كولينستراز

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

يحفز إنزيم الكولينستراز (EC 3.1.1.8، كولين إستراز ؛ الاسم النظامي أسيل كولين أسيل هيدرولاز ) عملية التحلل المائي لإسترات الكولين ، والتي يعمل العديد منها كناقلات عصبية .: [ 1 ]

أسيل كولين + ماء = كولين + كربوكسيلات

تُعدّ هذه التفاعلات ضرورية لعودة العصبون الكوليني إلى حالته الطبيعية بعد تنشيطه. فعلى سبيل المثال، في انقباض العضلات ، يُحفّز الأستيل كولين الموجود في الوصلة العصبية العضلية الانقباض؛ ولكن لكي تسترخي العضلة بعد ذلك، بدلاً من أن تبقى في حالة توتر، يجب أن يُحلّل إنزيم الكولين إستراز الأستيل كولين.

تم تحديد نوعين من الكولينستراز: أسيتيل كولينإستراز (يسمى أيضًا كولين إستراز الأول [2 ] أو كولينستراز الكيميائيةالكريات الحمراء وأغشية خلايا الدم الحمراء ، وبوتيريل كولين إستراز ( يسمى كولين إستراز الثاني [2] أو كولينستراز بلازماالبلازما .

الأنواع والتسميات

يوجد نوعان من إنزيمات الكولينستراز: أستيل كولينإستراز ( AChE ) وبوتيريل كولين إستراز (BChE). ويختلفان في تفضيلاتهما للركائز ؛ فالأول يحلل أستيل كولين بسرعة أكبر، بينما يحلل الثاني بوتيريل كولين بسرعة أكبر.

إنزيم أستيل كولين إستراز (AChE)، [ 3 ] المعروف أيضًا باسم كولين إستراز I، أو كولين إستراز كريات الدم الحمراء، أو كولين إستراز الكريات الحمراء، أو الكولين إستراز الحقيقي، أو كولين إستراز I، أو (بشكل رسمي) أستيل كولين أسيتيل هيدرولاز، يوجد بشكل أساسي على أغشية خلايا الدم الحمراء ، وفي الوصلات العصبية العضلية ، وفي المشابك العصبية الأخرى . يوجد أستيل كولينإستراز بأشكال جزيئية متعددة. في دماغ الثدييات، يوجد معظم إنزيم أستيل كولين إستراز على شكل رباعي الوحدات، G4 (10)، مع كميات أقل بكثير من شكل أحادي الوحدة G1 (4S). [4 ]

إنزيم بوتيريل كولينستراز ( EC 3.1.1.8 ) (BChE)، المعروف أيضاً باسم كولينستراز، أو كولين إستراز II، أو BuChE، أو كولينإستراز الزائف (PCE)، أو كولينستراز البلازما (PChE)، أو كولينستراز المصل (SChE)، أو بوتيل كولين إستراز ، أو (بشكل رسمي) أسيل كولين أسيل هيدرولاز، يُنتَج في الكبد ويوجد بشكل أساسي في بلازما . يشير كل من مقطعي بوتيل وبوتيريل إلى البيوتان مع استبدال إحدى مجموعات الميثيل الطرفية فيه .

يبلغ نصف عمر إنزيم بوتيريل كولين إستراز (BChE) حوالي 10 إلى 14 يومًا. [ 5 ] قد تنخفض مستويات هذا الإنزيم لدى المرضى المصابين بأمراض الكبد المتقدمة . ويجب أن يتجاوز هذا الانخفاض 75% قبل حدوث إطالة ملحوظة في الحصار العصبي العضلي عند استخدام السكسينيل كولين . [ 6 ] [ 7 ]

اكتشاف

في عام 1968، نجح والو لوزينجر وآخرون في تنقية وتبلور أستيل كولين إستراز من ثعابين البحر الكهربائية في جامعة كولومبيا، نيويورك. [ 8 ] [ 9 ]

تم تحديد البنية ثلاثية الأبعاد لإنزيم أستيل كولينستراز لأول مرة في عام 1991 بواسطة جويل سوسمان وآخرون باستخدام بروتين من سمكة الراي الكهربائية في المحيط الهادئ . [ 10 ]

تم تصنيع كميات مفيدة سريريًا من بوتيريل كولينستراز في عام 2007 بواسطة شركة فارم أثين ، من خلال استخدام الماعز المعدلة وراثيًا. [ 11 ]

الأهمية السريرية

يؤدي غياب أو طفرة إنزيم BCHE إلى حالة طبية تُعرف بنقص الكولينستراز الكاذب . وهي حالة صامتة لا تظهر أعراضها إلا عند إعطاء المرضى المصابين بهذا النقص مرخيات العضلات مثل السكسينيل كولين أو الميفاكوريوم أثناء الجراحة.

قد يؤثر نقص إنزيم الكولينستراز الكاذب أيضًا على اختيار المخدر الموضعي في إجراءات طب الأسنان. يلعب هذا الإنزيم دورًا هامًا في استقلاب المخدرات الموضعية الإسترية، ويؤدي نقصه إلى تقليل هامش الأمان وزيادة خطر الآثار الجانبية الجهازية لهذا النوع من المخدرات. لذا يُنصح باختيار محلول مخدر موضعي أميدي في مثل هذه الحالات.

لوحظ ارتفاع مستويات BCHE في البلازما في 90.5% من حالات احتشاء عضلة القلب الحاد . [ 12 ]

يمكن فحص وجود إنزيم ACHE في السائل الأمنيوسي في المراحل المبكرة من الحمل. تُسحب عينة من السائل الأمنيوسي عن طريق بزل السائل الأمنيوسي ، ويمكن أن يؤكد وجود إنزيم ACHE وجود العديد من أنواع العيوب الخلقية الشائعة، بما في ذلك عيوب جدار البطن وعيوب الأنبوب العصبي . [ 13 ]

يمكن استخدام BCHE كعامل وقائي ضد التسمم بغاز الأعصاب والتسمم بالمركبات الفوسفورية العضوية الأخرى. [ 11 ]

تشير بعض الأبحاث المبكرة إلى نقص إنزيم بوتيل كولينستراز الوراثي كعنصر محتمل في متلازمة موت الرضع المفاجئ . [ 14 ]

يلعب إنزيم أستيل كولين إستراز، وتثبيطه، دورًا في تكوين نقاط الزناد العضلي الليفي ومتلازمة الألم العضلي الليفي المصاحبة له. فعند حقن فأر بمثبطات أستيل كولين إستراز وتحفيزه كهربائيًا، تتكون نقاط الزناد في العضلة . [ 15 ] [ 16 ]

المثبطات

مثبط الكولينستراز ( أو "مضاد الكولينستراز") يُثبط عمل هذا الإنزيم. ونظرًا لأهمية وظيفته، تُعتبر المواد الكيميائية التي تُعيق عمل الكولينستراز سمومًا عصبية قوية ، تُسبب سيلانًا مفرطًا للعاب ودموعًا في العين حتى عند تناول جرعات منخفضة، يتبعها تشنجات عضلية، وفي النهاية الموت (ومن أمثلتها بعض سموم الأفاعي ، وغازات الأعصاب مثل السارين و VX ). يُعد البراليدوكسيم أحد الأدوية المُضادة لهذه السموم . وقد ثبت أن ما يُسمى بغازات الأعصاب والعديد من المواد المستخدمة في المبيدات الحشرية تعمل عن طريق الارتباط ببقايا السيرين في الموقع النشط لإنزيم أستيل كولين إستراز، مما يُثبط الإنزيم تمامًا. يقوم إنزيم أستيل كولين إستراز بتحليل الناقل العصبي أستيل كولين، الذي يُفرز عند نقاط اتصال الأعصاب والعضلات، مما يسمح للعضلة أو العضو بالاسترخاء. نتيجة تثبيط أستيل كولين إستراز هي تراكم الأستيل كولين واستمراره في العمل بحيث يتم نقل أي نبضات عصبية باستمرار ولا تتوقف انقباضات العضلات.

من بين أكثر مثبطات أستيل كولين إستراز شيوعًا المركبات الفوسفورية، المصممة للارتباط بالموقع النشط للإنزيم . تتضمن المتطلبات البنيوية ذرة فوسفور تحمل مجموعتين محبتين للدهون ، ومجموعة مغادرة (مثل الهاليد أو الثيوسيانات )، وذرة أكسجين طرفية . يحتوي مدخل كاشف لوسون على بعض التفاصيل حول فئة فرعية من المركبات الفوسفورية.

بعض البنزوديازيبينات ، مثل تيمازيبام ، لها تأثير مثبط على الكولينستراز. [ 17 ]

يمكن استخدام مستويات الكولينستراز كمؤشر غير مباشر للتعرض للزرنيخ. [ 18 ]

إلى جانب استخدامها في الحرب الكيميائية الحيوية ، تُستخدم مثبطات الكولينستراز أيضًا لعكس الشلل الناجم عن الأدوية أثناء التخدير ، وكذلك في علاج الوهن العضلي الوبيل ، والزرق ، ومرض الزهايمر . وتُستخدم هذه المركبات لقتل الحشرات في مجموعة متنوعة من المنتجات، بما في ذلك مطهرات الأغنام ، ومبيدات الفوسفات العضوية ، ومبيدات الكاربامات . بالإضافة إلى التسمم الحاد المذكور أعلاه، قد يحدث تسمم شبه حاد يتميز باضطرابات عقلية شديدة. كما أن التعرض المطول لهذه المواد قد يُسبب تشوهات خلقية .

صور إضافية

مراجع

  1. ↑ كولوفيتش إم بي، كرستيتش دي زد، لازاريفيتش-باشتي تي دي، بوندزيتش إيه إم، فاسيتش في إم (مايو 2013). " مثبطات أستيل كولين إستراز: علم الأدوية وعلم السموم" . علم الأدوية العصبية الحالي . 11 (3). دار بنثام للعلوم المحدودة: 315-335 . doi : 10.2174/1570159x11311030006 . PMC 3648782. PMID 24179466 .  
  2. 1 2 Elsevier ، قاموس دورلاند الطبي المصور ، Elsevier، مؤرشف من الأصل في 2014-01-11 ، تم استرجاعه في 2015-09-24 .
  3. ↑ "أستيل كولين إستراز" . UniProt . تم الاسترجاع في 23 مارس 2026 .
  4. ↑ وانغ ر، تانغ إكس سي (2005). "التأثيرات الوقائية العصبية للهوبرزين أ. مثبط طبيعي للكولينستراز لعلاج مرض الزهايمر" . الإشارات العصبية . 14 ( 1-2 ): 71-82 . doi : 10.1159/000085387 . PMID 15956816 . 
  5. ↑ ويتاكر م (1980). " متغيرات كولينستراز البلازما وطبيب التخدير". التخدير . 35 (2): 174-197 . doi : 10.1111/j.1365-2044.1980.tb03800.x . PMID 6992635. S2CID 32806785 .  
  6. ↑ باراش، بي جي، وكولين، بي إف، وستولتينغ، آر كيه (2006). دليل التخدير السريري ( الطبعة الخامسة). فيلادلفيا: ليبينكوت ويليامز وويلكنز. الصفحات 546-549 . ISBN   978-0-7817-5745-4.
  7. ↑ ميلر، آر دي (2005). تخدير ميلر ( الطبعة السادسة). فيلادلفيا، بنسلفانيا: إلسيفير/تشرشل ليفينغستون. الصفحات 487-488 . ISBN   978-0-443-06618-4.
  8. ↑ لوزينجر دبليو، بيكر إيه إل (فبراير 1967). "أستيل كولين إستراز، الجزء الأول: التنقية على نطاق واسع، والتجانس، وتحليل الأحماض الأمينية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 57 (2): 446-451 . Bibcode : 1967PNAS...57..446L . doi : 10.1073/pnas.57.2.446 . PMC 335526. PMID 16591490 .  
  9. ↑ لوزينجر دبليو، بيكر إيه إل، كوفين إي (فبراير 1968). "أستيل كولين إستراز. الجزء الثاني: التبلور، أطياف الامتصاص، نقطة التساوي الأيوني" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 59 (2): 620-623 . Bibcode : 1968PNAS...59..620L . doi : 10.1073/pnas.59.2.620 . PMC 224717. PMID 5238989 .  
  10. ↑ سوسمان جيه إل، هاريل إم، فرولو إف، أوفنر سي، غولدمان إيه، توكر إل، سيلمان آي (أغسطس 1991). "البنية الذرية لإنزيم أستيل كولين إستراز من سمكة التوربيدو كاليفورنيكا: بروتين نموذجي رابط للأستيل كولين". مجلة ساينس . 253 (5022): 872-879 . Bibcode : 1991Sci...253..872S . doi : 10.1126/science.1678899 . PMID 1678899. S2CID 28833513 .  
  11. 1 2 هوانغ واي جيه، هوانغ واي، بالداساري إتش، وانغ بي، لازاريس إيه، ليدوك إم، بيلودو إيه إس، بيلمار إيه، كوتيه إم، هيرسكوفيتس بي، تواتي إم، توركوت سي، فالينو إل، ليمي إن، ويلغوس إتش، بيجين آي، بهاتيا بي، راو كيه، نيفو إن، بروشو إي، بيرسون جيه، هوكلي دي كيه، سيراسولي دي إم، لينز دي إي، كاراتزاس سي إن، لانجرمان إس (أغسطس 2007). "إنزيم بوتيريل كولينستراز البشري المُعاد تركيبه من حليب الحيوانات المُعدلة وراثيًا للحماية من التسمم بالفوسفات العضوي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 104 (34): 13603-8 . Bibcode : 2007PNAS..10413603H . doi : 10.1073/ pnas.0702756104 . PMC 1934339. PMID 17660298 .  
  12. ↑ شيندي ر، تشاترجيا م ن (2005). كتاب الكيمياء الحيوية الطبية ( الطبعة السادسة). نيودلهي: منشورات جايبي براذرز الطبية (المحدودة). ص 565. ISBN   978-93-5025-484-4.
  13. ↑ دليل موارد مؤسسة أبحاث الدم: أستيل كولين إستراز - السائل الأمنيوسي. مؤرشف بتاريخ 25 يونيو 2007 في أرشيف الإنترنت . مؤسسة أبحاث الدم (7 سبتمبر 2007). تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2007.
  14. ↑ هارينغتون سي تي، حفيد إن إيه، ووترز كيه إيه (2022-05-06). "إنزيم بوتيريل كولينستراز مؤشر حيوي محتمل لمتلازمة موت الرضع المفاجئ" . eBioMedicine . 80 104041. doi : 10.1016 /j.ebiom.2022.104041 . PMC 9092508. PMID 35533499 .  
  15. ↑ مينس إس، سيمونز دي، هوهيزل يو، كوينزر بي (2003). "إصابات العضلات الهيكلية للفئران بعد الحصار الموضعي لإنزيم أستيل كولين إستراز والتحفيز العصبي العضلي". مجلة علم وظائف الأعضاء التطبيقي . 94 (6): 2494-2901 . doi : 10.1152/japplphysiol.00727.2002 . PMID 12576409. S2CID 1829156 .  
  16. ↑ سيمونز، د. ج. (فبراير 2004). "مراجعة لنقاط الزناد العضلية الغامضة كسبب شائع للألم والخلل الوظيفي العضلي الهيكلي الغامض". مجلة تخطيط كهربية العضل وعلم الحركة . 14 (1): 95-107 . doi : 10.1016/j.jelekin.2003.09.018 . ISSN 1050-6411 . PMID 14759755 .  
  17. ↑ هولمز جيه إتش، كانفر آي، زوارنشتاين إتش (أغسطس 1978). "تأثير مشتقات البنزوديازيبين على كولينستراز الدم البشري في المختبر". اتصالات بحثية في علم الأمراض الكيميائية وعلم الأدوية . 21 (2): 367-370 . PMID 29327 . 
  18. ↑ علي ن، هوك م أ، حق أ، سلام ك أ، كريم م ر، رحمن أ، إسلام ك، سعود ز أ، خالق م أ، أخند أ أ، حسين م، ماندال أ، كريم م ر، مياتاكا ح، هيمينو س، حسين ك (2010). "العلاقة بين التعرض للزرنيخ ونشاط كولينستراز البلازما: دراسة سكانية في بنغلاديش" . الصحة البيئية . 9 (1) 36. Bibcode : 2010EnvHe...9...36A . doi : 10.1186/1476-069X-9-36 . PMC 2911418. PMID 20618979 .