Креатин киназа

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето

Креатин киназата (КК, CK), известна още като креатинфосфокиназа (КФК, CPK) или фосфокреатин киназа, е ензим (EC 2.7.3.2), експресиран от различни тъкани и клетъчни типове. КК (CK) катализира превръщането на креатина и използва аденозин трифосфат (АТФ) за синтез на фосфокреатин (ФК,PCr) и аденозин дифосфат (АДФ). Тази КК ензимна реакция е обратима и по този начин ATP може да се генерира от ФК (PCr) и АДФ.

В тъканите и клетките, които консумират бързо АТФ, особено скелетните мускули, миокард и мозъка,[1] фоторецепторните клетки на ретината, космените клетки на вътрешното ухо, сперматозоидите и гладката мускулатура, ФК служи като енергиен резервоар за бързото буфериране и регенерация на АТФ в in situ, както и за вътреклетъчен транспорт на енергия чрез ФК совалка или цикъл.[2] По този начин креатин киназата е важен ензим в тези тъкани.[3]

Клинично, креатин киназата се изследва в кръвни тестове като маркер за увреждане на тъкан, богата на КК, като например при инфаркт на миокарда (сърдечен удар), рабдомиолиза (тежък мускулен срив), мускулна дистрофия, автоимунни миозитиди и остро увреждане на бъбреците.[4]

Видове[редактиране | редактиране на кода]

В клетките „цитозолните“ CK ензими се състоят от две субединици, които могат да бъдат или B (мозъчен тип), или M (мускулен тип). Следователно съществуват три различни изоензима: CK-MM, CK-BB и CK-MB. Гените за тези субединици са локализирани на различни хромозоми: В на 14q32 и М на 19q13. В допълнение към тези три цитозолни КК изоформи има два митохондриални креатин киназни изоензими, повсеместната и саркомерна форма. Функционалното активна форма на последните две митохондриални КК изоформи е октамер, състоящ се от четири димера всяка.[5]

Докато митохондриалната креатинкиназа е участва пряко в образуването на фосфо-креатин от митохондриалния АТФ, цитозолната КК регенерира АТФ от АДФ, използвайки ФК (PCr). Това се случва на вътреклетъчни компартменти, в които АТФ се използва в клетката, като CK действаща като in situ АТФ регенератор.

ген протеин
CKB креатин киназа, мозък, BB-CK
CKBE креатин киназа, ектопична експресия
CKM креатин киназа, мускул, MM-CK
CKMT1A, CKMT1B креатин киназа митихондриална 1; убиквитерна mtCK; или umtCK
CKMT2 креатин киназа митохондрилана 2; саркомерна mtCK; или smtCK

Изоензимните се експресират различно в тъканите. Скелетният мускул експресира CK-MM (98%) и ниските нива на CK-MB (1%). За разлика, миокардът (сърдечният мускул) експресира CK-MM -70% и CK-MB – 25 – 30%. CK-BB се експресира предимно в мозък и гладката мускулатура, включително съдовата и маточната тъкан.

Атомни структури на членовете на семейството на митохондриални и цитозолни Креатин Киназа семейство[редактиране | редактиране на кода]

Множество КК структури са установени чрез електронна микроскопия с висока разделителна способност и протеинова Х-рентгенова кристалография. Първата установена Х-рентгенова структура на членовете на семейството на креатин киназа (CK) е на тази на саркомерния мускулен тип митохондриална КК (s-mtCK (през 1996 г.)[1]), последван от структурата на повсеместния u-mtCK през 2000 г.[2]). И двете митохондриални КК изоформи изграждат силно симетрични октамерни структури с 4-кратна симетрия.[3][4] Атомичната структура на цитозолния мозъчен тип BB-CK беше установена при 1.4! Angstroms през 1999 г.[5] Цитозолният BB-CK, както и мускулният тип MM-CK, образуват с формата на банани симетрични димери, с по един активен център на всяка субединица.[6]

Функции[редактиране | редактиране на кода]

Митохондриалната креатинкиназа (ККм, CKm) присъства в митохондриалното интермембранно пространство, където регенерира фосфокреатин (PCr) от митохондриално генериран АТФ и креатин (Cr), внесени от цитозола. Освен двете митохондриални КК изоензимни форми, убиквитерни (повсеместни) mtCK (присъстващи в не мускулни тъкани) и саркомерни mtCK (присъстващи в саркомерния мускул), в цитозола присъстват три цитозолни КК изоформи, в зависимост от тъканта. Докато MM-CK се експресира в саркомерния мускул, тоест скелетен и сърдечен мускул, MB-CK се експресира в сърдечния мускул, а BB-CK се експресира в гладка мускулатура и в повечето не мускулни тъкани. Митохондриалният mtCK и цитозолният CK са свързани в така наречения ФК (PCr)/ К (Cr)-совалка или цикъл. ФК, генериран от mtCK в митохондриите, се трансферира до цитозолна КК, която е свързана с процеси, зависими от АТФ, напр. АТФази като акто-миозинова АТФаза и калциева АТФаза, участващи в контракциите на мускулатурата, и натриево-калиева АТФаза, участваща в задържането на натрий в бъбреците. Свързаният цитозолен КК приема ФК, прехвърлен през клетката и използва АДФ, за регенериране на АТФ, който впоследствие може да бъде използван като източник на енергия от АТФазите (КК се свързва интимно с АТФазите, формиращи функционално свързан микрокомпартмент). PCr е не само енергиен буфер, но и клетъчна транспортна форма на енергия между субклетъчните компартменти на АТФ производство (митохондрии и гликолиза) и тези за използване на енергия (АТФази).[2] По този начин, КК засилва скелетната, сърдечната и гладката мускулатура контрактилност и участва в генерирането на кръвно налягане.[6]

Лабораторни изследвания[редактиране | редактиране на кода]

Серумна Креатин Киназа
Референтен диапазон 60 и 400 IU/L
Цел Детектиране на мускулно увреждане.[7]
Тест на Ниват ана Креатин Киназа в кръвта.[7]

CK често се определя рутинно в медицинска лаборатория. Използвал се е конкретно при пациенти с гръдна болка, но този тест е заменен от тропонин. Нормалните стойности в покой са обикновено между 60 и 400 IU/L,[8] където една единица е ензимна активност, по-точно количеството ензим, което ще катализира 1 μmol субстрат в минута при определени условия (температура, рН, концентрации на субстрата и активатори.[9]) Този тест не е специфичен за типа КК, който е повишен.

Креатин киназата в кръвта може да е с повишена при здраве и заболявания. Упражнениято (физическата активност) увеличават преминаването на креатин киназа към кръвния поток до една седмица и това е най-честата причина за висок КК в кръвта.[10] Освен това, високата КК в кръвта може да бъде свързана с висока вътреклетъчна КК, като например при лица с африкански произход.[11]

И накрая, високата ККв кръвта може да е индикация за увреждане на тъкан, богата на КК, като например при рабдомиолиза, инфаркт на миокарда, миозит и миокардит. Това означава, че креатин киназата в кръвта може да бъде повишена при широк спектър от клинични състояния, включително използването на лекарства като статини; ендокринни заболявания като хипотиреоидизъм;[12] и заболявания на скелетните мускули и нарушения, включително злокачествена хипертермия,[13] и невролептичен злокачествен синдром.[14]

Освен това определянето на изоензимът се използва широко като индикация за увреждане на миокарда при инфаркт. Измерването на тропонин до голяма степен замести това изследване в много болници, въпреки че някои центрове все още разчитат на CK-MB.

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

  • Референтни диапазони за кръвни изследвания

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. а б . FEBS Letters. 2008: 582 (28): 3959 – 65. doi:10.1016/j.febslet.2008.10.039. PMID 18977227..
  2. а б в . The Biochemical Journal. 1992: 281 ( Pt 1) (1): 21 – 40. doi:10.1042/bj2810021. PMC 1130636. PMID 1731757..
  3. а б . Molecular and Cellular Biochemistry. 1994: 133 – 134 (1): 193 – 220. doi:10.1007/BF01267955. eISSN 1573 – 4919. PMID 7808454..
  4. а б . Cleveland Clinic Journal of Medicine. 2016: 83 (1): 37 – 42. doi:10.3949/ccjm.83a.14120. PMC 4871266. PMID 26760521.
  5. а б . Biochimica et Biophysica Acta. 2006: 1762 (2): 164 – 80. doi:10.1016/j.bbadis.2005.09.004. PMID 16236486..
  6. а б . Circulation. 2006: 114 (19): 2034 – 9. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.105.584490. PMID 17075013..
  7. а б . labtestsonline.org. Retrieved 2019-12-24..
  8. . In Golan DE, Tashjian AH, Armstrong EJ, Armstrong AW (eds.). Principles of pharmacology: the pathophysiologic basis of drug therapy. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. 2008: p. 388. ISBN 978-0-7817-8355-2. OCLC 76262148..
  9. . Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. 2004: p. 243. ISBN 978-0-7817-4611-3. OCLC 56446391..
  10. . Journal of Hypertension. 2011: 29 (1): 36 – 42. doi:10.1097/HJH.0b013e32834068e0. PMID 21063205..
  11. . PLOS ONE. 2012: 7 (3): e32471. Bibcode:2012PLoSO...732471B. doi:10.1371/journal.pone.0032471. PMC 3306319. PMID 22438879..
  12. . Endocrine Research. 2005: 31 (3): 171 – 5. doi:10.1080/07435800500371706. PMID 16392619..
  13. . Muscle & Nerve. 2013: 47 (5): 677 – 81. doi:10.1002/mus.23633. PMID 23400941..
  14. . Psychological Medicine. 1993: 23 (2): 323 – 6. doi:10.1017/s0033291700028415. PMID 8101383..
Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Creatine kinase“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода и списъка на съавторите.