Importancia de las enzimas en Medicina

Documento de lectura complementario a la Unidad de Enzimas

Docente: Artenio Bogallo Pérez

UNIVERSIDAD CES FACULTAD DE MEDICINA

BIOQUIMICA Y BIOLOGIA MOLECULAR II COMPONENTE DE BIOQUÍMICA

Lectura complementaria Unidad de enzimas Profesor: ARTENIO BOGALLO PÉREZ Profesor titular ces.

IMPORTANCIA DE LAS ENZIMAS EN MEDICINA. Los líquidos orgánicos (plasma, suero, sangre, orina), son la fuente más importante de

enzimas cuando deseamos medir su actividad. En el estudio de las enzimas del plasma se

encuentra un grupo pequeño de éstas, secretadas a partir de ciertos órganos, las cuales

cumplen su función directamente en el plasma, como por ejemplo: las enzimas de la

coagulación que son secretadas por el hígado como zimógenos o precursores inactivos,

los factores del complemento o la lipoproteína lipasa del endotelio de los vasos

sanguíneos que participa en el metabolismo de las lipoproteínas del plasma. Este grupo de

enzimas se conocen con el nombre de enzimas plasmáticas funcionales (cumplen en el

plasma sus funciones fisiológicas) y normalmente están en mayor concentración o tienen

mayor actividad en el plasma que en el interior de las células.

Otro grupo más grande de enzimas son liberadas al plasma desde la célula en el proceso

normal de recambio celular. Este grupo de enzimas están normalmente en mayor

concentración en las células, donde cumplen su función y no tienen función fisiológica en

el plasma, en donde se encuentran en una concentración constante en el individuo sano,

como resultado de un equilibrio entre su velocidad de síntesis y su velocidad de

degradación. Este otro grupo de enzimas se conocen con el nombre de enzimas

plasmáticas no funcionales. La actividad aumentada de estas enzimas en los líquidos

orgánicos, puede ser el primer indicio de un daño del órgano o tejido donde funcionan, el

cual se ha acompaña de un aumento en la liberación de la enzima particular y por ende en

su actividad en el líquido orgánico donde se mide. Sin embargo, estos aumentos pueden

también ser el resultado de un recambio celular aumentado, de neoplasias o de procesos

obstructivos como en el caso de la pancreatitis o de la fibrosis quística.

Muchas alteraciones o enfermedades que producen daño de tejido pueden producir un

aumento en la liberación de enzimas desde el compartimento intracelular. En el

laboratorio se puede medir rutinariamente la actividad de muchas de estas enzimas y ser

utilizadas como ayuda en el diagnóstico y evolución de muchas enfermedades y

trastornos, como por ejemplo enfermedades hepáticas, cardíacas, y músculo esquelético

entre otras. El aumento en la actividad de la enzima específica puede correlacionar o no

con la gravedad del daño del órgano o tejido donde la enzima cumple su función. Ver

cuadro 1

Cuadro 1. Enzimas de importancia en la clínica.

Enzima Órgano o tejido afectado Actividad aumentada

Alanina transaminasa ALT hígado Daño hepático

Fosfatasa alcalina Hígado y tejido óseo Hepatitis obstructiva y cáncer óseo

Creatina fosfocinasa Cerebro, M. esquelético y cardiaco

Infarto cardiaco y cerebrovascular

Fosfatasa ácida Próstata Cáncer metastásico de hueso

Amilasa y lipasa sérica Páncreas Pancreatitis aguda

Enzima Localización o función Actividad Disminuida

Para que la cuantificación en el líquido orgánico particular sea de importancia diagnóstica,

es importante conocer no solo las características fisicoquímicas de estas moléculas, sino

también su distribución en el organismo, si se presentan o no en la forma de isoenzimas o

zimógenos, como también el perfil de aparición y desaparición de la enzima particular en

la sangre.

Hay enzimas que tienen su origen en varios tejidos, otras por el contrario, son específicas

de un tejido particular. Este conocimiento puede ser de gran utilidad en el caso de

enfermedades cuyos signos y síntomas pueden ser el resultado de varias patologías

diferentes, ya que puede ayudar a confirmar o descartar algunas de estas enfermedades.

Algunas enzimas como la CPK tienen un recambio más rápido que otras. Así por ejemplo el

aumento máximo de la isoenzima CPK2 en pacientes infartados se alcanza dentro de las

primeras 24 horas del evento coronario. Al aumento de la CPK2 le sigue un aumento más

lento, en 24 a 48 horas, de la enzima lactato deshidrogenasa, LDH. En el caso del infarto se

encuentra igualmente una inversión en la actividad de la LDH1 con relación a la LDH2.

Normalmente la LDH2 es mayor que la LDH1 y en el infarto estos valores se invierten,

aproximadamente en el mismo tiempo en que los valores de la CPK2 regresan a los valores

normales. Por lo tanto si el paciente consulta varios días después del evento los valores de

CPK total podrían estar normales a pesar del evento.

En estos casos es más importante la dosificación de la LDH total cuyo aumento predomina

más en el tiempo que la CPK total.

La baja actividad de una enzima específica en el plasma, o en un homogenizado de células

obtenidas por biopsia, puede ser la confirmación diagnóstica de muchas enfermedades

conocidas como errores innatos del metabolismo. Son ejemplos: las glucogenosis o

enfermedades por almacenamiento de glucógeno causadas por deficiencias de las

enzimas que participan en el metabolismo del glucógeno, como la glucosa 6 fosfatasa,

glucógeno fosforilasa hepática, glucógeno fosforilasa muscular y otras.

Igualmente las enzimas se pueden utilizar también, como reactivos de laboratorio en la

determinación de metabolitos sanguíneos importantes. Así por ejemplo: la glucosa

oxidasa se utiliza en una prueba de laboratorio para medir la concentración de glucosa en

sangre.

Primero se toma una muestra de sangre y se incuba con una cantidad conocida de glucosa

oxidasa para que la glucosa se oxide a gluconolactona y peróxido de hidrógeno. Esta

reacción se acopla a la reacción de la peroxidasa para convertir un compuesto incoloro en

otro compuesto coloreado cuya absorbancia se puede medir por fotocolorimetría. La

intensidad de la absorción de luz es proporcional a la cantidad de peróxido de hidrógeno

generado en la reacción de la glucosa oxidasa y a su vez la cantidad de peróxido es

proporcional a la concentración de glucosa en la muestra de sangre.

Muchos tóxicos respiratorios tienen igualmente su acción a través de la inhibición de

enzimas específicas del metabolismo celular.

Muchos fármacos son metabolizados por enzimas específicas en algunos órganos como el

hígado o el riñón, disminuyendo su acción o efectividad. Esto debe tenerse en cuenta a la

hora de prescribir la dosis del fármaco, ya que si una persona en particular tiene una

actividad aumentada de la enzima que metaboliza el fármaco; el efecto será menor y

actuará durante un tiempo más corto, o por el contrario si su actividad es baja, entonces

se puede prolongar su acción siendo más intenso su efecto, hasta el punto de poder

comprometer la vida del paciente.

Otro aspecto importante de las enzimas como ayuda diagnóstica es el conocimiento del

papel que desempeñan las vitaminas como cofactores o precursores de cofactores de las

enzimas. En algunos casos la baja actividad de la enzima puede estar ligada a una

mutación que aumenta el Km para el cofactor vitamínico, caso en el cual su actividad se

recupera con dosis farmacológicas muy superiores a la dosis fisiológica a la cual la enzima

muestra su deficiencia.

Por último es importante conocer como la actividad de una enzima va a ser deficiente, si

el trastorno genético está ligado a un trastorno en la síntesis del cofactor o en la

activación de la vitamina que sirve como cofactor. En tales casos el suministro de la

vitamina, independiente de la dosis, no permite alcanzar la respuesta normal en la

actividad de la enzima. En resumen no todas las alteraciones enzimáticas relacionadas con

trastornos vitamínicos responden a la administración de la vitamina en cuestión.

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