Acetilkolin/Acetilkolinesteraza

Izvor: Anestezija .org

KOLINESTERAZE

Kolinesteraze su uključene u metabolizam mnogih supstrata kao hidrolitički enzimi. Stoga će suficit ili deficit enzimske aktivnosti utjecati na metaboličke odgovore onih supstrata na koje enzimi *djeluju.

Kolinesteraze čine dva srodna enzima:

• Jedan je acetilkolin-acetilhidrolaza (acetilkolinhidrolaza, prava kolinesteraza, kolinesteraza I, i specifična kolinesteraza). Prava kolinesteraza se nalazi u eritrocitima, plućima slezeni, u sivoj moždanoj tvari, u simpatičkim ganglijima, ali se ne nalazi u plazmi. Enzim je odgovoran za brzu hidrolizu i oslobađanje acetilkolina, kao posrednika u prijenosu impulsa u sinapsi na slobodnim nerv. završetcima, te tako obnavlja repolarizaciju i osigurava novu transmisiju u sinapsi. Gore navedeni enzim hidrolizira samo kolin-estere.

• Drugi njemu srodan enzim je acilkolin-acilhidrolaza (pseudokolinesteraza, nespecifična kolinesteraza, benzoilkolinestraza, kolinesteraza II, S tip kolinestraza, plazma kolinesteraza). Može se naći u jetri, pankreasu, slezeni, mukozi crijeva, bijeloj moždanoj tvari, srčanom mišiću i u plazmi. Pseudokolinesteraza hidrolizira kolin-estere, benzoilkoline, aril-estere i alkil-estere. U laboratorijskoj dijagnostici mjeri se aktivnost samo plazma ChE.

Karaktaristike enzima:

• Enzimi se razlikuju i u njihovoj specifičnosti prema supstratu acetilkolinu, tako npr. enzim u plazmi hidrolizira benzoilkolin ali ne djeluje na acetil-ß-metilkolin i ne inhibira ga acetilkolin, dok enzim u eritrocitima djeluje samo na kolin-estere, ali ne i na alkil-estere i inhibiran je s acetilkolinom.
• Oba enzima je moguće inhibirati alkaloidima, prostigminom i fizostigminom (kompetitivnim inhibitorima kolinskog dijela acetilkolina). Inhibicija se ostvaruje zahvaljujući kvarternoj nitro skupinu u strukturi enzima.
• Organo-fosforni kemijski spojevi, diizopropilfluorofosfat kao pesticid, također mogu ireverzibilno inhibirati enzime tako što se svojom fosforilnom skupinom tijesno vežu za acil grupu enzima i time onemoguće vezu enzima s acetilkolinom.
• Inhibitorni učinak također mogu imati morfin, kinin, tercijerni amini,fenotiazini, pirofosfat, citrati, fluoridi, žućne soli i borati.
• Zdrave odrasle osobe imaju aktivnost ChE u rasponu od 4000 do 12000 U/L na 370C (postoji podatak i 5300-12900 U/L). U humanoj populaciji samo 1:1500 osoba ima deficit enzima, a u 8% njih smanjena aktivnost ChE je normalan nalaz.
• U neonatalnom periodu pa sve do drugog mjeseca života aktivnost ChE je 50% od razine odraslih, postupnih rastom, doseže razinu kao u odrasle osobe u 6-toj godini života, a potpuno se stabilizira tek u doba puberteta i ostaje konstantna sve do kraja života uz dozvoljena individualna odstupanja ovisno o tjelesnoj masi, visini, spolu i genetskim svojstvima.
• Nema povezanosti između starosne dobi i aktivnosti kolinesteraza. Kod pacijenata na dugotrajnoj parenteralnoj prehrani mogu nastati promjene u metabolizmu enzima koje ce utjecati i na njegovu aktivnost.
• Također u postmenopauzalnom periodu razina aktivnosti serumske ChE je veća za 15%, dok se tijekom prvog trimestra trudnoće aktivnost smanji za 20-30% i tako snižena ostaje sve do prvih nekoliko tjedana iza poroda.
• Oblici atipičnih genskih varijanti plazma kolinsteraze značajni su jer smanjuju aktivnost enzima prema acetilkolinu i drugim supstratima.

Plazma-kolinesteraza

• Biosintezu ovoga enzima kontroliraju četiri genska alela na lokusu E1, na dugom kraku trećeg kromozoma na poziciji q26.
• Prvi genski alel E1U smatra se normalnim alelom i kontrolira sintezu normalne plazma-kolinesteraze. Više od 70% enzimske aktivnosti inhibirano je dibukainom (metoda detekcije genetskih varijanti enzima dibukainskim brojem)*
• Atipični alel E1A kontrolira sintezu varijante enzima čija je aktivnost u serumu smanjena. Dibukain inhibira manje od 30% aktivnosti atipičnog enzima.
• Fluorid rezistentni gen E1F kontrolira varijantu enzima koja je visoko rezistentna na inhibiciju fluoridom (metoda detekcije varijanti enzima fluoridnim brojem)**, ali značajno inhibirana dibukainom.
• Prigušeni «silent» gen E1S kontrolira varijantu enzima koji nema strukturu neophodnu za hidrolizu kolin-estarske veze.
• Kombiniranjem ovih alela moguće je dobiti genotipe jednog normalnog i devet atipičnih varijanti plazma-kolinesteraze.
• Osim gena E1 valja spomenuti i dodatne varijante gena J,K i H. Ova tri gena kodiraju katalitičku aktivnost enzima na račun ometanja stabilnosti njegove sinteze. Tako gen K reducira aktivnost plazma-kolinesteraze za 33%, varijanta J za 66%, a gen H sa 90%.
• Kod pacijenata sa normalnim genskim alelom aktivnost enzima u plazmi omogućuje hidrolizu primljene dozea suksametonija od 1-1.5mg/kg unutar 9-15min.

Ukoliko je pacijent nosilac atipičnog alela, a tijekom kirurške intervencije je tretiran depolarizirajućim mišićnim relaksatorom tada reducirana aktivnost enzima u plazmi postaje klinički relevantna. Odgođeni povratak neuromuskularne funkcije klinički se očituje apnojom. Vrijeme povratka disajne funkcije se mijenja ovisno o genotipu:

• 15-30 min kod heterozigota sa jednim atipičnim genom,
• 35-45 min hetrozigoti sa dva atipična gena,
• 90-180 min genotip E1A E1A,
• 20 min genotip E1A E1K,
• 90 min genotip E1A E1H

Metoda detekcije genskih varijanti plazma kolinesteraze (ChE) određivanjem dibukainskog broja

Aktivnost prave i atipične ChE inhibirana je prisustvom lokalnog anestetika dibukaina.

Ovisno o stupnju inhibicije postoje tri skupine:

• inhibicija veća od 70%, homozigoti koji imaju oba gena za normalnu ChE.
• inhibicija 40-70%, heterozigoti koji imaju jedan gen za normalnu, a jedan za atipičnu ChE.
• inhibicija manja od 30%, homozigoti koji imaju oba gena za atipičnu ChE.

Primjenom slijedeće formule:

Dibukainski br.=(1-inhibir.ChE/neinhibir.ChE)x100

• Možemo izračunati dibukainski broj kao kvalitativni-major faktor koji je proporcionalan aktivnosti pseudokolinesteraze, a neovistan o količini enzima (kvantitativni-minor faktor).

• Metoda detekcije genskih varijanti ChE fluoridnim brojem je istog principa kao i gore navedena metoda ali se kao supstrat reakcione miksture koristi fluorid

U kliničkoj dijagnostici mjerenje aktivnost plazma-kolinesteraze je indicirano kod:

• suspektnog oštećenja funkcije i parenhima jetre.
• primjene mišićnog relaksatora suksametonija u pacijenata koji u anamnezi imaju podatak o atipičnim varijantama ChE.
• produžene apnoje anesteziranog pacijenta nakon kirurške intervencije.
• trovanja pesticidima (inhibicija enzima za 80% daje tešku kliničku sliku otrovanja u trajanju od 4 do 6 tjedana).
• monitoringa radnika kontinuirano izloženih pesticidima.
• ugrizi zmija čiji je otrov bungarotoksin (kompetitivni inhibitor acetilkolinske veze neuromuskularne spojnice).

Nedepolarizirajući mišićni relaksatori (pankuronij i vekuronij) i antibiotici(penicilini i streptomicin) inhibiraju enzim za 15%, a kontraceptivna terapija za 30%.

Smanjenje aktivnosti ChE za više od 30% mogu potencirati:

• parasimpatikomimetici (neostigmin, fizostigmin, piridostigmin i edrofonium)
• organofosfatni esteri koji se koriste kao pesticidi u obliku alkilfosfata
• kardiovaskularni lijekovi (esmelol)
• citotoksični lijekovi (ciklofosfamid)
• kortikosteroidi, psihotropni lijekovi (fenelzin i litijum), bronhodilatatori (bambuterol), lijekovi za terapiju glaukoma (ekotiofat) i depolarizirajući miš. relaksator (suksametonij)
• Sobzirom kako je ChE ekskretorni enzim jetre na njenu aktivnost u serumu utjecati će stanje funkcije i parenhima jetre. Tako će klinička slika u većini jetrenih bolesti korelirati sa smanjenjem aktivnosti serumske ChE.
• Pad enzimske aktivnosti od 10 do 50% viđa se kod akutnog hepatitisa (nekrotični oblik) i u kroničnom aktivnom hepatitisu (ovdje je aktivnost ChE mjera za funkciju jetrenog parenhima i sintezu proteina), a samo 1/3 pacijenata sa hepatitisom virusne etiologije pokazuje takav pad.
• Smanjenje aktivnost veće od 50% ili 70% redoviti je nalaz kod jetrene ciroze i karcinoma koji metastaziraju u tkivo jetre.
• Kod težih oblika infekcija, stanja septičkog šoka, leukoza, kroničnog bubrežnog zatajenja i malignoma limfnog sustava postoji značajna povezanost postojećeg oštećenja funkcije jetra, smanjene aktivnosti ChE i preživljenja.
• U akutnoj fazi Chron-ove bolesti i aktivnom obliku ulceroznog kolitisa pad enzimske aktivnosti je značajan dijagnostički parametar.
• Redukcija enzima se viđa i u mišićnoj distrofiji i plućnoj emboliji, ali nije dijagnostički relevantna bez laboratorijskih nalaza ALT, AST i GGT.
• U nekih pacijenata u prvih pet dana nakon preboljelog srčanog infarkta aktivnost ChE je nešto niža, ali se u daljem tijeku oporavka postupno vraća u referentne vrijednosti.
• Razina ChE u cerebrospinalalnom likvoru (17+/-4 U/L) normalno je niža nego u serumu. Elevacija enzima u likvoru je moguća u Guillain barre-ovoj bolesti, destrukciji moždanog tkiva, tumorima i apscesu mozga, meningitisu, hidrocefalusu (40U/L) i multiploj sklerozi (60U/L).
• Reducirana aktivnost enzima uz prateće toksične učinke (grand-mal status) zabilježeni su u djece tretirane pseudokolinesteraznim inhibitorima (ciklopentolat i epinefrin kapi za oči) u redovitom oftalmoskopskom pregledu.

Porast aktivnosti ChE mogu potencirati:

• Marginalni porast aktivnosti ChE nespecifičan je dijagnostički parametar u 36% pacijenata sa hiperlipoproteinemiom tip IV, adipoznih dijabetičara, hipertireoidizmu, hemokromatozi i anksioznim poremećajima.
• U nefrotskom sindromu gubitak bjelančevina urinom aktivira povećanje sinteze ChE i albumina u jetri, pa je porast ChE samo kompenzatorni mehanizam koji nadomješta veći gubitak bjelančevina.
• Poželjan rapidni porast enzima unutar nekoliko dana je kod transplantacije jetra, jer ukazuje na uspješnost intervencije. U anesteziranog pacijenta sa već transplantiranim bubregom deficit ChE može biti uzrok prolongiranog neuromuskularnog bloka.
• Neka istraživanja pokazuju proporcionalnu povezanost VAS skale boli sa aktivnosti ChE.
• Plazma kolinesteraza hidrolizira i lokalne anestetike estarse skupine.

Stoga je u pacijenata sa atipičnim genskim oblikom ili deficitom aktivnosti enzima moguć visok rizik za pojavu toksičnih efekata, nakon primjene lokalnog anestetika.

Svaku promjenu enzimske aktivnosti treba promatrati uz kliničku sliku i ostale laboratorijske nalaze kako bi donijeli ispravnu dijagnozu.

--Ozana 22:51, 2. veljače 2007. (CET)