Esame Biochimica applicata

Tanto più aggressivo è il tumore, tanto maggiore è la quantità di analogo del glucosio che rimane

intrappolato nelle cellule tumorali.

In effetti, è stata osservata una relazione inversamente proporzionale tra prognosi e uptake

dell'analogo del glucosio da parte delle cellule tumorali.

Limiti della PET

L’FDG, in quanto analogo del glucosio, viene assimilato in elevate quantità da cellule ad alto

utilizzo di glucosio, come quelle del cervello e della vescica.

Il cervello è l’organo che utilizza la maggior parte del glucosio dall’intero organismo in quanto esso

si basa esclusivamente sulla glicolisi per la produzione di ATP (ha sempre un'attività glicolitica

maggiore rispetto a quella di altri tessuti).

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L’eccesso di FdG viene escreto con le urine quindi è per questo che a livello della vescica si ha

una maggiore positività alla PET.

La PET NON può essere quindi utilizzata per la diagnostica di un tumore al cervello o della

vescica.

NON è possibile perché nel cervello si ha sempre un'attività glicolitica molto elevata quindi NON è

possibile definire la presenza di una differenza tra tessuto tumorale cerebrale e tessuto normale.

Quindi la PET NON può essere utilizzata per tutte le diagnosi

La foto a sn mostra un soggetto affetto dal linfoma di Hodgkin.

A dx c'è lo stesso paziente dopo il trattamento farmacologico; si vede la regressione del tumore.

Domanda esame: in che modo l'osservazione della ricerca di base può essere utilizzata in ambito

diagnostico?

Parla dell'applicazione della glicolisi per la diagnosi del tumore (PET).

UTILIZZO DEGLI ENZIMI IN BIOCHIMICA CLINICA

Gli enzimi in biochimica clinica possono essere utilizzati:

come indicatori per la diagnosi e la prognosi di numerose malattie

• come agenti terapeutici

• come reagenti analitici (misura dell’attività di altri enzimi o di sostanze non enzimatiche-

• substrati, proteine, farmaci) in fluidi biologici

CLASSIFICAZIONE DEGLI ENZIMI

Gli enzimi possono essere classificati in base a diversi criteri ovvero:

Funzione biologica

• Classificazione internazionale

• Modalità di produzione

• Sede di produzione

•

I sistemi classificativi più importanti sono quelli in base alla modalità e alla sede di produzione.

Classificazione in base alla funzione biologica

La classificazione in base alla funzione biologica è una classificazione in base alla quale diversi

enzimi liberati nel sangue da una stessa cellula sono distinti in relazione al meccanismo

fisiopatologico che ne determina la aumentata immissione in circolo.

Classificazione internazionale

Ogni enzima è classificato da 4 numeri che ne definiscono le caratteristiche biochimiche: EC

number = Enzyme Commission number.

PLASMA, SIERO E SANGUE

Plasma e siero sono le fonti più comuni di materiale negli esperimenti di biochimica clinica.

Essi sono diversi; nello specifico:

siero: è il fluido che appare in seguito alla coagulazione del sangue

• plasma: è la porzione liquida del sangue non coagulato

•

Composizione del sangue

Il sangue, in una persona sana, è costituito da:

componente cellulare : costituisce il 45% del volume del sangue.

• Di questa fanno parte globuli rossi (la maggioranza), globuli bianchi e piastrine.

plasma: esso è il rimanente fluido giallastro.

• Esso è costituito da:

1. acqua (90%)

2. residuo solido: di questo fanno parte:

-sostanze organiche come glucosio, amminoacidi, metaboliti ecc

-proteine plasmatiche come enzimi

-vitamine

-sali minerali (sostanze inorganiche):la concentrazione di sale del sangue è dell'ordine di

quella dell'acqua del mare

-gas respiratori ed inerti quali ossigeno molecolare, anidride carbonica e azoto molecolare

ENZIMI NEL PLASMA CIRCOLANTE

Gli enzimi presenti nel plasma (enzimi nel plasma circolante) possono essere:

plasma-specifici

• NON plasma-specifici: essi possono essere:

•

1. tissutali

2. di secrezione

ENZIMI PLASMA-SPECIFICI

Gli enzimi plasma-specifici:

Sono normalmente presenti nel plasma

• Svolgono la loro funzione primaria nel sangue

• Hanno livelli di attività normalmente più alti nel plasma che nei tessuti

•

Esempi di enzimi plasma-specifici sono:

enzimi della coagulazione (trombina)

• enzimi della fibrinolisi (plasmina)

• enzimi per l’attivazione del complemento

• colinesterasi (o pseudocolinesterasi)

• ceruloplasmina

•

Colinesterasi

Consideriamo la colinesterasi.

La colinesterasi (o pseudocolinesterasi), è un enzima della classe delle idrolasi, che catalizza la

seguente reazione:

⇄

acilcolina + H2O colina + carbossilato

L’assenza o mutazione della colinesterasi porta alla cosiddetta deficienza pseudocolinesterasica,

una condizione silente che manifesta effetti solo quando alle persone affette sono somministrate

miorilassanti (come la succinilcolina) a livello muscolare, di solito durante interventi chirurgici per

facilitare le manovre di intubazione.

La mancata azione dell‘ enzima rende il paziente più sensibile ai rilassanti (che non vengono

inattivati per mancanza di enzima) tanto da portare a paralisi prolungata dei muscoli dell'apparato

respiratorio, rendendo necessaria la ventilazione artificiale.

Alte concentrazioni di colinesterasi nel plasma sono state associate nel 95% dei casi a infarto

miocardico.

Ceruloplasmina

La ceruloplasmina è la proteina deputata al trasporto del rame nel sangue.

Viene sintetizzata principalmente dal fegato e redistribuisce il rame epatico ai tessuti.

Si comporta inoltre come proteina di fase acuta nel processo flogistico, aumentando i propri livelli

nel siero durante processi infiammatori, infezioni severe ed alcuni tipi di tumore.

ENZIMI NON-PLASMA-SPECIFICI

Gli enzimi non-plasma-specifici sono enzimi intracellulari presenti normalmente nel plasma a

livelli minimi o a concentrazioni molto inferiori a quelle tessutali.

La loro concentrazione nel sangue circolante (in cui sono inattivi) è legata alla distribuzione che si

realizza tra l’ambiente cellulare e il sangue che perfonde i tessuti, grazie alla presenza di sistemi di

membrana selettivi che provvedono a conservare il gradiente di concentrazione, anche a spese di

energia metabolica.

La loro presenza nel plasma è causata dal normale turnover delle cellule.

Ma possono essere rilasciati nei fluidi extracellulari in concentrazioni eccessive in conseguenza di

un danno cellulare o di una alterata permeabilità di membrana.

Gli enzimi NON-plasma-specifici sono suddivisi in enzimi tissutali ed enzimi di secrezione.

Enzimi di secrezione

Gli enzimi di secrezione sono prodotti dalle cellule competenti per essere secreti dalle stesse in un

liquido biologico (bile, succo intestinale, secrezioni) dove svolgono la loro attività specifica.

Il loro aumento nel sangue dipende sostanzialmente dalla alterazione del processo secretorio

cellulare o dalla lisi delle cellule che li producono.

Permangono per breve tempo nel plasma poiché sono velocemente escreti dal lume intestinale o

con l’urina.

Esempi di enzimi di secrezione sono:

enzimi gastrici e pancreatici

• fosfatasi prostatica

•

ISOENZIMI

Il termine isoenzima è stato introdotto per la prima volta da C.L. Markert e da F. Moller nel 1959

per descrivere forme enzimatiche multiple con specificità di substrato simile o identica, e presenti

nello stesso organismo.

Gli isoenzimi catalizzano la stessa reazione ma presentano diverse proprietà molecolari (carica

elettrica, solubilità, resistenza ad agenti chimici e fisici).

Possono a volte differire anche per optimum di pH, affinità (Km), substrato, coenzimi.

Gli isoenzimi vengono codificati da geni diversi o da alleli diversi dello stesso gene, la cui

trascrizione viene attivata da promotori tessuto-specifici.

Esperienza di laboratorio: analisi della LDH.

Aspartato aminotransferasi -AST

Un esempio di isoenzima è l'AST.

Metodiche di laboratorio per gli isoenzimi

Le metodiche di laboratorio comunemente utilizzate per identificare e quantificare i singoli

isoenzimi possono essere così schematizzate:

metodi generali di analisi

•

1. elettroforesi

2. cromatografia a scambio ionico

3. separazione per punto isoelettrico

metodi selettivi ovvero:

•

1. metodi chimici: sfruttano sostanze inibitrici

2. metodi fisici: resistenza termica

3. metodi immunologici: rivelazione con anticorpi specifici

Rilevanza clinica degli isoenzimi

Nel siero, dove sono presenti enzimi provenienti da localizzazioni cellulari e tessutali diverse,

alcune attività enzimatiche sono sostenute da più isoenzimi.

La possibilità di disporre di metodi pratici per la misura dei vari isoenzimi presenti nel siero

accresce notevolmente il valore predittivo ed il ruolo diagnostico dell’enzimologia.

I MARCATORI BIOCHIMICI DELL'INFARTO ACUTO DEL MIOCARDIO

I marcatori di danno miocardico rappresentano un campo di applicazione di tecniche di

laboratorio estremamente interessante.

L’ischemia miocardica è una patologia estremamente frequente e con potenziale esito mortale; sono

però possibili interventi terapeutici di grande efficacia.

Si tratta di una diagnosi non sempre facile; la ricerca di specifici marcatori può essere, però,

risolutiva.

Sviluppo dell'infarto miocardico

Il blocco completo dei vasi sanguigni che alimentano il muscolo cardiaco (che può essere dovuto ad

una condizione di aterosclerosi o di trombosi) causa una condizione di anossia ovvero di assenza di

ossigeno.

L'anossia, a sua volta, promuove l'insorgenza di un dolore toracico stringente (angina pectoris) ed

ha molteplici ripercussioni sui processi biochimici cellulari (perché manca l'ossigeno).

La rimozione dell'occlusione permette la reossigenazione del miocardio; tuttavia, tale ripristino

dell'ossigeno può causare dei danni (in alcuni casi invece non si ha danno). Infatti, si assiste al

rilascio di specie reattive dell'ossigeno che causano danni da riperfusione.

Quando l’ischemia persiste, entro 30 minuti ha luogo l’infarto con la morte irreversibile delle

cellule.

Come si visualizza l'infarto del miocardio

I vetrini mostrano come si visualizza l'infarto miocardico:

dopo 24 ore: ci sono fibre normali e fibre danneggiate

• dopo 3-4 giorni: si ha infiltrazione dei globuli bianchi

• dopo 7-10 giorni: si ha la rimozione quasi completa del materiale necrotico.

• Le cellule muscolari cardiache non esistono più: notare la differenza con una piccol