L’enzymologie clinique utilise les mesures de l’activité enzymatique dans le sang et d’autres fluides corporels pour diagnostiquer les maladies, suivre la progression de la maladie et évaluer la réponse au traitement. Les techniques de diagnostic courantes incluent ELISA, le Western blot et le SDS-PAGE. Lorsque les cellules sont endommagées, les enzymes intracellulaires s’échappent dans la circulation sanguine, où leur mesure fournit des informations diagnostiques précieuses.

Principes de l’enzymologie diagnostique

Les enzymes détectées dans le plasma proviennent soit de fonctions spécifiques au plasma, comme les facteurs de coagulation, soit d’une fuite depuis les cellules. Les lésions tissulaires libèrent des enzymes cellulaires dans la circulation, et le profil d’élévation enzymatique reflète l’organe affecté. L’ampleur et l’évolution temporelle de l’élévation enzymatique fournissent des informations sur l’étendue et la durée de la lésion. Les isoenzymes, différentes formes moléculaires de la même enzyme, peuvent fournir une spécificité tissulaire encore plus grande.

Marqueurs cardiaques

Les troponines cardiaques sont les marqueurs préférés pour l’infarctus du myocarde, mais les marqueurs enzymatiques traditionnels restent cliniquement utiles. La créatine kinase existe sous trois formes isoenzymatiques : CK-MM (muscle squelettique), CK-MB (muscle cardiaque) et CK-BB (cerveau). La CK-MB augmente dans les 4 à 6 heures suivant une crise cardiaque, atteint un pic à 24 heures et revient à la normale en 72 heures. Le rapport CK-MB/CK totale aide à distinguer les lésions cardiaques des lésions musculaires squelettiques.

La lactate déshydrogénase possède cinq isoenzymes formées à partir des sous-unités H et M. La LDH1 (H4) prédomine dans le cœur, tandis que la LDH5 (M4) est plus abondante dans le foie et le muscle squelettique. Dans l’infarctus du myocarde, la LDH1 dépasse la LDH2, produisant un profil inversé. La LDH augmente plus lentement que la CK-MB mais reste élevée plus longtemps, ce qui la rend utile pour les patients se présentant tardivement.

Enzymes hépatiques

Les tests enzymatiques hépatiques aident à diagnostiquer et à surveiller les maladies du foie. L’alanine aminotransférase est hautement spécifique du foie et est libérée par les hépatocytes endommagés. Une élévation marquée, dépassant souvent 10 fois la limite supérieure de référence, est typique de l’hépatite virale aiguë ou des lésions hépatiques médicamenteuses. L’aspartate aminotransférase se trouve dans le foie, le cœur, le muscle squelettique et les globules rouges, ce qui la rend moins spécifique. Le rapport AST/ALT aide à distinguer les causes des maladies du foie. Un rapport supérieur à 2 suggère une maladie hépatique alcoolique, tandis qu’un rapport inférieur à 1 est typique de l’hépatite virale.

La phosphatase alcaline est élevée dans les maladies hépatiques cholestatiques, comme l’obstruction des voies biliaires. La gamma-glutamyl transférase est également élevée dans la cholestase et est particulièrement sensible aux lésions hépatiques induites par l’alcool. La GGT peut confirmer l’origine hépatique d’une phosphatase alcaline élevée.

Enzymes pancréatiques

L’amylase et la lipase sont les principales enzymes mesurées pour le diagnostic de la pancréatite. L’amylase sérique augmente dans les 6 à 12 heures suivant le début et reste élevée pendant 3 à 5 jours. Cependant, l’amylase peut également être élevée dans d’autres conditions, notamment les maladies des glandes salivaires, l’insuffisance rénale et l’obstruction intestinale. La lipase est plus spécifique de la pancréatite et reste élevée plus longtemps que l’amylase, ce qui en fait le marqueur diagnostique préféré.

Enzymes osseuses

La phosphatase alcaline est produite par les ostéoblastes et est élevée dans les conditions de renouvellement osseux accru, notamment la maladie osseuse de Paget, les fractures en voie de consolidation et les métastases osseuses. La phosphatase alcaline spécifique de l’os offre une plus grande spécificité pour les maladies osseuses par rapport à la phosphatase alcaline totale.

Méthodes de dosage enzymatique

Les dosages enzymatiques cliniques mesurent soit l’activité catalytique, soit la masse enzymatique. Les mesures d’activité utilisent des méthodes spectrophotométriques pour surveiller la vitesse de consommation du substrat ou de formation du produit, généralement couplées à la production ou à la consommation de NADH mesurée à 340 nm. Les dosages modernes sont effectués sur des analyseurs automatisés capables de traiter des centaines d’échantillons par heure. Les résultats sont exprimés en unités internationales par litre, où une unité internationale catalyse la conversion d’une micromole de substrat par minute dans des conditions spécifiées.

Considérations préanalytiques

Plusieurs facteurs affectent les mesures enzymatiques. L’hémolyse libère des enzymes intracellulaires des globules rouges, faussant à la hausse les résultats pour la LDH et l’AST. Le stockage des échantillons peut affecter la stabilité enzymatique, certaines enzymes perdant rapidement leur activité à température ambiante. Les variations circadiennes, l’exercice et les médicaments peuvent également influencer les niveaux enzymatiques. Des intervalles de référence doivent être établis pour chaque enzyme dans chaque laboratoire, en tenant compte des différences d’âge, de sexe et de population.