Was ist die Elastase?

Eine Elastase ist die aktive Form eines Enzyms, das aus dem so genannten Proenzym bzw. Zymogen Proelastase durch limitierte Proteolyse hervorgeht. Dies bedeutet, dass durch Abspaltung einiger Aminosäuren die inaktive in die aktive Form überführt wird.
Die Elastase ist ein Enzym, das die Peptidbindung zwischen zwei Aminosäuren unter Verbrauch von Wasser in der Mitte eines Proteins spalten kann. Zu typischen Substraten, die gespalten werden, zählt das Protein Elastin. Insgesamt liegen mehrere Formen der Elastase vor. Es gibt sowohl die Granulozyten-Elastase, die in gewissen Immunzellen vorkommt, die Pankreas-Elastase, die durch die Bauchspeicheldrüse gebildet wird, als auch weitere weniger bekannte Formen.

Je nach Art besitzt die Elastase unterschiedliche Aufgaben. Die am häufigsten vorkommende Form der Elastase, die Pankreas-Elastase, die von der Bauchspeicheldrüse gebildet wird, übernimmt wichtige Aufgaben bei der Verdauung. Das Enzym zeichnet sich hierbei verantwortlich für einen Teil der Verdauung von Proteinen, die mit der Nahrung aufgenommen werden. Die Pankreas-Elastase spaltet wie weitere Enzyme, die der Verdauung von Proteinen dienen, die Aminosäurekette auf.

Dabei wird sie nicht von den Enden her geöffnet, sondern sie wirkt innerhalb der Kette. Somit zählt sie zu den Endopeptidasen. Dadurch werden Proteine in mehrere Aminosäuresequenzen aufgespalten, die jeweils nur einige Aminosäuren an Länge besitzen. Somit werden sie im Folgenden durch weitere Enzyme, die in größerer Anzahl vorkommen, zu einzelnen Aminosäuren abgebaut, welche sehr gut über die Schleimhaut des Dünndarms in den Blutkreislauf übertreten können. Die Enzyme, die die Kette an Aminosäuren von den Enden her abbauen, werden Exopeptidasen genannt.

Neben der Wirkung im Darm kann das Enzym Elastase weitere Aufgaben im Körper übernehmen, die zum Teil auch schädlich für den Körper sind. Beim Auftreten gewisser Krankheiten kann die Elastase im Bereich der Lunge vorkommen und das Strukturprotein Elastin spalten. Dieses Strukturprotein ist unter anderem verantwortlich für die Elastizität der Lunge, wodurch bei einem Abbau Funktionseinschränkungen drohen.

Neben der Pankreas-Elastase ist die Leukozyten-Elastase, auch Granulozyten-Elastase genannt, eine weit verbreitete Form des Enzyms. Diese kommt in speziellen Zellen des Immunsystems, den Granulozyten, vor und ist besonders bei der Abwehr von Mikroorganismen von Bedeutung.

Ohne angemessene Regulationsmechanismen würde die Funktion der Elastase lange genug anhalten, wodurch negative Auswirkungen auf den eigenen menschlichen Körper zu erwarten wären. Dabei könnte die Elastase körpereigene Proteine abbauen, die dadurch ihre Funktion verlieren würden. Dies ist der Grund, warum der menschliche Körper Inhibitoren herstellt, die die Aktivität der Elastase vermindern und aufheben können. Diese kommen zum Beispiel bei der Pankreas-Elastase zum Einsatz, während sich das Sekret der Bauchspeicheldrüse noch in den Ausführungsgängen befindet. Die Inhibitoren verhindern hier eine zu frühe Aktivierung, sodass es zu keiner Verdauung körpereigenen Gewebes kommt.

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Ein Elastase-Inhibitor ist ein Protein, das die Aktivität der Elastase vermindert. Somit ist es der Elastase in geringerem Umfang möglich die Aminosäureketten von Proteinen zu spalten und abzubauen. Elastase-Inhibitoren gehören zu der Gruppe der Proteinaseinhibitoren, die im Körper weit verbreitet sind und in vielen Organen hergestellt werden. Wie die Elastase-Inhibitoren vermindern sie die Aktivität von Enzymen, die Proteine abbauen.

Dies ist ein wichtiger Schutzmechanismus des Körpers, um eine überschießende Reaktion zu verhindern. Elastase-Inhibitoren sind beispielsweise im Sekret der Bauchspeicheldrüse enthalten und verhindern eine zu frühe Aktivierung der Elastase in den Gängen der Bauchspeicheldrüse, sodass der eigene Körper nicht verdaut wird.

Je nach Art der Elastase wird sie in unterschiedlichen Geweben hergestellt. Die häufigste Variante, die Pankreas-Elastase, wird in dem exokrinen Anteil des Pankreas, dem Anteil, dessen Sekret über Ausführungsgänge in den Zwölffingerdarm des Dünndarms mündet, hergestellt.

Die Granulozyten-Elastase spielt bei der Immunreaktion eine Rolle und kommt in speziellen Immunzellen, den Granulozyten, vor. In diesen Zellen erfolgt auch die Herstellung. Da diese Zellen sich mit dem Blut durch den Körper bewegen und häufig in das Gewebe übertreten, kann man sie bezüglich der Herstellung der Elastase keinem genauen Organ zuordnen.

Neben diesen beiden bekannten Formen der Elastase gibt es weitere Varianten, die zum Teil ebenfalls in Immunzellen und zum Teil in anderen Geweben hergestellt werden.

Der Elastase-Test bezeichnet ein Verfahren, bei dem die Menge an Elastase bestimmt wird, die mit dem Stuhl ausgeschieden wird. Hierbei wird immer die Menge an Pankreas-Elastase beobachtet. Dieses Testverfahren wird bei der Bestimmung der Leistungsfähigkeit des exokrinen Anteils des Pankreas genutzt. Das Testverfahren begründet sich auf der Tatsache, dass sich nach der Sekretion der aktiven Pankreas-Elastase in den Darm die Menge an vorhandener aktiver Elastase im Pankreas weiterhin konstant bleibt. Dies bedeutet, dass die Elastase zwar ihre Aufgabe als Enzym wahrnimmt, dabei aber nicht verbraucht wird. Dadurch lässt sich aus der festgestellten Menge an Pankreas-Elastase im Stuhl ein direkter, linearer Bezug zur Syntheseleistung des exokrinen Pankreas herstellen.

Dieser Test ist sehr sensitiv, das heißt, dass selbst kleine Abweichungen schnell und zuverlässig detektiert werden können, sofern ein Referenzwert vorliegt. Des Weiteren ist die Syntheseleistung des exokrinen Pankreas beim Gesunden relativ konstant, weshalb hier Änderungen sehr schnell auffallen. Außerdem weist der Elastase-Test eine hohe Spezifität auf, das heißt, dass ein positives Testergebnis relativ sicher auf eine Erkrankung der Bauchspeicheldrüse hinweist. Treten bei dem Elastase-Test erniedrigte Werte auf, so kann dies auf diverse Krankheiten hindeuten.

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Die Menge der Pankreas-Elastase sollte beim Erwachsenen über 200 µg/g liegen im Stuhl liegen.

Im Blutserum sollte die Menge der Pankreas-Elastase unter 3,5µg/ml liegen.

Im Bauchspeichel sollte die Menge zwischen 0,16 g/l und 0,45 g/l betragen.

Wie bei allen Laborwerten gibt es keine allgemein gültigen Werte, die über Gesundheit oder Krankheit entscheiden. Einerseits unterliegen die absoluten Werte eines Laborparameters, wie der Elastase-Wert, bei jedem Menschen physiologischen Schwankungen. Dies bedeutet, dass ein erniedrigter Wert bei einer Person krankhaft sein kann, während er bei einer anderen Person völlig normal ist. Außerdem werden die Normwerte je nach Labor unterschiedlich festgelegt, weshalb hier im Zweifel die angegebenen Werte des Labors beachtet werden sollten.

Bei einer verminderten Bildung der Pankreas-Elastase ist die Verdauung gestört. Da die Elastase Nahrungsproteine in kleinere Fragmente aufspaltet, können diese in den folgenden Darmabschnitten schlechter resorbiert werden. Außerdem kann es vermehrt zu Durchfall kommen. Des Weiteren ist es möglich, dass nicht nur der exokrine Anteil der Bauchspeicheldrüse von einer Insuffizienz mit verminderter Bildung der Proteine für die Verdauung betroffen ist, sondern auch der endokrine Anteil der Bauchspeicheldrüse, welcher unter anderem für die Blutzuckerregulation zuständig ist, eine mangelnde Produktion an Hormonen aufweist. Dadurch kann es häufig zu Störungen des Blutzuckerspiegels kommen. Die Therapie orientiert sich dabei an den ausgefallenen Funktionen.

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Die Gründe für einen erniedrigten Elastase-Wert im Stuhl können vielfältig sein. Sollte ein erniedrigter Wert festgestellt worden sein, so bedarf dies auf jeden Fall weiterer Abklärung, da zum Teil sehr schwerwiegende Ursachen in Frage kommen.

Ein Bauchspeicheldrüsenkrebs kommt häufiger in Frage. Dabei wird funktionsfähiges Gewebe der Bauchspeicheldrüse durch funktionsloses Tumorgewebe ersetzt.

Des Weiteren kann es bei einer Verengung des Ausführungsganges der Bauchspeicheldrüse zu verminderten Werten kommen. Diese Verengung kann mehrere Ursachen wie Gallensteine haben. Da es unbehandelt zu einer Verdauung eigenen Körpergewebes kommen kann, sollte sofort interveniert werden.

Weitere Gründe für einen niedrigen Elastase-Wert können eine chronische Entzündung der Bauchspeicheldrüse, eine so genannte chronische Pankreatitis, eine Zyste, eine Pankreasinsuffizienz oder Mukoviszidose sein.

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Erhöhte Elastase-Werte stellt man in der Regel nicht im Stuhl, sondern im Blut fest. Dabei kommt es zu einem vermehrten Übertreten ins Blut, was mehrere Gründe haben kann.

Bei einer akuten Entzündung der Bauchspeicheldrüse oder einem Schub einer chronischen Pankreatitis werden die Blutgefäße durchlässiger, wodurch Elastase in das Blut gelangen kann.

Außerdem kann es bei einer Abflussstörung des Bauchspeichels zu einem Rückstau mit erhöhtem Druck kommen, was es der Elastase ermöglicht in die Blutgefäße überzutreten. Verantwortlich für den Rückstau können schwere Lebererkrankungen, Gallensteinleiden oder auch ein Bauchspeicheldrüsenkrebs sein.

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Die Leukozyten-Elastase wird auch als Granulozyten-Elastase bezeichnet, da sie in den Granulozyten vorkommt und gebildet wird. Wie die Pankreas-Elastase spaltet auch die Leukozyten-Elastase Verbindungen von Aminosäuren eines Proteins. In der Folge einer Immunantwort nehmen die Granulozyten, die auch als Fresszellen bezeichnet werden, schädliche Objekte wie Bakterien in die Zelle auf und beginnen mit dem Abbau dieser Objekte. Hierbei wirksam ist die so genannte Leukozyten-Elastase. Da diese Elastase nur unspezifisch wirksam ist, kommt es auch zur Schädigung körpereigenen Gewebes, was durch die Bildung von Elastase-Inhibitoren verhindert werden soll.

Die Elastase kommt im Rahmen einiger Erkrankungen auch in der Lunge vor.

Es kann bei einem mangelhaften Vorkommen an Elastase-Inhibitoren wie dem Alpha-1-Antitrypsin zu einer vermehrten Aktivität der Elastase in der Lunge führen. Hier baut die Elastase wie überall im Körper Proteine ab, allerdings betrifft dies in der Lunge körpereigenes Gewebe. Dabei werden vor allem Strukturproteine wie das Elastin angegriffen, die maßgeblich für die Elastizität der Lunge verantwortlich sind. Dadurch kommt es zu massiven Schäden am Lungengewebe, wodurch eine Einschränkung der Lungenfunktion unausweichlich ist.

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