Fonctions LDH, détermination, réaction, valeurs normales

La lactate déshydrogénase, L'acide lactique déshydrogénase, le lactate dépendant du NAD ou simplement LDH, est une enzyme appartenant au groupe oxydortiques qui se trouve pratiquement dans tous les tissus animaux, les légumes et dans de nombreux micro-organismes tels que les bactéries, les levures et les arches.

Les enzymes de ce type sont indiquées avec le nombre ec 1.1.1.27 du comité de nomenclature enzymatique et sont responsables de la réaction qui convertit le lactate en pyruvate (par oxydation) et vice versa (par réduction), oxydant ou réduisant les dyucléotides de l'adénine nicotinamide (NAD + et NADH) dans le processus connu sous le nom de fermentation lactique.

Structure cristalline de la lactate déshydrogénase B (Source: BCDOYE [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)] via Wikimedia Commons)

Contrairement à la fermentation alcoolique, qui ne se produit que dans certains micro-organismes tels que les levures et l'utilisation.

Cette enzyme importante pour le métabolisme cellulaire a été cristallisée à partir du muscle de rat squelettique dans les années 40 et, à ce jour, les plus caractérisés sont ceux du muscle squelettique et du tissu cardiaque chez les mammifères.

Chez les animaux «supérieurs», l'enzyme utilise l'isomère Lactate L (l-lactate) pour la production de pyruvate, mais certains animaux «inférieurs» et bactéries produisent du D-lactate du pyruvate obtenu par glycolyse.

La lactate déshydrogénase est généralement exprimée principalement dans les tissus ou les cellules dans des conditions anaérobies (faible irrigation sanguine) qui, chez l'homme, peuvent caractériser des conditions pathologiques telles que le cancer, le foie ou les conditions cardiaques.

Cependant, la conversion du pyruvate en lactate est typique des muscles pendant l'exercice et la cornée de l'œil, qui est mal oxygénée.

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Les fonctions

La lactate déshydrogénase répond à plusieurs fonctions sur de nombreuses routes métaboliques. C'est le centre de l'équilibre délicat entre les routes cataboliques et anaboliques des glucides.

Pendant la glycolyse aérobie, le pyruvate (le dernier produit de l'itinéraire en soi) Il peut être utilisé comme substrat de la pyruvate déshydrogénase complexe enzymatique, par qui il est décarboxylé, libérant des molécules d'acétyl-CoA qui sont utilisées en aval, métaboliquement parlant, dans le cycle de Krebs.

Dans la glycolyse anaérobie, au contraire, la dernière étape de la glycolyse produit du pyruvate, mais cela est utilisé par la lactate déshydrogénase pour produire du lactate et du NAD⁺, qui restaure le nad⁺ qui a été utilisé pendant la réaction catalysée par la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase.

Comme pendant l'anaérobiose, la principale source de production d'énergie sous forme d'ATP est la glycolyse, la lactate déshydrogénase a un rôle fondamental dans la réoxydation du NADH produit dans les étapes précédentes de la route glycolytique, essentielle pour le fonctionnement d'autres enzymes connexes.

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La lactate déshydrogénase est également impliquée dans la glycogenèse qui se déroule dans des tissus qui convertissent le lactate en glycogène et, dans certains tissus aérobies tels que le cœur, le lactate est un carburant qui est réoxenté pour produire de l'énergie et réduire la puissance sous forme d'ATP et de NAD⁺, respectivement.

Caractéristiques et structure

Il existe de multiples formes moléculaires de lactate déshydrogénase dans la nature. Seulement chez les animaux, il a été déterminé qu'il existe cinq activités lactate déshydrogénase, toutes tétramériques et essentiellement composées de deux types de chaînes polypeptidiques appelées sous-unités H et M (pouvoir être homo- ou hétérotramérica).

La forme H est généralement en tissu cardiaque, tandis que la forme M a été détectée dans le muscle squelettique. Les deux chaînes diffèrent les unes des autres en termes d'abondance, de composition d'acides aminés, de propriétés cinétiques et de propriétés structurelles.

Les formes H et M sont le produit translationnel de différents gènes, éventuellement situés dans différents chromosomes, et qui sont également sous le contrôle ou la régulation de différents gènes. La forme H est prédominante dans les tissus avec un métabolisme aérobie et la forme M dans les tissus anaérobies.

Un autre type de nomenclature utilise les lettres A, B et C pour les différents types d'enzymes chez les mammifères et les oiseaux. Ainsi, le muscle déshydrogénase du lactate est connu sous le nom₄, cardiaque comme b₄ Et un tiers est appelé C₄, qui est spécifique aux testicules.

L'expression de ces isoenzymes est régulée à la fois sous une forme de développement dépendant du développement et dépendant des tissus.

L'enzyme a été isolée de différentes sources animales et il a été déterminé que sa structure tétramérique a un poids moléculaire moyen d'environ 140 kDa et que le site de l'Union pour NADH ou NAD⁺ Il se compose d'une feuille à peaux β composée de six chaînes et 4 hélices alpha.

Détermination

Par spectrophotométrie

Activité lactate déshydrogénase d'origine animale In vitro Grâce à des mesures de changement de coloration grâce au processus d'oxydorréduction qui a lieu pendant la réaction de conversion du pyruvate de lactate.

Les mesures sont effectuées à 340 nm avec un spectrophotomètre et la vitesse de diminution de la densité optique due à l'oxydation ou à la «disparition» du NADH est déterminée, qui est convertie en NAD⁺.

Autrement dit, la réaction déterminée est la suivante:

Pyruvate + nadh + h⁺ → Lactate + NAD⁺

La mesure enzymatique doit être effectuée dans des conditions de pH optimales et la concentration de substrats pour l'enzyme, de sorte que le risque de sous-estimation de la quantité présente dans les échantillons due au déficit du substrat ou par des conditions extrêmes d'acidité ou de basicité ne fonctionne pas.

Par immunohistochimie

Une autre méthode, peut-être un peu plus moderne, pour la détermination de la présence de lactate déshydrogénase a à voir avec l'utilisation d'outils immunologiques, c'est-à-dire avec l'utilisation d'anticorps.

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Ces méthodes profitent de l'affinité entre l'union d'un antigène avec un anticorps généré spécifiquement contre elle et sont très utiles pour la détermination rapide de la présence ou de l'absence d'enzymes tels que LDH dans un tissu particulier.

Selon l'objectif, les anticorps utilisés doivent être spécifiques à la détection de l'une des isoenzymes ou pour toute protéine atteinte de déshydrogénase de lactate.

Pourquoi déterminer le lactate de déshydrogénase?

La détermination de cette enzyme est effectuée à des fins différentes, mais principalement pour le diagnostic clinique de certaines conditions, y compris l'infarctus du myocarde et le cancer.

Au niveau cellulaire, la libération de lactate de déshydrogénase a été considérée comme l'un des paramètres pour déterminer la survenue de processus nécrotiques ou apoptotiques, car la membrane plasmique devient perméable.

Les produits de la réaction que Catalyz peuvent également être déterminés dans un tissu afin de déterminer si un métabolisme anaérobie prédomine pour une raison particulière.

Réaction

Comme initialement commenté, l'enzyme lactate déshydrogénase, dont le nom systématique est (S) -Lactato: nad⁺ déshydrogénase, catalyz la conversion du lactate en pyruvate⁺ dépendant, ou vice versa, qui se produit grâce au transfert d'un ion hydrure (h^-) Du pyruvate au lactate ou du NADH au pyruvate oxydé.

Schéma et mécanisme de réaction du lactate de déshydrogénase (source: Jazzlw [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] via Wikimedia Commons)

Le nad⁺ Il a une unité ADP et un autre groupe nucléotique dérivé de l'acide nicotinique, également appelé niacine ou vitamine B_3, Et cette coenzyme participe à de multiples réactions d'une grande importance biologique.

Il est important de souligner que l'équilibre de cette réaction est déplacé de côté correspondant au lactate et il a été démontré que l'enzyme est également capable d'oxyder d'autres acides (S) -2-hydroximonocarboxylique et utilisation, bien que moins efficacement, NADP⁺ comme substrat.

Selon la région du corps qui est considérée et, en même temps, ses caractéristiques métaboliques par rapport à la présence ou à l'absence d'oxygène, les tissus produisent différentes quantités de lactate, le produit de la réaction catalysée par le LDH.

Si, par exemple, une globules rouges (érythrocyte) qui manque de mitochondries qui peuvent métaboliser le pyruvate produit pendant la glycolyse en co₂ Et l'eau, alors on pourrait dire que ce sont les principales cellules productrices de lactate dans le corps humain, car tout le pyruvate est converti en lactate par l'action du lactate de déshydrogénase.

D'un autre côté, si les cellules hépatiques et les cellules du muscle squelettique sont prises en compte, celles-ci sont responsables de la production d'une quantité minimale de lactate, compte tenu du fait que cela est rapidement métabolisé.

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Valeurs normales

La concentration de lactate déshydrogénase dans le sérum sanguin est le produit de l'expression de plusieurs isoenzymes dans le foie, le cœur, le muscle squelettique, les érythrocytes et les tumeurs, entre autres.

Dans le sérum sanguin, les plages normales d'activité de la lactate de déshydrogénase se situent entre 260 et 850 U / ml (unités par millilitre), avec une valeur moyenne de 470 ± 130 U / ml. Pendant ce temps, ceux hémoralisés sanguins ont une activité LDH qui varie entre 16.000 et 67.000 U / ml, ce qui équivaut à une moyenne de 34.000 ± 12.000 U / ml.

Que signifie avoir un LDH élevé?

La quantification de la concentration de lactate déshydrogénase dans le sérum sanguin a une valeur importante dans le diagnostic d'un cœur, du foie, des maladies sanguines et même des cancers.

Des chiffres élevés d'activité LDH ont été trouvés chez les patients atteints d'infarctus du myocarde (à la fois expérimentaux et cliniques), ainsi que chez les patientes cancéreuses, en particulier chez les femmes atteintes d'un cancer de l'endomètre, des ovaires, du sein et de l'utérus.

Selon l'isoenzyme particulière qui est en «excès» ou en concentration élevée, la quantification des isoenzymes du lactate de déshydrogénase est utilisée par de nombreux médecins traitant pour la détermination des blessures aux tissus (graves ou chroniques).

Les références

1. Bergmeyer, H., Bent, e., & Hess, B. (1961). Déhydrogénase lactique. Méthodes d'analyse enzymatique. Seelag Chemie, GmbH.
2. Chung, F., Tsujubo, h., Bhattacharyya, u., Sharief, F., & Li, s. (1985). Organisation génomique du gène de la lactate déshydrogénase-un. Journal biochimique, 231, 537-541.
3. Becker, D. (2003). Acidose lactique. Médeau de soins intensifs, 29, 699-702.
4. Même, J., & Kaplan, n. (1973). Lactate Déshydrogenses: Structure et fonction. Dans Progrès de l'enzymologie et des domaines connexes de la biologie moléculaire (PP. 61-133).
5. Fox, S. Toi. (2006). Physiologie humaine (9e Ed.). New York, États-Unis: McGraw-Hill Press.
6. Huijgen, h., Sanders, G. T. B., Koster, R. W., Vreeken, J., & BossUyt, P. M. M. (1997). La valeur clinique de la lactate déshydrogénase dans le sérum: une revue quantitative. Eur J Clin Chem Clin Biochem, 35(8), 569-579.
7. Comité de nomenclature de l'Union internationale de biochimie et de biologie moléculaire (NC-IBMB). (2019). Récupéré de www.Qmul.CA.UK / SBCS / IUBMB / Enzyme / Index.Html
8. Rawn, J. D. (1998). Biochimie. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
9. Usategui-gomez, m., Mèches, r. W., & Warshaw, m. (1979). Détermination immunochimique de l'isoenzyme cardiaque de la lactate déshydrogénase (LDH1) dans le sérum humain. Clim, 25(5), 729-734.
10. Wróblewski, F., & Ladue, J. S. (1955). Activité lactique de digydrogénase dans le sang. Biologie et médecine expérimentales, 90, 210-215.