Creatin-Kinase

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Creatin-Kinase
Creatin-Kinase
Modell der Kreatinkinase aus PDB 1qh4. Dieses stammt aus Huhn (Gehirn-Typ CK-BB Isozym). Die Röntgenstruktur der BB-CK aus Huhn ist die bis dato mit höchster atomarer Auflösung (1.41 Angström) bestimmte molekulare Struktur eines Mitgliedes der Familie der sogenannten Phosphagekinasen. doi:10.1110/ps.8.11.2258. Das Dimer erinnert an die Form einer Banane.
Vorhandene Strukturdaten: 1QH4 1CRK 1G0W 1VRP 1U6R 2CRK 2GL6 3B6R 3DRB
Masse/Länge Primärstruktur 380 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Homodimer, Heterodimer
Isoformen BB, MB, MM
Bezeichner
Gen-Name(n) CKB, CKM
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 2.7.3.2Kinase
Reaktionsart Phosphorylierung
Substrat Kreatin
Produkte Phosphokreatin
Vorkommen
Homologie-Familie Guanidokinase
Übergeordnetes Taxon Lebewesen

Die Creatin-Kinase (auch als CK, CPK, Creatin-Phosphokinase oder als Kreatinkinase bezeichnet) ist ein Enzym, das eine N-Phosphoryl-Gruppe von Phospho-Kreatin auf Adenosindiphosphat (ADP) überträgt (Phosphorylierung ist kennzeichnend für Kinasen). Mit dieser enzymatischen Reaktion wird Adenosintriphosphat (ATP), die universelle Energiequelle in allen Zellen, regeneriert. Das Enzym findet man in allen Muskelzellen und im Gehirn. Es werden vier Isoenzyme unterschieden: CK-MM (Skelettmuskeltyp), CK-MB (Myokardtyp), CK-BB (Gehirntyp) und CK-MiMi (Mitochondrientyp).[1][2][3]

Man stößt auch sehr häufig auf die falsche Bezeichnung Kreatinin-Kinase. Kreatinin ist allerdings nur die Ausscheidungsform des Kreatins.

Physiologische Bedeutung[Bearbeiten]

ATP hat in Organismen vor allem als Energieträger, aber auch als Signalmolekül, eine herausragende Bedeutung. ATP kann sowohl durch Substratkettenphosphorylierung wie auch durch Elektronentransportphosphorylierung (Atmungskette) aus ADP gewonnen werden. Die Phosphorylierung von Phosphokreatin und ADP zu Kreatin und ATP ist dabei eine sehr schnelle Art der Synthese und wird entsprechend bei kurzfristigem Energiebedarf eingesetzt.

Creatin-Kinase in der Diagnostik[Bearbeiten]

Die Gesamt-CK ist die Summe der vier Isoenzyme (s.o.). Weil die Gesamt-CK meist N-Acetylcystein-stabilisiert gemessen wird, wird für Angaben der Gesamt-CK-Aktivität oft die Abkürzung CK-NAC verwendet.

Eine Erhöhung der CK deutet auf eine Herz- oder Skelettmuskelerkrankung hin, bei der Muskelzellen geschädigt wurden. Die CK ist damit ein wichtiges Enzym für die Diagnose von jenen Schädigungen der Herz- und Skelettmuskulatur, die mit einem Anstieg der CK einhergehen. Die Höhe eines CK-Anstiegs und die Infarktgröße korrelieren miteinander. Da man aus der Aktivität der CK schwer zwischen Herz- und anderen Muskelzerstörungen unterscheiden kann, wird immer häufiger das Troponin zur Herzinfarktdiagnostik benutzt. Ist der Wert der CK-MB größer als 6 Prozent der Gesamt-CK, geht man von einem Myocardschaden aus. Bevor die Möglichkeit zur Bestimmung des Troponins bestand, galt eine CK-MB-Erhöhung > 10 % zusammen mit einem charakteristischen EKG-Befund oder charakteristischen Beschwerden als sicherer Infarktnachweis.

Das aktive Zentrum eines Monomers einer Kreatinkinase vom Menschen (Gehirntyp). Abgebildet sind ATP (rot), das Magnesiumion (grün), Nitrat (türkis) und Kreatin (blau). Dieses Analog eines Übergangszustand wird durch eine Reihe von Aminosäuren im aktiven Zentrum umgeben. Diese sind u. a.: Valin-92 und 325, Glutaminsäure-232, Arginin-236, 130, 132 und 292, Histidin-191, 192 und 66.
Kristalle unter dem Mikroskop. Die Kreatinkinase hierbei stammt aus Kaninchen.

Labordiagnostik[Bearbeiten]

In der Labordiagnostik wird die CK-Aktivität aus dem Plasma oder dem Serum bei Verdacht auf Herz- oder Skelettmuskelerkrankungen bestimmt. Die Messung der CK-Aktivität im Rahmen der Herzinfarktdiagnostik ist heute jedoch nicht mehr notwendig, da bessere Tests wie Troponin T/I oder CK-MB Masse (= CK-MB-Konzentration)[4] verfügbar sind.

Referenzbereich für Messungen bei 37 °C nach IFCC

  • Frauen: <145 U/l,
  • Männer: <170 U/l.

Kinder:

  • 0d - 1d: < 712 U/l
  • 2d - 5d: < 652 U/l
  • 6d - 6m: < 295 U/l
  • 7m - 11m: < 203 U/l
  • 1a - 3a: < 228 U/l
  • 4a - 6a: < 149 U/l
  • 7a - 12a:
weibl.: < 154 U/l
männl.: < 247 U/l
  • 13a - 17a:
weibl.: < 123 U/l
männl.: < 270 U/l

Bei allgemeinen Muskelerkrankungen, wie der Progressiven Muskeldystrophie, Post-Polio-Syndrom oder Myositis, ist die CK-Aktivität auf über 25000 U/l stark erhöht. Bei einem Herzinfarkt liegt die CK-Aktivität meistens unter 7500 U/l.

Bei intensivem, exzentrischem (negativ, nachgebend) Krafttraining und im Spitzen-Ausdauersportbereich werden des öfteren Werte in Bereichen von 20000 bis 45000 gemessen, zumeist zwei oder drei Tage nach der Belastung. Ein erhöhter Wert kann also auch auf ein vorhergehendes Training zurückzuführen sein.

Gerade Krafttrainingsübungen wie z. B. tiefe Kniebeugen, Kreuzheben und Klimmzüge oder Ruderbewegungen und Ausdauersportarten, welche die großen Muskeln hochintensiv belasten, erhöhen die CK-Werte schnell auf Werte jenseits der 1000 U/l.

Nach Operationen, Injektionen (intramuskulär) und Verletzungen, bei denen Muskelzellen betroffen sind, steigt die CK-Aktivität ebenfalls an. Hier ist die Aktivität abhängig von der Größe der Verletzung.

Auch Medikamente wie Statine und Fibrate können die CK-Konzentration im Blut beeinflussen.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. M. Göthert, D. Bischoff, C. Dreyer: The influence of inhalation anaesthetics on catecholamine secretion from the adrenal medulla in vivo. In: Anaesthesist. 24, Nr. 1, Januar 1975, S. 19–26. PMID 1130636.
  2. U. Schlattner, M. Tokarska-Schlattner, T. Wallimann: Mitochondrial creatine kinase in human health and disease. In: Biochim. Biophys. Acta. 1762, Nr. 2, Februar 2006, S. 164–180. doi:10.1016/j.bbadis.2005.09.004. PMID 16236486.
  3. T. Wallimann u. a.: The Phosphocreatine Circuit: Molecular and Cellular Physiology of Creatine Kinases, Sensitivity to Free Radicals, and Enhancement by Creatine Supplementation. In: Valdur Saks (Hrsg.): Molecular System Bioenegetics. Wiley 2007, ISBN 978-3-527-31787-5.
  4. CK-MB-Masse, Synonym CK-MB-Konzentration. In: Klinische Chemie, Präanalytik, alphabetisches Leistungsverzeichnis. Universitätsklinikum Ulm, 30. August 2007, abgerufen am 5. August 2010.

Literatur[Bearbeiten]

  • Neumeister, Besenthal, Liebrich: Klinikleitfaden Labordiagnostik. Urban&Fischer, München/ Jena, 2003, ISBN 3-437-22231-7.
  • Lothar Thomas: Labor und Diagnose. TH-Books, Frankfurt am Main 2005, ISBN 3-9805215-5-9.
  • T. Wallimann, M. Wyss, D. Brdiczka, K. Nicolay, H. M. Eppenberger: Intracellular compartmentation, structure and function of creatine kinase isoenzymes in tissues with high and fluctuating energy demands: the 'phosphocreatine circuit' for cellular energy homeostasis. In: Biochem. J.. 281 (Pt 1), Januar 1992, S. 21–40. PMID 1731757. PMC: 1130636 (freier Volltext).
  • G. Schumann, R. Bonora, F. Ceriotti u. a.: IFCC primary reference procedures for the measurement of catalytic activity concentrations of enzymes at 37 degrees C. Part 2. Reference procedure for the measurement of catalytic concentration of creatine kinase. In: Clin. Chem. Lab. Med.. 40, Nr. 6, Juni 2002, S. 635–642. doi:10.1515/CCLM.2002.110. PMID 12211662.
  • T. Wallimann, M. Tokarska-Schlattner, U. Schlattner: The creatine kinase system and pleiotropic effects of creatine. In: Amino Acids. 2011 May;40(5), S. 1271–1296. (abstract auf: link.springer.com)

Weblinks[Bearbeiten]