Elastaze

Elastaze predstavljajo skupino proteaz, ki so tesno povezana z encimoma tripsin in kimotripsin. Spadajo med serinske proteaze. Za človeški organizem je do zdaj znanih devet encimov, ki spadajo v elastaze.

Kaj so elastaze?

Elastaze so nespecifične proteaze, ki se pojavljajo v vseh živalskih in človeških organizmih. Ime izhaja iz dejstva, da so med drugim sposobni razgraditi telesni lastni elastin. Elastaze spadajo med serinske proteaze.

Njihovo aktivno središče vsebuje tako imenovano katalitično triado asparaginske kisline, serina in histidina. Poleg tega tudi elastaze spadajo med endoproteaze. Ne razgrajujejo beljakovin in polipeptidnih verig korak za korakom, ampak jih razdelijo na določene aminokisline in značilna zaporedja aminokislin. Protein se razgradi znotraj peptidne verige. Učinek elastaz ni specifičen. Na ta način se lahko iz elastina razgradijo tudi lastne beljakovine v telesu. Zato morajo biti učinki teh encimov omejeni z inhibitorji elastaze. Razlikujemo med dvema vrstama elastaz.

Obstajajo elastaze trebušne slinavke in granulocitne elastaze. Kot pove že ime, se iz trebušne slinavke izločajo elastaze trebušne slinavke (elastaza 1). Granulocitna elastaza (elastaza 2) se nahaja v nevtrofilnih granulocitih. Pomanjkanje elastaze 1 v blatu velja za dokaz pomanjkljivosti trebušne slinavke.

Funkcija, učinek in naloge

Naloga elastaz je, da razbije peptidne vezi v beljakovinah ali polipeptidnih verigah. Pri tem nastajajo manjše peptidne verige ali posamezne aminokisline. Pankreasna elastaza podpira proteazi tripsin in kimotripsin pri razgradnji prehranskih beljakovin.

V trebušni slinavki nastane kot neaktivni proencim (zimogen) in po sproščanju v tankem črevesju se z delovanjem tripsina pretvori v aktivno obliko. Delna veriga se odcepi od zimogena. Elastaza 1 razgrajuje zlasti vlaknine proteina elastina. Elastin je del vezivnega tkiva pljuč, krvnih žil in kože. V glavnem ima podporno funkcijo v organizmu. Elastin daje organom obliko in oporo. Ker tvori beljakovinske mreže z združevanjem štirih molekul lizina, ga številne proteaze ne morejo razgraditi. Vendar ima Elastase 1 možnost, da to stori. Komponente elastina iz hrane se razgradijo in jih je mogoče nadalje predelati in razgraditi na aminokisline.

Žal je učinek elastaze nespecifičen, tako da lahko napada tudi lastne elastinske strukture v telesu. Da bi to naredili, telo proizvaja proteine, ki zavirajo elastin, ki lahko nadzorujejo uničujoče učinke elastina. Ti proteini vključujejo α1-antitripsin, alfa-2-makroglobulin ali elafin. Druga skupina elastaz je predstavljena kot ELA-2, granulocitna elastaza. Njihova naloga je razgraditi fagocitozirane mikroorganizme kot del imunskega odziva na okužbe. Vendar imajo tudi nespecifičen učinek in napadajo telesni lastni elastin. Če je učinek proteinov zaviralca elastaze omejen, se lahko pljučno tkivo uniči z nastankom emfizema.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Ne glede na to, kje se sintetizirajo, so elastazi pomembni podporniki imunskega sistema v boju proti gram-negativnim kalčkom v prebavnem traktu, v pljučih in na ranah. Pri tem cepijo ustrezne beljakovine na karboksi strani hidrofobnih aminokislin, vključno z valinom, glicinom in alaninom. Vendar pa je, kot že rečeno, njihov učinek vedno nespecifičen.

Človeško telo vsak dan porabi približno 500 miligramov elastaze. Elastaza se v telesu ne razgradi. Izloči se nespremenjeno v blatu. Delovanje trebušne slinavke je mogoče preveriti s količino, ki se izloči v blatu. Himotripsin se izloča tudi z blatom. Vendar lahko določitev elastaze jasneje uporabimo za diagnostične namene. Normalna koncentracija elastaze je vsaj 200 mikrogramov na gram blata.

Bolezni in motnje

Če je raven elastaze v blatu prenizka, to kaže na insuficienco trebušne slinavke. Če je vrednost med 100 in 200 mikrogrami na gram blata, gre za rahlo do zmerno disfunkcijo trebušne slinavke.

Huda insuficienca trebušne slinavke je prisotna pri vrednostih pod 100 mikrogramov. Zaznavanje elastaze v blatu je značilna diagnostična značilnost premalo aktivne trebušne slinavke. To je zunanja funkcija trebušne slinavke. Na tvorbo inzulina ne more vplivati. V primeru insuficience trebušne slinavke izloča premalo prebavnih encimov. To velja tako za proteaze kot tudi za lipaze in amilaze. Številne sestavine hrane pridejo v prebavilo v debelo črevo, kjer jih še naprej razgradijo patogene bakterije. Patogeni kalčki lahko uspevajo le, če je še vedno dovolj prebavljenih sestavin hrane. Razvijajo se gnojni in fermentacijski procesi, ki vodijo v meteorizem, drisko in trebušno nelagodje.

Ker se maščobe ne razgrajujejo več, lahko pride do maščobnega blata. Vzrok za neaktivno trebušno slinavko je lahko akutni ali kronični pankreatitis. Pankreatitis običajno nastane zaradi samo-prebave dela trebušne slinavke z ne-odvajanjem prebavnih sokov. Odtok trebušne slinavke se lahko zoži zaradi tumorjev ali žolčnih kamnov. Možne so tudi drenažne motnje zaradi nepravilnosti. Dolgotrajni kronični pankreatitis vodi do okvarjene funkcije trebušne slinavke z zmanjšano proizvodnjo encimov. Če je zaradi genske okvare pomanjkanje elastaze 2 oslabljeno, oslabi imunski sistem prizadetega bolnika. Neprestano se pojavljajo življenjsko nevarne okužbe.

Če primanjkuje zaviralcev elastaze, kot sta alfa-1-antitripsin ali povečana aktivnost elastaze pri pljučnici, lahko pljučno funkcijo močno omejimo. Dolgoročno se iz tega razvije pljučni emfizem. V primeru genskega pomanjkanja alfa-1-antitripsina se uporablja doživljenjska substitucijska terapija z gensko inženirno alfa-1-antitripsinom.