Elastases vertegenwoordigen een groep proteasen die nauw verwant zijn aan de enzymen trypsine en chymotrypsine. Ze behoren tot de serineproteasen. Negen enzymen behorende tot de elastasen zijn tot op heden 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 worden niet afgebroken eiwitten en polypeptideketens stap voor stap, maar splitsen ze op specifieke wijze aminozuren en karakteristieke aminozuursequenties. Het eiwit wordt afgebroken in de peptideketen. Het effect van elastases is niet specifiek. Endogeen dus eiwitten kan ook worden afgebroken uit elastine. Daarom is het effect hiervan enzymen moet worden beperkt door elastase-remmers. Onder de elastasen worden twee vormen onderscheiden. Er zijn dus pancreaselastasen en granulocytelastasen. Zoals de naam al aangeeft, worden pancreaselastasen (elastase 1) uitgescheiden door de pancreas. Granulocyte-elastase (elastase 2) wordt aangetroffen in neutrofielen granulocyten Een tekort aan elastase 1 in de ontlasting wordt als bewijs beschouwd pancreasinsufficiëntie.
Functie, effecten en rollen
Elastasen functioneren om peptidebindingen te splitsen eiwitten of polypeptideketens. Dit resulteert in de vorming van kleinere of enkele peptideketens aminozuren 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 het dunne darm, wordt omgezet in de actieve vorm door de actie van trypsine Bij dit proces wordt een gedeeltelijke ketting afgesplitst van het zymogeen. Vooral Elastase 1 splitst het vezelige eiwit elastine. Elastine is een onderdeel van de bindweefsel van de longen, bloed schepen en huid De belangrijkste functie in het organisme is om ondersteuning te bieden. Elastine geeft vorm en ondersteuning aan organen. Omdat het eiwitnetwerken vormt via knooppunten van vier lysine moleculen, kan het niet worden afgebroken door veel proteasen. Elastase 1 heeft echter de mogelijkheid om dit te doen. Elastine componenten uit voeding worden afgebroken en kunnen zo verder afgebroken worden aminozuren Helaas is de werking van elastase niet specifiek, zodat het ook de eigen elastinestructuren van het lichaam kan aantasten. Voor dit doel vormt het lichaam elastine-remmende eiwitten die het destructieve effect van elastine kunnen beheersen. Deze eiwitten omvatten α1-antitrypsine, alfa-2-macroglobuline of elafine. De tweede groep elastasen vertegenwoordigt granulocytelastase als ELA-2. Hun functie is om gefagocyteerde micro-organismen af te breken als onderdeel van een immuunrespons op infectie. Ze werken echter ook niet-specifiek en tasten de eigen elastine van het lichaam aan. Als het effect van elastase-remmende eiwitten in het proces wordt beperkt, kan dit leiden tot de vernietiging van long weefsel met onder andere de vorming van emfyseem.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
In het menselijk organisme zijn elastasen, ongeacht hun syntheseplaats, belangrijke ondersteuners van de immuunsysteem bij het bestrijden van Gram-negatief kiemen in de spijsverteringskanaal, in de longen, enzovoort wonden In dit proces splitsen ze de overeenkomstige eiwitten aan de carboxyzijde van hydrofobe amino zuren, waaronder valine, glycine en alanine Zoals eerder vermeld, is hun effect echter altijd niet-specifiek. Het menselijk lichaam metaboliseert dagelijks ongeveer 500 milligram elastase. Elastase wordt niet afgebroken in het lichaam. Het wordt onveranderd uitgescheiden in de ontlasting. De uitgescheiden hoeveelheid in de ontlasting kan worden gebruikt om de functie van de alvleesklier Het is waar dat chymotrypsine ook met de ontlasting wordt uitgescheiden. De bepaling van elastase kan echter duidelijker worden gebruikt voor diagnostische doeleinden. Normale elastase concentratie is minstens 200 microgram per gram ontlasting.
Ziekten en aandoeningen
Een te laag ontlastingelastase-niveau geeft aan pancreasinsufficiëntie Als het niveau tussen 100 en 200 microgram per gram ontlasting ligt, is het een milde tot matige pancreasstoornis. Waarden onder 100 microgram duiden op ernstig pancreasinsufficiëntie De detectie van elastase in de ontlasting is een kenmerkend diagnostisch kenmerk van pancreasinsufficiëntie, dit is het exocriene functie van de alvleesklier. Insuline de productie wordt mogelijk niet beïnvloed. Bij pancreasinsufficiëntie, te weinig spijsverteringsenzymen worden afgescheiden. 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 ziekteverwekkers bacteriën De ziekmakende kiemen kan alleen gedijen als er nog voldoende onverteerde voedingsbestanddelen aanwezig zijn. Verrotting en fermentatieprocessen ontwikkelen zich, leidend tot meteorisme, diarree en buikpijn. Omdat vetten ook niet meer worden afgebroken, kan vette ontlasting ontstaan. De oorzaak van pancreas hypofunctie kan te wijten zijn aan acuut of chronisch pancreatitis. Pancreatitis is meestal het resultaat van zelfvertering van een deel van de alvleesklier als gevolg van niet-uitstroom van spijsverteringssappen. De pancreasuitlaat kan worden vernauwd door tumoren of galstenen Obstructie van de uitstroom door misvormingen is ook mogelijk. Langdurig chronisch pancreatitis leidt tot langdurige functionele beschadiging van de alvleesklier met verminderde enzymproductie. Als er een elastase 2-tekort is als gevolg van een genetisch defect, kan de immuunsysteem van de getroffen patiënt is verzwakt. Dit leidt voortdurend tot levensbedreigende infecties. In het geval van een tekort aan elastase-remmers zoals alfa-1-antitrypsine of verhoogde activiteit van elastase in het geval van longontsteking, long functie kan ernstig worden beperkt. Dit ontwikkelt zich op lange termijn tot emfyseem. In gevallen van genetisch alfa-1-antitrypsinedeficiëntielevenslange vervanging therapie met genetisch gemanipuleerde alfa-1-antitrypsine wordt gegeven.
