Alanin- und Aspartat-Aminotransferase (ALT, AST)

Alanin-Aminotransferase (ALT) und Aspartat-Aminotransferase (AST) sind intrazelluläre Enzyme, die die Übertragung einer Aminogruppe von Alanin oder Aspartat auf eine Ketosäure katalysieren und so den Aminosäure- und Kohlenhydratstoffwechsel miteinander verbinden. Wenn Hepatozyten geschädigt werden, treten die Enzyme ins Blut über, sodass ein Anstieg von ALT und AST im Serum der wichtigste biochemische Marker für hepatozelluläre Schädigungen und das am häufigsten verwendete Paar im Leberpanel ist.

Definition

ALT und AST sind Pyridoxalphosphat-abhängige Aminotransferase-Enzyme, deren Serumaktivitäten ansteigen, wenn Hepatozytenmembranen geschädigt werden; sie sind die Standard-Biomarker für hepatozelluläre Schädigungen innerhalb des Leberpanels.

Scope

Der Eintrag behandelt die Biochemie der beiden Transaminasen, ihre Gewebeverteilung und subzelluläre Lokalisation, warum ihr Serumspiegelanstieg eine Hepatozytenschädigung und keinen Funktionsverlust anzeigt, sowie die interpretative Rolle des AST/ALT-Verhältnisses (De Ritis-Quotient). Er behandelt die Marker als klinisch-biochemisches Thema und ist keine Anleitung zur Interpretation individueller Ergebnisse.

Core questions

• Welche biochemischen Reaktionen katalysieren ALT und AST, und wo befinden sich die Enzyme in Zellen und Geweben?
• Warum steigt die Serum-Transaminasenaktivität bei hepatozellulärer Schädigung und nicht bei Funktionsverlust der Leber?
• Was trägt das AST/ALT-Verhältnis (De Ritis-Quotient) zur Interpretation bei?
• Warum ist ALT leberspezifischer als AST?

Key concepts

• Transaminierung und Pyridoxal-5'-phosphat-Kofaktor
• ALT überwiegend zytosolisch; AST zytosolische und mitochondriale Isoformen
• Enzymaustritt als Mechanismus der Serumspiegelerhöhung
• Relative Leberspezifität von ALT versus breite Gewebeverteilung von AST
• Muster der hepatozellulären Schädigung
• AST/ALT-Verhältnis (De Ritis-Quotient)
• Obere Normalgrenze und geschlechtsspezifische Referenzintervalle

Mechanisms

Beide Enzyme katalysieren eine reversible Transaminierung, bei der eine Aminogruppe auf alpha-Ketoglutarat übertragen wird, um Glutamat zu bilden, wobei Pyridoxal-5'-phosphat (Vitamin B6) als Kofaktor dient: ALT wirkt auf Alanin, um Pyruvat zu bilden, AST auf Aspartat, um Oxalacetat zu bilden. ALT ist weitgehend zytosolisch und in der Leber konzentriert, was sie relativ leberspezifisch macht; AST existiert sowohl als zytosolisches als auch als mitochondriales Isoenzym und ist reichlich in Leber, Herz- und Skelettmuskulatur, Niere und Erythrozyten vorhanden, daher ist sie weniger spezifisch. Wenn die Plasmamembranen der Hepatozyten geschädigt werden, treten die zytosolischen Enzyme in den Kreislauf über, und bei schwereren Schädigungen wird auch mitochondriale AST freigesetzt. Da der Anstieg das Austreten von Zellen widerspiegelt, zeigen deutliche Erhöhungen das Ausmaß der Schädigung an, nicht die funktionelle Kapazität der Leber. Das von Fernando De Ritis eingeführte Verhältnis von AST zu ALT hilft, das Muster der Schädigung zu charakterisieren.

Clinical relevance

Serum-ALT und -AST sind die am häufigsten verwendeten Marker für Leberzellschädigungen und ein routinemäßiger Bestandteil des biochemischen Screenings. Dieser Eintrag erklärt, was die Enzyme sind und warum sich ihre Serumaktivität ändert; er beschreibt, wie diese Marker auf biochemischer Ebene und in Mustern generiert und gelesen werden, und ist keine Grundlage für die Diagnose oder Behandlung einer einzelnen Person.

Epidemiology

Leicht erhöhte Aminotransferasen sind in der Allgemeinbevölkerung häufig und werden oft zufällig bei asymptomatischen Personen gefunden, wobei die Stoffwechsel-assoziierte Fettlebererkrankung ein führender Korrelat ist; Populationsstudien haben untersucht, wie Aminotransferasespiegel und das AST/ALT-Verhältnis mit Ergebnissen selbst innerhalb des konventionellen Referenzbereichs zusammenhängen.

Evidence & guidelines

Klinische Leitlinien wie die der American College of Gastroenterology behandeln, wie erhöhte Aminotransferasen interpretiert und abgeklärt werden sollten, und betonen die Definition einer wahren oberen Normalgrenze; Übersichten und Lehrbücher der klinischen Chemie beschreiben die Enzyme und den De Ritis-Quotienten.

History

Die Serum-Transaminasenaktivität wurde in den 1950er Jahren als klinischer Marker für Gewebeschädigungen entwickelt, als Assays wie Karmens spektrophotometrische Methode die Messung praktikabel machten; Fernando De Ritis und Kollegen beschrieben 1957 den diagnostischen Wert des AST/ALT-Verhältnisses bei viraler Hepatitis, und das Verhältnis trägt immer noch seinen Namen.

Debates

Was ist die korrekte obere Normalgrenze für ALT?

Konventionelle Referenzbereiche wurden möglicherweise anhand von Populationen festgelegt, die Personen mit unentdeckter Fettleber einschlossen, was zu Argumenten führte, dass die obere Normalgrenze gesenkt und geschlechtsspezifisch gemacht werden sollte, um die Sensitivität für Lebererkrankungen zu verbessern.

Key figures

• Fernando De Ritis
• Arthur Karmen

Seminal works

• pratt-kaplan-2000
• kwo-2017

Frequently asked questions

Warum gilt ALT als leberspezifischer als AST?

ALT ist in der Leber konzentriert und hauptsächlich zytosolisch, während AST auch reichlich in Herz, Skelettmuskulatur, Niere und roten Blutkörperchen vorkommt, sodass ein Anstieg von AST auch aus anderen Quellen als der Leber stammen kann.

Was ist der De Ritis-Quotient?

Es ist das Verhältnis der AST- zur ALT-Aktivität, benannt nach Fernando De Ritis; die relativen Werte der beiden Enzyme werden verwendet, um das Muster der Leberschädigung zu charakterisieren.