AbstraktOSN-E

Cholinesteráza je sekreční enzym produkovaný jaterními buňkami do krve. V plazmě katalyzuje hydrolytické štěpení esterů cholinu a některých dalších substrátů. Má širší substrátovou specifitu než příbuzná acetylcholinesteráza - enzym podílející se na odbourávání acetylcholinu v nervových synapsích, který se v plazmě nevyskytuje. Existuje několik genetických variant cholinesterázy, některé z nich vykazují nižší aktivitu, což se může patologicky projevit až po podání určitých léků. Syntéza cholinesterázy a s tím i její aktivita v plazmě klesá v případě poškození jaterního parenchymu nebo při nedostatku proteinů v dietě. Nevratně je enzym inhibován organofosfáty používanými jako pesticidy v zemědělství. Jelikož je při otravě organofosfáty inhibována i acetylcholinesteráza na synapsích, vypovídá snížená aktivita cholinesterázy také o míře inhibice tohoto druhého enzymu, který je nezbytný při přenosu nervového vzruchu.

OSN-SChemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha analytuOSN-E

Cholinesteráza je hydrolytický enzym patřící do rodiny karboxylesteráz typu B. Je to homotetramer tvořený dvěma dimery, podjednotky jsou spojeny disulfidickými můstky a nekovalentními hydrofóbními interakcemi. Každá podjednotka obsahuje 574 aminokyselin a devět sacharidových řetězců. Relativní molekulová hmotnost enzymu je 348 000.

Aktivní centrum, které se nachází na každé ze čtyř identických podjednotek, obsahuje aminokyselinu serin.

Plazmatická cholinesteráza může být pomocí elektroforézy separována do 7 až 12 frakcí. Tyto frakce se liší relativní molekulovou hmotností, pravděpodobně jde o agregáty složené z různého množství stejné základní jednotky enzymu. Laboratorně se stanovuje aktivita celkové CHS.

Z genetického hlediska je známo 7 alel kódujících cholinesterázu: U, A, S, F, H, J, K. Tyto alely mohou teoreticky tvořit 45 různých diploidních genotypů, které však odpovídají pouze 11 fenotypům. Normální gen U (usual) řídí syntézu normální (nejrozšířenější) plazmatické cholinesterázy; atypický gen A (atypical) řídí syntézu varianty, která způsobuje snížení aktivity CHS v séru, vykazuje však zvýšenou rezistenci k inhibici dibukainem (kompetitivní inhibitor); alela označovaná F řídí syntézu varianty se zvýšenou rezistencí k inhibici fluoridem, která je však stále významně inhibovaná dibukainem; “tichý” gen S (silent) odpovídá za variantu CHS, které chybí struktura nezbytná pro hydrolýzu cholinesterových vazeb, tj. nevykazuje esterázovou aktivitu. Tyto čtyři alelické geny mohou být kombinovány k vytvoření genotypů produkujících jeden normální a 9 atypických variant. U bílé populace se nachází homozygotních forem AA nebo FF pouze 0,3 až 0,5 %. Další varianty genů J, K a H kódují CHS s normální katalytickou aktivitou, ale následkem porušené syntézy nebo snížené stability molekuly je v plazmě přítomno méně enzymu; varianta K je spojena s 33 %, varianta J s 66 % a varianta H s 90 % redukcí aktivity. Varianty enzymu jsou klinicky významné, neboť způsobují daleko větší citlivost na přítomnost inhibitorů, případně mají jen nízkou aktivitu. Následkem je citlivost na myorelaxans sukcinylcholin (suxamethonium). Homozygoti trpí prodlouženou zástavou dechu po podání této látky ve spojení s chirurgickou anestézií.

Bylo popsáno mnoho inhibitorů cholinesterázy, jsou to většinou různá léčiva nebo organofosfáty a karbamáty používané jako pesticidy v zemědělství. Kompetitivně je tento enzym inhibován alkaloidy prostigminem a fysostigminem (stejně jako acetylcholin obsahují v molekule kvarterní dusík), mnohé jiné léky inhibují enzym ireverzibilně. Inhibici méně než 15 % způsobují nedepolarizující myorelaxanty a antibiotika peniciliny a streptomycin. Z 20 až 100 % enzym inhibují estery karbamátu používané jako parasympatomimetika (např. neostigmin), kardiovaskulární léky (např. esmolol), cytotoxické léky (např. cyklofosfamid), hormony (např. kortikosteroidy), hormonální kontraceptiva, psychotropní léky (např. lithium), bronchodilatátory (např. bambuterol), léky používané proti glaukomu (např. ekothiopát), myorelaxancia (např. sukcinylcholin).

Organofosfáty jsou vysoce reaktivní a způsobují ireverzibilní inhibici. Fosfátová skupina se váže velice pevně do aktivního centra enzymu, kam se normálně váže acylová skupina substrátu - nevratná inhibice je způsobena kovalentním navázáním inhibitoru na -OH skupinu serinu. Přímými inhibitory jsou pouze organofosfáty obsahující dvojnou vazbu mezi fosforem a kyslíkem, látky obsahující na fosfor vázanou síru místo kyslíku musí být nejprve metabolicky přeměněny na kyslíkatý derivát. Otrava těmito tzv. nepřímými inhibitory se proto projeví až po delší době a příznaky přetrvávají déle.

Cholinesteráza se liší od acetylcholinesterázy ve specifitě k některým substrátům: štěpí benzoylcholin, ale nehydrolyzuje acetyl-beta-methylcholin; u acetylcholinesterázy je to naopak.

OSN-SRole v metabolismuOSN-E

Po syntéze v hepatocytech je CHS secernována do krve. Katalyzuje hydrolýzu různých esterů cholinu (včetně acetylcholinu) a některých dalších sloučenin. Přirozený specifický substrát tohoto enzymu však není znám, stejně tak jeho funkce v krvi. Spolu s acetylcholinesterázou se vyskytuje i v mozkomíšním moku, kde koncentrace cholinesterázy převažuje, ačkoli je velmi nízká. Zatímco cholinesteráza není inhibována nadbytkem acetylcholinu, acetylcholinesteráza je při koncentracích acetylcholinu o koncentraci kolem 10^‑2 mol/l inhibována. Zda má inhibice acetylcholinem nějakou biologickou roli v organismu se neví.

Obecná reakce katalyzovaná cholinesterázou: acylcholin + H₂O ® cholin + anion karboxylové kyseliny.

OSN-SZdroj (syntéza, příjem)OSN-E

Syntéza plazmatické CHS probíhá na ribozómech hepatocytů. Někdy se uvádí, že je syntéza spřažena se syntézou albuminu neboť při zvýšené / snížené syntéze albuminu dochází současně ke zvýšené / snížené syntéze CHS. Syntéza těchto proteinů je však vzájemně nezávislá. Gen (BCHE) pro cholinesterázu se nachází na dlouhém raménku 3. chromozómu.

OSN-SDistribuce v organismu, obsah ve tkáníchOSN-E

Cholinesteráza (EC 3.1.1.8) je obsažena ve většině buněk, kromě erytrocytů. Nachází se v játrech, střevní sliznici, pankreatu, slezině, v bílé hmotě CNS a v krevní plazmě.

Nenachází se v moči.

OSN-SBiologický poločasOSN-E

10 dní (někteří autoři uvádí 12 až 14 dní)

OSN-SLiteraturaOSN-E

·         Barrett, A. J. a kol.: Enzyme Nomenclature. Academic Press, Inc., San Diego, 1992. ISBN 0-12-227165-3

·         ExPASy, PROSITE [online]. Swiss Institute of Bioinformatics, Ženeva, Release-32, srpen 2003 (cit. září 2003). Dostupné z URL http://us.expasy.org/prosite

·         Thomas, L.: Clinical Laboratory Diagnostics: Use and Assessment of Clinical Laboratory Results. TH-Books-Verl.-Ges., Frankfurt/Main, 1998. ISBN 3-9805215-4-0

·         Racek, J. et al: Klinická biochemie, 1. vydání. Galén, Praha, 1999. ISBN 80-7262-023-1. Karolinum, Praha, 1999. ISBN 80-7184-971-5

·         Masopust, J.: Klinická biochemie. Požadování a hodnocení biochemických vyšetření. Karolinum, Praha, 1998. ISBN 80-7184-649-3

·         Schneiderka, P. a kol.: Kapitoly z klinické biochemie. Karolinum, Praha, 2000. ISBN 80-246-0140-0