LDH: funções, determinação, reação, valores normais - Ciência - 2023

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o lactato desidrogenase, ácido láctico desidrogenase, lactato desidrogenase dependente de NAD ou simplesmente LDH, é uma enzima pertencente ao grupo das oxidorredutases que se encontra em praticamente todos os tecidos animais e vegetais e em muitos microrganismos como bactérias, leveduras e arquéias.

Enzimas deste tipo são denotadas pelo número EC 1.1.1.27 do Comitê de Nomenclatura de Enzimas e são responsáveis pela reação que converte lactato em piruvato (por oxidação) e vice-versa (por redução), oxidando ou reduzindo dinucleotídeos de adenina nicotinamida ( NAD + e NADH) no processo conhecido como fermentação láctica.

Ao contrário da fermentação alcoólica, que ocorre apenas em alguns microrganismos como a levedura e usa piruvato glicolítico para a produção de etanol, a fermentação láctica ocorre em muitos organismos e tecidos corporais de diferentes seres vivos.

Essa importante enzima para o metabolismo celular foi cristalizada a partir do músculo esquelético de ratos na década de 1940 e, até o momento, as mais bem caracterizadas são a do músculo esquelético e do tecido cardíaco de mamíferos.

Em animais "superiores", a enzima usa o isômero L do lactato (L-lactato) para a produção de piruvato, mas alguns animais "inferiores" e bactérias produzem D-lactato a partir do piruvato obtido por glicólise.

A lactato desidrogenase é geralmente expressa principalmente em tecidos ou células em condições anaeróbicas (com baixo suprimento de sangue) que, em humanos, por exemplo, podem caracterizar condições patológicas como câncer, fígado ou coração.

No entanto, a conversão do piruvato em lactato é típica dos músculos durante o exercício e da córnea do olho, que é pouco oxigenada.

Características

A lactato desidrogenase tem várias funções em várias vias metabólicas. É o centro do delicado equilíbrio entre as vias catabólicas e anabólicas dos carboidratos.

Durante a glicólise aeróbica, piruvato (o último produto na via per se) pode ser usado como um substrato para o complexo enzimático piruvato desidrogenase, pelo qual é descarboxilado, liberando moléculas de acetil-CoA que são usadas a jusante, metabolicamente falando, no ciclo de Krebs.

Na glicólise anaeróbica, por outro lado, a última etapa da glicólise produz piruvato, mas este é usado pela lactato desidrogenase para produzir lactato e NAD.⁺, que restaura o NAD⁺ que foi usado durante a reação catalisada pela gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase.

Como durante a anaerobiose a principal fonte de produção de energia na forma de ATP é a glicólise, a lactato desidrogenase tem papel fundamental na reoxidação do NADH produzido nas etapas anteriores da via glicolítica, essencial para o funcionamento de outras enzimas relacionadas.

A lactato desidrogenase também está envolvida na glicogênese que ocorre nos tecidos que convertem lactato em glicogênio e, em alguns tecidos aeróbios, como o coração, o lactato é um combustível que é reoxidado para produzir energia e poder redutor na forma de ATP e NAD⁺, respectivamente.

Características e estrutura

Existem várias formas moleculares de lactato desidrogenase na natureza. Apenas em animais foi determinado que existem cinco atividades de lactato desidrogenase, todas tetraméricas e essencialmente compostas por dois tipos de cadeias polipeptídicas conhecidas como subunidades H e M (que podem ser homo ou heterotetraméricas).

A forma H é normalmente encontrada no tecido cardíaco, enquanto a forma M foi detectada no músculo esquelético. Ambas as cadeias diferem uma da outra em termos de abundância, composição de aminoácidos, propriedades cinéticas e propriedades estruturais.

As formas H e M são o produto translacional de diferentes genes, possivelmente localizados em diferentes cromossomos, e que também estão sob o controle ou regulação de diferentes genes. A forma H é predominante em tecidos com metabolismo aeróbio e a forma M em tecidos anaeróbios.

Outro tipo de nomenclatura usa as letras A, B e C para os diferentes tipos de enzimas em mamíferos e aves. Assim, a lactato desidrogenase muscular é conhecida como A₄, o cardíaco como B₄ e um terceiro é chamado C₄, que é específico para os testículos.

A expressão dessas isoenzimas é regulada tanto dependente do desenvolvimento quanto dependente do tecido.

A enzima foi isolada de diferentes fontes animais e foi determinado que sua estrutura tetramérica tem um peso molecular médio de cerca de 140 kDa e que o local de ligação para NADH ou em NAD⁺ Consiste em uma folha dobrada β composta por seis cadeias e 4 hélices alfa.

Determinação

Por espectrofotometria

A atividade da lactato desidrogenase de origem animal é determinada espectrofotometricamente em vitro por medidas de mudança de cor devido ao processo redox que ocorre durante a reação de conversão de piruvato em lactato.

As medições são feitas a 340 nm com um espectrofotômetro e a taxa de diminuição da densidade óptica devido à oxidação ou "desaparecimento" do NADH, que é convertido em NAD, é determinada.⁺.

Ou seja, a reação determinada é a seguinte:

Piruvato + NADH + H⁺ → Lactato + NAD⁺

A medição enzimática deve ser realizada em condições ótimas de pH e concentração de substratos para a enzima, de forma que não haja risco de subestimar a quantidade presente nas amostras por deficiência de substratos ou por condições extremas de acidez ou basicidade.

Por imunohistoquímica

Outro método, talvez um pouco mais moderno, para determinar a presença da desidrogenase lática diz respeito ao uso de ferramentas imunológicas, ou seja, ao uso de anticorpos.

Estes métodos tiram vantagem da afinidade entre a ligação de um antígeno com um anticorpo especificamente gerado contra ele e são muito úteis para a determinação rápida da presença ou ausência de enzimas como a LDH em um tecido particular.

Dependendo da finalidade, os anticorpos utilizados devem ser específicos para a detecção de qualquer uma das isoenzimas ou para qualquer proteína com atividade de lactato desidrogenase.

Por que determinar a lactato desidrogenase?

A determinação desta enzima é realizada para diversos fins, mas principalmente para o diagnóstico clínico de algumas condições, incluindo enfarte do miocárdio e cancro.

No nível celular, a liberação da lactato desidrogenase tem sido considerada como um dos parâmetros para determinar a ocorrência de processos necróticos ou apoptóticos, uma vez que a membrana plasmática se torna permeável.

Os produtos da reação que catalisa também podem ser determinados em um tecido a fim de determinar se um metabolismo anaeróbio predomina nele por algum motivo particular.

Reação

Como mencionado inicialmente, a enzima lactato desidrogenase, cujo nome sistemático é (S) -lactato: NAD⁺desidrogenase, catalisa a conversão de lactato em piruvato na forma de NAD⁺dependente, ou vice-versa, que ocorre graças à transferência de um íon hidreto (H^–) de piruvato para lactato ou de NADH para piruvato oxidado.

O NAD⁺ Possui uma unidade de ADP e outro grupo de nucleotídeos derivado do ácido nicotínico, também chamado de niacina ou vitamina B_3, e esta coenzima participa de múltiplas reações de grande importância biológica.

É importante notar que o equilíbrio nesta reação é deslocado para o lado correspondente ao lactato e foi demonstrado que a enzima também é capaz de oxidar outros ácidos (S) -2-hidroximonocarboxílicos e empregam, embora de forma menos eficiente, NADP⁺ como substrato.

Dependendo da região corporal considerada e, ao mesmo tempo, de suas características metabólicas em relação à presença ou ausência de oxigênio, os tecidos produzem diferentes quantidades de lactato, produto da reação catalisada pela LDH.

Considerando, por exemplo, um glóbulo vermelho (eritrócito) que carece de mitocôndrias que podem metabolizar o piruvato produzido durante a glicólise em CO₂e água, então pode-se dizer que essas são as principais células produtoras de lactato no corpo humano, uma vez que todo o piruvato é convertido em lactato pela ação da lactato desidrogenase.

Por outro lado, se forem consideradas as células do fígado e as células do músculo esquelético, elas são responsáveis pela produção de uma quantidade mínima de lactato, uma vez que é rapidamente metabolizado.

Valores normais

A concentração da lactato desidrogenase no soro sanguíneo é o produto da expressão de várias isoenzimas no fígado, coração, músculo esquelético, eritrócitos e tumores, entre outros.

No soro sanguíneo, os intervalos normais de atividade da lactato desidrogenase estão entre 260 e 850 U / ml (unidades por mililitro), com um valor médio de 470 ± 130 U / ml. Enquanto isso, os hemolisados sanguíneos têm atividade de LDH que varia entre 16.000 e 67.000 U / ml, o que equivale a uma média de 34.000 ± 12.000 U / ml.

O que significa ter um LDH alto?

A quantificação da concentração da lactato desidrogenase no soro sanguíneo tem um valor importante no diagnóstico de algumas doenças cardíacas, hepáticas, sanguíneas e até cânceres.

Altos níveis de atividade de LDH foram encontrados em pacientes com enfartes do miocárdio (experimentais e clínicos), bem como em pacientes com câncer, especificamente em mulheres com câncer de endométrio, ovário, mama e útero.

Dependendo da isoenzima particular que está em "excesso" ou alta concentração, a quantificação das isoenzimas lactato desidrogenase é usada por muitos médicos para a determinação de dano tecidual (grave ou crônico).

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