Zusammenfassung
Im Rahmen der Serie „Biomarker“, die im Zentralblatt für Arbeitsmedizin und Ergonomie publiziert wird, ist das Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) zugehörig als häufiger Marker in der Diagnostik von pulmonalen und extrapulmonalen Erkrankungen. Die Bestimmung von ACE stellt einen wesentlichen Bestandteil der Diagnostik von pulmonalen und extrapulmonalen Erkrankungen dar. Der Einfluss von Tabakkonsum, Medikamenten, Zink-Chelatoren auf die ACE-Konzentration wird eruiert. ACE erwies sich als Marker mit einer hohen Sensitivität und Spezifität bei Lungenerkrankungen.
Abstract
Within the series “Biomarkers”, which is published in the Zentralblatt für Arbeitsmedizin und Ergonomie, angiotensin-converting enzyme (ACE) is frequently used as a marker in the diagnostics of pulmonary and extrapulmonary diseases. The determination of ACE represents an essential part of the diagnostics of pulmonary and extrapulmonary diseases. The influence of tobacco use, drugs and zinc chelators on the ACE concentration was evaluated. The ACE proved to be a marker with high sensitivity and specificity in pulmonary diseases.
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Das 1954 von Skeggs erstmals beschriebene Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) ist ein Bestandteil des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems [20]. Das Enzym stellt eine Dipeptidylcarboxypeptidase dar, die physiologischerweise vom Angiotensin I das Dipeptid Histidyl-L-Leucin abspaltet, wodurch das stark vasokonstriktorische Angiotensin II entsteht. ACE ist mit der Kininase II identisch, die zu einer Spaltung von Bradykinin in unwirksame Peptide führt. Das stark glykosylierte Enzym ist eine Zink-Metallprotease und liegt in 3 Isoformen vor. Physiologischerweise finden sich seine höchsten Konzentrationen membrangebunden an den Endothelzellen von Lunge und Niere [2, 20]. Veränderungen der im Serum nachweisbaren ACE-Aktivität sind zwischenzeitlich bei einer Reihe pulmonaler (z. B. Sarkoidose, Silikose, Asbestose, Tuberkulose, Karzinom) und extrapulmonaler Erkrankungen (z. B. Leberzirrhose, Hepatitis, Alkoholismus, Diabetes mellitus, Hyperthyreose) beschrieben und dienen z. T. als Marker für Diagnostik, Verlauf und Prognose der Erkrankung [1, 7, 10, 12].
Indikation von ACE
Der Einsatz der diagnostischen Maßnahme von ACE liegt vor bei [1, 2, 10,11,12, 19, 20]:
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Verdacht auf granulomatöse Lungenerkrankung,
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Verlaufs- und Therapiekontrolle bei pulmonalen Erkrankungen,
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Differenzialdiagnose unklarer Lungenherde,
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Therapie und Nachsorge von Lungenerkrankungen,
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Früherkennung eines Rezidivs,
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Früherkennung bei Risikogruppen.
Präanalytik
ACE-Hemmer, z. B. Captopril, müssen 4 Wochen vor Probennahme abgesetzt werden. Die Lagerstabilität im Serum bzw. Heparinplasma beträgt:
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bei 20–25 °C: 1 Tag,
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bei 4–8 °C: 30 Tage,
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bei −20 °C: 6 Monate.
Bestimmung von ACE
Die Konzentration des ACE wird photometrisch gemessen [3, 9].
Störfaktoren
Tabakkonsum.
Tabakkonsum führt bei beiden Geschlechtern zu einer ACE-Erhöhung. Die bei Rauchern erhaltene ACE-Konzentration korreliert hochsignifikant mit der Intensität des Tabakkonsums [19]. Offenbar führt die oxydative und toxische Belastung der Lunge durch die im Tabakrauch enthaltenen Substanzen zu einer Mitbeteiligung des Endothels, die zu einer Erhöhung der ACE-Aktivität im Plasma führt. Möglicherweise geht die Erhöhung der Enzymaktivität im Plasma einer funktionell erfassbaren Veränderung des Lungengewebes voraus [4,5,6, 14, 22]. Allgemeine metabolische und hepatische Ursachen der ACE-Erhöhung bei Rauchern können aufgrund der Ergebnisse weiterer klinisch-chemischer Bestimmungen ausgeschlossen werden [13, 15,16,17,18].
In Tab. 1 sind die Konzentrationen von ACE bei gesunden Rauchern und Nichtrauchern zusammengestellt [19].
Der Einfluss von chronischem Zigarettenkonsum auf die Plasmaaktivität des ACE bei gesunden Probanden wird kontrovers diskutiert; weitere Einflussfaktoren sind Schwermetallione, Medikamente oder auch Antikoagulanzien [11, 19, 21].
Schwermetallionen.
Schmermetallionen von Quecksilber und Cadmium stören die Bestimmung und hemmen die Aktivität durch Komplexbildung [19].
Medikamente.
Captopril hemmt die ACE-Aktivität bei Patienten mit einer Halbwertzeit bis zu 17 Tagen. Enalapril hemmt die komplette ACE-Aktivität. Es werden falsch erniedrigte Werte gemessen bei Einnahme von ACE-Hemmern (z. B. Captopril, Enalapril; [8, 9]). Zink-Chelatoren, wie EDTA, dürfen nicht als Antikoagulans verwendet werden, da sie die ACE-Aktivität vermindern.
Chelatoren wie Oxalat und Citrat blockieren die Aktivität [21].
Lipämie.
Aufgrund von Interferenzen bei der photometrischen Bestimmung müssen lipämische Seren entweder durch Ultrazentrifugation oder mittels LipoClear vorbehandelt werden. Ikterische oder hämolytische Seren können nicht verwendet werden [12].
Fazit für die Praxis
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Bei gesunden rauchenden Probanden werden geschlechts- und altersunabhängig erhöhte ACE-Konzentrationen beobachtet.
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ACE-Bestimmungen haben im Bereich der Diagnostik von granulomatösen Lungenerkrankungen ihre Berechtigung.
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Serum und Heparinplasma sollten standardmäßig als Untersuchungsmaterial für die ACE-Bestimmung verwendet werden; nicht geeignet sind hingegen EDTA-, Oxalat- oder Citratplasma.
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ACE-Messungen sind sehr temperaturanfällig und sollten direkt nach der Blutentnahme vollzogen werden.
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Erhöhte ACE-Konzentrationen sind bei granulomatösen Lungenerkrankungen zu finden.
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Rauchen führt zu einer von der Tabakexposition abhängigen proportionalen ACE-Erhöhung.
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Ursachen für die erhöhte ACE-Plasmaaktivität bei Rauchern sind in der oxydativen und toxischen Belastung des Lungenendothels durch im Tabakrauch enthaltene Substanzen zu finden.
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Niedrige ACE-Werte sind u. a. bei Therapie mit den ACE-Hemmern Captopril oder Enalapril, akuter Leukämie, chronischer Leukämie oder Hyperthyreose zu finden.
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12 April 2021
Zu diesem Beitrag wurde ein Erratum veröffentlicht: https://doi.org/10.1007/s40664-021-00427-9
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G.M. Oremek, K. Passek, M.H. Bendels und D. Ohlendorf geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
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Oremek, G.M., Passek, K., Bendels, M.H. et al. Einflussgrößen auf die Bestimmung des Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) bei pulmonalen und extrapulmonalen Erkrankungen. Zbl Arbeitsmed 71, 200–202 (2021). https://doi.org/10.1007/s40664-020-00407-5
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