L-Lactatdehydrogenase

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
L-Lactatdehydrogenase
L-Lactatdehydrogenase
Bändermodell LDH-5 (Muskel) nach PDB 1I10
Masse/Länge Primärstruktur 333/331/331 Aminosäuren
Bezeichner
Gen-Name(n) LDHA, LDHB, LDHC
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 1.1.1.27Oxidoreduktase
Substrat Pyruvat + NADH + H+
Produkte Lactat + NAD+

L-Lactatdehydrogenase (LDH) ist ein Enzym, das die Bildung von L-Lactat und NAD+ aus Pyruvat und NADH katalysiert. Die Reaktion ist reversibel. LDH kommt in allen Zellen nahezu aller Lebewesen vor. Sie ist ein Bestandteil der Milchsäuregärung. Bei höheren Tieren reichert sich von Zellen ausgeschiedene LDH aufgrund großer Stabilität auch in Hämolymphe und Blut an. Dort kann sie als ein Laborparameter genutzt werden, der Zellschädigungen anzeigt. Die sehr ähnliche D-Lactatdehydrogenase kommt nur bei niederen Tieren, Mikroorganismen und Pflanzen vor [1].

Biochemie[Bearbeiten]

Die von der LDH katalysierte Reaktion: Pyruvat (links) wird mit dem Cofaktor NADH zu Lactat (rechts) reduziert. Die Reaktion ist reversibel.


Die Reduktion des Pyruvats zu Lactat durch LDH und den Cofaktor NADH ist Merkmal der Milchsäuregärung, bei der Energie aus Glucose ohne Sauerstoffverbrauch gewonnen wird. Die Lactatbildung erfüllt dabei den Zweck, NAD+ zu regenerieren, welches in der Glykolyse von GAPDH benötigt wird. Lactat selbst ist im Gärungsprozess nicht weiter nutzbar und wird von der Zelle als Endprodukt ausgeschieden. Bei Menschen und höheren Tieren wird Lactat über den Blutstrom in die Leber transportiert. Dort läuft in Gegenwart von NAD+ die umgekehrte Reaktion der LDH ab. Lactat wird dabei zu Pyruvat oxidiert und ist dem Stoffwechsel somit wieder zugänglich. Die Reaktion läuft auch in einigen Muskelgeweben ab, sofern NAD+ verfügbar ist.

Die Reduktion von Pyruvat zu Lactat ist stark exergon (ΔG0’ = –25 kJ/mol).

Isoformen[Bearbeiten]

Im menschlichen Körper findet man fünf Isoenzyme der LDH, wobei die HBDH einer Zusammenfassung von LDH-1 und LDH-2 entspricht. Jedes dieser Enzyme besteht aus vier Untereinheiten. Es existieren insgesamt zwei verschiedene Typen an Untereinheiten, die H- und die M-Form, je nach Art der Zusammensetzung aus diesen zwei Typen ergeben sich fünf mögliche Kombinationen; angegeben sind die im jeweiligen Organ vorherrschenden Isoenzyme:

Zu beachten ist, dass in den genannten Organen auch andere LDH-Isoenzyme vorkommen, so ist im Herz auch LDH-2 (und in Spuren LDH-3) zu finden; LDH-1 ist die vorherrschende Form.

Labordiagnostik[Bearbeiten]

Die Lactatdehydrogenase (LDH) wird als diagnostischer Parameter genutzt, um erhöhte Schädigung von Zellen nachzuweisen. Lysierende Zellen setzen das Enzym frei. Aufgrund großer Stabilität verbleibt LDH im Extrazellularraum und reichert sich bei pathologischen Zellschädigungen im Blut an. Darin bzw. im Plasma/Serum wird die LDH-Aktivität gemessen. Unter physiologischen Bedingungen beträgt die Serumaktivität der LDH bis zu 240 U/l. Steigt sie über diesen Wert, ist dies auf verstärkten Zerfall von Zellen zurückzuführen. Anhand der Bestimmung der LDH-Isoenzyme ist außerdem nachvollziehbar, welchem Organ die Herkunft der Enzymerhöhung zuzuschreiben ist. Innerhalb des Blutserums lassen sich alle Isoformen der LDH nachweisen, wobei LDH-1 und -2 überwiegen. Ein Erhöhung von LDH-1 und LDH-2 kann einen verstärkten Zelltod von Herzmuskelzellen oder Blutzellen anzeigen, dagegen würde eine Erhöhung der LDH-5 vermuten lassen, dass ein Leberschaden vorliegt. Letztlich kann eine Diagnose nur in Zusammenschau mehrerer Befunde gestellt werden.

Vor allem bei hämatologischen Erkrankungen, bei Muskelerkrankungen und bei Leber- und Gallenwegserkrankungen kann ein labordiagnostischer LDH-Test Aufschluss darüber geben, welche Schäden aufgetreten sind. Früher wurde die LDH-Aktivität auch bei Herzmuskelerkrankungen bestimmt, was heute dank neuerer Messgrößen (Kardiales Troponin), zwar nicht mehr unbedingt notwendig ist, z. T. aber dennoch vorgenommen wird, insbesondere wenn es um den Nachweis eines nicht mehr frischen Herzinfarktes geht. Im Vergleich zu anderen herzmuskelspezifischen Enzymen bzw. Enzymkonstellationen bleiben LDH-1 und LDH-2 verhältnismäßig lang nachweisbar. Eingetretene Zellschäden lassen sich noch nach bis zu 20 Tagen nachweisen.

Referenzbereich[Bearbeiten]

Referenzbereich für Messungen bei 37 °C nach IFCC

  • Alle: <245 U/l

Interpretation[Bearbeiten]

Da die LDH in allen Geweben vorkommt, kann bei erhöhten Werten zunächst nur die Aussage getroffen werden, dass eine Gewebeschädigung stattgefunden hat. Am häufigsten treten diese im Zusammenhang mit Erkrankungen der Leber, des Herzens, der Skelettmuskulatur, der Lunge oder des Blutes (Anämien, Hämolyse oder Mononukleose) auf.

Fehlerursachen[Bearbeiten]

LDH ist in den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) in großer Menge vorhanden. Deshalb weisen hämolytische Blutproben u.U. falsch positive Testergebnisse auf, da diese Hämolyse auch in vitro durch inkorrekte Lagerung, falsche Abnahme oder langen Transport der Proben verursacht werden kann.

Bedeutung in der Forschung[Bearbeiten]

In den Biowissenschaften und der Pharmakologie wird extrazelluläre LDH als Marker für auftretendenen Zellschaden verwendet, etwa bei toxikologischen Untersuchungen. Ins Medium freigesetze LDH kann unter anderem durch deren Reaktion mit Tetrazoliumsalzen zu Formazan-Farbstoffen nachgewiesen werden. [2]

Literatur[Bearbeiten]

  • Neumeister, Besenthal, Liebrich: Klinikleitfaden Labordiagnostik, München/Jena, Urban&Fischer, 2003 ISBN 3-437-22231-7
  • Lothar Thomas: Labor und Diagnose, Frankfurt/Main, TH-Books , 2005 ISBN 3-9805215-5-9

Weblinks[Bearbeiten]

 Wikibooks: L-Lactat-Dehydrogenase – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. http://www.brenda-enzymes.info/php/result_flat.php4?ecno=1.1.1.28&organism=
  2. http://www.promega.de/~/media/Files/Resources/Protocols/Technical%20Bulletins/0/CytoTox%20NonRadioactive%20Cytotoxicity%20Assay%20Protocol.pdfy