Úvod
V posledních desetiletích jsou čím dále častěji používány k řešení řady patologických stavů enzymy a jejich inhibitory. Řada enzymů je podávána parenterálně a jejich použití je indikováno při poruchách hemokoagulace (urokináza), k ovlivnění fibrózy (hyaluronidáza) nebo v léčbě hematologických malignit (asparagináza). Cílem perorální aplikace enzymů je jednak substituce trávicích enzymů při zevně sekretorické insuficienci pankreatu (pankreatin), jednak využití jejich systémového protizánětlivého účinku po perorální aplikaci (proteázy), pro který byl zaveden název systémová enzymoterapie (SET). Z tohoto důvodu jsou proteázy v mezinárodní ATC klasifikaci zařazeny do skupiny M09AB - protizánětlivé enzymy.

Resorpce enzymaticky aktivních makromolekul a jejich farmakokinetika
Základní podmínkou systémového účinku perorálně podávaných proteáz je jejich absorpce v enzymaticky aktivní formě. K průkazu intestinální resorpce jednotlivých proteáz i jejich kombinací byl proveden rozsáhlý výzkum v pokusech in vitro, v experimentech na zvířatech a na zdravých dobrovolnících. Nejprůkaznější pro stanovení přítomnosti resorbovaných enzymů v plazmě jsou metody imunologické (s užitím monoklonální protilátky) kombinované s metodami enzymologickými (pro průkaz aktivity vstřebaných enzymů). Ve dvou recentních klinicko-farmakokinetických studiích provedených na zdravých dobrovolnících byla kombinací těchto metod prokázána resorpce jak samotného bromelainu, tak i kombinace - bromelain, trypsin a rutin  (obr. 1, 2, 3).
Tyto studie prokázaly, že po opakovaném perorálním podávání došlo k průkaznému vzestupu sérových koncentrací bromelainu a trypsinu v aktivní formě. Biologický poločas eliminace enzymů po jejich resorpci je relativně dlouhý (6 hodin pro bromelain a 12-20 hodin pro trypsin). Biologická dostupnost enzymů po perorálním podání je podle výsledků studií poměrně nízká, tj. kolem 1 % z celkové podané dávky. To vysvětluje nutnost podávat proteolytické enzymy používané v SET ve značně vysokých dávkách. Možné cesty resorpce proteáz ze střeva ukazuje obr. 4.
Po resorbci přecházejí proteolytické enzymy do krevního oběhu a lymfy, kde se vážou na antiproteázy (alfa-1 antitrypsin a alfa-2 makroglobulin) a v této vazbě jsou transportovány do tkání, kde po uvolnění působí buď samostatně, nebo ve formě komplexů „proteáza-antiproteáza“ (obr. 5). V těchto komplexech jsou proteázy vychytávány játry a pankreatem a z 90 % vylučovány do žluči a eliminovány stolicí.

Mechanismy působení proteáz po perorální aplikaci
1. Přímé proteolytické působení
V krevní plazmě je za fyziologických podmínek ustavena rovnováha mezi proteázami volnými a vázanými na antiproteázy (alfa-2 makroglobulin, alfa-1 antitrypsin). Po perorální aplikaci proteáz a jejich absorpci ve střevě dochází k posunu tohoto rovnovážného stavu ve smyslu zvýšení tzv. proteolytické aktivity krve (PAK). Podílejí se na ní částečně i proteázy vázané na alfa-2 makroglobulin, které si zachovávají část své proteolytické aktivity („limitovaná proteolýza“). Proteázy se tak účastní specifické aktivace, regulace a degradace celé řady faktorů spojených se zánětlivou odpovědí např. cestou odkrývání antigenních epitopů, specifické proteolýzy řady cytokinů, degradace regulačních faktorů bílkovinné povahy či aktivace receptorů.

2. Ovlivnění adhezních molekul
Adhezní molekuly - proměnlivé struktury na povrchu každé buňky - hrají důležitou roli při mezibuněčné komunikaci, zejména v případě imunitních buněk. Míra jejich exprese je dána stavem aktivace buňky a významně ovlivňuje její vlastnosti. Například zvýšená exprese některých AM na endotelových buňkách, trombocytech i na buňkách bílé řady provází zánětlivou odpověď organismu ve všech fázích. Pokusy in vitro a in vivo ukazují, že enzymy obsažené v lécích SET selektivně snižují denzitu některých adhezních molekul na endotelu cév, v poškozených tkáních i na buněčných membránách zánětlivých a nádorových buněk. Snížením denzity těchto molekul dochází ke zvýšení aktivačního prahu elementů, které se na zánětlivé reakci podílejí.

3. Ovlivnění lokálně a systémově působících cytokinů
V zánětlivé reakci se uplatňuje celá řada cytokinů (např. TNF-alfa, TGF-beta, IFN-gama, IL-1, IL-6), které mohou přispívat k rozvoji chronických zánětlivých reakcí. V poslední době se pozornost soustřeďuje především na autokrinní cytokin TGF-beta, jehož nadměrná tvorba se podílí na chronizaci zánětu, progredující fibróze a na rozvoji celé řady imunopatologických procesů. Cytokiny v krevní plazmě se vážou (podobně jako proteázy) na antiproteázy, a to zejména na alfa-2 makroglobulin. Vazba cytokinu na samotnou antiproteázu není pevná a cytokin může po uvolnění projevit opět svou aktivitu. Pokud však dojde k vazbě cytokinu na alfa-2 makroglobulin s navázanou proteázou, vzniká pevná vazba, která cytokin inaktivuje a celý takto vzniklý komplex (proteáza-antiproteáza-cytokin) je rychle eliminován fagocytujícími buňkami jater a sleziny. Proteázy SET tak urychlují eliminaci patologicky zvýšených hladin některých cytokinů (obr. 6).

4. Působení cestou receptorů aktivovatelných proteázami
Proteázami aktivovatelné receptory - PAR (např. PAR-2 je receptor aktivovatelný trypsinem) - jsou podle novějších poznatků přítomny na všech buňkách těla. Mají význam fyziologický, např. při regulaci obratu látek mezi lumen cév a intersticiem. PAR se však podílejí i na patofyziologii zánětu. SET aktivací PAR může přispívat ke změnám hydrodynamiky, k regulaci onkotického tlaku a tím např. k redukci zánětlivého edému a následně ke zlepšení mikrocirkulace a k odstranění nahromaděných mediátorů zánětu a buněčného detritu ze zánětlivého ložiska.

Farmakodynamické účinky SET
Účinky perorálně aplikovaných proteáz, resp. SET jsou vzájemně velmi provázané a lze je odvodit z výše uvedených mechanismů. Patří k nim zejména:
Vliv na reologické vlastnosti krve se zlepšením její fluidity a snížením viskozity je vysvětlován zásahy do systému fibrinogen/fibrin aktivací plazminogenu na plazmin a zvýšením hladin antitrombinu III. Je popisováno i omezení agregace a adhezivity trombocytů a snížení agregace a zlepšení flexibility erytrocytů. Zlepšení mikrocirkulace touto cestou může být považováno za jeden z faktorů, které se podílejí na protiedémovém a edémprotekčním účinku SET, který byl opakovaně prokázán v řadě modelových experimentů na zvířatech, při podávání zdravým dobrovolníkům i v klinických studiích.
Imunomodulační účinek SET je zprostředkován ovlivněním exprese adhezních molekul, zásahy do cytokinové sítě a vlivem na proteázami aktivované receptory. V experimentech bylo rovněž prokázáno ovlivnění různých celulárních složek imunitního systému (makrofágy, granulocyty, NK buňky, T-lymfocyty) a vliv na produkci a degradaci imunokomplexů (obr. 7).
Protizánětlivý efekt SET je považován spíše za optimalizaci zánětlivé reakce ve smyslu zkrácení degradační fáze zánětu a tím urychlení nástupu fáze reparační. Dá se říci, že je výsledkem všech uvedených mechanismů a účinků.
Přípravky SET vykazují také účinek analgetický, považovaný více za sekundární vlivem zlepšené mikrocirkulace, ústupu edému a zánětlivých změn. Nelze však pominout ani primární proteolytické štěpení mediátorů bolesti a zánětu.

Nežádoucí účinky přípravků SET, kontraindikace a lékové interakce
Kombinované přípravky SET pro perorálním podání nemají v experimentech na zvířatech průkaznou akutní ani chronickou toxicitu, nepůsobí teratogenně a nebyl u nich prokázán účinek kancerogenní. Také při jejich léčebném použití nedochází k projevům toxických účinků. Zcela ojediněle jsou uváděny alergické reakce různého stupně (např. angioedém) a možnost reakce anafylaktické (která však po perorálním podání proteáz nebyla dosud zaznamenána). U hemoragických diatéz může dojít ke zvýšení krvácivosti. Relativně častým (5-10 %) nežádoucím účinkem SET jsou přechodné dyspeptické potíže a meteorismus.
Hlavní kontraindikací terapeutického použití přípravků SET je výskyt alergie na proteolytické enzymy a všechny stavy spojené se zvýšenou krvácivostí. Opatrnost vyžaduje kombinace preparátů SET s warfarinem nebo heparinem, která by pravděpodobně mohla zvyšovat krvácivost.
Podle údajů některých studií zvyšují přípravky SET resorpci a průnik některých antibiotik (tetracyklinu, amoxycilinu) do tkání (obr. 8, 9). Tato interakce může mít příznivý vliv na výsledný terapeutický účinek léčby infekčních zánětů současným podáváním antibiotik a přípravků SET.

Klinické použití
Klinické použití vychází z farmakodynamických účinků SET s důrazem na komplexní protizánětlivý účinek spojený s antiedematózním účinkem a imunomodulací. Klinickými studiemi ověřená a historicky nejstarší je indikace SET při ovlivnění potraumatických a pooperačních otoků a hematomů ve smyslu jejich zrychleného vstřebávání s urychlením tkáňové reparace a s druhotným účinkem analgetickým. Klinickými studiemi je také doložena terapeutická účinnost SET u tromboflebitid a u posttromboflebitického syndromu.
V indikacích revmatologických představují přípravky SET zajímavou a bezpečnější alternativu léčby nesteroidními antirevmatiky. Účinnost SET u některých revmatologických onemocnění (potlačení zánětu a bolesti u osteoartrózy a mimokloubního revmatismu) je podle rozsáhlých klinických studií srovnatelná s terapeutickou účinností diklofenaku při podstatně nižším výskytu závažnějších vedlejších účinků. Klinickými studiemi je také doložena terapeutická účinnost SET u revmatoidní artritidy.
SET se uplatňuje i v léčení dalších zánětlivých onemocnění - např. dýchacích cest, urogenitálního systému (cystitidy, prostatitidy, adnexitidy), kde byla účinnost rovněž ověřena klinickými studiemi. U zánětlivých infekčních onemocnění stojí za pozornost možnost zlepšení výsledného terapeutického efektu kombinací antibiotik se SET.
Použití SET v léčbě a profylaxi sekundárního lymfedému spojeného s lymfadenektomiemi a/nebo radioterapií při komplexní léčbě malignit představuje jednu z mála dosud nabízených terapeutických možností.

Závěr
Systémová enzymoterapie pokročila v průběhu svého více než čtyřicetiletého vývoje, a to zejména v posledním desetiletí, od metody převážně empirické k metodě podložené experimentálními pracemi i klinickými studiemi.Vysoce kvalitní práce z celého světa podávají důkazy, že SET zasahuje do různých imunitních procesů, což umožňuje pochopit její indikační šíři ve smyslu ovlivnění zánětlivého procesu bez ohledu na jeho lokalizaci či vyvolávající faktor.
Lze plně souhlasit se závěry autorů Štastného, Plisse a Höschla (Psychiatrie, ročník 6, 2002, 4, 220-238), že nedávné poznatky v oblasti fyziologie entero-hepatálního a hemato-encefalického přestupu, který se týká i molekul polypeptidů a bílkovin, umožňují předpokládat přestup enzymových působků, včetně serinových a cysteinových proteáz, do systémové cirkulace a případně i do mozkového intersticia. Ačkoliv detekovatelné množství systémově distribuovaných enzymů podaných per os je pouhým zlomkem jejich podané dávky, lze experimentálně prokázat jejich zachovalou aktivitu na různých úrovních tohoto systému. Možná biologická a terapeutická účinnost nespočívá pouze ve vlastní proteolytické aktivitě, ale též v řadě nepřímých mechanizmů daných aktivací (či inhibicí) proteázami aktivovaných receptorů (PAR), interferencí s glutamátergní neurotransmisí (NMDA a metabotropní receptory), nepřímou inhibicí acetylcholinesterázy a řadou dalších mechanizmů.
Rychle se prohlubující poznatky z oblasti enzymologie, molekulární biologie a dalších vědeckých disciplín nám přinášejí téměř denně nové skutečnosti o působení proteáz ve fyziologii i patofyziologii živých organizmů. Ruku v ruce s tímto vývojem se objevují stále nové pohledy na terapeutické využití perorálně podávaných a systémově působících proteáz u řady chorob jejichž společnou etiopatogenetickou příčinou je zánět.

Chirurgická klinika
2. LF UK a FN Motol, Praha

Použitá literatura
Castell, J. V. et al.: Intestinal absorption of undegraded proteins in men: presence of bromelain in plasma after oral intake.
Am J Physiol 273, 139-146, 1997.
Kolac C. et al.: Oral bioavailability of proteolytic enzymes. Eur J Pharm Biopharm  42, 222-232, 1996.
Roots I.: Bioavailability study on trypsin, bromelain and rutin-metabolites following oral dose of Phlogenzym® in healthy volunteers. Clinical trial MU - 695 427. Inst. Clin. Pharmacol., Med. Fac. (Charité), Humboldt University, Berlin, 1997.
Kleef R., Delohery T. M., Bovbjerg D. H.: Selective modulation of cell adhesion molecules on lymphocytes by bromelain protease 5.  Pathobiology 64, 339-346, 1996.
Lehmann P. V.: Immunomodulation by proteolytic enzymes. Nephrol. Dialys.
Transplant. 11(6), 953-955, 1996.
Olejár T., Nouza K.: Thrombin and trypsin receptors: the same mechanism of signalling on cellular surfaces. Brat. lek. Listy 100(2), 75-79, 1999.
Lauer D., Műller R., Cott C., Otto A., Naumann M., Birkenmaier G. Modulation of growth factor binding properties of a2-macroglobulin by enzyme therapy. Cancer Chemother Pharmacol 47, S4-S9, 2001.
Lincová D., Farghali H. et al.: Systémová enzymoterapie. In: Základní a aplikovaná farmakologie 532-537, 2002.