Enzimologia Clinica

Settore della medicina di laboratorio relativo a dosaggi enzimatici

Metodi biochimici in materiali biologici

I dosaggi enzimatici vengono eseguiti in materiali biologici a scopo clinico. I metodi biochimici sono applicati in materiali biologici quali plasma o siero, più raramente altri liquidi biologici o estratti di cellule o tessuti. Talune determinazioni enzimatiche sono eseguite direttamente su cellule isolate (ad esempio elementi figurati del sangue) o contenute in frammenti di tessuti, utilizzando tecniche citochimiche.

Origine degli enzimi plasmatici e cause di alterazione dei loro livelli

Le modificazioni clinicamente significative degli enzimi plasmatici possono essere causate da:

• Ridotta capacità proteosintetica dell'organo produttore (ad esempio, Renina, Colinesterasi)
• Ostacolo alla secrezione (Amilasi, Lipasi pancreatica)
• Danno cellulare: alterazioni di varia gravità (da modificazioni reversibili della permeabilità della membrana plasmatica fino ad arrivare alla necrosi) capaci comunque di indurre il rilascio di proteine nell'ambiente extracellulare.

Enzimi di citolisi

A seguito di un danno cellulare, la facilità con la quale una proteina può essere rilasciata dalle cellule danneggiate dipende da:

• La differenza tra la concentrazione intra ed extracellulare
• Le dimensioni molecolari
• La localizzazione cellulare (citosolica, mitocondriale, etc.)

A parità di queste condizioni, l'entità del rilascio e quindi l'aumento riscontrabile in circolo è correlata alla gravità e all'estensione del danno cellulare.

Concentrazione e misurazione

• Concentrazione di massa (ad esempio, μg/L) con metodi immunochimici
• Attività catalitica (ad esempio, Unità/L), misurando la velocità della reazione catalizzata. Questo approccio, che per lo più si avvale di metodi fotometrici, è quello tuttora più usato.

Le unità di misura dell'attività catalitica degli enzimi sono:

• Unità Internazionale (UI): attività catalitica relativa alla trasformazione di 1 μmole di substrato al minuto in "condizioni definite"
• Catal (raramente usato): idem salvo 1 mole di substrato al secondo in "condizioni definite"

Le condizioni definite riguardano pH, concentrazione del substrato, eventuali cofattori, e temperatura. La temperatura più usata è 37°C.

Destino delle proteine enzimatiche

Dopo il rilascio dalle cellule di origine, le proteine enzimatiche possono tornare nello spazio interstiziale, venire captate da varie cellule (fagocitarie, parenchimali) ed essere degradate intracellularmente. Altre vie di eliminazione coinvolgono il rene e l'intestino.

Differenti forme molecolari di proteine enzimatiche

Le proteine con lo stesso tipo di attività catalitica ma strutturalmente diverse sono conosciute come isoenzimi. Le cause di queste diversità strutturali includono:

• Prodotti di geni diversi o varianti alleliche dello stesso gene
• Differenti modificazioni post-trascrizionali (ad esempio, splicing alternativo) o post-tradizionali

Natura delle diversità strutturali

Le diversità strutturali possono riguardare la struttura primaria (componente aminoacidica e/o eventuale parte prostetica) o, nel caso di proteine oligomeriche, il numero e il tipo delle subunità.