Trypsin
Trypsin
Synonym(e)
EC 3.4.21.4
Englischer Begriff
trypsin
Definition
Pankreatogene Serinproteinase mit wichtiger Funktion bei der intestinalen Proteinverdauung und Zymogenaktivierung, deren Serumkonzentration zur Diagnostik akuter Pankreaserkrankungen immunologisch bestimmt werden kann.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Es existieren 2 Isoenzyme:
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Trypsin-1 = kationisches Trypsin: Molmasse 25,8 kDa, pI 4,6–6,5, pH-Optimum 8,0–9,0
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Trypsin-2 = anionisches Trypsin: Molmasse 22,9 kDa, pI >6,5, pH-Optimum 8,0–10,0; Aktivatoren: Kalzium, Magnesium; Inhibitoren: Citrat, Fluorid, Schwermetalle
Von den Azinuszellen des Pankreas synthetisierte, als inaktives Trypsinogen-1 (kationisch) und Trypsinogen-2 (anionisch) durch Vagusreiz und die intestinalen Hormone Cholecystokinin-Pankreozymin freigesetzte Serinproteinasen, die etwa 19 % des Gesamtproteingehaltes des Pankreassaftes (täglich 2,5–3,0 L) ausmachen. Trypsinogen-1 stellt die 2- bis 4-fache Menge des Trypsinogen-2 dar. Aktivierung der Proenyzme durch Enterokinase (Enteropeptidase: Glykoprotein, 45 % Kohlenhydrate, Molmasse 316 kDa, pH-Optimum 6,0–9,0) der Enterozyten des proximalen Dünndarms durch Abspaltung eines Tetrapeptids (Trypsinogen-Aktivierungspeptid, TAP), dessen Konzentration in Serum und Urin gemessen werden kann. Natürliche Trypsininhibitoren sind α1-Proteinaseinhibitor ( α1-Antitrypsin) und α2-Makroglobulin, die zu einer irreversiblen Inaktivierung des aktiven Zentrums führen. Damit werden Proteine (z. B. Gerinnungskaskade) und Gewebestrukturen (z. B. Lungenalveoli) vor ungezieltem proteolytischen Abbau geschützt.
Funktion – Pathophysiologie
Freisetzung von Trypsinogen bzw. Trypsin in die Zirkulation als freies Trypsinogen oder als Komplex mit Antiproteinasen bei nekrotischen Pankreasprozessen, z. B. akuter Pankreatitis. In äquimolaren Mengen Freisetzung von Trypsinogen-Aktivierungspeptid (TAP). Verminderung von Trypsin(ogen) in der aspirierten, nach Pankreozyminstimulation gewonnenen Duodenalflüssigkeit dient als Kenngröße der exokrinen Pankreasinsuffizienz (Sekretin-Pankreozymin-Test).
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Probenstabilität
Enzym ist 8 Tage bei 4 °C und dauerhaft bei −20 °C stabil.
Analytik
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Immunreaktive Konzentrationsbestimmung von Trypsin(ogen)-1 und -2: Wegen geringer immunologischer Kreuzreaktivität sind spezifische Immunoassays (Immunoassay) für beide Trypsinformen möglich. Erfasst werden Trypsinogen, Trypsin und (mit Einschränkung) Trypsin-α1-Proteinaseinhibitorkomplex (nicht Trypsin-α2-Makroglobulinkomplex). Freies Trypsin ist im Serum im Wesentlichen nicht nachweisbar.
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Katalytische Aktivitätsbestimmung: Erfolgt mit verschiedenen synthetischen Peptidsubstraten wie Benzoyl-L-Argininethylester (BAEE), Benzoyl-L-Lysinamid (BLA), Benzoyl-L-Arginin-4-Nitroanilid (BAPNA) und 2-Toluensulphonyl-L-Arginin-Methylester (TAME). Je nach Substrat wird die Messung spektrometrisch bei 253 nm (BAEE), bei 405 nm (BAPNA) oder durch Titration der durch tryptische Aktivität freigesetzten Carboxylwasserstoffionen (TAME) durchgeführt.
Referenzbereich – Erwachsene
Immunreaktive Konzentrationen methodenabhängig verschieden. Serum: Richtwert: 135–400 μg/L für Männer, 50 % höhere Konzentrationen für Frauen, Anstieg mit Alter; Fäzes: 40–760 μg/g Stuhl.
Indikation
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Diagnostik und Schweregradbeurteilung der akuten und chronisch rezidivierenden Pankreatitis
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Diagnostik der zystischen Pankreasfibrose
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Diagnostik und Verlaufskontrolle von Pankreastumoren
Interpretation
2- bis 400-facher Anstieg der immunreaktiven Trypsinkonzentration im Serum bei akuter Pankreatitis, wobei milde Formen zu über 80 % freies Trypsinogen, schwere Verläufe mit ungünstiger Prognose nur noch zu 30 % freies, ansonsten komplexiertes Trypsinogen aufweisen. Hohe Konzentrationen bei Neugeborenen mit zystischer Pankreasfibrose, die mit fortschreitender Erkrankung abnehmen. Anionisches Trypsin-2 erhöht bei Pankreaskarzinom. Konzentrationserhöhungen auch bei chronischer Niereninsuffizienz. Verminderungen der Serumkonzentration bei ausgeprägter Pankreasinsuffizienz mit Steatorrhoe. In diesen Fällen auch Verminderung der Trypsinkonzentration im Duodenalsaft und im Fäzes.
Diagnostische Wertigkeit
Sensitiver Nachweis aktueller Pankreasnekrosen im Rahmen akuter und chronisch rezidivierender Pankreatitiden. Wichtige Kenngröße bei der Frühdiagnose der zystischen Pankreasfibrose im Trockenbluttest. Trypsinogen-2-Erhöhung reflektiert den Schweregrad der Pankreatitis. Bei einem Cut-off von 1000 mg/L kann zwischen einer milden und komplizierten Erkrankung mit einer Sensitivität (Sensitivität, diagnostische) von 91 % und Spezifität (Spezifität, diagnostische) von 71 % differenziert werden. Der negative Vorhersagewert für akute Pankreatitis beträgt 99 %. Die Trypsinbestimmung im Stuhl hat keine klinische Bedeutung, da das Enzym nicht stabil ist. Hier sind Elastase, pankreasspezifische, PE oder Chymotrypsin im Stuhl zum Nachweis einer exkretorischen Pankreasinsuffizienz zu bestimmen.