Лактатдегидрогеназа ЛДГ

Краткая История
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) – фермент, катализирующий ключевую реакцию гликолиза и глюконеогенеза. История ее изучения началась в начале XX века. В 1919 году Мейергоф показал, что экстракты мышц способны превращать пируват в лактат. В 1934 году Страйби выделил фермент, ответственный за эту реакцию. Систематическое изучение ЛДГ началось в 1940-50-х годах. Важнейшим открытием стало обнаружение в 1950-х годах (независимо друг от друга исследовательскими группами Нейла и Мейстера) того, что ЛДГ существует в виде множественных молекулярных форм – изоферментов. Это было доказано методом электрофореза. Было установлено, что ЛДГ является тетрамером, состоящим из двух типов субъединиц: H (heart, сердечная) и M (muscle, мышечная). Комбинация этих субъединиц дает 5 основных изоферментов: ЛДГ-1 (HHHH), ЛДГ-2 (HHHM), ЛДГ-3 (HHMM), ЛДГ-4 (HMMM), ЛДГ-5 (MMMM). Распределение изоферментов в тканях различно: ЛДГ-1 и ЛДГ-2 преобладают в сердце, почках, эритроцитах; ЛДГ-4 и ЛДГ-5 – в печени и скелетных мышцах; ЛДГ-3 – в легких, селезенке, лимфоидной ткани, тромбоцитах. Это открытие придало анализу ЛДГ новое диагностическое значение, позволяя дифференцировать источник повреждения тканей. ЛДГ долгое время широко использовалась как неспецифический маркер клеточного повреждения, особенно при гемолизе, инфаркте миокарда, заболеваниях печени, злокачественных новообразованиях. С появлением более специфичных маркеров (тропонины для сердца, АлТ/АсТ для печени) ее рутинное применение сузилось, но она сохраняет важную роль в диагностике гемолиза, мониторинге онкологических заболеваний (особенно герминогенных опухолей и лимфом), оценке тяжести тканевой гипоксии и некоторых инфекционных заболеваний (например, пневмоцистной пневмонии).

Материал, используемый для исследования
Для определения активности общей ЛДГ и ее изоферментов используется:

• Венозная кровь.
• Тип пробирки:
  • Для определения общей активности ЛДГ: Чаще всего используется пробирка с активатором свертывания и разделительным гелем для получения сыворотки. Можно использовать гепаринизированную или ЭДТА-плазму. Важно: Гемолиз образца недопустим, так как эритроциты содержат очень высокую концентрацию ЛДГ (в основном ЛДГ-1 и ЛДГ-2), что приведет к ложному завышению результата.
  • Для определения изоферментов ЛДГ: Предпочтительна сыворотка без признаков гемолиза. Гепаринизированная плазма также подходит. ЭДТА может влиять на электрофоретическую подвижность.
• Объем: Стандартно 3-5 мл крови.

Как подготовиться к анализу
Подготовка направлена на минимизацию гемолиза и факторов, влияющих на активность фермента:

1. Избегать гемолиза: Это наиболее критичное требование! Гемолиз (разрушение эритроцитов) резко повышает активность ЛДГ в образце, делая результат недостоверным. Для предотвращения гемолиза:
   • Не допускать сильного сдавления вены жгутом дольше 1 минуты.
   • Не просить пациента интенсивно работать кулаком при заборе крови (достаточно легкого сжатия).
   • Аккуратно перемешивать кровь в пробирке, избегая встряхивания.
   • Быстро отделить сыворотку/плазму от форменных элементов крови (центрифугировать в течение 30-60 минут после взятия).
   • Правильно транспортировать и хранить образец.
2. Физическая нагрузка: Интенсивные физические нагрузки могут повышать ЛДГ (преимущественно ЛДГ-5) из-за повреждения скелетных мышц. Рекомендуется избегать их за 24-48 часов до анализа.
3. Время суток: Специальных требований нет, обычно сдают утром.
4. Голодание: Не является строго обязательным, но сдача натощак (8-12 часов) предпочтительна для стандартизации и предотвращения липемии. Вода разрешена.
5. Лекарственные препараты: Не отменять самостоятельно! Сообщите врачу о приеме препаратов, которые могут повышать ЛДГ:
   • Анестетики, аспирин, анестетики, кодеин, нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП).
   • Анестетики (галотан).
   • Амиодарон, анестетики (пропофол).
   • Антибиотики (цефалоспорины, клиндамицин, нитрофурантоин, сульфаниламиды).
   • Анестетики (сукцинилхолин).
   • Спирт (этанол, метанол).
   • Наркотики (кокаин).
   • Статины (редко, через миопатию).
6. Алкоголь: Избегать употребления за 24 часа до анализа (может повреждать печень и мышцы).

Описание данного вещества
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ; L-лактат:НАД+ оксидоредуктаза, EC 1.1.1.27) – это цинксодержащий фермент, катализирующий обратимую реакцию восстановления пировиноградной кислоты (пирувата) до молочной кислоты (лактата) с одновременным окислением НАДН до НАД+ (и наоборот, в обратной реакции). Эта реакция является заключительным этапом анаэробного гликолиза, обеспечивающим регенерацию НАД+, необходимого для продолжения гликолиза в условиях недостатка кислорода. Обратная реакция (окисление лактата в пируват) важна для глюконеогенеза и использования лактата в качестве энергетического субстрата (например, в сердце). ЛДГ присутствует практически во всех клетках организма, но ее концентрация особенно высока в клетках с интенсивным гликолизом или в тканях, подверженных гипоксии. ЛДГ существует в виде 5 основных изоферментов, различающихся по электрофоретической подвижности, кинетическим свойствам и тканевой локализации:

• ЛДГ-1 (HHHH): Сердце, эритроциты, почки (корковое вещество), мозг (нейроны), зародышевые клетки. Наиболее «анаэробный» изофермент, эффективно работает при высоких концентрациях лактата.
• ЛДГ-2 (HHHM): Те же ткани, что ЛДГ-1, а также лимфоидная ткань, тромбоциты. Преобладает в сыворотке крови здоровых людей.
• ЛДГ-3 (HHMM): Легкие, селезенка, поджелудочная железа, лимфоузлы, тромбоциты, лейкоциты.
• ЛДГ-4 (HMMM): Печень, скелетные мышцы, почки (мозговое вещество). Преобладает в гепатоцитах.
• ЛДГ-5 (MMMM): Печень, скелетные мышцы. Наиболее «аэробный» изофермент, эффективно работает при низких концентрациях лактата и высоких – пирувата.
  Общая активность ЛДГ в сыворотке крови отражает суммарную активность всех изоферментов. Повышение общей ЛДГ указывает на повреждение тканей, содержащих этот фермент. Определение профиля изоферментов (ЛДГ-фракционирование) позволяет уточнить источник повреждения.

Диагностика заболеваний
ЛДГ является чувствительным, но неспецифичным маркером клеточного повреждения и гемолиза. Основные области применения:

• Диагностика и мониторинг гемолитических анемий: Гемолиз эритроцитов (основной источник ЛДГ-1 и ЛДГ-2) приводит к значительному повышению общей ЛДГ, часто с преобладанием ЛДГ-1. Важный маркер наряду с гаптоглобином, билирубином, ретикулоцитами.
• Онкология:
  • Герминогенные опухоли (семинома, несеминомные опухоли яичка, дисгерминома): ЛДГ является установленным опухолевым маркером (наряду с АФП и ХГЧ). Уровень ЛДГ коррелирует с объемом опухоли и используется для диагностики, стадирования, оценки прогноза и мониторинга ответа на терапию.
  • Лимфомы (особенно агрессивные, например, лимфома Беркитта, диффузная В-крупноклеточная лимфома): Повышение ЛДГ – важный прогностический фактор (входит в индекс IPI — International Prognostic Index). Высокий уровень ЛДГ ассоциирован с большей опухолевой массой и худшим прогнозом.
  • Острый лейкоз: Может повышаться.
  • Карциномы: Может повышаться при метастатическом поражении печени, костей, при большом объеме опухоли или некрозе.
• Оценка тяжести гипоксии и тканевого повреждения:
  • Шоковые состояния (септический, кардиогенный, гиповолемический).
  • Тяжелая сердечная недостаточность.
  • Острые гипоксические повреждения органов (кишечник, почки).
• Заболевания печени: Значительное повышение (часто с преобладанием ЛДГ-5) наблюдается при:
  • Токсическом (включая алкогольное) поражении печени.
  • Остром вирусном гепатите.
  • Циррозе печени в стадии декомпенсации.
  • Метастатическом поражении печени.
  • Синдроме Будда-Киари (тромбоз печеночных вен).
• Заболевания скелетных мышц: Повышение (преимущественно ЛДГ-5) при:
  • Травмах мышц.
  • Дерматомиозите/полимиозите.
  • Мышечных дистрофиях.
  • Рабдомиолизе.
• Инфаркт легкого, тяжелые пневмонии (включая пневмоцистную пневмонию у ВИЧ-инфицированных): Может повышаться ЛДГ-3.
• Заболевания почек: Острый канальцевый некроз, инфаркт почки, гломерулонефриты (особенно с нефротическим синдромом) – повышение ЛДГ-1, ЛДГ-2.
• Мегалобластные анемии (В12/фолиеводефицитные): Неэффективный эритропоэз в костном мозге может приводить к повышению ЛДГ (преимущественно ЛДГ-1 и ЛДГ-2).

Цель исследования
Определение общей ЛДГ и ее изоферментов проводится для:

1. Диагностики и мониторинга гемолитических анемий: Повышение ЛДГ – ключевой лабораторный признак внутрисосудистого гемолиза.
2. Диагностики, стадирования и мониторинга лечения герминогенных опухолей: ЛДГ – стандартный опухолевый маркер для семиномы и несеминомных опухолей яичка/яичников.
3. Стратификации риска и оценки прогноза при лимфомах: Уровень ЛДГ – важный компонент прогностических индексов (IPI).
4. Оценки тяжести и распространенности тканевого повреждения при различных патологических состояниях: Шок, гипоксия, полиорганная недостаточность, обширный некроз опухоли. Высокий уровень ЛДГ – неблагоприятный прогностический признак.
5. Дифференциальной диагностики причин повышения активности «печеночных» трансаминаз (АлТ, АсТ): Значительное повышение ЛДГ (особенно ЛДГ-5) характерно для токсического/алкогольного поражения печени или обструкции печеночных вен, в то время как при вирусных гепатитах повышение ЛДГ обычно умеренное.
6. Диагностики пневмоцистной пневмонии (PCP) у иммунокомпрометированных пациентов: Значительное повышение ЛДГ является характерным лабораторным признаком.
7. Подтверждения диагноза мегалобластной анемии: Повышение ЛДГ наряду с макроцитозом и снижением В12/фолатов.
8. Дифференциальной диагностики причин повреждения тканей: Определение профиля изоферментов ЛДГ помогает уточнить источник фермента (эритроциты, сердце, печень, мышцы, легкие, опухоль).

Что значат полученные результаты
Интерпретация зависит от уровня общей ЛДГ, профиля изоферментов и клинического контекста. Референсные значения для общей ЛДГ зависят от метода и лаборатории, примерный диапазон для взрослых: 125 — 220 U/L (но может варьироваться!). Изоферменты: В норме ЛДГ-2 > ЛДГ-1 > ЛДГ-3 > ЛДГ-4 > ЛДГ-5 (флюоресцентный метод: ЛДГ-2 ~40%, ЛДГ-1 ~25%, ЛДГ-3 ~20%, ЛДГ-4 ~10%, ЛДГ-5 ~5%).

• Нормальная общая ЛДГ: Обычно исключает значительный гемолиз, обширное тканевое повреждение или большую опухолевую массу (для маркируемых ЛДГ опухолей).
• Повышенная общая ЛДГ:
  • С преобладанием ЛДГ-1 (и ЛДГ-2): («Сердечный» флип: ЛДГ-1 > ЛДГ-2)
    • Гемолиз (внутрисосудистый).
    • Мегалобластная анемия.
    • Острый инфаркт миокарда (устаревший маркер, сейчас используется редко).
    • Острый коронарный синдром.
    • Инфаркт почки.
    • Герминогенные опухоли (особенно семинома).
  • С преобладанием ЛДГ-5 (и ЛДГ-4):
    • Заболевания печени (токсический, алкогольный гепатит, цирроз, метастазы).
    • Заболевания скелетных мышц (травма, миозит, рабдомиолиз, дистрофии).
    • Шок, гипоксия кишечника.
  • С преобладанием ЛДГ-3:
    • Заболевания легких (инфаркт легкого, тяжелая пневмония, особенно пневмоцистная — PCP).
    • Лимфопролиферативные заболевания (лимфомы, лейкозы).
    • Тромбоцитоз (массивный).
  • Равномерное повышение всех изоферментов:
    • Генерализованное тканевое повреждение (политравма, шок, сепсис).
    • Злокачественные новообразования различной локализации.
    • Некроз опухоли (спонтанный или на фоне терапии).
• Динамика:
  • При успешном лечении гемолитической анемии, герминогенной опухоли или лимфомы уровень ЛДГ должен снижаться.
  • Повышение ЛДГ на фоне ремиссии онкозаболевания может указывать на рецидив.
  • При гемолизе уровень ЛДГ быстро снижается после купирования гемолитического криза.
  • При рабдомиолизе пик ЛДГ обычно позже пика КК (на 2-3 сутки), нормализация медленная.
• Важно: Изолированное умеренное повышение ЛДГ без клинических симптомов требует поиска причины (возможны гемолиз, опухоль, скрытая патология печени/почек/мышц).

Факторы, влияющие на результат

1. Гемолиз образца: Наиболее частая причина ложного завышения. Даже незначительный гемолиз существенно повышает ЛДГ. Необходим тщательный преаналитический контроль.
2. Физиологическое повышение: У новорожденных активность ЛДГ значительно выше, чем у взрослых. Снижается до взрослых значений к подростковому возрасту.
3. Физическая нагрузка: Может вызывать умеренное повышение (ЛДГ-5) из-за микротравм мышц.
4. Лекарственные препараты: Многие препараты могут вызывать гемолиз или прямое повреждение печени/мышц (см. подготовку).
5. Заболевания: Все состояния, перечисленные в разделах «Диагностика» и «Что значат результаты».
6. Анемия: У пациентов с анемией (особенно гемолитической) может быть повышен фон ЛДГ.
7. Преаналитические факторы:
   • Нестабильность при хранении: Активность ЛДГ в сыворотке/плазме при комнатной температуре снижается на 10-20% в сутки. Образцы следует хранить при +4°C и анализировать в течение 48 часов, или замораживать при -20°C для длительного хранения.
   • Температура: Высокая температура ускоряет инактивацию фермента.
   • Обработка образца: Задержка в отделении сыворотки/плазмы от клеток крови может привести к выходу ЛДГ из форменных элементов (особенно при хранении в тепле).
8. Метод анализа: Активность ЛДГ зависит от температуры инкубации и используемого субстрата (пируват или лактат). Референсные значения специфичны для метода.

Лаборатория Бойченко гарантирует точность и достоверность результатов благодаря современному оборудованию и высоким стандартам качества.

Литература:

1. Drent M., Cobben N.A., Henderson R.F., et al. Usefulness of lactate dehydrogenase and its isoenzymes as indicators of lung damage or inflammation. Eur Respir J. 1996;9(8):1736-1742.
2. International Germ Cell Cancer Collaborative Group. International Germ Cell Consensus Classification: a prognostic factor-based staging system for metastatic germ cell cancers. J Clin Oncol. 1997;15(2):594-603.
3. The International Non-Hodgkin’s Lymphoma Prognostic Factors Project. A predictive model for aggressive non-Hodgkin’s lymphoma. N Engl J Med. 1993;329(14):987-994.
4. Wacker W.E., Ulmer D.D., Vallee B.L. Metallocoenzymes and myocardial infarction. II. Malic and lactic dehydrogenase activities and zinc concentrations in serum. N Engl J Med. 1956;255(10):449-456. (Classic paper on LDH isoenzymes).
5. Van Beek J.H., de Moor M.H., de Geus E.J., et al. The genetic architecture of liver enzyme levels: GGT, ALT and AST. Behav Genet. 2013;43(4):329-339. (Includes discussion on LDH in context of liver enzymes).