GR

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グルタチオン還元酵素（glutathione reductase）は、還元型NAD(P)を使用して、酸化型グルタチオン（GS-SG）を還元型（GSH）に変換する反応を触媒する酵素です。グルタチオン還元酵素（glutathione reductase）は、人体のレドックスシステムにおいて最も重要な酵素の一つであり、細胞内の還元型グルタチオン（GSH）の含量を維持する主要なフラボザイムです。NADPHの参加により、酸化型グルタチオンは還元型グルタチオンに変換され、ヘモグロビンの酸化分解を防ぎ、チオールタンパク質の活性を維持し、チオールタンパク質の還元性と細胞の完全性を確保する重要な役割を果たします。

図1. GRのタンパク質構造。

臨床診断の意義

• GRの生理的増加

強い運動: 激しい運動はGRを著しく増加させ、運動中の回復を遅くします。運動を停止してから1時間後もALT活性は30%-50%増加しています。したがって、GRを測定する前に激しい運動を避け、活動によるGRの増加を防ぎ、測定結果の正しい解釈に影響を与えないようにします。

食事: 食事がGRに与える影響は、個人間の違いによるものです。少数の個人において、食事はGR活性をわずかに増加させることがあります。

飲酒: アルコールが人体に摂取されると、個人によって異なります。一定量のアルコール摂取はGR活性を増加させます。

新生児: GRレベルは正常な成人の1〜3倍に増加し、主に黄疸によるもので、出生後3〜6ヶ月で正常な成人レベルに戻ることがあります。

• 病的に増加したGR

肝疾患：急性肝炎、薬物誘発性肝障害、毒性肝炎、慢性肝炎、肝癌、早期肝硬変などは明らかな伴随増加があります。急性感染性肝炎の患者では、血清GR活性が著しく増加しました。肝硬変の初期段階では、個人差によりGRがさまざまに増加します。しかし、肝硬変の後期段階では、GRはしばしば正常です。原発性肝細胞癌や広範な転移性肝腫瘍では、血清GRが著しく増加します。

機能

GSHは、タンパク質分子内の-SHを酸化から保護し、チオールタンパク質や酵素の活性を保護する抗酸化物質です。グルタチオンペルオキシダーゼの作用下で、GSHは細胞内で生成されたH2O2を還元してH2Oを生成します。同時に、GSHは酸化型グルタチオン（GSSG）に酸化され、グルタチオン還元酵素の下で再びGSHが形成されます。したがって、グルタチオン還元酵素は酸化型グルタチオン（GSSG）を還元型グルタチオン（GSH）に変換することができ、グルタチオンレドックスサイクルの重要な酵素の一つです（通常、昆虫のGRはTrxRに置き換えられます）。グルタチオン還元酵素はNADPHを触媒してGSSGを還元してGSHを生成し、体内のGSH/GSSG比を維持するのに役立ちます。グルタチオン還元酵素は、酸化ストレス反応における反応性酸素種の除去において重要な役割を果たします。さらに、GRはアスコルビン酸-グルタチオンサイクル経路にも関与しています。グルタチオン還元酵素は多くの組織に分布しており、細胞内の還元型グルタチオン（GSH）の十分なレベルを維持することができます。グルタチオン還元酵素が欠如すると、細胞は酸化剤や抗生物質に対してより敏感になります。

一般的な測定原理：

グルタチオン還元酵素は、NADPHによってGSSGの還元を触媒し、GSHを再生し、同時にNADPHの脱水素化によりNADP⁺を生成します。NADPHは340 nmで特有の吸収ピークを持ち、逆にNADP⁺はこの波長で吸収ピークを持ちません。NADPHの脱離は、340 nmでの吸光度の減少率を測定することによって決定され、グルタチオン還元酵素活性を計算するための水素率が得られます。

臨床的意義

肝障害のある患者において、グルタチオン還元酵素の検出は、体のグルタチオン抗酸化システムが機能しているかどうかを理解するのに役立ちます。グルタチオン還元酵素の減少は、肝細胞の解毒および抗酸化能力が低下していることを示します。外因性GSHの補充は回復を助けます。正常または上昇したグルタチオン還元酵素は、正常な肝解毒機能を示し、外因性GSHを補充する必要はありません。さらに、GSHは特定のタンパク質内のチオール基を保護することができ、例えば赤血球膜のチオール基を酸化損傷から保護し、赤血球膜の完全性を保ち、赤血球の正常な構造と機能を維持します。したがって、赤血球によるGSHの欠乏は非常に重要です。肝機能検査では、間接ビリルビンの増加がGSHの減少または枯渇と関連しています。