Cholinesterases (choline-estrases)

Cholinesterases zijn enzymeiwitten die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van neurotransmitters, d.w.z. stoffen die informatie tussen zenuwcellen doorgeven. Om deze reden zijn ze buitengewoon belangrijk voor het functioneren van het zenuwstelsel. De toxische eigenschappen van gevechtsgassen en insecticiden zijn gebaseerd op het blokkeren van de activiteit van cholinesterasen. Deze enzymen worden voornamelijk in de lever geproduceerd. Hun concentratie in het bloed kan de gezondheid en efficiëntie van dit orgaan aangeven. Welke rol spelen cholinesterasen in het lichaam? Wat kunnen de resultaten van onderzoek op het niveau van dit enzym aantonen?

Cholinesterases zijn anders choline-esterases. De door hen uitgevoerde reacties dienen om door ontleding met gebruik van water choline-esters te deactiveren. Sommige van de stoffen die ze afbreken, werken als neurotransmitters in het lichaam. Neurotransmitters zijn chemicaliën die van de ene zenuwcel naar de andere worden overgebracht om informatie te verzenden.

Een van de belangrijkste reacties die door cholinesterases worden gekatalyseerd, is de afbraak van acetylcholine in choline en azijnzuur. Deze stof behoort tot de neurotransmitters. De reactie die wordt uitgevoerd door choline-esterases dient om het cholinerge neuron in rusttoestand te brengen na een eerdere activering.

Een voorbeeld van een dergelijk proces is spiercontractie. Het wordt veroorzaakt door een neurotransmitter, acetylcholine, die vrijkomt in de neuromusculaire synaps. Als het nodig is om een ​​spier te ontspannen, is het nodig om acetylcholine te deactiveren. Het zijn de cholinesterases die deze neurotransmitter hydrolyseren die verantwoordelijk zijn voor het verloop van deze reactie.

Uiteindelijk ontspant de spier zich dankzij de werking van deze enzymen.Choline wordt uit de synaptische spleet opgenomen en terug naar de zenuwcel getransporteerd. Het kan weer worden omgezet in acetylcholine en vervolgens worden afgegeven aan de synaps, waardoor een nieuwe spiercontractie wordt veroorzaakt.

Een enzym dat behoort tot de groep van cholinesterases met een hoge specificiteit voor acetylcholine is acetylcholinesterase.

Cholinesterases - classificatie

Er zijn in principe twee soorten cholinesterasen:

• acetylcholinesterase, afgekort ACHE
• butyrylcholinesterase, afgekort als BCHE

Deze twee soorten cholinesterases verschillen in hun voorkeuren voor de reactanten die ze uitvoeren. Acetylcholinesterases hydrolyseren acetylcholine sneller dan andere choline-esters. Butyrylcholinesterases vertonen daarentegen een grotere selectiviteit voor butyrylcholine.

Acetylcholinesterase is voornamelijk gelokaliseerd in het bloed op het oppervlak van rode bloedcellen en in zenuwsynapsen, inclusief neuromusculaire.

Butyrylcholinesterases worden geproduceerd in de lever en worden voornamelijk in het plasma in het lichaam aangetroffen. De halfwaardetijd van deze vorm van enzym is 10 tot 14 dagen. Door de synthese van butyrylcholinesterase in de lever kan de concentratie van dit enzym verlaagd zijn bij patiënten met een gevorderde leverziekte.

Cholinesterase-remmers

Cholinesteraseremmers zijn stoffen die deze groep enzymen kunnen blokkeren. Chemische stoffen die van deze aard zijn, zijn neurotoxinen. Dit komt doordat ze de zenuwoverdracht in het cholinerge systeem verstoren. Symptomen van vergiftiging met cholinesteraseremmers zijn:

• overmatige speekselvloed
• waterige ogen
• spierkrampen
• psychische aandoening
• dood

Acetylcholinesteraseremmers zijn gevechtsgassen zoals sarin, soman en tabun. Populaire insecticiden, geclassificeerd als organofosfor- of carbamaatinsecticiden, hebben ook dit karakter van werking. Direct contact met deze stoffen kan levensbedreigend zijn.

Acetylcholinesterase is verantwoordelijk voor de ontspanning van spieren en organen na contractie veroorzaakt door acetylcholine dat vrijkomt in de synaps. Als gevolg van de werking van acetylcholinesteraseremmers wordt acetylcholine niet afgebroken en hoopt het zich op in de zenuwsynaps. Dit leidt tot een constante, onophoudelijke spiercontractie.

Sommige geneesmiddelen hebben het vermogen cholinesterases gedeeltelijk en reversibel te remmen. Een voorbeeld zijn benzodiazepinen zoals tamazepam. Geneesmiddelen voor de behandeling van dementie, zoals donepezil en galantamine, hebben ook de aard van acetylcholinesteraseremmers.

Acetylcholinesteraseremmers zijn nuttig bij het omkeren van de verlamming veroorzaakt door medische anesthesie. Ze worden ook gebruikt om myasthenia gravis, glaucoom en de ziekte van Alzheimer te behandelen.

Cholinesterase - toepassing in diagnostiek

Het niveau van cholinesterases in het lichaam wordt gebruikt bij verschillende soorten diagnostische tests.

Vruchtwaterpeil van acetocholinesterase tijdens de zwangerschap: de aanwezigheid ervan kan wijzen op misvormingen van de foetus. Geeft schade aan de neurale buis aan. Het resultaat is een indicatie voor verder onderzoek.

Testen van het niveau van cholinesterase als een marker van leverefficiëntie: verlaagde niveaus van cholinesterase worden waargenomen bij ernstige leverschade. De test wordt voornamelijk gebruikt om pesticidenvergiftiging en ziekten vast te stellen.

De verlaging van de bloedspiegels van cholinesterases treedt op in het geval van:

• levercirrose
• hepatitis
• neoplastische ziekte met levermetastasen
• bij gebruik van hormonale anticonceptie
• bij ondervoeding
• bij chronisch hartfalen
• bij een acuut myocardinfarct

Literatuur:

1. Colović MB, Krstić DZ, Lazarević-Pašti TD, Bondžić AM, Vasić VM (mei 2013). ‘Acetylcholinesterase-remmers: farmacologie en toxicologie’. Huidige neurofarmacologie. Bentham Science Publishers Ltd. 11 (3): 315-35
2. Wang R, Tang XC (2005). "Neuroprotectieve effecten van huperzine A. Een natuurlijke cholinesteraseremmer voor de behandeling van de ziekte van Alzheimer". Neuro-signalen. 14 (1-2): 71-82.
3. Whittaker M (1980). Plasma cholinesterase varianten en de anesthesist. Anesthesie. 35 (2): 174-197
4. Test-ID: ACHE. Acetylcholinesterase, vruchtwater (AChE-AF), vruchtwater, www.mayomedicallaboratories.com
5. Acetylcholine (DB03128) - informatie over de werkzame stof (.). DrugBank.
6. Cholinesterase-medicijn. med. Katarzyna Jamruszkiewicz, mp.pl

Over de auteur

Sara Janowska, MA PhD-student van interdisciplinaire doctoraatsstudies op het gebied van farmaceutische en biomedische wetenschappen aan de Medische Universiteit van Lublin en het Instituut voor Biotechnologie in Białystok. Afgestudeerd in farmaceutische studies aan de Medische Universiteit van Lublin met een specialisatie in Plantengeneeskunde. Ze behaalde een masterdiploma ter verdediging van een proefschrift op het gebied van farmaceutische plantkunde over de antioxiderende eigenschappen van extracten verkregen uit twintig soorten mossen. Momenteel houdt hij zich in zijn onderzoekswerk bezig met de synthese van nieuwe antikankersubstanties en de studie van hun eigenschappen op kankercellijnen. Twee jaar lang werkte ze als apotheker in een open apotheek.

Lees meer artikelen van deze auteur