Koliinesteraasid (koliini estraasid)

Koliinesteraasid on ensüümvalgud, mis vastutavad neurotransmitterite lagunemise eest, st ained, mis edastavad teavet närvirakkude vahel. Sel põhjusel on need närvisüsteemi toimimiseks äärmiselt olulised. Võitlusgaaside ja insektitsiidide toksilised omadused põhinevad koliinesteraaside aktiivsuse blokeerimisel. Neid ensüüme toodetakse peamiselt maksas. Nende kontsentratsioon veres võib viidata selle elundi tervisele ja efektiivsusele. Millist rolli mängivad koliinesteraasid kehas? Mida võivad selle ensüümi taseme uuringute tulemused näidata?

Koliinesteraasid on muidu koliini esteraasid. Nende läbi viidud reaktsioonid deaktiveerivad koliini estrite lagundamise teel vee kasutamisega. Mõned ained, mida nad lagundavad, toimivad kehas neurotransmitteritena. Neurotransmitterid on kemikaalid, mis kanduvad teabe saatmiseks ühest närvirakust teise.

Üks olulisi koliinesteraaside poolt katalüüsitud reaktsioone on atsetüülkoliini lagundamine koliiniks ja äädikhappeks. See aine kuulub neurotransmitterite hulka. Koliini esteraaside poolt läbi viidud reaktsioon viib kolinergilise neuroni pärast varasemat aktiveerimist puhkeseisundisse.

Sellise protsessi näiteks on lihaste kokkutõmbumine. Selle põhjustab neuromuskulaarne sünapsis vabanev neurotransmitter atsetüülkoliin. Kui on vaja lihaseid lõdvestada, on vaja atsetüülkoliin deaktiveerida. Selle neurotransmitteri hüdrolüüsivad koliinesteraasid on vastutavad selle reaktsiooni kulgu eest.

Lõppkokkuvõttes tänu nende ensüümide toimele lihas lõdvestub.Koliin võetakse sünaptilisest lõhest üles ja transporditakse tagasi närvirakku. Selle saab muuta tagasi atsetüülkoliiniks ja seejärel vabastada sünapsi, käivitades seeläbi teise lihase kokkutõmbumise.

Atsetüülkoliini kõrge spetsiifilisusega koliinesteraaside rühma kuuluv ensüüm on atsetüülkoliinesteraas.

Koliinesteraasid - klassifikatsioon

Koliinesteraase on põhimõtteliselt kahte tüüpi:

• atsetüülkoliinesteraas, lühendatult ACHE
• butürüülkoliinesteraas, lühendatult BCHE

Need kaks koliinesteraasitüüpi erinevad nende eelistuste suhtes reaktantide suhtes, mida nad teostavad. Atsetüülkoliinesteraasid hüdrolüüsivad atsetüülkoliini kiiremini kui teised koliinestrid. Butürüülkoliinesteraasid näitavad seevastu suuremat selektiivsust butürüülkoliini suhtes.

Atsetüülkoliinesteraas lokaliseerub peamiselt veres punaste vereliblede pinnal ja närvide sünapsides, sealhulgas neuromuskulaarsetes.

Butürüülkoliinesteraase toodetakse maksas ja neid leidub peamiselt organismi plasmas. Selle ensüümi vormi poolväärtusaeg on 10 kuni 14 päeva. Butürüülkoliinesteraasi sünteesi tõttu maksas võib selle ensüümi kontsentratsioon vähenenud kaugelearenenud maksahaigusega patsientidel väheneda.

Koliinesteraasi inhibiitorid

Koliinesteraasi inhibiitorid on ained, mis võivad seda ensüümide rühma blokeerida. Sellist laadi kemikaalid on neurotoksiinid. Seda seetõttu, et nad häirivad kolinergilise süsteemi närviülekannet. Kolinesteraasi inhibiitoritega mürgituse sümptomid on:

• liigne süljeeritus
• vesised silmad
• lihaskrambid
• vaimsed häired
• surm

Atsetüülkoliinesteraasi inhibiitorid on võitlusgaasid nagu sariin, soman ja tabun. Sellised toimemärgid on ka populaarsetel putukamürkidel, mis on klassifitseeritud fosfororgaanilisteks või karbamaatseteks insektitsiidideks. Otsene kokkupuude nende ainetega võib olla eluohtlik.

Atsetüülkoliinesteraas vastutab lihaste ja elundite lõdvestumise eest pärast sünapsi sattunud atsetüülkoliini põhjustatud kokkutõmbumist. Atsetüülkoliinesteraasi inhibiitorite toimel atsetüülkoliin ei lagune ja akumuleerub närvisünapsis. See viib pideva, lakkamatu lihase kontraktsioonini.

Mõnel ravimil on võime pärssida osaliselt ja pöörduvalt koliinesteraase. Näitena võib tuua bensodiasepiinid nagu tamasepaam. Dementsuse raviks kasutatavatel ravimitel, nagu donepesiil ja galantamiin, on samuti atsetüülkoliinesteraasi inhibiitorite olemus.

Atsetüülkoliinesteraasi inhibiitorid on kasulikud meditsiinilise anesteesia põhjustatud halvatusest kõrvaldamiseks. Neid kasutatakse ka müasteenia, glaukoomi ja Alzheimeri tõve raviks.

Koliinesteraas - rakendus diagnostikas

Koliinesteraaside taset kehas kasutatakse erinevat tüüpi diagnostilistes testides.

Atsetokolinesteraasi lootevedeliku tase raseduse ajal: selle olemasolu võib viidata loote väärarengutele. Näitab närvitoru kahjustusi. Tulemus on viide edasistele uuringutele.

Koliinesteraasi taseme testimine maksa efektiivsuse markerina: raske maksakahjustuse korral täheldatakse koliinesteraasi taseme langust. Testi kasutatakse peamiselt pestitsiidimürgituse ja haiguste diagnoosimiseks.

Koliinesteraaside taseme langetamine veres toimub siis, kui:

• maksatsirroos
• hepatiit
• neoplastiline haigus koos maksa metastaasidega
• hormonaalsete rasestumisvastaste vahendite kasutamisel
• alatoitumuse korral
• kroonilise südamepuudulikkuse korral
• ägeda müokardiinfarkti korral

Kirjandus:

1. Colović MB, Krstić DZ, Lazarević-Pašti TD, Bondžić AM, Vasić VM (mai 2013). "Atsetüülkoliinesteraasi inhibiitorid: farmakoloogia ja toksikoloogia". Praegune neurofarmakoloogia. Bentham Science Publishers Ltd., 11 (3): 315-35
2. Wang R, Tang XC (2005). "Hupersiini A. neuroprotektiivne toime. Looduslik koliinesteraasi inhibiitor Alzheimeri tõve raviks". Neurosignaalid. 14 (1–2): 71–82.
3. Whittaker M (1980). "Plasmakoliinesteraasi variandid ja anestesioloog". Anesteesia. 35 (2): 174–197
4. Testi ID: ACHE. Atsetüülkoliinesteraas, lootevedelik (AChE-AF), lootevesi, www.mayomedicallaboratories.com
5. Atsetüülkoliin (DB03128) - teave toimeaine kohta (.). DrugBank.
6. Koliinesteraasi ravim. med Katarzyna Jamruszkiewicz, mp.pl

Autori kohta

Sara Janowska, Lublini Meditsiiniülikooli ja Białystoki Biotehnoloogia Instituudi farmaatsia- ja biomeditsiiniteaduste valdkonna interdistsiplinaarsete doktoriõpingute magistrant. Lublini Meditsiiniülikooli farmaatsiaõppe lõpetanud taimeraviosakond. Ta omandas magistrikraadi, kaitstes lõputööd farmatseutilise botaanika alal kahekümnest samblaliigist saadud ekstraktide antioksüdantsete omaduste kohta. Praegu tegeleb ta oma uurimistöös uute vähivastaste ainete sünteesiga ja nende omaduste uurimisega vähirakkude liinidel. Kaks aastat töötas ta avatud apteegis farmaatsiamagistrina.

Loe veel selle autori artikleid