Anwendung von Enzymen in der Krankheitsdiagnose

Enzyme spielen eine Schlüsselrolle in den Stoffwechselaktivitäten aller Organismen, sei es Mensch, Tier, Pflanze oder Mikroben. Enzyme haben ein breites Anwendungsspektrum in der mikrobiellen Biotechnologie und ihrem Diagnoseprozess. Die Abnormalität des Enzymstoffwechselsystems führt zu vielen Stoffwechselerkrankungen. Studien haben gezeigt, dass viele Krankheiten mit vielen Komponenten des Enzymstoffwechselsystems in Verbindung stehen und weit verbreitet in klinischen Untersuchungen als spezifische Marker für Krankheiten verwendet werden. In den letzten zwei Jahrzehnten haben sich Forscher verstärkt auf Enzyme wie Kreatinkinase MB, Alanin-Aminotransferase, Aspartat-Aminotransferase, saure Phosphatase, alkalische Phosphatase usw. für klinische Anwendungen konzentriert. Enzyme sind die bevorzugten Marker in verschiedenen Krankheitszuständen wie Myokardinfarkt, Gelbsucht, Pankreatitis, Krebs, neurodegenerative Erkrankungen usw. Sie bieten Einblicke in den Krankheitsprozess durch Diagnose, Prognose und Bewertung der Therapieantwort.

Knochenkrankheiten, Autoimmun- und Entzündungserkrankungen

Anwendung von Enzymen in der Krankheitsdiagnose

Alkalische Phosphatase (ALP) korreliert mit der Wachstumsrate der Knochen. Der Anstieg des Serum-ALP-Spiegels zeigt eine erhöhte osteoblastische Aktivität an oder wenn es eine aktive Knochenbildung gibt, wie im Fall der PAGET-Krankheit oder rheumatoider Arthritis. Andere pathologische Zustände, die zu hohen ALP-Spiegeln führen können, sind auch Rachitis, Osteomalazie, Hyperthyreose und Hyperparathyreoidismus. Der Cathepsin D-Spiegel steigt signifikant mit dem Fortschreiten der rheumatoiden Arthritis. Serumspiegel von Lysozym sind bei Patienten mit rheumatoider Arthritis erhöht, was als Indikator für die Aktivität von Monozyten/Makrophagen dient. Gelatinase B (Matrix-Metalloproteinase-9, MMP-9) ist an einer Vielzahl von pathologischen Prozessen beteiligt, die bei Autoimmunerkrankungen auftreten. Humanes MMP-9 ist ein Markerenzym für rheumatoide Arthritis. MMP-9 spielt eine Rolle in der Pathogenese des systemischen Lupus erythematodes. Der Nachweis von Leukozytenesterase in der Synovialflüssigkeit ist eine äußerst wertvolle Ergänzung zum Arsenal des Arztes für die Diagnose von periprothetischen Gelenkinfektionen. Tartrat-resistente saure Phosphatase (TRAP) wird in Osteoklasten gefunden und während der Knochenresorption in den Blutkreislauf freigesetzt. Der TRAP-Spiegel ist bei rheumatoider Arthritis, Osteoporose und metabolischen Knochenerkrankungen erhöht.

Krebs

Der Spiegel der sauren Phosphatase (ACP) in der männlichen Prostatadrüse ist 100 Mal höher als in anderen Körpergeweben. Prostata-spezifische saure Phosphatase (PAP) wird stark von Prostatakrebszellen exprimiert, insbesondere bei Knochenmetastasen. Abnormale Expression genetisch unterschiedlicher isoenzyme der alkalischen Phosphatase (ALP) ist wertvoll zur Überwachung von Krebserkrankungen, insbesondere von Keimzelltumoren. Erhöhte Alanin-Aminotransferase (ALT)-Spiegel sind ebenfalls mit einem erhöhten Risiko für hepatozelluläres Karzinom verbunden. Cathepsin D im Brustgewebe kann nützlich sein, um Frauen mit Brustkrebs vorherzusagen, die ein Risiko für ein frühes Wiederauftreten haben. Eine verstärkte Expression von Cystein-Cathepsinen (CCs) wurde in vielen menschlichen Tumoren nachgewiesen, einschließlich Brust, Eierstock, Gebärmutterhals, Lunge, Gehirn, gastrointestinal, Kopf, Hals und Melanom. Die Expression von Cyclooxygenase-2 (COX-2) ist ein frühes Ereignis in der Tumorigenese und spielt eine Rolle im Tumorfortschritt. Die Überexpression von Glukose-6-phosphat-Dehydrogenase (G6PD) steht in engem Zusammenhang mit dem Fortschreiten von Magenkrebs und könnte als unabhängiger Prognosefaktor für Magenkrebs angesehen werden.

Diabetes

Neben den herkömmlichen Risikofaktoren wie Alter, Diabetes und weiblichem Geschlecht können höhere Spiegel der alkalischen Phosphatase (ALP) als Risikofaktor angesehen werden, der mit einer Leberfibrose bei Patienten mit nicht-alkoholischer Steatohepatitis (NASH) und Typ-2-Diabetes verbunden ist.

Lebererkrankung

Ein erhöhter Serumspiegel der Alanin-Aminotransferase (ALT) weist auf eine schwere Lebererkrankung hin, normalerweise virale Hepatitis und toxische Lebernekrose. Der Anstieg des Serumspiegels der alkalischen Phosphatase (ALP) zeigt eine erhöhte hepatocyte Aktivität bei hepatobiliären Erkrankungen an. Ein signifikanter Anstieg des Serumspiegels (10-100 Mal normal) der Aspartat-Aminotransferase (AST) weist auf eine schwere Schädigung der Leber (virale Hepatitis oder toxische Lebernekrose) oder Herzmuskelzellen (MI) hin. Hepatobiliäre Erkrankungen sind die vorherrschende Quelle für erhöhte Serumaktivität der gamma-Glutamyltransferase (GGT). Erhöhungen sind mit allen Formen von primären und sekundären hepatobiliären Störungen verbunden.

Zahnkrankheiten

Parodontalerkrankungen sind eine der häufigsten entzündlichen Erkrankungen der Mundhöhle, die durch den fortschreitenden Abbau des Alveolarknochens und der Weichgewebe um die Zähne gekennzeichnet sind. Höhere Spiegel der Aspartat-Aminotransferase (AST) werden in den gingivalen Zervikalflüssigkeiten von erkrankten Stellen festgestellt. Die Beziehung zwischen AST-Spiegeln im Speichel und in der gingivalen Zervikalflüssigkeit (GCF) mit dem Fortschreiten der Parodontalerkrankung wurde bei einer großen Anzahl von Patienten untersucht.

Schizophrenie

Butyrylcholinesterase (BChE) ist ein Enzym, das hinsichtlich seiner vermeintlichen Rolle bei neurodegenerativen und neuropsychiatrischen Störungen untersucht wurde. Patienten mit Schizophrenie haben eine höhere Plasma-BChE-Aktivität als Kontrollen.

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