Elementos de la actividad enzimática

3. Concepto, clasificación
   y nomenclatura de las enzimas
4. Relación entre coenzimas y
   vitaminas
5. Regulación de la
   actividad enzimática
6. Enzimas séricas
   más importantes en el diagnóstico
   clínico
7. Modificaciones
   enzimáticas en el IMA

INTRODUCCIÓN.

Gran variada, hermosa e interesante ha sido para los
estudiantes de Lic. en Enfermería
el
conocimiento de la asignatura Bioquímica
como parte de su formación profesional. Hasta aquí
han estudiado el diverso mundo de las biomolèculas y su
papel tanto en el origen de la vida, como en sus funciones en los
seres humanos, su estructura y
su importancia en la medicina.

En este material hemos querido tratar algunos aspectos
sobre las enzimas que por
su complejidad e importancia nos ha estimulado para la
confección del mismo.

Las reacciones
químicas que ocurren en los seres vivos son
catalizadas por proteínas
especificas denominadas enzimas, caracterizándose estas
por presentar un elevado poder
catalítico y una gran especificidad. Esta gran
especificidad es la que nos sirve de base para su
clasificación y nomenclatura,
aspecto este al que esta dedicado la primera parte de nuestro
material. Incluimos también la relación de las
coenzimas con las vitaminas y de
forma general como esta regulada toda la actividad
enzimàtica. Elemento muy importante para el mantenimiento
de la vida y de los procesos
metabólicos.

Dedicamos un acápite además al estudio de
un gran numero de enzimas de gran actividad e importancia para
nuestro metabolismo,
donde incluimos su función,
el tejido que las contiene, así como las patologías
que pueden alterar sus valores
normales. Aspectos estos que se estudian en la enzimología
clínica y que para los estudiantes de Lic. en
Enfermería reviste un gran valor a la
hora de interpretar diferentes pruebas de
diagnosticas, y exámenes de laboratorio
como parte de los conocimientos a adquirir en su formación
como profesionales de la Salud.

DESARROLLO.

CONCEPTO,
CLASIFICACION Y NOMENCLATURA DE LAS ENZIMAS.

Las proteínas realizan múltiples funciones
en los seres vivos, contracción, transporte,
regulación, sostén, defensa etc.

Las proteínas especializadas en la función
catalítica reciben el nombre de enzimas y las sustancias
sobre las cuales actúan se denomina sustratos.

Lo que distingue a las enzimas de las demás
proteínas es precisamente que, una vez producido el
reconocimiento molecular del sustrato, se realiza la
transformación de la sustancia reconocida, o sea, como
consecuencia de diferentes interacciones entre la proteína
enzimàtica y su sustrato este experimenta un
reordenamiento de sus elementos constituyentes debido a la
ruptura y formación de algunos enlaces
químicos. La que resulta de la acción
de la enzima sobre el sustrato recibe el nombre de producto.

La existencia del complejo enzima-sustrato y la
característica de que la mayoría de los sustratos
presentan un tamaño varias veces menor que la estructura
de la enzima, implica que la enzima solo entra en contacto con el
sustrato en una pequeña zona específica de su
voluminosa estructura.

Las proteínas enzimàticas presentan dos
regiones o sitios importantes, uno de ellos reconoce y liga al
sustrato ( sitio de reconocimiento) y el otro cataliza la
reacción ( sitio catalítico) toda vez que el
sustrato se ha unido. Estos dos sitios están adyacentes
uno al otro en la forma activa de la enzima y en ocasiones, el
sitio catalítico es parte del de reconocimiento, estas dos
regiones en conjunto reciben el nombre de centro
activo.

De lo estudiado hasta el momento sobre las enzimas
podemos concluir que estas poseen dos propiedades fundamentales,
derivándose estas de las características del centro
activo:

• Gran eficiencia
  catalítica.
• Elevada especificidad.

Siendo esta ultima la que sirve de fundamento para
establecer la clasificación y nomenclatura de las
enzimas.

Se han establecido 6 grupos
principales:

1 Oxidoreductasas: Enzimas que catalizan
reacciones de oxidoreduccion.

2 Transferasas: Catalizan la transferencia de un
grupo
químico entre un donante y un aceptor, se excluyen
aquellas que transfieren electrones o sus equivalentes, pues
pertenecen a la clase anterior
y aquellas en que el aceptor del grupo es el agua y
pertenece a la clase siguiente.

3 Idrolasas: Catalizan la ruptura de enlaces
químicos con la participación de las
moléculas de agua.

4 Liasas: Catalizan reacciones en las cuales se
produce la adición o sustracción de grupos
químicos a dobles enlaces.

5 Isomerasas: Catalizan la interconversiòn
de dos isómeros.

6 Ligasas: Catalizan la unión covalente de
dos sustratos mediante la energía de hidrólisis de
nucleòsidos trifosfatados, generalmente el ATP.

NOMENCLATURA.

Existen dos tipos de nomenclatura: la sistemática
y la recomendada. La sistemática utiliza los grupos
principales, describe la reacción y sólo se utiliza
en revistas y textos científicos.

La recomendada viene a ser la forma abreviada de la
sistemática, su uso es común, sobre todo en textos
para estudiantes; en ambos casos se tiene en cuenta tanto la
especificidad de acción como la de sustrato y el nombre de
la enzima termina en el sufijo asa; ejemplo, para la
reacción :

El uso de nomenclatura sistemática nos
llevaría al nombre siguiente:

Lactato NAD- oxidorreductasa, o sea que
prácticamente describe la reacción .

La nomenclatura recomendada tiene en cuenta la
especificidad de sustrato, en este caso para el lactato, y la
especificidad de acción, tratándose de una
deshidrogenaciòn, por tanto el nombre de la enzima seria
lactato deshidrogenasa. Veamos a continuación algunos
subgrupos de enzimas:

• Entre las oxidoreductasas.

1. 

   E: Málico deshidrogenasa.

2. Deshidrogenasas. Sustraen átomos de hidrógeno ( casi siempre dos) de los
   sustratos y los transfieren a una molécula
   aceptará que no es el oxigeno.

   

   E: Aminoácido oxidasa.

3. Oxidasas. Oxidan los sustratos mediante el oxigeno
   como aceptor de electrones.
4. Hidroxilasas. Catalizan la introducción de funciones hidroxilo en
   sus sustratos utilizando oxígeno molecular como
   donante.

E: Fenilalanina hidroxilasa.

• Entre las transferasas.

1. Quinasas. Catalizan reacciones de transferencias de
   grupos fosfatos donde intervienen nucleòsidos di y
   trifosfatados.

El resto de las transferasas recibe nombres derivados
del grupo que transfieren ( transaminasas de grupos aminos,
transmetilasas de metilos, transcarboxilasas de carboxilos,
etc.

• Entre las hidrolasas.

Es el grupo más simple para nombrar, pues basta
con hacer terminar el nombre del sustrato en el sufijo
asa.

E: Arginasa.

• Entre las liasas.

Son las más difíciles de nombrar,
ejemplo las hidratasas, que adicionan agua a los dobles
enlaces.

E: Fumàrico hidratasa. Cuando actúan en
reacciones biosintèticas reciben el nombre de
sintetasas.

Ejemplo:

E: Cítrico sintetasa.

• Entre las isomerasas.

Reciben diferentes nombres según los tipos de
isòmeros que intervienen en la reacción. Como regla
de reserva el nombre de isomerasas para las enzimas que
interconvierten isòmeros de función.

Ejemplo:

a).

E: Fosfohexosa isomerasa.

b) Las que interconvierten isòmeros de
posición se designan mutasasa.

E: Fosfoglucomutasa.

1. Las que interconvierten epìmeros se denominan
   epimerasas.

E: Galactosa fosfato epimerasa.

• Entre las ligasas.

Se les conoce en general como sintetasas y para
nombrarlas generalmente se utiliza el nombre del producto en vez
del sustrato.

E: Acetil CoA sintetasa.

Siempre se debe recordar que las enzimas son
proteínas cuya función es la de catalizar
reacciones, por tanto, debe existir una correspondencia entre el
nombre de la enzima y la reacción que ellas catalizan.
Conociendo la reacción se puede deducir el nombre, y
apartie de este se puede inferir la reacción.-

No obstante, existen algunas enzimas que recibieron
nombres triviales por sus descubridores y que la practica a
conservado como el caso de la pepsina, tripsina, quimotripsina,
etc.

RELACION ENTRE
COENZIMAS Y VITAMINAS.

Los cofactores enzimáticos son sustancias de
diferente naturaleza
química,
que participan en las reacciones enzimàticas debido a que
las enzimas no poseen en su estructura todos los grupos
funcionales necesarios para llevar a cabo la catálisis de
todas las reacciones metabólicas; los cofactores no son
componentes obligados de todas las reacciones.

Los cofactores pueden ser iones inorgánicos que
facilitan la unión enzima-sustrato o estabilizan la
estructura tridimensional de la enzima, o constituyen por
sí los centros catalíticos que ganan eficiencia y
especificidad al unirse a las proteínas .

Las coenzimas son sustancias orgánicas que
aún cuando pueden funcionar de formas muy variadas, lo
más frecuente es que lo hagan como transportadores
interenzimàticos o intraenzimàticos, muchas
coenzimas son formas funcionales de las vitaminas.

Las vitaminas son sustancias químicas que deben
ser ingeridas por el organismo para su normal crecimiento y
desarrollo. Es
un hecho comprobado que muchas vitaminas, especialmente las
hidrosolubles, tienen importancia funcional por ser componentes
de la estructura de las coenzimas, por ello muchas veces se habla
de forma coenzimaticas de determinada vitamina. En la
porción vitamínica de la coenzima en general radica
el grupo funcional especifico de la coenzima, aquel que es
transformado por la acción de la enzima, pero es necesario
tener presente que no todas las vitaminas forman parte de
coenzimas, ni todas las coenzimas contienen una vitamina en su
estructura.

Seguidamente estudiaremos cada una de las
coenzimas.

Piridìn nucleòtidos: Estas
coenzimas presentan la nicotinamida, integrante del complejo
vitamínico B como parte de su estructura. Existiendo dos
formas coenzimàticas: El nicotinadenindinucleòtido
(NAD+) y el nicotinadenindinucleòtido fosfatado(
NADP+).Ambos participan en reacciones de
oxidación-reducción catalizadas por
deshidrogenasas.

Flavìn nucleòtidos: Las flavinas
constituyen un grupo numeroso de sustancias en la naturaleza, la
riboflavina, o vitamina B2, es la que forma parte de esta
coenzima. Presentándose dos formas coenzimàticas:
El flavinnononucleòtido (FMN) y el
flavinadenindinucleòtido (FAD). Las dos formas participan
en reacciones de oxidación-reducción catalizadas
por deshidrogenasas y oxidasas.

Los flavìn nucleótidos funcionan con
enzimas (flavoproteìnas) que sustraen dos átomos de
hidrógeno de carbonos adyacentes, originando compuestos
insaturados como en el caso de la succinato
deshidrogenasa.

Los flavìn nucleótidos se encuentran
generalmente como grupos prostéticos y actúan entre
un sustrato y una coenzima o entre dos coenzimas.

Ácido lipoico: El ácido lipoico es
también un componente del complejo vitamínico
B

Su estructura es una cadena carbonada de 8 carbones, con
dos grupos funcionales – SH y el grupo carboxilo que le
permite unirse a la proteína enzimàtica para formar
la estructura de la coenzima. Casi siempre se encuentra unido de
forma covalente a la enzima por un enlace amida entre su grupo
carboxilo y el grupo amino de la cadena lateral de una lisina
(lipoamida); la parte funcional de la molécula está
constituida por los grupos-SH que se reducen y oxidan de manera
alternativa.

La unión coenzima-enzima hace que el grupo
funcional (-SH) esté unido a una larga cadena carbonada
que le permite gran movilidad, por lo que puede trasladarse
grandes distancias dentro de la enzima.

La función metabólica de esta coenzima es
participar en el complejo proceso de
descarboxilaciòn oxidativa de alpha –
cetoàcidos, como la reacción de conversión
del alpha-cetaglutàrico en succinil-CoA.

Glutatiòn : El glutatiòn es un
tripèptido que está distribuido de forma universal
en los seres vivos.

2 Glutatiòn-SH

Gracias a la presencia de los grupos –SH, el
glutatiòn funciona en reacciones redox. Esta coenzima es
muy importante en los mecanismos involucrados en el mantenimiento
de la estructura de las membranas celulares, especialmente en los
eritrocitos, pues participan en los mecanismos de defensa contra
el estrés
oxidativo.

Porfirinas: Constituyen un grupo numeroso de
sustancias de amplia distribución en la naturaleza, el
representante de este grupo más abundante en la naturaleza
es el grupo hemo. Estas coenzimas se unen a la enzima
(hemoproteìnas) de forma diversa y pueden actuar en
estado Fe3+,
Fe2+ o alternando de una a otra, de esta última forma
intervienen como coenzimas de oxidación-reducción,
tal es el caso de los citocromos de la cadena transportadora de
electrones.

Biotina: Constituye un compuesto esencial para el
crecimiento y desarrollo de los seres humanos,
encontrándose unido de forma covalente a la enzima
mediante un enlace amida; participa en dos tipos de reacciones:
La carboxilaciòn dependiente del ATP que resulta
hidrolizado en ADP y Pi, como en la acetil-CoA
carboxilasa:

Y de transcorboxilaciòn, como la catalizada por
la metilmalonil oxalacetato transcarboxilasa.

El mecanismo de las reacciones dependientes de biotina
incluye dos etapas; la primera, que requiere ATP, el CO2 es
incorporado al N-4 de la biotina liberando ADP y Pi , una segunda
etapa, el CO2, se transfiere al sustrato.

Pirofosfato de tiamina:

El pirofosfato de tiamina es la forma coenzimàtica
de la tiamina o vitamina B1 ; en su estructura presenta un anillo
de pirimidina sustituido, unido por un grupo de metilo a un
anillo de tiazol también sustituido, unido a su vez a un
grupo etilo al pirofosfato. La vitamina carece de
pirofosfato.

Esta coenzima que está muy distribuida en la
naturaleza, participa en tres tipos de reacciones:

1. La descarboxilaciòn no oxidativa de
   alpha-ceto-ácidos.
2. La descarboxilaciòn oxidativa de
   alpha-ceto-ácidos.
3. La formación de alpha-cetoles.

Ácido tetrahidrofòlico: El ac
tetrahidrofòlico (FH4) es la forma

coenzimàtica del ácido fólico, su
estructura está formada por una pteridina, el ácido
p-amino-benzoico y el ácido glutámico; pueden
encontrarse formas que contienen hasta 7 moléculas de
ácido glutámico unidas por enlaces
isopeptìdicos, aquellos donde interviene el grupo
carboxilo de la cadena lateral. La parte funcional de la
molécula está representada por los
nitrógenos que ocupan las posiciones 5 y 10, esta coenzima
presenta múltiples formas interconvertibles.

S-Adenosil-Metionila: Esta coenzima se forma por
la reacción entre la metionina y el ATP, dando como
resultado una estructura que contiene un grupo metilo muy
lábil y por tanto puede cederse
fácilmente.

Coenzima A: La coenzima A es la màs
sobresaliente de las coenzimas que en los sistemas
vivientes transfieren grupos acilos; su existencia universal y la
gran variedad de reacciones en que intervienen sus derivados
enfatizan su importancia. La estructura de la molécula es
muy compleja y presenta numerosos grupos funcionales.

Entre estos grupos se destaca el ácido
pantotènico (componente del complejo vitamínico B
).

Fosfato de piridoxal: El fosfato de piridoxal es
una de las coenzimas que intervienen en un mayor número de
reacciones enzimàticas, casi todas relacionadas con el
metabolismo de los aminoácidos; desde el punto de vista
nutricional deriva de la piridoxina o vitamina B6.

Como vitamina B6 se reconocen al menos tres compuestos:
Piridoxol, Piridoxal y Piridoxamina; las formas fosfatadas de los
dos últimos presentan actividad coenzimatica.

Entre las reacciones en que interviene esta coenzima se
encuentran:

1. 

2. Racemizaciòn de aminoácidos, a partir de
   un enantiomorfo obteniéndose una mezcla de los
   dos.

3. Descarboxilaciòn de Aa con formación de
   compuestos de gran actividad biológica denominados
   aminas biògenas.
4. La deshidratación de la serina que produce
   pirùvico.
5. La desaldolizaciòn de la serina que de lugar a
   la formación de glicina, etc.

Coenzima B12: (5-adenosil-cobalamina) esta
coenzima es un derivado de la vitamina B12. Hasta el momento se
ha podido comprobar la participación de la coenzima B12 en
cuatro reacciones enzimàticas: malonil-CoA mutasa,
glutamato mutasa, diol deshidrgenasa y la conversión de
homocisteìna en metionina.

Nucleòsidos trifosfatado: La estructura de
estos compuestos se conoce como precursores de los ácidos
nucleicos, de ellos sólo a los ribonucleótidos se
les conocen funciones coenzimàticas:

• Adenosintrifosfato(ATP): El ATP participa en
  numerosas reacciones, sirve como fuente de energía, de
  elementos estructurales o ambas.
• Guanosintrifosfato(GTP): Su función es menos
  generalizada que en el ATP, pues actúa casi siempre
  sirviendo de fuente de energía como en la
  reacción de la fosfoenolpirùvico-carboxiquinasa.
  Actúa como coenzima de transferencia de derivados de
  monosacáridos en la síntesis
  de glicoproteìnas.
• Uridintrifosfato(UTP): Los nucleótidos de
  uridina intervienen como coenzimas que transfieren
  monosacáridos en forma de UDP-derivados, estos derivados
  se forman por la reacción entre el UTP con un
  monosacárido fosfatado.
• Citidintrifosfato(CTP): Actúa de forma similar
  al UTP, pero transfiere grupos al nivel de oxidación de
  alcohol;
  interviene fundamentalmente en la formación de
  fosfàtidos de glicerina y esfingolìpidos, su
  forma coenzimàtica se origina por reacción del
  CTP con un alcohol fosfatado, por ejemplo:

REGULACIÓN DE ACTIVIDAD
ENZIMÀTICA:

Cuando un sistema o
proceso es capaz de variar su comportamiento como respuesta a cambios que se
produzcan en su entorno, de forma que la respuesta directa o
indirectamente tiende a modificar el estímulo para
volver a la situación inicial se dice que este sistema
está regulado.

La regulación enzimàtica se refiere a la
posibilidad que tienen las enzimas de variar la velocidad de
las reacciones que aquellas catalizan al producirse
determinados cambios en el medio; esa posibilidad viene dado
por características estructurales de las enzimas y que
son una vez màs manifestaciones del vínculo que
existe entre la estructura y la función de las
biomolèculas.

Los cambios de velocidad observados durante el proceso
de adaptación son debido a cambios cuantitativos o
cualitativos de los centros activos, y
atendiendo a esto las formas básicas de la
regulación enzimàtica se manifiestan por
variación en la cantidad o la actividad de las
enzimas.

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
REGULACIÓN.

(S) Señal, que existe generalmente como la
concentración de una sustancia específica cuya
variación la convierte en estímulo (E), que es
captado por el receptor (R).

El transductor (T) convierte al estímulo en una
señal interna del sistema que bien puede trasmitirse al
amplificador (A) que aumenta la intensidad de la señal o
pasar de manera directa al efector (E) que da lugar a la
aparición de la respuesta. Esta respuesta, tarde o
temprano, modifica el estímulo inicial, cerrando el ciclo
de regulación.

REGULACIÓN
ALOSTÈRICA.

Cada vez es màs numerosa la cantidad de enzimas
que al estudiarse el comportamiento de la velocidad de
reacciones, por ellas catalizadas en función de la
concentración de sustratos, se obtienen curvas diferentes
a la hiperbólica de Michaellis y Menten, que en la
mayoría de los casos tienen un aspecto sigmoidal (en forma
de S alargada). Estas curvas se desplazan a lo largo del eje de
las abcisas cuando se añade a la reacción algunas
sustancias específicas como se muestra en la
gráfica para la enzima Fosfofructoquinasa. Para la misma
concentración de sustrato ( So) pueden obtenerse
diferentes velocidades de reacción al variar la
concentración de las sustancias añadidas, luego una
característica esencial de estas enzimas es presentar una
actividad variable. Las enzimas que así se comportan
reciben el nombre de alostèrica.

La gráfica que se muestra a continuación
representa la modificación de la actividad de una enzima
alostèrica. La fosfofructoquinasa es una enzima
alostèrica como se deduce del comportamiento de su
velocidad al variar la concentración de sustrato. La
presencia de ATP desplaza la curva hacia la derecha y por tanto
actúa como un inhibidor. La concentración de ADP
desplaza la curva hacia la izquierda, actuando como un
activador.

Se han propuesto varios modelos para
explicar las causas del comportamiento de las enzimas
alostèricas, existiendo dos modelos principales: el
simétrico o concertado y el secuencial.

Según el modelo
simétrico o concertado las enzimas
alostèricas existen en dos estados conformacionales
interconvertibles, que se denominaron ( R ) relajado y (T)
tenso.

Estas enzimas son oligomèricas, formadas por
varias subunidades (estructura cuaternaria) y todas estas se
encuentran en el mismo estado conformacional, de ahí el
nombre de simétrico.

A la enzima puede unirse no solo el sustrato, sino
algunas sustancias específicas (ligandos), pero la
enzima presentará diferente afinidad para cada uno de
ellos de acuerdo al estado conformacional en que se
encuentre.

Si el sustrato puede unirse al estado R y no al T,
entonces R representa la conformación activa, pues no
puede haber transformación sin unión, lo que
indica que en el estado R
existe una conformación del centro activo que facilita
la unión del sustrato, mientras que en el estado T la
unión del sustrato al centro activo no es
posible.

Además del centro activo, existen en las
subunidades otros sitios de unión específicos
para los ligandos, pero también cada sitio presenta una
conformación adecuada para cada ligando solo en un de
sus dos conformaciones, nunca en las dos. Estos sitios son muy
específicos, en lo cual se parecen al centro activo pero
en ellos no se producen la transformación del ligando;
los ligandos se unen a estos sitios por fuerzas no covalentes y
de forma muy reversible; cuando la concentración de un
ligando aumenta en el medio se favorece su asociación, y
al disminuir ocurre la disociación. La existencia de
estos sitios es lo que determinó la denominación
de alostèrico; por tanto las enzimas alostèricas
son aquellas que presentan otros sitios diferentes al centro
activo, que al igual que este son sitios de reconocimiento
molecular.

Veamos un ejemplo: Una enzima con 3 ligandos, uno de
los cuales es el sustrato (S), los demás son el ligando
A que sólo puede unirse al estado R y el I que
sólo lo hace al estado T.

En ausencia de los 3 ligandos la enzima existe en un
equilibrio
entre los dos estados conformacionales, caracterizados por una
constante de equilibrio que recibe el nombre de constante
alostèrica (L).

Al comenzar a añadir el sustrato, este se une a
la forma R formando el complejo RS, equivalente al complejo ES ya
estudiado, en este momento se produce una disminución de
la concentración de R y disminuyendo la de T, mientras
màs aumenta S, también R y con ello la velocidad de
la reacción. El paso de T a R significa un aumento de la
fracción de centros activos útiles y de ahí
el efecto sobre la velocidad; esta situación explica por
què la unión del sustrato a la enzima favorece la
unión sucesiva de los sustratos, o sea, un efecto
cooperativo que es homotròpico positivo.

Si añadimos al sistema la sustancia A esta se une
a la forma R formando el complejo RA, que aumenta el
desplazamiento del equilibrio hacia la conformación
activa.

Como A y S se unen por sitios diferentes se darán
las situaciones siguientes:

Se observa que existen 4 formas para el estado activo y
sólo la forma R está en equilibrio con T, por lo
que los incrementos de velocidad son considerables.

A las sustancias que como A se unen al estado activo y
con ellos favorecen un incremento de la velocidad de
reacción se les llama efectores positivos o activadores
alostèricos.

Si en vez de A, al sistema en equilibrio se le
añade el ligando I este se une al estado T , formando el
complejo TI que provoca un desplazamiento del equilibrio en el
sentido contrario al anterior, con lo cual la
concentración del estado T aumenta y la del R disminuye,
mientras mayor sea la concentración de I añadido,
mayor será la fracción de enzimas en estado T, lo
que provoca una disminución en la velocidad de
reacción, pues es menor el número de centros
activos con la formación favorable para la unión
con el sustrato.

A las sustancias que como I se unen al estado inactivo y
que provocan una disminución de la velocidad de la
reacción se les conoce como efectores negativos o
inhibidores alostèricos.

Modelo secuencial:

1. En este modelo existen dos estados conformacionales
   (R y T) posibles para cada una de las subunidades de la
   enzima.
2. La unión del sustrato cambia la
   conformación de la subunidad a la cual se une, pero la
   conformación del resto de las unidades no se altera
   apreciablemente.
3. La transconformaciòn ocurrida en subunidad que
   ha ligado al sustrato puede incrementar o disminuir la afinidad
   por el sustrato de las demás subunidades de la misma
   enzima.

En el modelo secuencial a diferencia del modelo
simétrico la formas R y T no estàn en equilibrio y
la unión del sustrato se produce de manera secuencial,
pues sólo afecta la conformación de la subunidad a
la cual se ha unido.

El modelo admite la formación de híbridos
conformacionales. La velocidad global de la reacción
dependera de la fracción de subunidades que estén
en la conformación màs activa.

No obstante, independientemente del modelo que se
aplique las enzimas alostèricas poseen
características generales:

• Son proteínas oligomèricas de
  elevado peso molecular y estructura compleja.
• Existen en varios estados
  conformaciònales intercomvertibles y con un grado de
  afinidad diferente para cada uno de sus ligandos.
• Los ligandos se unen a la enzima en sitios
  específicos por fuerzas no covalentes y de forma
  reversible, afectando el estado conformacional de las
  enzimas.
• Los cambios conformacionales en una subunidad
  se comunican en menor o mayor grado al resto de las
  subunidades.
• La curva de la velocidad en función de
  concentración siempre presenta una forma diferente a la
  clásica curva hiperbólica de
  Michaellis-Menten.

Lo importante de este tipo de modificación es que
los activadores e inhibidores son sustancias propias de la célula
y su concentración varía como consecuencia de la
propia actividad celular. En ocasiones el activador y el
inhividor forman una pareja cuyas concentraciones varían
de manera contraria, cuando aumenta la de uno de ellos, disminuye
la del otro. Estas variaciones de concentración
constituyen estímulos metabólicos que adaptan el
funcionamiento de las enzimas a la condiciones celulares en
constante cambio.

MODIFICACIÓN COVALENTE.

Existe otro grupo de enzimas que se regulan de forma
diferente a las anteriores; estas enzimas existen en las células en
dos formas que difieren en su composición, lo cual las
distinguen de las alostèricas; esta situación da
origen a estado conformacionales alternativos en dependencia de
la composición.

La diferencia en la composición se debe a los
grupos químicos de naturaleza no proteìnica que se
unen a la enzima; lo que distingue a estas enzimas de las
alostèricas es que dichos grupos estàn unidos a la
enzima de forma covalente, de ahí el nombre del mecanismo,
e implica una forma de la enzima modificada y otra no modificada;
estas formas son interconvertibles pero, como se trata de la
formación o ruptura de enlaces covalentes, se requiere de
una pareja de enzimas para catalizar el paso de una forma a la
otra. En los sistemas de modificación covalente no existe
una forma general de describir los estados activos o inactivos,
como en las enzimas alostèricas, pues en este caso cada
pareja de formas enzimàticas tiene sus peculiaridades, en
una determinada enzima la forma màs activa es la
modificada, en otra es la no modificada.

Los sistemas de modificación covalente màs
estudiados son los de
fosforilaciòn-desfosforilaciòn,
adenilaciòn-desadenilaciòn,
acetilaciòn-desacetilaciòn, y el intercambio
sulfihidrilo-disulfuro. Siendo los dos primeros los màs
difundidos en la naturaleza.

Otros mecanismos de regulación menos difundidos
en los seres vivos son los de la proteòlisis limitada, en
el cual las enzimas se sintetizan como precursores inactivos y se
activan por la ruptura de enlaces peptìdicos, la
variación en el estado de agregación de las enzimas
que existen como monòmeros y polìmeros de diferente
actividad, por la interacción de la enzima con otra
proteína no enzimàtica que generalmente la activa,
por el cambio de localización celular, y por cambios en la
especificidad de acción de sustrato o ambos.

ENZIMAS
SÉRICAS MÁS IMPORTANTES EN EL DIAGNÓSTICO
CLÍNICO.

Las enzimas son altamente específicas en su
actividad y todas las células metabólicas contienen
algunas o muchos de esos componentes esenciales. Ciertos tejidos contienen
enzimas características que sólo penetran en la
sangre cuando
se destruyen o lesionan las células en las cuales
estàn contenidas. Las presencia en la sangre de cantidades
significativas de estas enzimas específicas indica el
sitio probable de daño
tisular.

Veamos los siguientes ejemplos:

* Aldolasa Enzima glucolìtica, que descompone la
fructosa –1,6- difosfato, existiendo con mayor abundancia
en el músculo cardíaco y esquelético, aunque
todas las células contienen algo de ella y el
hígado contiene una cantidad moderada.

* Amilasa Descompone el almidón en sus
azúcares constitutivos. De actividad extracelular.
Segregándose por las glándulas salivales y el
páncreas a la saliva y al líquido
pancreático.

Los aumentos de la amilasa sèrica indican
generalmente enfermedad pancreática.

En la pancreatitis
aguda su nivel puede alcanzar 600 unidades, en el transcurso de
las 4 h de comienzo de la enfermedad sus niveles pueden elevarse
hasta 2000 unidades. Descendiendo sus valores en el transcurso de
48 a 72 h, incluso persistiendo la inflamación.

La pancreatitis crónica produce elevaciones menos
marcada, màs bien variables, y
el carcinoma del páncreas no afecta por lo general dicha
enzima.

Su elevación puede acompañar
también al dolor abdominal agudo en ciertos casos de
úlcera péptica perforada, empiema de la
vesícula, obstrucción intestinal, embarazo
ectòpico roto o peritonitis de cualquier causa.
También en enfermedad de la glándula
paròtida.

La amilasa se excreta por la orina, y si el nivel
sèrico ya ha disminuido, el nivel urinario puede ser de
utilidad
diagnóstica.

* Creatinfosfoquinasa (CPK) Llamada también
creatinquinasa (CK), cataliza la transferencia reversible de
grupos fosfato entre la creatina y la fosfocreatina, así
como entre el ADP y el ATP. Reside en mayor parte en el
músculo esquelético, músculo cardíaco
y tracto gastrointestinal, siendo el cerebro la
única otra fuente importante.

La afectación aguda o progresiva del
músculo esquelético da lugar a una elevación
considerable de los niveles de CPK. Las distrofias musculares
provocan elevaciones persistentes de hasta 50 a 100 veces el
valor normal.

* Deshidrogenasa láctica(LDH) Enzima
glucolìtica que cataliza la reacción reversible
entre el piruvato y el lactato. Las determinaciones de LDH se
realizan habitualmente en suero, pero pueden efectuarse
también en muestras extraídas con cuidado del
líquido cefalorraquídeo y de otros fluidos
orgánicos libres de células.

S e elevan sus valores en el IMA, enfermedades inflamatorias
del miocardio, en la hepatitis aguda
donde aumenta la LDH total. La anemia
perniciosa genera también valores alto de LDH. En el
infarto
pulmonar también se elevan sus valores.

*Lipasa Enzima hidrolìtica segregada por el
páncreas en el duodeno, donde en conjunto con las sales
biliares e iones calcio, descompones los ácidos grasos de
los triglicéridos. Al igual que la amilasa se encuentra
dentro de las células secretoras y aparece en el torrente
circulatorio, después de una lesión del
páncreas, único órgano que la produce,
siendo la pancreatitis aguda la causa màs frecuente de
lipasemia.

*Fosfatasa Enzima hidrolìtica,
conociéndose dos tipos: La alcalina y la
ácida.

En los adultos normales la fosfatasa alcalina circulante
procede tanto del hueso como del hígado. Su incremento
durante el embarazo refleja su producción placentaria. Estando elevada en
enfermedades ósea, en el hiperparatiroidismo con
implicación esquelética, en enfermedades
hepatobiliares.

La fosfatasa ácida no tiene su función
aún bien conocida, encontrándose principalmente en
la glándula prostática del adulto y en los
eritrocitos. Una fosfatasa ácida sèrica elevada
sugiere casi siempre un carcinoma metastàsico, como puede
verse en el 80 % de los casos de carcinoma
prostático.

*Transaminasas Catalizan la transferencia reversible de
grupos aminados entre diversos ácidos en el ciclo
glucolìtico. En los tejidos humanos se han determinado
dos, teniendo ambas al ácido glutámico como uno de
los sustratos. Ellas son la
transaminasa-glutamicooxalacètica (TGO) y la
transaminasa-glutamicopirùvica (TGO).

La TGO se halla en concentraciones muy elevadas en el
corazón
y en el hígado y en cantidades moderadamente elevadas en
el músculo esquelético, riñón y
páncreas, teniendo estos tejidos también
concentraciones aunque menos significativas de TGO. Siendo el
hígado el que contiene las concentraciones màs
elevadas de TGP, pero incluso tiene tres veces y media màs
TGO que TGP.

En el IMA se elevan las concentraciones sèricas
de TGO, también en las arritmias severas.

Cuando hay lesión de las células
hepáticas los niveles sèricos de TGO y de TGP
aumenta, en la mononucleosis infecciosa también hay
aumento de las transaminasas, aunque menos marcada que la
elevación de la LDH y algunas enfermedades musculares como
la distrofia muscular progresiva y la dermatomiositis, que pueden
aumentar la TGO y provocar modificaciones mínimas de la
TGP.

MODIFICACIONES ENZIMÀTICAS EN EL INFARTO
AGUDO DEL MIOCARDIO.

El infarto del miocardio origina diversas alteraciones
humorales, como leucocitosis y aumento de la sedimentación
globular (VSG). No obstante desde el punto de vista diagnóstico, sólo tiene importancia
el aumento en la actividad sèrica de ciertas enzimas,
liberadas al torrente circulatorio como consecuencia de la
necrosis.

• Se han descrito màs de 20 tipos de enzimas
  que son liberadas a la sangre después de la necrosis
  celular miocárdica, mencionaremos y comentaremos las
  principales:

1. Creatín fosfoquinasa (CPK).

Comienza a elevarse a las 6 u 8 horas después de
iniciado el dolor, existiendo un pico máximo a las 24
horas y declina a valores normales entre los 3 y 4 días.
Reconociéndole tres isoenzimas denominadas MM, BB y MB,
presente la primera en el músculo esquelético, la
segunda en el cerebro y riñones y la tercera en el
músculo cardíaco. Esta ultima izó enzima es
considerada la màs útil de todas en el
diagnóstico del IMA. Considerándose elevada con
cifras mayores a 50 Uds. internacionales y cuando la
fracción MB es mayor de 6 % de la CPK total.

La CPK total puede elevarse en:

• Enfermedad del músculo
  esquelético.
• Intoxicación alcohólica.
• Diabetes mellitus.
• Trauma cardíaco.
• Convulsiones.
• Inyecciones intramusculares repetidas.

1. Transaminasa Glutámico Oxalacètica
   (TGO) o Aspartato aminotransferasa (ASAT).

2. Comienza a elevarse entre las primeras 8 a 12 horas
   que siguen al comienzo del dolor, teniendo su pico
   máximo entre las 18 y 36 horas, cayendo a sus niveles
   normales entre 3 ò 5 días. Deben tenerse en
   cuenta los resultados positivos falsos en casos de
   enfermedades hepáticas primarias, congestión
   hepática, embolismo pulmonar y enfermedades del
   músculo esquelético, considerándosele
   elevada con valores mayores a 12 Uds.
   internacionales.

3. Deshidrogenasa láctica ( LDH).

Se eleva dentro de las 24 a 48 horas después del
comienzo de los síntomas, alcanza su pico máximo
entre los 3 y 6 días, retornando a sus valores normales
entre los 8 y 14 días. Se le reconocen 5 isoenzimas que
son enumeradas de acuerdo con la rapidez de migración
en el trayecto electroforètico, siendo la 1 la màs
rápida y la 5 la màs lenta. Esta división
aumenta la exactitud en el diagnóstico, ya que la
isoenzima 1 es la contenida principalmente en la células
miocárdica. Se considera elevada con valores mayores de
250 Uds. internacionales.

Debe tenerse en cuenta resultados falsos positivos
en:

-Sangre hemolisada.

-Anemia megaloblàstica.

-Leucosis.

-Enfermedades hepáticas.

-Infarto pulmonar.

Es importante recordar que estas enzimas no son
específicas del corazón, puesto que se encuentran
en otros tejidos, por consiguiente, un valor anormal de
cualquiera de ellas puede deberse a un proceso distinto al
infarto. Así pues para sustentar el diagnóstico de
necrosis miocárdica se realizan determinaciones seriadas
durante los primeros 3 a 4 días.

La determinación de las isoenzimas de la CPK y de
la LDH facilita el diagnóstico y permite conocer si el
aumento se debe específicamente a un IMA, ya que las
isoenzimas CK-MB y la LDH1 son casi siempre exclusivas en el
corazón.

Recientemente se ha demostrado que ciertos marcadores
como la mioglobina pueden ser màs precoces o como las
troponinas T e I, màs específica que las enzimas
utilizadas clásicamente. Los valores
máximos de esas enzimas presentan una correlación
discreta con la extensión de la necrosis y se han
utilizado con fines pronósticos. En los últimos
años se han desarrollado técnicas
para la determinación de la mioglobina y la miosina,
aunque todavía no se ha generalizado su uso, es posible
que permitan un diagnóstico màs precoz y tengan
mayor especificidad que las enzimas clásicas.

PERFIL ENZIMÁTICO PARA LOS DISTINTOS
MARCADORES.

TPI — Troponina I

TPT — Troponina T

El cuadro enzimático ordenado de acuerdo con su
sensibilidad, que depende del tiempo que
tarde en aparecer en la sangre, por ello la mioglobina se
presenta en primer lugar, ya que por su bajo peso molecular es
detectada a los 90 minutos de comenzar el IMA, por su corta vida
media y su presencia también en el músculo
esquelético, le hacen poco eficaz en la práctica
clínica cotidiana.Le sigue la CK-MB que es una isoenzima
de la CPK, que se encuentra selectivamente en el miocardio,
aumenta su sensibilidad sobre la CPK y sus otras fracciones
conocidas (CK-BB y CK-MM).

Las troponinas TPI y TPT son marcadores recién
introducidos en la práctica médica, con alta
afinidad por el miocardio, por lo que tiene una alta sensibilidad
y especificidad.

La TGO presenta la dificultad de su presencia en el
músculo esquelético así como en el
hígado, pulmón, piel, etc, por
lo que es la menos sensible desde ese punto de vista.

Finalmente la LDH, por lo tardío de su
detección en la sangre y su larga permanencia en ella, no
es recomendable para las primeras horas del IMA, es más
útil en aquellos casos en que el paciente tiene varias
horas de evolución, se caracteriza por presentarse 5
isoenzimas, LDH1,LDH2,LDH3,LDH4 y LDH5, de las cuales la 1 y 2 se
hallan en el miocardio.

BIBLIOGRAFÍA.

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J, PlumFred. Cecil Tratado de Medicina Interna 20 ed. V1 La
Habana: Ciencias
Médicas, 1998. p344-351.

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laboratorio. Barcelona: JIMS, 1981. p323-338.

3-Lehninger Albert L. Principios de
Bioquímica. Ed. Omega, S.A./Barcelona, 1991. Cap9 Enzimas.
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4-Roca Goderich R, Smith Smith V, Paz Presilla E, Losada
Gómez J, Serret Rodríguez B, Llamos Sierra N, et
all. Temas de Medicina Interna V1. http://bvs.sld.cu/libros–texto/medicina-interna/capítulo 2031.
html.

5-Hodnadel C David. Clinical enzymology. Tilton C
Richard, Balow Albert, Hodnadel C David, Reis F Robert. Clinical
Laboratory Medicine. Copyright 1992 by Mosby- Year Book, Inc.
USA. P190-207.

Autor:

Lic. Bárbara Díaz
Hernández

Lic. Maylin López
González

MSc. Nubia Blanco Balbeito

Hospital Universitario "Mártires del 9 de
Abril"

Sagua la Grande.

Villa Clara.

Material de apoyo.

Curso: 2004 2005