อะลานีนและแอสพาร์เทตอะมิโนทรานสเฟอเรส (ALT, AST)

อะลานีนอะมิโนทรานสเฟอเรส (ALT) และแอสพาร์เทตอะมิโนทรานสเฟอเรส (AST) เป็นเอนไซม์ภายในเซลล์ที่เร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนหมู่อะมิโนจากอะลานีนหรือแอสพาร์เทตไปยังกรดคีโต ซึ่งเชื่อมโยงเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโนและคาร์โบไฮเดรต เมื่อเซลล์ตับได้รับบาดเจ็บ เอนไซม์เหล่านี้จะรั่วไหลเข้าสู่กระแสเลือด ดังนั้น การเพิ่มขึ้นของ ALT และ AST ในซีรัมจึงเป็นเครื่องหมายทางชีวเคมีหลักของการบาดเจ็บของเซลล์ตับ และเป็นคู่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการตรวจแผงตับ

Definition

ALT และ AST เป็นเอนไซม์อะมิโนทรานสเฟอเรสที่ขึ้นกับไพริดอกซาลฟอสเฟต ซึ่งกิจกรรมในซีรัมจะเพิ่มขึ้นเมื่อเยื่อหุ้มเซลล์ตับเสียหาย โดยเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวเคมีมาตรฐานของการบาดเจ็บของเซลล์ตับในการตรวจแผงตับ

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมชีวเคมีของทรานสอะมิเนสทั้งสองชนิด การกระจายตัวในเนื้อเยื่อและตำแหน่งย่อยในเซลล์ เหตุผลที่การเพิ่มขึ้นของระดับเอนไซม์ในซีรัมบ่งชี้ถึงการบาดเจ็บของเซลล์ตับมากกว่าการสูญเสียการทำงาน และบทบาทในการตีความของอัตราส่วน AST/ALT (De Ritis) โดยถือว่าเครื่องหมายเหล่านี้เป็นหัวข้อทางชีวเคมีคลินิก และไม่ใช่แนวทางสำหรับการตีความผลลัพธ์ของแต่ละบุคคล

Core questions

• ปฏิกิริยาชีวเคมีใดที่ ALT และ AST เร่งปฏิกิริยา และเอนไซม์เหล่านี้ตั้งอยู่ในเซลล์และเนื้อเยื่อส่วนใด?
• เหตุใดกิจกรรมทรานสอะมิเนสในซีรัมจึงเพิ่มขึ้นเมื่อเซลล์ตับบาดเจ็บมากกว่าเมื่อตับสูญเสียการทำงาน?
• อัตราส่วน AST/ALT (De Ritis) เพิ่มเติมอะไรในการตีความ?
• เหตุใด ALT จึงมีความจำเพาะต่อตับมากกว่า AST?

Key concepts

• การทรานสอะมิเนชันและโคแฟกเตอร์ไพริดอกซาล-5'-ฟอสเฟต
• ALT ส่วนใหญ่อยู่ในไซโตซอล; AST มีไอโซฟอร์มในไซโตซอลและไมโทคอนเดรีย
• การรั่วไหลของเอนไซม์เป็นกลไกของการเพิ่มขึ้นในซีรัม
• ความจำเพาะของ ALT ต่อตับเทียบกับการกระจายตัวของ AST ในเนื้อเยื่อที่กว้างขวาง
• รูปแบบการบาดเจ็บของเซลล์ตับ
• อัตราส่วน AST/ALT (De Ritis)
• ขีดจำกัดบนของค่าปกติและช่วงอ้างอิงเฉพาะเพศ

Mechanisms

เอนไซม์ทั้งสองชนิดเร่งปฏิกิริยาการทรานสอะมิเนชันแบบผันกลับได้ โดยถ่ายโอนหมู่อะมิโนไปยังอัลฟา-คีโตกลูตาเรตเพื่อสร้างกลูตาเมต โดยมีไพริดอกซาล-5'-ฟอสเฟต (วิตามินบี 6) เป็นโคแฟกเตอร์: ALT ทำปฏิกิริยากับอะลานีนเพื่อให้ได้ไพรูเวต ส่วน AST ทำปฏิกิริยากับแอสพาร์เทตเพื่อให้ได้ออกซาโลอะซีเตต ALT ส่วนใหญ่อยู่ในไซโตซอลและมีความเข้มข้นสูงในตับ ทำให้มีความจำเพาะต่อตับค่อนข้างสูง; AST มีทั้งไอโซเอนไซม์ในไซโตซอลและไมโทคอนเดรีย และมีอยู่มากในตับ กล้ามเนื้อหัวใจและกล้ามเนื้อโครงร่าง ไต และเม็ดเลือดแดง ดังนั้นจึงมีความจำเพาะน้อยกว่า เมื่อเยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์ตับเสียหาย เอนไซม์ในไซโตซอลจะรั่วไหลเข้าสู่ระบบไหลเวียน และเมื่อมีการบาดเจ็บที่รุนแรงขึ้น AST ในไมโทคอนเดรียก็จะถูกปล่อยออกมาด้วย เนื่องจากการเพิ่มขึ้นสะท้อนถึงการรั่วไหลของเซลล์ การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจึงบ่งชี้ถึงขอบเขตของการบาดเจ็บ ไม่ใช่ความสามารถในการทำงานของตับ อัตราส่วนของ AST ต่อ ALT ซึ่งนำเสนอโดย Fernando De Ritis ช่วยในการจำแนกลักษณะของรูปแบบการบาดเจ็บ

Clinical relevance

ALT และ AST ในซีรัมเป็นเครื่องหมายที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับการบาดเจ็บของเซลล์ตับ และเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจคัดกรองทางชีวเคมีตามปกติ เนื้อหานี้อธิบายว่าเอนไซม์เหล่านี้คืออะไรและเหตุใดกิจกรรมในซีรัมจึงเปลี่ยนแปลงไป โดยอธิบายว่าเครื่องหมายเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นและอ่านค่าในระดับชีวเคมีและรูปแบบอย่างไร และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาบุคคลใดบุคคลหนึ่ง

Epidemiology

การเพิ่มขึ้นเล็กน้อยของอะมิโนทรานสเฟอเรสเป็นเรื่องปกติในประชากรทั่วไป และมักพบโดยบังเอิญในผู้ที่ไม่มีอาการ โดยมีภาวะไขมันพอกตับที่เกี่ยวข้องกับการทำงานผิดปกติของเมแทบอลิซึมเป็นสาเหตุหลัก; การศึกษาประชากรได้ตรวจสอบว่าระดับอะมิโนทรานสเฟอเรสและอัตราส่วน AST/ALT เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์อย่างไร แม้จะอยู่ในช่วงอ้างอิงปกติก็ตาม

Evidence & guidelines

แนวทางปฏิบัติทางคลินิก เช่น แนวทางของ American College of Gastroenterology กล่าวถึงวิธีการตีความและดำเนินการกับอะมิโนทรานสเฟอเรสที่สูงขึ้น และเน้นย้ำถึงการกำหนดขีดจำกัดบนที่แท้จริงของค่าปกติ; บทวิจารณ์และตำราชีวเคมีคลินิกอธิบายเอนไซม์และอัตราส่วน De Ritis

History

กิจกรรมทรานสอะมิเนสในซีรัมได้รับการพัฒนาเป็นเครื่องหมายทางคลินิกของการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อในช่วงทศวรรษ 1950 เมื่อการทดสอบ เช่น วิธีสเปกโทรโฟโตเมตริกของ Karmen ทำให้การวัดเป็นไปได้; Fernando De Ritis และเพื่อนร่วมงานได้อธิบายคุณค่าในการวินิจฉัยของอัตราส่วน AST/ALT ในโรคตับอักเสบจากไวรัสในปี 1957 และอัตราส่วนนี้ยังคงใช้ชื่อของเขาอยู่

Debates

ขีดจำกัดบนที่ถูกต้องของค่าปกติสำหรับ ALT คือเท่าใด?

ช่วงอ้างอิงปกติอาจถูกกำหนดโดยใช้ประชากรที่มีภาวะไขมันพอกตับที่ไม่ได้รับการตรวจพบ ซึ่งนำไปสู่ข้อโต้แย้งว่าขีดจำกัดบนของค่าปกติควรลดลงและทำให้จำเพาะต่อเพศเพื่อปรับปรุงความไวในการตรวจหาโรคตับ

Key figures

• Fernando De Ritis
• Arthur Karmen

Seminal works

• pratt-kaplan-2000
• kwo-2017

Frequently asked questions

เหตุใด ALT จึงถือว่ามีความจำเพาะต่อตับมากกว่า AST?

ALT มีความเข้มข้นสูงในตับและส่วนใหญ่อยู่ในไซโตซอล ในขณะที่ AST มีอยู่มากในหัวใจ กล้ามเนื้อโครงร่าง ไต และเซลล์เม็ดเลือดแดงด้วย ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของ AST อาจมาจากแหล่งอื่นที่ไม่ใช่ตับ

อัตราส่วน De Ritis คืออะไร?

เป็นอัตราส่วนของกิจกรรม AST ต่อ ALT ซึ่งตั้งชื่อตาม Fernando De Ritis; ค่าสัมพัทธ์ของเอนไซม์ทั้งสองชนิดนี้ใช้เพื่อช่วยจำแนกลักษณะของรูปแบบการบาดเจ็บของตับ