Population and pharmacogenetic studies on serum cholinesterase (pseudocholinesterase) on a population of central Italy (Rome)

Cermele, Giovanni ; Santolamazza, Carlo ; Pulvirenti, Marisa ; Blandamura, Vincenzo ; Sanpietri, Elena ; Levi, Michele ; Pacifici, Laura E. ; Modiano, Guido

Atti della Accademia nazionale dei Lincei. Rendiconti della Classe di scienze fisiche, matematiche e naturali, Série 8, Tome 81 (1987) no. 1, pp. 77-85.

Abstract (VO)

Serum cholinesterase or pseudocholinesterase (symbol: E, for Esterase), being able to hydrolyse succinyldicholine (SCC), a substance commonly used in the first stage of general anesthesia to induce muscle relaxation, is responsible for the normally short duration (3'-4') of the myorelaxation induced by SCC. The high sensitivity to SCC of subjects with on E activity displays itself as a more or less prolonged apnea following SCC administration that may cause serious clinical problems. The main cause of the low E activity of some subjects is the occurrence of a relatively common allele, the $E_{1}^{a}$, which has associated a low E activity so that the heterozygotes for $E_{1}^{a}$ and the normal allele have a moderately prolonged apnea following SCC administration and the $E_{1}^{a}$$E_{1}^{a}$ homozygotes' apnea lasts even for hours. Thus the estimate of the frequency of the $E_{1}^{a}$ allele is relevant from the clinical, besides of the anthropological, point of view. In the present paper an $E_{1}^{a}$ gene frequency estimate $= 0.011 \pm 0.004$ was arrived at by studying 403 subjects of the Rome population. This estimate was improved by pooling it with another one obtained with another random sample from the same popu- lation and became $= 0.011 \pm 0.002$. Besides and independently from these population studies, the relationship between the E activity and the duration of the SCC-induced muscle relaxation-described by Kalow and Genest long ago (1957)-was reexamined by a different approach. A highly significant negative correlation $(r = — 0.37; P 0.001)$ was found between these two variables showing that the E activity is one of the major factors upon which depends the SCC-induced myorelaxation time even in the range of the normal values of activity of this enzyme.

Riassunto

La colinesterasi siericao pseudocolinesterasi (simbolo: E, per esterasi), essendo capace di idrolizzare la succinildicolina (SCC), sostanza comunemente usata nel primo stadio della anestesia generale per indurre rilasciamento muscolare, è responsabile della normalmente breve durata (3 -4') del miorilassamento indotto dalla SCC. Soggetti con bassa attività di questo enzima presentano una sensibilità alla SCC maggiore di quella normale che si traduce in un prolungamento più o meno accentuato della apnea indotta dall'SCC che, per il fatto di essere talora del tutto imprevisto, può causare dei problemi clinici gravi. La causa principale della bassa attività E di alcuni soggetti è l'esistenza di un allele, $E_{1}^{a}$, a cui è appunto associata una bassa attività di questo enzima, per cui gli eterozigoti per questo allele e quello normale presentano, dopo trattamento con SCC, una apnea moderatamente prolungata, mentre gli omozigoti $E_{1}^{a}$$E_{1}^{a}$ rimangono in apnea anche per ore. Da questo deriva l'interesse clinico, oltre che antropologico, di stimare la frequenza di questo allele. Nel presente lavoro si è determinata la frequenza dell'alide $E_{1}^{a}$ in un campione casuale di 403 pazienti della popolazione di Roma e si è giunti alla stima di $= 0.011 \pm 0.004$ che, combinata con quella ottenuta su un altro campione della stessa popolazione, è diventata $= 0.011 \pm 0.002$. Si è inoltre ripreso in esame, ma con un diverso approccio, la relazione già descritta da Kalow e Genest (1957) tra l'attività E e la durata del miorilassamento indotto da SCC. Si è trovata una correlazione negativa $(r = — 0.37)$ tra queste due variabili, altamente significativa dal punto di vista statistico, che mostra che, anche nell'ambito dei valori normali di attività della pseudocolinesterasi, l'attività di questo enzima è uno dei fattori principali da cui dipende la durata del miorilassamento (e quindi dell'apnea) indotto dall'SCC.

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