Pathophysiologische Grundlagen der Methode
Im gesunden Organismus enthält das Blutserum nur jene Enzyme, die dort unmittelbar ihre physiologischen Funktionen erfüllen (z. B. Gerinnungsfaktoren des Blutes). Die überwiegende Mehrheit der übrigen Katalysatoren sind zelluläre Enzyme. Sie arbeiten streng innerhalb der Zellen und überwinden im Normalfall praktisch nicht die intakte Zellmembran; daher fehlen sie im Blutkreislauf entweder gänzlich oder sind nur in Spuren (minimalen Mengen) nachweisbar.
Die Situation ändert sich radikal bei der Entwicklung einer Pathologie. Jede Beschädigung von Zellstrukturen — sei es ein entzündlicher Prozess oder Gewebeuntergang (Nekrose) — geht mit einer Störung der Barrierefunktion der Membranen einher. Dieses Phänomen wird als Zytolyse-Syndrom bezeichnet. Infolgedessen ergießt sich der intrazelluläre Inhalt in den Interzellularraum und gelangt anschließend in das Blut oder andere biologische Flüssigkeiten (z. B. in den Urin). Labortests registrieren einen drastischen Anstieg der Menge und der katalytischen Aktivität spezifischer Gewebeenzyme.
Kriterien des diagnostischen Werts von Enzymen
Damit ein Enzym in der klinischen Praxis zuverlässig zur Diagnosestellung herangezogen werden kann, muss es eine Reihe strenger Kriterien erfüllen:
- Organspezifität. Ein idealer diagnostischer Marker sollte eine überwiegende oder absolute Lokalisation innerhalb eines bestimmten Organs aufweisen. Zudem wird das Isoenzymspektrum — das Überwiegen bestimmter Isoenzyme in verschiedenen Gewebetypen — berücksichtigt.
- Freisetzungsproportionalität. Die Menge der in den Blutkreislauf freigesetzten Moleküle muss in direktem Verhältnis zum Ausmaß und Schweregrad der Organschädigung stehen. Darüber hinaus muss ihre Konzentration für einen sicheren Nachweis ausreichen.
- Stabilität in biologischen Flüssigkeiten. Nach dem Übertritt ins Plasma sollte die Enzymaktivität über einen ausreichend langen Zeitraum (im Laufe eines Tages) auf einem stabilen Niveau verbleiben und sich signifikant von den Normalwerten unterscheiden.
- Diagnostische Bedeutung der intrazellulären Lokalisation. Die Tiefe der Gewebeschädigung wird danach beurteilt, wo genau das Enzym herstammt. Treten im Plasma ausschließlich zytosolische Enzyme auf, weist dies auf eine erhöhte Permeabilität des Plasmalemms hin, was für Entzündungen charakteristisch ist. Werden hingegen mitochondriale oder nukleäre Marker nachgewiesen, zeugt dies von einer tiefgreifenden Schädigung der Zellstrukturen — der Nekrose.
Marker für Schäden an inneren Organen
Die klinische Entsprechung zwischen Organ und spezifischem Enzym ermöglicht eine präzise Lokalisierung des Pathologieherds. Die wichtigsten Enzyme zur Beurteilung des Zustands verschiedener Systeme:
- Herzerkrankungen (Myokardinfarkt):
- Laktatdehydrogenase (LDH).
- Kreatinkinase (CK).
- Aspartat-Aminotransferase (AST).
- Alanin-Aminotransferase (ALT).
- Wichtiger Hinweis: Einer der frühesten Marker des Infarkts ist das Protein Troponin, das jedoch nicht zur Klasse der Enzyme gehört.
- Lebererkrankungen:
- Alanin-Aminotransferase (ALT).
- Aspartat-Aminotransferase (AST).
- Gamma-Glutamyltransferase (GGT).
- Acetylcholinesterase.
- Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse:
- Pankreas-Amylase.
- Lipase.
- Erkrankungen der Prostata:
- Saure Phosphatase.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Welche Isoenzyme der Laktatdehydrogenase (LDH) sind für den Myokardinfarkt spezifisch?
Für die Diagnostik des Myokardinfarkts wird das Isoenzym LDH-1 verwendet.
- LDH-1 — die kardiale Isoform der Laktatdehydrogenase; im Myokard überwiegt die Form $H_4$.
- Diese Isoform weist eine hohe Affinität zu Laktat auf.
Das Auftreten gewebespezifischer LDH-Isoformen im Blut weist auf eine Schädigung des entsprechenden Organs hin; LDH-1 ist als Marker des Myokardinfarkts aufgeführt.
Welches Isoenzym der Kreatinkinase (CK) weist die höchste Spezifität für den Herzmuskel auf?
Die höchste Spezifität für den Herzmuskel weist das Isoenzym CK-MB auf.
- CK-MB — eine Isoform der Kreatinkinase, die im Herzmuskel (Myokard) lokalisiert ist.
- Das Kreatinkinase-Molekül ist ein Dimer; die MB-Isoform wird aus den Untereinheiten M und B gebildet.
Beim Myokardinfarkt steigt der Spiegel der MB-Isoform im Blutplasma an; sie ist ein wichtiger diagnostischer Marker für Myokardschäden.
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Worin besteht der Unterschied zwischen dem Auftreten von zytosolischen und mitochondrialen Enzymen im Blut?
Zytosolische Enzyme treten bei leichten Membranschäden aus, was auf einen entzündlichen Prozess hinweist. Das Auftreten mitochondrialer oder nukleärer Enzyme spricht für eine tiefgreifende Zellschädigung bis hin zur vollständigen Gewebenekrose.
Welche Marker weisen auf die Entwicklung eines Myokardinfarkts hin?
Die Enzymmarker des Infarkts sind Kreatinkinase (CK), Laktatdehydrogenase (LDH) sowie AST und ALT. Dabei dient das Protein Troponin, das kein Enzym ist, als allererstes Anzeichen einer Schädigung.
Warum sind intrazelluläre Enzyme im Normalzustand im Plasma nicht nachweisbar?
Im gesunden Zustand sind die Zellmembranen unbeschädigt, weshalb die Enzyme innerhalb der Zellen verbleiben und ihre Funktionen erfüllen. In den Blutkreislauf gelangen sie nur in minimalen Mengen, die für eine diagnostische Relevanz nicht ausreichen.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Aufbau und Funktionen der Laktatdehydrogenase-Isoenzyme (LDH)
- Das Isoenzymspektrum der Kreatinkinase im Muskel- und Herzgewebe
- Mechanismen des Zytolyse-Syndroms auf molekularer Ebene
- Diagnostik von Lebererkrankungen: klinische Bedeutung von AST und ALT
- Die Rolle der Pankreas-Amylase und Lipase im Normalzustand und bei Pankreatitis
Bearbeiten Sie das Thema komplett im Kurs „Biochemie“
Hier ist die Zusammenfassung. Im Kurs finden Sie alles, was in Vorlesung und Prüfung gefragt wird.
- Vollständiger Leitfaden zum Thema „Enzymdiagnostik“ und 3.616 weitere Seiten des Fachbereichs
- Aufgaben und Tests nach jedem Thema – wie beim Kolloquium
- Der KI-Tutor beantwortet Ihre Fragen zum Thema jederzeit
- 115 Videolektionen zum Fach
Weitere Themen des Bereichs „Enzymologie“
Kostenlose Videolektionen: BiochemieKurze Lektionen mit Zusammenfassungen — ohne Registrierung.
Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.