Colinesterasa
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|---|---|
| función molecular | actividad de la colinesterasa [d] [1] |
| Código KF | 3.1.1.8 [2] |
Las colinesterasas (del griego Choline - χολή " bilis " y esterasas ) son un grupo de enzimas de la clase de las hidrolasas de ácido carboxílico , cuyos sustratos son ésteres de colina con ácidos acético, propiónico o butírico. Una de las reacciones cualitativas importantes de la enzima es la inhibición por el alcaloide eserina a una concentración de 10 −5 - 10 −8 M.
Nomenclatura de colinesterasas
- El nombre del primer subgrupo de hidrolasas es acetilcolina acetilhidrolasa ( código de enzima 3.1.1.7 ) [3]
A menudo se utilizan nombres triviales: acetilcolinesterasa , acetilcolina hidrolasa o colinesterasa I. Este subtipo de enzima hidroliza la acetilcolina .
- El nombre del segundo subgrupo de hidrolasas es acetilcolina-acilhidrolasa ( código de enzima 3.1.1.8 ), y el nombre trivial es colinesterasa , con sinónimos pseudocolinesterasa, butirilcolinesterasa , colinesterasa II, propionilcolinesterasa. Hidroliza butirilcolina, propionilcolina, etc.
Rol biológico
- La acetilcolinesterasa (EC 3.1.1.7) juega un papel clave en los procesos de transmisión neurohumoral y sináptica: en las sinapsis colinérgicas, cataliza la hidrólisis de la acetilcolina y, como resultado, detiene el efecto de este mediador sobre el receptor colinérgico responsable de la excitación. de la fibra nerviosa . Cuando se inhibe la AChE , la liberación de los receptores de la acetilcolina se produce muy lentamente (solo por difusión ) y se bloquea la transmisión de los impulsos nerviosos a nivel: neurotransmisor <-> membrana postsináptica . Esto provoca la desorganización de muchos procesos corporales y, en algunos casos, por ejemplo, en caso de intoxicación grave , en particular, los compuestos organofosforados (ver intoxicación por organofosforados ) pueden provocar la muerte.
- La colinesterasa sérica (EC 3.1.1.8.) realiza funciones protectoras en el organismo. En particular, protege a la acetilcolinesterasa de la inactivación, ya que hidroliza el inhibidor de esta enzima, la butirilcolina, a una tasa elevada [4] . Se ha establecido que la introducción de colinesterasa de suero de caballo o colinesterasa humana recombinante en la sangre de los animales los protege en un 100% de las dosis letales de sarín , somán y gases Vx . La colinesterasa es la principal enzima que metaboliza la cocaína y sus derivados en productos de descomposición no tóxicos, por lo que se pueden utilizar fármacos a base de colinesterasa en casos de sobredosis de esta sustancia psicoactiva . [5]
Interacción de la colinesterasa con inhibidores y reactivadores
Un inhibidor es una sustancia que reduce la actividad de las enzimas ( venenos catalíticos ). Los inhibidores de la colinesterasa son algunos compuestos naturales y sintéticos: compuestos organofosforados (OP), ésteres de ácidos N-alquilcarbámicos (carbamatos), bases de amonio cuaternario, compuestos heterocíclicos que contienen un átomo de nitrógeno terciario o cuaternario. Algunas características de estas sustancias se presentan en la tabla. 1. Los FOS y los carbamatos a veces se denominan "semisustratos" o "sustratos pobres" [4] .
- Los FOS se hidrolizan en el centro activo de la enzima, el residuo fosforilo interactúa con el grupo OH de la serina del centro activo para formar una "enzima fosforilo". La siguiente etapa de la catálisis, la hidrólisis de la "enzima fosforilada" con agua y la formación de una enzima libre, procede muy lentamente, de modo que la actividad de la enzima no se restablece. El proceso es irreversible. La actividad de la "enzima fosforilada" se puede restaurar con la ayuda de reactivadores (por ejemplo , dipiroxima ), que desplaza el residuo fosforilado del enlace colinesterasa, y la molécula de enzima se libera para interactuar con el sustrato. Los compuestos organofosforados tienen un poderoso efecto tóxico en el organismo . La causa de la intoxicación es la acumulación de acetilcolina no hidrolizada, que provoca primero la aceleración de la conducción de los impulsos nerviosos (excitación) y luego el bloqueo de la transmisión de los impulsos nerviosos ( parálisis ). Los FOS se utilizan como agentes de guerra química (CWA), insecticidas y medicamentos [6] .
- Los carbamatos , como los FOS, se hidrolizan en el sitio activo de la enzima, el residuo de ácido carbámico escindido interactúa con el grupo OH de la serina para formar una "enzima carbamoilo". La siguiente etapa de la catálisis, su hidrólisis con agua y la formación de una enzima libre, es más rápida que la hidrólisis de la "enzima fosforilada", pero más lenta que las "enzimas aciladas" naturales. Los carbamatos bloquean la actividad de la colinesterasa durante varias horas y luego se restablecen. Este es un tipo reversible de inhibición. Los carbamatos son ampliamente utilizados como fármacos para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, parálisis y otras enfermedades [7] . El uso a gran escala de fisostigmina , un inhibidor reversible de la colinesterasa, también se ha descrito como profiláctico contra una posible intoxicación con BOV. En 1991, durante la Guerra del Golfo de Adén, se administró fisostigmina a 400.000 soldados estadounidenses para bloquear rápidamente (y por lo tanto proteger contra la inactivación) la acetilcolinesterasa y la colinesterasa, ya que se esperaba un ataque del ejército iraquí con gases nerviosos [8] .
Tabla 1. Inhibidores de la colinesterasa y su acción
| Clase de conexión | Tipo de conexión con la colinesterasa | inhibición | Preparativos |
|---|---|---|---|
| compuestos organofosforados | Covalente en el sitio activo | irreversible | clorofos , tiofos , armin , sarin , tabun |
| carbamatos | Enlace covalente en el sitio activo | reversible | fisostigmina , carbaril ( sevin ), neostigmina ( prozerin ), aminocarb |
| Amonio cuaternario y compuestos heterocíclicos | Complejo con el sitio aniónico de la enzima. | Competitivo | alcaloides , galantamina , tacrina , donepezilo , cloruro de edrofonio |
El papel de la actividad de la colinesterasa en anestesiología
La necesidad de estudiar variantes de colinesterasa surgió a mediados de la década de 1960 . En ese momento , el relajante muscular succinilcolina comenzó a usarse en cirugía para el paro respiratorio a corto plazo en pacientes durante 3 a 10 minutos. El cálculo se realizó en una persona con actividad normal de la colinesterasa sérica, pero surgieron complicaciones: si la actividad de la colinesterasa en un paciente está reducida o ausente, la cantidad de relajante muscular que afecta la unión neuromuscular aumenta significativamente y la duración de la apnea puede ser de varias horas (se nota un caso de apnea de 9 horas), lo que puede poner en peligro la vida del paciente [8] . Durante las operaciones quirúrgicas, del 4 al 7% de los pacientes son sensibles a la succinilcolina . En Dinamarca , el Centro de Investigación de la Colinesterasa se estableció en 1972, con 2.300 pacientes de 62 familias examinados para el año 2000 .
Cambios en la actividad de la colinesterasa en diversas enfermedades
La actividad de la colinesterasa disminuye con:
- congestión en el hígado (debido a alteraciones hemodinámicas , nefritis , síndrome nefrótico );
- ictericia mecánica (obstructiva) ;
- colelitiasis ;
- colecistitis ;
- colangitis ;
- cirrosis del hígado ;
- procesos inflamatorios en el hígado ( hepatitis aguda agresiva, significativamente);
- infarto de miocardio ;
- neoplasias malignas ;
- reumatismo ;
- lesiones inflamatorias de la piel y los músculos ( dermatomiositis );
- distrofia muscular ;
- enfermedad renal crónica ;
- embarazo tardío ;
- condiciones asociadas con una disminución en los niveles de albúmina en plasma (la colinesterasa se sintetiza en las células hepáticas junto con la fracción de albúmina);
- envenenamiento con ciertos insecticidas y plaguicidas ( compuestos organofosforados y carbamatos ) utilizados en la agricultura; hongos , arsénico , relajantes musculares ;
- uso de inhibidores de la ovulación ;
- el uso de glucocorticoides en la terapia antiinflamatoria o como agentes inmunosupresores .
En muchos casos, una disminución de la actividad de la colinesterasa sérica se debe a una disminución de la función de síntesis del hígado.
La actividad de la colinesterasa aumenta con:
- asma bronquial
- enfermedad renal grave
- obesidad
- alcoholismo
- úlcera péptica y enfermedades inflamatorias del intestino delgado
- mioma uterino .
Imágenes
Notas
- ↑ Lanzamiento de InterPro 2019-Nov-12 - 2019-11-12 - 2019.
- ↑ Swiss Prot - 1986.
- ↑ D. G. Knorre. "Química biológica: Proc. para química, biol. y miel especialista. universidades" . - 3ro. - M .: "Escuela Superior" , 2000 . - Pág. 457. - ISBN 5-06-003720-7 .
- ↑ 1 2 A. P. Brestkin, A. P. Kuznetsova. "Colinesterasas en animales terrestres y animales acuáticos" . - Vladivostok : "Escuela Superior" , 1997 . - S. 15.
- ↑ Starostina VK; Degteva S.A. Colinesterasa: métodos de análisis y significado diagnóstico (PDF). asld.baikal.ru 8. ZAO Vector-Best (2008).
- ↑ Breve enciclopedia química. - 1. - M.: Enciclopedia soviética, 1961. - T. 1. - S. 282.
- ↑ Mashkovsky M.D. Medicamentos. - M.: Nueva ola, 2002. - S. 201.
- ↑ 1 2 Starostina VK, Degteva S.D. Colinesterasa: métodos de análisis y valor diagnóstico. - Novosibirsk: Vector-Best, 2008. - Pág. 14.
Enlaces
- Acerca de la colinesterasa en medportal.org
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