Elastázy představují skupinu proteáz úzce souvisejících s enzymy trypsin a chymotrypsin. Patří k serinovým proteázám. Devět enzymy patřící k elastázám jsou pro lidský organismus dosud známy.
Co jsou to elastázy?
Elastázy jsou nespecifické proteázy, které se nacházejí ve všech živočišných a lidských organismech. Název pochází ze skutečnosti, že jsou mimo jiné schopny rozložit vlastní elastin v těle. Elastázy patří mezi serinové proteázy. Jejich aktivní centrum obsahuje takzvanou katalytickou triádu kyselina asparagová, serin a histidin. Kromě toho patří elastázy také k endoproteázám. Nerozkládají se Proteinů a polypeptidové řetězce krok za krokem, ale specificky je štěpte aminokyseliny a charakteristické aminokyselinové sekvence. Protein je rozložen v peptidovém řetězci. Účinek elastáz není konkrétní. Tedy endogenní Proteinů lze také rozložit z elastinu. Proto je účinek těchto enzymy musí být omezeno inhibitory elastázy. Mezi elastázami se rozlišují dvě formy. Existují tedy pankreatické elastázy a granulocytové elastázy. Jak název napovídá, pankreatické elastázy (elastáza 1) jsou vylučovány z pankreatu. Granulocytová elastáza (elastáza 2) se nachází v neutrofilní granulocyty. Nedostatek elastázy 1 ve stolici je považován za důkaz pankreatická nedostatečnost.
Funkce, efekty a role
Elastázy fungují tak, že štěpí peptidové vazby Proteinů nebo polypeptidové řetězce. To má za následek tvorbu menších peptidových řetězců nebo jednoduchých aminokyseliny. Pankreatická elastáza pomáhá proteázám trypsin a chymotrypsin při štěpení dietních proteinů. Tvoří se v pankreatu jako neaktivní proenzym (zymogen) a po uvolnění do tenké střevo, je převeden do aktivní formy působením trypsin. V tomto procesu se od zymogenu odštěpí částečný řetězec. Zvláště elastáza 1 štěpí vláknitý proteinový elastin. Elastin je součástí pojivové tkáně plic, krev plavidla a kůže. Jeho hlavní funkcí v organismu je poskytovat podporu. Elastin dodává tvar a podporu orgánům. Vzhledem k tomu, že tvoří proteinové sítě přes křižovatky čtyř lysin molekuly, nemůže být degradován mnoha proteázami. Elastáza 1 to však má schopnost. Složky elastinu z potravin se rozkládají a mohou tak být dále degradovány na aminokyseliny. Účinek elastázy je bohužel nespecifický, takže může také napadat vlastní elastinové struktury těla. Za tímto účelem tělo vytváří proteiny inhibující elastin, které mohou řídit ničivý účinek elastinu. Mezi tyto proteiny patří al-antitrypsin, alfa-1-makroglobulin nebo elafin. Druhá skupina elastáz představuje granulocytovou elastázu jako ELA-2. Jejich funkcí je degradovat fagocytované mikroorganismy jako součást imunitní odpovědi na infekci. Působí však také nespecificky a napadají vlastní elastin v těle. Pokud je účinek proteinů inhibujících elastázu v procesu omezen, je to možné vést ke zničení plíce tkáně s tvorbou emfyzému, mimo jiné.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
V lidském organismu jsou elastázy, bez ohledu na místo jejich syntézy, důležitými podporovateli imunitní systém v boji proti gramnegativním choroboplodné zárodky v zažívací trakt, v plicích a dál rány. V tomto procesu štěpí odpovídající proteiny na karboxylové straně hydrofobní aminoskupiny kyseliny, které zahrnují valin, glycin a alanin. Jak však již bylo zmíněno, jejich účinek je vždy nespecifický. Lidské tělo metabolizuje přibližně 500 miligramů elastázy denně. Elastáza se v těle nerozkládá. Vylučuje se beze změny stolicí. Vyloučené množství ve stolici lze použít k testování funkce slinivky břišní. Je pravda, že chymotrypsin se také vylučuje stolicí. Stanovení elastázy však lze jasněji použít pro diagnostické účely. Normální elastáza koncentrace je nejméně 200 mikrogramů na gram stolice.
Nemoci a poruchy
Příliš nízká hladina elastázy ve stolici indikuje pankreatická nedostatečnost. Pokud je hladina mezi 100 a 200 mikrogramy na gram stolice, jedná se o mírnou až středně těžkou dysfunkci pankreatu. Hodnoty pod 100 mikrogramů označují jako závažné pankreatická nedostatečnost. Detekce elastázy ve stolici je charakteristickým diagnostickým znakem pankreatické nedostatečnosti. Jedná se o exokrinní funkce slinivky břišní. Inzulín výroba nemusí být ovlivněna. Při pankreatické nedostatečnosti příliš málo Trávicí enzymy jsou vylučovány. To platí jak pro proteázy, tak pro lipázy a amylázy. Mnoho složek potravy se nestráveně dostává do tlustého střeva, kde je dále patogenně štěpeno bakterie. Patogenní choroboplodné zárodky může prospívat, pouze pokud je stále přítomno dostatečné množství nestrávených složek potravy. Rozvíjejí se procesy hniloby a fermentace, které vedou k meteorismu, průjem a břišní nepohodlí. Vzhledem k tomu, že se tuky také již nerozkládají, může se objevit mastná stolice. Příčina hypofunkce pankreatu mohou být akutní nebo chronické pankreatitida. Zánět slinivky břišní je obvykle výsledkem samo-trávení části slinivky břišní v důsledku neodtoku trávicích šťáv. Vývod pankreatu může být zúžen kvůli nádorům nebo žlučové kameny. Možná je také obstrukce výtoku v důsledku malformací. Prodloužený chronický pankreatitida vede k dlouhodobému funkčnímu poškození slinivky břišní se sníženou produkcí enzymů. Pokud je nedostatek elastázy 2 kvůli genetickému defektu, imunitní systém postiženého pacienta oslabena. To neustále vede k život ohrožujícím infekcím. V případě nedostatku inhibitorů elastázy, jako je alfa-1-antitrypsin nebo zvýšená aktivita elastázy v případě pneumonie, plíce funkce může být vážně omezena. Z dlouhodobého hlediska se z toho vyvine emfyzém. V případech genetických nedostatek alfa-1-antitrypsinuceloživotní substituce terapie s geneticky upraveným alfa-1-antitrypsinem.
