האיגוד הישראלי לרפואת משפחה

ריכוז לויקוטריאן E4 בשתן - Urinary Leukotriene E4

מתוך ויקירפואה
     מדריך בדיקות מעבדה      
ריכוז לויקוטריאן E4 בשתן
Urinary Leukotriene E4
 שמות אחרים  LTE4
מעבדה כימיה בשתן
תחום בדיקה חיונית בערכת מסטוציטוזיס ומצבי אלרגיה כאסתמה
Covers bdikot.jpg
 
טווח ערכים תקין רמת LTE4 נמוכה מ-104 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין
יוצר הערך פרופ' בן-עמי סלע

מטרת הבדיקה

סיוע להערכת מטופלים חשודים ל-mastocytosis סיסטמי. זיהוי של רגישות לאספירין במטופל עם אבחנה של תרחישים ריאתיים.

הפיזיולוגיה של LTE4

לויקוטריאנים (leukotrienes להלן LT) הם eicosanoids הנוצרים מחומצה אראכידונית, במסלול ה-5-lipoxygenase. לויקו-טריאן E4 (להלן LTE4) הוא התוצר האחרון היציב של מסלול זה, ולכן הוא מקובל כסמן של יצירת cyseinyl leukotriene. מדידת רמת LTE4 בשתן, היא שיטה רגישה ולא חודרנית למדידת cyseinyl leukotriene בגוף, והערכת השינויים ברמות cyseinyl leukotriene במיקרו-סביבה של דרכי האוויר. מדידת LTE4 בשתן, יכולה לשמש כסמן רגיש של חשיפה לחומרים המאתחלים אסתמה, כגון בזיהום אוויר, או זיהומים נגיפיים. מחקרים עדכניים מדגישים את הפוטנציאל של מדידת ריכוזי LTE4 בשתן, כמנבאים של מצב האסתמה, ושל הרגישות לטיפול באנטגוניסטים של הקולטן ל-LT. רמות LTE4 נמוכות מדי ולא ניתן למדוד אותן בנסיוב, אך הן יכולות להימדד בשתן (Volovitz וחב' ב-Appl Immunol משנת 1988, ו-Heavey וחב' ב-Prostaglandins משנת 1987). מחקרים הראו ששאיפה של LTC4 או של LTD4, גורמים לעליה בהפרשת LTE4 בשתן (Tagari וחב' ב-Eicosanoids משנת 1990). בערך 5 אחוז מה-CysLTs בדרכי האוויר בראות מופרש בשתן (Kumlin וחב' ב-Am Rev Respir Dis משנת 1992), כמעט כולו בצורת LTE4, עם רמות זעירות של LTC4 ו-LTD4 (על פי Huber וחב' ב-Eur J Biochem משנת 1990). רמת LTE4 בשתן היא סמן של סך היצירה וההפרשה של cysteinyl leukotriene (להלן CysLT) מהגוף כולו.

סינתזה של LTE4

ה- leukotriene הראשון שמסונתז, LTA4, נוצר על ידי הפיכת חומצה אראכידונית הממוקמת בפוספוליפידים של ממברנת התא ל-5-hydroperoxyeicosatetraenoic ול-LTA4 על ידי האנזים הקשור לממברנה, 5-lipoxygenase, ועל ידי 5-lipoxygenase-activating protein. באדם, בתאי פיטום, באזופילים, אאוזינופילים ובמקרופאגים, LTA4 מותמר במהירות או ל-LTB4 (על ידי LTA hydrolase), או ל-LTC4 על ידי LTC4 synthase, עם האינקורפורציה של גלוטתיון שמבנהו γ-glutamyl-cysteinyl-glycine. בהמשך מותמר LTC4 ל- LTD4ובהמשך לתוצר הסופי והיציב LTE4. כיוון שציסטאין עובר אינקופורציה למבנים אלה הם קרויים cysteinyl leukotrienes או CysLTs‏ (Busse ו-Craft ב-Chest משנת 2005).

השלבים העיקריים ביצירה של CysLT
ביטוי רב של הקולטן CysLT1 על פני לויקוציטים בריאות אדם נורמליות ובלויקוציטים בצירקולציה.
ההשפעות in vitro המרובות של CysLTs על איאוזינופילים

LTE4 כסמן של תרחישי אסתמה וחומרתם

הסקירה המכוננת של Berger וחב' ב-Br Med J משנת 1999 הדגישה את המשמעות האבחונית של LTE4 באסתמה. מספר מחקרים דיווחו הגברה ברמות LTE4 במטופלים אסתמטיים בהשוואה לאלה ללא אסתמה. Asano וחב' דיווחו ב- J Allergy Clin Immunol משנת 1995 על ניסוי בו נמדדו בשתן רמות LTE4 ב-5 אנשים בריאים וב-8 חולי אסתמה: בבריאים, רמת LTE 4 הממוצעת נקבעה כ-84 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין, ורמתו הממוצעת בחולי אסתמה נקבעה כ-110 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין, שהיא מוגברת משמעותית (p<0.05). הבדלים דומים בהשוואת רמות LTE 4 בין אסתמטיים לבריאים דווחו גם על ידי חוקרים אחרים (Yamamoto וחב' ב-Arerugi משנת 1996, ו-Suzuki וחב' ב-Lipid Mediat משנת 2000). לעומת זאת, מדידת רמת LTE4 בשתן של 17 אנשים בריאים, ו-28 מטופלים עם אסתמה, לא מצאה הבדלים ברמת מדד זה (Smith וחב' ב-Eur Respir משנת 1992). הגברה של רמת LTE4 בשתן, הייתה יותר בולטת בחולי אסתמה שהם לא סובלניים לאספירין (Christie וחב' ב- Am Rev Respir Dis משנת 1991, ו-Osaki וחב' ב- Allergyמשנת 1997).

מחקר אחד כלל 34 אנשים בריאים, 39 מטופלים עם atopic asthma מתונה וכרונית, 24 חולי אסתמה עם rhinitis רגישים לאספירין, ו-10 חולי אסתמה עם nasal polyposis רגישים לאספירין (Micheletto וחב' ב-Allerg Immunol משנת 2006). אלה עם אסתמה ו- nasal polyposis היו בעלי הרמה הגבוהה ביותר של LTE4 בשתן (432 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין בממוצע), בהשוואה לאלה עם אסתמה ו- rhinitis‏ (330 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין), בהשוואה לאלה עם אסתמה מתונה ועיקשת (129 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין, p<0.001), ובהשוואה לנבדקים בריאים (66 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין, p<0.001). במחקר נוסף, נמדדו רמות LTE4 בשתן של 40 מטופלים עם אסתמה חמורה, 25 מטופלים עם אסתמה קלה עד מתונה, ו-20 נבדקי ביקורת בריאים. רמות LTE4 בשתן נמצאו גבוהות משמעותית באלה עם אסתמה חמורה (69 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין), לעומת 45 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין בחולי אסתמה קלה עד מתונה (p<0.0004), ו-42 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין בנבדקים הבריאים (Vachier וחב' ב-Respir Med משנת 2003).

מספר מחקרים דיווחו על קשר בין רמות LTE4 ומדדי חומרה של אסתמה. Severien וחב' דיווחו ב-Eur Respir משנת 2000, על מדידת רמות LTE4 בשתן, וקביעת תפקודי ריאות ב-49 ילדים עם אסתמה מתונה, ב-31 ילדים עם אסתמה מתונה עד חריפה שהשתמשו במשאפי סטרואידים, וב-28 ילדים בריאים. נמצא שרמת LTE4 הייתה גבוהה משמעותית בילדים אסתמטיים בהשוואה לילדים בריאים (ממוצעים של 238 ו-189 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין, P=0.02). נמצאו גם מתאמים משמעותיים בין רמות LTE4 בשתן, לבין נפח הגז ה-intrathoracic, לבין ה- forced expiratory volume in 1 second‏ (FEV1), לבין maximum expiratory flow rate.

בדומה, מספר מחקרים הראו מתאם בין שינויים ברמות LTE4 והחמרה חריפה במהלך המחלה (Green וחב' ב-Thorax משנת 2004, Drazen וחב' ב- Am Rev Respir Dis משנת 1992, ו-Oosaki וחב' ב- Int Arch Allergy Immunol משנת 1997). Green וחב' עקבו אחר 180 מבוגרים אסתמטיים שטופלו ב-16 יחידות טיפול נמרץ בארה"ב. רמות LTE4 הוגברו ב-232% בממוצע במהלך ההחמרה הקלינית, בהשוואה לרמות שבועיים לאחר השחרור לביתם (P<0.001).

רמת LTE4 כסמן של רגישות לתרופות

ההטרוגניות של התגובה הקלינית לטיפול פרמקולוגי היא בעלת חשיבות מעשית של הטיפול הקליני. ניסויים קליניים אחדים דיווחו על מגוון משמעותי של תגובה ל-montelukast בקרב ילדים בני 6-17 שנים (Szefler וחב' ב- J Allergy Clin Immunol משנת 2005, ו- Zeiger וחב' באותו כתב עת משנת 2006). סמנים הקשורים לתגובה של תפקודי הריאות כללו רמות נמוכות של NO באוויר הנשאף, ורמות מוגברות של LTE4 בשתן. במחקר של Szefler וחב', מטופלים עם רמות LTE4 בשתן שמעל 100 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין, הם בעלי סבירות גבוהה פי-3.2 להגיב לטיפול ב-montelukast מאשר אלה עם רמות LTE4 הנמוכות מ-100 פיקוגרם/מיליגרם קראטינין.

היסטוריה של גילוי לויקוטריאנים

המינוח leukotriene ניתן על ידי השוודי Bengt Samuelsson בשנת 1979, והוא נגזר מהמילים "לויקוציטים" ו-triene (המצביע על 3 קשרים כפולים מצומדים במולקולה). המולקולה שנקראה מאוחר יותר leukotriene C או "slow reaction smooth muscle-stimulating substance" ‏(SRS), תוארה בין השנים 1938-40 על ידי Feldberg ו-Kellaway ב-J Physiol וב-Quart J Exp Physiol Cognate Med Sci שני חוקרים אלה בודדו את SRS מרקמות ריאה לאחר חשיפה ממושכת לארס נחשים ולהיסטמין.

Cysteinyl leukotrienes

LTC4, LTD4, LTE4 ו- LTF4הקרויים cysteinyl leukotrienes כיוון ששייר ציסטאין מופיע במבנה שלהם. ה- cysteinyl leukotrienes מייצרים את ה-slow-reacting substance of anaphylaxis (להלן SRS-A).‏ LTF4 , בדומה ל- LTD4 הוא מטבוליט של LTC4, אך שלא בדומה ל- LTD4 החסר את שייר החומצה הגלוטמית של גלוטתיון, LTF4 חסר את שייר הגליצין של גלוטתיון.

LTB4

LTB4 מסונתז in vivo מ-LTA4 על ידי האנזים LTA4 hydrolase. תפקידו הראשוני הוא לגייס ניטרופילים לאזורים של נזק רקמתי, למרות שהוא גם מסייע לעודד יצירת ציטוקינים דלקתיים, על ידי תאים חיסוניים שונים. תרופות החוסמות את הפעילויות של LTB4 , יעילות בהאטת ההתקדמות של תחלואה הנסמכת על ניטרופילים (Crooks ו-Stockley ב- Int J Biochem Cell Biol משנת 1998).

LTG4

קיים גם LT נוסף הידוע כ-LTG'4, שבו שייר הציסטאין עבר חמצון והופך ל-alpha-keto-acid , והציסטאין מוחלף על ידי pyruvate. מעט מאוד ידוע על פעילותו.

LTB5

LTs שמקורם בחומצת האומגה-3, eicosapentanoic acid או EPA, הם בעלי השפעות דלקתיות מופחתות. LTB5 משרה צימות של ניטרופילים בחולדה, יצירת כימוקינים של ניטרופילים פולימורפו-נוקלאריים (PMN) באדם, ושחרור של אנזים ליזוזומלי פ-PMN באדם, כמו גם הגברה של תפְלִיט תאי המושרה על ידי bradykinin, אם כי בהשוואה ל- LTB4, פעילויות אלה חלשות פי-30 (Terano וחב' ב-Prostaglandins משנת 1984).

סינתזה של eicosanoid

לויקו-טריאנים מסונתזים בתא מחומצה אראכידונית על ידי האנזים arachidonate 5-lipoxygenase, על ידי החדרה של שייר חמצן לעמדה ספציפית בשלד של חומצה ארכידונית. מסלול ה- lipoxygenase פעיל בלויקוציטים ובתאי חיסון אחרים, כולל תאי פיטום, איאוזינופילים, מונוציטים, ניטרופילים ובאזופילים. כאשר תאים אלה משופעלים, משתחררת חומצה ארכידונית מהפוספוליפידים של ממברנת התא, על ידי האנזים phospholipase A2, והיא נתרמת ל-lipoxygenase‏-5 על ידי lipoxygenase-activating protein‏-5 (להלן FLAP).

Lipoxygenase‏-5 (להלן LO‏-5) משתמש ב-FLAP בכדי להפוך חומצה ארכידונית ל-hydroperoxyeicosatetraenoic acid‏-5 (להלן HPETE‏-5), אשר מתחזר באופן ספונטני ל-hydroxyeicosatetraenoic acid‏-5 (להלן HETE‏-5). האנזים LO‏-5 פועל שוב על HETE‏-5 על מנת להפכו ל-leukotriene A4 (להלן LTA4), שהוא epoxide בלתי יציב. HETE‏-5 יכול לעבור מטבוליזם נוסף ל-oxo-ETE‏-5 ול-oxo-15-hydroxy-ETE‏-5, שיש להם פעילות קדם-דלקתית, הדומה אם כי לא זהה לפעילות של LTB4, ואינה מתווכת על ידי הקולטנים של LTB4, אלא על ידי הקולטן ל-OXE ‏(O'Flaherty וחב-J Biol Chem משנת 1998, ו-Powell ו-Rokach ב- Progn Lipid Res משנת 2013).

בתאים המצוידים באנזים LTA hydrolase כגון ניטרופילים ומונוציטים, LTA4 עובר המרה ל-dihydroxy acid leukotriene LTB4, שהוא chemoattractant עוצמתי לניטרופילים, הפועל על הקולטנים של BLT1 ושל BLT2 על פני הממברנה של תאים אלה. בתאים המבטאים LTC4 synthase, כגון תאי פיטום ואיאוזינופילים, LTA4 מצומד לגלוטתיון ליצירה של הראשון מבין ה- cysteinyl-leukotriene שהוא LTC4.

ה-cysteinyl-leukotrienes פועלים על הקולטנים שלהם, CysLT1 ו-CysLT2 על פני תאי המטרה שלהם מה שגורם לכיווץ של תאי שריר חלק ברונכיאליים וגם אלה הווסקולריים, כדי להגביר את החדירות של כלי דם קטנים (Dahlen וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1981), להגביר הפרשת ריר בדרכי האוויר ובמעי, ולגייס לויקוציטים לאזורי דלקת. כל הלויקו-טריאנים (LTB4, LT4, LTD4 ו-LTE4) מתפרקים בחלקם ברקמות השונות, ולבסוף מגיעים לכבד כמטבוליטים בלתי פעילים.

התפקוד של לויקו-טריאנים