Regulación de la Actividad Enzimática y su Aplicación Clínica

Regulación de la Actividad Enzimática

El metabolismo celular se regula modulando las actividades enzimáticas a varios niveles:

• Genético: Existe variabilidad genética, lo que resulta en isoformas enzimáticas con diferente actividad.
• Compartimentación celular: La localización específica de enzimas en orgánulos subcelulares influye en su actividad.
• Enzimas reguladoras: Enzimas limitantes que condicionan la velocidad de las rutas metabólicas.
• Zimógenos: Formas inactivas de enzimas que requieren activación mediante la eliminación de fragmentos específicos de su estructura.
• Hormonal: Hormonas que inducen o reprimen la expresión de genes que codifican para enzimas.
• Retroactivo (retroalimentación negativa): La alta concentración de producto inhibe la actividad enzimática.
• Modificación estructural: Mecanismo rápido de regulación que incluye:
  • Modificación por cofactores
  • Modificación covalente (fosforilación/desfosforilación)
  • Modificación alostérica: Moduladores que se unen a sitios alostéricos, induciendo cambios conformacionales.
  • Regulación por isoenzimas: Enzimas con diferente estructura pero la misma función, cuya actividad se ve afectada por la compartimentalización.

Diferenciación de Isoenzimas

Para diferenciar las isoenzimas, se utilizan métodos como:

• Electroforesis o cromatografía (diferencias de carga)
• Termoestabilidad
• Especificidad de sustrato
• Técnicas de inhibición selectiva
• Especificidad de anticuerpos

Enzimología Clínica

Aplicación de los conceptos enzimáticos al diagnóstico, tratamiento y pronóstico de enfermedades. Se analizan enzimas en tejidos o plasma, principalmente en este último por su fácil acceso. En plasma, se distinguen dos tipos de enzimas:

• Específicas del plasma: Cumplen funciones en el plasma (ej. trombina, plasmina, lipoproteín-lipasa).
• No específicas del plasma: Reflejan cambios en órganos o tejidos específicos. Su presencia en plasma se debe al recambio celular o a alteraciones patológicas. Se dividen en:
  • Enzimas de secreción: Su aumento en sangre puede indicar procesos tumorales, inflamaciones u obstrucción de la vía secretora.
  • Enzimas del metabolismo celular: Su localización subcelular indica el grado de daño tisular.

Aspectos Prácticos en el Análisis de Enzimas

• Ensayos de actividad en cinética de orden cero (UI/L o µkat/L).
• Conservar muestras refrigeradas (2-6ºC) o congeladas, evitando ciclos de congelación.
• Separar el coágulo y evitar muestras hemolizadas.
• Considerar la variabilidad en los rangos de normalidad.
• Evitar estasis venosa.
• Preferir muestras de suero.
• Utilizar condiciones óptimas de reacción (pH, temperatura, cofactores, activadores).