Appunti esame di Farmacologia

La creatina chinasi (CK) e la sua funzione

La CK è in grado di riprodurre ATP partendo da ADP e fosfocreatina. La fosfocreatina nel muscolo funge da riserva energetica, in quanto l’ATP è una molecola abbastanza instabile che viene convertita nella più stabile fosfocreatina dalla CK.

Struttura e distribuzione tissutale della CK

La CK è un dimero costituito da due subunità ciascuna con un peso molecolare di circa 40 kDa. Le due subunità, denominate M (muscle) e B (brain), sono codificate da due geni differenti localizzati sui cromosomi 19 e 14, rispettivamente. La CK può esistere sotto forma di tre isoenzimi diversi: gli isoenzimi MM, MB e BB. Tutte queste tre isoforme sono localizzate nel citoplasma delle cellule e la loro distribuzione tissutale è molto differente.

Il muscolo scheletrico esprime quasi esclusivamente l’isoenzima MM, circa il 98%, e soltanto un 1% di MB. Il muscolo cardiaco, invece, esprime circa il 70% dell’isoenzima MM e circa un 25-30% dell’isoforma MB. L’isoenzima BB è invece espresso prevalentemente nel cervello e nella muscolatura liscia.

In aggiunta alle tre isoforme citosoliche esistono altre due isoforme della CK che si trovano a cavallo delle membrane dei mitocondri: la CK-mitocondriale (CK-Mt) ubiquitaria e sarcomerica. Le isoforme di CK-Mt ubiquitaria e sarcomerica sono codificate da due geni diversi localizzati sul cromosoma 15. La CK-Mt può esistere sia in forma dimerica che ottamerica. Nel cuore, circa il 15% dell’attività della CK è dovuta all’isoenzima mitocondriale.

Attività della CK sierica e sue influenze

L’attività della CK sierica è influenzata da diversi fattori come il genere, l’età, l’etnia, la massa muscolare e l’attività fisica. Nei soggetti caucasici, i livelli di riferimento per gli uomini sono compresi tra il 46 e i 171 U/L, mentre per le femmine è tra i 34 e 145 U/L. Per quanto riguarda la composizione sierica degli isoenzimi, circa il 95% della CK presente è costituita dall’isoenzima MM, mentre solo un 2-3% circa è costituito dagli isoenzimi MB e BB.

Misura e importanza della CK sierica

La misura della concentrazione sierica della CK rappresenta l’esame di laboratorio primario quando si sospetta un danno muscolare. Alti livelli di CK si hanno nei soggetti in cui si verifica un danno, un’infiammazione o una necrosi del muscolo scheletrico o cardiaco. L’aumentata attività della CK sierica può essere un’indicazione di disordini neuromuscolari subclinici. Aumenti nei livelli dell’attività della CK sono presenti nelle distrofie muscolari, nelle miopatie infiammatorie ed endocrine, che possono essere causate da ipotiroidismo. Aumenti elevati di CK, anche 200 volte i livelli fisiologici, si evidenziano nella rabdomiolisi acuta dovuta a lesione da schiacciamento.

L’aumento dell’attività della CK si può avere anche in seguito a trattamenti farmacologici come le statine. Infine, non dimentichiamo che anche l’attività fisica aumenta i livelli della CK serica. L’allenamento quotidiano comporta un persistente aumento di CK nel siero. Di conseguenza, gli atleti hanno valori più alti di CK sierica rispetto ai sedentari. Il più elevato rilascio di CK si ha dopo sforzi intensi come le maratone o il triathlon.

Marcatori di danno epatico e loro funzioni

Tra i marcatori di danno epatico troviamo l’alanina aminotransferasi (ALT), gamma-glutammiltransferasi (GGT), aspartato aminotransferasi (AST) e la fosfatasi alcalina (ALP). I principali danni epatici che causano aumenti generalizzati delle transaminasi sono danni epatocellulari, mentre gli aumenti di ALP e GGT possono essere associati anche a coleostasi.

Le transaminasi catalizzano l’interconversione di aminoacidi a 2-ossiacidi mediante il trasferimento di gruppi amminici. In particolare, la ALT trasforma il glutammato e il piruvato in glutammina e alfa-chetoglutarato, mentre la AST converte il glutammato e l’ossalacetato in aspartato e alfa-chetoglutarato. L’AST, a livello cellulare, è localizzata sia nel citosol che nel mitocondrio ed è prevalentemente espressa nel cuore, fegato, muscolo scheletrico e rene. Viceversa, l’ALT è presente soltanto nel citosol ed è espressa soprattutto nel fegato e nel rene e, in minori quantità, nel cuore e nel muscolo scheletrico.

Livelli normali e alterazioni delle transaminasi

I livelli di AST negli adulti sono di circa 34 U/L e sono influenzati dal genere. Viceversa, i valori di ALT sono più alti nei maschi (59 U/L) rispetto alle femmine (41 U/L). I livelli di AST sono più alti durante la crescita, arrivano fino al doppio nei primi tre anni di vita, e raggiungono i livelli dell’adulto dopo la pubertà.

I livelli di AST e ALT aumentano in seguito a qualsiasi danno a carico della cellula epatica, anche se l’aumento di ALT è molto più epato-specifico. Infatti, aumenti di ALT sono raramente osservabili in assenza di danno epatico. Aumenti di ALT e AST si possono osservare in presenza di epatite virali, con aumenti che possono andare da 10 fino a 100 volte nelle epatiti acute, ma che sono inferiori a 7 volte nel caso di epatiti croniche. Aumenti delle transaminasi si osservano anche in presenza di steatosi epatica, cirrosi epatica, carcinoma primario o metastatico del fegato, uso di farmaci (antinfiammatori, antibiotici, antiepilettici, statine).

Fosfatasi alcalina e gamma-glutammiltransferasi

La fosfatasi alcalina appartiene alla famiglia delle idrolasi e catalizza la rimozione del gruppo fosfato da diversi substrati naturali e sintetici. La fosfatasi alcalina è un enzima presente in vari tessuti del corpo, come fegato, ossa, reni, intestino e placenta della gravidanza. Tuttavia, le concentrazioni più elevate di questo enzima si possono osservare nelle ossa e nelle cellule epatiche.

Ciascuno di questi diversi tessuti o organi produce diverse isoforme della fosfatasi alcalina, alcune delle quali sono veri isoenzimi, con peso molecolare che può variare da 70 a 120 kDa. Le forme di ALP epatica e ossea vengono codificate dallo stesso locus genico, ma differiscono per la composizione di carboidrati. La maggior parte di ALP presente nel siero di un adulto sano è di origine epatica.

Livelli e importanza clinica della fosfatasi alcalina

L’attività dell’ALP nel siero varia al variare dell’età e del sesso. Nei neonati e nei bambini, i livelli di ALP sono maggiori rispetto agli adulti sani, come conseguenza dell’accrescimento osseo. I livelli di riferimento di ALP sono maggiori nei maschi (43-115 U/L) e minori nelle donne in età fertile (33-98 U/L), ma aumentano dopo la menopausa. I livelli di ALP presenti nel siero derivano principalmente dal fegato e dalle ossa, quindi aumenti nei livelli sierici di ALP sono particolarmente utili nello studio di malattie epatobiliari e ossee associate a una maggiore attività degli osteoblasti. Aumenti di ALP si possono avere in seguito a qualsiasi forma di ostruzione dell’albero biliare che induce la sintesi di ALP da parte degli epatociti. Aumenti lievi di ALP si possono avere anche in caso di danni parenchimali del fegato come le epatiti infettive. Nelle donne durante la gravidanza si ha un aumento di ALP dovuto all’enzima di origine placentare.

Gamma-glutamiltransferasi e sue caratteristiche

La gamma-glutamiltransferasi (GGT) è un enzima che catalizza il trasferimento del gruppo gamma-glutammile da peptidi e altri composti ad un accettore. Le gamma-glutamiltransferasi (GGT) possono essere presenti nel citoplasma, anche se la quantità maggiore è localizzata nella membrana cellulare. Le GGT sono praticamente espresse da tutti i tipi cellulari e in misura maggiore nelle cellule dei tessuti epiteliali implicati in attività secretorie e di assorbimento come il fegato, le vie biliari e il rene.

Negli adulti, i livelli di riferimento sono di circa 68 U/L per i maschi e 40 U/L per le femmine. Nei neonati l’attività è di circa 6-7 volte maggiore rispetto a quella dell’adulto, ma tende a raggiungere i valori dell’adulto intorno ai 5-7 mesi di età. Anche se il tessuto renale ha i livelli più alti di GGT, l’attività della GGT nel siero deriva prevalentemente da quella presente nel fegato.

Utilizzo e limitazioni della GGT

Gli aumenti di GGT nel siero sono associati a qualsiasi tipologia di danno epatico indipendentemente dalla causa, quindi la sua utilità come marker diagnostico è limitata dalla mancanza di specificità. Aumenti di GGT si possono avere in presenza di ostruzioni biliari, neoplasie primarie o secondarie del fegato, epatiti infettive, steatosi epatica non alcolica. Attività aumentate di GGT si possono trovare nei sieri di pazienti con epatite alcolica e, in generale, nei forti bevitori. Inoltre, alti livelli si hanno nelle persone obese e in seguito a trattamento farmacologico con antiepilettici. A differenza dell’ALP, la GGT non aumenta in seguito ad aumentata attività degli osteoclasti, quindi può essere usata come discriminante per capire se l’aumento di ALP sia di natura ossea o epatica.

Enzimi pancreatici: lipasi e amilasi

Le lipasi sono degli enzimi prodotti principalmente dal pancreas e coinvolti nella digestione degli acidi grassi introdotti con la dieta. In condizioni fisiologiche, i livelli sierici di questi enzimi sono ridotti; tuttavia, dopo un danno a carico delle cellule del pancreas (come accade, per esempio, nella pancreatite) o in caso di ostruzione del dotto pancreatico (per calcoli o processi neoplastici) i livelli sierici delle lipasi aumentano notevolmente. I livelli di riferimento variano a seconda del metodo diagnostico utilizzato e non si osservano differenze associate all’età o al genere.

Amilasi e loro funzione

Le amilasi sono degli enzimi coinvolti nella digestione dei carboidrati. Appartengono alla famiglia delle idrolasi e catalizzano l’idrolisi dei legami 1,4-a-glucosidici presenti nei polisaccaridi. Le amilasi hanno un peso molecolare molto basso, intorno ai 54-62 kDa, e possono passare liberamente attraverso i glomeruli renali. Le amilasi sono gli unici enzimi plasmatici che si possono ritrovare anche nelle urine.