ENZIMAS
Las enzimas son
catalizadores biológicos, catalizan las reacciones bioquímicas que ocurren al
interior de los seres vivos.
La mayoría de las enzimas
son proteínas, la excepción esta en moléculas de ARN llamadas ribosimas, estas cumplen funciones catalíticas pero que no son proteínas.
La importancia biológica de
las enzimas radica en que, para que un organismo tenga vida, se necesita que
dentro de sus células, tejidos, órganos y sistemas se produzcan una
multiplicidad de procesos químicos que se hacen posibles gracias a la
intervención de las enzimas. Sin enzimas
no hay vida.
Todas las enzimas son
proteínas (excpetuando la ribosima) pero no todas las proteínas son enzimas.
Las enzimas incrementan la
velocidad de la reacción hasta que alcance su estado de equilibrio; las enzimas disminuyen la energía de
activación de la reaccion.
Algunos
conceptos básicos:
Apoenzima:
parte
proteica de la enzima
La mayoría de las enzimas
necesitan ser activadas por “ayudantes”. Estos pueden ser: grupo prostético,
cofactor o coenzima.
Grupo
prostético: es un compuesto organico o inorgánico, se une
fuertemente a la apoenzima por enlaces covalentes.
Cofactor:
atomos
organicos o inorgánicos que se unene débilmente a la apoenzima.
La característica que
diferencia entre un cofactor y un grupo prostético es su forma de unión, ya sea
covalentemente (fuerte) en el caso de los grupos prostéticos o enlaces débiles
en el caso del cofactor.
Coenzima:
son
vitaminas del complejo B o derivados de esta. Algunas enzimas se comportan como
grupo prostético porque se une mediante un enlace covalente a la apoenzima y
otras coenzimas funcionan como cosustratos
(los cambios que le ocurran al sustrato son contrarios a los que le ocurren al
cosustrato, es decir que, una reaccion de oxido – reducción como es el ejemplo
de la conversión de lactato a piruvato (la enzima que cataliza esta reaccion es
la lactato deshidrogenasa) el lactato perderá atomos de hidrógenos, es decir,
se oxida. Quien va a aceptar los atomos de hidrogeno será la coenzima en este
caso el NAD. Mientras el sustrato se
oxida el NAD se reduce. Osea que el NAD funciona como cosustrato. (todo lo
que acepte atomos de hidrogeno se reduce, y todo aquel que los pierda se oxida)
Holoenzima:
es
la enzima activa, es la unión entre la apoenzima y el grupo prostético,
cofactor o coenzima.
Las enzimas tienen una
estructura tridimensional. En alguna región de esa enzima existirá un lugar o
una región en donde sucederá la relacion entre la enzima y el sustrato. Este
lugar recibe el nombre de centro de fijación del sustrato.
La
catálisis es el proceso en el cual el sustrato que se une a la
enzima sufre una serie de cambios químicos con el propósito de convertirse en
producto. El lugar en donde ocurre la catálisis se le llama centro activo o
centro catalítico.
El centro activo no
necesariamente es el mismo centro de fijación del sustrato, ya que la catálisis
puede darse en el mismo centro de fijación del sustrato o puede ocurrir en un
sitio adyacente a este. El sitio activo
no necesariamente es el mismo centro de fijación del sustrato.
Teorías
del sitio activo:
Fisher:
este
modelo asocia la relación que se da entre la enzima y el sustrato con una llave
y una cerradura, en donde la llave será el sustrato y la cerradura la enzima.
Este modelo no permitía explicar muchas de las propiedades que tienen las
enzimas.
Koshland:
se
plantea que cuando el sustrato se acerca a la enzima, induce en ella un cambio
conformacional y permite una relación electromagnética ente el sustrato y la
enzima. A este modelo se le llama también modelo
del ajuste inducido.
Centros
alostericos: en estos centros se unirá un efector el cual
provocara un cambio en la proteína, llevándolo a una regulación de la actividad
enzimática. Los efectores pueden ser positivos
(permiten el acoplamiento del sustrato con la enzima) o negativos (impiden la unión del
sustrato al sitio activo). Los efectores
son metabolitos intracelulares.
Dado el caso que las
concentraciones de efectores positivos sean mayores, existe una mayor probabilidad
de que quien se una a los centros o receptores efectores sea un efector
positivo, si esto ocurre, provocara un cambio conformacional de tal manera que
el sitio activo sea visible y el sustrato se pueda unir a él. Si por el
contrario, existe una mayor concentración de efectores negativos que positivos,
va a haber una mayor probabilidad de que el efector negativo se una al
receptor, si esto ocurre, provocara un cambio conformacional de tal manera que
el centro activo se oculte y por ende impida la unión entre el sustrato y la
enzima. La importancia de los centros
alostericos es que sirve para la inhibición enzimática.
Zimógenos:
son
enzimas inactivas. Muchas enzimas son sintetizadas de manera inactiva, como por
ejemplo:
Tripsinogeno:
esta
enzima es producida en el pancreas y es enviada al intestino delgado a nivel
del godeno en forma de zimógeno. Es allí donde el tripsinogeno deberá
transformarse en tripsina para luego participar en el metabolismo de las
proteínas. Los zimógenos son una forma
de regulación enzimática.
¿Qué
ocurriría si la tripsina fuera sintetizada de manera activa en el páncreas y no
en forma de zimógeno?
Ocurriría la auto digestión pancreática,
ya que el páncreas está constituido principalmente de proteínas. Esto es lo que
sucede en una pancreatitis.
Isoenzimas:
son
enzimas que catalizan una misma reacción química pero que tienen propiedades
físicas o estructurales diferente.
La importancia de las
isoenzimas es que cuando se está indagando una patología y se descubre que “X” isoenzima de la enzima “Y” se encuentra aumentada o disminuida logramos tener un indicio del órgano
afectado, gracias a que cada isoenziama tendrá un lugar en específico donde sea
más predominante. En el caso de la lactato
deshidrogenasa que posee 5 isoenzimas (MMMM
(1), MMMH (2) MMHH (3), MHHH (4), HHHH (5)) la isoenzima que predomina en
el musculo cardiaco es la HHHH (5), esto
nos da una guía o una señal de que muy probablemente el musculo cardiaco está
siendo afectado por alguna patología.
ESPECIFICIDAD
ENZIMÁTICA: existen enzimas que solo se unen a un solo
sustrato, esto quiere decir que esa enzima tiene una alta especificidad; estas
enzimas pueden catalizar la transformación de apenas un sustrato.
Existen enzimas que
presentan una mediana especificidad como es el caso de la hexoquinasa, esta enzima es capaz de fosforilar a la glucosa,
galactosa y maltosa, convirtiéndolas en glucosa 6 fosfato, galactosa 6 fosfato
y maltosa 6 fosfato respectivamente. Una isoenzima de ella que se llama glucoquinasa solamente es capaz de
fosforilar a la glucosa, esto quiere decir que esta enzima tiene una alta
especificidad.
FACTORES
EXTERNOS QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA:
Las enzimas para alcanzar su
máxima actividad, necesita de una temperatura y de un PH óptimo.
La temperatura óptima es
variable de acuerdo al organismo que contenga la enzima. Nuestro organismo
funciona a una temperatura de 37°C.
Cuando se necesita
determinar la actividad enzimática de una enzima para una prueba de
laboratorio, es necesario proporcionarle la temperatura óptima para que esta
trabaje al máximo. Pero de igual forma se necesita proporciónale un PH optimo
por medio de un Buffer.
Desde
el punto de vista patológico:
La enzima glucosa 6 fosfato
deshidrogenasa participa en una via de gran importancia llamada: la vía de la pentosa fosfato, el
objetivo de esta vía metabólica es obtener NADPH y ribosa 5 fosfato.
Esta vía es fundamental para
mantener la integridad de la membrana eritrocitaria, ya que en la membrana se
encuentra proteínas que presentan grupos sulfidrilos los cuales son susceptibles
a la oxidación por acción de radicales
libres (especies químicas que tienen electrones sin aparear y es por esto
que son altamente reactivos). Estos radicales libres tenderán a oxidar los
grupos sulfidrilos de la membrana eritrocitaria, cuando esto ocurre la membrana
perderá su integridad y su organización y por lo tanto se desestabiliza y si
esto sucede ocurrirá la hemolisis del eritrocito. El eritrocito tiene una línea
de defensa que evita que los radicales libres sean oxidados, esta tarea la
realiza el glutatión el cual es un
tripeptido. Para que el glutatión pase de ser oxidado a ser reducido necesita
de una enzima llamada glutatión
reductasa, esta enzima utiliza el NADPH+
para lograr su obejtivo. El NADPH+ es
el dador de hidrogeno que permite que el glutatión pase de su forma oxidada a
su forma reducida.
Si un paciente posee una mutación
en el gen que codifica la glucosa 6
fosfato deshidrogenasa que le impide alcanzar su máxima actividad enzimática
la cual ocurre a los 37°C aproximadamente, este paciente no podrá producir el NADPH+ que necesita el glutatio
reductasa para transformar el glutatión de su forma oxidad a su forma reducida
y por lo tanto no existiría esa línea de defensa para evitar que los radicales
libres oxiden a los grupos sulfidrilos en la proteína de la membrana.
Importancia
del PH (ejemplo)
El alcohol es metabolizado
por el hígado gracias a una enzima llamada alcohol
deshidrogenasa, ya que el etanol es su sustrato, esta enzima convierte al
etanol en acetaldehído; el
acetaldehído es sustrato de los acetaldehídos
deshidrogenasa, y estas lo convierten en acetato; luego se activa a acetilcoenzima A, para finalmente ser
oxidado a CO2 y H2O.
Como sabemos el PH del cuerpo humano es de 7,4 y el PH optimo de el alcohol deshidrogenasa en individuos occidentales es de 10, es decir que para que el alcohol deshidrogenasa trabaje a su maxima actividad debe estar en un medio de PH 10. En conclusion el alcohol deshidrogenasa en nuestro cuerpo no trabaja a maxima actividad. Ocurre algo curioso en los individuos de origen oriental, estos poseen otro tipo de alcohol deshidrogenasa, el PH optimo para esta enzima no es de 10 como en los individuos occidentales sino de 8,5.
Si le suministramos la misma
cantidad de alcohol, a ambos individuos, el de origen oriental sintetizara mayor cantidad de acetaldehído en un menor tiempo ya que su PH está mas cercano al PH fisiológico que es de 7,4.
El acetaldehído será
convertido en acetato gracias a las acetaldehídos deshidrogenasas. Pero
resulta que existen dos isoenzimas de acetaldehído deshidrogenasa. Una con un
KM bajo (es decir que necesita menor concentración de acetildehido para
alcanzar la mitad de la velocidad máxima para convertirlo en acetato) que es la
isoenzima mitocondrial y otra con un KM alto (necesita de mayor concentracion
de acetildehido para alcanzar la mitad de la velocidad máxima para convertirlo
en acetato) que es la citosolica.
El individuo oriental no
tiene la acetaldehído deshidrogenasa mitocondiral. El individuo occidental comienza
a trasformar acetaldehído en acetato a partir de bajas concentraciones debido a que
posee ambas isoenzimas de la acetaldehído deshidrogenasa; en cambio, el oriental a causa de no poseer la acetaldehído deshidroginasa mitocondrial necesitara mayor concentración de acetaldehído para que comience a
metabolizarlo en acetato. Por lo tanto el oriental acumula la mayor
concentración de acetaldehído en el hígado. El efecto hepatotoxico del alcohol
no se debe al alcohol (etanol) propiamente dicho sino al acetaldehído, y este es el
responsable de los efectos al consumir alcohol, lo que comúnmente conocemos como
“GUAYABO”. Estos efectos serán mucho mas fuertes en los individuos orientales a
causa de que estos van a almacenar mayor concentración de acetaldehído.
INHIBICION
ENZIMATICA
ARTRIS
GOTOSA: Es una enfermedad que se caracteriza por el dolor e inflamacion generalmente en las articulaciones distales del cuerpo mas especificamente en la articulacion del primer metatarsiano. El acido urico al ser insoluble se acumula en las articulaciones en forma de cristales de monourato sodico. La mayoria de los casos de gota se presentan en pacientes hombres mayores a los 30 años y en mujeres que se encuentren en postmenopausia. Esta enfermedad es causada por altos niveles de acido urico en la sangre (hiperuricemia). Los altos
niveles de acido urico en la sangre ocurren por dos razones:
1. Por
el aumento en la actividad enzimática de la xantina oxidasa, esta enzima interviene en la via metabolica de las bases puricas (purinas) catalizando la
trasformación de hipoxantina a xantina y posteriormente de xantina a acido urico, ultimo producto de
esta via metabolica.
2. Por
falla renal, impidiendo la excresion del acido urico por la orina.
Dado el caso de que la causa
de concentraciones altas de acido urico en la sangre (hiperuricemia) sea por el aumento de la
actividad enzimática de la xantina oxidasa, se utiliza un tratamiento con un
medicamento llamado ALOPURINOL, cuyo
mecanismo de acción es la inhibición de la xantina oxidasa tanto competitiva
como no competitivamente, de esta manera se disminuye la velocidad de la via metabolica de las purinas y se impide la sobre producción de acido urico en el
organismo. Debemos tener claro que el ALOPURINOL no es la cura para la artritis gotosa, este medicamento en lo que ayuda es a controlar la hiperuricemia. El ALOPURINOL es un medicamiento tambien utilizado para casos de crisis convulsivas, para el dolor causado por enfermedades al pancreas y para prevenir el rechazo de los trasplantes renales.
El medicamento utilizado para tratar esta enfermedad son los llamados AINES (Antinflamatorio No Esteroideo), este grupo de medicamentos tienen como mecanismo de accion la inhibicion de la ciclooxigenasa 1 (COX-1) y ciclooxigenasa 2 (COX-2), estas enzimas catalizan la transformacion del acido araquidonico (es un tipo de fosfolipido que se encuentra en la membrana plasmatica de las celulas) en prostaglandinas y tromboxanos, los cuales son mediadores de procesos inflamatorios. Les presento algunos farmacos que pertenecen a este grupo:
Aspirina: es el mas utilizado para procesos inflamatorios producidos por una fuerte contusion.
Diclofenaco: usado en tratamientos antiinflamatorios breves, especialmente en procesos inflamatorios en garganta, nariz, oido, como es el caso de faringioamigdalitis.
Etofenamato: utilizado en artritis reumatoide, uno de sus nombres comerciales es el Traflan - Bayer.
Naproxeno: este medicamento es muy utilizado en artritis gotosa aguda, con el objetivo de aliviar el dolor y la inflamacion de la zona afectada.
Ibuprofeno: es un poderoso analgesico y antipiretico (antifebril).
El tratamiento con los AINES no es suficiente para el buen manejo de la enfermedad, ademas del tratamiento farmacologico el paciente necesitara una serie de indicaciones, las cuales debera seguir estrictamente para controlar la inflamacion y de esta manera reducir los sintomas hasta desaparecer. Ademas del tratamiento farmacológico debemos hacer algunos cambios en su dieta:
- La ingesta de alcohol favorece a la hiperuricemia: al ingerir gran cantidad de alcohol, la mayor parte del NAD se reduce al convertir el etanol en acetaldehido y la relacion NAD/NADH se desvalancea y se ve favorecida hacia el NADH. Al producirse lo anterior el cociente lactico/piruvico se eleva favoreciendo a la sobreproduccion de lactato lo que provoca una acidosis lactica, ocacionando una perdida la capacidad de excretar acido urico y generándose asi hiperuricemia.
- Se ha demostrado que el ayuno prolongado y la alta ingesta de proteinas son causantes de hiperuricemia y que ambas causas estan relacionadas: Cuando una persona se encuentra en ayuno prolongado, las proteinas corporales comienzan a degradarse hasta convertirse en acido urico mediante uno de los tantos procesos metabolicos que ocurren dentro de nuestro organismo. Por lo anterior es que se demuestra que la ingesta en excesos de proteinas, causa hiperuricemia; ademas de esto da la casualidad de que los alimentos con mayor contenido proteico contienen gran cantidad de bases puricas, lo que ayuda a la sobre produccion de urato (acido urico) y conlleva a la hiperuricemia y finalmente a la artritis gotosa.
- Se debe evitar consumir grandes cantidades de alimentos ricos en purinas: Cuando en nuestra dieta diaria ingerimos gran cantidad de bases puricas (purinas), estamos de cierta manera obligando a las celulas del cuerpo a renovar los acidos nucleicos (los acidos nucleicos son los componentes del ARN y el ADN). El proceso de renovacion de los acidos nucleicos comienza por ser degradado por las nucleasas y convertidos en nucleotidos (los nucleotidos estan formados por una base nitrogenado, una pentosa y un fosfato). Luego los nucleotidos se transforman en nucleosidos por fosforilasas y nucleosidasas quedando libre la base purica. Esta ultima se convierte en hipoxantina, posteriormente en xantina y por ultimo en acido urico. Estos ultimos procesos son catalizados por una enzima en comun llamada xantina oxidasa. Queda claro entonces que cuando ingerimos gran cantidad de purinas, obligamos al cuerpo a acelerar los procesos de degradacion de las bases puricas que se encuentran en los acidos nucleicos, dando como resultado el aumento en la produccion de acido urico y posteriormente a hiperuricemia.
- Los pacientes con hiperuricemia deben beber por lo menos 2 litros de agua al dia: Para reducir un poco la hiperuricemia se recomienda que el paciente tome por lo menos 2 litros de agua al dia; de esta manera provocaremos que aumente la excresion renal y el paciente excrete una mayor cantidad de acido urico por via urinaria. Debemos tener en cuenta que en un paciente que padezca de problemas renales, no debe seguir la indicacion anterior, para evitar que el riñón afectado realice un gasto mayor y ocasione un daño permanente en este.
METOTREXATE
Y TRIMETROPIN SULFA
El metotrexate es un análogo
estrucutral del sustrato natural de la enzima tetrahidrofolato reductasa (DHFR) el cual es el acido fólico. El
acido fólico es el elemento fundamental en el crecimiento y desarrollo de
células. El folato es un sustrato de vital importancia para la formación de los
acidos nucleicos y por tanto la formación del ADN. Cuando ingerimos folato, una
enzima llamada dihidrofolato reductasa convierte
el folato en dihidrofolato, y gracias a la misma enzima el dihidrofolato se
transforma en tetrahidrofolato el cual es la forma activa de el acido folico.
¿Cómo
actua el metotrexate en tumores y carcinomas?
El metotrexate al ser un sustrato analogo del acido folico (folato), entra a la celula por medio de los receptores del folato. La función del metotrexate
es la inhibición competitiva de la dihidrofolato reductasa impidiendo el
metabolismo del acido fólico, es decir, la producción de tetrahidrofolato y por
consiguiente impide el crecimiento celular. Pero existe un problema con el
metotrexato, y es que no solo afecta el metabolimos del acido fólico en las células
cancerosas y afectadas, sino que tambien realiza el mismo trabajo en las
células sanas de nuestro organismo. El metotrexate no es selectivo
A diferencia del metotrexate
que no es selectivo, el trimetoprim si lo es, mostrando una mayor afinidad con
la enzima dihidrofolato reductasa bacteriana, de esta manera el medicamento no
va a inhibir la via metabolica del acido fólico de las células buenas y sanas de nuestro cuerpo,
sino que aplicara su efecto sobre las células cancerosas o tumorales unicamente. Las
sulfamidas son antibioticos bacteriostáticos, impiden el crecimiento
bacteriano. El mecanismo de acción de las sulfas es inhibir de manera
competitiva a la enzima dihidropteroato
sintasa, la cual transforma el acido paraminobenzoico (PABA) en acido
fólico. Si esto ocurre la bacteria seria incapaz de producir el acido fólico
que necesita para la duplicación del ADN y de esta manera evita el crecimiento
y desarrollo de la bacteria.
MEDICAMENTOS
ANTIHIPERTENSIVOS (CAPTOPRIL)
En respuesta a la caída de
presión a nivel de la arteriola aferente renal o por estimulación del sistema
simpático, o de acuerdo con la concentración de electrolitos (niveles de sodio)
del liquido macular, el sistema yuxtaglomerular renal sintetiza la enzima RENINA esta actua sobre los
angiotensinogenos, catalizándola en angiotensina
1. Esa angiotensina 1 es sustrato de una enzima denominada ECA (enzima
convertidora de angiotensina) la cual convierte la angiotensina 1 en
angiotensina 2. La angiotensina 2 es poderoso vasoconstrictor lo que aumenta la
resistencia periférica normal. Además la angiotensina 2 tiene
un receptor en la zona glomerular de la corteza suprarrenal lo que estimula la
síntesis de la aldosterona. La aldosterona ayuda a una mejor absorción de agua,
sodio y cloruro. Si aumenta la absorción de agua, aumenta el volumen de la
sangre. Y si aumenta el volumen de la sangre aumenta el gasto cardiaco. Si el
gasto cardiaco y la resistencia
periférica normal aumentan se presenta la hipertensión.
Para el tratamiento se usa
las IECAS (captopril) que son inhibidores de la enzima ECA, impidiendo la
formación de angiotensina 2 y de esta manera disminuya la resitencia periférica
normal y el sobreestimulo de la aldosterona y por consiguiente la disminución
de la cantidad de agua en la sangre y por ende la disminucion del gasto cardiaco. Si el gasto cardiaco y la
resistencia periférica normal disminyen la presión arterial también lo hará.
Las
IECAS son análogas del estado de transición.
Uno de los farmacos mas utilizados para tratar cuadros de hipertensión es el LOSARTAN, este medicamento no entra dentro del grupo de las IECAS, porque su funcion no la ejerce no sobre la enzima ECA si no que actua sobre los receptores de la angiotensina II.
FLUOROCITOSINA
Es un análogo a la citosina
(base nitrogenada), es utilizada como fungicida. Gracias a una enzima llamada
permeasa la fluorocitosina puede entrar a la célula fúngica, posteriormente se adhiere
a los puestos destinados para la citosina y evita su adhesión, de esta manera
la síntesis de ácidos nucleicos queda bloqueada.
PENICILINAS
Y CEFALOSPORINA
Las penicilinas y las
cefalosporinas son antibióticos bacteriolíticos. Las células bacterianas tienen
la capacidad de la síntesis o producción de la pared bacteriana, esta es una
estructura especializada que se encarga de proteger a la célula bacteriana de
los cambios y condiciones osmóticas que ocurren en nuestro cuerpo. El principal
elemento de la pared bacteriana es el
peptidoglicano. La enzima encargada del sello de la síntesis del peptidoglicano
es la glicopeptido transpeptidasa. El
mecanismo de acción de las penicilinas y las cefalosporina es la inhibición de
la glicopeptido transpeptidasa, de
esta manera evitara la formación de la pared bacteriana, y la célula bacteriana
se expondrá a los cambios osmóticos del organismo provocando su lisis.
Pero existe un problema,
existen bacterias que crean inmunidad a la penicilina por un desorden en la
aplicación del medicamento. Resulta que las bacterias poseen un gen que
codifican la creación de una enzima llamada betalactamasa, esta enzima cataliza la penicilina transformándola
en ácido penciloico, sustancia que no tiene ninguna función como antibiótico
bacteriolítico. Para vencer esa resistencia se suministra penicilina acompañado
con un sustrato suicida llamado ácido
clavulinico. El ácido clavulinico bloquea el sitio activo de la
betalactamasa, venciendo la resistencia contra la penicilina.
ASPIRINA
En respuesta a un trauma en
un tejido, este libera un sistema enzimantico llamado fosfolipasa A2. Los
fosfolípidos que se encuentran en la membrana celular del tejido afectado posee
un ester en la posición 2. La fosfolipasa A2 hidroliza al fosfolípido
produciendo acido araquidónico. El acido araquidónico será sustrato de la COX2
(cicloxidasa 2) produciendo prostaglandina y tromboxanos, estos son pro inflamatorios
y van a causar dolor e inflamación en el tejido.
La aspirina va a bloquear a
la COX2 evitando la producción de prostaglandina y tromboxanos, los cuales van
a desarrollar el proceso inflamatorio.
PARGILINA
Los eventos depresivos
causan la disminución de las catecolaminas (dopamina y noradrenalina). Las
enzimas que degradan a las catecolaminas son las MAO (monoamino oxidasa). Lo
que se busca para mejorar los eventos depresivos es la inhibición de las MAO
con el fin de evitar la degradación de las catecolaminas y sus niveles se
eleven; este trabajo lo realiza la parginina. Debido a que la MAO utiliza a la
FAD como coenzima, la pargilina inhibe a la coenzima.
INTOXICACION
CON ORGANO FOSFORADO
Inhiben
irreversiblemente cerin proteasas, osea, enzimas que tienen en
su centro activo hidroxilos cerinicos, un ejemplo de estos es la acetil
colinesterasa que es la enzima que hidroliza a la acetilcolina
(neurotransmisor) en acetato y colina. La acetilcolina maneja dos grupos
básicos de receptores: los receptores nicotínicos y los receptores buscarinicos
Los receptores nicotínicos
se encuentran a nivel neural y otro que se encuentra a nivel de la conexión
entre el nervio y el musculo (placa motora) a nivel de los musculos
esqueléticos estriados.
Los receptores buscarinicos:
están distribuidos en tejido triangular y en musculatura lisa.
Lo que ocurre cuando estamos
expuestos a sustancias organosfosforado como el Isopropil-pirofosfato es que
este se va a unir al hidroxilo cerinico
que esta presente en el centro activo de la acetilcolinesterasa mediante un enlace covalente (fuerte) ¿Cuál es la consecuencia para individuos
que se intoxican con órganos fosforados? Sencillamente que hay un acumulo
patológico de acetilcolina, y ese acumulo de acetilcolina potenciara las
acciones de la acetilcolina sobre sus receptores, tanto buscarinicos como
nicotínicos. El individuo intoxicado con órganosfosforado muestra sialorrea (exceso
de secreción salival) porque a nivel de la glandula salival hay receptores buscarinicos
para acetilcolina y al aumentar el potencial de acción sobre este receptor
aumentra la producción de saliva en la glandula, tracto-bronco-secreción,
bronco constriccion, disnea (dificultad respiratoria), paralisis respiratoria,
el aumento en el potencial de acción de la acetilcolina sobre los receptores
nicotínicos causara: contracción de los musculos esqueléticos.
Para el tratamiento: el
problema grave esta en las acciones buscarinicas de la acetilcolina y para
resolver eso necesitamos usar una sustancia antagonistas para receptor buscarinicos,
como la atropina, la atropina bloquea la acción de la acetilcolina sobre los
receptores buscarinicos, es decir, que la acetilcolina en presencia de atropina
no puede actuar sobre sus receptores buscarinicos. Como la enzima aun esta
bloqueada por el órgano fosforado, necesitamos regenerar la enzima, y se hace
gracias a la pralidoxima, esta sustancia
se une al centro anionico formando un puente con el órgano fosforado
permitiendo su desplazamiento en forma de complejo: pralidoxima –
organofosforado, este complejo posteriormente se elimina por la orina quedando
la enzima regenerada.
MIASTENIA
GRAVIS
Es una enfermedad
auto-inmune donde se desarrollan anticuerpos contra los receptores nicotínicos
que están en la placa motora por eso el síntoma principal de esta enfermedad es
la debilidad muscular. Los receptores nicotínicos son de tipo inotropos, los
receptores ionotropos son proteínas integrales de membrana que cuando se unen a
la acetilcolina genera en ellos un cambio conformacional que produce la
apertura de un canal ionico, es decir, que cuando la acetilcolina se une al
receptor nicotínico este abre un canal de sodio permitiendo la entra de sodio y
se da la despolarización de la membrana y se produce lo que se conoce como potencial de acción. Pero en esta
enfermedad como se desarrollan anticuerpos que destruyen los receptores
nicotínicos que se encuentran en la placa motora, la acetilcolina no tendrá la
cantidad de receptores suficientes para que la reciban y por lo tanto no se
abrirá el canal de sodio, tampoco se despolarizara la membrana y mucho menos se
producirá el potencial de acción, a consecuencia de esto falla la contracción
muscular lo que se traduce a debilidad
muscular. En el tratamiento para
esta enfermedad se usan inhibidores reversibles de la acetilcolinesterasa
(miostigmina) para que la acetilcolina potencie su acción sobre los receptores
nicotínicos disminuidos mejorando el potencial de acción, generando la
contracción del musculo y mejorando la debilidad muscular.
INTOXICACION
CON CIANURO
El cianuro es una sustancia
extremadamente toxica, es un inhibidor irreversible de la citocromo oxidasa,
esta enziam forma parte de la via metabolica de la cadena respiratoria, esta
via le permite a las células respirar, utilizar el oxigeno. Si el sistema de la
citocromo oxidasa resulta bloqueado irreversiblemente con el cianuro la
consecuencia será que esa celula no podrá respirar, y muere casi que
inmediatamente.
La citocromo oxidasa es una
hemo proteína (una proteína que tiene como grupo prostético al hemo, este
ultimo es una metalo porfirina, este en su nucleo posee un atomo de hierro) el
atomo de hierro existe en forma ferrosa y en forma ferrica, de tal manera qe
cuando el pierde un electron se oxida a forma ferrica y cuando gana el electron
se reduce a la forma ferrosa, pero además de tener un atomo de hierro la
citocromo oxidasa también tiene cobre, cuando el atomo de hierro se encuentra
en estado ferroso el complejo que se establece con el cianuro es laxo, pero
como en su funcionamiento ese atomo de hierro se oxida en la forma ferrica el
enlace se vuelve covalente inhibiendo de manera irreversible a la citocromo
oxidasa. Com oconcecuencia de ello las células no respiran y mueren casi
instantáneamente, se necesita suministrarle al paciente nitritos para elevar el nivel de metahemoglobina. La hemoglobina es
una proteína que tiene como grupo prostético al grupo hemo, el estado de
oxidación del hierro es +2 los nitritos son agentes oxidantes, es decir que los
nitritos transforman la ehemoglobina normal en metahemoglobina, cuando los
atomos de hierro de hemoglobina se oxidan de +2 a +3 (se oxida) se llama
metahemoglobina. El cianuro es mucho mas afin con la metahemoglobina que con la
citocromo oxidasa, el cianuro se une con la metahemoglobina formando ciana-metahemoblobina,
compuesto atoxico que queda dentro del eritrocito momentaneamente, lo
importante es que la citocromo oxidasa queda liberada, la cadena respiratoria
funciona y las células respiran, la ciana-metohemoglobina se elimina
posteriormente cuando se lisien los eritrocitos. En el organismo todavía hay
cianuro libre que puede reaccionar con la citocromo oxidasa, para eliminar el
cianuro libre se administra tiosulfato sódico, esta sustancia reacciona con el
cianuro y forme tiosanato compuesto atoxico de eliminación renal
ESTATINAS
Son inhibidores de la
3hidroxi 3metil glutaril CoA reductasa enzima que produce colesterol apartir de
acetilCoA. Si se inhibe a la 3hidroxi 3metil glutaril CoA reductasa se esta
evitando la sintesis de colesterol. Este tratamiento se utiliza en personas que
sufren de hipercolesterolemia.
