Определение лактатдегидрогеназы
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) – это фермент, обнаруженный в большинстве живых организмов, ответственный за превращение пируват, конечный продукт гликолиза, в молочную кислоту. С этим преобразованием молекула также использует единицу переносящей энергию молекулы NADH, высвобождая водород для производства NAD +, позволяя гликолизу продолжаться.
Обзор лактатдегидрогеназы
Это преобразование необходимо, когда клетка мало или совсем не содержит кислорода, потому что NAD + необходим для продолжения образования АТФ через гликолиз. Фермент создает молочную кислоту в качестве конечного продукта, в ферментация реакция. Молочная кислота создает ощущение того, что ваши мышцы «горят», когда вы тренируетесь, потому что она накапливается в клетках. Тем не менее, истинный продукт лактатдегидрогеназы – больше электронных носителей, особенно NAD +.
Лактатдегидрогеназа присутствует во всех клетках вашего тела и работает для поддержания гомеостаз в отсутствие кислорода. Когда человек тренируется, уровень кислорода в организме мускул ткани падают быстро. Для того, чтобы мышечные клетки продолжали функционировать, им необходимо продолжать создавать АТФ. Кислород, как правило, конечный электрон рецептор в конце цепь переноса электронов, Без этого цепь останавливается вместе с АТФ-синтаза.
Чтобы продолжить функционирование, мышцы должны использовать АТФ, созданный в процессе гликолиза. Этот процесс, чтобы продолжить, нуждается в электронных носителях. Лактатдегидрогеназа, образуя молочную кислоту, удаляет электроны из NADH для завершения процесса. При этом создается NAD +, который затем можно использовать в гликолизе для создания большего количества АТФ. В то время как процесс производит гораздо меньше АТФ, чем цепь переноса электронов Это позволяет клетке продолжать функционировать без достаточного количества кислорода.
Функция лактатдегидрогеназы
Производство энергии без кислорода
Пока процесс окислительного фосфорилирования в митохондрии вырабатывает больше энергии, часть энергии вырабатывается при расщеплении глюкозы на пируват. Этот процесс, гликолиз, требует НАД +, но производит АТФ. Клетка может использовать это небольшое количество АТФ для поддержания работы клетки до возвращения кислорода.
Вместо использования пирувата в Цикл Кребса Пируват превращается в молочную кислоту через лактатдегидрогеназу. Этот процесс регенерирует NAD +, который необходим для продолжения гликолиза. Продолжающийся гликолиз производит небольшое количество АТФ, что позволяет клетке выживать.
Преобразование молочной кислоты в энергию
Когда кислород возвращается, фермент может изменить свою ферментативную функцию. Это направление создает пируват, который может быть расщеплен с кислородом в митохондриях, чтобы произвести изобилие АТФ.
Хотя это может показаться редким явлением, даже простое упражнение может привести к недостатку кислорода в определенных тканях. Лактатдегидрогеназа позволяет этим тканям продолжать вырабатывать энергию без кислорода. Это вызывает накопление молочной кислоты в мышцах и тканях, и это частично отвечает за «ожог», ощущаемый во время физических нагрузок. Когда кислород возвращается в мышцы, молочная кислота превращается обратно в пируват, и ощущение прекращается.
Тест на лактатдегидрогеназу
Тестирование на повреждение ткани
Лактатдегидрогеназа тестовое задание может быть использован для обнаружения ткань наносить ущерб. Кроме того, из-за дифференциации различных типов ферментов врачи могут использовать тест на лактатдегидрогеназу, чтобы определить, где и сколько повреждений происходит в организме.
Например, тот, кто недавно имел сердце атака будет иметь повышенные уровни лактатдегидрогеназы в их кровь, Фермент высвобождается из поврежденных тканей. В этом случае поврежденная ткань сердца выпустила бы лактатдегидрогеназу. Врачи могут проверить фермент и определить, что это действительно LDH-1, форма фермента, обнаруженная в ткани сердца. В зависимости от уровня, обнаруженного в крови или спинномозговой жидкости, врачи могут оценить, сколько ткани сердца было повреждено и как давно произошел инцидент.
Тест на лактатдегидрогеназу можно использовать для поиска ряда других заболеваний. Обычно он используется для мониторинга или диагностики повреждения внутренних тканей, мониторинга состояния, вызывающего повреждение, или оценки лечения некоторых видов рака. Хотя этот тест часто используется в сочетании со многими другими показателями, высокий уровень лактатдегидрогеназы в крови или спинномозговой жидкости часто свидетельствует о повреждении тканей. Тем не менее, даже энергичные упражнения могут поднять уровень фермента. Часто более важным, чем уровень фермента, являются симптомы и тип лактатдегидрогеназы, обнаруживаемой в крови.
Уровни ЛДГ в разных возрастных группах
Как правило, новорожденные имеют самый высокий уровень фермента в крови, до 450 единиц на литр (ед / л). Младенцы имеют немного меньше, максимум около 250 ед / л. Дети, которые активно растут, обычно имеют наименьшее количество, максимум 170 ед / л. Взрослые, как правило, имеют около 200 ед / л. Когда уровни превышают это, это указывает на повреждение ткани. В спинномозговой жидкости типичный уровень намного ниже, от 40 до 70 ед / л. Повышенные уровни в спинномозговой жидкости могут указывать на бактериальные инфекции спинного мозга и головной мозг, Лечение некоторых видов рака частично измеряется количеством и типом лактатдегидрогеназы в системе. Это может указывать на то, что химиотерапия и облучение направлены на правильные типы тканей.
Помимо рака и сердечной недостаточности этот тест можно использовать для выявления гипотиреоза, анемии, преэклампсии, менингита, энцефалита, ВИЧ и печень или болезнь легких. Множество изоформ лактатдегидрогеназы делают ее отличным инструментом для определения того, какие ткани повреждаются при конкретном заболевании. Это может привести к более уверенному диагнозу.
Структура лактатдегидрогеназы
Лактатдегидрогеназа состоит из 4 различных субъединиц, которые работают как единое целое. Эти 4 субъединицы могут быть разных форм и кодироваться разными генами. В организме человека существует 5 различных изоформ или версий лактатдегидрогеназы. Эти разные версии обнаруживаются в разных тканях организма, что может помочь врачам определить, откуда берется лактатдегидрогеназа.
Например, ЛДГ-1 (лактатдегидрогеназа-1) обнаруживается в сердце, клетках крови и клетках мозга. ЛДГ-3 встречается только в легких. Врачи могут распознавать различные версии лактатдегидрогеназы по различным субъединицам, из которых они состоят. LDH-5 можно увидеть на рисунке ниже. Различные цвета представляют отдельные белковые единицы, из которых состоит фермент. Помните, что эти белки функционируют как единое целое в ферменте.
Коммерческое использование лактатдегидрогеназы
ЛДГ также является важным коммерческим ферментом. Это виновник кислого молока, и поэтому он используется для создания многих молочных блюд, в том числе творога, кефира и йогурта. Некоторые пивовары и винодельни даже используют лактатдегидрогеназу для создания отчетливого кислого вкуса в своем пиве или вине. Фермент действует одинаково внутри или вне клетки и превращает пируват в молочную кислоту. Молочная кислота имеет отчетливо кислый вкус, который используется во многих продуктах.