Lactatdehydrogenase

Die Lactatdehydrogenase kommt in allen Zellen des menschlichen Organismus vor. Besonders hoch ist die Konzentration in der Herz- und Skelettmuskulatur, in der Leber, in Erythrozyten und Thrombozyten.

Die Lactatdehydrogenase besteht aus vier Untereinheiten. Die einzelnen Untereinheiten zählen entweder zu den M-("Skelettmuskeltyp") oder H-Typ-Peptidketten ("Herzmuskeltyp"). Das Molekulargewicht beträgt ca. 140 kDa. Demnach ergeben sich fünf verschiedene Isoenzyme, die in spezifischen Konzentrationen in den jeweiligen Geweben zu finden sind:

• LDH 1: H₄
• LDH 2: H₃M₁
• LDH 3: H₂M₂
• LDH 4: H₁M₃
• LDH 5: M₄

Diese Isoenzyme katalysieren dieselbe Reaktion, unterscheiden sich aber sowohl in ihren physikalischen (Molekulargewicht, isoelektrischer Punkt, Denaturierungstemperatur), als auch in ihren katalytischen Eigenschaften (K_M-Wert, pH-Optimum, Wechselzahl).

Die Lactatdehydrogenase katalysiert den letzten Schritt der anaeroben Glykolyse:

Diese Reaktion kommt nur zustande, wenn die Sauerstoffkonzentration einer Zelle begrenzt ist, wie beispielsweise im kontrahierenden Skelettmuskel. Hier kann in der Atmungskette nicht genügend NAD⁺ aus NADH generiert werden, um die Glykolyse-Reaktionen aufrecht erhalten zu können. In diesem Falle kann die Zelle durch die Reduktion des Pyruvats zu Lactat auf schnelle Art und Weise NADH zu NAD⁺ oxidieren.

Ist genügend Sauerstoff vorhanden (wie beispielsweise im Herzmuskel), wird das Pyruvat in Acetyl-CoA umgewandelt und so in den Citratzyklus eingeschleust. Die Zelle gewinnt auf diesem Weg viel mehr ATP, als wenn das Pyruvat in Lactat umgesetzt wird.

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Abhängig von diesen Umständen lässt sich die höhere Konzentration des Isoenzyms LDH 1 im Herzen und die von LDH 5 im Skelettmuskel erklären: Da die dauerhafte Kontraktion eines Skelettmuskels eine schnelle NAD⁺-Synthese erfordert, ist ein LDH-Isoenzym mit hoher Wechselzahl notwendig (M-Typ-Untereinheiten).

Im Herzen dagegen dominieren LDH 1 und 2 , die eine niedrigere Wechselzahl haben und deren Aktivität zusätzlich durch Pyruvat in physiologischen Konzentrationen gehemmt wird. Dadurch wird eine höhere Energiegewinnung durch Einschleusen des Pyruvats in den Citratzyklus gewährleistet. LDH 1 und LDH 2 werden zusammengefasst auch als Alpha-Hydroxybutyrat-Dehydrogenase bezeichnet und können für die Herzinfarkt-Diagnostik verwendet werden.

Die Lactatdehydrogenase liegt im Serum in einer Konzentration von 90 bis 250 E/l vor; unter bestimmten pathologischen Konditionen jedoch kann der LDH-Level signifikant erhöht sein. Dies ist häufig der Fall, wenn in größerem Umfang Zellen zugrunde gehen, z.B. bei:

• Hämolyse
• Perniziöse Anämie
• myeloproliferativen Erkrankungen
• Myokardinfarkt
• Myokarditis
• Lungenembolie
• Virushepatitis
• Leberzirrhose
• Muskelerkrankungen

LDH wird als Hämolyseparameter und als unspezifischer Tumormarker verwendet. Eine Hämolyse in vitro kann ebenfalls eine LDH-Erhöhung verursachen.

Für die Untersuchung wird 1 ml Serum benötigt. Bei der Probenentnahme sollte eine Hämolyse vermieden werden, bei längerer Lagerung muss man die Proben nach der Blutentnahme abseren.

Messung bei 37 °C:

• Frauen: 135 bis 215 U/l
• Männer: 135 bis 225 U/l

Für die Untersuchung kommt ein enzymatischer Test zum Einsatz, bei dem eine kinetische Indikatorreaktion (Abnahme von NADH) bei 334, 340 oder 366 nm gemessen wird.