Abstrakt
Cholinesteráza (CHS) je sekreční enzym
syntetizovaný v játrech, její funkce v plazmě není přesně známa.
Katalyzuje hydrolytické štěpení různých esterů cholinu. Plazmatická koncentrace
CHS vypovídá o kapacitě fungujícího jaterního parenchymu a o míře jaterní
proteosyntézy. Klinicky významné je snížení katalytické koncentrace tohoto
enzymu, které se vyskytuje hlavně při těžkých hepatopatiích, proteinové
malnutrici nebo v hyperkatabolických stavech. Stanovení aktivity se
uplatňuje převážně při chronickém jaterním onemocnění, kdy monitorování změn
aktivity odráží vývoj onemocnění. Významná je také možnost inhibice
cholinesterázy některými léky nebo organofosfáty používanými jako pesticidy,
které stejným způsobem inhibují i příbuznou acetylcholinesterázu, nezbytnou při
přenosu nervového vzruchu na cholinergních synapsích. Aktivita plazmatické CHS
koreluje s aktivitou acetylcholinesterázy při intoxikaci těmito látkami.
U některých lidí se mohou vyskytovat různé genetické varianty CHS, které
mají nižší katalytickou schopnost. Tento fakt se může nepříznivě projevit po
aplikaci svalového relaxans sukcinylcholinu, používaného během narkózy, kdy
v případě nefunkční CHS dochází k prodloužení apnoe. Na zjištění
atypických forem plazmatické CHS se používá např. dibukainový nebo fluoridový
test.
Odkazy na
jiné relevantní dokumenty, další informace
Fyziologická
variabilita
Aktivita celkové CHS v plazmě
závisí na tělesné hmotnosti, výšce a na pohlaví (muži mají vyšší hodnoty).
Po narození zůstává aktivita CHS
několik týdnů nízká (asi 50 % aktivity dospělých), pak pomalu stoupá, dospělých
hodnot dosahuje ve věku 6 let, stabilizuje se v pubertě a zůstává
konstantní po zbytek života. Tyto změny aktivity CHS v závislosti na věku se
pohybují v rozmezí, které není klinicky významné.
Intraindividuální variabilita je asi
10 %, interindividuální variabilita je široká: 10 - 40 %.
Orální kontraceptiva obsahující
ethinylestradiol mohou vést ke snížení o 20 %.
Během těhotenství klesá aktivita CHS
v prvním trimestru o 20 - 30 % a na této nižší hodnotě přetrvává až do
porodu, po němž se za pár týdnů vrací
k normálu.
Postmenopauzální ženy mají hodnoty o
15 % vyšší.
Patofyziologické
mechanismy ovlivňující koncentraci
V plazmě se
stanovuje aktivita celkové CHS, která je hlavně jaterního původu. Patologické
jsou nižší hodnoty aktivity.
Snížené hodnoty aktivity CHS v plazmě
Příčinou může být porucha proteosyntézy (těžká hepatopatie, proteinová malnutrice), těžké onemocnění spojené s hyperkatabolismem, inhibice enzymu některými léky nebo organofosfáty, případně výskyt atypických genetických variant CHS.
poškození jater
- aktivita odpovídá kapacitě
fungujícího parenchymu, určí rozsah akutního difuzního onemocnění; snížení
odráží jednak inhibici syntézy jednak pokles počtu produkujících buněk
·
jaterní cirhóza - aktivita CHS < 40 µkat/l = jaterní onemocnění u
něhož je nejčastěji nalezen pokles CHS; ne vždy pokles CHS znamená výskyt
cirhózy, avšak normální hodnoty CHS cirhózu ve značné míře vylučují; CHS je
ukazatelem poklesu počtu fungujících buněk i mírou snížení hemoperfuze; snížení
přetrvává i když se normalizovala ALT a GGT (pokročilá cirhóza); velmi nízké
hodnoty (pod 30% celkové aktivity) jsou prognosticky špatným znamením
·
chronická aktivní hepatitida - nalézáme hodnoty < 40 µkat/l (dlouhotrvající
perzistující hepatitida a alkohol-toxická hepatitida nemívají výraznější
pokles); snižující se hodnoty svědčí pro přechod do cirhózy; nekomplikovaná
akutní virová hepatitida nevede k poklesu CHS
·
tumory v játrech (rozsáhlejší neoplazie) - hodnoty
aktivity < 50 µkat/l
·
akutní toxické poškození jater může způsobit až aktivity
< 10 µkat/l
- otravy organickými rozpouštědly, amanitiny (blokují proteosyntézu)
·
chronické městnání v játrech při srdeční
nedostatečnosti
proteinová malnutrice
·
chronické hladovění
těžká onemocnění spojená
s hyperkatabolismem - nejčastější příčina poklesu aktivity
CHS
·
těžké infekce
·
pooperační stavy
·
maligní onemocnění lymforetikulárního systému
·
kacinomy s i bez jaterních metastáz (nádorová
kachexie)
inhibice enzymu
·
intoxikace léky (např. fysostigmin, prostigmin, eserin,
Endoxan, Cyclosin, streptokinasa)
·
intoxikace organofosfáty (pesticidy nebo bojové chemické
látky; otrava thiofosfátovými insekticidy způsobí snížení pod 30 µkat/l); po
kompletní inhibici se aktivita CHS vrací k původním hodnotám po 30 až 40
dnech
atypické genetické varianty CHS
·
familiární idiopatická acholinesterázemie = dědičný
defekt, který je klinicky němý; po podání myorelaxans sukcinylcholinu hrozí
apnoická pauza (CHS nedokáže tuto látku dostatečně rychle odbourat)
Atypická varianta “silent” (SS) má
takřka úplné chybění enzymu.
další výskyt snížené aktivity
·
infarkt myokardu
·
těžké anemie (hypochromní anemie, perniciózní anemie)
·
dermatomyozitida (60 % případů)
·
urtikarie (50 % případů)
·
progresivní svalová dystrofie
·
ulcerativní kolitida
Zvýšené hodnoty aktivity CHS v plazmě
Jsou
daleko méně obvyklé než snížení, nemají diagnostický význam. Vyskytují se u
nemocných s vystupňovanou proteosyntézou.
·
nefrotický syndrom
·
ve
fázi úzdravy po hepatitidě
·
abúzus
alkoholu - v počáteční fázi může navodit zvýšenou syntézu
·
alkoholická
steatóza jater
·
icterus
juvenilis intermittens (Gilbertův-Meulengrachtův syndrom) - charakteristické je
mírné až střední zvýšení
·
diabetes mellitus (otylí pacienti) - nejčastější příčina
zvýšené aktivity CHS
·
hyperlipoproteinémie
·
pacienti
přecitlivělí na kurare (při narkóze)
·
konstituční
atopická neurodermatitida
·
psoriáza
·
u
atypické varianty E Cynthiana je CHS zvýšena až 3x
Přímé
následky abnormálních koncentrací
U osob s nízkou aktivitou celkové CHS v plazmě (genetické varianty enzymu, snížená syntéza při těžkém poškození jater) se může vyskytnout tzv. léky indukovaná postanestetická apnoe. Jako myorelaxans se při operacích používá sukcinylcholin (= sukcinyldicholin = suxamethonium). Tento analog acetylcholinu se váže na cholinergní receptory na nervosvalové ploténce a způsobí dlouhodobou depolarizaci svalového vlákna. Je tak zabráněno repolarizaci a tvorbě nového akčního potenciálu, sval je relaxován. Jelikož je sukcinylcholin za normálních okolností do 10 minut cholinesterázou odbourán, působí blokaci kosterních, a tedy i dýchacích, svalů jen krátkodobě. V případě nepřítomnosti funkční CHS se působení sukcinylcholinu na nervosvalové ploténce prodlužuje a apnoe může trvat mnohem déle. Současně dochází ke zvýšenému vyplavení K+ do krve, hrozí tak hyperkalemie a stoupá riziko vzniku srdečních arytmií.
U suspektních jedinců je třeba vyšetřit dibukainové nebo fluoridové číslo, které nás informuje o předpokládaném genotypu.
Referenční intervaly
|
věk |
aktivita v plazmě (µkat/l) |
|
do 42
dnů |
45 - 115 |
|
42 dnů
až 15 let |
50 - 170 |
|
ženy: 15
let až 99 let |
51 - 170 |
|
muži: 15
let až 99 let |
58 - 180 |
Interference
in-vivo
Omezení
stanovení
Náběr do skla nebo plastu,
jako protisrážlivý prostředek se používá EDTA nebo heparin. Po náběru okamžitě
centrifugovat a separovat.
Při podezření na
intoxikaci organofosfáty vzorek po odběru transportovat v ledové tříšti.
Hemolýza zvyšuje hodnoty
pokud je použit jako substrát acetylcholin (současně s plazmatickou CHS je
stanovena acetylcholinesteráza přítomná původně v erytrocytech); při
použití butyrylthiocholinu hemolýza nevadí.
Stabilita: 8 hodin při 20
- 25 °C, 1 týden při 4 - 8 °C, 1
rok při -20 °C
Použití ve
výpočtech a odvozených parametrech
Dibukainové číslo
Používá se
ke stanovení genetických variant CHS, aktivita normální CHS (UU) je inhibována
daleko více než aktivita atypických variant enzymu. Na stanovení se používá
metoda s benzoylcholinem, měří se aktivita CHS bez přídavku a s přídavkem
dibukainu (1 x 10-5 mol/l).
CHS inhibovaná
Dibukainové číslo = (1 -
-------------------------- )
x 100
Hodnocení:
|
genotyp |
dibukainové číslo |
|
homozygoti
UU (normální jedinci) |
> 65 |
|
heterozygoti
UA |
40 - 60 |
|
homozygoti
AA |
< 20 |
Používá se na stanovení genetických
variant CHS rezistentních k fluoridům, provedení je obdobou dibukainového
testu; fluorid se přidává v koncentraci 5 x 10-5 mol/l.
Znaky analytické metody
Referenční
metoda: IFCC/ECCLS. Doporučené rutinní metody stanovení: IFCC metoda pro 37 °C /ECCLS/ DGKCh 94 new (různá označení
pro stejnou metodu). Toleranční rozpětí EHK: 21%, CV % pro VKK: 7 %,
teoretické toleranční rozpětí: 17,8 %. Certifikovaný referenční materiál je
zatím nedostupný.
Metody stanovení aktivity celkové CHS
využívají jako substrát thioester cholinu. Zejména se používá
butyrylthiocholinjodid nebo méně často acetylthiocholinjodid. Jejich hydrolýzou
vzniká thiocholin, který lze stanovit chromogenní reakcí s činidlem dle
Ellmanové (kyselina dithio-bis-nitrobenzoová, DTNB) nebo 4,4´-dithiodipyridinem.
Butyrylthiocholinjodid je cholinesterázou štěpen na kyselinu máselnou a
thiocholinjodid, který reaguje s DTNB za vzniku žluté
5-merkapto-2-nitrobenzoové kyseliny. Měří se nárůst absorbance mezi 30. a 90.
sekundou při 405 - 410 nm. Analýza se provádí ve fosfátovém pufru o pH
7,7; reakce se startuje substrátem.
Při použití benzoylcholinu jako
substrátu (stanovení dibukainového čísla) se měří pokles absorbance
benzoylcholinu při 240 nm.
CHS může být stanovena také
imunochemickými metodami.
Použití
pro klinické účely
1.
Test na jaterní funkce
Stanovení
CHS příliš nepřispívá k diagnóze jaterního onemocnění, doporučuje se pouze
v kombinaci s ALT a GGT. V případě snížení aktivity CHS vlivem
jaterního poškození dochází současně ke snížení plazmatické koncentrace
albuminu (oba analyty jsou ukazatelé míry jaterní proteosyntézy). Díky velké
intra- a interindividuální variabilitě je obtížné získat informaci o jaterní
funkci pouze z jedné laboratorní hodnoty CHS. Výhodnější je monitorování
změn aktivity CHS u daného pacienta. Stálý pokles znamená zhoršování
jaterní funkce, vzestup aktivity je známkou zlepšení nebo úspěšné léčby.
Kombinované stanovení CHS a
albuminu (ALB) - použití k diferenciální diagnostice:
|
CHS |
ALB |
jaterní poškození |
diferenciální diagnóza |
|
↓ |
↓ |
ano (ALT ) |
jaterní cirhóza, chronická
aktivní hepatitida, virová hepatitida (1/3 případů) |
|
↓ |
↓ |
ne (ALT normální) |
deficit proteinů, těžká
onemocnění spojená s hyperkatabolismem |
|
↓ |
normální |
ne (ALT normální) |
inhibice CHS (např. pesticidy) |
|
|
↓ |
ne (ALT normální) |
těžké ztráty proteinů
ledvinami, např. nefrotický syndrom |
|
|
normální |
ne (ALT normální) |
hyperlipoproteinemie, diabetes
mellitus, atypická CHS - varianta Cynthia |
|
|
normální |
ano (ALT slabě ) |
steatóza jater, např. alkoholická |
|
normální |
normální |
ne (ALT normální) |
jaterní cirhóza může být do
značné míry vyloučena (prediktivní hodnota > 99 %) |
2.
Indikátor možné otravy
pesticidy
Stanovení aktivity CHS se
používá při podezření na otravu organofosfáty. Aktivita plazmatické cholinesterázy
slouží k detekci akutní otravy, zatímco aktivita acetylcholinesterázy
přítomné v erytrocytech je vhodná pro hodnocení dlouhotrvající, chronické
expozice organofosfátům.
Mezi organofosfáty inhibující
cholinesterázu patří mnoho organických pesticidů (např. parathion). Pracující
v zemědělství nebo v chemickém průmyslu mohou být vystaveni inhalaci
nebo kontaktu s těmito látkami. Pesticidy inhibují jak plazmatickou CHS, tak
acetylcholinesterázu na synapsích - stanovená aktivita CHS v plazmě
koreluje s inhibicí enzymu nezbytného při přenosu nervového vzruchu.
Příznaky akutní otravy jsou však dány výhradně inhibicí acetylcholinesterázy.
Aktivita plazmatické CHS klesá rychleji než aktivita
acetylcholinesterázy přítomné v erytrocytech (stejný enzym jako na
synapsích). Dříve než dojde k prvním příznakům otravy dochází k poklesu CHS o
40%. Teprve redukce aktivity o 80 % je spojena s vážným neuromuskulárním
postižením. Pokud aktivita poklesne na hodnoty blízké nule je nutné ošetření
enzymovými reaktivátory jako je pyridin-2-aldoxim, které reaktivují však pouze
acetylcholinesterázu. Aby mohl být z poklesu aktivity cholinesterázy určen
stupeň otravy, je třeba znát aktivitu enzymu před expozicí jedu. Z toho
důvodu se u pracovníků, kteří přicházejí do styku s organofosfáty,
stanovuje CHS preventivně.
Mezi klinické účinky inhibitorů cholinesterázy patří:
·
muskarinový
efekt: nauzea, zvracení, nadměrné vylučování slin, pocení, bronchokonstrikce
·
nikotinový
efekt: tachykardie, svalová fibrilace
·
vliv
na centrální nervový systém: bolest hlavy, ospalost
3.
Detekce pacientů
s atypickými formami CHS
·
před podáním myorelaxans sukcinylcholinového typu
-významné předoperační vyšetření u pacientů, kde se z anamnézy
předpokládá výskyt atypické varianty CHS
·
je-li při operaci zjištěna prodloužená apnoe
Literatura
Thomas, L.: Clinical Laboratory
Diagnostics: Use and Assessment of Clinical Laboratory Results.
TH-Books-Verl.-Ges., Frankfurt/Main, 1998. ISBN 3-9805215-4-0
ExPASy,
PROSITE [online]. Swiss Institute of Bioinformatics, Ženeva, Release 32,
srpen 2003 (cit. září 2003). Dostupné z URL http://us.expasy.org/prosite
Racek, J. et al: Klinická biochemie,
1. vydání. Galén, Praha, 1999. ISBN 80-7262-023-1. Karolinum, Praha, 1999. ISBN
80-7184-971-5 DOSLOVA
Masopust, J.: Klinická
biochemie. Požadování a hodnocení biochemických vyšetření. Karolinum, Praha,
1998. ISBN 80-7184-649-3
Schneiderka, P. a kol.: Kapitoly z klinické biochemie.
Karolinum, Praha, 2000. ISBN 80-246-0140-0
Chromý, V., Fischer, J.: Analytické
metody v klinické chemii. Masarykova univerzita, Brno, 2000. ISBN
80-210-2363-5
Friedecký, B.; Kratochvíla, J.:
Udělování certifikátu o úspěšnosti klinické laboratoře v systému externího
hodnocení kvality. Klin. Biochem. Metab., 9 (BCB 30), 2001, č. 2, s. 73‑77.
ISSN 1210-7921
Lüllmann, H.; Mohr, K.; Ziegler, A.;
Bieger, D.: Barevný atlas farmakologie - druhé, přepracované a doplněné vydání.
Grada Publishing, spol. s r.o., Praha, 2001. ISBN 80-7169-973-X
Autorské
poznámky
Vladimíra Kvasnicová (září 2003)