2-ENZIMOLOGÍA Y SU APLICACIÓN EN MEDICINA
ENZIMAS
-Son moléculas biológicas, catalizadores biológicos que aumentan la velocidad de una reacción EFICIENTE y SELECTIVAMENTE
(disminuyen energía de activación). Funcionan en una Tº, pH o sustrato ESPECIFICO
FORMADAS por cadenas de a-aa unidos por uniones peptídicas. Producción está controlada directamente por los genes.
-Son proteínas (apoenzima) que funcionan con vitaminas (coenzima) o iones metalicos (cofactores), juntos forman la holoenzima (enzima
activa). También pueden ser ARN enzimas o ribozimas
-VITAMINAS (coenzimas) pueden ser: Hidrosolubles (todas del complejo b o c) o Liposolubles (ADEK solo la K función coenzima). Ej.: NAD-
NADH (nicotinamida adenina dinucleótido) proviene vit B3, FAD-FDH (flavina adenina dinucleótido) proviene vit B2, Coenzima A proviene
vit B5 o A. Pantoténico o PP (piridoxal fosfato) proviene de vit B6 o piridoxidamina
-SITIO ACTIVO: es un pliegue de la pr- en un lugar específico, permite la unión de sustrato y la catálisis, es dinámico, modifica su forma
para unirse al sustrato y formar el producto, ENCAJE INDUCIDO, la enzima participa en las reacciones y experimenta cambios físicos, pero
regresando a su estado original cuando la reacción termina.
-ISOENZIMAS o ISOZIMAS: son enzimas iguales que catalizan la misma reacción sobre el mismo sustrato, pero tienen características
físicas y químicas diferentes, Ej.: hexoquinasas o enzimas oligomericas (formadas por 2 o más subunidades diferentes)
-ZIMOGENOS o PROENZIMAS: son enzimas inactivas que se activan ante un proceso de hidrolisis, Ej.: proinsulina
-REACCIONES MULTISUSTRATOS, pueden FORMAR:
1-Complejos ternarios: puede ser en ORDEN (1,2) o al AZAR (2,1,3 siempre formando el complejo)
2-Sin formar complejos ternarios: con cinética PING PONG (quinasas (agregan P); ingresa ATP deja en la
enzima P y sale ADP, luego entra glucosa y sales con el P formando glucosa 6P) o de DOBLE
DESPLAZAMIENTO (transaminasas (dadoras y aceptoras de grupo amino, transforman a-cetoacido en aa (a-
cetoacido+amino)); entra aa en la enzima deja grupo amino sale el a-cetoacido luego ingresa a-cetoacido toma el grupo amino y sale como aa)
CLASIFICACION DE ENZIMAS:
CLASE 1: OXIDORREDUCTASAS: Catalizan reacciones de oxidorreducción: transferencia de hidrógeno (H) o e- de un sustrato a otro, según
la reacción general.
CLASE 2: TRANSFERASAS: Catalizan la transferencia de un grupo químico (distinto del hidrógeno) como C-, N- o P- de un sustrato a otro,
según la reacción: Ej.: glucoquinasa
CLASE 3: HIDROLASAS: Catalizan reacciones de hidrólisis, mediante adición de H20, enlaces C-N, C-P, C-O. Ej.: tripsina, pepsina, ureasa
CLASE 4: LIASAS: Catalizan reacciones de ruptura o formación, son reversibles, enlaces C-C, C-S y ciertos C-N. Ej.: descarboxilasa
CLASE5: ISOMERASAS: Catalizan la interconversión de isómeros, cambian un grupo de lugar. Ej.: glucosa 1P a glucosa 6P
CLASE 6: LIGASAS: Catalizan la unión de dos sustratos con hidrólisis simultánea de un nucleótido trifosfato (ATP, GTP, etc.)
La piruvato carboxilasa, clasificada como ligasa, cataliza una reacción de carboxilación y tiene a la biotina como coenzima. Esta reacción es un
ejemplo de reacción denominada anaplerótica.
Cinética enzimática:
-Estudia la velocidad de las reacciones químicas, cambios en Sustrato o producto, comienza en V0: menos 5% de S este
consumido. Importancia biomédica: farmacología, cambio Tº (transplante)
-La velocidad puede ser MODIFICADO por:
1. pH: modifica el grado de ionización del S y de la enzima El pH óptimo es aquél en el cual el estado de disociación de
los grupos esenciales es el más apropiado para interaccionar en el complejo E-S
2. Tº: entre 36-37,5 Cª, a mayor Tº se desnaturaliza y menor se ralentiza
3. Concentración de la enzima: velocidad aumenta en forma lineal con incremento de enzima
4. Concentración del S: al incrementar la concentración del sustrato la velocidad de la reacción aumenta, hasta llegar a un punto
de saturación de la enzima con el sustrato (Vmax), forma una hipérbola. Surge la CONSTANTE DE MICHAELIS-
MENTEN (símbolo Km, mmoles/litro): Es la [S] a la cual la velocidad de reacción enzimática alcanza un valor igual a la mitad
de la Vmax, refleja la afinidad de enzima por S (menor km mayor afinidad). Ej.: hexoquinasas. La gráfica de doble recíproca o
representación de Lineweaver-Burk, puede usarse para calcular tanto la Km como la Vmax. También puede emplearse para determinar el
mecanismo de acción de los inhibidores enzimáticos
5. Inhibidores: son agentes químicos que inhiben la actividad catalítica, físicos (frio, calor) o moléculas químicas (alteran estructura E o S).
PUEDEN SER:
a-Irreversibles (desnaturalizan la enzima)
b-Reversibles: Competitivos (igual complementariedad
que S por el sitio activo, velocidad igual, mayor km
aparente y menor afinidad) o No competitivos (km y
afinidad igual, Vmax disminuye)
- Aplicaciones clínicas de mecanismos de inhibición:
Principio de acción de fármacos. Ej.: competitivo, inhibición
de síntesis de colesterol, estatinas; análogo HMGCoA
reductasa (sustrato), para reducir niveles de colesterol pacientes con hipercolesterolemia
6. Duración de la reacción: Regulación de la actividad enzimática:
-REGULACION ALOSTERICA:
1-Enzimas alostéricas (generalmente formadas por varias subunidades, tienen los 2
sitios), tienen un sitio para sustrato (sitio activo o catalítico) y otro sito o modulador
(sitio alostérico o regulador).
2-Puede ser positivo (activa) o negativo (inhibe, imposibilitando la unión a sustrato).
3-Efectores alostéricos, son los adenilatos (ATP, ADP y AMP). Ej.:
fosfofructoquinasa inhibida niveles elevados de ATP
4-Función reguladora en una vía metabólica, catalizan reacción irreversible, provoca el bloqueo de la vía.
-REGULACION POR MODIFICACIÓN COVALENTE: Enzima se activa o inactiva uniéndose covalentemente a un grupo químico de
pequeño tamaño como el fosfato. Ej.: Síntesis de glucógeno por glucógeno sintasa (con P es inactiva y sin P activa) contrario la degradación de
glucógeno por glucógeno fosforilasa (con P es activa y sin P inactiva)
-INHIBICIÓN POR PRODUCTO FINAL: retro inhibición o inhibición feed-back, cuando el producto final de una vía metabólica inhibe a
una enzima de los primeros pasos de la vía. Ej.: piruvato de D.O.P por Acetil CoA
-REGULACION GENETICA: implica modificar la cantidad de una enzima activando o reprimiendo su síntesis a nivel genético
(hormonas). La enzima cuya cantidad se modifica acorde a los requerimientos se denomina INDUCIBLE, mientras que aquellas cuya
concentración permanece más o menos estable se denominan CONSTITUTIVAS.
ENZIMOLOGÍA Y MARCADORES BIOQUÍMICOS
-DISTRIBUCIÓN DE LAS ENZIMAS EN LAS CÉLULAS
1. Citosol: transaminasa glutámico pirúvico o alanina aminotransferasa (GPT o ALAT) y láctico-deshidrogenasa (LDH)
2. Citoplasma y mitocondria: glutámico-oxalacética o Aspartato transaminasa (GOT o ASAT)
,3. Membrana plasmática: fosfatasa alcalina (FAL)
-NIVELES PLASMÁTICOS DE LAS ENZIMAS
1. Enzimas celulares: acción dentro de la misma célula donde se sintetizan, tiempo de vida variable y cumplen su ciclo se destruyen (recién
aparecen en plasma):
• Ubicuas: intervienen metabolismo en general como LDH y GOT
• Órgano-especificas: actúan en procesos metabólicos específicos como fosfatasa acida prostática
2. Enzimas especificas del plasma: acción en plasma, sintetizadas en determinados tejidos y pasan a la sangre (mayoría producidas
en el hígado, disminución alteración hepática, ej. Factores de coagulación, lipoproteínlipasa (LPL))
3. Enzimas producidas por órganos de secreción: secretadas por glándulas o tejidos muy especializados, lugar de acción alejado,
ej. Enzimas digestivas del páncreas al duodeno (en sangre baja concentración)
-EN ORGANOS: 1-Especificas: FAP (fosfatasa acido prostática), FAO (fosfatasa ácido ósea), Che (colinesterasa, hígado) 2-Predominantes:
GPT (transaminasa glutámico pirúvico), CK (creatinquinasa) 3-Todos: LDH (láctico deshidrogenasa) 4-Secrecion: amilasa, pepsinogeno, LP
(lipasa pancreática), FAP (fosfatasa acida pancreática) 5-Plasma: LPL (lipoprotein lipasa), LCAT (lecitina colesterol aciltransferasa)
-PERFIL ENZIMATICO: es la cantidad normal de enzimas que tienes en sangre, muestra rangos de referencia. Cambios por patologías:
A-Incremento de las enzimas séricas:
1.Hiperplasia celular: aumento producción celular, raquitismo (fosfatasa alcalina), cáncer de próstata (fosfatasa acida prostática)
2.Necrosis celular: anoxia (falta O2), infecciones microbianas o virales (ruptura mp, inflamación y muerte celular)
3.Alteración de la estructura de membranas celulares: causas genéticas, metabólicas, toxicas
4.Obstrucciones parciales y totales de los órganos de excreción: fosfatasa alcalina, colestasis (flujo interrumpido)
5.Activación intracelular: zimógenos secretadas por páncreas al intestino se activan dentro de las células pancreáticas (pancreatitis)
B-Disminución de la actividad de las enzimas séricas:
1-Disminución de la biosíntesis: insuficiencia hepática, disminución de seudocolinesterasa
2-Eliminación exagerada por riñón: nefrosis
-VALORACION ENZIMATICA: tener en cuenta:
a- Distribución de las enzimas
b- Localización de las enzimas dentro de la célula
c- Conocer el tiempo de vida media de esa enzima
-INFARTO AGUDO DE MIOCARDIO (IAM): CARDIOPATIA
-Muerte de porción del musculo cardiaco (miocito) por obstrucción completa de arteria coronaria
-Factores de riesgo: hipertensión, diabetes, hipercolesterolemia y tabaco
-Diagnóstico: dolor torácico, cambios electrocardiograma y aumento de marcadores bioquímicos de daño miocárdico. Loa marcadores deben ser
precoces, sensible y específicos. ENZIMAS: CK; LDH (lactato deshidrogenasa) / PROTEINAS: Myo (mioglobina): Tn (troponinas)
1-CK TOTAL y CK-MB:
- Creatinquinasa (CK): proteína dimérica, B (cerebro) y M (musculo), da 3 isoenzimas: CK1 (BB), CK2 (MB) Y CK3 (MM)
CK1: cerebro, próstata y digestivo
CK2: mayor cantidad corazón y poco musc. esquelético
CK3: en musc. esquelético en mayor cantidad y corazón
-Otros tejidos: como riñón y el diafragma contienen, significativamente, menor actividad de CK.
-FUNCIÓN: formar fosfocreatina (reserva energética), actúa síntesis de mas ATP
-Se ELEVA (cualquier daño muscular):
1-Necrosis (quemaduras, traumatismo muscular, ejercicio prolongado, crecimiento)
2-Pos-operatorio
3-Enfermedades del corazón (IAM) e Inyecciones intramusculares (normaliza 48hs)
-Ventaja de CK-MB sobre el CK-Total es ESPECIFICIDAD de órgano
-Concentración de CK-MB supera en 6-20% CK-Total indicativo de necrosis cardiaca
-Conveniente: mediciones cada 8hs en 24hs del inicio.
-CK-MB de musculo esquelético (patrón meseta), IAM (pico rápido y disminuye)
-CK-Total: Hombres hasta 195 U/L, Mujer hasta 170 U/L
2-LACTATO DESHIDROGENASA (LDH):
-FUNCIÓN: Transfiere H+ y cataliza la oxidación reversible de L-lactato a piruvato
-Presente en hígado, miocardio, musculo esquelético y hematíes
-COMPUESTA 4 cadenas polipeptídicas: H (corazón) y M (principalmente musculo esquelético e hígado), 5 isoenzimas: H4 (LDH1),
H3M(LDH2), H2M2(LDH3), HM3 (LDH4) y M4 (LDH5)
-DIAGNÓSTICO TARDÍO (patrón de meseta):
-Suero normal LDH2 mayor a LDH1 en necrosis miocárdica LDH1 mayor
-Adulto LDH-Total: 135-240 U/L (infartos pequeños)
1.MIOGLOBINA
-Hemoproteína monomérica, presente en citosol células musculo estriado (cardiaco y esquelético), se libera plasma por destrucción fibrilar y
eliminada por excreción renal
-FUNCIÓN: facilitar difusión de O2 en la célula muscular
-SENSIBLE pero no es un marcador especifico cardiaco (liberación por daños en musculo esquelético o ejercicio extremo)
-Ventaja: rápida elevación en sangre, prueba diagnóstica más PRECOZ de IAM, más consideraciones clínicas
-Sirve: monitorear evolución de lesión cardiaca, recidivo de infartos (patrón meseta)
-Valores más elevados en hombre (masa muscular), también por insuficiencia renal, anoxia y lesión músculo esquelético
2.TROPONINA:
-Contracción muscular: fil. finos (actina, troponina y tropomiosina) y f. grueso (miosina), necesario ATP y calcio -Troponina
(Tn): complejo proteico citosólico regulador de función contráctil del musculo estriado, componente:
TnC: fija el Calcio, TnT: une troponina a la tropomiosina, TnI: inhibe union miosina y actina
Tn I isoforma cardiaca (TnIC): marcador cardio-especifico, precoz, detecta infartos muy pequeños (caro)
Tn T cardiaca (TnTc): especifica tejido miocárdico, menos precoz, Suero hasta 0.08 ng/mL
-HEPATOPATÍAS:
-HEPATOCELULAR: daño hepático, inflamación o necrosis (hepatitis viral)
-COLESTÁSICA (OBSTRUCTIVA): disminución o interrupción flujo biliar
-Funcionalidad hepática: se mide en plasma la actividad de factores de coagulación sintetizado en hígado (tiempo protrombina)
1) TRANSAMINASAS: transfieren grupo amino de un aa a un a-cetoácido aceptor, dando aa distintos a los originales. Valor clínico:
transaminasa glutámico pirúvico (GPT o ALAT, citosol más específica daño celular) y glutámico-oxalacética (GOT o ASAT) (citoplasma
y mitocondria, exclusiva de hígado). Hepatitis vírica y toxica x10 de valor normal con necrosis celular hay hipertransaminasemia, del resto
menor a 10x el valor: crónica a aguda, cirrosis (moderada) GOT y GPT hasta 12 U/L (técnica colorimétrica)
, 2) FOSFATASA ALCALINA (FAL): función (ruptura m. plasmática uniones ester de a. ortofosforico a pH alcalino, liberando grupos
fosfato); fuentes (hígado, huesos e intestino). Determinar el origen del aumento considerar síntomas clínicos. Adultos: 68-240 UI/L
3) GAMMAGLUTAMIL-TRANSPEPTIDASA (GGT): función participa en el metabolismo de glutatión y síntesis de péptidos y
proteínas, transporte de aminoácidos a través de las membranas celulares. Presente en hígado, retículo endoplásmico liso, microsomas y
conductillos biliares del hígado.
Aumenta en la mayoría de las enfermedades del hígado, especificidad es escasa, valor principal confirmar origen hepático a elevaciones de
FAL, se piden forma conjunta. Varones; 11-50 U/L, Mujeres: 7-32 U/L (prueba a 37°C)
4) 5´NUCLEOTIDASA (5´N): esterasa, función (convertir los 5´nucleótidos en sus nucleósidos). Mayor actividad en la membrana
plasmática del hígado. Valor: 4 a 12 U/L
5) PROTEÍNAS DE LA COAGULACIÓN: hígado síntesis de mayoría proteínas coagulación de la sangre. En enfermedades hepáticas
disminución en la síntesis o un aumento en el catabolismo, como medición Tiempo de protrombina Valores de referencia: 10 a 14
segundos
CAMBIOS ENZIMÁTICOS EN ENFERMEDADES HEPÁTICAS
HEPATITIS
-Inflamación del tejido hepático por infección, fármaco, alcohol, VIRAL (A, B-G, menos frecuente por fiebre amarilla, por citomegalovirus,
rubeola, sarampión, herpes, Epstein-Barr). Periodo de incubación (15-180 días), periodo prodrómico (1eros síntomas clínicos) y periodo
de estado (vuelca a torrente sanguíneo las enzimas). CLASIFICA en aguda (menor a 6 meses) y crónica
(mayor 6 meses). DIAGNOSTICO dosar GOT y GPT; aguda (GPT mayor) y crónico (GOT mayor, por
destrucción hepatocito y liberación)
COLESTASIS
-Obstrucción de la excreción de la bilis del hígado, dentro de hígado o conductos biliares
- Aumenta enzimas colestásicas: Prueba de laboratorio común en colestasis: aumento bilirrubina conjugada,
FAL, GGT, 5´N y aparición bilirrubina directa en orina.
1) Fosfatasa alcalina (FAL): se pide primero por ser económica, bifurcador: FAL elevada, investigar
valorando 5´N y la GGT; (pacientes con enfermedades óseas aumenta la FAL; GGT y 5´N son normales). FAL
normal, descartar Colestásica,
2) g-glutamil transpeptidasa o transferasa (GGT): valores son paralelos a los de FAL y 5´N en
colestasis, aumentos en tumores, colestasis intrahepática o extrahepática y contacto con productos producen
hiperactividad mitocondrial (insecticidas, tóxicos y fármacos)
3) 5´nucleotidasa (5´N): niveles elevados en enfermedad hepatobiliar, más altos en colestasis.
4) Transaminasas: ligeramente aumentadas 2x-3x
ESTUDIO DE LA FUNCIONALIDAD HEPÁTICA
Funcionalidad hepática se puede determinar Pseudocolinesterasa y Tiempo de Protrombina.
A-COLINESTERASA:
1. Acetilcolinesterasa/Colinesterasa verdadera: eritrocitos y terminación nervios colinérgicos
2. PSEUDOCOLINESTERASA/BUTIRILCOLINESTERASA: ChE, sintetizada por hígado y se encuentra músculo liso y adipocitos.
Sustrato: butirilcolina o succinilcolina, metabolizar anestesias. IMPORTANCIA: Concentración disminuye cuando capacidad
hepática está disminuida: índice de insuficiencia hepática, hepatitis cronica o cirrosis; disminución de ChE coincide con aumento de GOT.
Algunos individuos sensibles a succinilcolina o al cloruro de suxametonio, anestesia, prevención dosaje de ChE (cirugía)
B-TIEMPO PROTROMBINA (TIEMPO DE QUICK): tiempo que tardas en coagular; tasa protrombina constituye índice sensible función
síntesis hepática; aguda (tiempo prolongado) y crónica (variable)
ENZIMOTERAPIA
1-Hialuronidasa: facilita difusión de materiales de contraste y reabsorción de hematomas y derrames pleurales
2-Trombina: estimula coagulación sanguínea, excelente hemostático
3-Tripsina: antiinflamatorio y fluidificar exudados necróticos (eliminar célula muerta) purulentos de heridas con gangrenas cutáneas
4-Estreptoquinasa o fibrinolisina: mezcla de enzimas a partir de estreptococos, disuelve coágulos de sangre en IAM y extremidades
inferiores, activa plasminógeno se convierte en plasmina
5-Asparaginasa: se usa en leucemia en adultos, saca asparagina a célula tumoral de la cual se nutre (menor vida)
3-EQUILIBRIO HIDROSALINO Y ÁCIDO-BASE
BALANCE HIDRICO
- El equilibrio o balance que vamos a tener de agua y minerales e iones en el cuerpo y en los compartimentos líquidos
FUNCIONES DEL AGUA CORPORAL
-Agua: componente más importante de seres vivos, es solvente universal, sustancia más abundante cuerpo y su metabolismo no se desliga de
ningún proceso fisiológico o bioquímico del organismo (medio acuoso), funciones:
1. Es medio acuoso de todos líquidos corporales (sangre, linfa, secreciones digestivas, agua de sudoración, líquido cefalorraquídeo, heces
y orina)
2. Actúa soporte en reacciones metabólicas ya que enzimas requieren medio acuoso para actuar.
3. Interviene termorregulación del organismo a través de evaporación de agua por piel.
4. Procesos digestivos, interviene en disolución de nutrientes de alimentos y digestión por hidrólisis. 5. Transporta gran cantidad de
sustancias, ya que es medio comunicación de células
6. Favorece la circulación y turgencia.
7. Da flexibilidad y elasticidad a tejidos (tendón, ligamento, cartílago), actúa lubricante y amortiguador articulaciones
8. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio
COMPARTIMIENTOS ACUOSOS
-Agua en el cuerpo humano está distribuida en 2 compartimientos:
1. INTRACELULAR: rodeado por membrana plasmática (barrera efectiva para intercambio hidroelectrolítico) 40
2. EXTRACELULAR: está fuera de la célula, se divide en 3 subcompartimientos: 20%
A. Intravascular: Contenido en vasos sanguíneos. Casi totalidad corresponde a la sangre: agua
del plasma en solución proteínas, lipoproteínas, sales ionizables (electrolitos) y susts. no ionizables
(solucs. moleculares de glucosa, urea)
B. Intersticial: En el intersticio, la composición del agua similar al agua plasmática o
intravascular, difiere en menor contenido de proteínas que, por su tamaño, no pueden atravesar
libremente el endotelio vascular. Perdida de agua.
C. Transcelular: comprende líquido contenido en: luz de tractos digestivo, urinario y
respiratorio, cefalorraquídeo, pleural, pericárdico, sinovial y el humor acuoso del globo ocular. Su
suma representa sólo 2,5 % del total (aprox. 1lt)
Existen diferentes métodos para conocer la DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL ORGANISMO.
Valores distintas edades y sexo:
