Este documento describe las enzimas clínicas y su importancia en el diagnóstico médico. Define las enzimas como biocatalizadores proteicos y explica su mecanismo de acción, clasificación y nomenclatura. También destaca varias enzimas como marcadores de lesiones tisulares, incluyendo las aminotransferasas, creatina kinasa, fosfatasa alcalina y alfa-amilasa.

1. ENZIMOLOGÍA CLÍNICA
DRA. ALICIA FERNÁNDEZ GIUSTI
AGOSTO 2012
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2. DEFINICIÓN
 Las enzimas son biocatalizadores de
naturaleza proteica
 Todas las reacciones químicas del
metabolismo celular se realizan gracias a la
acción de catalizadores o enzimas
 La sustancia sobre la que actúa una enzima
se denomina sustrato
 No todas las enzimas son proteínas; existen
moléculas de RNA con actividad catalítica, las
llamadas ribozimas
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3. IMPORTANCIA BIOMÉDICA DE LAS
ENZIMAS
 Son indispensables para la desintegración de
los nutrientes con el fin de proporcionar energía
para la contracción muscular y la unión de las
unidades de construcción en proteínas, DNA,
membranas, células y tejidos
 La deficiencia en la cantidad o de la actividad
catalítica de las enzimas se debe a defectos
genéticos, deficiencia de nutrientes o toxinas

4. MECANISMO DE ACCIÓN
 La sustancia sobre la que actúa la enzima
se llama sustrato.
 El sustrato se une a una región concreta del
enzima, llamada centro activo.
 El centro activo comprende :
(1) un sitio de unión formado por los
aminoácidos que están en contacto directo
con el sustrato y
(2) un sitio catalítico, formado por los
aminoácidos directamente implicados en el
mecanismo de la reacción .
 Una vez formados el producto la enzima
puede comenzar un nuevo ciclo de reacción
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5. Holoenzima = Apoenzima + Cofactor

6.  1.- El enzima y su sustrato
 2.- Unión al centro activo
 3.- Formación del producto
6

7. Hexokinasa
(Glucokinasa en hígado y células B del páncreas)
7

8. NOMENCLATURA
 Las enzimas eran nombradas atendiendo al
sustrato sobre el que actuaban, añadiéndole
el sufijo -asa o haciendo referencia a la
reacción catalizada
 Unión Internacional de Bioquímica (IUB) ha
elaborado un sistema en el que cada enzima
tiene un nombre único y un número de código
 Lasenzimas se agrupan en seis clases, cada
una con varias subclases.
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9. CLASIFICACIÓN

10. Grupo transferido
Nombre sistemático:
ATP: hexosa fosfotransferasa
Donador Aceptor
Grupo
Número sistemático Subgrupo
Enzyme EC 2.7.1.1 Enzima
Comission
Sub-subgrupo
Nombre común: Hexokinasa 10

11. 1.- Deshidrogenasas u oxidoreductasas
EC 1.1.3.4
 1. Oxido-reductasas Glucosa : O2 oxidorreductasa
(Catalizan reacciones de
oxidorreducción)
Ared + Box Aox + Bred Dador Aceptor
Nombre común:
Glucosa oxidasa
A : es el reductor o dador electrónico; en
el curso de la reacción se oxida (pierde
electrones o hidrógenos)
B : es el oxidante o aceptor electrónico;
en el curso de la reacción se reduce
(gana electrones o hidrógenos)
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12. 2: Transferasas (mutasas)
 Catalizan reacciones de transferencia de grupo :
 2.1.-.- Grupos monocarbonados
 2.2.-.- Grupos aldehido o ceto
 2.3.-.- Aciltransferasas
 2.4.-.- Glicosiltransferasas
 2.5.-.- Alquil- o Ariltransferasas
 2.6.-.- Grupos nitrogenados
 2.7.-.- Grupos fosfato
 2.8.-.- Grupos sulfato
Ejemplo: Nombre común:
EC hexokinasa
2.7.1.1
ATP: D-Hexosa Fosfotransferasa
Dador: Aceptor - Grupo transferido - transferasa
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13. 3: Hidrolasas
Catalizan reacciones de hidrólisis
A-B + H2O A-OH + H-B
Clasificación de las hidrolasas : .-No se suelen utilizar
3.1.-.- Esterasas (carboxilesterasas, nombres sistemáticos en
fosfoesterasas, sulfoesterasas) fosfatasas las hidrolasas
3.2.-.- Glicosidasas: amilasa .-Muchas de ellas
3.3.-.- Éter hidrolasas conservan el nombre
3.4.-.- Péptido hidrolasas primitivo: Tripsina,
3.5.-.- Acil anhídrido hidrolasas,etc Pepsina, Papaína,
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14. 4: Liasas
Catalizan reacciones reversibles de adición de un grupo a
un doble enlace:Entre C y C ;C y O ;C y N
A=B + X AXB
- -
COO H 2O COO
CH HO CH
CH CH2
COO- COO-
Fumarato L-Malato
(trans-)
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15. 5: Isomerasas
Catalizan reacciones de isomerización
Algunas reacciones isomerásicas:
- Racemasas
- Oxidorreductasas intramoleculares
- Mutasas o transferasas intramoleculares
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16. 6: Ligasas
Catalizan la unión de dos grupos químicos a expensas
de la hidrólisis de un enlace de alta energía :ATP
A + B + ATP A-B + ADP + Pi
O bien
C + D + ATP C-D + AMP + PPi
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17. ISOENZIMAS
 Tienen distinta estructura molecular aunque su función
es similar. Se llaman isozimas o isoenzimas, podemos
observar la existencia de isoenzimas en función de:
 tipo de tejido: Por ejm., la LDH presenta isozimas
distintos en músculo y corazón
 el compartimento celular donde actúan por ejemplo, la
malato deshidrogenasa del citoplasma es distinta a la de
mitocondria
 el momento concreto del desarrollo del individuo: Por
ejemplo, algunos enzimas de la glicólisis del feto son
diferentes de los mismos enzimas en el adulto. Un
ejemplo de isoenzima la hexokinasa: presenta, al
menos, cuatro formas distintas : Hepática, Cerebral,
Muscular, Eritrocitaria
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18. Enzimas plasmáticas funcionales
Renovación tisular Actividad
muscular
Actividad
enzimática
fisiológica
Enzimas plasmáticas Órganos
secretores
específicas 18

19. ENZIMOLOGÍA CLÍNICA
 Es la aplicación del conocimiento de las
enzimas en el diagnóstico, tratamiento,
evolución y pronóstico de las enfermedades.
 Se utilizan como marcadores de ciertas
patologías
 En el diagnóstico de enfermedades genéticas
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20. LAS ENZIMAS COMO MARCADORES
DE LESIÓN TISULAR
 Las enzimas cumplen su actividad en el
interior celular, pero también se les puede
encontrar en los líquidos biológicos
 Algunas enzimas ejercen su función en el
plasma o suero, ej. LCAT, o los factores de
coagulación
 Las enzimas plasmáticas, del LCR., líquido
ascítico o pleural se encuentran en bajos
niveles de concentración
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21. ENZIMAS PLASMÁTICAS

22. Alteraciones de la concentración enzimática
en suero :
1. Aumento de la 2. Disminución de la
actividad enzimática actividad enzimática:
(a). Incremento patológico de la (a). Intoxicaciones
permeabilidad de membrana (b). Enfermedades crónicas
(c). Alteraciones del estado
(b). Muerte y destrucción celular nutritivo
(d) Falta de cofactores
(c). Inducción enzimática
(d). Proliferación celular
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23. Enzimas con interés diagnóstico
1. Aminotransferasas
2. Creatin kinasa
3. Fosfatasa alcalina
4. α-Amilasa
5. Fosfatasa ácida
6. Lactato deshidrogenasa (LDH)
7. γ-Glutamil transferasa (GGT)
8. Lipasa
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24. Aminotransferasas (Transaminasas)
Catalizan la interconversión reversible de aminoácidos
y cetoácidos. Utilizan piridoxal fosfato como cofactor
B6
COOH COOH COOH COOH
H2N CH + C O C O + H2N CH
R1 R2 R1 R2
Su papel es importantísimo en el metabolismo de
aminoácidos.
En clínica se determinan las siguientes:
EC 2.6.1.1, Aspartato aminotransferasa (AST, TGO)
EC 2.6.1.2, Alanina aminotransferasa ( ALT, TGP)
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25. Aspartato aminotransferasa
EC 2.6.1.1 (AST, TGO)
COO- COO-
COO- B6 COO- +
+ C O H3N CH
H3N CH C O
+ CH2 + CH2
CH2 CH2
- CH2 - CH2
COO COO
COO - COO-
Aspartato α-Cetoglutarato Oxalacetato Glutamato
Aparece en citosol y mitocondrias de tejidos metabólicamente muy activos
La TGO se libera de células enfermas en el suero. Su nivel se eleva en el suero
ante afecciones hepáticas y después del infarto al miocardio.
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26. Alanina aminotransferasa
EC 2.6.1.2 (ALT, TGP)
COO - COO-
COO -
COO- +
B6 H3N CH
+ C O
H3N CH C O
+ CH2 + CH2
CH3 CH3
CH2 CH2
COO- COO-
Alanina Piruvato
α-Cetoglutarato Glutamato
Enzima citosólica, de elevada concentración en el parénquima hepático.
La TGP también puede estar elevada después del infarto al miocardio.
Se considera casi específica de lesión hepática.
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27. Creatino kinasa, EC 2.7.3.2 (CK, CPK)
CH3 CH3 O
ATP ADP
N CH2 COOH N CH2 CO O P O-
HN C HN C
NH2 O-
NH2
Creatina Creatin fosfato
Creatin fosfato es una transferasa que cataliza la formación de ATP requerido
por los sistemas contráctiles o de transporte.
Es el prototipo de los compuestos conocidos como fosfágenos.
La CPK es importante en el metabolismo energético, se encuentra en el
corazón, el músculo esquelético y el cerebro.
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28. Isoenzimas de la CPK
+
La CK se presenta en forma de tres isoenzimas
MM específicas de tejido:
- Forma MM (músculo esquelético)
MB - Forma MB (músculo miocárdico)
- Forma BB (cerebro)
Las isoenzimas se distinguen electroforéticamente
o por métodos inmunológicos
BB
La isoenzima MB es un marcador precoz de
infarto de miocardio.
En el infarto al miocardio, puede ocurrir elevaciones
de STGO ,LDH y beta hidroxibutirato dehidrogenasa y de
CPK., en el infarto pulmonar sólo de las tres primeras.
-
28

29. Fosfatasa alcalina, EC 3.1.3.1
O O
R O P O- + H2O R OH + HO P O-
O- O-
Hidroliza con baja especificidad fosfomonoésteres, a un pH
alto (8 -9 de ahí el nombre)
Aparece en gran cantidad de tejidos como óseo, hígado, intestino
y placenta
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30. La fosfatasa alcalina presenta varias isoenzimas:
- Ósea
- Hepática
- Intestinal
- Placentaria
Las más importantes son las dos primeras. Se pueden distinguir
por su termoestabilidad, siendo la ósea más termolábil.
Ósea: Propia del tejido óseo en crecimiento: elevación fisiológica en
la adolescencia.
Se encuentra elevada en muchas enfermedades óseas, como
osteomalacia o por invasión ósea por cáncer localizado en mamas,
pulmones o próstata.
Hepática: Propia de las células del árbol biliar: se eleva en las
colestasis (obstrucciones biliares)
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31. Fosfatasa ácida, EC 3.1.3.2
O O
R O P O- + H2O R OH + HO P O-
O- O-
Hidroliza fosfomonoésteres con baja especificidad. Presenta
varias isoenzimas, una de las cuales (Fosfatasa ácida prostática)
es un marcador muy fiable del cáncer de próstata y se emplea
en el diagnóstico precoz
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32. Alfa-Amilasa, EC 3.2.1.1
Enzimas digestivas producidas por las glándulas
salivales, el páncreas y la pared intestinal para facilitar
la digestión del almidón, rompen las uniones de
polisacáridos alfa 1-4, dando lugar a dextrano, maltosa
y algunas moléculas de glucosa
Es un marcador muy importante de afecciones
pancreáticas agudas (pancreatitis). Puede incluso
aparecer en la orina, debido a su bajo peso molecular
(amilasuria)
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33. Lipasa EC 3.2.1.2
 Hidrolasa que actúa sobre los TAG hasta sus
constituyentes ácidos grasos y glicerol,
lipólisis que se efectúa en el tejido adiposo
con producción de ácidos grasos libres en el
plasma.
 La lipasa pancreática, permite la digestión y
absorción de los lípidos
 Aumenta en el suero en pancreatitis aguda

34. Deshidrogenasa láctica LDH
(EC 1.1.1.27)
 Cataliza la reacción reversible de
lactato a piruvato
 La LDH está constituida por
cuatros subunidades.
 Existen dos tipos de subunidades
diferentes, lo que explica la
existencia de 5 isoformas
distintas que poseen una
movilidad electroforética diferente
que permite distinguirlas.
Puede estar elevada después de
infarto al miocardio y durante
muchas enfermedades del
hígado.
También puede estar elevada en
anemia hemolítica.
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35. Patrón isoenzimático de la LDH de suero en
infarto de miocardio y en hepatitis aguda
LDH 1
LDH5
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36. g-Glutamil transferasa, EC 2.3.2.2 (GGT)
GSH + aa γ-Glu-aa + Cys-Gly
Cataliza una reacción entre un tripéptido: el glutation y un aminoácido
para formar un gama-glutamil aminoácido y cisteinil glicina.
Tiene un importante papel en el transporte de aminoácidos a través de
membranas.
Es un indicador sensible de enfermedades del hígado.
Es una enzima inducible, y su concentración en suero aumenta
con xenobióticos (alcohol, drogas, etc.)
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37. Enzimas séricas de importancia clínica
 •Aspartato aminotransferasa (AST/TGO)
•Valores normales: < 40U/ml
•Aumento importante: Infarto de miocardio, hepatitis, traumatismos
 •Alanina aminotransferasa (ALT/TGP)
•Valores normales: < 50 U/ml
•Aumento importante: Hepatitis
 • Alfa-amilasa
• Valores normales: <50U/ml
•Aumento importante: pancreatitis aguda, cáncer de páncreas
 Lipasa
Valores normales: 20-140 U/ml
Aumento importante: pancreatitis aguda y en el cáncer de
páncreas
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38. Enzimas séricas de importancia clínica
Gamaglutamil transpeptidasa (GGT)
 •Valores normales: < 35U/ml en varones y <25U/ml en
mujeres
 •Aumento importante: Hepatitis vírica, obstrucción biliar,
metástasis hepáticas, enf. alcohólica
 Deshidrogenasa láctica (LDH)
 • Valores normales: < 120-230 U/ml
 • Aumento importante: infarto de miocardio (LDH1),
hepatitis víricas (LDH4, LDH5)
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39. Causas mas frecuentes de elevación de
transaminasas
Causas hepáticas Causas extrahepáticas
Consumo excesivo de alcohol Enfermedad celiaca
Medicamentos Miopatías hereditarias o
adquiridas
Hepatitis viral Ejercicio intenso
Hígado graso Sarcoidosis
Hepatitis autoinmune Patología de vías biliares
Hemocromatosis Neoplasias con metástasis

40. Enzimas séricos en la enfermedad cardiaca
 Creatín fosfoquinasa (CPK) < 160 U/L (isoenzima “mb”)
 Láctico deshidrogenasa (LDH)< 120-230 U/L;
isoenzima1 (15-25%)
 Aspartato aminotransferasa (AST;TGO) < 40 U/L
Tras el infarto, hay una liberación de proteínas
intracelulares de las células dañadas.
La primera en ser detectada es la troponina (5-10 h
post infarto), seguida de la CPK-MB (pico a 1 día), y
finalmente la LDH 1, cuyo máximo se alcanza a los 2-3
días post infarto

41. CPK-MB
TGO
LDH 1
41

42. Troponinas en IMA

43. PRINCIPALES ENZIMAS SÉRICAS EN EL
DIAGNÓSTICO CLÍNICO
ENZIMA SÉRICA PRINCIPAL USO DIAGNÓSTICO
Aminotransferasas
Aspartato aminotransferasa (TGO) Infarto de miocardio
Alanina aminotransferasa (TGP) Hepatitis viral
Amilasa y lipasa Pancreatitis aguda
Creatina kinasa (CPK) Trastornos musculares e infarto de
miocardio
Gama glutamil transpeptidasa (GGT) Enfermedades hepáticas
Alcoholismo
Deshidrogenasa láctica (LDH) Infarto de miocardio
(isoenzimas)
Fosfatasa ácida Carcinoma metastásico de próstata
Fosfatasa alcalina Trastornos óseos y enfermedades
(isoenzimas) hepáticas obstructivas
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44. ENZIMAS EN EL DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDADES
GENÉTICAS
Gracias a técnicas basadas en el rendimiento catalítico
y la especificidad de la catálisis enzimática, se pueden
detectar las mutaciones genéticas:
 PCR (reacción en cadena de la polimerasa), analiza el
DNA en muestras biológicas y forenses
 RFLP (polimorfismo de longitud del fragmento de
restricción), facilita la detección prenatal de trastornos
hereditarios como rasgo drepanocítico, talasemia B,
fenilcetonuria infantil y enfermedad de Huntington

45. ENZIMAS EN EL DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDADES
INFECCIOSAS
 Ensayo inmunoenzimático (ELISA, Enzyme-
Linked ImmunoSorbent Assay).
Esta técnica detecta una amplia variedad de
agentes infecciosos. El método se utiliza en la
detección de virus sincial respiratorio.
Chlamydia trachomatis, Neisseria
gonorrhoeae, rotavirus, adenovirus, virus
hepatitis, virus varicela-zoster y HIV (Virus de
Inmunodeficiencia Humana).

46. CONCLUSIONES
 Las enzimas son catalizadores biológicos
eficaces y altamente específicos
 El análisis de las enzimas plasmáticas ayudan
al diagnóstico, pronóstico y evolución de las
enfermedades
 A través de la terapia génica se logra
subsanar las deficiencias o los defectos en la
función de las enzimas

47. FIN
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