrik metottur.
Gamma glutamil transferaz (GGT) 1 GGT ( -GT), peptitlerden ve diğer bileşiklerden - glutamil grubunu herhangi bir akseptöre transfer eder; gamma glutamil transpeptidaz diye de bilinir. GGT, kas hücreleri hariç bütün hücrelerde ve serumda bulunur. Öncelikle hücre zarına yerleşmiştir; amino asitlerin ve peptitlerin hücre içine taşınmasını sağlar.
Gamma glutamil transferaz (GGT) 2 Serumdaki GGT nin ana kaynağı hepatobilier sistemdir. Bütün karaciğer hastalıklarında serum GGT aktivitesi artar. GGT, tıkanma sarılığı, kolanjitis ve kolesistit teşhisinde ALP dan daha kıymetlidir. Çünkü daha erken yükselir ve daha uzun süre yüksek kalır. Serum GGT aktivitesi, ağır içicilerde ve alkolik karaciğer sirozunda da artar. Prostat bezinde de GGT miktarı oldukça fazladır. GGT tayini için ticari kitler vardır.
Kas hastalıklarının tanısında yararlı enzimler CK LDH aldolaz AST
Kemik hastalıklarının tanısında yararlı enzimler alkalen fosfataz (ALP) asit fosfataz (ACP) Osteoblastik aktivite artışı ile karakterize kemik hastalıklarında ALP yükselir Osteoklastik kemik hastalıklarında ALP yanında ACP da yükselir.
Fosfatazlar 1 Fosfatazlar, fosfat esterlerini yıkan hidroliz enzimleridirler. Klinik önemi olan fosfatazlar, alkalen fosfataz (ALP) ve asit fosfatazdır (ACP). ALP ph=9 ve ACP ph=5 de optimum aktivite göstermektedir.
Fosfatazlar 2 ALP, en fazla kemiklerde bulunur; osteoblastik aktivite (kemik yapımı) sırasında kandaki seviyesi çok fazladır. Barsaklardaki lipid transportunda ve kemiklerin kalsifikasyonunun sağlanmasında rolü vardır. Safra yolu tıkanmalarında karaciğerde daha fazla ALP sentezlenir. Dolayısıyla safra yolu tıkanmalarında ALP ın kan seviyesi önemli oranda yükselir. Ekstrahepatik tıkanmalarda meydana gelen yükselme, intrahepatik tıkanmalardakinden çok daha fazladır. Yetişkin ALP düzeyi; 32-92 U/L dir. Egzersiz yapanlarda, çocukların gelişme çağında ve gebelikte ALP seviyeleri artar.
Fosfatazlar 3 ACP, en fazla prostatta bulunur; prostat dışında kemik, eritrosit, dalak, granülosit ve pankreasta bulunur. Prostatik ACP aktivitesi sodyum tartaratla inhibe edilir. Total ACP tayini yapıldıktan sonra sodyum tartaratla inhibisyon yapılır ve tekrar ACP tayini yapılır; bu, nonprostatik ACP aktivitesidir. Prostatik ACP (PAP)= Total ACP-Nonprostataik ACP
Pankreas hastalıklarının tanısında yararlı enzimler -amilaz lipaz
Amilaz Nişastayı bir disakkarit olan maltoza hidroliz eder. Amilaz, tükrük bezleri ve pankreas tarafından salgılanır; bir kısmı kana geçer ve idrarla atılır. Normal erişkin serum düzeyi 27-131 U/L dir. Amilaz düzeyleri tükrük ve pankreas sekresyonuna engel durumlarda (kabakulak, akut ve kronik pankreatit gibi) artar. Akut pankreatitin ilk günlerinde üst sınırın 10 katına kadar bir artış tesbit edilir. KC hastalıklarında da serum amilaz seviyeleri düşer. Kan veya idrar amilazı hem kolorimetrik hem de kinetik enzimatik olarak tayin edilebilir. Piyasada her iki metoda dayalı ticari kitler bulunmaktadır.
Lipaz Lipaz, trigliseridleri hidrolizleyen enzimdir. Kandaki lipazın çoğu pankreas kaynaklıdır. Akut pankreatitten sonra serum lipaz seviyesi 2-12 saat içinde normalin dört katından fazla artar ve 48-72 saat içinde normale döner. Bazen serum amilaz seviyesine göre çok daha uzun süre yüksek kalabilir. Serum lipaz aktivitesi, titrimetrik veya turbidimetrik metotlarla tayin edilebilir. Günümüzde en çok kullanılanı turbidimetrik metotlara dayalı ticari kitlerdir.
Malignitelerin tanısında yararlı enzimler organ spesifik enzimler ACP, ALP, GGT, 5 -nükleotidaz, lösin aminopeptidaz (LAP), -amilaz ve lipaz organ spesifik olmayan enzimler LDH, aldolaz, fosfoheksoz izomeraz
Genetik hastalıkların tanısında yararlı enzimler fenilalanin hidroksilaz, galaktoz-1-fosfat üridiltransferaz, glukoz-6-fosfataz gibi birçok enzim
Hematolojik hastalıkların tanısında yararlı enzimler anaerobik glikoliz ile ilgili bazı enzimler pentoz fosfat yolu ile ilgili bazı enzimler glutatyon metabolizması ile ilgili bazı enzimler adenozin deaminaz gibi pürin ve pirimidin katabolizması enzimleri Na + /K + ATPaz lesitin kolesterol açil transferaz (LCAT) methemoglobin redüktaz...
Glukoz-6-fosfat dehidrogenaz (G-6-PD) G-6-PD, pentoz fosfat yolunun ilk enzimidir; glukoz-6- fosfatın yükseltgenmesini sağlar. Koenzimi NADP dir ve bu yolla NADPH üretilir. G-6-PD enzimi, eritrositler için hayati öneme sahiptir. Çünkü bu enzim eksikliğinde NADPH üretimi yetersiz olur; okside glutatyonun (GSSG) indirgenmiş glutatyona (GSH) dönüşümü ve sonuçta H 2 O 2 nin ortadan kaldırılması yetersiz olur. Çeşitli proteinler zarar görür ve hemoliz gerçekleşir. G-6-PD tayini yıkanmış eritrositlerde yapılır.
Zehirlenmelerin tanısında yararlı enzimler Organik fosfor bileşikleri ile zehirlenme durumlarında serum kolinesteraz (ChE) düzeyi düşük bulunur
Kolinesterazlar 1 Kolinesterazlar, asetilkolin asetilhidrolaz (asetilkolinesteraz, gerçek kolinesteraz, kolinesteraz I) ve açilkolin açilhidrolaz (yalancı kolinesteraz, psödokolinesteraz, kolinesteraz II) olmak üzere iki tanedir. Her ikisi de asetilkolini hidrolize ederler. Psödokolinesteraz, karaciğer, pankreas, kalp, beynin beyaz maddesi ve serumda bulunur. Klinik amaçla serumda tayin edilen bu enzimdir.
Kolinesterazlar 2 Serum psödokolinesteraz aktivitesi tayini, karaciğer fonksiyon testi olarak kullanılmakla beraber asıl önemi organik fosfor bileşikleri (böcek zehiri) ile olan zehirlenmeleri ortaya koymak ve genetik varyantlarına sahip hastaları teşhis etmektir. Doğuştan kolinesteraz aktivitesi düşük olan hastalarda ameliyatlarda kas gevşetici olarak kullanılan süksinilkolinin yeterli hızda yıkılamaması nedeniyle uzamış apne periyodu gözlenir.