Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về lactate, lactate dehydrogenase và ethanol 1. Lactate Lactate (acid lactic), một chất trung gian trong chuyển hóa carbohydrate có nguồn gốc chủ yếu từ cơ vân trắng, não, da, tủy thận, não, hồng cầu và hệ tiêu hoá 5-7. Ở điều kiện bình thường, lactate ở người chủ yếu ở dạng L-isoform và chỉ một lượng rất nhỏ D-lactate được tạo thành từ methyl glyoxal trong hệ thống glyoxalase trong bào tương và tế bào, đặc biệt là ty thể vậy nên nồng độ lactate trong cơ thể được coi là gần như hoàn toàn là L-lactate 5,8.
Nồng độ lactate trong máu phụ thuộc vào tốc độ sản xuất trong các mô này và tốc độ chuyển hóa ở gan và thận 6. Khoảng 65% tổng sản lượng lactate cơ bản được gan sử dụng, đặc biệt là trong quá trình tân tạo glucose. Chu trình Cori bao gồm chuyển đổi glucose thành lactate ở ngoại vi và chuyển hóa lại lactate thành glucose ở gan. Loại bỏ lactate ngoài gan xảy ra bằng quá trình oxy hóa trong cơ vân đỏ và vỏ thận 5.
Sự tăng sản xuất lactate vừa phải dẫn đến tăng thanh thải lactate ở gan, nhưng sẽ bị bão hoà khi nồng độ trong huyết tương vượt quá 2 mmol/L. Ví dụ, khi tập thể dục gắng sức, nồng độ lactate có thể tăng đáng kể, từ nồng độ trung bình khoảng 0,9 mmol/L lên hơn 20 mmol/L trong vòng 10 giây 5. Trong những điều kiện nhất định, tỷ lệ lactate với pyruvate là một chỉ số về tình trạng oxy hóa khử. Ví dụ, bằng cách sắp xếp lại phương trình hằng số cân bằng cho phản ứng được xúc tác bởi LDH, tỷ lệ của lactate với pyruvate tương ứng tỷ lệ NADH với NAD+ 5.
Nhiễm toan lactic xảy ra trong hai cơ sở lâm sàng: loại A (thiếu oxy), thường gặp nhất, có liên quan đến giảm oxy ở mô, chẳng hạn như sốc, giảm thể tích tuần hoàn, suy hô hấp cấp, phù phổi cấp và suy thất trái; và loại B (chuyển hóa), có liên quan đến bệnh lý mạn tính (ví dụ: đái tháo đường, ung thư, bệnh. 4 gan), thuốc và/hoặc chất độc (ví dụ: ethanol, methanol, salicylate), hoặc các bất thường bẩm sinh về chuyển hóa (ví dụ bệnh acid methylmalonic niệu, bệnh acid propionic huyết, bệnh khiếm khuyết oxy hóa acid béo) 5-7,9. Nhiễm toan lactic không phải là hiếm và xảy ra ở khoảng 1% trường hợp nhập viện, thường gặp là loại A, có tỷ lệ tử vong trên 60% và gần 100% nếu kèm hạ huyết áp 5. Cơ chế của nhiễm toan lactic loại B chưa được biết nhưng được suy đoán là do khiếm khuyết trong chức năng của ty thể với việc sử dụng oxy bị suy giảm.
Điều này dẫn đến giảm dự trữ ATP và NAD +, với sự tích tụ của NADH và H+. Trong trường hợp giảm tưới máu gan hoặc bệnh gan, việc loại bỏ lactate khỏi máu bị giảm, do đó làm trầm trọng thêm tình trạng nhiễm acid lactic 5,6. Nồng độ lactate tăng cao có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng về huyết động và có thể dẫn đến tử vong. Nồng độ lactate huyết thanh có thể vừa là dấu hiệu cho nguy cơ vừa là mục tiêu điều trị.
Nồng độ càng cao và thời gian bình thường hóa lactate huyết thanh càng dài thì nguy cơ tử vong càng cao 6. Xác định lactate trong máu Nguyên tắc: Lactate bị oxy hóa thành pyruvate bởi LDH với sự hiện diện của NAD+. NADH hình thành trong phản ứng này được đo bằng máy quang phổ ở bước sóng 340 nm và dùng để đo nồng độ lactate 5. Lactate dehydrogenase pH 9.6 L-Lactate Pyruvate NAD+ NADH + H+ Cân bằng của phản ứng thường nằm về bên trái.
Tuy nhiên, bằng cách sử dụng độ pH từ 9,0 đến 9,6 và lượng dư NAD +, và bằng cách bẫy sản phẩm phản ứng pyruvate với hydrazine, cân bằng có thể chuyển sang bên phải. Pyruvate cũng có thể được loại bỏ bằng cách cho nó phản ứng với L-glutamate khi có mặt alanine aminotransferase (ALT). Phương pháp sinh hoá được lựa. 5 chọn để đo lactate vì tính đặc hiệu cao và tính đơn giản, mặc dù các phương pháp khác cũng có thể được sử dụng (ví dụ, sắc ký khí, trắc quang) 5.
Mức lactate bình thường trong máu động mạch dưới 1,8 mmol/L và trong máu tĩnh mạch từ 0,5-2,2 mmol/L, tăng khi 2-4 mmol/L và tăng nghiêm trọng trên 4 mmol/L 6,9. Lactate dehydrogenase Lactate dehydrogenase (LDH) là một enzyme quan trọng của con đường chuyển hóa yếm khí, thuộc lớp oxidoreductases, hiện diện trong nhiều loại sinh vật, bao gồm thực vật và động vật 10. LDH là enzyme chuyển hydro xúc tác quá trình oxy hóa L-lactate thành pyruvate với sự trung gian của NAD+ như một chất nhận hydro. Vai trò của LDH trong quá trình trao đổi chất là xúc tác bước cuối cùng trong quá trình đường phân trong điều kiện yếm khí để tạo ra nhiều NAD+.
Độ pH tối ưu cho phản ứng lactate tạo pyruvate (L → P) là 8,8 đến 9,8 và hỗn hợp phản ứng thử nghiệm, được tối ưu hóa cho LDH ở 37°C, chứa 9 mmol/L NAD+ và 80 mmol/L L-lactate. Đối với xét nghiệm P → L, ở 37°C, pH tối ưu là 7,4 đến 7,8; với 300 µmol/L NADH và 0,85 mmol/L pyruvate. Độ pH tối ưu thay đổi tùy theo isoenzyme chiếm ưu thế trong mẫu và phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ chất nền và dung dịch đệm. LDH không hoạt động trên D-lactate và NAD+ đóng vai trò như một coenzyme 5.
LDH có trọng lượng phân tử là 134 kDa và được cấu tạo bởi bốn chuỗi peptide của hai loại: M (hoặc A) và H (hoặc B), mỗi chuỗi nằm dưới sự kiểm soát di truyền riêng biệt. Cấu trúc của LDH-M và LDH-H được xác định bởi các locus tương ứng trên nhiễm sắc thể 11 và 12 của người. Các thành phần tiểu đơn vị của 5 loại isoenzyme, theo thứ tự giảm độ linh động của cực dương trong môi trường kiềm, là LDH-1 (HHHH; H4), LDH-2 (HHHM; H3M), LDH- 3 (HHMM; H2M2), LDH-4 (HMMM; HM3) và LDH-5 (MMMM; M4). Một isoenzyme LDH thứ sáu khác, LDH-X (còn gọi là LDHC), bao gồm bốn tiểu.
6 đơn vị X (hoặc C), có trong tinh hoàn của người sau tuổi dậy thì. LDH thứ bảy, được gọi là LDH-6, đã được xác định trong huyết thanh của những bệnh nhân bị bệnh nặng 5,11. Hoạt động LDH có trong hầu hết các mô trong cơ thể và có nồng độ cao ở cơ, gan và thận, còn ở tế bào hồng cầu chứa nồng độ vừa phải 10. Nồng độ enzyme trong các mô khác nhau lớn hơn khoảng 1500 đến 5000 lần so với nồng độ sinh lý được tìm thấy trong huyết thanh.
Do đó, sự rò rỉ của enzyme từ ngay cả một khối lượng nhỏ mô bị tổn thương làm tăng hoạt tính huyết thanh quan sát được của LDH ở một mức độ đáng kể. Các mô khác nhau cho thấy thành phần isoenzyme khác nhau. Trong tim, thận và hồng cầu, các isoenzyme di chuyển nhanh hơn về mặt điện di là LDH-1 và LDH-2 chiếm ưu thế; trong gan và cơ xương, isoenzyme LDH-4 và LDH-5 chiếm ưu thế. Isoenzyme có tính di động trung gian chiếm hoạt tính LDH từ nhiều nguồn (ví dụ: lá lách, phổi, hạch bạch huyết, bạch cầu, tiểu cầu) 5.
Mức độ tăng cao của mỗi isoenzyme cho thấy các rối loạn cụ thể: nhồi máu cơ tim, nhồi máu vỏ thận, thiếu máu ác tính, tan máu, chứng loạn dưỡng cơ giai đoạn cuối có liên quan đến LDH-1 và LDH-2, thường LDH-1 cao hơn LDH-2. Sự gia tăng rõ rệt lên đến 50 lần giới hạn trên đã được quan sát thấy trong bệnh thiếu máu nguyên bào khổng lồ. Những chứng thiếu máu này, thường là do sự thiếu hụt folate hoặc vitamin B12, khiến tế bào tiền thân của hồng cầu bị phá vỡ trong tủy xương (tạo hồng cầu không hiệu quả), dẫn đến giải phóng một lượng lớn các isoenzyme LDH-1 và LDH-2 10,11. Những sự gia tăng này nhanh chóng trở lại bình thường sau khi điều trị thích hợp.
Một số bệnh ung thư, rối loạn tăng sinh bạch huyết, rối loạn liên quan đến tiểu cầu (mức LDH-3 tăng cao, thường LDH-3 cao hơn LDH-2), nhồi máu phổi (LDH- 2 và LDH-3), và tổn thương mô lan rộng (tất cả các isoenzyme đều tăng). Bệnh nhân mắc bệnh ác tính thường có biểu hiện tăng hoạt tính LDH trong huyết. 7 thanh; tới 70% bệnh nhân di căn gan và 20% đến 60% bệnh nhân không di căn gan (ví dụ: hạch bạch huyết). LDH-1 tăng cao đáng chú ý được quan sát thấy trong các khối u tế bào mầm (≈60% các trường hợp) như u quái, u biểu mô của tinh hoàn và rối loạn biểu mô buồng trứng 5.
Phương pháp xác định hoạt tính của lactate dehydrogenase Các phương pháp phòng thí nghiệm để định lượng tổng hoạt tính LDH sử dụng phép đo quang phổ động học để đo sự chuyển đổi lẫn nhau của coenzyme NAD+ và NADH ở bước sóng 340 nm. Các quy trình được sử dụng rộng rãi nhất là phản ứng L → P vì ít phụ thuộc vào nồng độ NAD+ và lactate, ít bị ô nhiễm NAD+ với các sản phẩm ức chế 5. Giới hạn bình thường của LDH là từ 240 đến 480 U/L 9. Huyết thanh thường có mức LDH cao hơn so với huyết tương vì LDH được giải phóng trong quá trình đông máu 10.
Giới thiệu Ethanol là một hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của alcohol, dễ cháy, không màu, là một trong các rượu thông thường có trong thành phần của đồ uống chứa cồn. Ethanol có mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 15oC), dễ bay hơi (sôi ở nhiệt độ 78,39oC), hóa rắn ở -114,15oC, tan vô hạn trong nước 12. Việc sử dụng rượu của con người có thể bắt nguồn từ 10000 năm Trước Công nguyên. Uống rượu điều độ có nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm cả việc tăng tuổi thọ.
Một số lợi ích này là do rượu trực tiếp, trong khi những lợi ích khác là do tác dụng tổng hợp của cả rượu và nhiều chất phytochemical có lợi có trong bia và rượu 13. Tuy nhiên, tất cả các lợi ích sức khỏe của rượu sẽ biến mất khi uống nhiều rượu và việc tiếp tục uống quá nhiều có thể dẫn đến rối loạn lạm dụng rượu. Lạm dụng rượu là một mối quan tâm nghiêm trọng về sức khỏe cộng đồng trên toàn thế giới và là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong. 8 và bệnh tật trên toàn thế giới.
Theo báo cáo do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) công bố năm 2018, hơn 3 triệu người đã chết do tác hại của việc sử dụng rượu bia vào năm 2016.