English
Pracovník Fakulty vojenského zdravotnictví Univerzity obrany doc. RNDr. Miroslav Pohanka, Ph.D., DSc., obhájil disertaci Cholinesterasy v analýze a diagnostice před komisí Analytická chemie a získal vědecký titul „doktor chemických věd“. Disertace doc. Pohanky se zabývá možnostmi využití cholinesteráz v analýze i diagnostice. Základní výzkum se zaměřuje především na toxikologii, biochemii cholinergního systému a jeho úlohy ve vzniku oxidačního stresu a zánětu. Aplikačně je jeho výzkum orientován do mezinárodně vysoce kompetitivní oblasti využití cholinesteráz, do níž přispěl vývojem fotometrických, kolorimetrických a elektrochemických biosenzorů pro detekci a stanovení zejména nervově paralytických látek, aflatoxinů a terapeutik Alzheimerovy choroby.
Foto: Archiv autora
Cholinergní systém je část nervového systému využívající acetylcholin jako neurotransmiter reagující s acetylcholinovými receptory (AChR). Signál je ukončen hydrolýzou neurotransmiteru enzymem acetylcholinesterázou (AChE). Mimo AChE je v těle přítomna ještě jedna cholinesteráza, butyrylcholinesteráza (BChE), která nemá jednoznačně rozpoznatelný fyziologický význam, byť může do jisté míry zastupovat AChE při patologických procesech a podílet se na metabolismu některých jedů či léků. Samotné cholinesterázy jsou cílem inhibičního působení mnoha více či méně významných látek. Obě mohou být ireverzibilně inhibovány například některými insekticidy (jmenujme malaoxon, po metabolické aktivaci malathion aj.) a vojensky využitelnými nervově paralytickými látkami (například sarin, soman, tabun, látka VX). Karbamátové inhibitory představují druhou skupinu ireverzibilních inhibitorů. Působí podobně jako organofosforové, inhibice však bývá označována jako pseduoireverzibilní, čímž je zdůrazněn fakt, že karbamátový inhibitor vytváří nestabilní komplex s cholinesterázami a spontánní hydrolýzou dochází k vyštěpení karbamátového rezidua z aktivního centra a k návratu aktivity inhibované cholinesterázy.
Mezi karbamátové inhibitory lze zařadit například lék pro Alzheimerovu chorobu rivastigmin, léky pro myasthenia gravis (například pyridostigmin, neostigmin) nebo pesticidy karbofuran či karbaryl. Reverzibilní inhibitory mají rozsáhlé farmakologické uplatnění. Zmiňme kompetitivní inhibitor AChE galantamin a nekompetitivní inhibitory huperzin a donepezil sloužící pro léčbu Alzheimerovy choroby. Reverzibilně jsou schopny inhibovat AChE a v menší míře i BChE některé alkaloidy a jiné jedy přírodního původu: například aflatoxiny, kofein a jatrorrhizin. Nepříliš prozkoumanou skupinou inhibitorů cholinesteráz jsou těžké kovy a jejich sloučeniny.
In vitro mohou cholinesterázy sloužit jako biorekogniční element v konstrukci analytických metod a biosenzorů pro stanovení přítomnosti jejich inhibitorů. Jde například o jednoduché kolorimetrické a elektrochemické detektory využitelné pro rychlou analýzu při ochraně obyvatelstva a environmentálních analýzách. Mimo zmíněnou konstrukci biosenzorů mohou být cholinesterázy stanovovány v biologických vzorcích v rutinních klinicko-biochemických vyšetřeních a forenzních toxikologických diagnózách. Při diagnostice otrav ireverzibilním inhibitorem (alarmující je pokles aktivity krevní AChE i BChE), jako test funkčnosti jater (patologickým nálezem je hypocholinesterasemie – pokles aktivity BChE v plazmě) a jaterních metastáz (vzrůst aktivity BChE v plazmě – hypercholinesterasemie).
Disertační práce se zaměřila na několik souběžných směrů. Šlo především o hodnocení nových inhibitorů cholinesteráz, kdy byl detailně popsán mechanismus působení kofeinu na AChE, testovány nové sloučeniny využitelné ve farmakologii a těžké kovy (například studován mechanismus vazby mědi na AChE). Zavedení nových kolorimetrických a elektrochemických měření pro stanovení aktivity cholinesteráz a také konstrukce biosenzorů založených právě na cholinesterázách bylo náplní další činnosti. Samostatnou, avšak svým významem související kapitolou byly v práci popsané in vivo experimenty; prokazovaly souvislost mezi cholinergní nervovou soustavou a imunitním systémem prostřednictvím cholinergní protizánětlivé dráhy, rozvoj oxidačního stresu po otravě inhibitorem cholinesteráz a další.
MIROSLAV POHANKA,
Fakulta vojenského zdravotnictví,
Univerzita obrany