diagnóstico de las enzimas en la clínica. No resulta ocioso recordar que las isoenzimas son variantes de una enzima con expresión genética diferente de un tejido a otro. La diferencia entre una isoenzima y otra consiste solo en la diferencia de algunos aminoácidos en su estructura primaria, los cuales pueden influir de manera sutil modificando parcialmente la estructura tridimensional, sus características fisicoquímicas y cinéticas, y la función biológica algo diferente de cada isoenzima. De tal modo, dos isoenzimas distintas catalizan la misma reacción química, pero pueden hacerlo con afinidad diferente por el sustrato y otorgarle particularidades metabólicas a los tejidos donde se expresan.
Por ejemplo, existen cinco isoenzimas de la lacticodeshidrogenasa (LDH) que se originan por la asociación de cuatro cadenas polipeptídicas, que pueden ser de dos tipos: M y H.
Así, la LDH1 está formada por cuatro cadenas polipeptídicas (HHHH) y distribuida, preferentemente, en el miocardio y en el interior de los glóbulos rojos o eritrocitos; la LDH2, con tres cadenas H y una cadena M con la misma distribución tisular; la LDH3, que tiene en su composición dos cadenas M y dos H, está localizada en el cerebro y en el riñón; la LDH4, con una cadena H y tres MMM, menos estudiada; la LDH5 también tiene cuatro cadenas polipep- tídicas, todas MMMM. Esta isoenzima se encuentra localizada en el hígado y en el músculo esquelético.
En caso de existir un daño tisular que afecte de manera específica a algunos de los tejidos u órganos mencionados, es posible detectar en sangre periférica, usualmente mediante técnicas electroforéticas, la isoenzima característica.
Tod
as las isoenzimas de la lacticodeshidrogenasa catalizan la misma reacción:Tabla 7.1. Actividad relativa de las enzimas en los tejidos en relación con el suero
Enzima Suero Eritrocitos Hígado Corazón Músculo esquelético ASAT 1 15 7 000 8 000 5 000 (TGO) ALAT 1 - - 3 000 400 300 (TGP) LDH 1 300 1 500 1 000 700 CK 1 < 1 <10 10 000 50 000
Nota: ASAT: aspartato aminotransferasa; TGO: transaminasa glutámico oxalacética; ALAT: alanina aminotransferasa; TGP: transaminasa glutámico pirúvica; LDH: deshidrogenasa láctica; CK: creatina quinasa.
La determinación de la actividad enzimática puede llevarse a cabo mediante la medición de la absorbancia en un espectrofotómetro a 340 nm. Al formarse el NAD+ (forma oxidada) disminuye el valor de la absorbancia del NADH, como
ya fue mencionado en este mismo capítulo.
Para poder cuantificar cada isoenzima en particular, es necesario realizar antes algún proceso de separación o aprovechar quizás alguna característica fisicoquímica de la isoenzima. En el caso particular de la lacticodeshidrogenasa, la separación mediante electroforesis es la más común, pero en otros casos, la resistencia a altas temperaturas o a determinada inhibición de una isoenzima en particular, puede permitir su fácil identificación con respecto a las demás.
El patrón de liberación de las enzimas de determinado órgano ha servido para conocer la evolución de algunas enfermedades, como por ejemplo, el infarto del miocardio. La enzima creatina quinasa complementa al electrocardiograma en el diagnóstico de la instalación de un infarto del miocardio, mientras que la lacticodeshidrogenasa es más útil en el seguimiento de los pacientes (Fig. 7.5).
Fig. 7.5. Patrón enzimático en el curso del infarto del miocardio.
En la tabla 7.2 se muestran los valores de sensibilidad y especificidad diagnóstica al comparar la creatina quinasa, la isoenzima CK-MB del músculo cardiaco y el electrocardiograma (ECG).
En algunos casos, la localización de las enzimas es importante para diferenciar el tipo de lesión de un órgano o la patogenia de un proceso. Por ejemplo, en caso de daño hepático celular (hepatitis viral), toxicidad a medicamentos, etc., se elevan, fundamentalmente, las enzimas localizadas en el citoplasma, como las aminotrans- ferasas: transaminasa glutámico oxalacética y transaminasa glutámico pirúvica.
Tabla 7.2. Valores de sensibilidad y especificidad de algunas pruebas diagnósticas
en el infarto del miocardio
Examen Sensibilidad Especificidad (%) (%) ECG 73 100 CK 98 75
CK-MB 98 97
(determinada por electroforesis)
Tabla 7.3. Relación entre la enzima fosfatasa ácida y el cáncer de próstata
Enzima Pacientes con carcinoma Pacientes con carcinoma prostático sin metástasis prostático con metástasis
(%) (%) Fosfatasa ácida total 20-25 70-80
elevada
Fosfatasa ácida 50-65 85-95
tartrato lábil elevada
Sin embargo, si lo que predomina en el daño es la colestasis, se elevan enzimas asociadas a la membrana plasmática, preferentemente, como la fosfatasa alcalina, la gammaglutamiltransferasa (elevada también en el alcoholismo) y la 5´nucleotidasa.
Para citar otro ejemplo de la utilidad de las enzimas en el diagnóstico médico está el cáncer, en particular el cáncer de próstata. Aunque existen actualmente otros métodos, como el ultrasonido y la determinación del antígeno prostático en suero (PSA, por las siglas en inglés), durante muchos años fue muy útil la determinación de la fosfatasa ácida total y su isoenzima prostática: tartrato lá- bil, casi como única prueba complementaria de la clínica de esta enfermedad. En la tabla 7.3 se aprecia la utilidad de esta prueba, incluso para diferenciar si existe o no metástasis.
Para la determinación de cualquier actividad enzimática es importante conocer bien todos los factores que pueden influir en la velocidad inicial de una reacción catalizada por enzimas. Existe bastante literatura al respecto y prácticamente todos los libros actuales de bioquímica general o de bioquímica humana tienen algún capítulo o sección dedicado a la cinética enzimática. Entre los factores que son necesario tener en cuenta, está la concentración de sustrato, que por lo general debe ser varias veces mayor que la constante de Michaelis de esa enzima. Otros factores, entre los más importantes, que se han de tener en cuenta son:
2. Temperatura de la reacción enzimática.
3. El pH de la disolución donde se encuentra la enzima. 4. Concentración de cofactores.
5. Presencia de activadores o inhibidores.
Quien vaya a realizar una determinación enzimática con fines diagnósticos en cualquier muestra biológica, debe ejercer un control de todos estos factores, y es conveniente que revise con profundidad los aspectos relacionados con cinética enzimática.
Las enzimas tisulares no solo se liberan hacia el plasma, sino que también pueden hacerlo hacia otros fluidos. Recientemente, en el líquido amniótico se vienen determinando distintas enzimas con fines diagnósticos. Así, el que se hace prenatal de fibrosis quística (una enfermedad congénita del páncreas que se caracteriza por trastornos digestivos y respiratorios) puede ser confirmado en ese fluido por la determinación de la enzima gammaglutamiltranspeptidasa en las semanas 17 a 18 de gestación.
Asimismo, existen algunas ocasiones en que las determinaciones enzimá- ticas son realizadas directamente en el tejido. Por ejemplo, la identificación de pacientes portadores de enfermedades lisosomales se realiza determinando actividades lisosomales en leucocitos, los cuales constituyen una muestra de fácil obtención.
Para concluir esta sección se puede afirmar que la medición de las actividades enzimáticas en suero y otros fluidos biológicos sigue siendo muy importante en la medicina para verificar las hipótesis diagnósticas que realiza el médico cuando examina a un paciente. Es muy importante que el laboratorista conozca bien cómo debe trabajar con estas proteínas. En la figura 7.6 se brindan algunas razones de la importancia de estas determinaciones.
Fig. 7.6. Utilidad para el diagnóstico médico al identificar actividades enzimáticas anormales.