Fundamentos y Técnicas de Análisis Bioquímico. Química Clínica. Marcel Sayol
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MARCEL SAYOL
Médico Especialista en Medicina Familiar y Comunitaria
Miembro de la Sociedad Española de Medicina de Urgencias y Emergencias Ingeniero Técnico
Profesor numerario de IES
FUNDAMENTOS Y TÉCNICAS DE ANALISIS BIOQUÍMICO
QUÍMICA CLÍNICA
CICLO FORMATIVO DE GRADO SUPERIOR “LABORATORIO DE DIAGNÓSTICO CLÍNICO”
CRÉDITO 4
Año 2005
Registro General de la Propiedad Intelectual. Número de asiento registral: 02/2006/4401
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5 ENZIMOLOGÍA CLÍNICA
CONTENIDOS
Enzimas: estructura, funciones y clasificación. Isoenzimas Cinética enzimática Enzimas plasmáticos de interés diagnóstico Procedimientos de medida de la concentración catalítica de enzimas. Los enzimas
como reactivos Patrones de alteración enzimática
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Definir los conceptos de enzima, cofactor, grupo prostético, holoenzima y apoenzima
Definir el concepto de energía de activación y estado de transición Describir las funciones más importantes de los enzimas Definir los términos de especificidad absoluta, especificidad de tipo de enlace y
estereoespecificidad Clasificar las seis clases de enzimas y enumerar las principales subclases de cada
una de ellas Definir el concepto de isoenzima Definir la actividad enzimática y enumerar los factores que intervienen Definir las ecuaciones de Michaelis-Menten y de Lineweaver-Burk Describir los enzimas plasmáticos con mayor interés diagnóstico Describir los procedimientos de medida de la actividad enzimática Describir las patologías más frecuentemente asociadas con la alteración de los
enzimas
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1. Enzimas: estructura, funciones y clasificación. Isoenzimas
1.1 Concepto y estructura de un enzima.
Todos los enzimas conocidos hasta el momento son de naturaleza proteica. Su
característica fundamental es acelerar enormemente las reacciones bioquímicas, es
decir actúan como catalizadores biológicos consiguiendo que las reacciones tengan
lugar en tiempos muy cortos, (aumentan la velocidad unas 106-1012 veces en
comparación con las reacciones no catalizadas). Sin la participación de los enzimas
las reacciones tardarían horas o incluso meses en desarrollarse, situación que sería
incompatible con la vida. Por ejemplo en la reacción: CO2 + H2O H2CO3 sin
catalizador se producen 0,01 moles de CO2 cada segundo, mientas que con
catalizador se producen 105 moles de CO2 cada segundo.
Para que un enzima actúe de forma óptima catalizando una reacción, es necesario
mantener una temperatura y un pH apropiados.
Algunos enzimas están constituidos únicamente por polipéptidos, otros necesitan un
cofactor. El cofactor es un componente químico no proteico adicional. Si este
cofactor se encuentra unido íntima y permanentemente a la cadena peptídica, se le
denomina grupo prostético.
El cofactor puede ser un ion inorgánico como por ejemplo el hierro (Fe2+), el
manganeso (Mn2+), el zinc (Zn2+), el magnesio (Mg2+) o el cobre (Cu2+) o bien puede
tratarse de una molécula orgánica, en este último caso el cofactor se llamará
coenzima y tiene una estructura relacionada con las vitaminas (tabla 5.1).
TABLA 5.1
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Coenzima Vitamina Función Patologías asociadas con
su carencia
Desconocido Vitamina C o ácido ascórbico Reacciones de óxido-reducción Escorbuto
Fosfato de piridoxal Vitamina B6 o piridoxina Transporte de grupos amino Anemia crónica entre otras
NAD+ y NADP+ Niacina o ácido nicotínico Transporte de átomos de hidrógeno o
de electrones
Pelagra (dermatitis, diarrea y
demencia)
Coenzima de la piruvato
deshidrogenasa y de la
α-cetoglutarato
deshidrogenada
Vitamina B1 (Tiamina) Descarboxilación de cetoácidos Beri-beri (afectación del
sistema nervioso,
insuficiencia cardíaca y
retención de agua y sodio
debido a la incapacidad de
oxidar el piruvato en el
cerebro)
Coenzima A Ácido pantoténico
Transporte de acilos
Coenzima de la piruvato
carboxilasa o biocitina
Biotina
Transferencia de grupos CO2
Tetrahidrofolato (THF) Ácido fólico Transporte de grupos de carbono
(CH3, CH2 etc.) en la síntesis de
purinas
Falta de síntesis de ADN que
produce anemia
megaloblástica y alteraciones
digestivas.
Desconocido Vitamina K Carboxilación del ácido glutámico en
los factores de la coagulación
Hemorragias
Desoxiadenosilcobalamina Cianocobalamina o vitamina B12 Transferencia de grupos metilo en la
síntesis de THF
Hematopoyesis
megaloblástica
Retinal Vitamina A (Retinol) Mantenimiento de la visión,
crecimiento y reproducción
Ceguera nocturna.
Hiperqueratosis y xerodermia
D-α-tocoferol Vitamina E Protección de los lípidos de
membrana
Arrefrexia, oftalmoplejia,
disminución sensación
propioceptiva y vibratoria
1,25-Dihidroxicolecalciferol Vitamina D Regulación del calcio Raquitismo y osteomalacia
FAD y FMN Riboflavina o vitamina B2 Transporte de átomos de hidrógeno o
de electrones
Edema, hiperemia de las
mucosas faríngea y oral,
dermatitis seborreica y
anemia normocítica y
normocrómica
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El enzima completo, y por lo tanto el enzima activo, es decir, la cadena polipeptídica
con su cofactor, se le llama holoenzima, llamándose apoenzima solamente a la
porción proteica, es decir: apoenzima + cofactor = holoenzima.
1.2 Energía de activación
Los enzimas actúan sobre los sustratos de las reacciones de forma muy específica, sin
alterar el punto de equilibrio de la reacción, solo aumentando su velocidad. La
energía de activación es la energía necesaria para que una molécula llegue al estado
de transición, estado a partir del cual es posible que la reacción bioquímica se
desencadene. En este aspecto, los enzimas actúan disminuyendo la energía de
activación.
Existen dos maneras de alcanzar el estado de transición, una, elevando la
temperatura (por cada 10°C se duplica la velocidad aproximadamente), otra, añadir
un catalizador. La primera no puede tener lugar en un organismo vivo ya que una
temperatura superior a 37°C lesiona de alguna manera a los tejidos, por eso la
presencia de enzimas consigue disminuir la energía de activación sin requerir
situaciones drásticas como la elevación de temperatura.
1.3 Funciones
Los enzimas catalizan reacciones en las que se transforman una o más moléculas de
sustrato (S) en un producto (P) de acuerdo con lo representado en la figura 5.1.
Figura 5.1 El complejo enzima-sustrato
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E+S ES E+P
E ES E
PS
Figura 5.1
Primero los enzimas se unen al sustrato formando un complejo enzima-sustrato (ES),
después el sustrato queda transformado en producto y el enzima queda libre
pudiendo actuar de nuevo en otra reacción sin haber sufrido ningún cambio.
El enzima tiene una o más regiones de su molécula llamados centros activos donde
se enlaza el sustrato. Los centros activos están formados por un número determinado
y concreto de aminoácidos que delimitan una zona peculiar en forma de hueco o
muesca en la superficie del enzima que sirve de anclaje para el sustrato. La existencia
de estos centros activos confiere a la molécula la particularidad de unirse solamente
con un determinado sustrato, o lo que es lo mismo, hace que los enzimas tengan alta
especificidad por un sustrato, y sólo los sustratos que tienen una configuración
compatible con el centro activo podrán enlazarse con el enzima. La mayoría de
enzimas tienen especificidad absoluta y esto significa que catalizan
exclusivamente una sola reacción específica con un solo sustrato específico,
excluyendo todos los demás. Otros enzimas presentan especificidad de grupo,
esto significa que un número limitado de clases de sustratos puede unirse a él. Otro
grupo de enzimas son aquellos que actúan en determinados tipos de enlace, por
ejemplo los enlaces peptídicos, entonces se dice que tienen especificidad de tipo
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de enlace. Un último grupo de enzimas son los estereoespecíficos que solamente
reaccionan con determinados isómeros ópticos de ciertos sustratos.
Según la teoría de la adaptación inducida, el sustrato se enlaza con el enzima
induciendo en éste una leve modificación en su forma tridimensional que hace que se
adapte en torno al sustrato. Esta adaptación se supone que provoca fuerzas de
tensión que rompen ciertos enlaces transformándose el sustrato en producto.
También sostiene la teoría que el centro activo está formado por aminoácidos con
cadenas laterales ácidas que cambian el pH del medio, lo que significaría que se
agregaran o se retiraran protones del sustrato.
1.4 Clasificación
Según la clasificación de la Nomenclatura Enzimática de 1972, los enzimas se
clasifican y se nombran según la reacción que catalizan y su nombre está formado de
dos partes, una hace referencia al sustrato y la otra que termina en –asa, indica el
tipo de reacción que cataliza. Además cada enzima tiene un código formado por
cuatro cifras separadas por puntos, en el cual la primera cifra indica la clase de
reacción, la segunda cifra la subclase, la tercera cifra la sub-subclase y la cuarta cifra
el número del enzima. El código se suele llamar código EC, (EC son las siglas
correspondientes a la Comisión de Enzimas perteneciente a la Unión Internacional
de Bioquímica (IUB)).
En la tabla 5.2 exponemos las seis clases de enzimas existentes con algunos ejemplos
de cada uno de ellos y en la que se especifica además la abreviatura y el código EC.
1.5 Isoenzimas
Los enzimas están formados generalmente por proteínas con estructura cuaternaria
muy diversa, las distintas formas de la proteína se llaman isoenzimas. Un isoenzima
es una variante de la molécula enzimática que realiza actividades catalíticas iguales o
semejantes. Algunos isoenzimas son producidos por un mismo y único gen y se
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modifican posteriormente tras la síntesis, hecho que lleva consigo que los isoenzimas
se diferencien muy poco en cuanto a su conformación y su carga eléctrica. En otros
casos los isoenzimas son codificados por más de un gen.
El interés en estudiar los isoenzimas consiste en conseguir un mayor grado de
especificidad en el análisis, por el hecho que se puede detectar con mayor precisión el
órgano o tejido dañado que provoca la elevación de un isoenzima en concreto. Por
ejemplo la creatinquinasa (CK) tiene tres isoenzimas designados por las siglas: CK-
BB o CK1; CK-MB o CK2 y CK-MM o CK3. La CK-BB se halla predominantemente en
el cerebro y SNC.
TABLA 5.2
Clase Nombre (Ejemplos)
Reacción Abreviatura Código
EC
Oxidorreductasas Lactato
deshidrogenasa
Glucosa -6-fosfato-
deshidrogenasa
Oxidorredución entre
dos sustratos
LD
G6PDH
1.1.1.27
1.1.1.49
Transferasas Aminotransfersa
aspártica
(transaminasa)
Creatinquinasa
Transferencia de un
grupo distinto al
hidrógeno entre dos
subunidades
AST
CK
2.6.1.1
2.7.3.2
Hidrolasas Colinesterasa
Fosfatasa alcalina
Hidrólisis CHS
ALP
3.1.1.8
3.1.3.1
Liasas Aldolasa de
fructosa difosfato
Eliminación de grupos
de un sustrato sin
hidrólisis dejando un
enlace doble en el
producto
ALS 4.1.2.13
Isomerasas Isomerasa de Interconexión de PHI 5.3.1.1
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fosfohexosa isómeros
Ligasas Carboxidasa de
acetil-CoA
Unión de dos moléculas
e hidrólisis de un enlace
pirofosfato del ATP
- 6.4.1.2
La CK-MM es mayoritaria en el músculo esquelético y cardíaco y la CK-MB está casi
exclusivamente en el músculo cardíaco, por lo tanto la determinación de valores
elevados del isoenzima CK-MB se traduce en daño en el tejido muscular cardíaco
(infarto de miocardio), por el contrario si sólo determináramos la elevación del
enzima CK globalmente, no sabríamos exactamente donde se encontraría la lesión, en
el corazón, en el cerebro o en el músculo esquelético.
2. Cinética enzimática
2.1 Introducción
Los enzimas se encuentran en cantidades muy bajas en el plasma y resulta difícil
determinarlos mediante métodos que midan la concentración, por eso, en su lugar, se
utilizan mètodos que determinan la actividad enzimática que será definida más
adelante, de ello se deduce que es básico el estudio y la medición de la velocidad de
las reacciones catalíticas.
Existen diversos factores que influyen en la velocidad de las reacciones catalizadas
por enzimas, estudiemos a continuación cada uno de ellos.
2.2 Concentración de sustrato
Ya hemos visto que para que un enzima ejerza como tal es necesario que se una
temporalmente al sustrato formando el complejo enzima-sustrato (ES). La actividad
enzimática, tal como se ha descrito anteriormente, no es más que una medida de la
conversión catalítica del sustrato a producto (S→P) y es evidente que la
concentración de sustrato constituye un factor decisivo en la velocidad, puesto que en
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la medida que haya más moléculas de sustrato disponibles, mayor será la
probabilidad de que éste sea alcanzado por los centros activos del enzima.
Las reacciones enzimáticas se pueden clasificar atendiendo al tipo de cinética que
desarrollen, cada una de estas clases de cinética se denomina orden de la reacción.
La velocidad de la reacción (V) se define como el cociente entre una determinada
cantidad de sustrato que desaparece y el tiempo que tarda en desaparecer, o bien
como el cociente entre una cantidad de producto que aparece y el tiempo que tarda en
aparecer y abreviadamente podremos escribir que V es función de S, es decir:
V = f(S).
Llamaremos cinética de primer orden cuando la velocidad solamente dependa de la
concentración de un sustrato, es decir: V = k·[S]. Si la representamos en una gráfica
donde las ordenadas sean velocidades y las abscisas concentración de sustrato,
tendremos una recta como la representada en la figura 5.2 (zona sombreada).
Llamaremos cinética de segundo orden cuando la velocidad dependa de dos
concentraciones, o sea de dos reaccionantes o dos sustratos (S1 y S2). Si
representamos en una gráfica la cinética de orden dos, tendremos una curva
semejante a la de la figura 5.2 y podremos escribir que: V = k [S1]·[S2]
Las cinéticas de tercer orden ocurren cuando la velocidad de reacción depende de
la concentración de tres reaccionantes, pero son infrecuentes en bioquímica.
Existe también la cinética de orden cero que ocurre cuando la velocidad de reacción
no depende de la concentración de ningún sustrato reaccionante, es decir: V = k·[S]0
o lo que es lo mismo: V = k, si la representamos en una gráfica resulta ser una recta
paralela al eje de abscisas, (figura 5.2, parte final).
Existe además una cinética de segundo orden especial en la cual la concentración de
uno de los sustratos es muy alta y la concentración del otro sustrato muy baja,
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también se le denomina cinética de pseudo primer orden o de primer orden
aparente. Este tipo de cinética es muy habitual en bioquímica.
El equilibrio de la reacción ocurre cuando la velocidad de desaparición del sustrato
(V1) es igual a la velocidad de aparición del producto (V2), o sea: V1 = V2
Supongamos la reacción: V1 S ↔ P V2
Siendo V1 = k1 [S] y V2 = k2 [P], en equilibrio se cumplirá que:
[ ][ ] KSP
kk
==2
1
La constante K se refiere a la constante de equilibrio de la reacción, de acuerdo con la
ley de acción de masas, (ver punto 4 del apéndice de la unidad 4 del libro citado del
mismo autor).
Los catalizadores en general y los enzimas en particular no varían en absoluto el valor
de la constante K de la reacción en la que participan, tan solo hacen que se llegue a
este equilibrio muy rápidamente.
Construyamos una gráfica en la que se represente la velocidad de la reacción en
ordenadas y la concentración del sustrato en abscisas, en ella observaremos que a
medida que aumenta la concentración de sustrato, aumenta también la velocidad de
la reacción porque la probabilidad de enlace sustrato-enzima es mayor cuanto mayor
sea la concentración de sustrato, y cuanto más enlaces sustrato-enzima existan,
mayor será la velocidad de transformación de sustrato en producto, (figura 5.2).
La primera parte de la gráfica resulta ser aproximadamente una recta que parte del
origen y forma un determinado ángulo con el eje horizontal (pendiente de la recta), y
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que representa la proporcionalidad existente entre concentración de sustrato y
velocidad de la reacción.
A partir de cierto valor de concentración de sustrato se observa que la velocidad de
reacción se hace constante y alcanza un valor máximo, que es el valor al cual tiende
la curva de la gráfica transformándose en una asíntota. La primera parte de la gráfica
(recta), representa pues una reacción de primer orden, mientras que la segunda parte
(curva asintótica), representa una reacción de orden cero.
En el segundo tramo de la gráfica se puede considerar que la velocidad de la reacción
es independiente de la concentración de sustrato, significando además que todas las
moléculas de enzima se encuentran saturadas de sustrato. En cambio, en la porción
recta, la concentración de sustrato limita la velocidad ya que no hay la suficiente
cantidad para poder saturar todos los enzimas.
Figura 5.2 Ecuación de Michaelis-Menten
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[S] (mol/L·10 )
Velo
cida
dVmáx
½ Vmáx
KM 4 12 20 28 - 4
Primer orden
Orden cero
Figura 5.2
En las determinaciones enzimáticas de laboratorio, es necesario que el sustrato se
halle en concentración suficientemente elevada para poder así obtener la saturación
de todas las moléculas del enzima, por lo tanto para que la determinación sea más
precisa todas las reacciones deberán tener cinética de orden cero. Con este fin es
importante conocer la concentración óptima de sustrato en cada reacción y para ello
resulta interesante conocer la ecuación de Michaelis-Menten *(1) que se describe a
continuación:
[ ][ ]SK
VVM
max
+=
S
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Donde V representa la velocidad de la reacción, Vmáx la velocidad máxima que se
alcanza en la reacción y que viene representada por la recta horizontal a la que es
asíntota la curva, [S] la concentración de sustrato y KM una constante llamada de
Michaelis propia de cada reacción para una temperatura y un pH dados. La
representación gráfica completa de dicha ecuación corresponde a una hipérbola
rectangular.
La constante KM tiene un significado propio, en efecto, si hacemos V = ½ Vmáx
tendremos que:
[ ][ ]SKSVV
M
maxmax +
=
21
es decir: KM + [S] = 2[S] , lo que es lo mismo: KM = [S].
O sea que cuando la velocidad de la reacción sea igual a la mitad de la velocidad
máxima, la constante de Michaelis coincidirá con el valor de la concentración de
sustrato para esta velocidad.
Del significado de la constante de Michaelis se deduce también que cuando mayor sea
ésta, mayor será la afinidad del enzima por el sustrato.
En el caso de que la concentración de sustrato sea muy baja con relación al valor de la
constante de Michaelis, es decir: [S] << KM , tendremos:
cteKVV
M
max == ; es decir: V = cte · [S] , que corresponderá a la recta de orden
uno de la primera parte de la gráfica.
Por otra parte si la concentración de sustrato es mucho mayor que el valor de la
constante de Michaelis (unas 100 veces más), o sea: [S] >> KM , el valor de la
constante se hace despreciable y se puede eliminar de la ecuación, entonces ésta se
reduce a la expresión: V = Vmáx , es decir será una cinética de orden cero.
Un modo más fácil de calcular la constante de Michaelis es el empleo de la ecuación
de Lineweaver-Burk:
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[ ] maxmax
M
VSVK
V11· 1
+=
que representada gráficamente corresponde a una recta, si se toman en ordenadas los
valores de 1/V y en abscisas los valores de 1/[S], (figura 5.3).
Obsérvese que la pendiente de la recta viene dado por el valor KM/Vmáx y la ordenada
en el origen por 1/Vmáx , por lo tanto podremos calcular con precisión los valores de
KM y de Vmáx ya que resulta fácil medir la pendiente y la ordenada en el origen de la
gráfica. Además puede resultar también útil considerar que la recta corta al eje de
abscisas en el punto: (-1/KM , 0) y al eje de ordenadas en el punto (0, 1/Vmáx).
La proporción de centros activos “ocupados” (F) para una concentración dada de
sustrato vendrá dada por el cociente entre la velocidad de reacción y la Vmáx, con ello
se obtiene la siguiente ecuación:
[ ][ ] MKS
SF+
=
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Figura 5.3 Ecuación de Lineweaver-Burk
10
1/Vmáx
-1/KM
3
-2
5
71/V · 10
33
5 71/[S] · 10
10
Inhibidor competitivoInhibidor no competitivo Inhibidor sin competenciaFigura 5.3
Si se conocen la constante KM y la Vmáx de una pareja enzima-sustrato en unas
condiciones fijas de trabajo, podremos calcular la velocidad de reacción para cada
concentración de sustrato (normalmente se expresará en % de Vmáx). Conocer este
porcentaje resulta útil para calcular la concentración de sustrato que se deberá
emplear en una reacción, que deberá ser por lo general alta. En otros casos la
concentración de sustrato no podrá sobrepasar determinado valor, ya que de lo
contrario podría inhibir el proceso reactivo, (en la práctica se suele tomar una
velocidad de al menos un 90% de la Vmáx).
La reacción se puede considerar como independiente de la concentración de sustrato
(cinética de orden cero), si la concentración de sustrato equivale al menos a 10 veces
la constante KM, es decir: [S] ≥ 10 · KM
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2.3 Concentración de enzima
La velocidad de una reacción es mayor cuanto mayor sea la concentración de enzima
presente, pero el valor de la constante de Michaelis es independiente de la
concentración de enzima.
2.4 Temperatura
Es sabido que la temperatura es la expresión del grado de agitación molecular, a
mayor temperatura, mayor movimiento molecular y mayor probabilidad de
producirse colisiones entre las moléculas de sustrato y las moléculas de enzima, por
lo tanto al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de reacción. Sin embargo,
si se sobrepasa un límite determinado de temperatura, la velocidad de reacción
disminuye, hecho que se explica por la pérdida de actividad del enzima al
desnaturalizarse por la acción de una temperatura demasiado alta (a partir de 40-
50°C).
Los enzimas en general funcionan de forma óptima cuando se hallan a la temperatura
fisiológica (alrededor de los 37°C). En general la velocidad de reacción aumenta un
10% por cada incremento de un grado de temperatura, por lo que es conveniente
evitar las oscilaciones de temperatura mayores de 1°C.
No existe un valor universalmente válido de temperatura para los análisis
enzimáticos, por lo tanto cada resultado debe de acompañarse del valor de
temperatura en la cual se ha realizado.
2.5 pH
Casi todos los enzimas tienen un óptimo funcionamiento dentro de un intervalo de
pH muy estrecho. El pH influye en la actividad enzimática por el hecho de producir
ionización de los grupos amino de los aminoácidos del centro activo, lo que conlleva a
una cierta desnaturalización del enzima. La mayoría de enzimas tienen una actividad
óptima a un pH situado entre los valores de 6 y 8 con algunas excepciones.
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Para mantener el pH dentro del rango óptimo de actuación del enzima, se utilizan
soluciones amortiguadoras.
2.6 Activadores
Los activadores son sustancias que aumentan la velocidad de reacción enzimática,
suelen ser iones o moléculas de bajo peso molecular, por ejemplo: Zn2+ ; Mg2+; Mn2+
y Fe2+. El concepto de activador y de coenzima es por lo general similar.
Algunos activadores actúan proporcionando al enzima un centro activo
electropositivo que atrae grupos electronegativos del sustrato facilitando así la unión
de ambos, otros activadores tienen función estructural haciendo más estable la
estructura terciaria y secundaria del enzima.
En las determinaciones enzimáticas de laboratorio es necesario que los activadores, al
igual que el sustrato, estén presentes en cantidades suficientes.
2.7 Inhibidores
Son sustancias que inhiben selectivamente la acción de los enzimas produciendo una
disminución de la velocidad de reacción. Existen dos tipos de inhibidores, los
competitivos y los no competitivos.
Los inhibidores competitivos tienen una estructura química similar a la del sustrato y
compiten con él para enlazarse con el centro activo del enzima. La inhibición
competitiva se solventa aumentando mucho la concentración de sustrato, cuanto más
sustrato haya, mayor es la probabilidad de enlace con el centro activo del enzima en
lugar de con el inhibidor. La presencia de un inhibidor competitivo se demuestra por
un cambio en la pendiente de la recta de Lineweaver-Burk, (figura 5.3). en este caso
la Vmáx de la curva no varía pero sí el valor de la KM.
Muchos fármacos actúan como inhibidores competitivos como por ejemplo las
sulfonamidas.
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Los inhibidores no competitivos son aquellos que se enlazan en lugares distintos del
centro activo del enzima y producen una alteración de éste que deja de ser receptivo
para el sustrato. Si la unión del inhibidor es mediante enlaces débiles la inhibición
será reversible, pero si la unión es mediante un enlace covalente, la inhibición será
irreversible. La presencia de un inhibidor no competitivo se demuestra en la recta de
Lineweaver-Burk por una reducción de la Vmáx y por mantenerse la KM inalterada tal
como se representa en la figura 5.3.
La acción de los inhibidores no competitivos no se puede solventar aumentando la
concentración de sustrato.
Los inhibidores no competitivos más habituales suelen ser los metales pesados como
el plomo y el mercurio, así como determinados detergentes que a menudo
contaminan el material de vidrio utilizado en el laboratorio.
Existe otro tipo de inhibición llamada inhibición sin competencia y que consiste
en la unión del inhibidor con el complejo ES, formando otro complejo enzima-
sustrato-inhibidor que no permite que se forme el producto. En este caso al aumentar
la concentración de sustrato todavía aumenta más la inhibición, puesto que se
forman más complejos enzima-sustrato-inhibidor. En la recta de Lineweaver-Burk se
observa, en este último caso, una disminución de la Vmáx y de la KM, (figura 5.3).
3. Enzimas plasmáticos de interés diagnóstico
3.1 Transaminasas
Existen dos importantes enzimas que forman parte del grupo de las transaminasas
que tienen interés clínico (ver unidad 3), uno de ellos es la aminotransferasa
aspártica cuyas siglas son AST y que antes se le solía llamar transaminasa
glutámico-oxalacética cuyas siglas eran GOT. Se trata de un enzima que cataliza a
transferencia de un grupo amino de un L-glutamato o bien del L-aspartato al α-
oxiglutarato o al oxalacetato, es decir:
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AST
L-aspartato + α-oxiglutarato → oxalacetato + L-glutamato
La reacción es reversible pero el equilibrio está desplazado hacia la izquierda (a favor
de la formación de aspartato).
La otra transaminasa importante desde el punto de vista clínico es la alanina-
aminotransferasa (ALT) que antes se solía llamar transaminasa glutámico-
pirúvica o GPT y que cataliza la transferencia de un grupo amino del L-glutamato o
bien de la L-alanina al α-cetoglutarato o bien al piruvato, es decir:
ALT
L-Alanina + α-cetoglutarato → piruvato + L-glutamato
Recordemos que el grupo prostético de estos enzimas es el fosfato de piridoxal.
La AST se halla fundamentalmente en el citoplasma de las células hepáticas, pero
también es abundante en el músculo cardíaco y esquelético, así como también en el
riñón. Existe también presencia de este enzima en otros órganos, aunque no con
tanta abundancia, como el páncreas, el bazo, los pulmones y en los eritrocitos, pero es
importante saber que el lugar donde se encuentra en mayor concentración es en el
hígado.
La ALT se encuentra también en su mayor parte en el tejido hepático y en menor
concentración en el músculo esquelético, riñón, músculo cardíaco, páncreas, bazo y
eritrocitos.
Ambos enzimas se pueden detectar en sangre en condiciones normales en unas
concentraciones determinadas, así como también en LCR, bilis y saliva, pero un
hecho importante es que nunca se encuentran en la orina de modo normal, de lo
contrario significaría la existencia de lesión renal.
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La determinación de estas dos transaminasas resulta muy útil en el diagnóstico de los
procesos que afectan al hígado, tanto agudos como crónicos. Podremos encontrar una
gran actividad enzimática (100 o más veces que el rango de referencia), en
enfermedades como hepatitis (infecciosa y tóxica) e infarto de miocardio, y una
actividad moderada en enfermedades como cirrosis, ictericia colestática, metástasis
hepática, traumatismos, intervenciones quirúrgicas, anemia hemolítica,
mononucleosis infecciosa (MNI), infecciones por parásitos, enfermedades
musculares (por ejemplo la distrofia muscular y la dermatomiositis) y la pancreatitis
aguda entre otras.
La actividad de la AST suele ser paralela a la actividad de la ALT pero existen tres
situaciones clínicas en las que la ALT nos proporciona mayor información que
describimos a continuación:
1) Hepatitis vírica: donde generalmente se cumple: AST/ALT < 1
2) Cirrosis alcohólica: donde generalmente se cumple: AST/ALT> 2 y además la
ALT persiste más en el tiempo.
3) Hipóxia hepática por gasto cardíaco bajo: en este caso tanto la AST como la ALT
se elevan paralelamente cuando la lesión hepática ya es observable, pero la
actividad de la ALT aislada acostumbra a aumentar cuando todavía no se
observan síntomas debidos a la lesión hepática y por ese es útil para detectar
lesiones hepáticas en estadíos precoces cuando aun no se han producido signos
clínicos.
3.2 Fosfatasa alcalina
En realidad bajo el nombre de fosfatasa alcalina (ALP) se incluye un grupo de
enzimas que catalizan la liberación de fósforo inorgánico para producir un éster
fosfatado orgánico con producción simultánea de un alcohol. Se llama alcalina
porque su actividad tiene lugar entre unos valores de pH situados entre 9 y 10,5.
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Es un enzima que se encuentra distribuido ampliamente por todo el organismo
humano y su función exacta no está del todo aclarada aunque se cree que participa en
el transporte de membrana puesto que se encuentra muy íntimamente ligada a ésta.
La fosfatasa alcalina procede principalmente de tejidos como el hígado, el hueso, la
placenta, el intestino, el bazo y el riñón. Es muy útil en el diagnóstico de las
afecciones hepáticas en las que suele estar elevada en sangre, diferenciándose de las
enfermedades colestáticas, es decir las que afectan a la circulación biliar, porque en
éstas últimas la ALP suele incrementarse 10 o 15 veces más que los valores normales,
mientras que en las lesiones del parénquima hepático (lesiones hepatocelulares), los
incrementos sólo suelen ser de 2 o 3 veces, por lo tanto resulta útil para diferenciar la
afectación intrahepática de la extrahepática.
Existen otras afecciones del hígado en las que también se puede hallar un incremento
de ALP en sangre, éstas son: la mononucleosis infecciosa (MNI), la cirrosis y el
carcinoma hepático entre otras.
Otro grupo de afecciones en las que se encuentra elevada la actividad de la ALP y que
no son hepáticas, incluye la pancreatitis, la insuficiencia renal, las infecciones
intestinales bacterianas, la tirotoxicosis etc. pero además como la ALP se sintetiza
también en las células formadoras de hueso (células osteoblásticas), en todas aquellas
enfermedades en las que se afecta esta función, podremos encontrar las ALP elevadas
en suero. Por ejemplo en la enfermedad de Paget que se caracteriza por la destrucción
excesiva de tejido óseo con la subsiguiente reconstrucción, las ALP estarán
exageradamente elevadas. Otras enfermedades óseas en las que se encuentra un
aumento de las ALP son: la carencia de vitamina D (que produce raquitismo y
osteomalacia), el hiperparatiroidismo, los tumores óseos, las fracturas óseas etc.
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3.3 Fosfatasa ácida
Al igual que la ALP, la fosfatasa ácida (ACP) es también un grupo de enzimas
perteneciente a las hidrolasas y que cataliza las mismas reacciones que la ALP pero en
medio ácido (pH de 4,5 a 7). Los tejidos en los que más abunda la ACP son la
próstata, el hígado, el riñón, los eritrocitos, las plaquetas y los osteoclastos, es decir
está ampliamente distribuida, pero en la próstata es unas mil veces mayor que en
otros tejidos, por eso su principal utilidad está relacionada con las afectaciones de
ésta glándula.
En el carcinoma de próstata la ACP se incrementa. Por ser una enfermedad
potencialmente fatal, es preciso detectarla en etapas precoces para instaurar el
tratamiento lo antes posible. La ACP prostática, llamada en este caso PAP, se
determina mediante radioinmunoensayo.
En la hipertrofia benigna prostática (HBP) que es muy frecuente en hombres a partir
de los cuarenta años, se produce también una elevación de la ACP debido a que ésta
sale de la célula por la compresión que se produce en la glándula. También hay que
tener en cuenta que el tacto rectal *(2), en el cual haya habido una cierta
manipulación de la próstata, también produce un aumento de la ACP que se
normaliza al cabo de 24 horas y que podría, dentro de este periodo de tiempo,
confundir los resultados.
En enfermedades del hueso en las que hay aumento de la actividad osteoclástica,
también es posible determinar aumentos de la ACP, esto se da en casos como
hiperparatiroidismo, enfermedad de Paget y mieloma múltiple entre otras.
También en determinadas enfermedades hematológicas malignas se encuentra un
ligero aumento de las ACP, tales como: leucemia granulocítica crónica, leucemia
linfocítica aguda y crónica, policitemia vera, leucemia de células peludas y
trombocitopenia primaria.
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Otro aspecto de la ACP es su determinación en el flujo vaginal puesto que después del
contacto sexual se observa un aumento de actividad en las primeras 12 horas que
puede alargarse hasta las 48. Esta determinación puede ser útil en medicina legal
para los casos de sospecha de violación.
3.4 α-amilasa
La α-amilasa (AMS) es un enzima de la clase de las hidrolasas y para su acción
requiere la presencia de calcio (metaloenzima), la reacción sobre la que actúa es la
hidrólisis de enlaces glucosídicos α-1,4 del almidón y del glucógeno
fundamentalmente. Los tejidos en los que se encuentra la mayor parte de la amilasa
son las células salivares y el páncreas, pero también está en el epitelio intestinal,
trompas de Falopio, mucosa del cuello uterino, endometrio y tejido mamario durante
la lactancia. Es posible encontrar amilasa en la orina debido a que su peso molecular
es muy bajo (50.000) y por ello se filtra en el glomérulo renal, por este motivo las
determinaciones habituales de amilasa suelen ser en sangre y en orina.
Se conocen dos isoenzimas de la amilasa, uno procedente del páncreas y otro
procedente de la saliva, pulmón, hueso, ovarios y tiroides.
La utilidad más importante de la determinación de la amilasa es el diagnóstico de la
pancreatitis aguda, en esta afectación la fracción isoenzimática IsoE de la amilasa
sérica se encuentra aumentada de 2 a 3 veces por encima de las cifras normales,
aunque si la determinación resulta normal no se puede descartar pancreatitis aguda.
Los valores se normalizan al cabo de 4-7 días contados desde el comienzo del dolor y
si persiste elevada por más de 7 días indica que se han producido complicaciones.
Para el diagnóstico de la pancreatitis aguda también son útiles las determinaciones de
lipasa, tripsina, fosfatasas alcalinas y transaminasas.
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3.5 Gammaglutamiltransferasa
Es un enzima que pertenece al grupo de las transferasas, se conoce por las siglas GGT
y su función es la transferencia de gammaglutamil del glutation (sustancia localizada
en la membrana celular), a los aminoácidos o pequeños péptidos para formar un
gammaglutamil-aminoácido y una cisteinilglicina. Las fuentes tisulares principales de
este enzima son: riñón, hígado, páncreas e intestino.
Su utilidad radica en el poder diferenciar las afectaciones hepáticas de las biliares. En
las afecciones de los conductos biliares (cirrosis biliar, colestasis intrahepática y
obstrucción biliar extrahepática), los incrementos de GGT son del orden de cinco
veces más el valor del límite de referencia superior, y los incrementos menores se
presentan en enfermedades del parénquima hepático como la hepatitis vírica y la
cirrosis.
Una actividad elevada y persistente de GGT se asocia con el consumo crónico de
alcohol en ausencia de otra enfermedad hepática, y puede ser un indicador único que
ponga de manifiesto el etilismo crónico en un análisis de rutina. También es útil para
la vigilancia de la abstinencia alcohólica puesto que la reincidencia en la toma de
alcohol hace aumentar de nuevo los niveles de GGT, por otra parte la abstención
alcohólica normaliza dichos niveles en el transcurso de unas dos a cinco semanas.
Hay que tener presente al realizar estas determinaciones que ciertos fármacos pueden
aumentar también los niveles sanguíneos de GGT (antidepresivos, anticonvulsivantes
y anticonceptivos).
3.6 Lactodeshidrogenasa
Se trata de un enzima que se encuentra presente en el citoplasma de casi todas las
células, con mayor actividad en el cerebro, en los eritrocitos, los leucocitos, el riñón,
el hígado, el pulmón etc. Al estar presente en tantos lugares, su elevación sérica
adquiere una validez inespecífica.
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Químicamente la lactodeshidrogenasa (LD) es un tetrámero formado por cuatro
cadenas de polipéptidos, cada una de ellas puede ser de dos tipos, cardíaca (H) o
muscular (M).
El aumento de LD puede ser debido a diversas afectaciones como por ejemplo la
insuficiencia cardíaca congestiva, la miocarditis, la anemia megaloblástica, la
hepatitis vírica la mononucleosis infecciosa, la cirrosis las metástasis en general, los
traumatismos musculares debidos a ejercicio físico y la distrofia muscular entre otras,
pero la determinación más habitual de la LD se realiza ante la sospecha de infarto de
miocardio, en estos casos se observa un aumento de LD a las 8-12 horas después del
inicio del dolor y su máxima actividad se presenta a las 48 horas, pudiéndose
prolongar hasta siete días y en algunos casos hasta 10 días, por lo que será de gran
utilidad en el diagnóstico tardío del infarto agudo de miocardio (IAM).
Es mucho más específico de IAM la elevación del isoenzima LD-1 puesto que los
isoenzimas LD-4 y LD-5 son específicos de hígado y del músculo esquelético
respectivamente. También puede ser útil la relación LD-1/LD-5 > 1 que sugiere IAM.
Hay que tener en cuenta que para el diagnóstico de IAM son de gran utilidad la
determinación de otros enzimas como la creatinquinasa y la AST comentados en
otros apartados.
3.7 Aldolasa
La aldolasa (ALS) es un enzima de la clase de las liasas que actúa en la vía de
Embden-Meyerhof para formar hidroxiacetona-fosfato y gliceraldehído-3-P a partir
de la fructosa. Las fuentes de aldolasa serán pues, sobretodo, aquellas células que
tengan gran actividad en la vía glucolítica como las del cerebro, músculo esquelético e
hígado.
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La utilidad clínica de la determinación de la aldolasa se centra en el diagnóstico
diferencial entre las afectaciones musculares primarias y las afectaciones musculares
neurogénicas.
4. Procedimientos de medida de la concentración catalítica de enzimas.
Los enzimas como reactivos.
4.1 Actividad enzimática
Como ya se ha mencionado los enzimas se hallan en concentraciones muy pequeñas y
resulta difícil determinar directamente los valores de sus concentraciones, en su lugar
se utiliza la actividad enzimática.
La actividad enzimática se define como la cantidad de sustrato transformado en
producto por unidad de tiempo, siendo necesario en general que el sustrato esté
presente en concentración alta y que sólo una parte pequeña de éste se consuma
durante el tiempo de medición.
La actividad enzimática se expresa por medio de unas unidades especiales, la más
antigua data de 1961, se denomina unidad internacional (UI) y se define como “la
cantidad de enzima que catalizará la transformación de un micromol sustrato por
minuto en unas condiciones definidas de temperatura, pH, sistema tampón,
concentración de sales, etc.”
Actualmente se utiliza la unidad llamada kat o katal que pertenece al Sistema
Internacional de Unidades (SI), y que se define como: “la actividad catalítica que
genera una velocidad de reacción de un mol de sustrato por segundo”. Es muy
habitual emplear un divisor de dicha unidad, como por ejemplo el microkat (μ kat).
La equivalencia entre ambas unidades es: 1 μ kat = 60 UI (ver unidad 4 de la obra
citada del mismo autor).
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Para medir la velocidad de transformación de sustrato o de producto se suele utilizar
la variación de absorbancia por unidad de tiempo. Existen dos tipos de
procedimientos llamados discontinuos y continuos.
4.2 Procedimientos discontinuos
Son los de punto final y los de dos o más puntos ya descritos en la obra citada
anteriormente.
4.3 Procedimientos continuos
Actualmente son los más utilizados, se basan en obtener un número de lecturas de
absorbancia muy elevado de forma que se pueda asegurar que estadísticamente la
velocidad de transformación de sustrato o de producto se mantiene constante
durante todo el tiempo que se está midiendo, claro está que para conseguir esto, es
necesario disponer de un instrumento capaz de detectar las absorbancias medidas en
todo momento y de forma continua, hecho que se consigue mediante
microprocesadores incorporados al instrumento espectrofotométrico. Con ello,
mediremos la variación de absorbancia respecto del tiempo de dos maneras distintas:
mediante un estándar o a partir del coeficiente de absorción molar.
La actividad medida mediante un estándar se efectúa midiendo la variación continua
de la absorbancia de la muestra (ΔAx) y de una disolución estándar o patrón (ΔAp) en
un intervalo de tiempo (Δt) expresado en minutos por medio de un espectrofotómetro
apropiado, además se deberá conocer la concentración de la solución estándar (Cp)
expresado en milimoles/L y los volúmenes de la muestra (Vm) y de la solución
reactiva (Vt), efectuando el cálculo con la siguiente fórmula:
1000· · t
1· C· pm
t
p
x
VV
AA
ActividadΔΔ
Δ=
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donde se observa que el factor 1000 se introduce para expresar el resultado en
unidades internacionales (UI). Obsérvese también el hecho de introducir los
volúmenes de la muestra y de la solución reactiva, entendiéndose que éste último es
el volumen total de la reacción. Esto es necesario porque cuanto mayor sea el
volumen de muestra en relación al volumen total, menor será el valor de la actividad
puesto que en la muestra habrá más elementos inhibidores de esta actividad
enzimática.
El cálculo a partir del coeficiente de absorción molar (ε) se realiza mediante el
conocimiento de éste expresado en mmoles -1 · L · cm –1 , así como el camino óptico
recorrido por la luz (ℓ) (anchura de la cubeta que generalmente se toma como 1 cm), y
la variación de absorbancia de la muestra (ΔAx) en un periodo de tiempo (Δt) medido
en minutos, interviniendo también los volúmenes de la muestra y del reactivo total.
La fórmula para el cálculo en este caso es la siguiente, en la que se obtiene el
resultado directamente expresado en UI.
1000· · 1· m
tx
VV
tA
ActividadΔ
Δ=
lε
Obsérvese que los factores: ε, ℓ, Vt, Vm y 1000 pueden agruparse en una sola
constante, que llamaremos k, entonces la fórmula anterior se convierte en:
tA
· x
ΔΔ
= kActividad
4.4 Los enzimas como reactivos
Mediante enzimas también es posible determinar concentraciones de sustancias, son
los llamados métodos enzimáticos. La finalidad consiste en determinar
concentraciones de sustancias partiendo del hecho que éstas participan en reacciones
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en las que actúan enzimas. Por ejemplo las técnicas enzimáticas para la
determinación de glucosa, de ácido úrico, de colesterol etc. que ya se han comentado,
utilizan los enzimas que participan en sus reacciones como reactivos, siempre
presentes en cantidades suficientes. Así pues, en el caso por ejemplo de la
determinación de la glucosa por el método enzimático, la reacción sería como sigue:
GOD
Glucosa + O2 + H2O → gluconato + H2O2
POD
2H2O2 + 4-aminofenazona + fenol → 4-(p-benzoquinona-monoimino)-fenazona + 4H2O
Obsérvese que la glucosa proviene de la muestra y de la solución estándar, el
gluconato, el peróxido de hidrógeno y el 4-(p-benzoquinona-monoimino)-fenazona
aparecen como productos de las reacciones, por lo tanto en el reactivo de trabajo
deberá haber: 4-aminofenazona, fenol, el tampón correspondiente, y los dos enzimas
participantes: glucosaoxidasa (GOD) y peroxidasa (POD).
5. Patrones de alteración enzimática
5.1 Alteraciones de las transaminasas
Se resumen en la tabla 5.3 las alteraciones más habituales de las transaminasas.
TABLA 5.3
Patología AST ALT
Infarto de miocardio 4-5 veces superior Normal o aumento leve
Pericarditis 4-5 veces superior Normal o aumento leve
Miocarditis 4-5 veces superior Normal o aumento leve
Hepatitis vírica 10-100 veces superior 10-100 veces superior
Hepatitis tóxica Hasta 20 veces superior Hasta 20 veces superior
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Mononucleosis infecciosa Hasta 20 veces superior Hasta 20 veces superior
Cirrosis Hasta el doble superior Hasta el doble superior
Ictericia obstructiva Hasta 5 veces superior Hasta 5 veces superior
Pancreatitis aguda Hasta 3 veces superior No detectable
Síndrome de Reye 3-5 veces superior 3-5 veces superior
5.2 Alteraciones de las fosfatasas alcalinas
Se resume en la tabla 5.4 las alteraciones más habituales de la fosfatasa alcalina.
TABLA 5.4
Patología Alteración de la ALP
Enfermedad de Paget Grandes elevaciones
Hiperparatiroidismo Grandes aumentos en caso de deficiencia de calcio,
(si calcio normal determinaciones variables)
Tumores óseos Aumentos moderados
Raquitismo y osteomalacia 1-3 veces superior
Fracturas óseas Aumento leve
Ictericia obstructiva extrahepática Hasta 5 veces la normalidad
Hepatitis infecciosa Aumento leve
Colestasis intrahepática 2-3 veces la normalidad
Tumor hepático 5-10 veces la normalidad
Cirrosis alcohólica 1,5 a 3 veces la normalidad
5.3 Alteraciones de la lactodeshidrogenasa
Se resume en la tabla 5.5 las alteraciones más habituales de la lactodeshidrogenasa
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TABLA 5.5
Patología Patrón de aumento de la LD
Infarto de miocardio Hasta 10 veces la normalidad.
Aumento a las 8-12 horas después del inicio del dolor.
Actividad máxima a las 18-24 horas.
Regresión a la normalidad al 5-6 día ( a veces hasta el 10).
Aumento del isoenzima LD-1.
Patrón LD-1/ LD-5 > 1
Anemia megaloblástica Mayor de 5 veces la normalidad
Hepatitis vírica y MNI Hasta 5 veces la normalidad
Predominio del isoenzima LD-5
Cirrosis 2 veces la normalidad
Cáncer metastático Más de 10 veces la normalidad
Traumatismos musculares Incremento variable
Más específico el isoenzima LD-5
Distrofia muscular Hasta 10 veces la normalidad
Más específico el isoenzima LD-5
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APENDICE
*(1) Partimos del supuesto que la concentración de sustrato sea muy grande en
comparación con la concentración de enzima, es decir: [S]» [E]. Al principio de la
reacción la velocidad inicial será igual a la velocidad de aparición del producto y
tendremos:
k1 k2 E + S ↔ ES ↔ E + P
k –1 k –2 Siendo k1; k2; k –1; k –2 las constantes de la reacción en cada uno de los pasos y
sentidos de la misma.
Como ya se ha mencionado, la velocidad de la reacción es el aumento de la
concentración de producto por unidad de tiempo, es decir:
[ ]tPV
ΔΔ
=
y por otra parte, la velocidad también es el incremento de formación de enlaces
sustrato-enzima por unidad de tiempo, es decir:
[ ]t
ESVΔ
Δ=
ahora buscaremos una expresión de [ES] en unos parámetros que se puedan medir y
definiremos lo siguiente:
[S] = concentración inicial de sustrato
[E] = Concentración de enzima libre
[ES] = concentración de enzima combinado con el sustrato
[Et] = concentración total de enzima = [E] + [ES]
Luego:
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[ ] [ ] [ ]SEkt
ESV 1=Δ
Δ=
y también:
[ ] [ ] [ ]ESkESkt
ES21 +=
ΔΔ
− −
teniendo en cuenta que el signo negativo se refiere a la disminución o decremento de
la concentración de enzima combinado con sustrato y que se desprecia la velocidad
de reacción inversa de E + P → ES por ser muy pequeña y cuya constante es k–2.
Luego:
k1 [E] [S] = k –1 [ES] + k2 [ES], lo que es lo mismo:
[ ][ ][ ] MK
kkk
ESE
=+
= −
1
21S , llamándose a esa nueva constante KM (constante de
Michaelis), luego y a partir de [E] = [Et] – [ES] obtenemos:
[ ] [ ] [ ][ ]
[ ][ ][ ]
[ ][ ][ ] M
tM
t KES
SESES
SEK
ESESE
=−=−
; S· )(
es decir:
[ ][ ][ ] [ ] [ ] [ ][ ]
[ ]SKSE
ESSKES
SE
M
tM
t
+=+=
;
y como que: Velocidad inicial V = k2 [ES] , tendremos:
[ ][ ][ ]SKSEkV
M
t
+=
2 pero como: k2 [Et] = Vmáx tendremos finalmente:
[ ][ ]SK
VVM
max
+=
S
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*(2) El tacto rectal es una maniobra exploratoria que se suele llevar a cabo de forma
sistemática a todos los hombres mayores de 45-50 años en las consultas de urología y
de atención primaria. Se considera el método más efectivo y con mayor relación
eficacia/coste, para detectar precozmente el cáncer prostático.
__________________________________________________________
ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN PRUEBA OBJETIVA DE SELECCIÓN ALTERNATIVA MÚLTIPLE Sólo es válida una de las cuatro respuestas de cada pregunta. 1) Una de las siguientes frases es falsa:
a) normalmente no se detecta actividad de transaminasas en orina
b) las determinaciones habituales de α-amilasa son en sangre y orina
c) la determinación de α-amilasa resulta especialmente útil para el
diagnóstico de pancreatitis aguda
d) en el infarto de miocardio a menudo se cumple: LD-1/ LD-5 < 1
2) La determinación de la actividad de la ALP resulta especialmente útil para el
diagnóstico diferencial entre:
a) patologías cardíaca y renal
b) patologías hepática y renal
c) patologías prostática y renal
d) patologías intrahepática y extrahepática
3) Uno de los siguientes elementos no forma parte de la reacción catalizada por el
enzima ALT:
a) piruvato
b) L-glutamato
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c) α-cetoglutarato
d) oxalacetato
4) Es cierto que a la inhibición sin competencia:
a) aumenta la Vmáx en la recta de Lineweaver-Burk
b) aumenta la KM en la recta de Lineweaver-Burk
c) al aumentar la concentración de sustrato, aumenta más la inhibición
d) puede estar producida por sulfonamidas
5) Uno de los siguientes elementos o grupo de elementos, habitualmente actúa como
inhibidor enzimático no competitivo:
a) metaloides
b) Ca+2
c) detergentes
d) bajas concentraciones de Na+
6) Los enzimas son catalizadores biológicos que aumentan la velocidad de las
reacciones un número de veces aproximadamente igual a uno de los siguientes
valores:
a) 1000
b) 1010
c) 10
d) 100
7) La mayoría de enzimas:
a) tienen especificidad absoluta
b) tienen especificidad de grupo
c) actúan en determinados tipos de enlace
d) son estereoespecíficos
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8) Según la EC de la IUB los enzimas se clasifican en clases de reacciones, subclases y
sub-subclases. Una de las siguientes cifras indica el número de clases de enzimas que
hay en total:
a) 3
b) 4
c) 5
d) 6
9) El Cu2+ a menudo forma parte de algunos enzimas, este ion divalente se llama
entonces:
a) coenzima
b) grupo sintético
c) centro activo
d) cofactor
10) Uno de los siguientes enzimas o coenzimas es menos útil para el diagnóstico de
infarto de miocardio:
a) CK-MB
b) AST
c) ALT
d) LD-1
_________________________________________________________ PROBLEMAS 1) Con los valores del cuadro siguiente: a) Representar gráficamente las ecuaciones
de Michaelis–Menten y de Lineweaver-Burk. b) Calcular el valor de la constante
KM y el valor de la velocidad máxima.
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[S] · 10-3 mol/L V (mol/s)
0,1 16
0,5 40
1 47
2 53,8
5 58,3
2) Calcular la velocidad de reacción expresado en % de la velocidad máxima para un
valor de concentración de sustrato de 2,8 · 10-3 mol/L, a partir de los datos del
problema anterior.
3) Calcular la proporción de centros activos ocupados para una concentración de
sustrato de 1,2 · 10-3 mol/L, a partir de los datos del problema número 1.
4) Comprobar que una velocidad de reacción del 90 % de la velocidad máxima
corresponde a una concentración de sustrato de nueve veces la constante de
Michaelis.
_________________________________________________________ CRITERIOS Y ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN
Describir las funciones de los enzimas Definir el concepto de holoenzima Describir las maneras de alcanzar la energía de activación Describir la teoría de la adaptación inducida Enumerar la sistemática de la clasificación de los enzimas según la IUB Definir el concepto de isoenzima Definir las unidades de actividad enzimática y su equivalencia Enumerar los factores que influyen en la cinética enzimática Representar gráficamente las ecuaciones de Michaelis-Menten y de Lineweaver-
Burk Enumerar los principales enzimas plasmáticos de interés diagnóstico y describir
sus cometidos Describir las alteraciones de los principales enzimas y su relación con las
patologías asociadas
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Fundamentos y Técnicas de Análisis Bioquímico. Química Clínica. Marcel Sayol
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PROPUESTA DE ACTIVIDADES DE REFUERZO Contestar detalladamente a las siguientes preguntas:
¿En que proporción aumenta la velocidad de las reacciones los enzimas? ¿Cómo se denomina el cofactor de un enzima cuando se trata de un metal? ¿Cuál es el nombre completo de la molécula activa de la vitamina D? ¿Cuál es la abreviatura del enzima colinesterasa y en qué reacción interviene? ¿Cómo se consigue una velocidad de reacción de orden cero? ¿Cómo influye el pH en la recta de Lineweaver-Burk? ¿Cómo se corrige la inhibición enzimática causada por la presencia de un
inhibidor no competitivo? ¿Qué utilidad tiene el enzima AST en el diagnóstico de la hipóxia hepática por
gasto cardíaco bajo? ¿Qué utilidad tiene el enzima GGT en relación con el consumo crónico de alcohol?
¿Preguntas?: [email protected]
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