ENZIMAS - belen ordonez

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ENZIMOLOGÍA CLÍNICA
Bioquímica Carolina Arce
Alumna de 1er año
Carrera de Especialización en 
Bioquímica Clínica
-2021-
Instructoras:
Bioquímica Laura Ortiz
Bioquímica Alejandra Gomez de Guillou
ENZIMOLOGÍA CLÍNICA
Es el área de la Bioquímica clínica que abarca la determinación de enzimas biológicas, que normalmente circulan en mínimas cantidades en el plasma y un aumento de su concentración lo convierte en un buen indicador del daño celular o de la alteración fisiológica de algún órgano.
ENZIMAS
Las enzimas pueden definirse como catalizadores biológicos, capaces de acelerar las reacciones químicas en ambos sentidos, sin consumirse en ella ni formar parte de los productos, además tienen gran especificidad sobre el sustrato sobre el cual actúan. 
Clasificación:
a) Según su función:
· Oxidorreductasas
· Transferasas
· Hidrolasas
· Liasas
· Isomerasas
· Ligasas
b) Según su localización celular:
· Uniloculadas: cuando se ubican únicamente a nivel del citosol. Ejemplo: GPT, LDH.
· Biloculadas: son aquellas que se encuentran en el citoplasma y en una organela como la mitocondria. Ejemplo: GOT.
c) Las enzimas plasmáticas pueden clasificarse en:
· Plasmoespecíficas: Son las enzimas que actúan en el plasma. Estas enzimas son sintetizadas en determinados tejidos y son vertidas activamente a la sangre, donde encuentran su sustrato y pueden actuar. A este grupo pertenecen las enzimas del complejo protrombínico, lipoproteínlipasa, plasminógeno y pseudocolinesterasa.
· No plasmoespecíficas: no desempeñan funciones biológicas en el plasma; por tanto, no son constituyentes funcionales plasmáticos y sólo se aprecia una muy pequeña actividad en condiciones normales, debido a la renovación celular natural o pequeños traumatismos espontáneos. Su presencia en plasma en niveles más altos de lo normal sugiere un aumento en la velocidad de destrucción celular y tisular.
Causas de aumento de enzimas en suero:
1. Inducción de síntesis enzimática. Ej.: GGT inducida por alcohol y ciertos fármacos.
2. Necrosis celular, que incrementa la permeabilidad de la membrana y provoca la liberación de numerosas enzimas al medio, como la lactato-deshidrogenasa (LDH).
3. Un incremento del recambio metabólico celular, tal y como ocurre en la proliferación celular (cáncer).
4. Una obstrucción de la secreción celular, tal y como ocurre en la pancreatitis (a-amilasa).
5. Menor degradación o eliminación.
ISOENZIMAS
Son enzimas que poseen la misma actividad catalítica y están codificadas por genes diferentes o por el mismo gen, pero con distintas modificaciones postranscripcionales.
Las diferentes isoenzimas pueden coexpresarse en el mismo tejido o expresarse en tejidos diferentes.
Debido a la diferente estructura de las isoenzimas, éstas tienen diferentes características físico-químicas, catalíticas y antigénicas.
AMILASA
La α-amilasa es una enzima que hidroliza a intervalos aleatorios los enlaces glucosídicos α-1 ,4 del almidón, glucógeno y otros polisacáridos, y produce cadenas de polisacáridos con enlaces α-1 ,6 acortados, glucosa, maltosa, isomaltosa y oligosacáridos. Esta enzima no degrada celulosa y otros polisacáridos con enlaces α- 1,6. Es una metaloenzima que requiere Ca²+, y cuyo pH óptimo es 6,9-7.
Existen dos isoenzimas codificadas por dos genes diferentes del cromosoma 1. La isoenzima S se expresa fundamentalmente en las glándulas salivales, y la isoenzima P en los acinos del páncreas. También existe cierta actividad amilasa en otros tejidos, como intestino, testículos, ovarios, trompas de Falopio, pulmón , músculo y tejido adiposo. En el suero se encuentran ambas isoenzimas: la salival constituye más de la mitad de la actividad circulante, y la pancreática representa el 40 -50% restante. A su vez, estas isoenzimas sufren numerosas modificaciones postraslacionales y producen diversas isoformas.
Aparece en la orina, ya que, debido a su bajo peso molecular, entre 54 y 62 kDa, puede filtrarse en el glomérulo renal y no se reabsorbe en los túbulos.
La amilasa, sobre todo la isoenzima S, puede formar complejos de elevado peso molecular con las inmunoglobulinas A o G, lo que enlentece su aclaramiento y provoca una situación llamada macroamilasemia. En ella, la actividad amilasa en el suero puede estar varias veces por encima del límite de referencia, pero sin enfermedad asociada.
Causas de incremento de amilasa:
· Pancreatitis aguda: suele elevarse de forma precoz (a las 2 o 3 h de iniciado el proceso), y permanece elevada durante 3 o 4 días en los casos no complicados, sin que exista correlación fiable entre la cifra de amilasemia y la gravedad del cuadro.
· Pancreatitis crónica, sobre todo en exacerbaciones agudas.
· Carcinoma de páncreas.
· Traumatismo pancreático.
· Trastornos de las glándulas salivales: parotiditis, sialoadenitis, cálculos, traumatismo y radiación.
· Procesos intraabdominales: hepatitis, cirrosis, colestasis, trauma y cirugía abdominal, apendicitis aguda, peritonitis, úlcera perforada, embarazo ectópico, salpingitis, endometritis, quistes ováricos y carcinoma de ovario.
· Abuso de ciertas drogas, como los opiáceos, que pueden contraer el esfínter de Oddi.
· Intoxicación aguda de alcohol.
· Enfermedad renal.
· Cetoacidosis diabética.
LIPASA
La lipasa es un a glucoproteína pequeña, de 48 kDa, que hidroliza los ésteres de glicerol y triglicéridos, y actúa en las posiciones 1 y 3 del triglicérido para producir dos ácidos grasos y un monoglicérido.
Actúa en la interfase grasa-agua de la emulsión que forman las sales biliares. Precisa el cofactor colipasa, cuya función es unir la lipasa con la grasa emulsionada y estabilizarla para impedir que sea inactivada por las sales biliares.
La principal fuente de actividad de la lipasa sérica es el páncreas. Otras fuentes mucho menos importantes son la mucosa intestinal y el tejido adiposo.
La lipasa se filtra en el glomérulo renal, pero, a diferencia de la amilasa, se reabsorbe posteriormente en los túbulos, por lo que no se detecta en la orina. Los pacientes con insuficiencia renal pueden manifestar una actividad lipasa sérica elevada, hasta dos veces el límite de referencia, debido al menor aclaramiento de esta enzima.
Causas de incremento de lipasa:
· Pancreatitis aguda: suele elevarse más de cinco veces por encima del límite superior de referencia dentro de las 24 -48 h del comienzo del ataque y permanece elevada durante unos 5 o 7 días. 
· Pancreatitis crónica: el aumento de la lipasa es más constante que el de la amilasa.
· Carcinomas de esófago/ovario/pulmón.
· Acidosis (sobre todo, cetoacidosis diabética).
· Alteraciones de árbol biliar y obstrucciones pancreáticas, así como tras una colangiopancreatografía retrógrada endoscópica.
· La morfina y sus derivados producen un espasmo del esfínter de Oddi que causa un incremento de la actividad lipasa.
PSEUDOCOLINESTERASA (CHE)
La pseudocolinesterasa es una enzima que se encuentra en casi todos los tejidos, sobretodo en el hígado, páncreas, corazón y sustancia blanca. No se conoce su función fisiológica, pero tiene una actividad hidrolítica de la acetilcolina.
Existe una enzima relacionada, la acetilcolinesterasa o acetilcolina-acilhidrolasa, que se encuentra en los eritrocitos y en las terminaciones nerviosas, donde se encarga de degradar la acetilcolina para permitir la despolarización del nervio.
Los pesticidas organofosforados inhiben la acetilcolinesterasa, afectan la transmisión nerviosa y también la seudocolinesterasa, incluso con mayor intensidad. Debido a ello, la determinación de la actividad enzimática sirve como indicador de la exposición a estos insecticidas.
La seudocolinesterasa metaboliza la succinilcolina, un relajante muscular que se utiliza en cirugía. Existen isoformas de la enzima con baja capacidad de degradar la succinilcolina y que tienen cierta prevalencia en la población, por lo que la eliminación de estos medicamentos anestésicos es muy lenta.
ASPARTATO AMINOTRANSFERASA (AST) O TRANSAMINASA GLUTÁMICO OXALACÉTICA (GOT)
La AST transfiere el grupo amino desdeel glutamato hasta el oxalacetato para formar a-cetoglutarato y aspartato. 
Existen dos isoenzimas codificadas por genes diferentes: una mitocondrial y otra citosólica, siendo esta última la mas abundante en personas sanas.
La AST se encuentra en cantidades muy elevadas en el hígado, corazón, músculo esquelético y riñón, con una actividad unas 7.100 veces superior a la del suero. También está presente de forma abundante en el páncreas, bazo, pulmones y eritrocitos.
La forma predominante de AST en el suero es la citosólica, que tiene una vida media de unas 17 h, pero, si la lesión hística es intensa, también aparece la isoforma mitocondrial, que, al tener una vida media de 87 h, contribuye a que la actividad permanezca más tiempo elevada en sangre. La AST puede formar complejos con inmunoglobulinas, que aumentan su actividad sérica. Esta elevación no tiene significación clínica y es muy poco frecuente, pero se ha de tener en cuenta a la hora de valorar una elevación de AST cuando no hay enfermedad.
Causas de incremento de AST:
· Hepatitis agudas: el mayor aumento se observa en las hepatitis de etiología viral, mientras que el incremento es moderado en aquellas causadas por otros agentes infecciosos, toxica- farmacológica, alcohólica.
· Hepatitis crónicas: tanto virales como autoinmunes se observan incrementos moderados.
· Cirrosis
· Insuficiencia hepática aguda y síndrome de Reye: cursan con un ascenso muy intenso en los primeros días.
· Colestasis: ascensos moderados
· Infarto agudo del miocardio: La elevación de la AST comienza a las 8 h de iniciado el infarto, presenta un pico máximo a las 36 h (en torno a seis veces su valor normal máximo, dependiendo de la extensión) y vuelve a la normalidad a los 3-4 días.
· Otras afecciones cardíacas como miocarditis aguda e insuficiencia cardíaca congestiva.
· Afecciones que cursan con necrosis de los miositos: rabdomiólisis, traumatismos musculares extensos, poliomiositis, ejercicio muscular intenso.
ALANINA AMINOTRANSFERASA (ALT) O GLUTAMATO PIRUVATO TRANSAMINASA (GPT)
La ALT es una enzima citosólica que transfiere el grupo amino desde el glutamato hasta el piruvato, para formar a-cetoglutarato y alanina:
La ALT predomina en el hígado, donde su actividad es casi 3.000 veces superior a la del suero. Es la aminotransferasa más específica del hígado, aunque también abunda en el corazón, músculo esquelético, páncreas, bazo, pulmón y eritrocitos.
La vida media de la ALT es de unas 45 h.
 
Causas de incremento de ALT:
· Hepatitis agudas: salvo en la etiología alcohólica, el ascenso suele ser algo mayor para la ALT que para la AST.
· Hepatitis crónica y cirrosis.
· Colestasis.
Actividad enzimática relativa respecto al suero:
FOSFATASA ALCALINA (FAL)
La fosfatasa alcalina es un grupo de metaloenzimas de membrana que contienen Zn²+. Hidrolizan numerosos tipos de ésteres de fosfato en medio alcalino y usando Mg²+.
La actividad fosfatasa alcalina está presente en numerosos tejidos, sobre todo en los sinusoides y canalículos biliares del hígado, los osteoblastos y el epitelio intestinal. La placenta, bazo y riñón también con tienen abundante fosfatasa alcalina.
La fosfatasa alcalina está codificada por cuatro genes distintos: un gen del cromosoma 1 codifica las isoenzimas renal, ósea y hepática, que posteriormente sufren diversos grados de glucosilación; otros tres genes del cromosoma 2 codifican las isoenzimas de origen germinal, de placenta e intestinal. Las principales isoenzimas séricas son la hepática, la ósea, la de placenta y la intestinal. La isoenzima placentaria es la más termoestable, seguida de la intestinal, la hepática y la ósea.
Causas de incremento de FAL:
-Elevaciones fisiológicas:
· Embarazo: sobre todo en el tercer trimestre, por aumento de la enzima placentaria; se normaliza a las 3-6 semanas tras el parto, aunque puede persistir un ligero aumento durante la lactancia.
· En el crecimiento durante la infancia y la adolescencia: se debe a un aumento de la fracción ósea, que traduce la actividad osteoblástica del hueso durante este período.
-Elevaciones patológicas:
· De origen hepático: como consecuencia del proceso de colestasis. A mayor grado de colestasis, mayor aumento de FAL. Los mayores aumentos (más de 10 veces el valor normal) se dan en los procesos causantes de colestasis obstructiva, sea intrahepática (cirrosis biliar primaria, colangitis esclerosante, tumores primitivos o metástasis, procesos infiltrativos de otro origen, como amiloidosis, más raramente linfomas, tuberculosis y sarcoidosis) o extrahepática (cálculos, tumores de la vía biliar). Aumentos moderados (menos de cinco veces el valor normal) suelen producirse en hepatopatías parenquimatosas sin colestasis obstructiva (hepatitis agudas, hepatitis crónicas, cirrosis).
· De origen óseo: como consecuencia de la actividad osteoblástica aumentada (hiperparatiroidismo primario, enfermedad de Paget, tumores óseos, fracturas en cicatrización, osteomalasia, raquitismo, etc). 
· Intestinal: raramente provoca aumentos significativos (ulcus péptico, malabsorción grave, etc).
GAMMA GLUTAMIL TRANSFERASA (GGT)
La γ-glutamiltransferasa interviene en la transferencia de restos γ-glutamilo a péptidos, aminoácidos o agua (hidrólisis).
Se localiza en numerosos tejidos, sobretodo en el túbulo renal, hígado, páncreas e intestino. En las células del conducto biliar abunda en sus microsomas y en la membrana plasmática, donde, si bien su función no está totalmente clara, participa en el transporte de aminoácidos, transfiriendo γ-glutamilo desde el glutatión hasta el aminoácido.
Circula asociada con transportadores, como albúmina o α- y β-lipoproteína.
Causas de incremento de GGT:
· Colestasis: su aumento acompaña al de la FAL.
· Otras hepatopatías: hepatitis viral aguda (incremento moderado pero retorna más lentamente a sus valores normales), hepatitis crónicas, hepatitis alcohólica, cirrosis hepática, etc.
· Consumo elevado de alcohol
· Tratamiento con antiepilépticos, como la fenitoína o el fenobarbital, que provocan la síntesis enzimática y afectan los microsomas.
· Pancreatitis aguda.
· Nefropatías.
LACTATO DESHIDROGENASA (LDH)
La LDH cataliza la oxidación reversible de L-lactato a piruvato, empleando NAD+. El pH alcalino favorece el paso de lactato a piruvato, mientras que el pH ácido o neutro favorece la reacción contraria, pues consume un protón. Además del piruvato, también puede metabolizar otros análogos oxoácidos o hidroxiácidos:
La LDH es una proteína de elevado peso molecular, de 134 kDa, con una estructura de tetrámero formado por dos tipos de subunidades codificadas por genes diferentes: H y M. De la combinación de estas subunidades se generan cinco isoenzimas que se numeran por su velocidad de migración electroforética: LDH-1 (H4); LDH-2 (H3M); LHD-3 (H2M2); LDH-4 (HM3) y LDH-5 (M4).
En tejidos aeróbicos, como el corazón, predomina la isoenzima de migración más rápida LDH-1, que se caracteriza por ser termoestable e inhibirse por niveles elevados de piruvato, por lo que no se acumula lactato. En cambio, la LDH-5 predomina en tejidos anaeróbicos, como el hígado y el músculo. La LDH-5 no se inhibe por piruvato, por lo que está adaptada al metabolismo basado en la glucólisis. Esta isoenzima es más lábil. 
En el suero predomina la isoenzima LDH-2, seguida de LDH-1 y LDH-3, y, en menor proporción, LDH-4 y LDH-5. 
La LDH se encuentra en el citoplasma de todas las células del organismo con una actividad 500 veces superior a la del plasma, por lo que una pequeña lesión incrementa su concentración sérica, lo cual indica una necrosis celular.
Causas de incremento de LDH:
· Causas cardiovasculares:
· Infarto agudo de miocardio: la elevación se inicia después de las 12 h del comienzo del infarto. Elevación máxima a las 48-72 h. Desciende progresivamente hasta la normalidad a los 7-14 días del inicio del cuadro. La elevación de la LDH se produce a expensas de la isoenzima LDH-1.
· Otras: síndrome coronario agudo, arritmias graves, miocarditis, cirugías cardiovasculares,etc.
· Causas hepáticas:
· Hepatitis agudas: la elevación se inicia en el período prodrómico y es máxima al inicio de la ictericia en las hepatitis virales.
· Hepatitis tóxicas: se pueden producir importantes aumentos reflejando la necrosis hepática.
· Hepatitis crónicas y cirrosis: el incremento es de ligero a moderado.
· Colestasis obstructiva: se producen ascensos ligeros.
· Enfermedades congénitas del metabolismo que afectan al hígado: hemocromatosis, enfermedad de Wilson y enfermedad de Gaucher.
· Causas hematológicas:
· Anemias hemolíticas
· Síndromes mieloproliferativos agudos y crónicos
· Linfomas
· Causas musculares: 
· Rabdomiólisis y traumatismos musculares extensos.
· Distrofias musculares.
· Polimiositis y dermatomiositis.
· Quemaduras. 
· Causas pulmonares:
· Tromboembolismo pulmonar: la elevación de la LDH en esta circunstancia se produce a expensas de la LDH-3 y se correlaciona con la presencia de infarto pulmonar. El máximo ascenso tiene lugar a las 48 h del episodio.
CREATIN FOSFOCINASA (CPK)
La CPK es una enzima citosólica asociada con las estructuras miofibrilares que cataliza la fosforilación de creatina empleando Mg²+, y forma un compuesto de alta energía para la contracción muscular. La creatina-P es el principal compuesto fosforilado del músculo y constituye un depósito de energía. Cuando el músculo se contrae, se consume adenosina trifosfato (ATP) y la CPK cataliza la refosforilación del adenosina difosfato (ADP) a expensas de la energía almacenada como creatina-P:
La CPK es un dímero formado por dos tipos de subunidades de 41 kDa, M y B, codificadas por genes situados en los cromosomas 19 y 14, respectivamente. De la combinación de estas subunidades se forman tres isoenzimas:
1. Creatina-cinasa 1, CPK-1 o CPK-BB: es un homodímero BB.
2. Creatina-cinasa 2, CPK-2 o CPK-MB: es un heterodímero MB.
3. Creatina-cinasa 3, CPK-3 o CPK-MM: es un homodímero MM.
Estas enzimas pueden formar complejos circulantes en sangre de elevado peso molecular, llamados macro-CK, que pueden ser de dos tipos:
1. Tipo 1: son complejos entre CPK e inmunoglobulinas, sobretodo complejos IgG y CPK-BB. Es más frecuente en mujeres mayores de 50 años y se relaciona principalmente con procesos autoinmunes.
2. Tipo 2: son oligómeros de CPK mitocondrial, que aparecen , sobretodo, en pacientes con enfermedades hepáticas graves o tumores.
La CPK tiene una elevada actividad en el músculo estriado, en el cerebro y en el corazón, y mucho menor en la tiroides, placenta, aparato gastrointestinal, riñón, próstata y bazo. El cerebro sólo posee la isoenzima CPK-BB; en el músculo esquelético, la CPK-MM constituye más del 97 %, y el 3 % de la actividad restante es CPK-MB, y en el corazón la actividad CPK-MM constituye el 78 % y la actividad CPK-MB representa el 22 % restante. En una persona sana, el 95 % de la actividad sérica corresponde a la CPK-MM.
Causas de incremento de CPK:
· Necrosis, inflamación o atrofia aguda del músculo esquelético (en estos casos, la fracción MB es habitualmente < 6 % del total de CPK): miopatías congénitas y adquiridas, rabdomiólisis, crisis epilépticas, puerperio, etc.
· Infarto agudo de miocardio: se produce la elevación de la CPK total a partir de las 6 h de iniciado el infarto. Alcanza el pico máximo a las 18 h, volviendo a la normalidad en 3 días. El valor del pico máximo se correlaciona moderadamente con la extensión de la necrosis miocárdica. En el diagnóstico del infarto de miocardio es muy útil la determinación de la isoenzima MB, que característicamente supone un porcentaje mayor que el 6 % de la CPK total. 
· Cardíacas: miocarditis, miocardiopatía dilatada, contusión cardíaca y edema agudo de pulmón.
· Musculoesqueléticas: traumatismo muscular, polimiositis/dermatomiositis, lesiones por electricidad, isquemia muscular y ejercicio extenuante.
· Consumo de fármacos y sustancias químicas: Cocaína, alcohol, benceno, fenitoína, clonidina, etc.
· Infarto cerebral extenso.
Localización de enzimas en los compartimientos celulares:
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