Лактатдегідрогеназа (ЛДГ, LDH, LD) – фермент, який міститься практично у всіх живих клітинах, не тільки у ссавців, але й в рослинах та бактеріях. Лактатдегідрогеназа в організмі людини представлена чотирма класами, один з яких залежить від НАД (нікотинамідаденіндинуклеотид), а решта — від цитохрому С.
Значне поширення лактатдегідрогенази в тканинах тіла зумовлює спроби її використання у діагностиці та контролі лікування захворювань різноманітних систем. З них можна виокремити чотири основні клінічні галузі: кардіологія, гепатологія, гематологія та онкологія. Зазначимо, що роботи із впровадження ЛДГ у клінічне застосування тривають і зараз, тому перелік галузей та хвороб не є вичерпним.
Нормальний вміст ЛДГ у сироватці крові у дітей і підлітків дещо відрізняється від норми для дорослих:
| Вік | Вміст ЛДГ, Ед/л |
|---|---|
| 4–20 днів життя | 225,0–600,0 |
| 20 днів життя – 2 року | до 430,0 |
| 2–15 років | 120,0–300,0 |
Основна функція ЛДГ — каталіз перетворення лактату в піровиноградну кислоту або навпаки, залежно від концентрації кисню в тканинах організму. Якщо кисню не вистачає, то піровиноградна кислота перетворюється в лактат, зворотна реакція відбувається в печінці у циклі Корі (перетворення глюкози до лактату). Наявність в назві терміну “дегідрогеназа” означає, що цей фермент переносить протони та пари електронів з однієї молекули на іншу.
Як сказано вище, лактатдегідрогеназа зустрічається в усіх клітинах організму, а найбільші її концентрації виявлені в нирках, серцевому м'язі, мускулатурі та печінці. При пошкодженні тканин ЛДГ вивільняється, потрапляє у кров та слугує загальним маркером різних хвороб або травм. Лактатдегідрогеназа складається з чотирьох частин (субодиниць). Дві, найбільш поширені субодиниці — білки, що позначаються LDH-M та LDH-H, де позначка М вказує на м’язову систему, а H — на серце. В свою чергу зазначені білки утворюють так звані ізоферменти, які складаються з 4 частин (тетрамери) : 4H, 4M та три змішані тетрамери (3H1M, 2H2M, 1H3M). Вони характеризуються місцем, де їх знаходять у найбільшій концентрації:
- ЛДГ-1 (4H) - у серці, еритроцитах, а також у мозку,
- ЛДГ-2 (3H1M) - у ретикулоендотеліальній системі,
- ЛДГ-3 (2H2M) - у легенях,
- ЛДГ-4 (1H3M) - у нирках, плаценті та підшлунковій залозі,
- ЛДГ-5 (4М) - у печінці та м'язах.
Зазвичай ЛДГ-2 переважає серед всіх форм лактатдегідрогеназ в сироватці крові. Якщо вміст ЛДГ-1 починає збільшуватись і сягає значень вищих, ніж ЛДГ-2, то це свідчить про розвиток інфаркту міокарду. Зазначимо, що останнім часом із введенням у практику встановлення концентрації тропонінів при діагностиці пошкоджень міокарду, цю властивість лактатдегідрогенази практично припинили використовувати у практиці.
На початку 80-х років визначення лактатдегідрогенази відігравало важливу роль в діагностуванні пневмоцистної пневмонії. Це надзвичайно небезпечна форма пневмонії, яка розвивається на тлі пригніченого імунітету, наприклад у хворих на СНІД. У свій час спалах цієї форми пневмонії призвів до виявлення ВІЛ-інфекції у США. Оскільки в ті часи СНІД діагностували лише на пізніх стадіях, то легені хворих були суттєво пошкоджені інфекцією, що й призводило до високого рівня ЛДГ. На сьогодні пневмоцистна пневмонія діагностується на ранній стадії шляхом виявлення збудника (пневмоцисти) у бронхоальвеолярній рідині. Отже, збільшення клінічного досвіду зробило лактатдегідрогеназу застарілою, у якості діагностичного інструменту при виявлені пневмоцистної пневмонії.
У кардіології вимірювання ізоферментів лактатдегідрогенази ЛДГ-1 та ЛДГ-2 є гарним методом для пізнього виявлення (> 36-48 годин після перших клінічних проявів хвороби) інфаркту міокарда. Зокрема, співвідношення ЛДГ-1 / ЛДГ-2 має діагностичну ефективність 93-98%. Незважаючи на такі гарні показники, сьогодні “золотим стандартом” в діагностуванні інфаркту міокарду є встановлення вмісту тропонінів у сироватці крові, що, ймовірно, пов’язано із простотою у виконанні та вартістю проведення цього лабораторного дослідження. Підвищення вмісту ЛДГ при інфаркті міокарда спостерігають через 8−10 год після його початку. Через 48−72 год концентрація ферменту досягає максимуму (вище норми в 2−4 рази), і залишається збільшеною протягом 10 діб. Ці терміни можуть змінюватись залежно від важкості ураження міокарда. У хворих стенокардією підвищення активності лактатдегідрогенази не спостерігають, що дозволяє застосовувати визначення ЛДГ через 2−3 діб після нападу як ознаку відсутності ураження серцевого м'яза.
При гострому вірусному гепатиті вміст ЛДГ збільшується в перші дні після появи жовтяниці і при легкій і середньо-важкої формах захворювання швидко повертається до нормального рівня. При механічній жовтяниці на ранніх стадіях концентрація ЛДГ у нормі, на більш пізніх стадіях вона збільшується внаслідок ушкоджень печінки. Загалом, лактатдегідрогеназа не є найкращим вибором серед лабораторних досліджень для моніторингу або діагностуванню не-ракових захворювань печінки. З цією метою широко застосовують інші показники, серед яких представлені як ферменти — амінотрансферази (АЛТ та АСТ), так і метаболіти, що утворюються в печінці, наприклад білірубін.
Деяке застосування лактатдегідрогеназа знайшла в гематології. Вона є перспективним біомаркером при встановлені типу гемолітичної анемії. Крім того, систематичне вимірювання рівня ЛДГ є корисним при встановленні відповіді організму на призначену терапію. Зменшення її концентрації вказує на успішність лікування анемії. Також, рівні лактатдегідрогенази відчутно зростають у пацієнтів з мегалобластною анемією, тобто при дефіцити фолієвої кислоти та вітаміну В12. Ізофермент лактатдегідрогенази ЛДГ-3 є корисним маркером для виявлення хронічного мієлоїдного лейкозу та моніторингу стану пацієнту в стадії ремісії.
У випадку дрібноклітинного раку легень корисність лактатдегідрогенази дещо менша, порівняно із нейрон-специфічною енолазою. Єдиною перевагою ЛДГ можна вважати чітке співвідношення між її концентрацією у сироватці крові та відповіддю на призначене лікування. Проте, серед біомаркерів пухлин яєчка ізофермент лактатдегідрогенази ЛДГ-1 демонструє одні з найкращих показників: чутливість, специфічність та прогноз виживання. Під специфічністю мається на увазі відсоток здорових осіб і хворих з доброякісними пухлинами та іншими захворюваннями, у яких тест дає негативний результат. Чим вища специфічність, тим точніше біомаркер вказує на конкретне захворювання. Чутливість показує у якого відсотка хворих тест показує позитивні результати при наявності хвороби. Чим більше її значення, тим краще, адже зменшується вірогідність негативного результату тесту при наявності захворювання.
Збільшення вмісту ЛДГ може бути ознакою ураження легень при емболії і інфаркті легень. Комбінація нормальної концентрації АСТ і підвищеного вмісту ЛДГ разом із збільшенням концентрації загального білірубіну може слугувати ознакою легеневої емболії (що відрізняє її від інфаркту міокарда).