Cholinesteráza

Z WikiSkript

Rozeznáváme acetylcholinesterázu (ACHS), která hydrolyzuje selektivně acetylcholin, vytváří se v synapsích cholinergních nervů a v nervosvalových ploténkách a je obsažena v erytrocytech, a příbuzný enzym, zvaný někdy též pseudocholinesteráza, který štěpí i jiné estery cholinu. Vzniká v ribozomech jaterních buněk a je secernována do krve. Patologické je tedy zejména snížení aktivity CHS v séru. Při vyšetřování vrozených dědičných vad se někdy stanoví ACHS v plodové vodě.

Příčiny snížení aktivity v séru:

• Porucha proteosyntézy při těžké hepatopatii, ale i při proteinové malnutrici (chronické hladovění, nádorová kachexie)

• Intoxikace organofosfáty, které představují nonkompetitivní inhibitory tohoto enzymu (bojové chemické látky, ale i některé insekticidy)

• Familiární idiopatická acholinesterazémie – dědičný defekt syntézy je klinicky němý, po dodání sukcinylcholinu však hrozí apnoická pauza, neboť toto myorelaxans je normálně štěpeno právě cholinesterázou.

Zvýšení aktivity v séru:

• U nemocných s vystupňovanou proteosyntézou (nefrotický syndrom), ve fázi úzdravy po hepatitidě, u alkoholismu a některých jiných stavů. Nemá diagnostický význam.

• U nemocných s myasthenia gravis se nacházejí v séru autoprotilátky zaměřené proti receptorům acetylcholinu; příznaky onemocnění jsou způsobeny nedostatečnou odpovědí na acetylcholin, tedy svalovou slabostí až parézou. V terapii onemocnění se užívají mj. inhibitory cholinesterázy.

Fyziologické hodnoty ACHS při 37 °C jsou pro děti do 15 let 87–140 µkat/l, pro muže 66,7–210,4 µkat/l a pro ženy 85,2–195,4 µkat/l.

Acetylcholinesteráza

Stanovení[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Ke stanovení aktivity ACHS se jako substrát používá většinou butyrylthiocholinjodid, který je ACHS štěpen na butyrát a thiocholinjodid, který dále reaguje s 5,5´-dithiobis-2-nitrobenzoovou kyselinou za vzniku barevného 5-merkapto-2 nitrobenzoátu měřitelného při 410 nm, nebo thiocholinjodid redukuje Fe2+ a pokles absorbance se měří při 405 nm. Stanovení se provádí v nehemolytickém séru nebo heparinizované resp. EDTA plazmě. Aktivita ACHS je v séru stabilní až 17 dnů při 4 °C, při −20 °C až 3 měsíce.

Historie[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Existence enzymů, které mohou hydrolyzovat neurotransmitery acetylcholinu (ACh) byla předpovězena v roce 1914 (Dale), ještě před skutečným objevem enzymů, jako výsledek zvířecí reakce po podání ACh. V roce 1926 alkaloid kalabarského bobu (jedovatá látka ochrnující centrální nervstvo), (používaný již dříve v čarodějnictví), který byl používán v biochemii jako inhibitor, prokázal další existenci cholinesteráz. V roce 1940 byly objeveny 2 hlavní formy ChE (Alles and Hawes). Dvě hlavní úzce související hydrolázy z této rodiny byly nazvány acetylcholinesterázy. Oba enzymy jsou typu B karboxypeptidázy díky jejich biochemickým vlastnostem. Oba enzymy také existují ve více molekulárních formách, oba jsou distribuovány všudypřítomně. AChe je více tkáňově specifická než BChE. Obě jsou citlivé na organické inhibice. U savců AChE a AChB mají silnou primární homologní strukturu. Přesto, že struktura ChEs byla studována přes 75 let, mnoho charakteristik je neznámých.

Cholinesteráza a léčba demence[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

U lehkých a středních forem demence se mohou indikovat inhibitory cholinesteráz, čehož se využívá u Alzheimerovy nemoci. Samozřejmě se najdou nemocní, kteří lečbu snášejí dobře a ti, kteří ji nepřijmou. Individuální variabilita může být dána formou nemoci, diagnostickými nepřestnostmi, abnormalitami v metabolizmu acetylcholinu a dalšími přidatnými chorobami tělesnými i duševními, nebo také morfologickými změnami CNS. Princip léčby je v ovlivnění acetylcholinergního systému podáním inhibitorů cholinesteráz, podáním prekurzorů acetylcholinu, podáním agonistů nikotinových a muskarinových receptorů, ovlivněním acetylcholinergního systému cestou jiných mediátorů a některými dalšími cestami. Úspěšně se v léčbě uplatňuje hlavně aplikace inhibitorů cholinesteráz (IChE).

Vedlejší účinky[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Charakter vedlejších účinků se liší tím, v jaké fázi léčby se inhibitory podávají. Při titrační fázi léčby (akutní) jsou základním titračním intervalem při podávání IChE čtyři týdny. Titrace je nezbytná u rivastigminu a galantaminu, abychom snížili výskyt nežádoucích gastrointestinálních účinků. U donepezilu není titrace nezbytná. Akutní nežádoucí a vedlejší účinky jsou totožné pro celou skupinu IChE, jsou proto nazývány "class-effects". Tyto účinky jsou způsobeny zvýšenou centrální cholinergní aktivitou v area postrema hypotalamu. Jednoznačně dominujícími nežádoucími účinky této fáze jsou gastrointestinální. Nežádoucí účinky v této fázi lečby jdou snížit např. pozvolným zvyšováním dávky (titrací). Pokud je podáváme s jídlem nebo krátce po jídle, dochází ke snížení. Muži a nemocní s vyšší hmotností mají menší výskyt akutních nežádoucích účinků. Závažnější stádia nemoci bývají doprovázena nižší mírou vedlejších příznaků. K jejich zvýšení dochází při zanedbání titrace, podávání nalačno, u žen, v lehčích stadiích nemoci a také u vaskulárních demencí, rizikem je rovněž současné podávání léků blokujících jaterní metabolizmus IChE.

Dlouhodobá fáze léčby[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

V této fázi se nežádoucí a vedlejší účinky liší pro jednotlivé IChE. Liší se tím, že se na jejich výskytu uplatňuje kromě centrální i periferní cholinergní aktivita, významný vliv má také blokáda jednotlivých izoforem cholinesteráz, především G1, G2 a G4. Jednotlivé izoformy se liší chemickou stavbou a topografickým rozmístěním v CNS i na periferii. Nejdůležitější je blokáda izoformy G1. Ta se nachází v kortexu, hypokampu a amygdale, tedy v těch oblastech CNS, které jsou pro rozvoj AD nejdůležitější. Masivní blokáda je terapeuticky žádoucí, má ale za následek vyšší četnost gastrointestinálních nežádoucích účinků v akutní fázi léčby, zejména při rychlém zvyšování dávky. Méně specifický terapeutický efekt má blokáda G4 izoformy. Ta se díky vyššímu zastoupení v medulla oblongata, mozkovém kmeni a nucleus caudatus uplatňuje rovněž v ovlivnění spánku, na vzniku možných kardiovaskulárních nežádoucích účinků a případně extrapyramidových efektů. G2 forma je lokalizována převážně periferně. Vliv na kognitivní funkce je relativně malý, negativně se může uplatnit v rozvoji nežádoucích muskulárních účinků.

Farmakokinetické a farmakodynamické problémy při léčbě inhibitory cholinesteráz[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Nemocní s AD jsou většinou vyššího věku a mají často ještě další chronické nemoci, hlavně tělesné. Také dochází k lékovým interakcím, protože nemocní užívají řadu léků rozdílných farmakologických vlastností. Např. donepezil může způsobit metabolické interakce, ale má vhodně dlouhý poločas, tudíž poskytuje dobrou stabilitu hladin. U galantaminu se také uvádějí metabolické interakce, má kratší poločas, tudíž kolísání hladin. Užívají se inhibitory CYP 450 a induktory tohoto enzymu. Při léčbě IChE dochází k posílení cholinergního přenosu nejen v klinicky žádoucích, ale i v dalších oblastech CNS a periferních orgánech. U kardiovaskulárního ústrojí může dojít k bradyarytmii, v gastrointestinálním traktu k nauzee, dyspepsii a průjmu. V respiračním systému může dojít k bronchokonstrikci. I přes tato rizika jsou IChE léky bezpečné, je však důležité léčbu monitorovat, protože každý pacient se s ní vypořádá jinak.

Biologické monitorování[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

S cholinesterázou také souvisí biologické monitorování, což je stanovení sledované chemické škodliviny nebo jejích metabolitů přímo v organismu. K vyšetření se používá moč, stolice, vydechovaný vzduch, vlasy nebo sliny. Stanovovaná látka se nazývá biomarker expozice. Chemická škodlivina může narušit normální biochemické pochody v organismu a to se projeví změnou hladin fyziologicky se vyskytujících látek v moči nebo krvi. Příkladem je právě cholinesteráza, která je zodpovědná za přenos nervových vzruchů. Pokud se člověk setká s organofosfátovými insekticidy, vede to k inhibici a poklesu aktivity cholinesterázy.

Metody analýzy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

S biologickým materiálem se často provádí extrakce, nakoncentrování a převedení na snáze analyzovatelnou formu. Vzorky na analýzu kovů se před měřením mineralizují. Využívá se metod chromatografických a to hlavně plynové chromatografie s univerzálním plamenoionizačním detektorem, případně se selektivním detektorem pro dusíkaté látky nebo detektorem elektronového záchytu pro sloučeniny s atomy halogenů a HPLC s UV detektorem. Pro stanovení kovů se využívá AAS a hmotnostní spektrometrie.


Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • PIDRMAN, Vladimír. Inhibitory cholinesteráz v léčbě demence - jejich bezpečnost a možná úskalí. Interní medicína pro praxi. 2003, roč. 5, no. 4, s. 18-22, ISSN 1212-7299. 
  • RACEK, Jaroslav, et al. Klinická biochemie. 2. vydání. Praha : Galén, 2006. ISBN 80-7262-324-9.
  • SOREQ, Hermona a Haim ZAKUT. Human cholinesterases and anticholinesterases. 1. vydání. San Diego...[etc.] : Academic Press, 1993. 314 s. ISBN 0-12-655290-8.
  • ŠTERN, P, et al. Obecná a klinická biochemie pro bakalářské obory studia. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2005. 219 s. ISBN 978-80-246-1025-2.