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學習重點 乳酸脫氫酶（LDH，又稱LD）由H與M兩種次單元組成四聚體，形成五種同功酶。 鹼性電泳時，H次單元越多，負電性越強，向陽極移動越快；LDH-1最快，LDH-5最慢。 正常人血清以LDH-2（H₃M）活性最高；LDH-1較多見於心肌、紅血球等組織，LDH-5與肝臟及骨骼肌關係密切。 電泳後以L-乳酸鹽及NAD⁺進行活性反應；α-hydroxybutyrate及2-oxobutyrate則可用於偏向H型同功酶的活性測定，以LDH-1作用最好。 LDH-4與LDH-5怕冷也怕熱，是檢體保存與加熱法鑑別的重點。 核心觀念 一、兩種次單元，組成五種四聚體 LDH由H（heart）與M（muscle）兩種次單元組合，每個酵素分子共有四個次單元，並非固定各含兩個H與兩個M。依H、M所占數目不同，可形成五種同功酶；各型催化相同類型的反應，但組織分布、電泳遷移速度及受質偏好不同。 同功酶次單元組成代表性組織或判讀重點 LDH-1H₄心肌、紅血球、腎臟；鹼性電泳最快 LDH-2H₃M見於紅血球、心肌等；正常血清活性最高 LDH-3H₂M₂肺、淋巴組織等；電泳位置居中 LDH-4HM₃分布於多種組織；對低溫與加熱較敏感 LDH-5M₄肝臟、骨骼肌；鹼性電泳最慢 LDH廣泛存在於多種組織，不是心臟專有的酵素。H、M名稱有助於記憶組織傾向，但不能解讀為H型只存在心臟、M型只存在肌肉。 二、鹼性電泳的方向與速度 血清LDH同功酶可在pH 8.6的鹼性緩衝液中，以瓊脂膠等介質進行電泳。此時H次單元越多，整體負電性越強，越快移向帶正電的陽極。 向陽極遷移的速度由快到慢為： LDH-1 ＞ LDH-2 ＞ LDH-3 ＞ LDH-4 ＞ LDH-5也就是H₄ ＞ H₃M ＞ H₂M₂ ＞ HM₃ ＞ M₄。 比較時要看選項實際列出的組成。若有H₄，最快者就是H₄；若未列H₄，而有H₃M、H₂M₂、HM₃及M₄，則以H₃M最快。M₄移動最慢，不代表完全不移動，也不能因此判定它往陰極跑。 三、催化反應、方向與酸鹼值 LDH催化乳酸與丙酮酸間的可逆反應： L-乳酸＋NAD⁺ ⇌ 丙酮酸＋NADH＋H⁺ 乳酸氧化成丙酮酸時，NAD⁺被還原成NADH；丙酮酸還原成乳酸時，則消耗NADH並生成NAD⁺。因此，判讀測定方法時，要同時確認受質、輔酶及反應方向。 本單元所用的方向命名中，乳酸氧化成丙酮酸為正向反應，適合較鹼性的條件，pH 8.8～9.8對應此方向；不能將這個範圍套用於丙酮酸還原成乳酸的逆反應。逆反應適合較接近中性的條件，具體數值則依測定方法而定。 乙醇屬於酒精脫氫酶的典型反應系統，不是本單元LDH反應的受質。 四、電泳分離後如何偵測活性 電泳先將檢體本身的LDH分成不同色帶位置，再加入反應試劑顯示各帶活性。主要反應成分是L-乳酸鹽與NAD⁺；各帶中的LDH催化乳酸氧化，產生NADH。 生成的NADH可供螢光偵測，也可搭配四唑鹽等偶聯顯色系統，產生可見色帶。因此，同功酶可在與適當反應試劑作用後，以螢光或可見光方式分析。 待測酵素已存在於電泳分離帶中，不需要額外加入LDH作為反應試劑。丙酮酸雖可參與LDH逆反應，但本單元電泳後以生成NADH進行螢光分析時，採用的受質是L-乳酸鹽。 五、特殊受質與LDH-1的辨識 α-Hydroxybutyrate為α-羥基丁酸鹽，碳鏈比乳酸多一個碳；比較結構時，可理解為乳酸的甲基側鏈延長成乙基側鏈。它可經LDH催化氧化成α-ketobutyrate，即2-oxobutyrate。 H型次單元對這類受質的親和力及反應表現較佳，因此五種同功酶中，以LDH-1（H₄）對α-hydroxybutyrate的作用最好。不能寫成M次單元的親和力高於H次單元。 α-Hydroxybutyrate dehydrogenase（α-HBD）活性測定，常以2-oxobutyrate為受質，利用其還原為α-hydroxybutyrate時伴隨的NADH消耗來測量。這類方法偏向反映H型同功酶，尤其是LDH-1的活性，也可反映LDH-2，不是只有LDH-1才能反應。 因此，α-hydroxybutyrate可作為區分LDH-1與其他LDH同功酶的受質線索；看到2-oxobutyrate，也應連結到LDH-1相關活性測定。 六、低溫穩定性與加熱法 LDH-4與LDH-5對低溫較不穩定，冷藏或冷凍可能使活性降低，改變各同功酶的相對比例。本單元血清LDH同功酶電泳的保存原則為室溫保存、儘速分析，避免冷藏或冷凍。 加熱法也可協助區分LDH同功酶。在56℃加熱30分鐘的條件下，LDH-4與LDH-5會失去活性；H型比例較高的同功酶相對耐熱。這裡比較的是各型對特定處理條件的穩定性，不能延伸成任何溫度下都不會失活。 七、血清分布與臨床意義 正常血清以LDH-2（H₃M）活性最高，不要與「電泳最快」或「對特殊受質作用最好」混為一談，後兩者都是LDH-1。 心肌損傷時可見LDH-1增加，若LDH-1高於LDH-2，稱為翻轉現象；但紅血球也富含H型LDH，因此溶血亦會干擾判讀。LDH-5異常升高則與肝臟及骨骼肌疾病有關，須結合其他檢驗與臨床表現判斷來源，不能單憑LDH-5認定是肝病。 常考陷阱 「兩種次單元，所以是雙元體」：次單元種類與總數不同；LDH由兩種類型組成四聚體，共五種同功酶。 「正常血清LDH-1最高」：正常最高是LDH-2；LDH-1是電泳最快、對α-hydroxybutyrate作用最好。 「M越多，向陽極越快」：方向顛倒，應為H越多越快；比較選項時找H數目最多者。 「顯色試劑加入NAD⁺與LDH」：主要應加入L-乳酸鹽與NAD⁺，LDH來自檢體分離帶。 「M次單元對α-hydroxybutyrate親和力較高」：應為H型較佳；2-oxobutyrate與α-ketobutyrate是同一受質名稱。 「逆反應最適pH為8.8～9.8」：這個範圍對應乳酸氧化方向，不能混用。 「冷凍一定能保存酵素活性」：LDH-4、LDH-5對低溫敏感，也是56℃、30分鐘加熱後失活的重點。 記憶口訣 兩種單元、四個一組、五型同功酶。 H多向陽快，M四跑最慢；正常二最高，特殊受質一最強。 四五怕冷又怕熱；五高想到肝與肌。