ينتمي الفوسفاتيز القاعدي الى مجموعة من الانزيمات التي تسمى الانزيمات الحلمانية (Hydrolases enzyme ) والتي تعمل على المادة الاساس في وجود جزيئة ماء حيث تساعد على انفلاق المركبات الحاوية على اصرة فوسفات الاستر ( phosphate ester bond ) او اصرة الاسيل ( acyl bond ) وعند انفلاق هذه الأصرة يحدث انفلاق في نفس الوقت في جزيئة الماء وينتج عن هذه العملية تكون الفينول (Phenol ) المشابه للكحول مع تحرر ايون الفوسفات وكما هو موضح بالمعادلة ادناه

التكوين الحياتي واماكن وجود انزيم الفوسفاتيز القاعدي بجسم الانسان Biosynthesis of ALP

يوجد انزيم الفوسفاتيز القاعدي في عدد كبير من خلايا انسجة الجسم المختلفة حيث يوجد في اغشية الخلايا ( cell membrane ) كما يوجد في خلايا الكبد وخلايا قناة الصفراء ( Biliary tract ) ويوجد بتراكيز عالية في خلايا الغشاء الظهاري للأمعاء ( Intestinal epithelium ) وكذلك الخلايا العظمية ( Osteoblasts ) وخلايا اللأنبيبات الكليوية الصغيرة ( Tubules )

والفوسفاتيز القاعدي الموجود في مصل الدم يكون مصدره في الاشخاص البالغين من ذلك الموجود بالكبد وقناة الصفراء بصورة رئيسية اضافة الى كمية قليلة يمكن ان يكون مصدرها من الخلايا العظمية والتي تأخذ طريقها الى الدم ويلاحظ وجود انزيم الفوسفاتيز القاعدي في البول ولكن تلك الكمية يكون مصدرها افرازها من قبل الانيبيبات الكليوية الصغيرة وليس من الدم حيث ان الفوسفاتيز القاعدي لا يتم ترشحه عبر الكبيبات الكليوية .

وظائف انزيم الفوسفاتيز القاعدي: Function of ALP

لا تزال حتى الآن وظيفة انزيم الفوسفاتيز القاعدي مجهولة ومبهمة وغير مفهومة علميا بصورة دقيقة ولكن بعض البحوث العلمية الحديثة اشارت الى وجود وظيفه ايضيه ( Metabolic function ) لانزيم الفوسفاتيز القاعدي

وبالرغم من ان الفوسفاتيز القاعدي يعمل على عدد كبير من المواد الاساس ( Substrates ) والتي تم استخدامها في البحوث المختبرية خارج الجسم ومع ذلك فحتى الان لا تعرف علميا وبصورة واضحة المادة الاساس التي يعمل عليها داخل الجسم ولكن احدى الدراسات التي اجريت على بعض الاشخاص المولودين بدون وجود انزيم الفوسفاتيز القاعدي في اجسامهم بينت طرحهم لمادة فوسفات الايثانول الامينية ( Ethanol phosphate amine ) وبكميات كبيرة في البول بعكس الاشخاص الطبيعيين مما قد يوحي أنه من المحتمل ان تكون هذه المادة واحدة من مواد الأساس الفسيولوجية التي يعمل عليها هذا الانزيم داخل الجسم علما بان ذلك من باب الاحتمال فقط وليس اليقين العلمي ومن الوظائف الأيضية التي يعتقد ان الفوسفاتيز القاعدي له دور بها :

1-  يسهل من عملية نقل المواد المتأيضة (Metabolites ) عبر أغشية الخلايا وخاصة المواد الدهنيه Lipids

2- يسهل من عملية تصلب العظام وبصورة خاصة تكلس العظام (  calcification of bone )

خواص انزيم الفوسفاتيز القاعدي Properties of ALP :

1-  تكون الفعالية الاكبر والنموذجية لأنزيم الفوسفاتيز القاعدي عند التركيز الهيدروجيني ( 10 – 9.6 = pH ) وعند درجة حراره 37 درجه مئوية

2-  تنشط فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي بوجود بعض الايونات الفلزية ثنائية التكافؤ مثل (  ⁺⁺ Mg, Mn⁺⁺, Co⁺⁺) ويتميز ايون المغنيسيوم ⁺⁺Mg في هذا المجال حيث يساعد وبصورة ملحوظة على زيادة فعالية هذا الانزيم ولذلك يفضل اضافة ايون المغنيسيوم الى المواد الداخلة في طرق حساب كفاءة هذا الانزيم مختبريا

3- كما تعتبر الأيونات اللافلزية السالبة مثل ( الفوسفات والبورات والسيانيد والاوكزالات ) مثبطة لعمل انزيم الفوسفاتيز القاعدي ولذلك يجب تجنب استخدامها مختبريا عند حساب فعالية الانزيم سواء في المحاليل المستعملة لإجراء الفحص او استخدامها ضمن موانع التخثر لتحضير بلازما الدم ويفضل استخدام مصل الدم لتعيين فعالية هذا الانزيم

4-  تكون فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي ثابتة عند درجات الحرارة المنخفضة ولكنه يتلف ويفقد صفاته بسرعة كبيرة عند درجة الحرارة 56 درجه مئوية وما يزيد عنها

 5- تم اكتشاف ثمانية انواع مختلفة من انزيم الفوسفاتيز القاعدي موجودة في جسم الانسان وقد يحتوي نموذج مصل الدم الواحد على ثلاثة او اربعة انواع في نفس الوقت ولكن جميعها لها نفس العمل والصفات وعادة ما يتم حساب فعالياتها مجتمعة

6- لوحظ ومن خلال الدراسات ان فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي تزداد بما قيمته من 21% الى 26% في حالة ترك نموذج مصل الدم الحاوي على الانزيم من يوم واحد إلى اربعة ايام في درجة حرارة الغرفة (25درجه مئوية ) كما ان فعالية الانزيم في مصل الدم المحفوظ في الثلاجة قد تزداد بحدود 2% ولذلك يوصى بأجراء فحص قياس فعالية الانزيم على مصل الدم بعد الحصول عليه مباشرة

الأهمية السريرية لأنزيم الفوسفاتيز القاعدي Clinical significance of ALP:

Normal value :

Children up to 12 years = 6-25 KAU (king Armstrong unit) / 100 ml serum

 Adult= 3 - 13 KAU / 100 ml serum

عادة لا يحدث أي انخفاض في مستوى فعالية الانزيم في مصل الدم في الحالات المرضية ولكن فقط ارتفاع وذلك كون هذا الانزيم يعتبر من الانزيمات الداخل خلوية اي ان عملها داخل الخلية وتتركز اهمية تقدير فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي في مصل الدم لتشخيص الأمراض التالية :

1- امراض الكبد وقناة الصفراء Hepatobiliary diseases

ويعزى ارتفاع مستوى انزيم الفوسفاتيز القاعدي في الحالات المرضية التي تصيب الكبد وقناة الصفراء لكون خلايا الكبد وقناة الصفراء تعتبر من اهم المصادر الأساسية لهذا الانزيم حيث ان حدوث أي تلف او ضرر يصيب هذه الخلايا يؤدي الى تسربها الى الدورة الدموية مما يؤدي الى زيادة فعاليته في مصل الدم مع ملاحظة أن خلايا قناة الصفراء تحتوي الجزء الأكبر ومن اهم امراض الكبد وقناة الصفراء والتي يصاحبها ارتفاع في فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي بمصل الدم

أ- اليرقان الأنسدادي ( Obstructive jaundice)

ب- انسداد مجرى قناة الصفراء ( Biliary obstruction) ويكون الانسداد لسببين وهما

- خارج كبدي ( Extrahepatic causes ) اي في قناة الصفراء مثل

* وجود حصوة في مجرى قناة الصفراء ( Gall stone )

* بسبب ورم سرطاني ( Carcinoma )

* تليف خلايا قناة الصفراء ( Fibrosis of bile duct ) وكنتيجة للحالات السابقة فان الزيم الفوسفاتيز القاعدي يتسرب من خلايا قناة الصفراء الى الدورة الدموية حيث يحدث ارتفاع في مستوى فعاليته يصل الى 10 الی 12 مرة اعلى من مستوى فعاليته الطبيعية وقد دلت الدراسات الحديثة بانه عند حدوث الانسداد يحدث تحفيز لخلايا الكبد لافراز المزيد من الانزيم والتي بدورها تنتقل إلى الدورة الدموية

- اسباب داخل كبدية ( Intrahepatic causes ) وتكون نتيجة :

* التهابات الكبد الحادة والمزمنة ( Acute & Chronic Hepatitis ) .

* تليف الكبد ( Liver fibrosis ) .

*  تليف قناة الصفراء ( Biliary fibrosis )

ويكون الارتفاع في مستوى فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي اقل مما هو عليه في حالة الاسباب الخارجية حيث يقدر الارتفاع بحوالي 2.5 مرة اكثر من المستوى الطبيعي

2- امراض العظام Bone diseases

وتتميز معظم امراض العظام بزيادة ملحوظة في مستوى فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي في مصل الدم ومن اهم

هذه الأمراض :

أ- مرض باجيت (Paget disease ) وهو عبارة عن مرض التهاب العظم الضخامي ( Osteitis Deformans ) والذي تتضخم فيه خلايا النسيج العظمي ( Osteoblasts cells ) في محاوله لبناء العظم المنخر ويؤدي ذلك الى تسرب انزيم الفوسفاتيز القاعدي الموجود في الخلايا العظمية نتيجة النخر الحادث فيها الى الدم مما يؤدي الى ارتفاع مستوى فعاليته في مصل الدم بزيادة تقدر ما بين 10 الی 25 مرة أكثر من المستوى الطبيعي لفعاليته في مصل الدم

 ب- مرض كساح العظام ( Rickets ) حيث يرتفع مستوى فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي في هذه الحالة الى حوالي 2-4 مرات عن مستوى فعاليته الطبيعية في مصل الدم وقد لوحظ بان هذه الزيادة تزول بسرعة عند معالجة المريض بفيتامين D

ت- سرطان العظام ( Bone cancer ) ويرتفع مستوى فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي في هذه الحالة الى اعلى مستوياته وذلك نتيجة الزيادة الملحوظة والغير طبيعية في خلايا النسيج العظمي والتي يتسرب ما تحتويه من هذا الانزيم منها الى الدورة الدموية

3- بعض الحالات الأخرى والتي هي بالحقيقة حالات طبيعية وليست مرضیة مثل

أ- حالة الحمل Pregnancy

ويرتفع مستوى فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي بحدود 2 الى 3 مرات عن مستواه الطبيعي في مصل الدم ويعزى ذلك الى افراز هذا الانزيم من قبل المشيمة ( Placenta )

ب- عند الاطفال تحت النمو Growing children

حيث يرتفع مستوي الانزيم بحوالي 1.5 الى 2.5 مرة اكثر من مستواه الطبيعي في مصل الدم وتعزى هذه الزيادة الى النمو الطبيعي الذي يحدث في خلايا النسيج العظمي

وحدة قياس فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي :

وهي احدى الوحدات العالمية والتي تسمي بوحدة كنج - ارمسترونك ( King - Armstrong unit ) نسبة الى العالمين الكيميائيين اللذان وضعا هذه الوحدة وتعرف هذه الوحدة بما يلي :

هي وحدة فعالية انزيم الفوسفاتيز القاعدي التي تحرر 1 ملغم من الفينول خلال 15 دقيقة وتحت ظروف التفاعل من درجة حرارة 37 درجه مئوية وتركيز هيدروجيني ( 10 - 9.6 = p )