klinik yönden enzimler - E

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 oC 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:
belirli
enzim
hastalıklar
bir
Kalıtsal
bazı
eksikliğine
veya
bozukluğuna bağlı olarak oluşmaktadır. Şayet bu
enzim yerine konulmaz veya bozukluğu giderilmez
ise
çeşitli
hasarlar,
hastalıklar
hatta
sonuçlanabilen ağır tablolar oluşabilmektedir.
ölümle
 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
ALT
KC, iskelet kası, kalp
Prostat
karsinoması,
kemik
hastalıkları
Hepatik parankimal hastalıklar
AST
KC, iskelet kası,
böbrek, eritrosit.
İskelet kası, kalp
kalp, Miyokardiyal infarktüs hepatik
parankimal hastalık
Kas hastalıkları
Aldolaz
Alkalin fosfataz
Amilaz
KC,
kemik,
bağırsak, Kemik hastalıkları, hepatobiliyer
plasenta
hastalıklar
Glandula parotis, pankreas
Pankreatik hastalıklar
Kolinesteraz
Karaciğer
Kreatin Kinaz
İskelet kası, kalp kası, beyin
GGT
Karaciğer, böbrek
Organik fosfor zehirlenmeleri,
süksinil kolin apnesi, hepatik hst.
Kas hastalıkları, miyokardiyal
infarktüs
Hepatik parankimal hastalıklar
LDH
5’ Nükleotidaz
Kalp, KC, iskelet kası,
eritrosit, lenf nodülleri
Hepatobiliyer yollar
Myokardiyal infarktüs, hemoliz,
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
AST
(GPT)
(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 11,5 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-6fosfatın 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 H2O2’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.