Enzim oksidatif (dehidrogenase, oksidase) dan enzim hidrolitik (fosfatase, esterase) adalah dua kelas terpenting dalam histokimia enzim diagnostik. Deteksi mereka dalam irisan jaringan melokalisasi aktivitas metabolik ke tipe sel tertentu dan mengidentifikasi abnormalitas fungsional dalam penyakit.
Enzim Oksidatif
NADH-tetrazolium reduktase (NADH-TR) adalah pewarnaan enzim oksidatif yang paling banyak digunakan dalam patologi diagnostik. NADH-TR adalah enzim mitokondria yang mentransfer elektron dari NADH ke garam tetrazolium (NBT), menghasilkan endapan formazan biru. Reaksi ada di hampir semua sel tetapi paling intens pada sel dengan metabolisme oksidatif tinggi: otot rangka dan jantung (serat tipe I), tubulus ginjal proksimal, hepatosit. Dalam patologi otot, NADH-TR menunjukkan diferensiasi tipe serat (serat tipe I gelap, serat tipe II terang), struktur core (core sentral pada central core disease muncul sebagai area tanpa pewarnaan), serat target (pada denervasi), dan serat merah ragged (akumulasi mitokondria di pinggir serat).
Suksinat dehidrogenase (SDH) adalah enzim mitokondria dari siklus Krebs. Deteksi histokimianya mirip dengan NADH-TR tetapi menggunakan suksinat sebagai substrat. Aktivitas SDH lebih stabil daripada NADH-TR dan digunakan untuk menunjukkan distribusi mitokondria. SDH tidak ada pada tumor stroma gastrointestinal (GIST) defisien SDH dan paraganglioma — kehilangan aktivitas SDH oleh histokimia berkorelasi dengan mutasi subunit SDH.
Sitokrom c oksidase (COX) adalah kompleks IV dari rantai transpor elektron mitokondria. Histokimia COX menggunakan DAB (diaminobenzidin) sebagai donor elektron, menghasilkan produk reaksi coklat. Serat COX-negatif dalam biopsi otot mengindikasikan mutasi atau delesi DNA mitokondria. Histokimia COX-SDH gabungan (pewarnaan sekuensial) mengidentifikasi serat COX-negatif, SDH-positif — ciri diagnostik miopati mitokondria.
Enzim Hidrolitik
Asam fosfatase (ACP) adalah enzim lisosom yang aktif pada pH 4,5-5,5. Deteksi histokimianya menggunakan naftol AS-BI fosfat sebagai substrat dan heksazonium pararosanilin sebagai reagen penangkap, menghasilkan produk reaksi merah. ACP ada di lisosom semua sel tetapi paling melimpah di: makrofag (pewarnaan sitoplasma merah difus), osteoklas (aktivitas intens, digunakan sebagai penanda osteoklas), epitel prostat. Asam fosfatase resisten tartrat (TRAP) spesifik untuk osteoklas dan digunakan untuk mendiagnosis penyakit Paget tulang dan tumor sel raksasa. Leukemia sel hairy menunjukkan aktivitas ACP resisten tartrat yang kuat (TRAP-positif) — meskipun IHC untuk CD103 dan BRAF V600E sebagian besar telah menggantikan histokimia TRAP.
Alkalin fosfatase (ALP) adalah enzim terikat membran yang aktif pada pH 9,0-10,0. Histokimia ALP menggunakan naftol AS-MX fosfat sebagai substrat dan Fast Blue BB sebagai reagen penangkap, menghasilkan produk reaksi biru. ALP ada di: tulang dan tulang rawan (osteoblas), hati (kanalikuli empedu), ginjal (tubulus proksimal), usus (brush border), dan plasenta. ALP adalah penanda diferensiasi osteoblas dan digunakan untuk menilai pembentukan tulang pada penyakit tulang metabolik dan penyembuhan fraktur.
Esterase non-spesifik (NSE) mendeteksi esterase yang menghidrolisis ester asam lemak rantai pendek. Substrat standar adalah alfa-naftil asetat, ditangkap oleh heksazonium pararosanilin (merah-coklat). NSE ada di: makrofag (kuat, difus), monosit, granulosit (lemah), dan beberapa sel epitel. Histokimia NSE secara historis digunakan untuk mengidentifikasi tumor histiositik (sarkoma granulositik, histiositosis sel Langerhans) tetapi IHC untuk CD68, CD163, dan CD1a sebagian besar telah menggantikannya.
Aplikasi Diagnostik
Biopsi otot — kombinasi NADH-TR, COX, SDH, ATPase (pada pH 4,3, 4,6, dan 9,4), dan ACP memberikan karakterisasi komprehensif tipe serat otot, fungsi mitokondria, dan aktivitas lisosom. Panel ini penting untuk mendiagnosis miopati mitokondria, central core disease, distrofi miotonik, dan miopati inflamasi.
Patologi tulang dan sendi — ALP (aktivitas osteoblas), ACP/TRAP (aktivitas osteoklas), dan NADH-TR mengidentifikasi sel pembentuk tulang dan peresorpsi tulang pada penyakit tulang metabolik, penyembuhan fraktur, dan tumor tulang.
Biopsi hati — ALP kanalikular (stasis empedu), ACP (penyakit penyimpanan lisosom), dan NADH-TR (fungsi mitokondria) memberikan informasi fungsional yang melengkapi histologi rutin.
Semua reaksi histokimia enzim memerlukan kontrol yang ketat — jaringan kontrol positif, pengabaian substrat, dan kontrol inhibitor — untuk mengkonfirmasi spesifisitas. Program jaminan mutu mendokumentasikan keberhasilan demonstrasi aktivitas enzim pada setiap proses.
