Glutamatdehydrogenase

Synonym: Glutamat-Dehydrogenase
Englisch: glutamate dehydrogenase

1 Definition

Die Glutamatdehydrogenase, kurz GLDH oder GDH, ist ein Enzym, das die oxidative Desaminierung von Glutamat mit Hilfe von NAD oder NADP zu α-Ketoglutarat katalysiert. Beim Menschen kommt es vorwiegend in den Mitochondrien der Hepatozyten vor.

2 Genetik

Beim Menschen kommt die Glutamatdehydrogenase in zwei Isoformen vor:

• Glutamatdehydrogenase 1 (GLUD1)
• Glutamatdehydrogenase 2 (GLUD2)

Das GLUD1-Gen ist auf Chromosom 10, das GLUD2-Gen auf dem X-Chromosom lokalisiert. GLUD1 wird vor allem in der Leber, im Pankreas und in den Nieren, GLUD2 besonders in der Netzhaut, im ZNS und in den Hoden exprimiert.

3 Biochemie

Die Glutamatdehydrogenase ist ein zinkhaltiges Enzym, das zur Polymerisierung neigt. Es besteht aus 6 Untereinheiten und katalysiert die folgenden reversiblen Reaktionen:

• Glutamat + NAD(P)⁺ ⇌ α-Iminoglutarat + NAD(P)H + H⁺
• α-Iminoglutarat + H₂O ⇌ α-Ketoglutarat + NH₄⁺

Die umgekehrte Reaktion, bei der Ammoniak an das Kohlenstoffgerüst von α-Ketoglutarat gebunden wird, bezeichnet man als reduktive Aminierung.

Die biologische Halbwertszeit der Glutamatdehydrogenase beträgt ca. 18 Stunden.

4 Klinik

GLDH ist ein leberspezifisches, rein mitochondriales Enzym und trägt zur differenzierten Aussage der Leberdiagnostik bei.

Klinisch gilt die Glutamatdehydrogenase neben ASAT, ALAT und γ-GT als als Indikator für die Abschätzung des Leberzelluntergangs und somit als Marker für mögliche Leberparenchymschäden:

• Leichte Leberschäden: Anstieg der membrangebundenen γ-GT
• Schwerere Leberschäden: Anstieg der zytoplasmatischen ALAT und ASAT
• Schwere Leberschäden: Anstieg der mitochondrialen GLDH und ASAT

Der Quotient ASAT plus ALAT/GLDH wird zur differentialdiagnostischen Einschätzung einer GLDH-Erhöhung eingesetzt.

5 Labormedizin

5.1 Material

Für die Untersuchung wird 1 ml Blutserum benötigt.

5.2 Messmethode

Zur Bestimmung der Glutamatdehydrogenase wird im Labor ein enzymatischer Test durchgeführt, bei dem die Glutamatdehydrogenase folgende Reaktion katalysiert:

2-Oxoglutarat + NADH + NH_4⁺ ⇌ L-Glutamat + NAD⁺ + H₂O

Die Farbreaktion durch die Absorptionsabnahme des NADH wird bei 334, 340 oder 366 nm gemessen.

5.3 Referenzbereich

5.3.1 Alter Referenzbereich

In der Vergangenheit wurde die Farbreaktion bei 25°C gemessen. Dafür galten folgende Referenzwerte:

• Frauen: bis 3,0 U/l
• Männer: bis 4,0 U/l
• Kinder:
  • 1 - 30 Tage: bis 6,6 U/l
  • 1 - 6 Monate: bis 4,3 U/l
  • 7 - 12 Monate: bis 3,5 U/l
  • 13 - 24 Monate: bis 2,8 U/l
  • 2. - 3. Lebensjahr: bis 2,6 U/l
  • 13. - 15. Lebensjahr: bis 3,2 U/l

5.3.2 Neuer Referenzbereich

Der neue Referenzbereich bezieht sich auf die Messung der Farbreaktion bei 37°C:

• Frauen: bis 5,0 U/l
• Männer: bis 7,0 U/l

5.4 Interpretation

Die Glutamatdehydrogenase ist hauptsächlich in der Matrix der Mitochondrien in den läppchenzentralen, perivenösen Hepatozyten (Zone 3) lokalisiert. In den Sinusoiden der Zone 3 befindet sich im Vergleich zu den anderen Zonen das sauerstoffärmste Blut. Bei einer vorliegenden Hypoxie, beispielsweise im Rahmen einer akuten Stauung des rechten Herzens, ist das Parenchym der Zone 3 somit besonders gefährdet mit Sauerstoff minderversorgt zu sein. Die Glutamatdehydrogenase ist ein Indikator für Parenchymschäden der Zone 3 und dient der Abschätzung des Ausmaß eines Leberparenchymschadens.^[1]

5.5 Stark erhöhte GLDH

Stark erhöhte Werte (GLDH ca. 1000 U/l) treten bei schweren Parenchymschäden der Leber auf. Mögliche Gründe sind:

• Toxische Substanzen (Halothan, Pilzgifte)
• Leberkarzinom bzw. -metastasen
• Nekrotisierende Hepatitis
• Akute Leberstauung

5.6 Gering erhöhte GLDH

Gering erhöhte Werte kann man zurückführen auf:

• Leberzirrhose (Werte passager auch höher, stark schwankend)
• Akute Virushepatitis
• Fettleber

siehe auch: Leberenzym

6 Quellen

1. ↑ Dancygier. Klinische Hepatologie Grundlagen, Diagnosik und Therapie hepatobiliärer Erkrankungen, Springer Verlag, 2003

7 Literatur

• Laborlexikon.de; abgerufen am 10.03.2021