ISOENZIMAS Las isoenzimas o enzimas que difieren en la secuencia de aminoácidos, pero isoenzimas o isozimas son isozimas son enzimas que catalizan la misma reacción química. Estas enzimas suelen mostrar diferentes parámetros cinéticos (i.e. diferentes valores de K de K M), o propiedades de regulación diferentes. La existencia de las isoenzimas permite el ajuste del metabolismo para satisfacer las necesidades particulares de un determinado tejido o etapa del desarrollo. En bioquímica, En bioquímica, las las isoenzimas son isoformas son isoformas (variantes estrechamente relacionadas) de las enzimas. En muchos casos, son codificadas por genes homólogos genes homólogos que han divergido con el tiempo. Aunque de forma estricta, las aloenzimas representan enzimas de diferentes alelos diferentes alelos de un mismo gen mismo gen y las isoenzimas representan enzimas de diferentes genes cuyos productos catalizan la misma reacción, los dos términos se suelen usar indistintamente. TIPOS:
CREATIN KINASA 1) CONCEPTO La creatinfosfoquinasa (CPK)es una enzima citoplasmática que cataliza la transferencia de un fosfato de alta energía desde el fosfato de creatina, principal depósito de almacenamiento energético en el músculo en reposo, a la adenosina difosfato. De tal manera, produce trifosfato de adenosina para su empleo por los miocitos. Si bien se halla en altas concentraciones en el tejido muscular esquelético y cardíaco, se la encuentra igualmente, aunque en menores concentraciones, en el cerebro y otros órganos. 2) ORIGEN GENETICO No especifica. 3) IZOENCIMAS SE PUEDE DIVIDIR EN TRES ISOENZIMAS: MM, MB, y BB. El músculo esquelético contiene principalmente MM (95%), el músculo cardíaco MM (80%) y MB (20%) y el cerebro, el sistema gastrointestinal y el aparato genitourinario contienen mayoritariamente BB. CPK-MM es la isoenzima que constituye casi todas las enzimas circulantes en personas sanas. La CPK se utiliza en el diagnóstico de infarto agudo de miocardio y como medida confiable de enfermedades esqueléticas e inflamatorias del músculo. Los niveles de CPK también pueden ayudar al reconocimiento de distrofia muscular incluso antes de que aparezcan síntomas clínicos.
4) SIGNIFICADO CLINICO El principal componente fosforilado del músculo es la fosfocreatina, que está, aproximadamente unas ocho veces en exceso sobre el ATP. Varias condiciones fisiológicas van acompañadas de cambios en la concentración sérica de CPK. Los niveles también varían entre individuos normales y tal variación persiste luego de la corrección con la masa muscular y talla. La razón de estas diferencias sistemáticas es desconocida aunque probablemente corresponda a factores genéticos. Los afroamericanos presentan niveles más altos de CPK. Los valores de referencia en hombres son hasta 174 U/L y en mujeres hasta 140 U/L. Cuando el músculo se contrae, el ATP se consume y la CREATÍNquinasa cataliza la refosforilación del ADP para formar ATP, usando fosfocreatina como reservorio de la fosforilación. La Actividad en suero parece estar en función de la masa muscular del individuo, por ello las mujeres tienen actividades séricas más bajas que el hombre. También varían las cifras con la Edad. De aquí la importancia de utilizar el Índice de Corte [(CK Total / CK MB masa) x 100] en la valoración del origen de un aumento de CK MB masa: músculo – esquelético o cardíaco. Elevaciones transitorias de los niveles de CPK resultan comunes luego de injurias musculares reversibles como traumas (inclusive inyecciones intramusculares), realización de ejercicios vigorosos (después de ellos el valor puede persistir elevado hasta 7 días) o aun en calambres musculares. Asimismo, puede aumentar en varias condiciones sistémicas, incluidas infecciones virales, enfermedades del tejido conectivo, alteraciones hidroelectrolíticas y trastornos tiroideos. También en enfermedad celíaca, condición frecuentemente subdiagnosticada. El aumento de la CPK en plasma es inespecífico y podemos verlo en múltiples patologías. Su elevación puede conducir a un diagnóstico incierto cuando se acompaña de una manifestación levemente sintomática o asintomática. Lo primero a tener en cuenta es si este hallazgo de laboratorio se acompaña de síntomas que nos orienten a una patología en particular y, en segundo lugar, descartar aquellas drogas que puedan estar elevando sus niveles séricos. En pacientes asintomáticos, con CPK alta sin causa aparente, resulta prudente realizar un seguimiento capaz de descartar otras patologías. CPK y mialgias. Los dolores musculares son comunes en los individuos normales. Dado que algunos casos de mialgia se asocian a miopatías específicas son necesarios datos de laboratorio que ayuden a seleccionar quienes requerirán más estudios. Las pruebas de screening de miopatías incluyen CPK y velocidad de eritrosedimentación (VES), que han demostrado ser altamente específicos (81% y 93% respectivamente) para miopatías. La eritrosedimentación, aunque menos sensible que la CPK para el diagnóstico de miopatías, es útil para evaluar causas de mialgias que no cursan con elevación de CPK como la polimialgia reumática. La aldolasa, presente en el músculo esquelético, hígado y eritrocitos, no se considera una
buena prueba para la detección de miopatía ya que esta enzima no es fácilmente liberada en lesiones musculares y, a menudo, se halla técnicamente comprometida por hemólisis de la muestra sérica. Sin embargo, aproximadamente el 10% de las miopatías inflamatorias activas pueden tener elevación de aldolasa con CPK normal. Si las pruebas de screening séricas resultan anormales corresponde continuar la investigación con electromiografía (EMG) y eventualmente con biopsia muscular (sensibilidad para diagnóstico de miopatía: 81%). Otro estudio a considerar es la determinación de tirotrofina (TSH) sérica dada la frecuente asociación con hipotiroidismo. CPK y empleo de fármacos Variados fármacos pueden elevar el valor sérico de CPK. Un estudio demostró que de 171 casos, las drogas más frecuentemente involucradas fueron: estatinas (46.4%), fibratos (14.3%), antirretrovirales (14.3%), antagonistas del receptor de angiotensina (10.5%), inmunosupresores (7.1%) e hidroxicloroquina (7.1%). CARACTERISTICAS DIAGNÓSTICAS La creatina kinasa está compuesta de 2 cadenas polipeptídicas, denominadas B (de cerebro) y M (de músculo), que dan origen a los tres isoenzimas diméricos: MM (CK-1), MB (CK2) y BB (CK-3). Los porcentajes de la actividad de CK-MB sérica respecto a la actividad CK total suele ser inferior al 6%. Sin embargo, estos valores aumentan al 10 a 30% después de un infarto de miocardio dependiendo de la extensión de tejido miocárdico afectado y de la localización del infarto. No obstante, pueden encontrarse índices bajos de CK-MB sérica tras un infarto de un miocardio previamente sano. Por consiguiente, el diagnóstico de infarto de miocardio debe basarse en la historia clínica y otros datos, junto con la magnitud de la elevación de CK-MB y su perfil en el tiempo4,7. El diagnóstico clínico no debe realizarse teniendo en cuenta el resultado de un único ensayo, sino que debe integrar los datos clínicos y de laboratorio.
LACTATO DESHIDROGENASA .1. CONCEPTO La LDH es una enzima citoplasmática. Su centro activo se encuentra en el interior de cada subunidad, siendo específico para L-lactato, y utiliza únicamente NAD+ como coenzima. La unión de la coenzima provoca un cambio de conformación diferente según su estado de oxidación, lo que permitirá el acceso del sustrato. La lactato deshidrogenasa (E.C.1.1.1.27) es una enzima dependiente de NAD que se encuentra ampliamente distribuida en tejidos animales, vegetales y en microorganismos. Cataliza la transformación anaerobia de piruvato a lactato según la siguiente reacción:
Tiene un importante papel en el metabolismo de glúcidos, interviniendo en el último paso de la glucolisis anaerobia y en un primer paso hacia la gluconeogénesis a partir de lactato. Además aporta combustible al ciclo de Krebs en tejidos consumidores de lactato como el músculo cardíaco. Su peso molecular es aproximadamente 140.000 Da y su estructura es la de un tetrámero dispuesto tetraédricamente, en el que la subunidades van unidas por enlaces hidrófobos, puentes de hidrógeno y fuerzas electrostáticas. .2. ORIGEN GENÉTICO Las estructuras de LD-H y LD-M están determinadas por los loci situados en los cromosomas 12 y 11, respectivamente. .3.ISOENZIMAS Existen dos tipos distintos de subunidades: M y H, que dan lugar a cinco tipos de isoenzimas distintas (H4, MH3, M2H2, M3H y M4) las cuales se han numerado del 1 al 5 en función de su movilidad electroforética. Así la LDH-1 (H4) es la que más avanza hacia el ánodo mientras que la LDH-5 (M4) es la de menor movilidad electroforética. Las distintas isoenzimas presentan características cinéticas diferentes. Su proporción varia según la especie animal, el tejido y el grado de desarrollo del mismo. La isoenzima M4 (típica de músculo) cataliza mejor el paso de piruvato a lactato, mientras que la H4 (típica de corazón) pasa preferentemente de lactato a piruvato, inhibiéndose por este último. .La LDH está presente en casi todas las células del organismo humano, principalmente en: hígado, miocardio, músculo esquelético y hematíes. Estos tejidos muestran diferentes composiciones isoenzimáticas. Pueden aislarse diferentes formas moleculares en el mismo tejido o en tejidos distintos. A estas diferentes formas moleculares las denominamos isoenzimas de la LDH. Hemos dicho que la LD tiene dos tipos de subunidades: M y H. Se diferencian por el contenido y secuencia de aminoácidos y pueden combinarse para formar 5tetrámeros (isoenzimas), separables por electroforesis.1• La subunidad M, se encuentra principalmente en el músculo – esquelético (“Muscle”) e hígado.2• La subunidad H, se encuentra principalmente en el corazón (“ Heart ”).Los tetrámeros son: M4, M3H, M2H2, MH3, H4.Las isoenzimas son: LD5, LD4, LD3, LD2, LD1 .4. SIGNIFICADO CLÍNICO La determinación de la actividad lactato deshidrogenasa, en suero, tiene una gran variedad de aplicaciones clínicas.
Por ser una enzima intracelular, su elevación es índice de daño tisular con la consecuente liberación de ésta a la circulación. El daño puede ser desde una simple anoxia con ligero daño celular y pérdida de citoplasma hasta una necrosis celular severa, produciéndose por lo tanto, diversos grados de elevación de la actividad enzimática en suero .Con niveles alterados de LDH total, la determinación de la isoenzima predominante posibilita la identificación del órgano comprometido: LD1: corazón, hematíes, córtex renal 27% del nivel sérico total LD2: hematíes, córtex renal, pulmón 37% del nivel sérico total LD3: pulmón, glóbulos blancos, páncreas, plaquetas 27% del nivel sérico total LD4: músculo esquelético, médula renal, plaquetas 8% del nivel sérico total LD5: hígado, músculo esquelético, tejidos neoplásicos 5% del nivel sérico total El comportamiento de las isoenzimas (separación electorforética en acetato de celulosa o poliacrilamida inmunoinhibición, inhibición química) no debe ser interpretado sino a la luz del conocimiento de la historia clínica del paciente. En este sentido la inversión de los valores de LD1/LD2 (“flip”) constituye un indicio de injuria miocárdica, como sí también el aumento de LD5 orienta hacia una hepatopatía. El aumento de la fracción LD2, LD3, LD4 refleja una masiva destrucción plaquetaria (tromboembolismo pulmonar).
En general, los tejidos que muestran metabolismo aerobio revelan, predominantemente, isoenzimas de movimiento electroforético más rápido (LDH1), con mayor número de subunidades H.Los tejidos que muestran metabolismo anaerobio revelan, predominantemente, isoenzimas de movimiento electroforético más lento (LDH5),con mayor número de subunidades M. La proporción de enzimas varía de un tejido a otro. En el corazón, predomina la isoenzima LDH1 (del 18 al 33% de la actividad de la LDH Total).En el hígado, en cambio, es mayoritaria la isoenzima LD5 (del 2 al 13% de la actividad de la LDH Total).La LD2 representa un 28 a 40% de la actividad de la LDH Total. LaLDH3, del 18 a 30%. La LD4, del 6 al 16%.Existe una LDH-X, que se presenta en testículos y esperma
FOSFATASA ALCALINA 1. CONCEPTO Es un enzima hidrolasa responsable de la remoción de grupos fosfato de muchos tipos de moléculas, incluyendo nucleótidos, proteínas y alcaloides; cataliza la hidrólisis del enlace éster fosfórico, entre un grupo orgánico y un grupo fosforilo a pH alcalino, lo que libera
fosfato al medio. .2. ORIGEN GENÉTICO Es la enzima se encuentra en el organismo en diferentes formas múltiples que son el resultado bien de la expresión de genes distintos, bien de modificaciones postraduccionales. Las diferentes formas de fosfatasa alcalina difieren entre sí en su estructura molecular (secuencia de aminoácidos, contenido en carbohidratos. etc.). Además pueden presentar "diferencias en sus propiedades fisicoquímicas (movilidad electroforética, estabilidad térmica, etc.), antigénicas y/o catalíticas (especificidad por ciertos sustratos, respuesta a inhibidores. etc.). .3.ISOENZIMAS La actividad plasmática de FA es el resultado de la suma de las actividades plasmáticas de sus diferentes isoenzimas procedentes del hígado, intestino, hueso, riñón... ampliamente estudiadas y fácilmente identificables por electroforesis. ISOENZIMA HEPÁTICA AP-1 α ISOENZIMA ÓSEA AP-2 β ISOENZIMA INTESTINAL AP-3 β ISOENZIMA PLACENTARIA AP-2-4 V.4. SIGNIFICADO CLÍNICO La actividad sérica de la fosfatasa alcalina hepática está inducida po r una síntesis “de novo” en el hepatocito, vinculada al proceso hepatobiliar y su separación de la membrana celular del hepatocito por medio de una fosfolipasa D, produce el aumento en circulación. En los ductos biliares esta liberación es llevada a cabo por complejos macromoleculares (lipoproteína X), que se detectan por electroforesis delas isoenzimas en los casos de colestasis (fracción biliar).Es termoestable La actividad sérica de fosfatasa alcalina ósea, en condiciones normales, alcanza su mayor actividad en los niños en edad de crecimiento (llegando a triplicar los niveles del adulto) debido a que esta isoenzima se localiza en los osteoblastos (relacionados con la calcificación y formación de estructuras óseas).Es termolábil. También es fisiológico el aumento que se produce al final del primer trimestre del embarazo, aexpensas de la isoenzima placentaria, que en este período alcanza niveles máximos (aproximadamenteel doble de los valores normales), manteniéndose durante todo el embarazo y decayendo a partir del parto, encontrándose los valores basales alrededor de un mes post-parto.
TRANSAMINASAS . 1 CONCEPTO Las transaminasas son enzimas intracelulares presentes en todas las células del organismo, principalmente en el hepatocito, el músculo esquelético y el corazón. Pertenecen al grupo de las transferrasas (aminotransferrasas). Las transaminasas son enzimas que catalizan la transferencia reversible de un grupo amino entre un aminoácido y un cetoácido. Esta función es esencial para la producción de los aminoácidos necesarios para la síntesis de proteínas en el hígado. 2 ISOENZIMAS Las dos transaminasas que habitualmente se determinan en la práctica médica son: Transaminasa glutámico-oxa-lacetica (SGOT, GOT) ó aspartato-aminotransferasa (ASAT, AST). Transaminasa glutámico - pirúvica (SGPT, GPT) ó Alaninaamino- transferasa (ALAT, ALT) La aspartato aminotransferasa (AST = glutámico oxalacético transaminasa = GOT ) se localiza sobre todo en la mitocondria y está presente en otros órganos, además de hígado, como son, en orden de frecuencia, el miocardio, músculo esquelético, riñones, cerebro, páncreas, pulmón, leucocitos y eritrocitos. Por el contrario, la alanina aminotransferasa (ALT = glutámico pirúvico transaminasa = GPT) se localiza fundamentalmente a nivel citosólico en el hepatocito, lo que explica su mayor especificidad.
3 ORIGEN GENÉTICO El origen de las transaminasas se da en el hígado, a nivel de las células hepáticas, por lo mismo que aquí se encuentra la mayor concentración de las Transaminasas. Genéticamente el origen de las transaminasas se dan a nivel cromosómico como lo es en el caso de la GTO (Cr. 10 q24.1-25.1), y en el caso de la GTP (Cr. 8 q24.2-qter) 4 SIGNIFICADO CLÍNICO Ambas están presentes en suero en concentraciones inferiores a 30-40 UI/l, aunque el valor considerado como normal varía entre laboratorios, y se debería ajustar según sexo e índice corporal, presentando también algunas diferencias étnicas. La elevación plasmática de las
transaminasas es un indicador sensible de daño hepatocelular, aunque no específico. Prácticamente cualquier enfermedad hepática que comporte un daño necroinflamatorio puede ser la causa. El aumento de transaminasas en sangre aparece cuando existe daño de la membrana celular y no siempre requiere la necrosis de los hepatocitos. De hecho, hay escasa correlación entre el daño celular hepático y el grado de elevación de las transaminasas. Además, enfermedades no hepáticas también pueden ocasionar la elevación, aguda o crónica, de las cifras de transaminasas, sobre todo de la AST. Para esto los valores que debemos conocer de las transaminasas con los siguientes: GTO: 5-40 u/ml GTP: 5-30 u/ml
