Elastázy

Elastázy Představují skupinu proteáz, které úzce souvisejí s enzymy trypsin a chymotrypsin. Patří k serinovým proteázám. Doposud je pro lidský organismus známo devět enzymů patřících do elastáz.

Co jsou elastázy?

Elastázy jsou nespecifické proteázy, které se vyskytují ve všech živočišných a lidských organismech. Název pochází ze skutečnosti, že jsou mimo jiné schopni rozložit vlastní elastin v těle. Elastázy patří mezi serinové proteázy.

Jejich aktivní centrum obsahuje tzv. Katalytickou triádu kyseliny asparagové, serinu a histidinu. Elastázy dále patří k endoproteázám. Nerozkládají proteiny a polypeptidové řetězce krok za krokem, ale dělí je na určité aminokyseliny a charakteristické aminokyselinové sekvence. Protein se rozkládá v peptidovém řetězci. Účinek elastáz není specifický. Tímto způsobem mohou být také vlastní proteiny v těle odbourávány z elastinu. Účinek těchto enzymů musí být proto omezen inhibitory elastázy. Rozlišuje se mezi dvěma typy elastáz.

Existují pankreatické elastázy a granulocytové elastázy. Jak název napovídá, pankreatické elastázy (elastáza 1) jsou vylučovány z pankreatu. Granulocytová elastáza (elastáza 2) se nachází v neutrofilních granulocytech. Nedostatek elastázy 1 ve stolici je považován za důkaz pankreatické nedostatečnosti.

Funkce, efekt a úkoly

Elastázy mají za úkol rozbít peptidové vazby v proteinech nebo polypeptidových řetězcích. Přitom se vytvoří menší peptidové řetězce nebo jednotlivé aminokyseliny. Pankreatická elastáza podporuje proteázy trypsin a chymotrypsin při odbourávání dietních proteinů.

Vytváří se ve slinivce břišní jako neaktivní proenzym (zymogen) a po uvolnění v tenkém střevě se přeměňuje na aktivní formu působením trypsinu. Částečný řetězec se oddělí od zymogenu. Elastáza 1 rozkládá zejména elastin vláknitých proteinů. Elastin je součástí pojivové tkáně plic, krevních cév a kůže. Má hlavně podpůrnou funkci v organismu. Elastin dává orgánům tvar a podporu. Jelikož tvoří agregaci čtyř molekul lysinu, tvoří proteinové sítě, nelze jej mnoha proteázami rozložit. Elastáza 1 však má schopnost tak učinit. Elastinové složky z potravin se rozkládají a lze je dále zpracovávat a rozdělit na aminokyseliny.

Účinek elastázy je bohužel nespecifický, takže může také napadat vlastní elastinové struktury těla. K tomu tělo produkuje proteiny inhibující elastin, které mohou řídit destruktivní účinky elastinu. Tyto proteiny zahrnují a1-antitrypsin, alfa-2-makroglobulin nebo elafin. Druhá skupina elastáz je představována jako ELA-2, granulocytová elastáza. Jejich úkolem je rozebrat fagocytované mikroorganismy jako součást imunitní odpovědi na infekce. Mají však také nespecifický účinek a napadají vlastní elastin těla. Pokud je účinek proteinů inhibitoru elastázy omezen, plicní tkáň může být zničena za vzniku emfyzému.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Bez ohledu na to, kde jsou syntetizovány, jsou elastázy důležitými příznivci imunitního systému v boji proti gramnegativním bakteriím v zažívacím traktu, v plicích a na ranách. Přitom štěpí odpovídající proteiny na karboxylové straně hydrofobních aminokyselin, včetně valinu, glycinu a alaninu. Jak již bylo uvedeno, jejich účinek je vždy nespecifický.

Lidské tělo spotřebuje kolem 500 miligramů elastázy každý den. Elastáza se v těle nerozkládá. Vylučuje se v nezměněné formě ve stolici. Funkce pankreatu může být zkontrolována pomocí množství vyloučeného ve stolici. Chymotrypsin je také vylučován stolicí. Stanovení elastázy však lze pro diagnostické účely použít jasněji. Normální koncentrace elastázy je alespoň 200 mikrogramů na gram stolice.

Nemoci a poruchy

Pokud je hladina elastázy ve stolici příliš nízká, znamená to nedostatečnost pankreatu. Pokud je hodnota mezi 100 a 200 mikrogramy na gram stolice, jedná se o mírnou až střední dysfunkci slinivky břišní.

Těžká pankreatická nedostatečnost je přítomna při hodnotách pod 100 mikrogramů. Detekce elastázy ve stolici je charakteristickým diagnostickým znakem nedostatečně fungujícího slinivky břišní. To je exokrinní funkce slinivky břišní. Tvorba inzulínu může být ovlivněna. V případě pankreatické nedostatečnosti je vylučováno příliš málo trávicích enzymů. To se týká proteáz, lipáz a amylas. Mnoho složek potravin se dostane do tlustého střeva nestrávených, kde jsou dále rozloženy patogenními bakteriemi. Patogenní choroboplodné zárodky mohou prospívat pouze tehdy, pokud je stále dost nestrávených složek potravin. Vznikají hnilobné a fermentační procesy, které vedou k meteorismu, průjmu a nepohodlí v břiše.

Protože se tuky již nerozkládají, může dojít ke vzniku mastných stolic. Příčinou nedostatečně aktivní slinivky břišní může být příčina akutní nebo chronické pankreatitidy. Pankreatitida je obvykle výsledkem vlastního trávení části slinivky břišní nevytékáním trávicích šťáv. Vývod slinivky břišní může být zúžen kvůli nádorům nebo žlučovým kamenům. Možné jsou také poruchy odtoku způsobené malformacemi. Dlouhodobá chronická pankreatitida vede ke zhoršené funkci pankreatu se sníženou produkcí enzymů. Pokud je v důsledku genetické vady nedostatek elastázy 2, imunitní systém postiženého pacienta je oslaben. K život ohrožujícím infekcím neustále dochází.

Pokud chybí inhibitory elastázy, jako je alfa-1-antitrypsin nebo zvýšená aktivita elastázy v pneumonii, může být funkce plic vážně omezena. Z dlouhodobého hlediska se z toho vyvine plicní emfyzém. V případě genetického deficitu alfa-1-antitrypsinu se používá celoživotní substituční terapie s geneticky upraveným alfa-1-antitrypsinem.