Elastasen

Elastasen vertegenwoordigen een groep proteasen die nauw verwant zijn aan de enzymen trypsine en chymotrypsine. Ze behoren tot de serineproteasen. Tot nu toe zijn er negen enzymen die tot de elastases behoren bekend voor het menselijk organisme.

Wat zijn elastases?

Elastases zijn niet-specifieke proteasen die in alle dierlijke en menselijke organismen voorkomen. De naam komt van het feit dat ze onder andere het eigen elastine van het lichaam kunnen afbreken. De elastases behoren tot de serineproteasen.

Hun actieve centrum bevat de zogenaamde katalytische triade van asparaginezuur, serine en histidine. Verder behoren de elastases ook tot de endoproteasen. Ze breken de eiwitten en polypeptideketens niet stap voor stap af, maar splitsen ze op bepaalde aminozuren en karakteristieke aminozuursequenties. Het eiwit wordt afgebroken in de peptideketen. Het effect van de elastases is niet specifiek. Op deze manier kunnen ook de lichaamseigen eiwitten uit elastine worden afgebroken. Daarom moet het effect van deze enzymen worden beperkt door elastase-remmers. Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee soorten elastasen.

Er zijn pancreaselastasen en granulocytenelastasen. Zoals de naam suggereert, worden pancreaselastasen (elastase 1) uitgescheiden door de alvleesklier. Granulocyt-elastase (elastase 2) bevindt zich in de neutrofiele granulocyten. Een tekort aan elastase 1 in de ontlasting wordt beschouwd als een bewijs van pancreasinsufficiëntie.

Functie, effect en taken

Elastasen hebben de taak peptidebindingen in eiwitten of polypeptideketens te verbreken. Daarbij worden kleinere peptideketens of individuele aminozuren gevormd. Het pancreaselastase ondersteunt de proteasen trypsine en chymotrypsine bij het afbreken van voedingseiwitten.

Het wordt in de alvleesklier gevormd als een inactief pro-enzym (zymogeen) en wordt na afgifte in de dunne darm omgezet in de actieve vorm door de werking van trypsine. Een gedeeltelijke ketting wordt afgesplitst van het zymogeen. Elastase 1 breekt met name het vezeleiwit elastine af. Elastine maakt deel uit van het bindweefsel van de longen, bloedvaten en huid. Het heeft voornamelijk een ondersteunende functie in het organisme. Elastine geeft de organen vorm en ondersteuning. Omdat het eiwitnetwerken vormt door de aggregatie van vier lysinemoleculen, kan het niet door veel proteasen worden afgebroken. Elastase 1 heeft echter de mogelijkheid om dit te doen. Elastine-componenten uit voeding worden afgebroken en kunnen verder worden verwerkt en afgebroken tot aminozuren.

Helaas is het effect van elastase niet specifiek, zodat het ook de eigen elastinestructuren van het lichaam kan aantasten. Om dit te doen, maakt het lichaam elastine-remmende eiwitten aan die de destructieve effecten van elastine kunnen beheersen. Deze eiwitten omvatten α1-antitrypsine, alfa-2-macroglobuline of elafine. De tweede groep elastasen wordt weergegeven als ELA-2, het granulocytelastase. Het is hun taak om gefagocyteerde micro-organismen af ​​te breken als onderdeel van een immuunrespons op infecties. Ze hebben echter ook een niet-specifieke werking en tasten het eigen elastine van het lichaam aan. Als het effect van de elastase-remmer-eiwitten wordt beperkt, kan longweefsel worden vernietigd, met de vorming van emfyseem.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Ongeacht waar ze worden gesynthetiseerd, zijn elastasen belangrijke ondersteuners van het immuunsysteem in de strijd tegen gramnegatieve ziektekiemen in het spijsverteringskanaal, in de longen en op wonden. Daarbij splitsen ze de overeenkomstige eiwitten aan de carboxyzijde van hydrofobe aminozuren, waaronder valine, glycine en alanine. Zoals eerder vermeld, is hun effect echter altijd niet specifiek.

Het menselijk lichaam gebruikt dagelijks ongeveer 500 milligram elastase. Elastase wordt niet afgebroken in het lichaam. Het wordt onveranderd uitgescheiden in de ontlasting. De functie van de alvleesklier kan worden gecontroleerd aan de hand van de hoeveelheid die in de ontlasting wordt uitgescheiden. Chymotrypsine wordt ook met de feces uitgescheiden. De bepaling van elastase kan echter duidelijker worden gebruikt voor diagnostische doeleinden. De normale concentratie elastase is minstens 200 microgram per gram ontlasting.

Ziekten en aandoeningen

Als het elastasegehalte in de ontlasting te laag is, duidt dit op pancreasinsufficiëntie. Als de waarde tussen de 100 en 200 microgram per gram ontlasting ligt, is er sprake van een milde tot matige disfunctie van de alvleesklier.

Ernstige pancreasinsufficiëntie is aanwezig bij waarden lager dan 100 microgram. De detectie van elastase in de ontlasting is een kenmerkend diagnostisch kenmerk van een onderactieve pancreas. Dit is de exocriene functie van de alvleesklier. De vorming van insuline kan niet worden beïnvloed. Bij pancreasinsufficiëntie worden te weinig verteringsenzymen uitgescheiden. Dit geldt zowel voor proteasen als voor lipasen en amylasen. Veel voedingsbestanddelen komen onverteerd in de dikke darm terecht, waar ze verder worden afgebroken door pathogene bacteriën. De ziekteverwekkende kiemen kunnen alleen gedijen als er nog voldoende onverteerde voedingsbestanddelen zijn. Er ontstaan ​​verrotting en fermentatieprocessen die leiden tot meteorisme, diarree en buikklachten.

Omdat vetten niet langer worden afgebroken, kan vette ontlasting optreden. De oorzaak van de onderactieve alvleesklier kan te wijten zijn aan acute of chronische pancreatitis. Pancreatitis is meestal het gevolg van de zelfvertering van een deel van de alvleesklier door niet-drainerende spijsverteringssappen. De pancreasuitlaat kan worden versmald door tumoren of galstenen. Drainagestoornissen door misvormingen zijn ook mogelijk. Langdurige chronische pancreatitis leidt tot een verminderde functie van de alvleesklier met verminderde enzymproductie. Als er een elastase-deficiëntie van elastase 2 is als gevolg van een genetisch defect, is het immuunsysteem van de getroffen patiënt verzwakt. Levensbedreigende infecties komen voortdurend voor.

Als er een gebrek is aan elastase-remmers zoals alfa-1-antitrypsine of een verhoogde activiteit van elastase bij longontsteking, kan de longfunctie ernstig worden beperkt. Op de lange termijn ontwikkelt zich hieruit longemfyseem. In het geval van genetische alfa-1-antitrypsinedeficiëntie wordt levenslange substitutietherapie met genetisch gemanipuleerde alfa-1-antitrypsine gebruikt.