Lactatdehydrogenase

Lactatdehydrogenase
Bändermodell LDH-5 (Muskel) nach PDB 1I10
Masse/Länge Primärstruktur	333/331/331 Aminosäuren
Bezeichner
Gen-Name(n)	LDHA, LDHB, LDHC
Externe IDs	CAS-Nummer: 9001-60-9
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	1.1.1.27  Oxidoreduktase
Substrat	Lactat + NAD+
Produkte	Pyruvat + NADH + H+

Lactatdehydrogenase (LDH, EC 1.1.1.27) ist ein Enzym, welches die Oxidation von Lactat zu Pyruvat mit der gleichzeitigen Reduktion von NAD⁺ zu NADH/H⁺ bzw. dessen Rückreaktion katalysiert. LDH findet man in praktisch allen Zellen, gelöst im Cytoplasma. Bei höheren Tieren kommt LDH in freier Form auch in der Hämolymphe oder im Blut vor. Als klinischer Laborparameter kann sie, bei Erhöhung, eine Gewebs-, bzw. eine Organschädigung anzeigen.

Biochemie

Die von der LDH katalysierte Reaktion: Lactat (rechts) wird unter Bildung von NADH zu Pyruvat (links) oxidiert.

Unter physiologischen Standardbedingungen wird Pyruvat zu Lactat reduziert, diese Oxidationsreaktion ist stark exergon (ΔG⁰’ = –25 kJ/mol). Einige Organe, vor allem Leber und Herz, sind aufgrund eines Überschusses von NAD⁺ in der Lage, Lactat zu Pyruvat zu oxidieren.

Isoformen

Im menschlichen Körper findet man fünf Isoenzyme der LDH, wobei die HBDH einer Zusammenfassung von LDH-1 und LDH-2 entspricht. Jedes dieser Enzyme besteht aus vier Untereinheiten. Es existieren insgesamt zwei verschiedene Typen an Untereinheiten, die H- und die M-Form, je nach Art der Zusammensetzung aus diesen zwei Typen ergeben sich fünf mögliche Kombinationen; angegeben sind die im jeweiligen Organ vorherrschenden Isoenzyme:

• LDH-1 (4H) – im Herz
• LDH-2 (3H1M) – im Lymphsystem
• LDH-3 (2H2M) – in den Zellen der Lunge
• LDH-4 (1H3M) – in verschiedenen Organen
• LDH-5 (4M) – innerhalb der Leber und der Quergestreiften Muskulatur

Zu beachten ist, dass in den genannten Organen auch andere LDH-Isoenzyme vorkommen, so ist im Herz auch LDH-2 (und in Spuren LDH-3) zu finden; LDH-1 ist die vorherrschende Form.

Pathologie

Die Lactatdehydrogenase kommt in den Zellen des gesamten menschlichen Organismus vor und lässt sich in Blut/Plasma/Serum nachweisen. Eine Erhöhung der Aktivität dieses Enzyms zeigt an, dass über das normale Maß Zellen zugrunde gegangen sind und intrazelluläre Bestandteile (u.a. LDH, aber auch andere Substanzen) in erhöhter Konzentration in die Zirkulation getreten sind. Unter physiologischen Bedingungen beträgt die Serumaktivität der LDH bis zu 240 U/l. Steigt sie über diesen Wert, ist dies also folgerichtig auf einen Zerfall von Zellen zurückzuführen. Man kann dann anhand der Bestimmung der LDH-Isoenzyme nachvollziehen, welchem Organ die Herkunft der Enzymerhöhung zuzuschreiben ist. Innerhalb des Blutserums lassen sich alle Isoformen der LDH nachweisen, wobei LDH-1 und -2 überwiegen. Ein Erhöhung von LDH-1 und LDH-2 kann einen verstärkten Zelltod von Herzmuskelzellen oder Blutzellen anzeigen, dagegen würde eine Erhöhung der LDH-5 vermuten lassen, dass ein Leberschaden vorliegt. Letztlich kann eine Diagnose nur in Zusammenschau mehrerer Befunde gestellt werden.

Labordiagnostik

In der Labordiagnostik wird die Aktivität der LDH aus Plasma oder Serum gemessen. Vor allem bei hämatologischen Erkrankungen, bei Muskelerkrankungen und bei Leber- und Gallenwegserkrankungen kann dieser Test Aufschluss darüber geben, welche Schäden aufgetreten sind. Früher wurde die LDH-Aktivität auch bei Herzmuskelerkrankungen bestimmt, was heute dank neuerer Messgrößen (Kardiales Troponin), zwar nicht mehr unbedingt notwendig ist, z. T. aber dennoch vorgenommen wird, insbesondere wenn es um den Nachweis eines nicht mehr frischen Herzinfarktes geht. Im Vergleich zu anderen herzmuskelspezifischen Enzymen bzw. Enzymkonstellationen bleiben LDH-1 und LDH-2 verhältnismäßig lang verändert nachweisbar. Man kann bis zu 20 Tage erhöhte Werte bestimmen.

Referenzbereich

Referenzbereich für Messungen bei 37 °C nach IFCC

• Alle: <245 U/l

Interpretation

Da die LDH in allen Geweben vorkommt, kann bei erhöhten Werten zunächst nur die Aussage getroffen werden, dass eine Gewebeschädigung stattgefunden hat. Am häufigsten treten diese im Zusammenhang mit Erkrankungen der Leber, des Herzens, der Skelettmuskulatur, der Lunge oder des Blutes (Anämien, Hämolyse oder Mononukleose) auf.

Fehlerursachen

LDH ist in den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) in großer Menge vorhanden. Deshalb weisen hämolytische Blutproben u.U. falsch positive Testergebnisse auf, da diese Hämolyse auch in vitro durch inkorrekte Lagerung, falsche Abnahme oder langen Transport der Proben verursacht werden kann.

Literatur

• Neumeister, Besenthal, Liebrich: Klinikleitfaden Labordiagnostik, München/Jena, Urban&Fischer, 2003 ISBN 3-437-22231-7
• Lothar Thomas: Labor und Diagnose, Frankfurt/Main, TH-Books , 2005 ISBN 3-9805215-5-9

Weblinks

 Wikibooks: L-Lactat-Dehydrogenase – Lern- und Lehrmaterialien

• LDH auf ExPASy.org
• David Goodsell: Molecule of the Month: Lactate Dehydrogenase