Unidad 7 y 8. Determinación de enzimas y alteración de patrones enzimáticos PDF

Unidad 7 y 8. Enzimas y patrones de alteración enzimática CFGS LABORATORIO CLÍNICO Y BIOMÉDICO 2º CURSO MÓDULO ANÁLISIS BIOQUÍMICO 1º EVALUACIÓN C U RS O 2 0 2 4 - 2 0 2 5 G A L E N O F O R M A C I Ó N P R O F E S I O N A L E N S A L U D U n i d a d 7 y 8. E n z i m a s y p a...

Unidad 7 y 8. Enzimas y patrones de alteración enzimática CFGS LABORATORIO CLÍNICO Y BIOMÉDICO 2º CURSO MÓDULO ANÁLISIS BIOQUÍMICO 1º EVALUACIÓN C U RS O 2 0 2 4 - 2 0 2 5 G A L E N O F O R M A C I Ó N P R O F E S I O N A L E N S A L U D U n i d a d 7 y 8. E n z i m a s y p a t r o n e s d e a l t e r a c i ó n e n z i m á t i c a  CONCEPTO DE ENZIMA E + S -------> E + P G A L E N O F O R M A C I Ó N P R O F E S I O N A L E N S A L U D  E ENZIMA P S SUSTRATOS S P E P PRODUCTO S P PRODUCTO E SACARASA Las enzimas transforman sustratos en productos Estos sustratos en ausencia de enzimas también podrían transformarse en productos Pero con las enzimas el proceso es más eficiente  Veamos un ejemplo… El disacárido sacarosa puede hidrolizarse dando fructosa y glucosa:  SIN ENZIMA  CON ENZIMA La sacarosa y el agua tienen que chocar para Los choques entre el agua y la sacarosa se poderse dar la reacción. No todos los choques facilitan porque la enzima (la sacarasa) es muy permitirán la reacción, sólo aquellos que se grande comparado con los sustratos (sacarosa y den en la orientación adecuada permitirán la agua). Además, la sacarasa atrae a los reacción. sustratos. A mayor concentración de sacarosa en la La enzima (la sacarasa, que es una hidrolasa) establece interacciones con los sustratos, en disolución, más rápido chocarán las dos forma de fuerzas intermoleculares, dirigiendo de moléculas y mayor será la velocidad de esta manera los choques de los sustratos entre reacción. sí y la enzima. Un aumento de temperatura del medio o un Además, la reacción se facilita, ya que la enzima aumento de presión puede facilitar el choque interviene en el proceso de transformación. entre ambas moléculas. Las enzimas se localizan principalmente en citoplasma y membranas celulares… …Un incremento de enzimas en sangre puede estar asociado a muerte tisular (muerte celular), inflamación tisular (alteración de membranas celulares), aumento de la actividad tisular(estrés celular)… …Por lo que su determinación, en suero o plasma, sirve para diagnosticar y pronosticar enfermedades. 1. Las reacciones químicas… a) Solo se llevan a cabo en presencia en enzimas b) Con enzimas se producen más despacio c) En condiciones ideales (presión y temperatura) se producirían a alta velocidad d) Ninguna es correcta Características de las enzimas  Las enzimas son proteínas globulares encargadas de realizar todo el trabajo diario que se produce dentro de una célula.  Su función básica es acelerar el proceso y la eficiencia de una reacción sin ser consumidas durante el proceso= son CATALIZADORES CATÁLISIS Acción fisicoquímica por la que unas sustancias (llamadas «enzimas/catalizadores») aceleran la velocidad de una reacción.  Cada enzima tiene un trabajo específico y son muy selectivas = son ESPECÍFICAS ESPECIFICIDAD Capacidad de cada enzimas para llevar a cabo un trabajo selectivo: - Absoluta: algunas solo actúan sobre un sustrato. Ej. Lactasa→ rompe la lactosa (Glucosa+Galactosa). una especificidad entre ambos - De reacción: algunas actúan sobre sustratos similares, pero llevan a cabo una misma reacción. Ej. Alanina aminotransferasas→ transfieren grupo amino de varios aminoácidos (o la alanina o el glutamato) el menos especifico - Estereo-específica: algunas actúan solo sobre sustratos con una configuración espacial. Ej. Amilasa→ rompe enlaces Alpha de los polisacáridos (almidón/glucógeno), no los betha (celulosa). Ej. Las isomerasas→ enzimas que solo actúan sobre sustratos con cierta isomería espacial. el mas especifico  2. Existen 3 tipos de especificidad enzimática: a) Completa, semicompleta y estereo-específica b) Absoluta, de reacción y semiespecificidad c) Absoluta, de reacción y estereo-específica d) De reacción, completa y configuracional 3. Hablamos de especificidad de reacción en las enzimas cuando… a)Una enzima actúa siempre sobre el mismo sustrato b)Una reacción siempre se lleva a cabo por una misma enzima y un mismo sustrato c) Una enzima es capaz de catalizar la misma reacción a partir de sustratos similares d)Ninguna es correcta Clasificación de las enzimas: simples y conjugadas De acuerdo a su complejidad las enzimas se clasifican como: Simples Conjugadas (holoenzimas) Formada por una o más Contiene por lo menos un grupo no cadenas polipeptídicas. proteico (prostético) enlazado en la cadena polipeptídica. En las proteínas conjugadas podemos distinguir dos partes: Apoenzima: Es la parte polipeptídica de la FORMACIÓN DEL COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO PARTE PROTEICA enzima. Cofactor: Es la parte no proteica de la enzima. PARTE PROSTÉTICA  Simples Formada por una o más cadenas polipeptídicas. Ejemplos: UREASA Y PEPSINA. Estas enzimas son están formadas por aminoácidos. En ambos ejemplos, el agua actúa como segundo sustrato. A M B A S S O N La ureasa es sintetizada por bacterias y hongos para obtener energía. También la encontramos en el kit comercial de determinación de urea. H I D R H2O O L A S A S La pepsina es liberada por las células gástricas..  Conjugadas (también llamadas HOLOENZIMAS) Contiene por lo menos un grupo no proteico (prostético) enlazado en la cadena polipeptídica. APOENZIMA + COFACTOR = HOLOENZIMA APOENZIMA: parte proteica COFACTOR: complemento (prostético) que permite la HOLOENZIMA = de la enzima. Necesita de actividad de una apoenzima. Si no están no actúa la enzima activa un complemento para enzima. Son activadores y se unen al centro activo. activarse. Inorgánicos: iones como Mg, Mn, Fe… Enzima inactiva Orgánicos: también llamados coenzimas. Ej.: NADH, FADH, NADPH, vitaminas…  4. ¿Qué afirmación no es correcta con respecto a las enzimas conjugadas? a)Tienen una parte proteica denominada cofactor b)Tienen una parte polipeptídica denominada apoenzima c) Pueden estar formadas por varias cadenas peptídicas d)A diferencia de las simples, están tienen una parte proteica y otra prostética INTERACCIÓN ENZIMA – SUSTRATO (ES) CENTRO ACTIVO: lugar concreto a través del cual las enzimas realizan su función CONFORMACIÓN DEL CENTRO ACTIVO (CA) especificidad de reaccion en la llave cerradura hay mayor especificidad (absoluta o estero especifica) centro activo centro activo HIPÓTESIS DE ACOPLAMIENTO HIPÓTESIS DE LLAVE- INDUCIDO CERRADURA - Centro activo no rígido - Sustrato induce el - Centro activo cambio de la rígido estructura de la enzima - Sustrato con y se acopla estructura - Menos especificidad complementaria que en llave-cerradura, al centro activo la enzima puede reaccionar con varios sustratos de Fuerzas de atracción entre el enzima y el sustrato: puente de conformaciones hidrógeno, fuerzas iónicas, fuerzas hidrofóbicas… parecidas. http://www.ehu.eus/biomoleculas/enzimas/enz2.htm#ai 5. En la hipótesis de acoplamiento inducido: a) El centro activo es rígido b) La enzima es menos específica por el sustrato que en el modelo llave-cerradura c) El sustrato tiene forma complementaria al centro activo d) Ninguna es correcta MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA ¿Qué son la energía de activación y el estado de transición? ESTADO DE ALTA ENERGÍA = ESTADO DE TRANSICIÓN. estado de transición ES EL ESTADO EN EL CUAL SE PRODUCE LA ROTURA DE ENLACES, DANDO LUGAR A LOS PRODUCTOS. estado de transición La energía necesaria para ENERGÍA alcanzar el ESTADO DE TRANSICIÓN es la ENERGÍA DE ACTIVACIÓN de la reacción. Estado de con la enzima llegamos antes al estado de transición los sustratos pasan a convertirse en producto Las enzimas aceleran la velocidad de las reacciones al disminuir la energía de activación. Las enzimas, al unirse a las moléculas de sustrato y sostenerlas, facilitan los procesos que rompen y forman enlaces químicos. Recordad que sin enzima, la energía de activación va a depender de los choques entre las moléculas, los cuales deben tener la intensidad y orientación correcta para que se rompan y formen enlaces químicos.  CINÉTICA ENZIMÁTICA G A L E N O F O R M A C I Ó N P R O F E S I O N A L E N S A L U D 6. El estado de transición… a) Es el estado de baja energía que se da tras la formación de productos en una reacción enzimática. b) Es un estado de alta energía que se alcanza tras la unión del cofactor a la enzima. c) Se requiere de una energía de activación para alcanzarlo. d) Sin enzima se alcanza antes. CINÉTICA ENZIMÁTICA FACTORES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA La cinética enzimática - pH La cinética enzimática estudia la - Temperatura velocidad de las reacciones químicas - Presencia de inhibidores o activadores que son catalizadas por las enzimas. - Concentración de sustrato ante un cambio de ph o de temperatura se ve afectada la reaccion enzimatica Ojo con el pH y la temperatura… Recordad que las La desnaturalización es un enzimas son cambio estructural de proteínas y pueden las proteínas, estas pierden su desnaturalizarse estructura nativa y por tanto su perdiendo su óptimo funcionamiento. función!!!! CINÉTICA ENZIMÁTICA FACTORES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA La La cinética cinética enzimática enzimática: - pH La cinética enzimática Cataloga estudia la actividad la de catalítica - Temperatura velocidad de las reacciones químicas las enzimas - Presencia de activadores o inhibidores que son catalizadas Determina por lasde la velocidad enzimas. reacción - Concentración de sustrato pH El organismo trabaja en condiciones optimas para que la enzima presente su máxima actividad. La conformación de las proteínas depende, en parte, de sus cargas eléctricas → existe un pH en el cual la conformación será la más adecuada para la actividad catalítica: pH óptimo. ayuda Pepsina gástrica: pH óptimo 2 Variaciones pH= desnaturalización a que se Ureasa: pH óptimo 7 Mantenimiento del pH = sistema tampón mante nga el ph opti Una solución amortiguadora, reguladora, o tampón es La pepsina degrada proteínas. Rompe enlaces aquella compuesta por una mezcla de un ácido débil con peptídicos. su base conjugada. Su principal característica es que La ureasa transforma la urea en amoniaco y dióxido mantiene estable el pH de una disolución, captando o de carbono. cediendo protones según aumenten o disminuyan en el Es empleada en Kit de determinación de UREA y medio. El pH tanto in vitro como in vivo se mantiene liberada por m.o. para utilizar el NH3. gracias a estos sistemas. CINÉTICA ENZIMÁTICA FACTORES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA La cinética enzimática - pH La cinética enzimática estudia la - Temperatura velocidad de las reacciones químicas - Presencia de activadores o inhibidores que son catalizadas por las enzimas. - Concentración de sustrato Temperatura Siempre favorece el contacto del enzima y el sustrato (rango favorecedor 25-Tªcorporal). La temperatura a la cual la actividad catalítica es máxima: temperatura óptima. Niveles de Tª superiores a la óptima pueden resultar en desnaturalización. Temperatura corporal normal 36,5-37,2 °C aprox. A partir de 43°C empezamos a desnaturalizarnos… 7. Cuando una enzima se desnaturaliza… a) Pierde su función b) Puede haber cambiado el pH del medio c) Puede haberse producido un aumento de la temperatura del medio d) Todas son correctas CINÉTICA ENZIMÁTICA FACTORES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA La cinética enzimática - pH La cinética enzimática estudia la - Temperatura velocidad de las reacciones químicas - Presencia de activadores o inhibidores que son catalizadas por las enzimas. - Concentración de sustrato Presencia de activadores Activadores: ciertas enzimas requieren de activadores para que se pueda unir el sustrato. Gracias a la unión del activador al sitio alostérico, el centro activo sufre un cambio conformacional permitiendo así la unión del sustrato. ACTIVADOR No confundir activador con cofactor: Hablamos de sitio alostérico de una - Cofactores: se unen al centro activo, enzima, para junto con el sustrato→Ej. NADH/NAD+ provoca un cambio referirnos a un lugar diferente al centro - Activadores: se unen a un sitio alostérico activo. El sitio alostérico también (no el centro activo), cuya unión muestra provoca un cambio conformacional en especificidad por aquel elemento que la enzima. se le pueda unir. CINÉTICA ENZIMÁTICA FACTORES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA La cinética enzimática - pH La cinética enzimática estudia la - Temperatura velocidad de las reacciones químicas - Presencia de activadores o inhibidores que son catalizadas por las enzimas. - Concentración de sustrato Presencia de inhibidores Inhibidores -competitivo: el inhibidor se une al centro activo impidiendo la reacción enzimática. -no competitivo: el inhibidor se une a un sitio alostérico impidiendo la reacción enzimática. se inhibe la accion enzimatica Ejemplos: no e puede unir inhibidor al centro activo enzimatico no se pueden unir La Aspirina contiene ácido acetilsalicílico, La Viagra el cual es un inhibidor (para la enzimático disfunción (competitivo) que eréctil), el actúa inhibiendo a la Captopril COX-1 y por lo tanto (veneno de evita la agregación serpiente)… plaquetaria. INHIBIDOR COMPETITIVO INHIBIDOR NO COMPETITIVO/ALOSTÉRICO (unión al centro activo) (unión un sitio alostérico)  8. ¿Qué afirmación es falsa con respecto a los “activadores” de reacciones enzimáticas? a)Se unen a un centro alostérico b)Se unen a un punto diferente del centro activo c) Aumentan la energía de activación d)Provocan un cambio conformacional del centro activo 9. Los “inhibidores competitivos” en las reacciones enzimáticas… a)Se unen al centro activo facilitando la unión del sustrato b)Se unen al centro activo impidiendo la unión del sustrato c) También son llamados inhibidores alostéricos d)Ninguna afirmación es correcta CINÉTICA ENZIMÁTICA FACTORES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA La cinética enzimática - pH La cinética enzimática estudia la - Temperatura velocidad de las reacciones químicas - Presencia de activadores o inhibidores que son catalizadas por las enzimas. - Concentración de sustrato Concentración de sustrato La velocidad de la reacción, que da lugar a la desaparición de los reactivos y a la aparición de los productos, es mayor cuanto mayor sea la concentración del sustrato, pero sólo hasta cierto punto en el que se alcanza la velocidad máxima (Vmax). En ese momento, aunque la concentración de sustrato sea mayor no se supera esta velocidad. CINÉTICA ENZIMÁTICA FACTORES DE LA CINÉTICA ENZIMÁTICA La cinética enzimática - pH La cinética enzimática estudia la - Temperatura velocidad de las reacciones químicas - Presencia de activadores o inhibidores que son catalizadas por las enzimas. - Concentración de sustrato Concentración de sustrato: Michaelis-Menten Cinética de Michaelis-Menten: Se forma un Complejo enzima-sustrato intermedio (ES) = complejo intermedio que puede disociarse o dar paso al producto. E + S ES → P + E La velocidad es directamente proporcional a la [sustrato]. Cuando se alcanza la velocidad máxima (Vmax) esta ya no aumenta a pesar de adicionar más sustrato. Formula de Michaelis-Menten: a mas concentracion mas velocidad maxima - V: velocidad de reacción. Cantidad de sustrato que se transforman en producto por unidad de tiempo. - Vmax: velocidad máxima. a mas KM menos afinidad a menos Km más afinidad - [S]: concentración de sustrato. mitad - Km: [sustrato] a la cual se alcanza la ½ Vmax. Constante de reacción para ese enzima y ese sustrato(afinidad del enzima al sustrato). CINÉTICA ENZIMÁTICA: MICHAELIS-MENTEN E+S E-S (E-P) E+P Una enzima (E) se Se forma un Se forma el producto final (P) y se une al sustrato (S) compuesto recupera la enzima (E). intermedio, denominado complejo enzima- sustrato (ES) CINÉTICA ENZIMÁTICA: MICHAELIS-MENTEN 10. A partir de la tabla, responde las siguientes cuestiones sobre la teoría Michaelis Menten: 10.1. ¿Cuál es la velocidad máxima? 10.2. ¿Por qué la velocidad permanece constante a partir de 5x10-4? 10.3. ¿Cuál es la concentración de enzima libre para una [s]5x10-4?  TIPOS DE ENZIMAS G A L E N O F O R M A C I Ó N P R O F E S I O N A L E N S A L U D CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS 6 GRUPO DE ENZIMAS FUNCIÓN grandes grupos. Oxidorreductasas Reacciones de transferencia de electrones o protones entre sustratos. Transferasas Reacciones de transferencia de grupos químicos de un sustrato a otro. Hidrolasas Reacciones de hidrólisis (rotura de una molécula de agua). La molécula de agua se hidroliza (se rompe) uniéndose los hidrógenos y oxígeno a los sustratos. Liasas Reacciones de formación o rotura de dobles enlaces. Isomerasas Reacciones de reordenamiento intramolecular (isómeros). Ligasas Reacciones de unión de dos sustratos para formar uno nuevo, mediante gasto de ATP. CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS GRUPO Y GRUPO DE ENZIMAS FUNCIÓN EJEMPLOS OXIDORREDUCTASAS Reacciones de transferencia de electrones/protones entre sustratos Lactato 2 tipos de OXIDOREDUCTASAS: ELECTROTRANSFERASA deshidrogenasa -DESHIDROGENASAS -ELECTROTRANSFERASAS Recordad otro ejemplo: La Piruvato deshidrogenasa → transforma el Piruvato en Acetil-CoA en la matriz mitocondrial. Utiliza 2 cofactores orgánicos, son 2 coenzimas. CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS GRUPO Y GRUPO DE ENZIMAS FUNCIÓN EJEMPLOS TRANSFERASAS ejemeplo: transaminasas Reacciones de transferencia de grupos químicos de un sustrato a otro. La AST y la ALT transfieren un grupo amino desde el glutamato AST Aspartato (al oxalacetato o piruvato) para formar aspartato o alanina. aminotransferasa ALT Alanina aminotransferasa GOT GPT Las quinasas, como por ejemplo la hexoquinasa (primera reacción en la glicólisis), es una transferasa puesto que transfiere un grupo fosfato desde el ATP a la glucosa, hexoquinasa es una quinasa dando lugar a glucosa 6-fosfato. El cofactor es el ión magnesio. CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS GRUPO Y GRUPO DE ENZIMAS FUNCIÓN EJEMPLOS HIDROLASAS Reacciones de hidrólisis (rotura de una molécula necesitan el agua para llevar a cabo la reaccion enzimatica de agua). La molécula de agua se hidroliza (se rompe) uniéndose los hidrógenos y oxígeno a los sustratos. El agua actúa como segundo sustrato. Lipasa Con la LIPASA, Un TAG en presencia de agua se transforma en glicerol y 3 AG. La pepsina sería también otro ejemplo. Con la UREASA, La urea en Ureasa presencia de agua se transforma en amoniaco y dióxido de carbono. CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS GRUPO Y GRUPO DE ENZIMAS FUNCIÓN EJEMPLOS LIASAS Reacciones de rotura o formación de dobles enlaces. de sustratos en productos Las aldolasas son liasas CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS GRUPO Y GRUPO DE ENZIMAS FUNCIÓN EJEMPLOS ISOMERASAS Reacciones de reordenamiento intramolecular (isómeros). Segunda reacción en Glucosa-6-fosfato isomerasa Recordemos que la glicólisis… los isómeros son elementos con misma composición interviene la isomerasa de glucosa a fructosa molecular pero diferente disposición de sus átomos. C6H12O6 C6H12O6 aldosa cetosa Recordemos: 2 La glucosa 6-P se transforma en 1 fructosa 6-P gracias a la glucosa 6-P isomerasa, la cual mueve el 2 carbonilo dando lugar a fructosa 6-P Glucosa-6-fosfato isomerasa 2 1 aldosa cetosa En la glicólisis la glucosa se transforma en glucosa-6-fosfato gracias a la hexoquinasa, la cual en presencia de Mg añade un P en el carbono 6 desde el ATP, dando lugar a ADP Y glucosa 6-P. 1 Los monosacáridos glucosa y fructosa se diferencian en la posición del carbonilo. Siendo la glucosa una aldosa y la fructosa una cetosa. CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS GRUPO Y GRUPO DE ENZIMAS FUNCIÓN EJEMPLOS LIGASAS Reacciones de unión de dos sustratos para formar uno nuevo, mediante gasto de ATP. formar un producto Piruvato carboxilasa En la formación de glucosa desde el piruvato (gluconeogénesis), el primer paso es la transformación de piruvato en oxalacetato gracias a este ejemplo de enzima ligasa. El dióxido de carbono actúa como segundo sustrato.  11. Las transferasas, entre otras funciones… a)Catalizan reacciones de intercambio de electrones b)Catalizan reacciones con gasto energético c) Catalizan reacciones con rotura de moléculas de agua d)Catalizan reacciones de transaminación 12. Las ligasas son las enzimas que: a)Catalizan reacciones de formación o rotura de dobles enlaces b)Catalizan reacciones sin gasto de ATP c) Catalizan reacciones usando moléculas de agua d)Catalizan reacciones de unión de sustratos  ANÁLISIS ENZIMÁTICO G A L E N O F O R M A C I Ó N P R O F E S I O N A L E N S A L U D DETERMINACIÓN DE ENZIMAS USO DE KITS EN EL LABORATORIO No determinamos la concentración de enzimas de forma directa, sino que determinamos la actividad de dichas enzimas, la cual es directamente proporcional a su concentración. Puedo medir 2 elementos diferentes: 1. 1 Medir la desaparición/aparición de reactivos en la reacción catalizada: ejemplo medición de aparición o desaparición de NADH. 2. 2 Medir la aparición de productos en la reacción catalizada: ejemplo medición de aparición de cromógeno rojo. *Nota: los cofactores como el NADH/NAD+ se consideran reactivos en los kits.  ¿Cómo podemos determinar patologías mediante la detección de enzimas en muestras biológicas? ISOENZIMAS Para poder comprenderlo debemos tener claros Las isoenzimas son enzimas que diversos conceptos… difieren en la secuencia de aminoácidos, pero que catalizan la misma reacción química. Una PATRÓN ENZIMÁTICO misma enzima puede presentar PANEL DE MARCADORES diferentes isoenzimas, y cada una de ellas puede ser específica Hablamos de patrón enzimático de una región anatómica. La para referirnos a las Es el conjunto de enzimas (no de presencia de una y no de otra en concentración normal de forma individual) que aportan una muestra sanguínea nos enzimas que debe contener una información sobre ciertas ayuda en el diagnóstico. muestra biológica. sospechas patológicas → dan lugar al diagnóstico de enfermedades. Patrones enzimáticos y Panel de marcadores  PATRÓN ENZIMÁTICO: valores normales que deben presentar las enzimas. * Cualquier alteración del patrón enzimático = anomalía/patología PANEL DE MARCADORES conjunto de marcadores biologico para detectar una enfermedad Los paneles de marcadores biológicos indican los diferentes marcadores que, en su conjunto y no de forma individual, dan lugar al diagnóstico de enfermedades. Un panel de marcadores puede estar formado por diferentes enzimas e isoenzimas, u otro tipo de parámetros. Por ejemplo, en el infarto de miocardio podemos encontrar la isoenzima CK-MB, la isoenzima LDH1 y la enzima GOT elevadas. A medida que se cuente con tecnología más avanzada, los análisis enzimáticos ofrecerán una sensibilidad y especificidad diagnósticas aún mayores, con capacidad para distinguir y detectar mejor las isoenzimas y las isoformas de las mismas. La importancia radica indudablemente en la selección adecuada de las metodologías más modernas, específicas y sensibles, para evaluar las enzimas presentes. Isoenzimas  ISOENZIMAS: formas múltiples de una enzima que catalizan la misma reacción. En una electroforesis migran de manera diferente. Ejemplo 1: LACTATO DESHIDROGENASA (LDH) Se trata de un grupo de 5 isoenzimas LDH. En la electroforesis (hecha en muestra de ratón, resultados similares en ser humano), las bandas más oscuras se corresponden con la concentración. En humanos: LDH1: predominante en corazón, riñón y eritrocitos LDH2: predominante en corazón, riñón y eritrocitos Recordad: La Lactato deshidrogenasa transforma el LDH3: predominante en pulmones piruvato en lactato en ausencia LDH4: predominante en músculo e hígado de oxígeno. LDH5: predominante en músculo e hígado Isoenzimas  ISOENZIMAS: Formas múltiples de una enzima que catalizan la misma reacción. Migran de manera diferente en una electroforesis. ¿Qué nos puede indicar un exceso de alguna de las Isoenzimas de la LDH? EJEMPLOS Nos puede llegar al laboratorio una La presencia de determinados tipos de cáncer solicitud de prueba analítica para Un ataque cardíaco confirmar una cirrosis… Anemia hemolítica Hepatopatía; por ejemplo, hepatitis Determinaremos una alteración del Nefropatías patrón enzimático de la LDH5 y la LDH4 Una lesión muscular Distrofia muscular La LDH1 y 2… Muerte de tejido (de cualquier parte del cuerpo) Comienza a elevarse 12-24 horas después de El consumo de alcohol o de determinadas producirse un infarto; alcanza un pico entre las sustancias ilegales 48-72 horas y permanece elevada desde el séptimo al décimo día. La determinación de …… LDH1 y 2, confiere especificidad al diagnóstico de infarto agudo de miocardio. Isoenzimas  ISOENZIMAS: formas múltiples de una enzima que catalizan la misma reacción. En una electroforesis migran de manera diferente. Ejemplo 2: CREATINQUINASA (CK) Se trata de un grupo de 3 isoenzimas CK. CK-BB: predominante en cerebro y pulmones CK-MB: predominante músculo cardíaco CK-MM: predominante en músculo esquelético Recordad: Las kinasas transfieren grupos fosfato de un sustrato/reactivo a otro… …Las creatinkinasas son las encargadas de transformar la creatina en P-creatina  13. Las isoenzimas son variantes moleculares de: a)Una misma enzima b)Enzimas distintas c)Enzimas que varían en concentración d)Todas son incorrectas Enzimas Enzimas asociadas a patologías hepáticas - Lactato deshidrogenasa 5 (LDH5) Están principalmente en - Transaminasas aspartato aminotransferasa AST (o GOT) citoplasma→aumentan en sangre por muerte celular. - Transaminasas alanina aminotransferasa ALT (o GPT) Ejemplo: hepatitis o cirrosis - Gamma glutamil transferasa (GGT) Están principalmente en membranas celulares→aumentan en sangre - Fosfatasa alcalina (ALP) ante proceso inflamatorio. - Gamma glutamil transferasa (GGT) Ejemplo: colestasis (taponamiento vías biliares) → Ojo! La GGT aparece elevada en ambos casos. Sin embargo, es más determinante debido a cálculos biliares (de en el panel de procesos inflamatorios que colesterol, Ca, bilirrubina), en el de muerte celular. tumores, parásitos. Enzimas asociadas a patologías hepáticas Para determinar daño DAÑO INTRAHEPÁTICO→HEPATOCITOS DAÑADOS hepático determinamos ALT→ es más específica. Transaminasas (AST (GOT) y ALT (GPT)) Son enzimas que ayudan a que se transfiera un grupo amino de un α-aminoácido a un α- cetoácido. Principalmente se encuentran en citoplasma celular. Aspartato aminotransferasa AST (GOT). ▪ Cataliza la formación del aminoácido aspartato a partir de glutamato y oxalacetato (o viceversa). ▪ Posee isoenzimas con variabilidad tisular (cerebro, riñón y músculo esquelético) aunque predomina en corazón e hígado. ▪ Es marcador de daño hepático y de infarto de miocardio (aumenta en suero a las 10 h de producirse el infarto y desciende posteriormente). Alanina aminotransferasa ALT (GPT). ▪ Cataliza la formación del aminoácido alanina a partir de glutamato y piruvato (o viceversa). ▪ Predomina en hígado por lo que es un buen marcador de enfermedad hepática (como la cirrosis) aunque también se utiliza en la detección de la mononucleosis (el virus de la mononucleosis afecta de manera directa al hígado). Enzimas asociadas a patologías hepáticas DAÑO EXTRAHEPÁTICO→INFLAMACIÓN Fosfatasa alcalina (FA o ALP) VÍAS BILIARES Mueven grupos fosfatos a pH básico. Gammaglutamiltransferasa (GGT) ✓ Se localiza fundamentalmente en la membrana de Cataliza la transferencia del grupo células hepáticas y conductos biliares, aunque gammaglutamil desde un aminoácido a también está muy presente en placenta y hueso. ✓ Suele estar aumentada en embarazadas y en niños otro. (etapa de crecimiento óseo) ✓ Se localiza en membranas celulares (y ✓ Valores aumentados, pueden ser indicativos de también en citoplasma) de riñón, hígado, patologías de origen hepático u óseo. conductos biliares y páncreas. Durante el período de crecimiento las elevaciones ✓ Su aumento suele ser un indicador de son normales hasta 3-4 veces por encima del valor daño extrahepático, aunque no es muy de referencia. Este incremento es debido a la específica y no nos puede ayudar a actividad osteoblástica en el hueso. determinar con exactitud si la patología Valores disminuidos, pueden indicar procesos de es intra o extrahepática. malnutrición (ingesta insuficiente de fósforo) o raquitismo (debilitamiento óseo por falta de absorción intestinal de fósforo).  14. Con respecto a las enzimas hepáticas, ¿Cuál es la más específica?: a)AST b)ALT c)GGT d)ALP Enzimas asociadas a patologías hepáticas Recordad… Existen otros marcadores no enzimáticos en el panel de función hepática: La determinación de otros analitos se suele hacer al mismo tiempo con la misma muestra de sangre y pueden incluir pruebas de: Albúmina: proteína producida en el hígado. Proteínas totales: mide la cantidad total de proteínas en la sangre (las cuales son sintetizadas en hígado) Bilirrubina: producto de desecho producido por el hígado. Recordad… -Bilirrubina no conjugada→ aumenta ante un daño en los hepatocitos. Es un buen marcador de daño intrahepático. -Bilirrubina conjugada→ aumenta ante una colestasis (taponamiento). Es un buen marcador de daño extrahepático. Ejemplo de daño extrahepático (árbol biliar): Colestasis (taponamiento) causada por colelitiasis (piedras biliares). Enzimas asociadas a alteraciones prostáticas Fosfatasa ácida (PAP o ACP) ✓ Mueven grupos fosfatos a pH ácido. ✓ Se localiza en el interior celular de órganos como: próstata, hígado y hueso. También presente en hematíes y plaquetas. ✓ Tiene un color púrpura intenso por eso también se le conoce como fosfatasa ácida púrpura. ✓ Valores aumentados son indicativos, generalmente, de patologías neoplásicas de próstata.  Enzimas asociadas a patologías pancreáticas Ejemplo: colelitiasis pancreática - Alfa-amilasa Una obstrucción del conducto pancreático - Lipasa conduce a una inflamación del páncreas *Son enzimas presentes en el jugo pancreático, (pancreatitis). Las enzimas se acumulan al no para la digestión de: glúcidos (amilasa) y TAG poder ser liberadas al duodeno, apareciendo (lipasa). elevadas en sangre. Enzimas asociadas a patologías cardíacas - CK-MB Infarto de miocardio → estas enzimas/isoenzimas - LDH1 y 2 aparecen aumentadas debido a la muerte de las - AST células musculares del corazón y/o exceso de actividad enzimática ante una carencia de oxígeno. Enzimas asociadas a patologías musculares Aumentan ante un exceso de actividad enzimática: - CK-MM debilidad muscular, dolores musculares, calambres - LDH5 y 4 musculares, hipertrofias musculares, fatigabilidad, etc.  También nos podemos encontrar ante déficits enzimáticos no solo las patologías vienen determinadas por un aumento en la concentración de una determinada enzima/as Ej. Un déficit en la enzima Piruvato deshidrogenasa provoca acidosis láctica. El piruvato no puede ser transformado en Acetil- CoA por carencia enzimática y se transforma en lactato el cual es liberado a la circulación sanguínea.  Referencias bibliográficas  Material didáctico aula virtual Instituto Superior de Formación Profesional Sanitaria Claudio Galeno. Ciclo Formativo Grado Superior Laboratorio Clínico y Biomédico curso 2024-2025.  Posada, M. (2015). Análisis Bioquímico. Editorial Paraninfo.  Simón, F., Gómez-Aguado, F. y Lorenzo, M. (2016). Análisis Bioquímico. Editorial Altamar.  Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2018). Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora. *Las imágenes contenidas en el presente documento han sido extraídas de google.