Elastázy predstavujú skupinu proteáz úzko príbuzných s enzýmy trypsín a chymotrypsín. Patria k serínovým proteázam. Deväť enzýmy patriace k elastázam sú pre ľudský organizmus známe.
Čo sú to elastázy?
Elastázy sú nešpecifické proteázy, ktoré sa nachádzajú vo všetkých živočíšnych a ľudských organizmoch. Názov pochádza zo skutočnosti, že okrem iného sú schopné odbúravať vlastný elastín v tele. Elastázy patria k serínovým proteázam. Ich aktívne centrum obsahuje takzvanú katalytickú triádu kyselina asparágová, serín a histidín. Ďalej patria elastázy tiež k endoproteázam. Nedegradujú proteíny a polypeptidové reťazce krok za krokom, ale štiepia ich špecificky aminokyseliny a charakteristické aminokyselinové sekvencie. Proteín je rozložený v peptidovom reťazci. Účinok elastáz nie je konkrétny. Teda endogénne proteíny sa môžu štiepiť aj z elastínu. Preto je účinok týchto enzýmy musia byť obmedzené inhibítormi elastázy. Medzi elastázami sa rozlišujú dve formy. Existujú teda pankreatické elastázy a granulocytové elastázy. Ako už z názvu vyplýva, pankreatické elastázy (elastáza 1) sa vylučujú z pankreasu. Granulocytová elastáza (elastáza 2) sa nachádza v neutrofilné granulocyty. Nedostatok elastázy 1 v stolici sa považuje za dôkaz pankreatická nedostatočnosť.
Funkcia, efekty a úlohy
Elastázy fungujú tak, že štiepia peptidové väzby proteíny alebo polypeptidové reťazce. To má za následok tvorbu menších peptidových reťazcov alebo jednoduchých aminokyseliny. Pankreatická elastáza pomáha proteázam trypsín a chymotrypsín pri štiepení bielkovín v strave. Vytvára sa v pankrease ako neaktívny proenzým (zymogén) a po uvoľnení do tenké črevo, sa prevedie do aktívnej formy pôsobením trypsín. V tomto procese sa čiastočný reťazec odštiepi od zymogénu. Najmä elastáza 1 štiepi vláknitý proteínový elastín. Elastín je súčasťou spojivové tkanivo pľúc, krv plavidlá a koža. Jeho hlavnou funkciou v organizme je poskytovať podporu. Elastín dodáva tvar a podporu orgánom. Pretože tvorí proteínové siete spojením štyroch lyzín molekuly, nemôže byť degradovaný mnohými proteázami. Elastáza 1 to však má schopnosť. Elastínové zložky z potravy sa štiepia a môžu sa tak ďalej degradovať na aminokyseliny. Účinok elastázy je bohužiaľ nešpecifický, takže môže napádať aj vlastné elastínové štruktúry tela. Za týmto účelom telo vytvára proteíny inhibujúce elastín, ktoré môžu riadiť deštruktívny účinok elastínu. Tieto proteíny zahŕňajú al-antitrypsín, alfa-1-makroglobulín alebo elafin. Druhá skupina elastáz predstavuje granulocytovú elastázu ako ELA-2. Ich funkciou je odbúravanie fagocytovaných mikroorganizmov ako súčasť imunitnej odpovede na infekciu. Pôsobia však tiež nešpecificky a útočia na vlastný elastín v tele. Ak je účinok proteínov inhibujúcich elastázu v procese obmedzený, je to možné viesť na zničenie pľúca tkanivo okrem iného s tvorbou emfyzému.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
V ľudskom organizme sú elastázy, bez ohľadu na miesto ich syntézy, dôležitými podporovateľmi imunitný systém v boji proti gramnegatívnym klíčky v tráviaci trakt, v pľúcach a ďalej rany. V tomto procese štiepia zodpovedajúce proteíny na karboxylovej strane hydrofóbneho amínu kyseliny, ktoré zahŕňajú valín, glycín a alanín. Ako však už bolo uvedené, ich účinok je vždy nešpecifický. Ľudské telo metabolizuje približne 500 miligramov elastázy denne. Elastáza sa v tele nerozkladá. Vylučuje sa nezmenený stolicou. Vylúčené množstvo v stolici sa môže použiť na testovanie funkcia pankreasu. Je pravda, že chymotrypsín sa vylučuje aj stolicou. Stanovenie elastázy sa však môže použiť jasnejšie na diagnostické účely. Normálna elastáza koncentrácie je najmenej 200 mikrogramov na gram stolice.
Choroby a poruchy
Príliš nízka hladina elastázy v stolici naznačuje pankreatická nedostatočnosť. Ak je hladina medzi 100 a 200 mikrogramami na gram výkalov, ide o ľahkú až stredne ťažkú dysfunkciu pankreasu. Hodnoty pod 100 mikrogramov naznačujú závažné pankreatická nedostatočnosť. Detekcia elastázy v stolici je charakteristickým diagnostickým znakom nedostatočnosti pankreasu. Toto je exokrinný funkcia pankreasu. Inzulín výroba nemusí byť ovplyvnená. Pri pankreatickej nedostatočnosti príliš málo tráviace enzýmy sú vylučované. To platí pre proteázy, ako aj lipázy a amylázy. Mnoho zložiek potravy sa nestrávené dostane do hrubého čreva, kde sa ďalej patogénne štiepi baktérie. Patogénne klíčky môže prosperovať, iba ak je stále prítomný dostatok nestrávených zložiek potravy. Vyvíjajú sa procesy hniloby a fermentácie, ktoré vedú k meteorizmu, hnačka a brušné ťažkosti. Pretože sa tuky tiež už nerozkladajú, môže sa vyvinúť mastná stolica. Príčina hypofunkcia pankreasu môžu byť akútne alebo chronické zápal pankreasu. Zápal pankreasu je zvyčajne výsledkom samostrávenia časti pankreasu v dôsledku neodtoku tráviacich štiav. Vývod pankreasu môže byť zúžený v dôsledku nádorov resp žlčové kamene. Je tiež možná prekážka odtoku v dôsledku malformácií. Predĺžený chronický zápal pankreasu vedie k dlhodobému funkčnému poškodeniu pankreasu so zníženou tvorbou enzýmov. Ak je nedostatok elastázy 2 v dôsledku genetického defektu, potom imunitný systém postihnutého pacienta oslabená. To neustále vedie k život ohrozujúcim infekciám. V prípade nedostatku inhibítorov elastázy ako napr alfa-1-antitrypsín alebo zvýšená aktivita elastázy v prípade pneumónia, pľúca funkcia môže byť vážne obmedzená. Z dlhodobého hľadiska sa z toho vyvinie emfyzém. V prípadoch genetických nedostatok alfa-1-antitrypsínu, doživotná substitúcia terapie s geneticky upraveným alfa-1-antitrypsínom.
