Аланин аминотрансферазата (ALT) обикновено е най-полезният ензим за идентифициране на наличието на хепатоцелуларни увреждания.

sciencedirect

Свързани термини:

  • Ензим
  • Протеин
  • Билирубин
  • Токсичност
  • Чернодробно заболяване
  • Нараняване на черния дроб
  • Аспартат аминотрансфераза
  • Алкална фосфатаза

Изтеглете като PDF

За тази страница

Нутрицевтици при чернодробни заболявания

Sharon M. Gwaltney-Brant, в Nutraceuticals, 2016

Аланин аминотрансфераза

Аланин аминотрансферазата (ALT) е най-широко използваният клиничен биомаркер за здравето на черния дроб (Ozer et al., 2008). Както подсказва името му, ALT участва в трансаминирането на аланин и присъства в черния дроб в много по-високи концентрации, отколкото в други органи. Изтичането на ALT от хепатоцита в кръвта се случва след хепатоцелуларно увреждане, където се изчиства с плазмен полуживот от приблизително 42 часа. Въпреки че повишенията на ALT могат да бъдат силно подсказващи за увреждане на черния дроб, ALT не е специфичен за черния дроб и екстрахепаталните източници на циркулиращ ALT включват области на увреждане на скелетния или сърдечния мускул и лекарства, които повишават експресията на ALT гена (напр. Фенофибрат) (Yang et al., 2014). Анализите за разграничаване на относителните проценти на две изоформи на ALT, ALT1 и ALT2, могат да помогнат при разграничаването на чернодробно увреждане и екстрахепатално увреждане (Rafter et al., 2012).

Клинична биохимия и хематология

Аланин аминотрансфераза (ALT)

Аланин аминотрансферазата (ALT) е трансаминазен ензим, който преди е бил известен като серумна глутамат пируват трансаминаза (SGPT). Аланин аминотрансферазата катализира трансфера на амино група от аланин към алфа-кетоглутарат в цикъла на аланин, за да образува пируват и глутамат. Ензимът ALT се намира в серума и тъканите на органи, особено в черния дроб, въпреки че значителни концентрации се откриват и в бъбреците, скелетните мускули и миокарда. По-ниските нива на ALT присъстват в панкреаса, далака и белия дроб. Аланин аминотрансферазата е повишена в серума при условия на значителна клетъчна некроза и се използва като мярка за чернодробната функция. Нивата на ALT могат да бъдат повишени в случаите на хепатит, застойна сърдечна недостатъчност, увреждане на черния дроб или жлъчните пътища или миопатия. Диетата, ограничението и приложението на лекарства също могат да повлияят на плазмения ALT при гризачи (Evans, 2009).

Концентрацията на ALT се определя количествено, като се използва методът на NADH окисление.

ЕНЗИМИ | Ензими във физиологични проби

Определяне на ALT

ALT (по-рано глутамат пируват трансаминаза) катализира реакцията на равновесно пренасяне на аминогрупата от 1-аланин до 2-оксоглутарат, за да образува 1-глутамат и пируват; ALT изисква пиридоксал фосфат като коензим, който действа като аминоносител. Той се намира в основните органи, като черния дроб, бъбреците и сърцето. Активността на ALT в серума е повишена при заболявания на черния дроб.

Спектрофотометричният метод за измерване на активността на ALT включва две реакции, реакция, катализирана от ALT и индикаторна реакция.

ALT катализира реакцията (реакция [VII]) и образуваният пируват се редуцира с NADH в реакция, катализирана от LDH (индикаторна реакция, реакция [VIII]). Активността се измерва чрез проследяване на намаляването на абсорбцията от 340 nm поради окисляването на NADH. Концентрациите на субстрата се оптимизират теоретично въз основа на кинетиката на инхибирана реакция на два субстрата, тъй като ALT е обект на инхибиране на субстрата и продукта.

Активността в серумни проби намалява до 93% от първоначалната стойност след 3 дни в хладилник.

Повърхностни модификации на биоматериали и тяхното отражение върху биосъвместимостта

Нидхи Равал,. Ракеш К. Текаде, в Биоматериали и Бионанотехнологии, 2019

17.5.3.1 Аланин Аминотрансфераза

Аланин аминотрансферазата (ALT) е ензим, намиращ се най-вече в чернодробните клетки. Освен в черния дроб, той се намира и в сърдечните и мускулните клетки. Функцията на ALT е да преобразува аланин в пируват за производство на клетъчна енергия (Chen et al., 2004). По този начин, тестът за ALT се извършва, за да се измери нивото му, особено в случаите, когато биополимерът се прилага в тялото. Като цяло нивото на ALT е доста ниско в случай на здрави индивиди. В случай на чернодробно заболяване като жълтеница или хепатит, ALT се освобождава в кръвта. По този начин ALT се счита за полезен тест за ранно откриване на чернодробно увреждане (Lin et al., 2008).

ALT обикновено се тества заедно с аспартат-аминотрансфераза (AST), друг чернодробен ензим, като част от чернодробния панел. И нивата на ALT и AST обикновено се повишават винаги, когато черният дроб е повреден, въпреки че ALT е по-специфичен за черния дроб и в някои случаи може да бъде единственият от двете, които трябва да се повиши. Съотношението AST/ALT може да бъде изчислено, за да помогне при разграничаването на различните причини и тежестта на чернодробното увреждане и да помогне да се разграничи увреждането на черния дроб от увреждането на сърцето или мускулите (Lin et al., 2008; Sagir et al., 2008).

Нивото на ALT при здрави мъже е 7–55 U/L, а при жените е 7–45 U/L. Повишени стойности на ALT се наблюдават при чернодробни заболявания, характеризиращи се с разрушаване на хепатоцитите. Наблюдава се 10-кратно нарастване на стойностите. Нивата могат да достигнат стойности, достигащи 100 пъти горната референтна граница, въпреки че най-често се срещат 20- до 50-кратни височини (Lai et al., 2007). По този начин помага за измерване на щетите, причинени от черния дроб, когато тялото е изложено на полимерен материал. Ако се наблюдава огромен прираст в нивото на ALT, тогава се изискват критични мерки, преди да се даде на индивида (Ohgo et al., 2009).

Биомаркери в неклиничното разработване на лекарства

Аланин трансаминаза

Клинична патология

Аланин аминотрансфераза

Биомаркери за оценка на лекарствената токсичност и безопасност

Артуро Анадон,. Мария Аранзазу Мартинес, в Биомаркери в токсикологията (второ издание), 2019

Аланин аминотрансфераза и нейните две изоформи

Аланин аминотрансферазата (ALT) е златният стандарт за клинична химия за откриване на чернодробно увреждане или хепатотоксични ефекти. Въпреки че общата клинична полезност на измерванията на серумния ALT е изключителна, тя не винаги корелира добре с предклиничните хистоморфологични данни. Увредените хепатоцити освобождават съдържанието си, включително ALT и AST, в извънклетъчното пространство. Съотношението на серумния AST към ALT може да се използва за разграничаване на увреждането на черния дроб от увреждането на други органи (Ozer et al., 2008). Нивата на ALT са по-високи от нивата на AST при някои видове хронични чернодробни заболявания, например при хепатит.

Идентифицирани са две форми на ALT, ALT1 и ALT2, кодирани от отделни гени. В нормалната човешка тъкан е установена висока експресия на ALT1 в черния дроб, скелетната мускулатура и бъбреците и ниски нива в сърдечния мускул и не се открива в панкреаса. Установена е висока активност на ALT2 в сърцето и скелетните мускули, докато не е открита експресия на ALT2 в черния дроб или бъбреците (Lindblom et al., 2007). Както при черния дроб, на традиционните маркери на AST и CK липсва както специфичност, така и чувствителност.

Хората експресират ALT1 и ALT2 и тези две форми на ензима споделят приблизително 70% идентичност (Yang et al., 2002). Клетъчното и тъканно разпределение на различните ALT протеини не е характеризирано при хората и техният относителен принос към серума е неизвестен. В резултат на имуноанализ е възможно да се разграничат човешки ALT1 и ALT2.

Черен дроб

Маркери на хепатоцелуларни увреждания

ALT е ензим, открит предимно в цитозола на хепатоцитите. ALT се освобождава в серума, когато се повиши пропускливостта на хепатоцитната мембрана или ако има хепатоцелуларна некроза. ALT се счита за най-специфичния за черния дроб ензим. ALT се произвежда и от сърдечния мускул, скелетната мускулатура и бъбреците. 1 Освен чернодробната форма, клинично значим е само мускулният изоензим. Макар и необичайно, тежкото нараняване на мускулите може да доведе до повишена серумна активност на ALT. Чернодробната микрозомна индукция в отговор на някои лекарства също може да доведе до малки повишения в активността на ALT.

Съществуват известни противоречия относно серумния полуживот за ALT при кучета. Средният серумен полуживот на ALT е докладван като 149 минути в едно проучване 1 и 59 часа в друго. 2 Серумният полуживот на ALT обикновено се смята за по-кратък при котката, отколкото при кучето. Среден серумен полуживот от 207 минути е докладван в експеримент, включващ три здрави котки. 3 По-краткият полуживот при котки означава, че повишаването на серумната активност на ALT се счита за по-клинично важно при този вид. Тъй като ALT се метаболизира в черния дроб, неговият серумен полуживот може да бъде по-дълъг при пациенти с чернодробно заболяване. 4

Серийната оценка на серумната активност на ALT може да бъде полезна за прогнозиране, но трябва да се направи, като се вземат предвид клиничните признаци на пациента и други лабораторни стойности. Като цяло намаляващата серумна активност на ALT след остро чернодробно увреждане се счита за добър знак.

AST е друг аминотрансферазен ензим, който се използва като маркер за хепатоцелуларно изтичане. AST се намира в скелетните мускули, мозъка, черния дроб, бъбреците, сърдечния мускул и в по-малка степен в други тъкани. 6 Екстрахепаталните изоензими на AST са относително по-важни, отколкото за ALT. Мускулното заболяване може да причини повишаване на серумната активност на AST. Поради това AST се счита за по-малко специфичен за черния дроб от ALT. Въпреки това, като се разглежда серумната активност на AST заедно с дейностите на други чернодробни ензими и мускулни ензими, обикновено е възможно да се разграничат увеличенията, причинени от мускулни увреждания, от увеличения, причинени от чернодробни увреждания.

Отново има противоречия относно серумния полуживот на AST. При кучета едно проучване 1 съобщава, че полуживотът е средно 263 минути; друго проучване отчита средно 22 часа. 2 Едно проучване съобщава, че средният полуживот е 78 минути за котките. 7 За разлика от ALT, значителна част от AST (приблизително 30%) се намира в хепатоцитните митохондрии, а не в цитозола. 8 Цитозолната фракция на AST се освобождава в серума от хепатоцитите, когато се повиши пропускливостта на клетъчната мембрана или в случай на хепатоцелуларна некроза. За разлика от тях, митохондриалната фракция се освобождава само по време на хепатоцелуларна некроза. Освобождаването на AST от хепатоцитите в серума паралелно с освобождаването на ALT. Следователно, подобно на серумната активност на ALT, серумната активност на AST се счита за чувствителен маркер за увреждане на хепатоцитите. Предполага се, че повишената активност на AST може да бъде по-чувствителна от повишената активност на ALT за откриване на хепатоцелуларно увреждане при котки. 9 Кортикостероидите и фенобарбиталът могат да причинят леко повишаване на серумната активност на AST. Поради значителното припокриване на информацията, предоставена от измерването на серумните ALT и AST дейности, измерването на серумната AST активност може да е излишно.

Диагностична ензимология на домашни животни

Аланин аминотрансфераза

Аланин аминотрансферазата (EC 2.6.1.2) (ALT), известна преди като глутаминова пируват трансаминаза, катализира обратимото трансаминиране на L-аланин и 2-оксоглутарат до пируват и L-глутамат. ALT, заедно с други трансаминази, играе роля в катаболизма на аминокиселините и транспорта на азот. Пиридоксал 5′-фосфатът (PP) е кофактор на ALT, като по този начин образува активния холоензим. PP обикновено присъства в серума в достатъчно количество, за да осигури почти максимална активност на ALT само с докладвани 11% и 7% неактивен апоензим в кучешки и котешки серум, съответно (Stokol и Erb, 1998). Не е установена разлика между процента на неактивния апоензим в серума на нормалните животни и тези с чернодробно заболяване. Въпреки това, две кучета бяха идентифицирани с 14,225% и 336% по-голяма серумна ALT активност, когато беше добавен PP (Mesher et al., 1998). Приблизително половината ALT в серума от група, упражняваща чистокръвни коне, е в неактивна апоензимна форма (Rej et al., 1990). Следователно, тъй като има случаи, в които PP изглежда ограничава измерената активност на ALT, някои, но не всички, търговски анализи за ALT сега съдържат добавен PP реагент.

Активността на ALT се открива в няколко телесни органа, но степента на активност варира драстично в зависимост от видовете. При кучетата активността на ALT на грам черен дроб е поне четири пъти по-голяма, отколкото при другите органи, въпреки че значителна активност се открива както в сърцето, така и в скелетните мускули (Clampitt and Hart, 1978; Keller, 1981; Zinkl et al., 1971) . Подобни открития са верни за котките, но при конете, говедата и свинете активността на ALT на грам тъкан се различава малко в черния дроб в сравнение с мускулите. Следователно, въз основа на тъканните концентрации на ALT, повишената серумна активност на ALT е донякъде специфична за чернодробно увреждане при кучета и котки, но не предлага специфичност за откриване на чернодробно увреждане при коне и говеда.

АЛАТ, намиращ се в цитоплазмата на хепатоцитите, се намира и в митохондриите, но обикновено при значително по-ниски концентрации, в зависимост от вида и тъканите. Въпреки че се предполага, че митохондриалният ензим може да се освободи в кръвта по-бавно след хепатоцелуларно увреждане, тази активност все още е слабо разбрана и не е използвана като диагностичен инструмент.

Полуживотът на ALT в кръвта не е ясно дефиниран, въпреки че времето на циркулация очевидно е достатъчно дълго, за да се оцени увреждането на органите и освобождаването на ALT в кръвта в продължение на часове до дни след събитието. При кучета докладите предполагат полуживот от 3, 20, 45 и 60 часа (Fleisher и Wakim, 1963; Reichard, 1959; Zinkl et al., 1971). Полулогаритмичните графики на спада в серумната активност на ALT след пикова активност, предизвикана от остра експозиция на CCl4, предполагат полуживот между 45 и 60 часа при кучета, въпреки че това може да е леко надценяване, тъй като наранената тъкан все още е налице и допринася за кръвен пул (непубликувани данни). Полуживотът на ALT от екстракти от котешки черен дроб, прилагани интравенозно на котки, се оценява на 3 до 4 часа (Nilkumuhaug and Thornton, 1979). Това е в съответствие с полуживота от 6 часа за активността на ALP в кръвта на котките (Hoffman et al., 1977).

Леко до умерено повишаване на серумната активност на ALT се наблюдава и при кучета и котки с ендокринни заболявания като захарен диабет, хипертиреоидизъм, хиперадренокортицизъм и хипотиреоидизъм. Например 163 (78%) кучета със захарен диабет имат повишена серумна ALT активност (Hess et al., 2000). Котките с диабетна кетоацидоза обикновено имат повишена серумна активност на ALT (Bruskiewicz et al., 1997). Повишената серумна активност на ALT е често срещана при кучета с хиперадренокортицизъм или при кучета, лекувани с глюкокортикоиди (DeNova and Prasse, 1983; Dillon et al., 1980; Solter et al., 1994). При плъхове е показано, че синтезът на ALT може да бъде индуциран от глюкокортикоиди, за да се повиши функцията на глюконеогенните пътища. Експерименталното лечение на здрави кучета с глюкокортикоиди обаче не води до повишаване на концентрацията на активност на ALT в чернодробната тъкан, което предполага, че увеличената чернодробна маса играе по-голяма роля от повишената индукция на хепатоцелуларен ензим за наблюдавано повишено серумно ниво на ALT активност (Solter et al., 1994).

Въпреки че поне едно ранно проучване при кучета показва корелация между величината на серумната активност на ALT и хистологичните доказателства за некроза, други проучвания съобщават за малка корелация (VanVleet и Albert, 1968). По същия начин, лигирането на жлъчните пътища при кучета доведе до 25-кратно увеличение на серумната активност на ALT с минимални данни за хепатоцелуларна некроза. Както беше обсъдено във въведението, разпознаването на образуването на мембранни комбинации върху хепатоцитите и разкъсването на тези комбинации по време на различни състояния като ендотоксичен шок, причинено от въглероден тетрахлорид увреждане, холестаза и експериментално индуцирана хипоксия доведоха до разбирането, че може да има да бъде повишаване на серумните ензими, получени от цитоплазмата на клетката в случаи на обратимо клетъчно увреждане. В обобщение, наблюдението на повишена серумна активност на ALT показва хепатоцелуларно (или миоцитно) увреждане, но не означава непременно необратимо увреждане и не предполага конкретна причина.