enzym học lâm sàng

ENZYM HỌC LÂM SÀNG

ThS. Trần Khánh Chi

Email: trankhanhchi@hmu.edu.vn

MỤC TIÊU

1. Trình bày được các enzym trong huyết tương: phân loại, tính đa dạng, các isoenzym.

2. Trình bày được sự giải phóng các enzym vào huyết tương trong tình trạng bệnh lý: nguyên nhân, chu kỳ bán huỷ, các phương pháp đo hoạt độ enzym.

3. Trình bày được một số enzym thường được sử dụng trên lâm sàng.

ĐẠI CƯƠNG

+ Enzym: là chất xúc tác sinh học có tác dụng xúc tác các phản ứng hoá học trong cơ thể sống.

+ Enzym có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng, bản chất là protein, có tính đặc hiệu cơ chất và thường hoạt động ở những vùng nhiệt độ và pH vừa phải

+ 2000 enzym được phát hiện và nghiên cứu nhưng số enzym được xác định hoạt độ trong máu và các dich sinh vật của cơ thể để phục vụ cho chẩn đoán và điều trị bệnh không nhiều

+ Phân loại quốc tế: 6 loại chính được đánh số từ 1-6, mỗi loại được chia thành các dưới lớp, mỗi dưới lớp chia thành các nhóm, mỗi nhóm gồm 1 số enzym

PHÂN LOẠI ENZYM

Loại	Tên enzym	Chức năng	Phản ứng tổng quát
1	Enzym oxy hoá khử (oxidoreductase)	Vận chuyển điện tử, xúc tác cho phản ứng oxy hoá và phản ứng khử	AH2 + B -> A + BH2
2	Enzym vận chuyển nhóm (transferase)	Vận chuyển một nhóm hoá học (không phải là H2)	AX+B -> A+BX
3	Enzym thuỷ phân (hydrolase)	Cắt liên kết của chất hoá học bằng cách thuỷ phân ( có sự tham gia của H2O)	AB + H2O => AH + BOH
4	Enzym phân cắt (lyase)	Tách nhóm hoá học ra khỏi cơ chất không có sự tham gia của H2O	AB => A+B
5	Enzym đồng phân (isomerase)	Xúc tác phản ứng biến đổi giữa các dạng đồng phân của chất hoá học	ABC => ACB
6	Enzym tổng hợp (ligase hoặc synthethase)	Xúc tác phản ứng gắn 2 phân tử sử dụng ATP hoặc các NTP khác để cung cấp nắng lượng	A + B + ATP => AB + ADP+Pi

CÁC ENZYM THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRÊN LÂM SÀNG

TT	Mã số	Tên enzym	Tên viết tắt
1	1.1.1.27	Lactat dehydrogenase	LDH
2	1.1.1.37	Malat dehydrogenase	MDH
3	1.4.1.3	Glutamat dehydrogenase	GLDH
4	2.3.2.2	Gamma glutamyl transferase	GGT hay γ-GT
5	2.6.1.1	Aspartat aminotransferase	AST (GOT)
6	2.6.1.2	Alanin aminotransferase	ALT (GPT)
7	2.7.3.2	Creatin kinase	CK
8	3.1.1.3	lipase
9	3.1.1.8	Cholinesterase	ChE
10	3.1.3.1	Alkalin phosphatase	ALP
11	3.1.3.2	Acid phosphatase	ACP
12	3.2.1.1	α-amylase

PHÂN BỐ ENZYM TRONG CƠ THỂ

+ Ezym trong tế bào, mô, cơ quan

- Do tế bào tại đó sản xuất, khác nhau ở các mô, đặc hiệu cơ quan, isoenzym

- Khác nhau giữa các ngăn tế bào: bào tương, ty thể, màng tế bào

+ Enzym trong huyết tương:

- Enzym đặc hiệu huyết tương

- Enzym được bài tiết

- Enzym nguồn gốc tế bào

CÁC ENZYM TRONG HUYẾT TƯƠNG

+ Enzym đặc hiệu huyết tương (plasma-specific enzymes): thể hiện chức năng đặc hiệu của chúng trong huyết tương.

VD: các enzym đông máu (prothrombin, yếu tố V, yếu tố VII…)

+ Các enzym được bài tiết (secreted enzymes): không có chức năng đặc hiệu trong huyết tương

VD: lipase, α-amylase

+ Các enzym có nguồn gốc tế bào (cellular enzymes): giải phóng vào máu do sự thay cũ đổi mới của tế bào

VD: ALT, AST, CK, ALP, GGT…

+ Tính đa dạng: mỗi enzym thường có nhiều dạng khác nhau cùng xúc tác một phản ứng hoá học nhưng có bản chất xúc tác khác nhau.

+ Các isoenzym: được mã hoá bởi các gen có locus khác nhau trên NST tạo nên sự đặc hiệu cơ quan.

VD:

LDH có 5 isoenzym: LDH1 (HHHH), LDH2 (HHHM), LDH3 (HHMM), LDH4 (HMMM), LDH5 (MMMM)

CK có 3 isoenzym: CK-MM, CK-MB, CK-BB

+ Các đại enzym: được sinh ra do sự gắn các chất khác làm tăng khối lượng phân tử, biến đổi cấu trúc nhưng không làm thay đổi khả năng xúc tác, gồm 2 typ:

- Typ I: gắn với phần Fab của kháng thể

- Typ II: gắn với màng tế bào hoặc các thành phần khác trong huyết tương

SỰ GIẢI PHÓNG CÁC ENZYM VÀO HUYẾT TƯƠNG

+ Bình thường nồng độ enzym trong tổ chức cao gấp 1000-10.000 lần lượng tiết ra trong huyết thanh.

+ Enzym tổ chức có mặt trong huyết thanh do các nguyên nhân sau:

- Tổn thương tế bào do: virus, hoá chất, do thiếu oxy mô hoặc do sự thiếu máu cục bộ của mô.

- Sinh lý: tế bào chết, tăng ALP trong thời có thai 3 tháng cuối do nhau thai tăng sản xuất, tăng ALP ở thời kỳ trưởng thành của trẻ

- Tăng tổng hợp và bài tiết GGT do tế bào gan bị kích thích bởi alcol, barbiturat hoặc morphin gây cảm ứng tổng hợp enzym này

CHU KỲ BÁN HUỶ CỦA ENZYM TRONG HUYẾT TƯƠNG

+ Thời gian bán huỷ của các enzym trong huyết tương khác nhau nên việc sử dụng kết quả đo hoạt độ các enzym trong chẩn đoán có sự khác nhau

+ Ngoài cơ thể: giảm 0-5% sau 24h, 10% sau 48h ở 4oC, còn 85-100% sau 48h ở 25oC

Enzym	Thời gian bán huỷ
ALP	3-7 ngày
α-amylase	9-18h
ALT (GPT)	50h
AST (GOT)	12-14h
CHE	10 ngày
CK	12h
CK-MM	20h
CK-MB	10h
CK-BB	3h
GLDH	16-18h
GGT	3-4 ngày
LDH1 (α-HBDH)	4-5 ngày
LDH5	10h
Lipase	7-14h

ĐO HOẠT ĐỘ ENZYM

+ Không đo trực tiếp lượng enzym tuyệt đối trong huyết tương do:

- Hàm lượng nhỏ

- Cần phương pháp định lượng đặc biệt: tốn kém, mất thời gian

 + Đo hoạt độ enzym: sử dụng phương pháp đo động học biến thiên độ hấp thụ quang của một chất chỉ điểm (coenzym, cơ chất hoặc sản phẩm) do enzym đó xúc tác trên một đơn vị thời gian ở điều kiện nhất định

+ Đơn vị đo hoạt độ enzym

- IU (international unit): là lượng enzym làm biến đổi một micromol (10^-6 M) cơ chất trong một phút ở điều kiện xác định về pH, nhiệt độ, nồng độ cơ chất và các chất hoạt hóa

- Đơn vị hoạt độ: U/l, mU/l, kU/l

- Katal (Kat): là lượng enzym xúc tác làm biến đổi một mol cơ chất trong một giây 1U/L = 60 uKat/L

PHƯƠNG PHÁP ĐO HOẠT ĐỘ ENZYM

+ Đo hai điểm: trước và sau phản ứng

+ Đo liên tục - đo động học enzym: các coenzym dạng khử (NADH, NADPH) hấp thụ mạnh ở bước sóng 340nm, trong khi dạng oxy hoá của chúng (NAD+, NADP+) không hấp thụ ở bước sóng này

MỘT SỐ ENZYM CHẨN ĐOÁN BỆNH GAN MẬT

Theo vị trí	Enzym	Ý nghĩa	Rối loạn bệnh lý
Enzym ngoại bào	Cholinesterase	Khả năng tổng hợp của gan	Tổn thương do ngộ độc phospho hữu cơ
Enzym nội bào (bào tương, bào quan)	AST, ALT, LDH, MDH	Mức độ huỷ hoại tế bào gan	Bệnh lý có hoại tử tế bào gan
	ALP, GGT	Tình trạng lưu thông mật	Bệnh lý tắc mật

CHOLINESTERASE (ChE)

+ Nguồn gốc tế bào: ChE được tiết bởi gan vào máu

+ Giá trị bình thường: 3,5-8,5 kU/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: giảm trong

- Bệnh gan mạn tính

- Ngộ độc hoá chất trừ sâu phospho hữu cơ hoặc carbamat (do enzym bị ức chế hoạt tính theo cơ chế ức chế trung tâm hoạt động của enzym)

ASPARTAT TRANSAMINASE (AST)

+ Nguồn gốc tế bào: nhiều ở gan, tim, cơ

+ Giá trị bình thường đo ở 37oC: nam 10-50U/L, nữ 10-35 U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: tăng trong các bệnh NMCT, bệnh nhu mô gan, bệnh cơ xương, thiếu oxy mô…

ALANIN TRANSAMINASE (ALT)

+ Nguồn gốc tế bào: phân bố rộng rãi trong các mô, nhiều ở gan, các nơi khác nồng độ ALT thấp hơn AST

+ Giá trị bình thường trong huyết tương ở 37oC: nam 10-50U/L, nữ 10-35U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: tăng chủ yếu gặp trong các bệnh gan như viêm gan cấp, viêm gan mạn, hoại tử gan, tắc mật,…

ALKALIN PHOSPHATASE (ALP)

+ Nguồn gốc tế bào: nồng độ cao ở gan, xương, nhau thai và biểu mô ruột

+ Giá trị bình thường:

- Trong huyết tương: nam <150U/L, nữ <130U/L

- Tăng sinh lý ở phụ nữ có thai (3 tháng cuối thai kỳ), trẻ em đang lớn

+ Ý nghĩa lâm sàng: tăng chủ yếu gặp trong

- Bệnh xương: loãng xương, còi xương, u xương, gẫy xương đang hàn gắn, viêm tuỷ xương..

- Bệnh gan: tắc mật, xơ gan, viêm gan

GLUTAMAT DEHYDROGENASE (GLDH)

+ Nguồn gốc tế bào: có trong ty thể tất cả các mô, tuy nhiên sự tăng enzym này trong huyết tương chỉ xuất hiện khi hoại tử tế bào gan

+ Giá trị bình thường: nam < 3U/L, nữ < 4U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng:

- Tăng trong: hoại tử tế bào gan do thiếu oxy mô, tổn thương gan do nhiễm độc

- Không tăng trong viêm gan nói chung, viêm gan do virus

GAMMA GLUTAMYL TRANSFERASE (GGT)

+ Nguồn gốc tế bào: nồng độ cao hơn trong gan, thận, tuỵ

+ Giá trị bình thường: nam 9-40U/L, nữ 9-35 U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: tăng chủ yếu gặp trong

- Tắc mật, tăng sớm, tăng trước ALP

- Bệnh gan do alcol

- Viêm gan cấp, mạn tính

- Xơ gan

- Các bệnh gan khác

- Viêm tuỵ

- Suy tim do tắc nghẽn

MỘT SỐ ENZYM ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN BỆNH NMCT

1. Creatin Kinase (CK)

+ Nguồn gốc tế bào: cơ xương (chủ yếu), cơ tim, não, dạ dày, ruột non, đại tràng, tử cung, thận

+ Giá trị bình thường: nam: 24-195U/L, nữ 25-270U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: hoạt độ CK huyết tương tăng chủ yếu trong bệnh tim và bệnh cơ:

- NMCT

- Sau phẫu thuật, chấn thương cơ, luyện tập nặng, viêm có, loạn dưỡng cơ, co giật, …..

ISOENZYM CK

+ Xác định isoenzym CK nhờ kỹ thuật điện di, sắc ký trao đổi ion, miễn dịch ức chế, miễn dịch phóng xạ (RIA)

+ giá trị bình thường trong huyết thanh:

CK1 < 1%, CK2 < 5%, CK3 > 94%

CK-MB

+ NMCT:

- Tăng cao hơn trong vòng 4-6h sau nhồi máu, đạt cực đại 15-24h, tăng 10-20 lần so với bình thường (20-30% CK toàn phần), trở về bình thường trong vòng 2-3 ngày.

- Ưu điểm:

. Đặc hiệu hơn CK toàn phần.

. Chẩn đoán sớm NMCT

- Nhược điểm:

. Không chẩn đoán muộn sau cơn đau do thời gian bán hủy nhanh

. Không hoàn toàn đặc hiệu cho NMCT, tăng trong chấn thương tim, viêm cơ tim, phẫu thuật thay van tim.

2. Lactat Dehydrogenase (LDH)

+ Nguồn gốc tế bào: tim, hồng cầu, cơ xương và gan

+ Cấu tạo bởi 4 chuỗi polypeptid, gồm 2 loại: chuỗi H (nguồn gốc tim) và chuỗi M (nguồn gốc cơ và gan) tạo 5 isoenzym LDH1,2,3,4,5.

- LDH1 chủ yếu tìm thấy ở cơ tim và hồng cầu

- LDH5 có nhiều trong cơ xương và gan

+ Giá trị bình thường: nam 135-225U/L, nữ 134-215U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: hoạt độ LDH tăng chủ yếu gặp trong tổn thương cấp của gan, cơ xương, cơ tim, thận, thiếu máu nguyên hồng cầu khổng lồ, tan huyết

α-HYDROXY BUTYRAT DEHYDROGENASE (α-HBDH, ISOENZYM LDH1)

+ Nguồn gốc tế bào: có trong cơ tim, hồng cầu và thận

+ Giá trị bình thường: 72-182 U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: tăng trong NMCT, tắc nghẽn phổi, cơn tan máu bệnh hồng cầu liềm

MỘT SỐ XÉT NGHIỆM ENZYM KHÁC

1. Acid phosphatase (ACP)

+ Nguồn gốc tế bào: có hoạt độ cao ở gan, lách, tuỷ xương, tuyến tiền liệt, hồng cầu và tiểu cầu

+ Gồm một nhóm các enzym có tác dụng thuỷ phân các este phosphat một cách tối ưu ở pH<7,0

+ Giá trị bình thường: 4,8-13,5 U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: hoạt độ ACP tăng gặp trong

- U tuyến tiền liệt: tăng 20% khi chưa di căn và tăng 80% khi khối u đã di căn.

- Viêm tuyến tiền liệt

- Phì đại tuyến tiền liệt lành tính ít gặp

2. α-Amylase

+ Nguồn gốc tế bào: tuyến nước bọt và tuỵ ngoại tiết

+ Giá trị bình thường: trong huyết tương 17-115U/L, trong nước tiểu <1000U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: tăng trong

- Bệnh tuỵ: viêm tuỵ cấp mạn, biến chứng tuỵ, chấn thương tuỵ, K tuỵ

- Các rối loạn không do tuỵ: viêm tuyến nước bọt, quai bị, sau mổ, nhiễm độc rượu cấp…..

3. Lipase

+ Nguồn gốc tế bào: nhiều trong tuỵ, có ít trong dạ dày, tá tràng, gan và lưỡi

+ Giá trị bình thường: 7-59U/L

+ Ý nghĩa lâm sàng: tăng trong viêm tuỵ cấp, viêm tuỵ mạn, tắc ống tuỵ, các bệnh ổ bụng liên quan đến tuỵ

+ Sử dụng xét nghiệm lipase tốt hơn khi kết hợp với đo hoạt α-amylase

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hoá sinh, Bộ môn Hoá sinh, NXB Y học 2001

2. Hoá sinh, Bộ môn Hoá sinh, NXB Y học 2008

3. Hoá sinh lâm sàng, NXB Y học

4. Lehninger's Principles of Biochemistry, David L. Nelson, 2008

5. Marks' Basic Medical Biochemistry, Michael Lieberman, 2013