Лактатдегидрогеназа (ЛДГ)

Лактатдегидрогеназа (ЛДГ, LDH, LD) - фермент, содержащийся практически во всех живых клетках, не только у млекопитающих, но и в растениях и бактериях. Лактатдегидрогеназа в организме человека представлена ​​четырьмя классами, один из которых зависит от НАД (никотинамидадениндинуклеотид), а остальные – от цитохрома С.

Широкое распространение лактатдегидрогеназы в живых тканях – причина, по которой её пытаются активно использовать в диагностике и контроле лечения различных заболеваний. Можно выделить четыре основные клинические отрасли: кардиология, гепатология, гематология и онкология. Отметим, что работы по внедрению ЛДГ в клиническое применение продолжаются и сейчас, поэтому перечень отраслей и болезней не является исчерпывающим.

Нормальное содержание ЛДГ в сыворотке крови  для детей и подростков несколько отличается от нормы для взрослых:

Основная функция ЛДГ -- катализ превращения лактата в пировиноградную кислоту или наоборот, в зависимости от концентрации кислорода в тканях организма. Если кислорода не хватает, то пировиноградная кислота превращается в лактат, обратная реакция происходит в печени в цикле Кори (превращения глюкозы в лактат). Наличие в названии термина "дегидрогеназа" означает, что этот фермент переносит протоны и пары электронов из одной молекулы в другую.

Как сказано выше, лактатдегидрогеназа встречается во всех клетках организма, а наибольшие ее концентрации обнаружены в почках, сердечной мышце, мускулатуре и печени. При повреждении тканей ЛДГ высвобождается, попадает в кровь и служит общим маркером различных болезней или травм. Лактатдегидрогеназа состоит из четырех частей (субъединиц). Две наиболее распространенные субъединицы - белки, обозначенные как LDH-M и LDH-H, где отметка М указывает на мышечную систему, а H - на сердце. В свою очередь указанные белки образуют так называемые изоферменты, которые состоят из 4 частей (тетрамеры): 4H, 4M и три смешанные тетрамеры (3H1M, 2H2M, 1H3M). Они отличаются тканями, где содержатся в максимальной концентрации: ЛДГ-1 (4H) - в сердце, эритроцитах, а также в мозге, ЛДГ-2 (3H1M) - в ретикулоэндотелиальной системе, ЛДГ-3 (2H2M) - в легких, ЛДГ-4 (1H3M) - в почках, плаценте и поджелудочной железе, ЛДГ-5 (4М) - в печени и мышцах.

Обычно ЛДГ-2 преобладает среди всех форм лактатдегидрогеназы в сыворотке крови. Если содержание ЛДГ-1 начинает увеличиваться и достигает значений более высоких, чем ЛДГ-2, то это свидетельствует о развитии инфаркта миокарда. Отметим, что в последнее время с введением в практику установления концентрации тропонинов при диагностике повреждений миокарда, это свойство лактатдегидрогеназы практически прекратили использовать на практике.

В начале 80-х годов определение лактатдегидрогеназы играло важную роль в диагностике пневмоцистной пневмонии. Это очень опасная форма пневмонии, которая развивается на фоне подавленного иммунитета, например, у больных СПИДом. В свое время вспышка этой формы пневмонии привел к выявления ВИЧ-инфекции в США. Поскольку в те времена СПИД диагностировали лишь на поздних стадиях, то легкие больных были существенно повреждены инфекцией, что и приводило к высокому уровню ЛДГ. На сегодня пневмоцистная пневмония диагностируется на ранней стадии путем выявления возбудителя (пневмоцисты) в бронхоальвеолярной жидкости. Следовательно, увеличение клинического опыта сделало лактатдегидрогеназу устаревшей, в качестве диагностического инструмента при обнаружении пневмоцистной пневмонии.

В кардиологии измерения изоферментов лактатдегидрогеназы ЛДГ-1 и ЛДГ-2 является хорошим методом для позднего обнаружения (> 36-48 часов после первых клинических проявлений болезни) инфаркта миокарда. В частности, соотношение ЛДГ-1 / ЛДГ-2 имеет диагностическую эффективность 93-98%. Несмотря на такие хорошие показатели, сегодня "золотым стандартом" в диагностике инфаркта миокарда является установление содержания тропонинов в сыворотке крови, что, вероятно, связано с простотой в исполнении и стоимостью проведения этого лабораторного исследования. Повышение содержания ЛДГ при инфаркте миокарда наблюдается через 8-10 ч после его начала. Через 48-72 ч концентрация фермента достигает максимума (выше нормы в 2-4 раза), и остается увеличенным на протяжении 10 суток. Эти сроки могут варьироваться в зависимости от тяжести поражения миокарда. У больных стенокардией повышение активности лактатдегидрогеназы не наблюдают, что позволяет применять определение ЛДГ через 2-3 суток после приступа в качестве признака отсутствия поражения сердечной мышцы.

При остром вирусном гепатите содержание ЛДГ увеличивается в первые дни после появления желтухи и при легкой и средне-тяжелой формах заболевания быстро возвращается к нормальному уровню. При механической желтухе на ранних стадиях концентрация ЛДГ в норме, на более поздних стадиях она увеличивается вследствие повреждений печени. В общем, лактатдегидрогеназа не является лучшим выбором среди лабораторных исследований для мониторинга или диагностики не-раковых заболеваний печени. С этой целью широко применяют другие показатели, среди которых представлены как ферменты – аминотрансферазы (АЛТ и АСТ), так и метаболиты, образующиеся в печени, например билирубин.

Некоторое применение лактатдегидрогеназа нашла в гематологии. Она является перспективным биомаркером при установлении типа гемолитической анемии. Кроме того, систематическое измерения уровня ЛДГ является полезным при установлении ответа организма на назначенную терапию. Уменьшение ее концентрации указывает на успешность лечения анемии. Также, уровни лактатдегидрогеназы ощутимо растут у пациентов с мегалобластной анемией, то есть при дефиците фолиевой кислоты и витамина В₁₂. Изофермент лактатдегидрогеназы ЛДГ-3 является полезным маркером для выявления хронического миелоидного лейкоза и мониторинга состояния пациента в стадии ремиссии.

В случае мелкоклеточного рака легких полезность лактатдегидрогеназы является несколько меньшею по сравнению с нейрон-специфической энолазой. Единственным преимуществом ЛДГ можно считать четкое соотношение между ее концентрацией в сыворотке крови и ответом на назначенное лечение. Однако, среди биомаркеров опухолей яичка изофермент лактатдегидрогеназы ЛДГ-1 демонстрирует одни из лучших показателей: чувствительность, специфичность и прогноз выживания. Под специфичностью подразумевается процент здоровых лиц и больных с доброкачественными опухолями и другими заболеваниями, при которых тест дает отрицательный результат. Чем выше специфичность, тем точнее биомаркер указывает на конкретное заболевание. Чувствительность – процент больных, у которых тест показывает положительные результаты при наличии болезни. Чем больше ее значение, тем лучше, поскольку уменьшается вероятность отрицательного результата теста при наличии заболевания.

Увеличение содержания ЛДГ может быть признаком поражения легких при эмболии и инфаркте легких. Комбинация нормальной концентрации АСТ и повышенного содержания ЛДГ вместе с увеличением концентрации общего билирубина может служить признаком легочной эмболии (что отличает ее от инфаркта миокарда).