Enzimologia clinica

‘’ENZIMOLOGIA CLINICA’’

UNIVERSIDAD JUAREZ DEL ESTADO DE DURANGOFACULTAD DE CIENCIAS

QUIMICAS “Campus Gómez Palacio”

Paola Yasmin Romero EscareñoMishiko Yoshida Ontiveros Ramos

ANALISIS BIOQUIMICO CLINICO 04 DE OCTUBRE DEL 2015

M.B.C. Janeth Tostado Quezada

Enzima Las enzimas son proteínas

complejas que producen un cambio químico específico en otras sustancias, sin que exista un cambio en ellas mismas.

Sistema Enzimático ENZIMA

SUSTRATO

COENZIMA Y/O COFACTOR

ACTIVADORES

INDISPENSABLES

NO INDISPENSABLE

S

Clasificación de las enzimasReacciones de

transferencia de electrones.

Transferencia de grupos funcionales. Ej. UDP-glucosa-fructosa-glucotransferasa.

Reacciones de hidrólisis. Ej. lipasa, proteasa, celulasa.

Oxidorreductasas

Transferasas

Hidrolasas

Liasas

Isomerasas

Ligasas

Adición a dobles enlaces. Ej. carboxilasa, fenilalanina

amonioliasa

Reacciones de isomerización.Ej.

fosfoglucosa isomerasa.

Se conocían como sintetasas. Participan en la formación de enlaces con

hidrólisis de ATP

La enzimología clínica Campos importantes de la bioquímica clínica se ha desarrollado recientemente, gracias a las aportaciones de la enzimología teórica y a los progresos tecnológicos. La determinación de las actividades enzimáticas suministra al médico importante información diagnostica y pronostica.

Los laboratorios de bioquímica clínica suelen determinar entre 12 y 15 enzimas diferentes; sin embargo, las más frecuentes son aprox. la mitad.

Las células vivas obtienen la energía y los componentes necesarios para su supervivencia de un gran número de reacciones químicas.

Para acelerar la velocidad de estos procesos metabólicos, las células poseen catalizadores específicos denominados enzimas, que hacen compatibles sus necesidades metabólicas con las condiciones de temperatura, pH y presión del medio celular.

La catálisis enzimática.Posee características importantes entre ellas:

Elevada eficacia catalítica

Recuperación del estado inicial

Especificidad

Permiten que tengan lugar las reacciones esenciales para el desarrollo celular

Factores que intervienen en la catálisis enzimática

La extraordinaria capacidad catalítica de las enzimas se explica por la suma de varios factores, que dependen de la constitución del centro activo.

1.- Factores de proximidad y orientación

2.- Fenómenos de superficie

3.- Factores de distorsión o tensión de enlaces

4.- Presencia de grupos catalíticos

FACTORES

CONSISTENCIA

De proximidad y orientaciónLas enzimas aumentan la [ ] de sustratos y la proximidad en la orientación de grupos activos.

Fenómenos de superficieEl centro activo de la enzima constituye una zona con propiedades fisicoquímicas diferentes al medio acuoso en el que la proteína está disuelta.

De distorsión o tención de enlacesLa unión del sustrato al centro activo provoca cambios estructurales para conseguir un complementariedad más perfecta .

Presencia de grupos catalíticos El centro activo puede contener grupos catalíticos capaces de reaccionar con el sustrato.

Cinética enzimática Estudia la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas y los factores que afectan estas reacciones.

Factores que afectan la velocidad de reacción Temperatura pH Concentración de reactantes Presencia de inhibidores

Tipos de inhibición Inhibición irreversible o no competitiva

Este tipo de inhibidores forman un enlace covalente cerca del centro activo cuyo enlace difícil de romper evita que la reacción sea reversible.

Fluorofosfato de diisopropilo

Acetilcolinesterasa

Envenenamiento

Forma un complejo

Produciendo

Inhibición competitiva o reversible Esta reacción se lleva a cabo cuando el sustrato compite por la unión en el cuerpo activo de la enzima.

Inhibición competitiva Inhibición no competitiva

CENTRO ACTIVO: Es la zona del enzima a la que se une el sustrato para ser catalizado.

COENZIMA O COFACTOR: Tienen un grupo prostético no peptídico, su naturaleza varía según el tipo de enzima.

HOLOENZIMA: Cadena polipeptídica que lleva unida su coenzima.

APOENZIMA: Es la proteína separada de su cofactor y por lo tanto está inactiva, requiere unirse a su coenzima para poder catalizar.

ELEMENTO ENZIMA ACTIVADAZn+2 DESHIDROGENASAS, ANHIDRASA

CARBONICA, ARN Y ADN POLIMERASASMg+2 FOSFOHIDROLASAS, FOSFOTRANSFERASAS,

FOSFATASASCu+2 CITOCROMOS, CATALASAS, FERREDOXINA,

PEROXIDASAS, NITRIREDUCTASAK+2 PIRUVATO FOSFOQUINASA ATPasa

Activadores enzimáticos

ESPECIFICIDAD ENZIMÁTICA

Una enzima cataliza a un solo sustrato específico.

Modelo de la llave y cerradura

La forma del centro activo de la enzima es complementaria a la forma del sustrato.

Modelo de guante y mano Decían que al unirse el sustrato con la enzima, se producían deformaciones y que producto de esta unión algunos enlaces del sustrato, del centro activo o de ambos, se deformaban hasta alcanzar una mayor complementariedad lo que facilitaba la unión y por ende la transformación del sustrato en producto.

Ajuste inducido

Modelo de llave y cerradura

Modelo de guante y mano

Aspectos clínicos de la enzimología

La medida de la actividad enzimática en el suero es importante para:

Diagnóstico

Medir el progreso luego de terapia

Detectar recuperación luego de cirugía

Detectar rechazo de trasplantes

Los niveles enzimáticos aumentan por:

•Daño al tejido•Proliferación celular (neoplasia).

El plasma sanguíneo:Es la parte liquida de la

sangre, o la sangre menos sus elementos formes (plaquetas, eritrocitos y leucocitos).

Se compone de agua con muchas sustancias disueltas en ella.

El tipo más abundante de solutos en el plasma es el grupo de proteínas plasmáticas.

Suero y plasma

El suero sanguíneo: Es el plasma menos los factores

de coagulación como el fibrinógeno.

El suero sanguíneo es el componente de la sangre resultante tras permitir la coagulación de ésta y eliminar el coágulo de fibrina y otros componentes.

ENZIMAS ESPECIFICAS DE UN TEJIDO

Las fosfatasas ácidas se encuentran presentes en casi todos los tejidos del organismo, siendo particularmente altas sus cantidades en próstata, estómago, hígado, músculo, bazo, eritrocitos y plaquetas

Fosfatasa acida

La acetilcolinesterasa o Colinesterasa en glóbulos rojos (AChE), es una enzima humana de la familia de colinesterasas que se encuentra en los tejidos nerviosos y los glóbulos rojos, cuya función principal es hidrolizar al neurotransmisor acetilcolina.

Acetilcolinesterasa

TRANSAMINASAS

¿Qué son las transaminasas?

Son el paso inicial para detectar problemas en el hígado.

Se realiza una prueba de sangre para determinar la presencia de ciertas enzimas en la sangre.

Se encuentran en células del hígado; si hay problema en el hígado estas se derraman a la corriente sanguínea.

Las pruebas de función hepática comúnmente disponibles incluyen la determinación de las transaminasas: transaminasa glutámico oxalacética (TGO) y transaminasa glutámico pirúvica (TGP), fosfatasa alcalina (FAL), gammaglutamil transferasa (GAMMAGT), bilirrubina sérica, tiempo de protrombina (TP) o el índice normatizado internacional y la albúmina sérica.

Tgo, tgp y fosfatasa alcalina

FOSFATASA ALCALINA: Enzima que comprende principalmente las contribuciones del hígado, el hueso, el intestino y, durante el embarazo, de la placenta. Existen dos isoenzimas derivadas del hígado, una del hepatocito y la otra de la superficie exterior de la membrana canalicular biliar. Probablemente la última entra en el torrente circulatorio a través de la vía paracelular, pero en presencia de una obstrucción puede distribuirse por todo el citoplasma y entrar en el plasma directamente a través de la membrana plasmática.

Es muy sensible en problemas de obstrucción de vías biliares.

Se realiza para evaluar problemas o alteraciones del hígado estudiando el suero sanguíneo obtenido por punción venosa.

Valores normales

Adultos 40-140 U/L

Niños menores de 2 años 85-235 U/L

Niños de entre 2-8 años 65-120 U/L

Niños de entre 9-15 años 60-300 U/L

Adolecentes menores de 21

30/200 U/L

TGO Y TGP: Se encuentran en hígado, corazón, musculo esquelético, riñón, cerebro, eritrocitos y pulmón. En el hepatocito, la TGO se encuentra en el citoplasma y la mitocondria mientras que la TGP solo en el citoplasma. Cuando hay lesión de las células hepáticas los niveles séricos de TGO y de TGP aumenta, en la mononucleosis infecciosa también hay aumento de las transaminasas y en algunas enfermedades musculares como la distrofia muscular progresiva y la dermatomiositis, que pueden aumentar la TGO y provocar modificaciones mínimas de la TGP.

TGO: Nivel en sangre aumento por ataques al corazón y desordenes en los músculos. NO son indicadores altamente específicos de daño en el hígado.

TGP: Mayor parte en el hígado, es liberado como resultado de daño hepático. Es indicador especifico del estado del hígado.

Valores de referencia: TGO: 5 a 40 U/L en la parte líquida de la sangre TGP: 7 56 U/L en suero.

Reside en mayor parte en el músculo esquelético, músculo cardíaco, tracto gastrointestinal y el cerebro. Dentro del conjunto de actividades enzimáticas que pueden valorarse en la enfermedad muscular, el indicador más sensible de daño muscular es la creatina quinasa. La CK del plasma puede utilizarse para seguir el progreso de las enfermedades miopáticas y valorar su respuesta al tratamiento.

Creatinquinasa

En una muestra de sangre indica generalmente que el músculo esta siendo destruido por algún proceso anormal, como una distrofia muscular o una inflamación.

Valores normales: 10-190 U/L

El nivel alto de CK sugiere que los músculos en si son la causa probable de debilidad, pero NO india cual podría ser el desorden muscular especifico.

Aldolasa Es una proteína llamada enzima, que ayuda a

descomponer ciertos azucares en energía. Se encuentra en altas cantidades en el tejido muscular.

No existe en sangre, pero aparece en suero cuando hay lesiones.

Aunque la prueba de aldolasa en el suero se usa infrecuentemente en el área de enfermedad reumatoide muscular, es particularmente sensible para la detección de enfermedad musculo esquelética temprana y, por tanto, se usa ocasionalmente como un marcador para enfermedad muscular. Su isoenzima “A” se encuentra en gran parte en el musculo esquelético. Es útil en el diagnostico diferencial entre trastornos musculares, ya que los niveles séricos de aldolasa son normales en pacientes con enfermedad muscular neurogena.

Se analiza por medio del suero sanguínea.

Valores normales: 1.0-7.5 U/L

OTRAS ENZIMAS

La amilasa es un enzima que ayuda a digerir los carbohidratos. Se produce principalmente en el páncreas y en las glándulas salivales. Cuando el páncreas está enfermo o inflamado, se libera amilasa en la sangre. Este examen se realiza principalmente para diagnosticar o vigilar enfermedades del páncreas. También puede detectar algunos problemas del tubo digestivo.

Amilasa

Los factores de la coagulación son glucoproteínas que, de acuerdo con su función, son de tres tipos.: zimógenos, cofactores y sutratos. Siete factores con zimógenos (pueden convertirse en enzimas). Presentan dos clases de actividades enzimáticas: las serinas proteasas (factores XII, XI, IX, X, VII y II) y la transglutaminasa (factor XIII). Cofactores: factores V y VII Sustrato: Fibrinogeno

ComplementoLas proteínas que forman este sistema son en su mayor parte enzimas proteolíticas en forma de zimógenos, que al ser iniciado este mecanismo de respuesta inmunológica se  van activando las unas a las otras desencadenando procesos de defensa que van desde la activación de procesos de fagocitosis hasta la lisis de las bacterias invasores.  En este proceso, algunas proteínas del sistema actúan como cofactores, y otras como inhibidores.

Enzimas proteolíticas: Las enzimas proteolíticas o proteasas son un grupo de enzimas que descompone en unidades mas pequeñas las proteínas.

Las enzimas proteolíticas rompen la cadena larga de moléculas que forman las proteínas formando fragmentos más cortos llamados péptidos que son moléculas formadas por aminoácidos.

Zimogenos o proenzimas: son precursores inactivos de las enzimas. Un zimogeno es una molécula que necesita ser activada para convertirse en una enzima activa.

Activación del complemento

ENFERMEDADES

Fenilcetonuria La fenilcetonuria, es un tipo de hiperfenilalaninemia, es una alteración del metabolismo en el que el organismo no puede metabolizar el aminoácido tirosina a partir de fenilalanina en el hígado.

Esta enfermedad es genética y es provocada por la carencia de enzima hidroxilasa de fenilalanina. 

Enfermedad hereditaria autosómica recesiva. Hay ausencia o deficiencia de la enzima final del metabolismo de la galactosa. Se acumulan cantidades crecientes de galactosa-1-fosfato en el plasma; al mismo tiempo, existe un estado de hipoglucemia ya que la galactosa no es transformada en glucosa.

Galactosemia

Metidos enzimáticos para el diagnostico clínico

MÉTODOS DE PUNTO FINAL

MÉTODOS DE PUNTO MÚLTIPLES

MÉTODOS CINÉTICOS

Métodos de equilibrio o cambio total

sustrato

Métodos de punto final• Con equilibrio favorable medida de Producto medida de Sustrato medida del Cofactor

Métodos cinéticos

Se mide la velocidad de lareacción enzimática

Basados en cinética de orden uno.

Basados en cinética de orden cero.

Sustrato

EnzimaActivadoresInhibidores

Métodos de equilibrio o cambio total

La reacción enzimática transcurre hasta alcanzar el equilibrio. Se mide algún cambio físico o químico producido en el medio de reacción

sustratoMétodos de un solo paso Con equilibrio favorablemedida de Productomedida de Sustratomedida de CofactorCon equilibrio desfavorable Métodos con reaccionesacopladas• Con reacción indicadorasubsiguiente• Con reacción indicadoraprecedente

Análisis Clínico Determinación de metabolitos Glucosa, colesterol, triglicéridos, ácido úrico.... Determinación de actividades enzimáticas marcadores

hepáticos: Transaminasas, fosfatasa alcalina. Marcadores cardiacos: LDH, HBDH...

Aplicaciones

ACTIVIDADES

PARA COMPLEMENTAR TEMA INVESTIGUE LO SIGUIENTE:

1.- Cite ejemplos de activadores enzimáticos2.- Papel de las enzimas en: diagnóstico, terapia, recuperación e injertos.3.- Menciones enzimas que participen en los siguientes procesos y diga su función: coagulación, activación del complemento, metabolismo de lipoproteínas.4.- Diferencia entre SUERO y PLASMA.5.- ¿Porque se utiliza la fosfatasa ácida para evaluar daño prostático?6.- ¿Cuál es la relación entre la colinesterasa y daño a nivel de glóbulos rojos y neurotransmisión?

7.- Los niveles alterados TGO, TGP y Fosfatasa alcalina ¿con que enfermedades se relacionan? Explique.8.- ¿Cuál es la función de la cretinfosfocinasa, amilasa y aldolasas y en que enfermedades se las relaciona?9.- ¿Por qué es importante en la clínica conocer la cinética enzimática?10.- Que enzimas se alteran en; fenilcetonuria, galactosemias y anemias respectivamente?11.- Cite al menos 2 ejemplos de inhibiciones competitivas y no competitivas a nivel enzimático que se relacionen con alguna enfermedad.12.- Investigue al menos 5 métodos enzimáticos utilizados en la clínica para apoyar el diagnóstico de enfermedades.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN