Biochimica Clinica: test di funzionalità epatica e metabolismo osseo

Biochimica Clinica - Prof. Gambino

8.Biochimica Clinica - Prof. Gambino
11/11/2024
In questa lezione verranno trattati due ambiti molto importanti nella pratica clinica.
Il primo argomento sarà il fegato: i test di funzionalità epatica ci informano riguardo diversi aspetti
del fegato, e di condizioni istologiche e patologiche.
Bisogna ricordare il significato che ha un test, e cosa viene misurato dal punto di vista analitico,
biochimico e clinico (sono tre livelli diversi di analisi).
I test epatici sono molto semplici dal punto di vista analitico (soprattutto quelli dell'attività enzimatica
e test colorimetrici) e soprattutto sono quasi tutti automatizzati e molto veloci. Ormai la parte analitica
è parte integrante del laboratorio.
I test di funzionalità epatici vengono richiesti in relazioni a diagnosi, come indicatori prognostici (se
risponderà bene o male), per lo screening per ad esempio epatiti, per differenziare il tipo di
epatopatia.
Il fegato ha due componenti cellulari molto importanti:
· le cellule delle vie biliari (sia intraepatiche che extraepatiche)
· gli epatociti, che a seguito di infezioni vanno incontro a morte e sono responsabili delle
epatiti principali del fegato.
Con epatite non si intendono solo quelle virali, ma ci sono anche epatiti da alcol, tossine o
ad esempio autoimmuni. Soprattutto nell'ambito di epatiti autoimmuni/infiammatorie ci sono
le epatiti non alcoliche legate a disfunzioni metaboliche (NASLD).
I "liver function test (test di primo livello)" sono:

1. TRANSAMINASI (AST e ALT)
2. BILIRUBINA
3. FOSFATASI ALCALINA
4. GAMMA GT
5. PROTEINE EPATICHE (ALBUMINA)
6. TEMPO DI PROTROMBINA

Test di Transaminasi

Le transaminasi o aminotransferasi che studiamo sono:
· La AST (aspartato-amino-transferasi)
· La ALT (alanina-amino-transferasi).
La AST è ubiquitaria, infatti risulta falsamente
aumentata in caso di emolisi, in quanto i
globuli rossi ne contengono cospicue
quantità.
Esistono 2 isoforme di AST, ovvero due forme
dello stesso enzima codificate dallo stesso
gene ma
modificate a
livello
post-
trascrizionale con ad esempio glicosilazione.
Una volta le due isoforme venivano distinte
ma oggi è considerato inutile.
La ALT, invece, è specifica degli epatociti, ed
è presente in misura minore nei tessuti
extraepatici (risente poco della emolisi).
Aminotransferasi (transaminasi)
Aspartato aminotransferasi (AST) presente in:
Fegato, muscolo cardiaco e scheletrico, rene, cervello,
pancreas, polmone, WBC e RBC
Isoforme mitocondriale e citoplasmatica
(immunosottrazione)
mAST (mitocondriale) proposta come marcatore per
differenziare epatite alcolica vs non-alcolica
Alanina transaminasi (ALT) presente in:
come AST ma in misura minore nei tessuti non-epatici
Enzima citoplasmatico
La ALT è l'enzima più legato ad
un'indicazione di danno epatico; quando si
fanno gli esami dei donatori di sangue
l'enzima richiesto è l'ALT, in quanto riflette in
maniera più fedele al danno e alla necrosi epatica. Questi esami sono automatizzati e molto poco
SBOBINATORE: Paolo Faccio
REVISORE: Sofia Galletto8.Biochimica Clinica - Prof. Gambino
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costosi, per questo vengono fatti comunque entrambi (ALT e AST). Soprattutto nel mondo
anglosassone la AST si troverà come GOT e la ALT come GTP.
I metodi di analisi di transaminasi sono test
colorimetrici standardizzati tra tutti i laboratori
internazionali.
C'è
un'associazione
internazionale che certifica i metodi di
colorazione.
Sono due reazioni accoppiate, e la seconda è
quella che rende evidente l'attività dell'enzima;
si utilizza l'ossidoriduzione del NADH.
Si ha la liberazione di energia, cioè, fotoni che
viene letto da uno strumento che ne determina
l'intensità e la concentrazione (in questo modo
non
viene
misurata la quantità della
proteina/enzima, ma viene misurata la sua
attività). Per questo i test di transaminasi
vengono espressi come unità catalitiche per
ml (U/L).
AST (GOT) = Aspartato aminotrasferasi
AST
Aspartato + a-chetoglutarato > ossalacetato + glutammato
MDH
Ossalacetato + NADH + H+ > malato + NAD+
Reazione indicatrice
accoppiata
ALT (GPT) = Alanina aminotrasferasi
ALT
Alanina + a-chetoglutarato
>
piruvato + glutammato
LDH
Piruvato + NADH + H+
1.
Lattato + NAD+
Reazione indicatrice
accoppiata
Per una spiegazione più comprensibile del processo si riporta una spiegazione presa da internet:
La misurazione delle transaminasi si basa su reazioni enzimatiche in cui ALT e AST catalizzano il
trasferimento di un gruppo amminico. Durante queste reazioni, si forma un prodotto che può essere
misurato spettrofotometricamente.

• ALT (Alanina Aminotransferasi):
  Catalizza la conversione di alanina e a-chetoglutarato in piruvato e glutammato (prende il
  gruppo amminico dall'alanina e lo inserisce su a-chetoglutarato) .
  Il piruvato prodotto viene ulteriormente trasformato in lattato in una reazione che utilizza
  NADH (in questo caso si usa la lattato deidrogenasi LDH che usa il NADH nella sua
  reazione), e il consumo di NADH è misurato spettrofotometricamente a 340 nm.
• AST (Aspartato Aminotransferasi):
  Catalizza la reazione tra aspartato e a-chetoglutarato, formando ossalacetato e glutammato.
  L'ossalacetato prodotto reagisce con NADH tramite un'altra reazione (qui l'enzima è la
  malato deidrogenasi MDH), e la diminuzione di NADH (assorbimento a 340 nm) è
  proporzionale all'attività di AST
  È importante ricordare che referti di AST e ALT provenienti da laboratori diversi DEVONO essere
  sovrapponibili. La variabilità analitica tra esami è molto bassa per il test tra transaminasi.
  Le cause di aumento di transaminasi sono:
  · di origine epatica
  · non-epatica.

Cause di Aumento delle Transaminasi

- L'origine
non-epatica
riguarda
prevalentemente la AST (una volta veniva
addirittura considerato marcatore cardiaco),
ma può essere distinta da quella epatica se
assieme alla AST vengono analizzati altri
biomarcatori.
Le AST possono aumentare per stress
cardiaco, emolisi o ad esempio esercizio
fisico.
Cause di un aumento di AST / ALT
>10x ULN ("upper limit of normality")
Epatite acuta, ipossiemia tessutale (shock)
5-10x ULN
infarto miocardico, trauma, malattie del muscolo
scheletrico, colestasi, epatiti croniche, epatite autoimmune
< 5x ULN
Condizioni fisiologiche (neonati), altre malattie epatiche
(Wilson, emocromatosi, deficit di alfa1-antitripsina),
pancreatite, emolisi in vivo e in vitro, abuso alcolico
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- L'origine epatica di aumenti di transaminasi, invece, indica un danno epatico. Gli esami di
transaminasi vengono interpretati valutando la gradazione dell'entità dell'aumento.
Normalmente questo viene espresso utilizzando il "limite superiore di normalità", in quanto
diversi laboratori possono utilizzare valori di riferimento diversi.
Le alterazioni di transaminasi possono essere fisiologiche (come, ad esempio, nei neonati a
causa dell'immaturità degli epatociti) oppure patologiche; nelle malattie croniche, nell'emolisi
o nell'abuso alcolico c'è un aumento di transaminasi intermedio, mentre nelle epatiti acute e
nell'ipossiemia tissutale ci sono danni di tutto il parenchima epatico e causa aumenti
significativi.
Per interpretare i risultati degli esami è anche importante collegare i risultati clinici con la
patologia.
La causa infettiva è la più frequente nel danno epatico.
Ci sono molti patogeni che possono causare alterazione di transaminasi, non solo i virus
delle epatiti (ad esempio l'influenza). Le epatiti possono essere anche autoimmuni, ed in
questo caso bisogna associare la ricerca di autoanticorpi. Gli anticorpi associati alle epatiti
autoimmuni sono gli anticorpi antinucleo, gli anticorpi diretti contro gli LKM
(liver/kidney/microsomal) ecc ...
Ci sono anche altre sostanze che possono causare un'alterazione delle transaminasi, a volte anche
transitorio:

• TOSSINE DEI FUNGHI (anche con i funghi commestibili si riscontra un lieve aumento delle
  transaminasi, mentre con un'intossicazione da funghi le transaminasi possono salire a livelli
  altissimi)
• METALLI (come, ad esempio, accumuli di rame - malattia di Wilson - o accumuli di ferro -
  emocromatosi)
• FARMACI (ad esempio il paracetamolo, che soprattutto in Inghilterra ha causato diversi
  danni)
• ALCOL
• VELENI
• ALCUNI TIPI DI ERBE (tra alcune erbe ci possono essere alcune tossine che possono
  causare un danno epatico, che però non causano disfunzioni; perchè ci sia una disfunzione
  epatica deve essere distrutto più del 90% del fegato)
  Tutte queste sostanze raramente provocano singolarmente una disfunzione importante,
  aumentando semplicemente le transaminasi.

Test di Bilirubina

La bilirubina è un vero test di funzionalità epatica: essa non solo indica se gli epatociti sono intatti e
funzionano, ma può anche informarci se il metabolismo epatico viene svolto correttamente. Questo
perché la bilirubina viene prodotta e coniugata a livello epatico. La coniugazione della bilirubina
serve per aumentarne la solubilità e per fare in modo che arrivi fino all'intestino (per svolgere le
funzioni di digestione).
La differenziazione tra bilirubina coniugata e non coniugata permette di distinguere due estremi del
danno:

• iperbilirubinemia non coniugata: nel neonato è fisiologico o parafisiologico, e causa il tipico
  ittero infantile. Questo perché il fegato infantile non riesce a coniugare tutta
  la bilirubina in circolo in quanto è immaturo
• iperbilirubinemia coniugata: in questo caso gli epatociti funzionano ma la bilirubina coniugata
  non viene escreta a causa di un'ostruzione che ne causa il ristagno
• situazioni intermedie: ci può essere un misto tra epatociti non funzionanti e una ostruzione.
  È la situazione più frequente.
  SBOBINATORE: Paolo Faccio
  REVISORE: Sofia Galletto8.Biochimica Clinica - Prof. Gambino
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  Il laboratorio fornisce questi due dati di bilirubina, che poi vanno interpretati assieme al dato della
  bilirubina totale (ottenuta sommando le due). In Piemonte è stato introdotto da poco un test chiamato
  bilirubina reflex che invece di calcolare solo la
  bilirubina totale e quella coniugata calcola anche
  quella non coniugata.
  Ci sono delle cause non epatiche di aumento di
  bilirubina:
  - soprattutto eccessiva emolisi (in questo caso
  la bilirubina non sarà coniugata),
  - alcune emoglobinopatie,
  - tossine (malaria)
  - altre patologie autoimmuni, per esempio, a
  carico delle vie biliari.
  Cause non epatiche di aumento della bilirubina
  Bilirubina viene prodotta dalla distruzione dei globuli
  rossi (emolisi eccessiva o distruzione cellulare - di solito
  non coniugata)
  Emoglobinopatie - sickle cell disease, sferocitosi, etc
  Emolisi intravascolare da altre cause
  Tossine - rame (Wilson) può causare distruzione
  RBC (anemia normocitica)
  Infezioni - malaria
  Altro - CBP (colangite biliare primitiva), epatite
  autoimmune e alcolica
  Sindrome di Gilbert
  Coniugazione della bilirubina è mediata da UDP-
  glucoronosil transferasi 1A
  Condizione benigna autosomica dominante con lieve
  iperbilirubinemia non coniugata
  Inserzione TA nel TATA repeat box del gene promoter.
  L'omozigosi riduce la capacità di espressione genica
  In condizioni normali non vi sono conseguenze ma in
  situazioni di aumentata richiesta (malattie, infezioni,
  digiuno) si può verificare un marcato aumento della
  bilirubina
  Esiste una sindrome chiamata sindrome di
  Gilbert, una condizione benigna dove c'è un
  deficit nell'enzima uridil-difosfo-glucoronosil-
  transferasi, che è l'enzima che coniuga la
  bilirubina a livello epatico. In questa sindrome gli
  epatociti funzionano ma non possono coniugare
  la bilirubina. Questa sindrome non ha sintomi,
  ma può diventare importante in concomitanza di
  infezione o di stress generale epatico o digiuno;
  in questo caso la bilirubina può aumentare
  partendo già da livelli più alti.

Test Fosfatasi Alcalina (ALP)

Questo è uno degli enzimi più complicati: ne esistono più isoenzimi (ovvero più enzimi codificati da
geni diversi). Alcuni di questi isoenzimi non sono tessuto-specifici, mentre altri si.
Esiste un isoenzima placentare (molto importante); la fosfatasi alcalina nel terzo mese della
gravidanza si trova aumentata senza significato patologico.
Esiste anche un isoenzima intestinale: l'intestino è un organo molto grosso, che in caso di danno
può rilasciare un'importante quantità di questo enzima.
Infine, è anche presente un isoenzima germinale che in caso di neoplasie o altri danni può
causarne l'aumento in circolo.
Le modificazioni post-traslazionali (glicosilazione) producono isoforme diverse: le più importanti
sono epatica, renale e ossea. Come nel caso delle transaminasi, una volta venivano differenziate
le diverse isoforme, ma oggi non viene più fatto.
In laboratorio viene misurata l'attività della fosfatasi totale, ma esiste anche un metodo
immunometrico specifico per una isoforma ossea che si chiama BAP, che può essere utile per
definire l'origine della fosfatasi. La reazione del test ha un determinato pH, determinati substrati e
cofattori, anch'essa standardizzata a livello internazionale.
Quando l'aumento di fosfatasi è di origine epatica è maggiormente dovuto a danni alle vie biliari
piuttosto che a danni ad epatociti.
Le origini non epatiche e fisiologiche sono:
- la gravidanza
- l'iperfosfatasemia transitoria (sindrome di Ulisse); questa è una condizione benigna
transitoria (aumento marcato con una riduzione nel giro di qualche settimana) descritta nei
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REVISORE: Sofia Galletto