4.17. Холінестераза

У тканинах людини знайдені два різні ферменти цього типу: ацетилхолінестераза («істинна» холінестераза, ацетилгідролаза ацетилхоліну, ацетилхолінгідролаза; АХЕ; КФ 3.1.1.7), яка переважно міститься в нервовій тканині, скелетних м’язах і в низькій концентрації в еритроцитах; і сироваткова, або псевдохолінестераза (холінестераза, ацилгідролаза ацилхолінів, ХЕ; КФ 3.1.1.8), яка значно поширена, наявна в печінці, підшлунковій залозі, секретується печінкою у кров разом із альбуміном.

АХЕ – в основному мембранозв’язаний фермент, тоді як ХЕ – цитоплазматичний.

АХЕ є ферментом, що каталізує реакцію гідролізу ацетилхоліну, тоді як ХЕ сироватки крові здатна розщеплювати набагато більшу кількість субстратів, зокрема й бутирилхолін (причому в два рази швидше, ніж ацетилхолін). Показано, що ацетилхолін зв’язується з ацетилхолінестеразою приблизно в 30 разів ефективніше, ніж із псевдохолінестеразою.

АХЕ безпосередньо стосується проведення нервового імпульсу. Ацетилхолін, що виділяється з везикул через пресинаптичну мембрану (проникність якої підвищується внаслідок деполяризації, що викликана поширенням по нервовому провіднику «потенціалу дії»), опинившись у синаптичній щілині, здійснює характерний вплив на постсинаптичну мембрану, викликаючи її деполяризацію і зароджуючи тим самим нервовий імпульс, що поширюється по аксону нервової клітини у вигляді «потенціалу дії». При руйнуванні ацетилхоліну ацетилхолінестеразою досягається реполяризація постсинаптичної мембрани, що створює умови для виникнення і продовження актів поширення нервового імпульсу.

Система «ацетилхолін-холінестераза» бере участь у регуляції збудливості та скоротливості гладкого та серцевого м’язів, у здійсненні процесів активного і пасивного перенесення іонів через мембрани еритроцитів і скелетних м’язів. Функцією еритроцитарної АХЕ є участь у проникності через мембрану еритроцитів іонів калію.

Визначення активності ХЕ в сироватці становить найбільший інтерес для діагностики отруєнь фосфорорганічними речовинами й інсектицидами і як показник стану білково-синтезуючої функції печінки та для виявлення атипових варіантів ферменту (дибукаїн-резистентна форма).

Отруєння фосфорорганічними речовинами й інсектицидами супроводжується вираженим зниженням активності ХЕ. Активність ферменту найбільш різко знижується при тяжких хронічних захворюваннях печінки, особливо при цирозі. Значне зниження активності ХЕ спостерігається при бластоматозних ураженнях печінки. На початкових стадіях обтураційної жовтяниці зниження активності ХЕ спостерігається дуже рідко.

Яскравим проявом зниження білково-синтетичної функції печінки у хворих на вірусний гепатит при розвитку гострої печінкової недостатності є різке зниження активності ХЕ; при цьому ступінь зниження активності ферменту обернено пропорційний тяжкості перебігу захворювання. Найнижчі показники відмічаються у хворих за декілька днів до розвитку печінкової коми. Проте тривалий період напіврозпаду сироваткової ХЕ (7–10 діб) знижує її діагностичну цінність при печінковій недостатності.

При інфаркті міокарда різке падіння активності ХЕ відзначають до кінця першої доби захворювання; воно зумовлене шоком, який призводить до тяжкого ушкодження печінки. Останнім часом дослідження цього ферменту широко використовується для контролю за застосуванням релаксантів у хірургічній практиці. Курареподібні речовини (дитилін, сукцинілхолін), що застовуються в хірургії для розслаблення м’язів, як правило, швидко руйнуються, переважно холінестеразою сироватки. Тяжкі наслідки застосування цих засобів (тривале апное, холінергічний шок) можливі як при набутій недостатності ХЕ (частіше при хронічних захворюваннях печінки), так і при вродженому дефекті ферменту.

Таким чином, зниження значень псевдохолінестерази спостерігається при печінкових патологіях: цироз, гепатит, метастатичний рак печінки, застійна печінка при серцевій недостатності (низька активність свідчить про тяжкий перебіг захворювання та є поганою прогностичною ознакою), а також при гострій або хронічній інтоксикаціях фосфорорганічними інсектицидами (хлорофос, дихлофос), інфаркті міокарда, легеневій емболії, онкологічних захворюваннях (ракова кахексія), на пізніх термінах вагітності та при синдромі мальабсорбції.

Показаннями до призначення аналізу активності ХЕ є: діагностика можливого отруєння фосфорорганічними інсектицидами; оцінка функцій печінки при печінковій патології (діагностика та моніторинг); виявлення атипових форм ферменту для оцінки ризику ускладнень при хірургічних втручаннях із застосуванням міорелаксантів.

При нефротичному синдромі активність ХЕ підвищується. Це пов’язано з посиленням синтезу альбумінів печінкою через швидку втрату дрібнодисперсної фракції білків із сечею. Підвищення активності ХЕ спостерігається також іноді при ожирінні й ексудативній ентеропатії.

Активність ХЕ дещо підвищується при артеріальній гіпертонії, цукровому діабеті, правці, деяких психічних захворюваннях, особливо при маніакально-депресивному психозі, депресивних неврозах, стані тривоги, а також при шизофренії. Підвищення активності ферменту спостерігається при розсіяному склерозі, особливо у пацієнтів із прогресуючою формою патологічного процесу, що супроводжується вираженою демієлінізацією.

Підвищення активності сироваткової ХЕ спостерігається при гіперліпопротеїнемії IV типу, нефротичній і змішаній формах гломерулонефриту (втрата білка з сечею), ожирінні, зокрема, при цукровому діабеті, раку молочної залози.

Застосування деяких лікарських препаратів (наприклад, оральні контрацептиви, анаболічні стероїди, глюкокортикоїди, нервово-м’язові релаксанти, рентгеноконтрастні речовини та ін.) супроводжується зниженням активності ХЕ.

Активність АХЕ («істинної» холінестерази) в еритроцитах підвищується при еритробластичній і серпоподібно-клітинній анеміях, знижується – при пароксизмальній нічній гемоглобінурії.

Значне підвищення активності АХЕ у навколоплідних водах може свідчити про серйозні ураження нервової системи плода.

Методи визначення активності ХЕ поділяються на:

1) манометричні (виконуються в апараті Варбурга). Реакція здійснюється в гідрокарбонатному буфері (рН 7,4), в атмосфері 95 % азоту і 5 % вуглекислого газу. Оцтова кислота, що утворюється при гідролізі ацетилхоліну, реагуює з гідрокарбонатом, витісняючи з нього вуглекислий газ. За величиною здійснюваного ним тиску судять про активність ферменту;

2) титриметричні – кількість оцтової кислоти, що вивільняється при інкубації ацетилхоліну з ферментним препаратом, визначається за допомогою безперервного титрування лугом при постійному рН;

3) колориметричні (методи визначення за кінцевою точкою). Класичний гідроксаматний метод ґрунтується на реакції ацетилхоліну з лужним розчином гідроксиламіну, в результаті чого утворюється ацетилгідроксамова кислота, яка в присутності солей тривалентного заліза дає пурпурно-червоне забарвлення. Результати активності ХЕ виражають у ммоль ацетилхоліну, який гідролізується 1 л сироватки крові за 1 годину.