Αλκαλική φωσφατάση

Η αλκαλική φωσφατάση (Alkaline Phospatase – ALP) είναι ένα ένζυμο που ανήκει στην κατηγορία των υδρολασών. Οι υδρολάσες είναι ένζυμα που διασπούν υδρολυτικά μια σειρά από δεσμούς. Όπως υποδηλώνει το όνομα «αλκαλική φωσφατάση» η συγκεκριμένη υδρολάση είναι πιο αποτελεσματική στο αλκαλικό περιβάλλον.

Το μόριο της αλκαλικής φωσφατάσης

Φυσιολογία

Σε υγιή άτομα η ολική ALP προέρχεται κυρίως από το ήπαρ και τα οστά. Περίπου το 25% των υγιών ατόμων έχουν εντερικό ισοένζυμο.

Παθοφυσιολογία

Η ολική αλκαλική φωσφατάση που προσδιορίζεται στον ορό ή πλάσμα είναι το άθροισμα πολλαπλών διακριτών μορφών αλκαλικής φωσφατάσης που προέρχονται από διαφορετικούς ιστούς. Σήμερα είναι γνωστά τέσσερα γονίδια που κωδικοποιούν ισάριθμα ισοένζυμα αλκαλικής φωσφατάσης. Αυτά είναι:

• Το μη ειδικό ιστικό γονίδιο (σχετίζεται με την ALP νεφρών, ήπατος και οστών)
• Το πλακουντιακό γονίδιο
• Το εντερικό γονίδιο
• Το βλαστικό γονίδιο

Η κύρια διαγνωστική αξία του ενζύμου είναι η διάγνωση ηπατικών νόσων που συνυπάρχουν με μία οστική βλάβη, όπως σε κακοήθεις μεταστάσεις στα οστά. Τα ισοένζυμα της αλκαλικής φωσφατάσης άλλων ιστών είναι χρήσιμα στην παρακολούθηση του καρκίνου των αντίστοιχων οργάνων. Τα ισοένζυμα αυτά περιλαμβάνουν τις μορφές Regan και Nagao, που αντιστοιχούν στο πλακουντικό και στο ομοιάζον με πλακουντικό ισοένζυμο, όπως επίσης και η μορφή Kasahara, που φαίνεται ότι είναι η επανέκφραση ενός γονιδίου εμβρυικής αλκαλικής φωσφατάσης εντερικού τύπου. Η ολική αλκαλική φωσφατάση προσδιορίζεται με χημικές μεθόδους όπως η ενζυμική κινητική μέθοδο των Bowers και McComb στους 370C (DGKC). Ο προσδιορισμός των ισοενζύμων γίνεται με ηλεκτροφόρηση.

Μέθοδοι προσδιορισμού αλκαλικής φωσφατάσης στο εργαστήριο

Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι προσδιορισμού της αλκαλικής φωσφατάσης στο εργαστήριο, η μέθοδος DEA Buffer της Γερμανικής Εταιρείας Κλινικής Χημείας (DGKC) και η μέθοδος AMP Buffer της Διεθνούς Ένωσης Κλινικής Χημείας (IFCC).

Αρχή μεθόδου της DEA Buffer

Η δραστικότητα του ενζύμου αλκαλική φωσφατάση προσδιορίζεται κινητικά σύμφωνα με τις προδιαγραφές της Γερμανικής Εταιρίας Κλινικής Χημείας (DGKC). Η παρουσία του ενζύμου σε αλκαλικό περιβάλλον διαιθανολαμίνης (DEA) καταλύει την υδρόλυση του υποστρώματος p-φωσφορική νιτροφαινόλη (pNPP) προς σχηματισμό της έγχρωμης ένωσης p-νιτροφαινόλης. Η αύξηση της απορρόφησης στα 405 nm είναι ανάλογη της δραστικότητας της ALP στο δείγμα. Τιμές αναφοράς Παιδιά: 180 - 1200 U/L 370C Ενήλικες: 98 - 279 U/L 370C

Αρχή μεθόδου της AMP Buffer

Η μέθοδος του ρυθμιστικού διαλύματος AMP προτείνεται από την Διεθνή Εταιρία Κλινικής Χημείας (IFFC). Η αλκαλική φωσφατάση ALP καταλύει την μεταφορά της φωσφορικής ομάδας από p-νιτροφαινυλοφωσφορικό σε 2 αμινο -2 μεθυλο-1 προπανόλη (AMP) απελευθερώνοντας p-νιτροφαινόλη. Άνδρες: 40 - 129 U/L (37οC) Γυναίκες: 35 - 104 U/L (37οC) Παιδιά: Έως ενός έτους: < 462 U/L (37οC) Από 1 έως 12 έτη: < 300 U/L (37οC) Από 13 έως 17 έτη αγόρια : < 390 U/L (37οC) κορίτσια: < 187 U/L (37οC)

Αίτια αυξημένης ALP

1. Νόσοι ήπατος. Μεγάλη αύξηση, υπερδιπλάσια του φυσιολογικού, παρατηρείται στον αποφρακτικό ίκτερο και γενικά σε κάθε περίπτωση ενδοηπατικού και εξωηπατικού ίκτερου, καθώς και στη χολική κίρρωση, στον καρκίνο του ήπατος και στη χολολιθίαση. Μέτρια αύξηση στον πρωτοπαθή και μεταστατικό καρκίνο του ήπατος, στην τροφική κίρρωση και στο ηπατικό απόστημα. Μικρή αύξηση στη λοιμώδη ηπατίτιδα, στη λοιμώδη μονοπυρήνωση, στην κίρρωση, στη φυματίωση, στην αμυλοείδωση κ.α.
2. Νόσοι των οστών. Μεγάλη αύξηση στην παραμορφωτική οστίτιδα, μέτρια ραχίτιδα, στην οστεομαλακία, σε όγκους των οστών, στη νόσο Paget, στον υπερπαραθυροειδισμό και στον υποθυρεοειδισμό.

Τα υψηλά επίπεδα ALP θα μπορούσαν να αποτελούν ένδειξη αποκλεισμού χοληφόρων πόρων. Επίσης είναι χρήσιμη στη διάγνωση ηπατοχολικής νόσου και της νόσου των οστών.

Αίτια μειωμένης ALP

• Υποφωσφαραιμία υπολειπόμενης νόσου. Οι μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες που λαμβάνουν θεραπεία με οιστρογόνα, λόγω της οστεοπόρωσης.
• Άνδρες με πρόσφατη εγχείρηση καρδιάς, ο υποσιτισμός, έλλειψη μαγνησίου, υποθυρεοειδισμός, σοβαρή αναιμία.
• Παιδιά με αχονδροπλασία και κρετινισμό.
• Παιδιά μετά από ένα σοβαρό επεισόδιο εντερίτιδας.
• Κακοήθης αναιμία.
• Απλαστική αναιμία.
• Χρόνια μυελογενής αναιμία.
• Νόσος του Wilson.
• Λήψη παρεντερικών αντισυλληπτικών.

Η ALP των λευκοκυττάρων

Η λευκοκυτταρική αλκαλική φωσφατάση (LAP) βρίσκεται εντός των λευκών αιμοσφαιρίων. Τα επίπεδα της λευκοκυτταρικής εστεράσης μπορεί ορισμένες φορές να βοηθήσουν στην διάγνωση ορισμένων νοσημάτων. Αυξημένα επίπεδα παρατηρούνται στη γνήσια πολυκυτταραιμία (PV), σε πρωτοπαθή θρομβοκυττάρωση (ET), στην πρωτογενή μυελοϊνωση (PM) καθώς και στη λευχαιμοειδή αντίδραση. Τα χαμηλότερα επίπεδα βρίσκονται σε χρόνια μυελογενή λευχαιμία (ΧΜΛ), παροξυσμική αιμοσφαιριναιμία (ΠΝΑ) και οξεία μυελογενή λευχαιμία (AML).

Χρήση της ALP στην έρευνα

Η αλκαλική φωσφατάση έχει καταστεί ένα χρήσιμο εργαλείο στα εργαστήρια μοριακής βιολογίας δεδομένου ότι και το ίδιο το DNA διαθέτει φωσφορικές ομάδες στο 5΄ άκρο. Η απομάκρυνση αυτών των φωσφορικών ομάδων εμποδίζει την ένωση των δύο άκρων του DNA, το 5΄ άκρο συνδέεται με το 3΄ άκρο, διατηρώντας έτσι γραμμικά μόρια DNA απαραίτητα για τα επόμενα στάδια των μοριακών τεχνικών. Η απομάκρυνση των φωσφορικών ομάδων επιτρέπει την ραδιοσήμανση (αντικατάσταση με ραδιενεργά σεσημασμένες φωσφορικές ομάδες) προκειμένου να μετρηθεί η παρουσία του σεσημασμένου DNA στα επόμενα στάδια. Για τον σκοπό αυτό η αλκαλική φωσφατάση από γαρίδες είναι πιο χρήσιμη καθώς είναι πολύ εύκολο οι ραδιενεργές ομάδες να απενεργοποιηθούν στη συνέχεια. Άλλη σημαντική χρήση της αλκαλικής φωσφατάσης είναι ως ιχνηθέτης σε ανοσοενζυμικούς προσδιορισμούς. Τα αδιαφοροποίητα πολυδύναμα κύτταρα έχουν αυξημένα επίπεδα αλκαλικής φωσφατάσης στην κυτταρική τους μεμβράνη, επομένως η χρώση αλκαλικής φωσφατάσης χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αυτών των κυττάρων.

Χρήση της ALP στη βιομηχανία

Η αλκαλική φωσφατάση χρησιμοποιείται επίσης στην βιομηχανία γαλακτοκομικών προϊόντων ως δείκτης παστερίωσης του αγελαδινού γάλακτος. Η αλκαλική φωσφατάση μετουσιώνεται στις υψηλές θερμοκρασίες της παστερίωσης, γεγονός που μπορεί να ελεγχθεί με την αλλαγή χρώματος ενός υποστρώματος (παρα-νιτροφαινυλοφωσφορικό άλας) σε κατάλληλο ρυθμισμένο διάλυμα (Aschaffenburg Muller Test). Το νωπό γάλα παράγει συνήθως κίτρινο χρωματισμό μέσα σε ελάχιστα λεπτά ενώ το σωστά παστεριωμένο γάλα δεν εμφανίζει καμία αλλαγή. Υπάρχουν φυσικά εξαιρέσεις σε αυτή την περίπτωση εξαιτίας ορισμένων βακτηρίων.