診断ツールとしての酵素；クレアチンキナーゼ活性の測定

🧠 「傷んだ組織から漏れ出た酵素を血中で測る」のが酵素診断、その歴史的モデルがクレアチンキナーゼ creatine kinase (CK) クレアチンキナーゼ（creatine kinase (CK)） creatine kinase (CK)（クレアチンキナーゼ） （CKCK, creatine kinase）、と読む。 CKアイソザイム isoenzyme アイソザイム（isoenzyme） isoenzyme（アイソザイム） は心筋梗塞診断に用いられてきたが、現行の中心は心筋トロポニン cardiac troponin 心筋トロポニン（cardiac troponin） cardiac troponin（心筋トロポニン） である。測定は共役酵素反応 coupled enzyme reaction 共役酵素反応（coupled enzyme reaction） coupled enzyme reaction（共役酵素反応） でNADPHNADPH（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)）の生成を分光光度計 spectrophotometer 分光光度計（spectrophotometer） spectrophotometer（分光光度計） で追う。¹

診断ツールとしての酵素

細胞内の酵素は、組織が障害されると血清に漏れ出る。血清酵素活性の上昇パターンから、障害臓器と時間経過 time course 時間経過（time course） time course（時間経過） を推定できる。アイソザイムisoenzyme アイソザイム（isoenzyme）isoenzyme（アイソザイム） の組織特異性が診断精度を高める。

クレアチンキナーゼ

CK（EC 2.7.3.2）は、高エネルギーリン酸の緩衝に働く酵素である。筋が休んでいるときはATPのリン酸をクレアチンに移してクレアチンリン酸 creatine phosphate クレアチンリン酸（creatine phosphate） creatine phosphate（クレアチンリン酸） として蓄え、収縮でATPが急に消費されると逆向きに働いてADPからATPを素早く再生する。

flowchart TD
  CR["クレアチン"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='creatine kinase (CK)'>クレアチンキナーゼ</span><br>ATP → ADP<br>安静時：エネルギーを蓄える"| PCR["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='creatine phosphate'>クレアチンリン酸</span>"]
  PCR -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='creatine kinase (CK)'>クレアチンキナーゼ</span><br>ADP → ATP<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='contracted state'>収縮時</span>：ATPを再生する"| CR

• 分子量約80,000、2つのサブユニットからなる二量体。
• サブユニットは M（筋型） と B（脳型brain isoform脳型（brain isoform）brain isoform（脳型））。

高いCK活性は筋・心・脳に検出される。

臨床的意義

⭐ CK-MBは心筋梗塞のマーカーとして歴史的に用いられてきた。 血清総CKとCK-MBCK-MB（creatine kinase-MB）の上昇は心筋梗塞でみられうるが、固定的fixed 固定的（fixed）fixed（固定的） なCK-MB比率だけでは診断できない。CK・LDH（特にLDH-1）・ASTの組み合わせは古典的枠組みである。

総CKの大部分は骨格筋のCK-MMに由来するため、総CKは骨格筋の障害でも大きく上昇する。例：横紋筋融解症rhabdomyolysis横紋筋融解症（rhabdomyolysis）rhabdomyolysis（横紋筋融解症）、デュシェンヌ型Duchenne type (DMD)デュシェンヌ型（Duchenne type (DMD)）Duchenne type (DMD)（デュシェンヌ型）・ベッカー型筋ジストロフィーBecker muscular dystrophyベッカー型筋ジストロフィー（Becker muscular dystrophy）Becker muscular dystrophy（ベッカー型筋ジストロフィー）、スタチン関連ミオパチー myopathyミオパチー（myopathy） myopathy（ミオパチー）、激しい運動、筋肉注射intramuscular injection筋肉注射（intramuscular injection）intramuscular injection（筋肉注射）。心筋由来かどうかは、臨床像と心筋トロポニン cardiac troponin 心筋トロポニン（cardiac troponin） cardiac troponin（心筋トロポニン） を合わせて判断する。

⚠️ 現行の心筋梗塞診断では、心筋トロポニンcardiac troponin心筋トロポニン（cardiac troponin）cardiac troponin（心筋トロポニン）（高感度法）を臨床所見 clinical signs 臨床所見（clinical signs） clinical signs（臨床所見） と統合して判定する。 2021年の米国胸痛ガイドラインは、高感度心筋トロポニンhigh-sensitivity cardiac troponin (hs-cTn) 高感度心筋トロポニン（high-sensitivity cardiac troponin (hs-cTn)）high-sensitivity cardiac troponin (hs-cTn)（高感度心筋トロポニン） を望ましいバイオマーカー Biomarkers バイオマーカー（Biomarkers） Biomarkers（バイオマーカー） とし（推奨クラス1）、心筋トロポニンcardiac troponin 心筋トロポニン（cardiac troponin）cardiac troponin（心筋トロポニン） が使える状況ではCK-MBとミオグロビン myoglobin, Mb ミオグロビン（myoglobin, Mb） myoglobin, Mb（ミオグロビン） は急性心筋傷害 acute myocardial injury 急性心筋傷害（acute myocardial injury） acute myocardial injury（急性心筋傷害） の診断に有用でない（推奨クラス3：利益なし）としている。² 救急外来の研究でも、高感度トロポニンhigh-sensitivity troponin (hs-cTn) 高感度トロポニン（high-sensitivity troponin (hs-cTn)）high-sensitivity troponin (hs-cTn)（高感度トロポニン） 併用下でCK-MBが追加する診断情報は限定的だった。³ この節は、酵素活性測定enzyme activity assay 酵素活性測定（enzyme activity assay）enzyme activity assay（酵素活性測定） の原理を学ぶための題材として読む。

時間経過

CK・CK-MBの基準範囲 reference range 基準範囲（reference range） reference range（基準範囲） と上昇幅は測定法・施設・病態で異なるため、検査室の基準範囲 reference range 基準範囲（reference range） reference range（基準範囲） と臨床像を併せて解釈する。

測定法：共役酵素反応

CK活性は、生成物ATPを次の酵素反応につなげ、最終的にNADPHの生成として検出する（共役酵素反応coupled enzyme reaction共役酵素反応（coupled enzyme reaction）coupled enzyme reaction（共役酵素反応））。

flowchart TD
  PCR["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='creatine phosphate'>クレアチンリン酸</span>"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='creatine kinase (CK)'>クレアチンキナーゼ</span>（測定対象）<br>クレアチンを放出"| ATP["ATP"]
  ADP["ADP"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='creatine kinase (CK)'>クレアチンキナーゼ</span>（測定対象）"| ATP
  ATP -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hexokinase'>ヘキソキナーゼ</span><br>ADP を放出"| G6P["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glucose-6-phosphate'>グルコース-6-リン酸</span>"]
  GLC["グルコース"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hexokinase'>ヘキソキナーゼ</span>"| G6P
  G6P -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)'>グルコース-6-リン酸脱水素酵素</span><br>6-ホスホグルコノラクトンを放出"| NADPH["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)'>NADPH</span><br>340 nm の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='absorbance'>吸光度</span>が上昇"]
  NADP["NADP⁺"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)'>グルコース-6-リン酸脱水素酵素</span>"| NADPH

💡 NADPHは340 nm付近に強い吸収をもつ。 共役させる酵素②③と基質（クレアチンリン酸creatine phosphateクレアチンリン酸（creatine phosphate）creatine phosphate（クレアチンリン酸）・ADP・グルコース・NADP⁺）を十分量加えておくと、全体の速さは①のCKだけで決まる。CK活性が高いほどATP→グルコース-6-リン酸 glucose-6-phosphate グルコース-6-リン酸（glucose-6-phosphate） glucose-6-phosphate（グルコース-6-リン酸） →NADPHが多く生成し、吸光度absorbance 吸光度（absorbance）absorbance（吸光度） 上昇が速い。血清活性（IU/L）は、測定系ごとの反応総量・光路長optical path length光路長（optical path length）optical path length（光路長）・試料量・吸光係数extinction coefficient / molar absorptivity 吸光係数（extinction coefficient / molar absorptivity）extinction coefficient / molar absorptivity（吸光係数） に基づく換算係数で算出する。

まとめ

• 障害組織から漏れた酵素を血中で測るのが酵素診断。アイソザイムisoenzyme アイソザイム（isoenzyme）isoenzyme（アイソザイム） の組織特異性が鍵。
• CKはM（筋）・B（脳）サブユニットの二量体で、CK-MM/MB/BBの3型。CK-MBは心筋で比較的豊富だが心筋特異的ではない。
• 総CKは骨格筋の障害でも大きく上昇する。CK・CK-MBは心筋梗塞診断に歴史的に使われたが、現行の診断バイオマーカー Biomarkers バイオマーカー（Biomarkers） Biomarkers（バイオマーカー） は心筋トロポニンcardiac troponin心筋トロポニン（cardiac troponin）cardiac troponin（心筋トロポニン）（高感度法）で、トロポニンtroponin トロポニン（troponin）troponin（トロポニン） が使えるならCK-MBの追加測定は推奨されない。
• 測定はクレアチンキナーゼ creatine kinase (CK) クレアチンキナーゼ（creatine kinase (CK)） creatine kinase (CK)（クレアチンキナーゼ） →ヘキソキナーゼ hexokinase ヘキソキナーゼ（hexokinase） hexokinase（ヘキソキナーゼ） →グルコース-6-リン酸脱水素酵素 glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) グルコース-6-リン酸脱水素酵素（glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)） glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)（グルコース-6-リン酸脱水素酵素） の共役反応で、NADPHの340 nm吸光度 absorbance 吸光度（absorbance） absorbance（吸光度） 増加を追う。補助・指示酵素を十分量加えてCKを律速にする。