Fosfataza alcalina-izoenzime

Laborator Synevo

 

Informatii generale

Fosfataza alcalina (ALP) este o enzima ce face parte din clasa hidrolazelor (ortofosfomonoesterfosfohidrolaza). Serul uman contine un amestec variabil de izoenzime ale fosfatazei alcaline (ALP) provenite in principal din ficat, intestin, rinichi si os, la care se adauga in timpul sarcinii o forma tranzitorie, forma placentara. Anumite tumori maligne pot, de asemenea, produce o izoenzima ALP⁷.

Desi se poate face o evaluare rezonabila in privinta originii hepatice sau non-hepatice a cresterii fosfatazei alcaline utilizand doar date clinice, exista simetode biochimice ce pot face diferentierea intre izoenzime^1;3.

Cea mai frecventa cauza de crestere a nivelului seric de ALP total este determinata de cresterea valorii plasmatice a izoenzimei hepatice. Aceasta creste in sange la inceputul bolilor hepatice inainte ca celelalte teste functionale sa fie modificate. Hepatita acuta, ciroza, steatoza, afectiunile hepatice induse de medicamente sau alte toxice, obstructia fluxului biliar determinata de carcinomul de cap de pancreas, strictura canalelor biliare, ciroza biliara primara si carcinomul metastatic hepatic determina cresterea concentratiei plasmatice a izoenzimei hepatice a ALP⁴. Sunt descrise mai multe izoforme hepatice⁵.

Fosfataza alcalina de origine osoasa – ostaza – este o glicoproteina tetramerica care se gaseste pe suprafata osteoblastului si intervine in calcificarea matricei osoase, fiind cunoscuta ca un indicator sensibil si fidel al metabolismului osos.  Are un timp de injumatatire lung, nu este afectata de clearance-ul renal si nu prezinta variatii diurne⁵.

Un nivel ridicat al izoenzimei osoase este intalnit in perioada de crestere osoasa, in cursul procesului de vindecare a fracturilor, cat si in afectiuni ale sistemului osos caracterizate prin hiperactivitate osteoblastica si remodelare osoasa cum ar fi boala Paget, rahitism, osteomalacie, acromegalie, osteosarcom, sarcom Ewing, metastaze osoase (in special asociate cu carcinom prostatic si mamar)^4;5;6.

Impreuna cu ceilalti markeri de formare sau resorbtie osoasa, ostaza poate fi utilizata in monitorizarea tratamentului antiresorbtiv la femeile cu osteoporoza aflate in perioada post-menopauza⁶.

Fosfataza alcalina intestinala este produsa la nivelul enterocitelor, este eliberata in sange in cantitati mari, in special de persoanele cu grup sanguin B(III) sau O(I), dar este rapid metabolizata de ficat. In conditii patologice, cum ar fi: perforatia intestinului, afectiuni ulcerative ale tractului gastrointestinal (stomac, intestin subtire si gros), infarctul acut de intestin si bolile hepatice (ciroza, ca urmare a scaderii metabolizarii) concentratia serica a izoenzimei intestinale creste⁴.

Forma placentara a ALP devine detectabila in ser incepand cu saptamana a 16-a de sarcina. Ocazional tumorile (in special tumorile urologice sau gonadale) pot produce o fosfataza alcalina identica sau similara cu forma placentara (izoenzimele Regan si Nagao) ce determina o crestere a ALP total in absenta metastazelor^1;5.

Forma cu masa moleculara mare este fie un complex multienzimatic membranar, fie un complex format din izoenzima hepatica si lipoproteina X („fast liver” ALP). Aceasta forma apare in afectiunile colestatice sau metastatice hepatice, chiar si atunci cand valorile plasmatice ale ALP sunt normale.

Forma Kasahara a ALP este un heterodimer format din forma placentara si intestinala a enzimei, care se intalneste in carcinoamele hepatocelulare sau renale⁵.

Recomandari pentru determinarea izoenzimelor fosfatazei alcaline

• Diagnosticul si monitorizarea tratamentului bolilor hepatice, osoase, intestinale si paratiroidiene;
• Determinarea sursei activitatii crescute a fosfatazei alcaline (ALP) in ser;
• Diagnosticul diferential al afectiunilor hepatice si osoase^1;4;6.

Pregatire pacient – à jeun (pe nemancate)³.

Specimen recoltat – sange venos³.

Recipient de recoltare – vacutainer fara anticoagulant cu/fara gel separator³.

Prelucrare necesara dupa recoltare – se separa serul prin centrifugare³.

Volum proba – minim 0.5 mL ser³.

Cauze  de respingere a probei – specimen intens hemolizat, lipemic sau contaminat bacterian³.

Stabilitate proba – serul separat este stabil 7 zile la temperatura camerei; 7 zile la 4-8°C; 2 luni la -20°C³.

Metoda – electroforeza urmata de analiza activitatii enzimatice in fractiunile separate; sunt separate urmatoarele fractiuni: fosfataza alcalina de origine osoasa, fosfataza alcalina de origine hepatica 1, fosfataza alcalina de origine hepatica 2, fosfataza alcalina  de origine intestinala (la 60% din persoanele normale izoenzima intestinala este nedecelabila); fosfataza alcalina placentara (numai daca este cazul, in mod normal nu apare banda corespunzatoare acestei izoenzime)³.

Valori de referinta – sunt dependente de varsta si sex (vor fi precizate pe fiecare buletin final de rezultate)³.

Interpretarea rezultatelor

Valori crescute ale izoenzimelor hepatice:

• formele acute, necomplicate de hepatita virala se asociaza cu cresteri usoare sau moderate (de 2 ori normalul)  ale nivelului de ALP, in timp ce formele colestatice determina concentratii plasmatice de 3-5 ori mai ridicate fata de valorile de referinta;    
• cresteri usoare/moderate se inregistreaza si in hepatita virala cronica, steatoza, ciroza, in bolile hepatice de cauza infiltrativa (sarcoidoza, tuberculoza, amiloidoza, abcese) sau in colangita bacteriana¹;
• in ingestia cronica de alcool fosfataza alcalina poate avea valoarenormala sau crescuta, sunt insa constant crescute GGT, AST si eventual bilirubina⁵;
• obstructia mecanica a cailor biliare extrahepatice sau colestaza intrahepatica determina cresteri marcate ale izoenzimei hepatice (de 3-10 ori mai mari fata de intervalul de referinta), care persista cateva zile si se corecteaza in aproximativ 10 zile de la interventia chirurgicala. Formele complicate cu colangita septica se pot prezenta fara cresteri ale ALP;
• valori extreme se intalnesc, de asemenea, in obstructia extrahepatica a ductelor biliare determinata de tumori (cancerul de cap de pancreas);
• ciroza biliara primitiva este o boala inflamatorie, ce apare cu frecventa mai mare la femeile cu varste intre 40 si 60 ani si se caracterizeaza prin cresteri (de 5-20 ori) ale nivelului seric de ALP inaintea aparitiei manifestarilor clinice;
• afectarea hepatica indusa de medicamente (inclusiv contraceptivele orale) sau alte toxice determina cresteri moderate ale ALP (de 3-5 ori);
• in mononucleoza infectioasa si in infectia cu citomegalovirus pot aparea cresteri de pana la 5 ori normalul^4;5.

Deoarece electroforetic sunt separate 2 izoforme hepatice, conditiile asociate cu valori crescute ale acestora sunt urmatoarele:

-izoenzima hepatica 1 (L1) este crescuta in afectiuni benigne, cum ar fi: colestaza, ciroza, hepatita virala, afectiuni hepatice si biliare variate. Este de asemenea crescuta in afectiuni maligne cu metastaze hepatice, tumori pulmonare, gastrointestinale, limfoame;

-izoenzima hepatica 2 (L2) este crescuta  in colestaza si afectiuni biliare, precum si in cancere  mamare, hepatice, pulmonare, gastrointestinale, asociate cu metastaze hepatice⁶.

Valori crescute ale izoenzimei de origine osoasa: 

• In mod normal nivelul seric al izoenzimei osoase este ridicat la copiii in crestere.
• Boala Paget se caracterizeaza prin cresteri semnificative ale fosfatazei alcaline serice, astfel ca pot fi intalnite valori de peste 10-25 ori limita superioara a intervalului de referinta. Exista totusi bolnavi cu forme mai putin agresive de boala Paget, care au concentratii de ALP total la limita superioara a intervalului de referinta si la care ostaza reprezinta un indicator mai sensibil al activitatii metabolice osoase³. De asemenea fosfataza alcalina de origine osoasa scade in cursul tratamentului antiresorbtiv din boala Paget avand astfel utilitate in monitorizarea eficientei terapiei⁵.
• Cresteri moderate pot fi observate in osteomalacie, in timp ce in  rahitism concentratia de ALP osoasa poate depasi de 2-4 ori valoarea normala.
• In hiperparatiroidismul primar ALP total inregistreaza valori normale sau usor crescute; exista insa o crestere mult mai marcata a ostazei care reflecta mai bine modificarile sistemului osos.
• Acromegalia determina modificari ale izoenzimei osoase, prin stimularea concentratiei de IGF-1, care activeaza osteoblastele si implicit formarea de os.
• Valori crescute ale ostazei sunt intalnite si in tumorile osoase osteoblastice.
• Tratamentele prelungite cu antiepileptice (fenitoina, fenobarbital, primidona, carbamazepina) pot determina in timp osteomalacie si concentratii ridicate de fosfataza alcalina de origine osoasa, chiar daca uneori nivelul total de ALP este normal. Anticonvulsivantele inhiba secretia de calcitonina, ceea ce duce la o crestere a resorbtiei osoase si modificari ale nivelului de ALP.
• Timp de 3-4 luni dupa un transplant renal ALP de origine osoasa poate inregistra valori ridicate din cauza administrarii de substante imunosupresoare, cum ar fi corticosteroizii sau ciclosporina A.
• La pacientii cu neoplasm de prostata valorile crescute ale ostazei sunt sugestive pentru dezvoltarea metastazelor osoase.
• Concentratiile de ostaza pot fi monitorizate in dinamica in cursul tratamentului antiresorbtiv din osteoporoza. Mai multe studii au aratat faptul ca un tratament este eficient daca se obtine o scadere a nivelului ostazei cu cel putin 25% fata de nivelul bazal, in decurs de 3-6 luni de la initierea terapiei. Prin monitorizarea tratamentului se pot identifica pacientii non-responderi la tratament; pe de alta parte demonstrarea precoce a raspunsului biochimic al osului poate imbunatati si stimula complianta pacientului la terapie⁵.
• Tratamentul cu hormon de crestere al copiilor cu nanism implica costuri ridicate, de aceea este nevoie de un marker predictiv, usor de determinat si care sa ofere precoce informatii asupra raspunsului la tratament. Studii efectuate in acest domeniu au dus la concluzia ca ALP de origine osoasa este un indicator important in monitorizarea terapiei cu preparate de hormon de crestere. Astfel, se considera ca tratamentul este eficient daca se obtine o crestere semnificativa a ostazei fata de nivelul dinaintea tratamentului⁵.

Valori crescute ale fosfatazei alcaline placentare sau asemanatoare celei placentare („placental-like”):

• exista doua forme ale izoenzimelor placentare: forma majora P1 (90%) si forma minora P2 (10%);
• apar in saptamanile 16-20 ale unei sarcini normale, crescand pana la nivelul maxim (de 2 ori normalul) la debutul travaliului⁵;       
• cresteri ale acestei izoenzime de intalnesc la fumatori si in unele afectiuni maligne, cum ar fi seminomul testicular, carcinomul ovarian, de pancreas, gastric, precum si in sarcoame⁸.

Valori crescute ale izoenzimei intestinale: in diverse afectiuni ulcerative ale tractului gastrointestinal, malabsorbtie severa, infarct intestinal⁵.

Bibliografie

1. Frances Fischbach. Chemistry Studies. In A Manual of Laboratory and Diagnostic Tests. Lippincott Williams & Wilkins, USA, 8 Ed., 2009; 413-415.
2. Frances Fischbach. Effects of the Drugs on Laboratory Tests. In A Manual of Laboratory and Diagnostic Tests. Lippincott Williams & Wilkins, USA, 8 Ed., 2009; 1222-1223.
3. Laborator Synevo. Referinte specifice tehnologiei de lucru utilizate 2010. Ref Type: Catalog.
4. Laboratory Corporation of America. Directory of Services and Interpretive Guide. Bone-specific Alkaline Phosphatase, Serum. www.labcorp.com 2010. Ref Type: Internet Communication.
5. Lothar Thomas. Enzymes. In Clinical Laboratory Diagnostics-Use and Assessment of Clinical Laboratory Results. TH-Books Verlagsgesellschaft mbH, Frankfurt /Main, Germany, 1 Ed., 1998, 36-45.
6. Mayo Clinic. Mayo Medical Laboratories. Test Catalog: Alkaline Phosphatase, Total and Isoenzymes, Serum. www.mayomedicallaboratories.com. Ref Type: Internet Communication.
7. Richard A. McPetersen, Matthew R. Pincus. Biochemical Markers of Bone Metabolism. Clinical Enzymology. In Henry’s Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods – Sauders Elsevier 21-Ed 2007, 181, 255-257.
8. www.electroforeza.ro/SeparareaElectroforeticaAIzoenzimelor.aspx. Ref Type: Internet Communication.