Introduzione
Le fosfatasi alcaline (ALP) sono i metalloenzimi della membrana cellulare e vengono sintetizzate nell’intestino, nel fegato, nelle ossa, nella placenta e nei tubuli convoluti prossimali del rene.1,2 L’attività dell’ALP nel siero proviene principalmente dal fegato e per il 50% dall’osso3 Gli isoenzimi tumorali specifici dell’ALP come Nago, Regan e Kasahara sono secreti dai tumori nel plasma.4 Questi enzimi agiscono a pH alcalino (pH≥ 10) e sono inattivi nel sangue. Le esatte funzioni metaboliche dell’enzima non sono ancora state comprese. Emerge che l’ALP è legato al processo di calcificazione nelle ossa e al trasporto dei lipidi nell’intestino. Catalizza l’idrolisi degli esteri fosforici in un ambiente alcalino, generando un radicale organico e un fosfato inorganico da molecole come nucleotidi, proteine e alcaloidi1 L’ALP esiste in numerose forme, alcune delle quali sono veri e propri isoenzimi, codificati in diversi loci genetici.5
L’attività dell’ALP nel siero viene solitamente misurata per rilevare un aumento della sua attività. L’aumento dell’attività dell’ALP si verifica in gravidanza, nell’infanzia, nella malattia di Paget, nella colestasi intra ed extraepatica e in varie altre malattie ossee. Il livello di ALP è più alto nei primi 6 mesi di vita, si riduce a livelli ragionevolmente costanti in seguito e inizia ad aumentare dopo 9 anni a causa di una maggiore attività osteoblastica. Diminuisce dopo 20 anni di età nei ragazzi e dopo 17-18 anni nelle ragazze.6,7
Molto meno attenzione è stata posta sulle condizioni cliniche associate a una bassa o diminuita attività dell’ALP negli esseri umani. Varie cause possono attribuire una bassa attività dell’ALP come l’ipofosfatasia, la chirurgia cardiaca e il bypass cardiopolmonare, il sangue raccolto con EDTA o anticoagulante ossalato, l’ipotiroidismo, la carenza di vitamina C e B12, la sindrome degli alcali del latte, la malnutrizione proteica e calorica, la carenza di zinco e magnesio.8,9
Ioni divalenti come Mg2+, Co2+& Mn2+ sono attivatori dell’ALP e Zn2+ è uno ione metallico costituente. Il rapporto accurato di ioni Mg2+/ Zn2+ è necessario per evitare lo spostamento di Mg2+ e per ottenere un’attività ottimale.3 Una dieta povera di magnesio è stata associata a una bassa attività ALP e i ratti nutriti con una dieta carente di Mg hanno dimostrato un’attività ALP depressa che è stata invertita aggiungendo Mg nella loro dieta.10 Molti studi hanno anche dimostrato che la carenza di Zn influenza in modo deprimente gli enzimi e i minerali legati alle ossa come ALP e Ca, P e Mg.2
Con le osservazioni di cui sopra, il nostro studio ha lo scopo di stabilire la prevalenza di carenza di minerali nelle persone con bassa attività ALP e durante il controllo di routine per la stima LFT, l’entità della carenza di minerali in vari gruppi sociali può essere ottenuto.
Materiali e metodi
Questo studio trasversale è stato condotto nel Dipartimento di Biochimica, Istituto di Scienze Mediche, Bhubaneswar sotto l’egida di Siksha ‘O’ Anusandhan University. Lo studio include pazienti esterni e pazienti interni degli ospedali nel gruppo di età di 20-50 anni. I soggetti sono selezionati tra i pazienti che danno il sangue per la stima del test di funzionalità epatica (LFT) per qualsiasi motivo.
L’anamnesi dettagliata è presa da loro e l’attività ALP nel loro siero è misurata da Roche Cobas Integra 400 plus auto analizzatore utilizzando la Federazione internazionale di chimica clinica (IFCC) metodo Gen-2.11 Un valore di ALP di 45-115 unità/litro (U/L) in una popolazione adulta è considerato normale.2 Il gruppo di studio comprende 42 soggetti con bassa attività ALP (<45 U/L) come casi e 45 controlli sani abbinati per età e sesso con ALP normale come popolazione di controllo. Il sangue di queste persone è sottoposto alla stima di Zn e Mg.
Lo Zn del siero è stimato con il metodo 2-(5-Nitro-2-pyridylazo)-5-(N-n-propyl-N-(3-sulfopropyl)amino)fenolo, sale disodico, disidrato (Nitro-PAPs) e il Mg del siero è determinato con il metodo Calmagite in un semi-autoanalizzatore (Photometer 5010) usando kit disponibili in commercio.12,13
Le cause di basso livello di Zn come cirrosi, cancro ai polmoni, infarto miocardico acuto (AMI), insufficienza renale, anemia falciforme, corticosteroidi e terapia contraccettiva orale e le cause di diminuzione del livello di Mg come malassorbimento, fase di trattamento del coma diabetico, malattia renale cronica, alcolismo cronico, pancreatite e ipertiroidismo sono anche esclusi dal gruppo di studio.
I dati sono stati analizzati con il software SPSS 20.0. I dati continui sono stati espressi in termini di media e deviazione standard e le proporzioni in termini di percentuali. Le medie sono state confrontate usando il test t degli studenti. La correlazione tra le variabili continue è stata fatta usando il test di correlazione di Pearson. Consideriamo un valore p di <0.05 come statisticamente significativo.
Lo studio è stato approvato dal comitato etico istituzionale. Un consenso informato scritto è stato ottenuto prima dello studio chiedendo il permesso di partecipare allo studio.
Risultati e discussione
Un totale di 42 casi e 45 controlli all’interno del gruppo di età di 20-50yrs sono stati inclusi nel gruppo di studio.
Tabella-1 mostra 20 su 42 casi erano carenti di Zn, prendendo 60-120 µg/dl come intervallo normale. Carenza di Zn nei gruppi di controllo è stato trovato per essere 3 tra 45 persone. È stato osservato che 22 su 42 casi erano carenti di Mg, prendendo 1.3-2.5mEq/L come intervallo normale. Carenza di Mg nei gruppi di controllo è stato trovato per essere 3 su 45 persone.
Quando i valori di Zn e Mg sono stati stimati nel gruppo di studio, i valori medi di Zn nei casi è stato trovato per essere 59.21±17.1 µg/dl in confronto a 73.4±8.6 µg/dl nei controlli che era statisticamente significativo. Allo stesso modo il valore medio di Mg era 1.26±0.37 mEq/L nei casi e 1.8±0.56 mEq/L nei controlli che era anche statisticamente significativo (Tabella-2).
Tabella 1: Percentuale di carenza di Zn e Mg nella popolazione di studio
| Controlli | Casi | |||||
| Zn carente | Mg carente | totale | Zn carente | Mg carente | totale | |
| Numero | 3 | 6 | 45 | 20 | 22 | 42 |
| Percentuale | 6.67 | 13.34 | 100 | 47.62 | 52.38 | 100 |
Tabella 2: Livelli di minerali nel gruppo di studio
| Parametri | Controllo (n=45) | Casi (n=42) | valorep |
| Zn (µg/dl) | 73.4±8.6 | 59.21±17.1 | <0.001 |
| Mg (mEq/L) | 1.8±0.56 | 1.26±0.37 | <0.05 |
Correlazione tra zinco e fosfatasi alcalina (r=0.553, p<0.001) è risultata statisticamente significativa (Fig-1). Quando i valori di Mg sono stati correlati con i valori di fosfatasi alcalina utilizzando la correlazione di Pearson, il valore r era 0,491 ed era statisticamente significativo con il valore p <0,05 (Fig-2).
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Figura 1: Correlazione di Zn e fosfatasi alcalina Clicca qui per visualizzare la figura |
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Figura 1: Correlazione tra Mg e fosfatasi alcalina Clicca qui per visualizzare la figura |
L’enzima ALP ha un importante ruolo investigativo nelle malattie del fegato e delle ossa. Ha un ruolo importante nel differenziare le malattie parenchimali del fegato da quelle ostruttive. La diminuzione dell’ALP ha anche un ruolo diagnostico nell’individuazione di varie malattie. Il nostro studio include i pazienti entro 20-50 anni di età. Questo esclude i bambini con cretinismo e acondroplasia e le donne in postmenopausa con osteoporosi.
Si è scoperto che 17 dei 42 casi erano femmine, suggerendo il fatto che la bassa ALP è comune nella popolazione femminile.10
Abbiamo trovato una diminuzione significativa del livello di Zn e Mg nel nostro gruppo di casi, suggerendo il fatto che, ALP è un metalloenzima contenente Zn e Mg è un importante promotore di ALP che è in accordo con gli autori Naber, et al e Arise, et al.,14,15
In questo studio il 52,38% dei casi sono carenti di magnesio, mentre il 47,62% dei casi sono carenti di Zn che è superiore alla percentuale trovata da altri autori.10
C’è una correlazione positiva tra Zn e fosfatasi alcalina in questi gruppi che significa il fatto che Zn aumenta le attività delle fosfatasi alcaline in particolare dell’osso. Attiva anche la tirosina chinasi dell’osteoblasto e l’RNA sintetasi, suggerendo il suo ruolo nella formazione delle ossa. Questo è in accordo con Peretz, et al., e Yamaguchi, et al.,16,17 Il presente studio rivela una significativa correlazione positiva tra Mg e ALP che suggerisce il fatto che lo ione metallo divalente Mg è un potente stimolatore di ALP. Il Mg occupa il sito strutturale dell’ALP per convertirlo in una forma più attiva.15 Femi J Olorunniji, et al nel loro studio hanno dimostrato che gli ioni Mg e Zn interagiscono per attivare la fosfatasi alcalina tissutale non specifica.18 Gli ioni metallici partecipano alla catalisi, alla stabilizzazione della struttura proteica e alla regolazione delle attività dei metalloenzimi. Il legame definitivo del Mg all’apo-ALP dipende dagli effetti cooperativi del legame dello Zn e del pH. Il Mg regola il ripristino indotto dallo Zn dell’attività e dell’integrità strutturale dei loci di legame del metallo.18
Conversamente, studi di altri autori hanno mostrato una diminuzione dell’attività dell’ALP nel campione emolizzato con alti livelli di Zn e Mg. Questo potrebbe essere dovuto al fatto che Zn e Mg esercitano un’inibizione di feedback sull’attività ALP.19 Lum, et al., hanno anche trovato altre importanti cause di diminuzione dell’attività ALP di cui la chirurgia cardiaca, malnutrizione, ipofosfatasia, ipotiroidismo, carenza di vitamina B12 sono importanti.19 Non abbiamo considerato questi criteri in questo studio.
Il nostro studio rivela una forte associazione di Zn e Mg livelli con attività ALP. Quindi la supplementazione di Zn e Mg può aumentare il livello di fosfatasi alcalina nei gruppi carenti.
Conclusione
Si è concluso che l’attività ALP non è solo importante per l’aumento della sua attività, ma è anche importante per la diminuzione della sua attività. La carenza di Zn e Mg sono le cause più importanti di una bassa attività ALP. Così questa ricerca stabilisce la prevalenza della carenza di minerali nelle persone con bassa attività ALP. Durante il consueto check up per il test di funzionalità epatica, il grado di carenza di minerali in diversi gruppi sociali può essere ottenuto. Poiché Zn & Mg sono essenziali per la crescita ossea, il rimodellamento e vari altri metabolismi nel corpo, la loro sostituzione nella dieta può essere avviata. La dieta contenente fosforo, grassi sani, Zn, vitamina B12 e vitamina A può essere iniziata per aumentare il livello di fosfatasi alcalina.
Riconoscimenti
Vorremmo ringraziare Mr.Abhijeet Senapati per il suo contributo.
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