Enzimas Sumario

Enzimas

Sumario.

1. Enzimas. Generalidades. Definición. Estructura y función. Propiedades generales. Isoenzimas. Mecanismos generales de acción. Cinética y factores que modifican la actividad enzimática.

2. Causas de error en las determinaciones enzimáticas.

3. Determinación de la actividad enzimática de la transaminasa glutámico pirúvica (ALAT). Instrumentación. Principio del método. Procedimiento técnico. Fuentes de error. Valores de referencia. Variaciones fisiopatológicas.

4. Determinación de la actividad enzimática de la transaminasa glutámico oxalacética (ASAT). Instrumentación. Principio del método. Proceder técnico. Fuentes de error. Valores de referencia. Variaciones fisiopatológicas.

En los seres vivos se producen constantemente transformaciones de las sustancias orgánicas que los componen o que ingresan a él. Estas transformaciones, que suceden en los diferentes procesos llevados a cabo por los diferentes órganos, es a lo que se conoce como metabolismo y en su conjunto es a lo que denominamos vida.

Ahora bien, estas transformaciones químicas tienen limitaciones; por ejemplo, deben ser a un ph casi constante, la temperatura no debe exceder de 37 °C, tampoco el organismo no debe usar sustancias que sean nocivas para él, etc. y sin embargo estas transformaciones suceden constante y eficientemente en esas condiciones. Esto se debe a la presencia en el organismo de determinadas sustancias, que facilitan las reacciones en las circunstancias específicas y que se denominan enzimas.

Concepto:

Las enzimas se definen como catalizadores biológicos de naturaleza proteica, que se encuentran en todos los tejidos de los organismos vivos, y que facilitan las reacciones químicas necesarias para el mantenimiento de la vida interviniendo en las reacciones metabólicas modificando su velocidad.

Todas son proteínas; hay algunas que son simples y otras están conjugadas con grupos prostéticos (grupos que no tienen naturaleza proteica) llamándoseles entonces coenzimas.

Dada su naturaleza proteica, las enzimas son sustancias lábiles, que se inactivan por el calor, por concentraciones altas de iónes de hidrógeno, etc.

Tienen un papel esencial en la función celular, que es catalizar específicamente a sus sustratos. En la práctica clínica los niveles enzimáticos sólo interesan como marcadores de procesos patológicos. Algunas enzimas son extracelulares como la amilasa y la lipasa, pero la gran mayoría son intracelulares.

Las enzimas normalmente se encuentran dentro de la célula, pero al ocurrir procesos patológicos que aumenten la muerte y necrosis celular o las pérdidas por las membranas celulares, el nivel plasmático de ellas puede elevarse en dependencia del tejido específico que se encuentre dañado.

Propiedades generales:

Especificidad: la especificidad de la acción de las enzimas está dada porque siempre actúan sobre un mismo sustrato y porque siempre catalizan el mismo tipo de reacción; por ejemplo, las transaminasas al actuar sobre un alfaaminoácido catalizan la reacción de conversión de este compuesto en un alfacetoácido.

Acción catalítica: las enzimas aceleran la velocidad de transformación (catálisis) de un sustrato en productos, sin consumirse en la reacción, por eso se le llaman catalizadores.

Como catalizadores, intervienen en las reacciones en cantidades muy pequeñas, y, como ya se dijo, no se consumen, por lo que pueden participar en la reacción una y otra vez y: modifican la velocidad de las reacciones reversibles en ambos sentidos, sin alterar el equilibrio final.

Isoenzimas:

Son diferentes formas moleculares de una misma enzima que pueden encontrarse en distintos tejidos y cuyo estudio puede tener importancia clínica. Cada isoenzima tiene actividad diferente con cada sustrato

Ejemplo:

La creatinfosfoquinasa es una enzima que está formada por dos moléculas: una M y otra B. Estas moléculas se pueden combinar de varias maneras formándose entonces tres isoenzimas que son las:

CPK – MB

CPK – BB

CPK – MM

Mecanismo general de acción:

Las enzimas actúan sobre sustancias químicas llamadas sustratos catalizando la reacción de conversión del éste en sus productos.

Cada enzima posee en la superficie de su molécula, un lugar de reacción conocido como centro activo, que es el sitio por donde ella se une al sustrato. Esta unión es lábil, por lo que al romperse este enlace se libera la sustancia producto y queda libre la molécula de enzima la cual puede ser utilizada nuevamente. Por lo tanto una molécula de enzima puede catalizar la transformación de varias moléculas de sustrato..

Factores que modifican la actividad enzimática:

En las reacciones enzimáticas hay un grupo de variables que si no son estrictamente controladas pueden dar lugar a que los resultados obtenidos no tengan validez. Las variables más importantes son:

ph: la concentración de iónes de hidrógeno puede actuar alterando la estabilidad de la enzima o modificando la disociación de ella o del sustrato. Las enzimas actúan sólo en una zona de ph, registrándose una actividad enzimática máxima a un determinado valor de ph (ph óptimo).

Temperatura: en general, la velocidad de las reacciones químicas aumenta el subir la temperatura. Esto también ocurre en las reacciones catalizadas por enzimas. No obstante, esto tiene un límite ya que temperaturas superiores a 60 °C desnaturalizan la enzima y por lo tanto disminuyen la velocidad de la reacción. La velocidad, al igual que el ph, alcanza un valor máximo en un determinado valor de temperatura que se señala como temperatura óptima de la enzima. En general , las enzimas ejercen su acción de forma óptima a temperaturas inferiores a 40 °C. La congelación no destruye habitualmente las enzimas.

Concentración de enzimas: la velocidad de la reacción química mediada por enzimas es directamente proporcional a la concentración de la enzima; es decir, si se mantienen constante el ph y la temperatura y se adiciona una concentración alta de sustrato, la velocidad de la reacción enzimática aumenta dependiendo de la concentración de enzima presente, siendo directamente proporcional a ella.

Concentración de sustrato (sustancia sobre la que actúa): si en el transcurso de una reacción enzimática el ph, la temperatura y la concentración de enzimas se mantienen constantes, la velocidad de la reacción, depende de la concentración del sustrato presente, siendo proporcional a ella.

Hay un una determinada concentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción no aumenta más aunque se siga añadiendo sustrato. Esto se debe a que a medida que va aumentando la concentración que el sustrato se van saturando los centros activos de la enzima y llega el momento en que por mucho sustrato que haya no aumenta la velocidad de la reacción. En resumen, es la concentración de la enzima la que determina la velocidad de la reacción

Activadores e inhibidores: algunas sustancias pueden modificar la velocidad de las reacciones enzimáticas si se mantienen constantes las condiciones de ph, temperatura, concentración de la enzima y sustrato. Si lo hacen aumentándolas llaman activadores, y si por el contrario, disminuyen la velocidad de la reacción se llaman inhibidores.

Los activadores son moléculas que aumentan la actividad catalítica de una enzima.

Inhibidor es cualquier sustancia capaz de disminuir la actividad enzimática, lo cual puede ocurrir por diferentes mecanismos.

Determinación de la actividad enzimática. Causas de error.

En e laboratorio clínico se trabaja diariamente con reacciones donde intervienen las enzimas, bien con el fin de determinar su actividad o utilizándolas como medio para evidenciar y cuantificar otras sustancias como la glucosa, urea, ácido úrico, colesterol y muchos más. Ahora bien, las enzimas son afectadas por elementos como los inhibidores y los activadores. Si consideramos que muchos activadores se encuentran presentes en todos partes, y que una gran cantidad de inhibidores son productos que constantemente utilizamos en el laboratorio, como por ejemplo, detergentes y mercurio, nos daremos cuenta de la importancia que tiene la limpieza de la cristalería.

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