Zpět na výběr čísla
Zpět na Home page


Obsah 4/2002

l_med.gif (3046 bytes)

MEDICÍNA 4 / Roč. IX / Strana 8

Zánět a jeho ovlivnění proteinázami

Zánět je fylogeneticky nejstarším typem obranné reakce organismu na různá poškození, který má za cíl odstranění příčiny, lokalizaci poškození, odstranění poškozených tkání s následnou regenerací či reparací tkání provázené obnovením jejich funkcí. Podnět vyvolávající zánětlivou reakci organismu může být povahy biologické (bakterie, plísně, viry, parazité), fyzikální (záření, trauma), imunologické (autoimunitní choroby), chemické nebo metabolické (hypoxie, poruchy metabolismu).

Při rozvoji zánětu spolupracují endotel, trombocyty, leukocyty, plazmatický koagulační systém a komplement. Vzhledem k neoddiskutovatelnému autoagresivnímu potenciálu některých mediátorů produkovaných zmíněnými systémy je základním předpokladem účelné obrany organismu požadavek, aby zánětlivá reakce probíhala v tempu a rozsahu odpovídajícím intenzitě vyvolávajícího podnětu.

Kaskáda dějů zánětlivé reakce je odstartována stimulací endotelu. Nejprve dochází k vazokonstrikci, na které se kromě jiných mediátorů podílí tromboxan alfa2 produkovaný aktivovanými trombocyty. Po krátkodobé vazokonstrikci následuje vazodilatace, vyvolaná zejména NO, který je produkován endoteliální NO syntázou jako odpověď na stimulaci endotelu prozánětlivými cytokiny a bradykininem (který zároveň zvyšuje cévní permeabilitu a tím se podílí na progresi edému).

Na povrchu stimulovaných endoteliálních buněk jsou exprimovány adhezivní molekuly umožňující adhezi a následný přestup leukocytů do zánětlivého ložiska.

Dále se v membráně endotelií objevuje také tkáňový faktor (TF), který v komplexu s negativně nabitými fosfolipidy aktivuje plazmatický faktor VII a jeho prostřednictvím faktor X (Stuartův faktor), což vede ke spuštění plazmatického koagulačního systému (PKS). Klíčovým prvkem PKS je trombin, který katalyzuje přeměnu rozpustného fibrinogenu na nerozpustný fibrin. Fibrin společně s aktivovanými trombocyty dává vzniknout mikrotrombům. Tromby jsou za fyziologických okolností v určité míře odbourávány plazminem, aktivovaným zejména tkáňovým aktivátorem plazminu (tPA) uvolňujícím se ze stimulovaných endoteliálních buněk.

Jak trombin, tak také plazmin (stejně jako sacharidové složky buněčné stěny bakterií) aktivují tzv. alternativní cestou komplement. Klasická cesta aktivace komplementu je spouštěna imunokomplexy. Působení komplementu je prozánětlivé, opsonizační a cytotoxické. Cytotoxicita je namířena hlavně proti gram-negativním bakteriím. Za prozánětlivý účinek jsou zodpovědné anafylatoxiny, které vyvolávají degranulaci žírných buněk. Kromě toho působí anafylatoxiny chemotakticky a aktivačně na neutrofilní granulocyty a mononukleáry, které fagocytózou zabezpečují ochranu proti mikroorganismům.

Farmakologické a terapeutické zásahy proteináz

Sennové a cysteinové proteinázy obsažené v preparátech systémové enzymoterapie (SET) jsou schopny zvýšit intenzitu akutní buněčné odpovědi na podnět. Buňky účastnící se zánětlivé reakce po své aktivaci cytokiny mění spektrum adhezivních molekul v buněčné membráně, což jim umožňuje vstupovat do vzájemných interakcí, ústících v mnoha případech v opětovnou produkci různých typů cytokinů. Zatímco stav aktivace buněk spojený s produkcí cytokinů je účelný a žádoucí v úvodních fázích obrany organismu proti noxe, stává se problematickým v okamžiku, kdy míra aktivace přestane být adekvátní intenzitě vyvolávajícího podnětu, tzn. původně ochranný mechanismus přeroste v patologický (nadměrná exprese některých typů adhezních proteinů je pozorována např. u řady imunopatologických onemocnění). Z tohoto hlediska je důležité zvýšení clearance prozánětlivých cytokinů vlivem proteináz - zprostředkované vazbou s přirozenými antiproteinázami, především alfa1-antitrypsinem a alfa2-makroglobulinem (alfa2-M). V komplexech proteináza-antiproteináza jsou proteinázy chráněny před „rozpoznáním“ imunitním systémem a směrovány do oblastí zánětu. Alfa2-M je po navázání proteinázy „aktivován“, tj. mění se z tzv. pomalé formy na tzv. rychlou formu. Po navázání na aktivovaný alfa2-M cytokiny ztrácejí svou aktivitu - kromě toho takto navázané podněcují makrofágy k expresi receptorů pro alfa2-M, což je první krok k eliminaci cytokinů z oběhu.

Snížením koncentrace cytokinů proteinázy zabraňují nadměrné a hlavně dlouhodobé aktivaci buněk, protože pokles množství cirkulujících cytokinů omezuje v mnoha případech expresi adhezních molekul na buňkách. Proteinázy jsou ovšem schopné regulovat adhezivní molekuly také přímo - studie in vitro prokázaly vnímavost významných molekul CD44, CD45, CD4, CD80, CD62L a dalších. (Halle a Haynes, 1992).

V časné fázi zánětu se uplatňuje protiedémový účinek trypsinu, chymotrypsinu a bromelainu a edém-protekční účinek papainu (Gaggi a Biaggi, 1976), (Lindner a Förster, 1985).

Proteinázy zvyšují v krvi koncentraci plazminogenu (Kleine, van Schaik, 1988), snižují tvorbu fibrinu a rozpouštějí již vzniklé tromby (Guggenbichler, 1988). Dochází i ke snížení agregace destiček; to pomáhá udržet průchodnost mikrocirkulace. Důležité je, že popsané ovlivnění hemokoagulace nevede v případě perioperační aplikace proteináz k výraznějšímu zhoršení hemostázy.

Proteinázy jsou schopny aktivovat některé buňky podílející se na zánětlivé reakci. V pokusech in vitro došlo v přítomnosti proteináz už po 10 minutách k sedminásobnému zvýšení aktivity makrofágů; aktivita přirozených zabíječů (NK buněk), které jsou schopny destrukce nádorových nebo virem infikovaných buněk bez předchozí senzibilizace, se zvýšila třináctkrát (Leskovar, 1990; Leskovar a spol., 1993). Desserová a spol. (1993) v pokusech in vitro a ex vivo prokázala, že u pacientů, kteří dostávali per os kombinace proteináz (Wobenzym), došlo v mononukleárech k signifikantnímu vzestupu produkce TNF-alfa, IL-1beta a IL-6, cytokinů důležitých v akutní fázi buněčné reakce. Zároveň s tím byla v granulocytech pozorována výrazná intenzifikace „respiračního vzplanutí“ (Závadová, 1995). Během něho produkují granulocyty mimo jiné superoxid, který je katabolizován na kyselinu chlornou a/nebo hydroxylový radikál. Tyto látky patří mezi účinné antimikrobiální a tumoricidní faktory.

Proteolytické enzymy (především papain a bromelain) tlumí vznik imunokomplexů (IK) a zvyšují jejich clearance. Kunze (1996) ve studiích in vitro zjistil, že IK opracované proteinázami ztrácejí schopnost vázat C1q a aktivovat komplementovou kaskádu. Tím se přeruší bludný kruh novotvorby IK (Nakazawa a spol., 1986; Steffen a Menzel, 1987; Kunze a spol., 1993).

Ve světle nejnovějších poznatků je zajímavé také působení proteináz prostřednictvím PAR (proteázami aktivovaných receptorů), které se evidentně podílejí na regulaci průběhu zánětlivé reakce.

Většina výše popsaných mechanismů účinků proteináz se podílí na zvýšení proteolytické aktivity séra - PAK, která má nezanedbatelnou roli při udržování intravaskulární koagulační rovnováhy, která při zachování přiměřené vazkosti krve brání vzniku trombóz. Významný je také podíl PAK na limitované proteolýze (při aktivaci prekurzorů peptidových hormonů a složek přirozené či získané imunity). PAK pomáhá udržovat stálé složení plazmatických proteinů, fyziologické koncentrace lipidů a cholesterolu, rovnováhu cytokinů a jejich receptorů. Důležité je i odkrývání či omezení exprese antigenních epitopů. Kontrolované studie prokázaly pozitivní vliv enzymů na reologické vlastnosti krve. Existují i doklady o příznivém působení na vývoj arteriosklerotických lézí.