Enzimas

l. VISiÓN DE CONJUNTO

Prácticamente todas las reacciones del organismo están media-das por enzimas, que son proteínas catalizadoras que aumentanla velocidad de las reacciones sin experimentar cambios en elproceso. Entre las muchas reacciones biológicas que son ener-géticamente posibles, las enzimas canalizan selectivamente losreactantes (denominados sustratos) en vías útiles. Las enzimas,por,tanto, dirigen todos los acontecimientos metabólicos. En estecapítulo se examina la naturaleza de esas moléculas catalíticasy su mecanismo de acción.

11.NOMENCLATURA

Cada enzima tiene asignado dos nombres. El primero es su nom-bre recomendado, corto, cómodo para el uso cotidiano. El se-gundo es el nombre sistemático más completo, que se utilizacuando debe identificarse una enzima sin ambigüedad.

A. Nombre récomendado

Los nombres utilizados con más frecuencia para las enzimastienen el sufijo «<asa» unido al sustrato de la reacción (p. ej..,glucosidasa, ureasa, sacarasa) o a una descripción de la ac-ción que realizan (p. ej., lactato deshidrogenasa y adenilatociclasa). [Nota: algunas enzimas conservan sus nombres tri-viales originales, que no dan ninguna pista sobre la reacciónenzimática asociada, p. ej., tripsina y pepsina.]

B. Nombre sistemático

En la nomenclatura sistemática,las enzimas se dividen enseis clases principales (fig. 5-1), cada una con numerosossubgrupos. Para una enzima dada, se une el sufijo -asa auna descripción bastante completa de la reacción químicacatalizada, en la que se incluyen los nombres de todos lossustratos; por ejemplo, lactato:NAfJ+ oxidorreductasa. [Nota:a cada enzima se le asigna también, un número de clasifi-cación.] Los nombres sistemáticos son inequívocos e infor-mativos, pero a menudo son demasiado complicados paraser de uso general.

1. Oxidorreductasas Catalizan reacciones deoxidorreducción, como:

CH3- OH- 000- + NAD+ ( ) OH3- 0- COO- + NADH+HI ~ Lactato 11 • .OH 2e- deshidrogenasa o

2HLactato _. Piruvato

.Catalizan la transferencia de. \ .grupos que contienenC-, N- o P«,como:

~ H20

~H~9H- 000- + THF .( t) . 9H2'OOO- + TH~OH'" ~ + Serma hldroxlmetll- + "'H

NH3 transferasa NH3 •••Serina Glicina

Catalizan la esci$jon de enlacesmediante la adición de agua,'como:

NH2 ,":fNH2 + H20 ....•...••...•002 + 2 NH3~ )) Ureasa

u~a ~Catalizan la escisión de 105enlaces C...c, C-S y ciertosC-N, éol'lJo: - -.

2. Transferasas

3. Hidrolasas

4. Liasas

---+"Píruvató .

descarboxilasa

OH3-CH += nO

AcetaldehídoPiruvato

5. IsomerasasCatalizan la racemizaciónde 105 ísérneros ópticoso geométricos, como:

~ 'OOC-OH20H2-0cCc:>A~~~~~~~~ oSuccinil-CoA

Catalizan la formación de enlacesentre el carbono y el O, el S y el Nacoplados a la hidrólisis de

"~sfatosde alta energía, como:.• "

CH3-Ccc 000- T cO2 ~ 'OOC':CH2-C-COO"-11 - f5iruvalo·"· 11O carboxilasa O

P" I ~ O Iíruvato ATP ADP + p¡ xa acetato

6. Ligasas

Figura 5-1Ejemplos de las seis principales clasesde la clasificación internacional de enzimas.THF, tetrahidrofolato.

53

54 5. Enzimas

Sustrato~

~.~

~

~

S( "-ltlo activo ~ .

Enzima

Figura 5-2Representación esquemática de unaenzima con un sitio activo al que seune a una molécula de sustrato.

MITOCONDRIAS

, • Ciclo de los ATC

• Oxidación de los ácidos grasos

• Oxidación del piruvato

CITOSOL• Glucólisis .• Vía de las hexosas

monofosfato• Síntesis de ácidos grasos

LlSOSOMA

• Degradación demacromoléculas complejas

Figura5-3Localización intracelular de algunasvías bioquímicas importantes.ATe, ácidos tricarboxílicos.

Nomenclatura de enzimas potencialmente confusa: sin-tetasa (requiere ATP), sinfasa (no requiere ATP); tosteie-sa (utiliza agua para retirar un grupo fostorilo), tostorila-sa (usa Pi para romper un enlace y generar un productofosforilado); deshidrogenasa (NAD+/FAD actúa comoaceptar de electrones en una reacción redox), oxidasa(El 02 es aceptar de electrones pero no se incorporanátomos de oxíqeno en el sustrato), oxigenasa (se incor-poran uno o ambos átomos de oxígeno en el sustrato).

111.PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS

Las enzimas son proteínas catalizadoras que aumentan la velocidad de unareacción química y no se consumen durante la reacción. [Nota: algunos ARNpueden actuar como enzimas, normalmente catalizando la escisión y síntesisde enlaces fosfodiéster. Los ARN con actividad catalítica se denominan ribo-zimas y se encuentran con mucha menos frecuencia que los catalizadoresproteicos.]

A. Sitios activos

Las moléculas enzimáticas contienen una bolsa o hendidura especialesdenominada sitio activo. El sitio activo contiene cadenas laterales deaminoácidos que participan en la unión del sustrato y la catálisis (figura5-2). El sustrato se une a la enzima y forma un complejo enzima-sustrato(ES). Se piensa que la unión causa un cambio conformacional en la en-zima (ajuste inducido) que permite la catálisis. El complejo ES se con-vierte en un complejo enzima-producto (EP) que se disocia posterior-mente en la enzima y el producto.

B. Eficiencia catalítica

Las reacciones catalizadas por una enzima son muy eficientes: trans-curren a velocidades 103 a 108 veces más rápidas que las reacciones nocatalizadas. El número de moléculas de sustrato convertidas en pro-ducto por molécula de enzima por segundo se denomina número de re-cambio, o kcat' Y suele ser de 102 a 104 S·1

C. Especificidad

Las enzimas son muy específicas: interaccionan con un sustrato, o unospocos sustratos, y catalizan sólo un tipo de reacción química. [Nota: Elconjunto de enzimas sintetizado en una célula determina que vías me-tabólicas se producenen esa célula.]

D. Holoenzimas

Algunas enzimas necesitan moléculas que no son proteínas para reali-zar su actividad enzimática. El término holoenzima se refiere a la enzimaactiva con su componente no proteico, mientras que la enzima sin su mi-tad no proteica se denomina apoenzima y es inactiva. Si la mitad no pro-teica es un ion metálico como el Zrr' o el Fe2+, se denomina cofactor. Sise trata de una molécula orgánica pequeña, se conoce como coenzima.Las coenzimas que sólo se asocian transitoriamente con la enzima sedenominan cosustratos. Los cosustratos se disocian de la enzima en unestado alterado (p. ej., NAO+,v. pág. 101). Si la coenzima está asociadapermanentemente con la enzima y vuelve a su forma original, se deno-mina grupo prostético (p. ej., FAD, v. pág. 110). Las coenzimas normal-mente proceden de las vitaminas. Por ejemplo, el NAD+ contiene niacina,y el FAD contiene riboflavina (v. cap. 28).

IV.Cómo actúan las enzimas 55

E. Regulación

La actividad enzimática puede ser regulada, es decir, incrementarse oreducirse, de modo que la velocidad de la formación del producto res-ponde a las necesidades de la célula.

F. Localización dentro de la célula

Muchas enzimas están localizadas en orgánulos específicos dentro dela célula (fig. 5-3). Dicha compartimentalización sirve para aislar el sus-trato o el producto de la reacción de otras reacciones competidoras.Esto proporciona un ambiente favorable para la reacción y permite or-ganizar las millares de enzimas presentes en la célula en vías definidasy con un objetivo.

IV. CÓMO ACTÚAN LAS ENZIMAS

El mecanismo de acción enzimática puede considerarse desde dos pers-pectivas diferentes. La primera trata la catálisis en términos de cambios deenergía que se producen durante la reacción, es decir, las enzimas pro-porcionan una vía de reacción alternativa, energéticamente favorable, encomparación con la reacción no catalizada. La segunda perspectiva des-cribe cómo el sitio activo facilita químicamente la catálisis.

A. Cambios de energía que ocurren durante la reacción

Prácticamente todas las reacciones químicas tienen una barrera de ener-gía que separa los reactantes de los productos. Esta barrera, denomina-da energía libre de activación, es la diferencia de energía entre la ener-gía de los reactantes y un intermediario de energía elevada que aparece

(durante la formación del producto. Por ejemplo, en la figura 5-4 se mues-tran los cambios de energía producidos durante la conversión de una mo-lécula de reactante A en el producto B a medida que avanza a través delestado de transición (intermediario de energía elevada), T*:

A T* B

1. Energía libre de activación: el pico de energía que se muestra enla figura 5-4 es la diferencia de energía libre entre el reactante yT*, donde el intermediario de energía elevada se forma durante laconversión del reactante en producto. Debido a la elevada energíalibre de activación, las velocidades de las reacciones químicas nocatalizadas suelen ser lentas.

2. Velocidad de reacción: para que las moléculas reaccionen, de-ben contener suficiente energía como para superar la barrera deenergía del estado de transición. En ausencia de una enzima, sólouna pequeña proporción de una población de moléculas puedeposeer esa energía suficiente como para alcanzar el estado detransición entre el reactante y el producto. La velocidad de lareacción viene determinada por el número de dichas moléculasenergizadas. En general, cuanto menor sea la energía libre de ac-tivación, mayor es el número de moléculas con energía suficientepara atravesar el estado de transición y, por tanto, más rápida esla velocidad de la reacción.

3. Vía de reacción alternativa: una enzima permite que una reaccióntranscurra rápidamente en las condiciones que prevalecen en lacélula al proporcionar una vía de reacción alternativa con una ener-gía libre de activación más baja (fig. 5-4). La enzima no cambia la

No hay diferencia en la energía librede la reacción global (la energía de losreactantes menos la energía delos productos) entre las reaccionescatalizada y la no catalizada.

Figura 5-4Efecto de una enzima sobre la energíade activación de una reacción.

56 5. Enzimas

Figura 5-5Esquema de los cambios de energíaque se asocian a la formación deun complejo enzima-sustrato y lasubsecuente formación de un estadode transición.

energía libre de los reactantes ni de Losproductos y, por consi-guiente, no cambia el equilibrio de la reacción (v.pág. 71). Sin em-bargo, acelera la velocidad con la cual se alcanza el equilibrio.

B. Química del sitio activo

El sitio activo no es un receptáculo pasivo para la unión del sustrato, an-tes bien, es una máquina molecular compleja que emplea mecanismosquímicos diversos para facilitar la conversión del sustrato en producto.Una serie de factores son responsables de la eficiencia catalítica de lasenzimas, entre ellos los siguientes:

1. Estabilización del estado de transición: el sitio activo a menudo actúacomo una plantilla molecular flexible que enlaza el sustrato e inicia suconversión a un estado de transición, una estructura en la cual losenlaces no son como los del sustrato o el producto (v.T* en la parte su-perior de la curva de la fig. 5-4). Al estabilizar el estado de transición,la enzima aumenta en gran medida la concentración del intermedia-rio reactivo que puede convertirse en producto y, por tanto, acelera lareacción.

2. Otros mecanismos: el sitio activo puede proporcionar grupos catalíti-cos que intensifican la probabilidad de que se forme el estado de tran-siGión. En algunas enzimas, estos grupos pueden participar en catáli-sis acidobásicas generales en las cuales restos de aminoácidosproporcionan o aceptan protones. En otras enzimas, la catálisis puedeimplicar la formación transitoria de un complejo covalente ES.'[Nota: elmecanismo de acción de la quimotripsina, una enzima intestinal de di-

~ gestión proteica, abarca catálisis por base general, ácido general y co-valente.Una histidina del sitio activo de la enzima ga,ha(base general)y pierde (ácido general) protones, debido al pK de la histidina en pro-teínas que están próximas al pH fisiológico. La serina en el sitio activoforma un enlace covalente con el sustrato.]

3. Visualización del estado de transición: la conversión catalizada en-zimáticamente de un sustrato en un producto puede visualizarsecomo algo similar a quitarle un jersey a un lactante que no coopera(fig. 5-5). El proceso tiene una energía de activación elevada porquela única estrategia razonable para quitar la prenda (prácticamentearrancándosela) requiere que la sacudida aleatoria del lactante hagaque los dos brazos queden completamente extendidos por encimade la cabeza (una postura improbable). Sin embargo, podemos ima-ginar a uno de los padres actuando como una enzima, primero po-niéndose en contacto con el lactante (formando el ES), luego guian-do los brazos del lactante a la posición vertical extendida, análoga alestado de transición ES. Esta postura (conformación) del lactante fa-cilita la retirada del jersey, dando lugar al niño desnudo, que aquí re-presenta el producto. [Nota: el sustrato unido a la enzima (ES) tieneuna energía ligeramente menor que el sustrato no unido (S) y expli-cala pequeña «depresión» en la curva en ES.]

V. FACTOFttS QUE AFECTAN A LA VELOCIDADDE LA REACCiÓN

Las enzimas pueden aislarse de las células y sus propiedades estudiarseen un tubo de ensayo (es decir, in vitro). Enzimas diferentes muestran res-puestas diferentes a cambios en la concentración del sustrato, la tempera-tura y el pH. En esta sección se describen los factores que influyen en la ve-

V. Factores que afectan a la velocidad de la reacción- 57

locidad de reacción de las enzimas. Las respuestas enzimáticas a estosfactores nos proporcionan pistas valiosas con respecto a cómo funcionanlas enzimas en las células vivas (es decir, in vivo).

A. Concentración del sustrato

1. Velocidad máxima: la tasa o velocidad de una reacción (v) es el nú-mero de moléculas de sustrato que se convierte en producto por uni-dad de tiempo; la velocidad suele expresarse como urnol de productoformado por minuto. La tasa de una reacción catalizada enzimática-mente aumenta con la concentración del sustrato hasta alcanzar unavelocidad máxima (Vmáx) (fig. 5-6). La nivelación de la velocidad de lareacción a concentraciones elevadas de sustrato refleja la saturacióncon sustrato de todos los sitios de unión disponibles en las moléculasde enzima presentes.

2. Forma hiperbólica de la curva de la cinética enzimática: la mayoría delas enzimas muestran una cinética de Michaelis-Menten (v. pág. 58),en la cual, la representación de la velocidad de reacción inicial (vo) fren-te a la concentración de sustrato ([8]) es hiperbólica (de forma similara la curva de disociación de oxígeno de la mioglobina, v. pág. 29). Porel contrario, las enzimas alostéricas no siguen la cinética de Michaelis-Menten y muestran frecuentemente una curva sigmoidea (v. pág. 62)cuya forma es similar a la de la curva de disociación de oxígeno de lahemoglobina (v. pág. 29).-.B. Temperatura

1. Aumento de la velocidad con la temperatura: la velocidad de lareacción aumenta con la temperatura hasta que se alcanza una ve-locidad máxima (fig. 5-7). Este aumento es consecuencia del mayornúmero de moléculas que tienen energía suficiente como para atra-vesar la barrera energética y formar los productos de la reacción.

2. Disminución de la velocidad con temperaturas más elevadas: un au-mento ulterior de la temperatura provoca una disminución de la velo-cidad de la reacción como consecuencia de la desnaturalización dela enzima inducida por la temperatura (v. fig. 5-7).

La temperatura óptima para la mayoría de las enzi-mas humanas está comprendida entre 35 De y40 "C. Las enzimas humanas empiezan a desnatu-ralizarse a temperaturas por encima de 40 De, perobacterias termófilas encontradas en las. aguas ter-males tienen temperaturas óptimas de 70 De.

C. pH~

1. Efecto del pH sobre la ionización del sitio activo: la concentración deH+ afecta a la velocidad de reacción de varias formas. En primer lu-gar, el proceso catalítico suele precisar que la enzima y el sustratotengan grupos químicos específicos en un estado ion izado o desio-nizado para interaccionar. Por ejemplo, la actividad catalítica puedeprecisar que un grupo amino de la enzima esté en la forma protona-da (-NH3+). A pH alcalino, este grupo se desprotona y la velocidad dela reacción, por tanto, disminuye.

2. Efecto del pH-sobre la desnaturalización de la enzima: los valores ex-tremos de pH también pueden inducir desnaturalización de la enzima,porque la estructura de la molécula proteica catalíticamente activa de-pende del carácter iónico de las cadenas laterales de los aminoácidos.

- Las enzimas que siguen lacinética de Michaelis-Mentenmuestran una curva hiperbólica ..

Figura 5-6Efecto de la concentración del sustratosobre la velocidad de la reacción.

Figura 5-7Efecto de la temperatura sobre unareacción catalizada enzimáticamente.

58 5. Enzimas

Figura 5-8Efectodel pH sobre las reacciones .~catalizadasenzimáticamente. \

'O.z.. Vmáx -------------:--:--~-----Enzima 1

""

La gran Km de laenzima 2 refleja unabaja afinidad de laenzima por el sustrato.

La pequeña Km de laenzima 1 refleja unagran afinidad de laenzima por el sustrato. ,

Figura 5-9Efectode la concentraciónde sustratoen lasvelocidadesde la reaccióncatalizadapor dos enzimas:enzima1con una Km pequeñay la enzima2 conuna Km alta.

3. El pH óptimo varía para las diferentes enzimas: el pH al cual se al-canza la actividad enzimática máxima es diferente para las diferen-tes enzimas, ya menudo refleja la [H+] a la cual funciona la enzimaen el organismo. Por ejemplo, la actividad máxima de lapepsina, unaenzima digestiva del estómago, se encuentra a pH 2, mientras que unambiente tan ácido desnaturaliza otras enzimas, diseñadas para tra-bajar a pH neutro (fig. 5-8).

VI. ECUACiÓN DE MICHAELlS-MENTEN

A. Modelo de reacción

Leonor Michaelis y Maude Menten propusieron un modelo simple queexplica la mayoría de las características de las reacciones catalizadaspor enzimas. En este modelo, la enzima se combina irreversiblementecon su sustrato para formar un complejo ES, que posteriormente rin-de el producto y permite la regeneración de la enzima libre. El modelo,en el que interviene una molécula de sustrato, se representa a conti-nuación:

E + S

donde S es el sustratoE es la enzimaES es el complejo enzima-sustratoP es el productok1, k_1 Y k2 son las constantes de velocidad

B. Ecuación de Michaelis-Menten

La ecuación de Michaelis-Menten describe cómo varía la velocidad dela reacción en función de la concentración del sustrato:

va = velocidad de reacción inicialVmáx = velocidad máximaKm = constante de Michaelis = (k_1 +k2)/k1[S] = concentración del sustrato

Para obtener la ecuación de velocidad de Michaelis-Menten se consi-deran las siguientes suposiciones:

donde

1. Concentraciones relativas de E y S: la concentración de sustrato ([S])es mucho mayor que la concentración de enzima ([E]), de modo queel porcentaje de sustrato total unido por la enzima en cualquier mo-mento es pequeño.

2. Suposición del estado estacionario: el [ES] no cambia con el tiem-po (la suposición del estado estacionario), es decir, la velocidad deformación de ES es igual a la de descomposición de ES (a E + S Y .a E + P). En general, se dice que un intermediario en una serie dereacciones está en estado estacionario cuando su velocidad de sín-tesis es igual a su velocidad de degradación.

VI. Ecuación de Michaelis-Menten 59

3. Velocidad inicial: en el análisis de las reacciones enzimáticas se uti-lizan las velocidades de reacción iniciales (va). Esto significa que lavelocidad de la reacción se mide en cuanto se mezclan la enzima yel sustrato. En este momento, la concentración de producto es muypequeña y, por consiguiente, la velocidad de retrorreacción de P a Spuede ignorarse.

C. Conclusiones importantes sobre la cinética de Michaelis-Menten

1. Características de la Km: la Km (la constante de Michaelis) es carac-terística de una enzima y su sustrato concreto, y refleja la afinidadde la enzima por ese sustrato. La Km es numéricamente igual a laconcentración de sustrato a la cual la velocidad de la reacción esigual a %Vmáx' La Km no varía con la concentración de la enzima.

a. Km pequeña: una Km numéricamente pequeña (baja) refleja unaafinidad elevada de la enzima por el sustrato, porque se necesitauna baja concentración e: sustrato para saturar la mitad dela enzima, es decir, para alcanzar una velocidad que sea %Vmáx(fig.5-9). .

b. Km grande: una Km numéricamente grande (elevada) refleja unaafinidad baja de la enzima por el sustrato, porque se necesitauna concentración elevada de sustrato para saturar la mitad de laenzima.

2. Relación de la velocidad con la concentración de la enzima: lavelocidad de la reacción es directamente proporcional a la concen-tración de la enzima a todas las concentraciones de sustrato. Porejemplo, si la concentración de la enzima se divide por la mitad, la ve-locidad inicial de la reacción (va)' así como la Vmáx' se reducen a lamitad del valor original. ~

3. Orden de la reacción: cuando la [S) es mucho menor que la Km, la ve-locidad de la reacción es aproximadamente proporcional a la con-centración del sustrato (fig. 5-10). Se dice entonces que la velocidadde la reacción es de primer orden con respecto al sustrato. Cuando [S)es mucho mayor que la Km, la velocidad es constante e igual a la Vrnáx-La velocidad de la reacción es entonces independiente dela concentración del sustrato y se dice que la reacción es de ordencero con respecto a la concentración del sustrato (v. fig. 5-10).

D. Representación de Lineweaver-Burk

Cuando se representa la va con respecto a [S), no siempre es posible de-terminar cuándo se ha alcanzado la Vmáx- debido a la pendiente ascen-dente gradual de la curva hiperbólica a concentraciones de sustrato ele-vadas, Sin embargo, si se representa 1/va con respecto a 1/[S), seobtiene una línea recta (fig. 5-11). Esta gráfica, la representación de Li-neweaver-Burk (también denominada como representación doble recí-proca) puede utilizarse para calcular la Km Y la Vrnáx- así como para de-terminar el mecanismo de acción de los inhibidores enzimáticos.

1. La ecuación que describe la representación de Lineweaver-Burk es:

Km 1= ---'''-'--- +---va Vmáx [8] Vmáx1

donde la intersección en el eje de las x es igual a -1/Km Y la inter-sección en el eje de las y es igual a 1N méx-

A altas concentraciones desustrato ([5] » ~m) lavelocidad de reacción es delorden de 0, es decir, esconstante e independientede la concentración de sustrato.

l Vmáx

A bajas concentracionesde sustrato ([5] « Km) lavelocidad de reacción esde primer orden, es decir, .es proporcional a laconcentración de sustrato.

Figura 5-10Efecto de la concentración del sustratosobre la velocidad de la reacción parauna reacción catalizada por una enzima.

Figura 5-11Representación de Lineweaver-Burk.

60 5. Enzimas

VII. INHIBICiÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

Cualquier sustancia que pueda disminuir la velocidad de una reacción ca-talizada por una enzima se denomina inhibidor. En general, los inhibidoresirreversibles se unen a las enzimas mediante enlaces covalentes. Los inhi-bidores reversibles se unen a las enzimas mediante enlaces no covalentes,de modo que la dilución del complejo enzima-inhibidor provoca la disocia-ción del inhibidor unido reversiblemente y la recuperación de la actividadenzimática. Los dos tipos de inhibición reversible encontrados con más fre-cuencia son la inhibición competitiva y la no competitiva.

r~

A. Inhibición competitiva

Este tipo de inhibición se produce cuando el inhibidor se une de mane-ra reversible al mismo sitio que ocuparía normalmente elsustrato y, porconsiguiente, compite con el sustrato por ese sitio.

1. Efecto sobre la Vmáx: el efecto de un inhibidor competitivo se invier-te aumentando la [8]. A una concentración de sustrato suficiente-mente elevada, la velocidad de la reacción alcanza la V máx observa-da en ausencia del inhibidor (fig. 5-12).

2. Efecto sobre la Km: un inhibidor competitivo aumenta la Km aparen-te para un sustrato determinado. Esto significa que, en presencia deun inhibidor competitivo, se necesita más sustrato para alcanzarV2Vmáx'

3. Efecto sobre la representación de Lineweaver-Burk: la inhibicióncompetitiva muestra una representación de Lineweaver-Burk carac-terística en la cual las gráficas de las relaciones inhibida y no inhibi-da cortan transversal mente en el eje y en 1N máx (no se modifica laVmáx)' Las reacciones inhibida y no inhibida muestran diferentes pun-tos de intersección con el eje de las x, lo que indica que la Km apa-rente aumenta en presencia del inhibidor competitivo porque -1/Km seacerca a cero desde un valor negativo (v. fig. 5-12).

La velocidad máxima, Vmáx,es la misma en presencia deun inhibidor competitivo.

La constante de Michaelis, Km, aumentaaparentemente en presencia de un inhibidorcompetitivo.

Figura 5-12A. Representación del efecto de un inhibidor competitivo sobre la velocidad de la reacción 010) frente al sustrato ([S]). B. Represen-tación de Lineweaver-Burk de la inhibición competitiva de una enzima.

VII. Inhibición de la actividad enzimática 61

4. Estatinas como ejemplos de inhibidores competitivos: este grupode antihiperlipidémicos inhibe competitivamente la primera etapadeterminante de la síntesis del colesterol. Esta reacción está catali-zada por la hídroxímetílglutaríl-CoA reductasa (HMG-CoA reductasa,v. pág. 220). Las estatinas, como la atorvastatina y la pravastatina,'son análogos estructurales del sustrato natural de esta-enzima y com-piten eficazmente para inhibir la HMG-CoA reductasa. De este modo,inhiben la síntesis de nava del colesterol, reduciendo así los nivelesplasmáticos de colesterol (fig. 5-13). )

B. Inhibición no competitiva

Este tipo de inhibición se reconoce por su efecto característico sobre laVmáx (fig. 5-14). Se produce inhibición no competitiva cuando el inhibidory el sustrato se unen a sitios diferentes de la enzima. El inhibidor nocompetitivo puede unirse o bien a la enzima libre o bien al complejo ES,impidiendo así que se produzca la reacción (fig. 5-15).

1. Efecto sobre la Vmáx: la inhibición no competitiva no puede evitarseaumentando la concentración de sustrato. Por tanto, los inhibidores nocompetitivos disminuyen la V máx aparente de la reacción.

2. Efecto sobre la Km: los inhibidores no competitivos no interfieren enla unión del sustrato a la enzima. Por tanto, la enzima muestra la mis-ma Km en presencia o en ausencia del inhibidor no competitivo.

3. Efecto sobre la representación de Lineweaver-Burk: la inhibición nocompetitiva se diferencia fácilmente de la inhibiciówcompetitiva re-presentando t/v¿ frente a 1/[8] y observando que la Vmáx aparentedisminuye en presencia de un inhibidor no competitivo, mientras quela Km no se modifica (v. fig. 5-14).

4. Ejemplos de inhibidores no competitivos: algunos inhibidores actúanformando enlaces covalentes con grupos específicos de las enzimas.Por ejemplo, el plomo forma enlaces covalentes con las cadenas late-rales sulfhidrilo de la cisteína de las proteínas. La unión del metal pe-

o11e-o:

OH

H0L:~H C e-o:.3

CS-CooHMG-CoA(sustrate)

HOPravastatina

(inhibidor competitivo)

Figura 5-13La pravastatina compite con laHMG-CoA por el sitio activo dela HMG-CoA reductasa.

A BLa velocidad máxima, Vmáx,disminuye aparentemente enpresencia de un inhibidor nocompetitivo.

~ Con inhibidorno competitivo

[S]

La constante de Michaelis, Km, no se modificaen presencia de un inhibidor no competitivo.

-..L.[S]

Figura 5-14A. Representación del efecto de un inhibidor no competitivo sobre la velocidad de la reacción (vo) frente al sustrato ([8]). B. Repre-sentación de Lineweaver-Burk de la inhibición no competitiva de una enzima .

. "e 1Véaseel capítulo 21 de Lippincott's lIIustrated Reviews: .• . Farmacología para una explicación más detallada de los tárrnacos'para

. tratar la hiperlipidemia.

62 5. Enzimas

.L: !nhl~iClor

OComplejo El

(inactivo)Complejo ESI

(inactivo)

Figura 5-15Un inhibidor no competitivo se unetanto a la enzima libre como alcomplejo enzima-sustrato (ES).

,t- Ko,5

[Sustrato]

t t tKO,5 Ko,5 Ko,5

[Sustrato]

Figura 5-16Efectos de los efectores negativos Oo positivos O en una enzimaalostérica. A. Está alterada la Vmáx.B. Está alterada la concentración delsustrato que proporciona la velocidadsemi máxima (KO,5).

sado muestra inhibición no competitiva. La ferroque/atasa, una enzimaque cataliza la inserción de Fe2+ en la protoporfirina (un precursor delhemo, v.pág. 279), es un ejemplo de enzima sensible a la inhibición porel plomo. Otros ejemplos de inhibición no competitiva son algunos in-secticidas, cuyos efectos neurotóxicos son consecuencia de su unióncovalente al sitio catalítico de la enzima acetilcolinesterasa (una enzi-ma que hidroliza al neurotransmisor acetilcolina). [Nota: aunque se for-man enlaces covalentes, si la enzima activa puede ser recuperada, lainhibición es reversible.]I

C. Fármacos que actúan como inhibidores enzimáticos

Al menos la mitad de los 10 fármacos dispensados con más frecuenciaen Estados Unidos actúan como inhibidores enzimáticos. Por ejemplo,los antibióticos ~-Iactámicos tan generalizados, como la penicilina y laamoxicilinaf actúan inhibiendo enzimas que intervienen en la síntesis dela pared bacteriana. Los fármacos también pueden actuar inhibiendoreacciones extracelulares. Esto es ilustrado por los inhibidores de la en-zima conversora de la angiotensina (ECA), los cuales reducen la pre-sión arterial bloqueando la enzima que escinde laangiotensina I para for-mar el potente vasoconstrictor angiotensina 11.3 Estos fármacos, entre losque se cuentan el captopril, el enalapril yel lisinopril, provocan vasodi-latación y una reducción consecutiva de la presión arterial.

VIII. REGULACiÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

La regulación de la velocidad de reacción de las enzimas es esencial paraque un organismo coordine sus numerosos procesos metabólicos. Las tasasde la mayoría de las enzimas responden a cambios en la concentración delsustrato, porque el nivel intracelular de muchos sustratos se encuentra en elintervalo de la Km. Por tanto, un aumento de la concentración del sustrato in-duce un aumento de la velocidad de la reacción, que tiende a devolver laconcentración del sustrato a su nivel normal. Además, algunas enzimas confunciones reguladoras especializadas responden a efectores alostéricos o amodificación covalente, o muestran velocidades alteradas de la síntesis (odegradación) de la enzima cuando se modifican las condiciones fisiológicas.

A. Regulación de enzimas alostéricas

Las enzimas alostéricas están reguladas por moléculas denominadasefecto res (también llamados modificadores) que se unen de manera nocovalente a un sitio distinto del sitio activo. Estas enzimas suelen estarcompuestas por subunidades múltiples y el sitio regulador (alostérico) alque se une el efector puede estar localizado en una subunidad que noes catalítica en sí misma. La presencia de un efector alostérico puede al-terar la afinidad de la enzima por su sustrato o modificar la actividad ea-talítica máxima de la enzima, o ambas cosas. Los efecto res que inhibenla actividad de la enzima se denominan efecto res negativos, mientrasque los que aumentan la actividad enzimática se conocen como efecto-res positivos. Las enzimas alostéricas catalizan frecuentemente la eta-pa determinante al principio de la vía metabólica.

e 2Véaseel capítulo 32 de Llppincott's IlIustrated Reviews: Farmacología para• una explicación de los inhibidores de la síntesis de la pared celular bacteriana.

3Véaseel capítúlo 19 d~ "Lippincott's lIIustrated Revlews: F'f'rmacología para ,~,-,una explicación de los inhibidores de la enzima convertidorade angiote/:lsiría,,

VIII. Regulación de la actividad enzimática 63

1. Efectores homotropos: cuando el propio sustrato actúa como efec-tor, se dice que el efecto es homotropo. Es mucho más frecuente queun sustrato alostérico funcione como efector positivo. En tal caso, lapresencia de una molécula de sustrato en un lugar de la enzima in-tensifica las propiedades catalíticas de los otros lugares de unión delsustrato, es decir, sus sitios de unión muestran cooperatividad. Estasenzimas exhiben una curva sigmoidea cuando se representa la velo-cidad de reacción (vo) frente a la concentración del sustrato ([S]),fig. 5-16). Esto contrasta con la curva hiperbólica característica de lasenzimas que siguen la cinética de Michaelis-Menten, como se co-mentó previamente. [Nota: el concepto de cooperatividad de unión delsustrato es análogo al de unión del oxígeno a la hemoglobina.] Losefecto res positivos y negativos de las enzimas alostéricas puedenafectar o bien a la Vmáx o bien a la KO.5, o a ambas (v. fig. 5-16).

2. Efectores heterótropos: el efector puede ser diferente del sustrato, encuyo caso el efecto se dice que es heterótropo, Por ejemplo, consi-deremos la retroinhibición mostrada en la figura 5-17. La enzima queconvierte D en E tiene un sitio alostérico al que se une el producto fi-nal, G. Si la concentración de G aumenta (p. ej., porque no se utilizacon la misma rapidez con la que se sintetiza), se inhibe normalmen-te la primera etapa irreversible exclusiva de esa vía. La retroinhibi-ción proporciona a la célula cantidades apropiadas de un productoque necesita mediante la regulación del flujo de las moléculas de sus-trato a través de la vía que sintetiza dicho producto. Los efecto res he-terótropos son frecuentes, por ejemplo, la enzima glucolítica fosfo-fructocinasa-1 (PFK-1) es inhibida alostéricamente por el citrato, queno es un sustrato de la enzima (v. pág. 99).

B. Regulación de las enzimas mediante modificación covalente

Muchas enzimas pueden ser reguladas mediante modificación covalen-te, lo más frecuente, mediante la adición o la extracción de grupos fos-fato de residuos de serina, treonina o tirosina específicos de la enzima.La fosforilación de la proteína se reconoce como una de las vías princi-pales por medio de las cuales se regulan los procesos celulares.

1. Fosforilación y desfosforilación: las reacciones de fosforilación soncatalizadas por una familia de enzimas denominadas proteincínasasque utilizan el fosfato de adenosina (ATP) como un donante de fos-fatos. Los grupos fosfato son retirados de las enzimas fosforiladaspor la acción de fosfoproteinfosfatasas (fig. 5-18).

2. Respuesta de las enzimas a la fosforilación: dependiendo de la enzi-ma específica, la forma fosforilada puede ser más o menos activa quela forma no fosforilada. Por ejemplo, la fosforilación de la glucógenofosforilasa (una enzima que degrada el glucógeno) aumenta su activi-dad, mientras que la adición de fosfato a la glucógeno sintasa (una en-zima que sintetiza el glucógeno) disminuye su actividad (v. pág. 132).

C. Inducción y represión de la síntesis enzimática

Los mecanismos reguladores que se acaban de describir modifican la ac-tividad de las moléculas de enzima existentes. Sin embargo, las célulastambién pueden regular la cantidad de enzima presente alterando su ve-locidad de degradación o, más a menudo, su velocidad de síntesis. El au-mento (inducción) o la disminución (represión) de la síntesis de enzimasinduce una alteración en la población total de sitios activos. Las enzi-mas suietas a regulaciÓn de síntesis suelen ser las que se necesitan enuna sola etapa del ,desarrollo o en condiciones fisiológicas seleccionadas.Por ejemplo, niveles elevados de insulina como consecuencia de una glu-

Figura 5-17Inhibición por retroalimentación de unavía metabólica.

Figura 5-18Modificación covalente mediante laadición y retirada de grupos fosfato.

64 5. Enzimas

-

ACONTECIMIENTO REGULADOR EFECTOR HABITUAL RESULTADOS TIEMPO NECESARIO PARA EL CAMBIO

,~-Inhibición por el sustrato Sustrato Cambio en la velocidad (vol Inmediato

Inhibición por el producto 'Producto Cambio en la Vmáx o la Km Inmediato.. K .. --~-.4_ .e ~-Control alostérlco Producto final Cambio en la Vmax o la KO.5 Inmediato~Modificación covalente Otra enzima Cambio en la Vmax o la Km De inmediato a minutos

Síntesis o degradación Hormona o Cambio en la cantidad De horas a díasde la enzima metabolito de enzima

Figura 5-19Mecanismos de regulación de la actividad enzimática. [Nota: La inhibición por producto final de la vía también se conoce comoretroinhibición.]

cemia elevada provocan un aumento de la síntesis de las enzimas fun-damentales que intervienen en el metabolismo de la glucosa (v. pág. 105).Por el contrario, las enzimas en uso constante no suelen estar reguladaspor alteración de su velocidad de síntesis. Las alteraciones de los nivelesenzimáticos como consecuencia de inducción o represión de la síntesisproteica son lentas (de horas a días), en comparación con los cambios dela actividad enzimática regulados de manera alostérica o covalente, queocurren en cuestión de segundos a minutos. En la figura 5-19 se resumenlas vías comunes de regulación de la actividad enzimática.

IX. ENZIMAS EN EL DIAGNÓSTICO CLíNICO

Las enzimas plasmáticas pueden clasificarse en dos grupos principales. Enprimer lugar, un grupo relativamente pequeño de enzimas son segregadas ac-tivamente a la sangre por ciertos tipos de células. Por ejemplo, el hígado se-grega cimógenos (precursores activos) de las enzimas que intervienen en lacoagulación sanguínea. En segundo lugar, se libera un gran número de espe-cies enzimáticas de las células durante el recambio celular normal. Estas en-zimas funcionan casi siempre dentro de la célula y no tienen uso fisiológico enel plasma. En las personas sanas, los niveles de estas enzimas son bastanteconstantes y representan un estado estacionario en el cual su tasa de libera-ción al plasma desde las células dañadas se equilibra con unavelocidad igualde retirada de la proteína enzimática del plasma. El aumento de la concentra-ción plasmática de esta enzima puede indicar una lesión,tisular (fig. 5-20).

a Recambio celular normat m Necrosis'celular como consecuenciade enfermedad o traumatismo

Figura 5-20Liberación de enzimas de células normales y enfermas o que han sufrido alguna lesión.

IX. Enzimas en el diagnóstico clínico 65

El plasma.es la parte líquida, no celular, de la san-gre. En los análisis de laboratorio de determinaciónde la actividad enzimática se utiliza más a menudoel suero, que se obtiene mediante centrifugación dela sangre completa después de dejar que coagule.El plasma es un líquido fisiológico, mientras que elsuero se prepara en el laboratorio.

A. Alteración de los niveles plasmáticos de enzimasen la enfermedad

Muchas enfermedades que causan lesión tisular provocan un aumentode la liberación de enzimas intracelulares al plasma. Las activida-des de muchas de esas enzimas se determinan sistemáticamente confines diagnósticos en enfermedades de los tejidos cardíaco, hepático,muscular esquelético y de otros tejidos. El nivel de la actividad enzirná-tica específica en el plasma suele mostrar relación con la extensión dela lesión tisular. Por tanto, para evaluar el pronóstico del paciente, a me-nudo es útil determinar el grado de elevación de una actividad enzimá-tica concreta en el plasma.

B. Enzimas plasmáticas como herramientas diagnósticas

Algunas enzimas muestran una actividad relativamente elevada tan sóloen uno o en unos pocos tejidos. La presencia de niveles elevados de esasenzimas en el plasma refleja, pues, una lesión en el tejido correspon-diente. Por ejemplo, la enzima alanina aminotransferasa (ALT,v. pág. 251)es abundante en el hígado. La aparición de niveles elevados de esta en-zima en el plasma señala una posible lesión del tejido hepático. [Nota: Lamedición de AL T es parte de la batería de pruebas del funcionamientohepático.] Aumentos en los niveles plasmáticos de las enzimas con unadistribución tisular amplia proporcionan una indicación menos específicadel sitio de lesión celular y limita su valor diagnóstico.

C. Isoenzimas y enfermedades cardíacas

La mayoría de las isoenzimas (también llamadas isozimas) son enzimasque catalizan la misma reacción. Sin embargo, no tienen necesariamen-te las mismas propiedades físicas debido a diferencias genéticamentedeterminadas en la secuencia de aminoácidos. Por esta razón, las iso-enzimas pueden contener cantidades diferentes de aminoácidos concarga y, por consiguiente, pueden separarse unas de otras medianteelectroforesis (fig. 5-21). Órganos diferentes contienen a menudo pro-porciones características de isoenzimas diferentes. El patrón de isoen-zimas encontrado en el plasma puede, por consiguiente, servir como unmedio de identificación del punto de lesión tisular. Por ejemplo, normal-mente se determinan los niveles plasmáticos de crea tina cinasa (CK) enel diagnóstico del infarto de miocardio. Son especialmente útiles cuan-do el electrocardiograma es difícil de interpretar, como cuando ha habidoepisodios previos de cardiopatías.

1. Estructura cuaternaria de las isoenzimas: muchas isoenzimas con-tienen diferentes subunidades en diversas combinaciones. Porejem-plo, la crea tina cinasa (CK) aparece como tres isoenzimas. Cadaisoenzima consiste en un dímero compuesto por dos polipéptidos(denominados subunidades B y M) asociados en una de tres combi-naciones: CK1 = BB, CK2 = MB YCK3 = MM. Cada isoenzima mues-tra una movilidad electroforética característica (v.fig. 5-21). [Nota: vir-tualmente toda la CK en el encéfalo es la isoforma BB, mientras que

ÁNODO(+) CÁTODO(-)

Dirección de la rnlqraclón-<

@J /,¡)@CK1 CK2 CK3

•• O

Figura 5-21Estructura de subunidades, movilidadelectroforética y actividad enzimáticade las isoenzimas de la creatina cinasa(CK).

66 5. Enzimas

Límite dereferenciasuperior

.....t .048

tDías después del comienzo delinfarto agudo de miocardio

Infarto

Figura 5-22Aparición de la creatina cinasa (eK)y de troponina cardíaca en el plasmadespués del infarto de miocardio.

en el músculo esquelético es MM. En el músculo cardíaco, alrededorde un tercio es MB y el resto es MM.]

2. Diagnóstico del infarto de miocardio: en el diagnóstico de infarto demiocardio se utiliza la medición de los valores sanguíneos de proteínascon especificidad cardíaca porque el músculo miocárdico es el únicotejido que contiene más del 5 % de la actividad CK total en forma de laisoenzima CK2 (MB). La aparición de esta isoenzima híbrida en el plas-ma es prácticamente específica del infarto de miocardio. Después deun infarto agudo del miocardio, esta isoenzima aparece aproximada-mente de 4 h a 8 h tras el comienzo del dolor torácico, alcanza un má-ximo de actividad aproximadamente a las 24 h Y vuelve a su valor ba-sal después de 48 h a 72 h (fig. 5-22). La troponina T y la troponina Ison proteínas reguladoras que intervienen en la contractilidad del mio-cardio. Se liberan en el plasma en respuesta a la lesión cardíaca. La tro-ponina cardíaca I (cTnl) es muy sensible y específica para la lesión deltejido cardíaco. Aparece en el plasma al cabo de 4 h a 6 h después deun infarto de miocardio, alcanza su valor máximo en 8 h a 28 h Y semantiene elevada durante 3 a 10 días. Así, los niveles séricos elevadosde las troponinas tienen un mayor valor pronóstico de acontecimientosadversos en la angina inestable o el infarto de miocardio que el ensa-yo convencional de CK2.

X RESUMENDELCAP~ULOLas enzimas son catalizadores proteicos que aumentan la velocidad deuna reacción química reduciendo la energía del estado de transición(fig. 5-23). Las enzimas no se consumen durante la reacción que catalizan.Las moléculas enzimáticas contienen un bolso o hendidura especiales que sedenomina sitio activo. El sitio activo contiene cadenas laterales de aminoáci-dos que participan en la unión del sustrato y la catálisis. El sustrato se une alsitio activo formando un complejo enzima-sustrato (ES). Se piensa que launión causa un cambio conformacional en la enzima (ajuste inducido) que per-mite la catálisis. El ES se convierte en enzima-producto (EP), que posterior-mente se disocia en la enzima y el producto. Una enzima permite que una re-acción transcurra con rapidez en las condiciones que prevalecen en la célulaproporcionando una vía de reacción alternativa con una menor energía li-bre de activación. La enzima no cambia las energías libres de los reactantesni de los productos y, por consiguiente, no cambia el equilibrio de la reacción.La mayoría de las enzimas muestran cinéticas de Michaelis-Menten y unarepresentación de la velocidad inicial de la reacción (vo) frente a la con-centración del sustrato ([S]) tiene una forma hiperbólica similar a la curvade disociación del oxígeno de la mioglobina. Cualquier sustancia que puedadisminuir la velocidad de dichas reacciones catalizadas enzimáticamente sedenomina inhibidor. Los dos tipos más comunes de inhibición reversible son lacompetitiva (que aumenta la Km aparente) y la no competitiva (que redu-ce la Vmáx aparente). Por el contrario, las enzimas alostéricas de su bu ni-dades múltiples muestran a menudo una curva sigmoidea de forma similara la curva de disociación del oxígeno de la hemoglobina. Típicamente catali-zan las etapas determinantes (limitantes de la velocidad) de una vía me-tabólica. Las enzimas alostéricas son reguladas por moléculas denominadasefectores (también modificadores) que se unen de manera no covalente aun sitio distinto del sitio activo. Los efecto res pueden ser positivos (aceleranla reacción catalizada por la enzima) o negativos (disminuyen la velocidad dela reacción). Un efector alostérico puede alterar la afinidad de la enzima por susustrato o modificar la actividad catalítica máxima de la enzima, o ambas co-sas. Las enzimas también pueden ser reguladas por modificación covalente,y por cambios en la velocidad de síntesis o de degradación. Las enzimas tie-nen valor diagnóstico y terapéutico en medicina.

X. Resumen del capítulo 67

Enzimasson

que c0;tienen

Uno o variossitios activos

que son una hendidurao grieta en la superficie

de la enzimacomplementarios

a la estructuradel sustrato.

I .que permiten

tLa unión del sustrato

Ique induce

{La estabilización delestado de transición

que induce

{[ Mayores tasas de S ~ p ~

Sin cambio en elequilibrio de la

reacción

Catálisisse estudia utilizando

tModelos de reacciónpor ejemploE+S~ES~E+P

que inducet

Ecuaciones cinéticaspor ejemplo

Ecuación deMichaelis-Menten

Vmáx [S]v¿ =

Km + [S]I

que predicet

Cómo los cambios en la [S]afectan a la Vo

por ejemplo, para Michaelis-Menten:

una representación de [S]frente a Vo es níperboüca.

que predice que

tCuando [5] es mucho

mayor que Km, lavelocidad de la reacciónes independiente de [S].

1que se denomina

~Orden cero

Cuando [5] es inferior aKm, la velocidad de la

reacción esproporcional a [5].

suele verse influida por.

Velocidad de las reacciones enzimáticas

Ique se denomina

• Concentración de enzima,• Temperatura• Coenzimas, cofactores

• pH• Concentración de sustrato• Modificación covatente

• Inhibidores

clasificados como

Competitivo

Figura 5-23Mapa de conceptos fundamentales sobre las enzimas. E, enzima; Km, constante de Michaelis; KO.5,concentración de sustrato queda la mitad de la velocidad máxima; P,producto; S, sustrato, [S], concentración de sustrato; Vmáx, velocidad máxima; vo, velocidadinicial.

cuando. tNo se modifica la Km'

Disminuye la Vmáx aparente ..

:~r:::~O [S]

[ ~..;;

- -Erfzif.ñas aTostérici;is:-I

a menudo

lo que inducet

68 5. Enzimas

Preguntas de estudio

Elija LA respuesta correcta.

5.1 En los casos de envenenamiento con etilenglicol y su aci-dosis metabólica característica, el tratamiento consiste enla corrección de la acidosis, la eliminación de cualquier res-to de etilenglicol y la administración de un inhibidor de laalcohol deshidrogenasa (ADH, alcohol.Náüt oxidorreduc-tasa), la enzima que oxida el etilenglicol a los ácidos orgá-nicos que provocan la acidosis. El etanol suele ser el inhi-bidor que se administra para tratar el envenenamiento poretilenglicol; actúa inhibiendo competitivamente la ADH.Como inhibidor competitivo, el etanol

A. aumenta la Km aparente sin afectar a la Vmáx-B. disminuye la Km aparente sin afectar a la Vmáx-C. aumenta la Vmáx aparente sin afectar a la Km'

D. disminuye la Vmáx aparente sin afectar a la Km'

E. disminuye a la vez la Vmáx aparente y la Km aparente.

5.2 La ADH precisa NAD+ para su actividad catalítica. En lareacción catalizada por la ADH, un alcohol es oxidado a al-

. dehído conforme el NAD+ es reducido a NADH y se diso-cia de la enzima. El NAD+ funciona como un/una

A. apoenzima.B. coenzima-cosustrato.C. coenzima-grupo prostético.D. cofactor.E. efector heterótropo.

5.3 Un hombre de~70años fue ingresado en urgencias con an-tecedentes de 24 h de dolor torácico. Se midió la actividadsérica de la creatina cinasa (CK) en el ingreso (día 1) Y unavez al día (fig. 5-24). El día 2 después de su ingreso expe-rimentó arritmia cardíaca, que consiguió controlarse me- .diante tres ciclos de-cardioconversión eléctrica, los dos úl-timos a la energía máxima. [Nota: la cardioconversión.serealiza colocandodos paletas, de 12 cm de diámetro, encontacto firme con la pared torácica y aplicando un cortovoltaje eléctrico.] Se restableció el ritmo cardíaco normal.En los siguientes días no hubo recurrencia de la arritmia. Eldolor torácico remitió y fue dado de alta el día 10. ¿Quéafirmación de las siguientes es más compatible con los da-tos presentados?

A. El paciente tuvo un infarto de miocardio 48 h a 64 h an-tes del ingreso.

B. El paciente tuvo un infarto de miocardio el día 2.C. El paciente tuvo una angina antes del ingreso.D. El paciente tuvo lesión en el músculo esquelético el

día2.E. Los datos no permiten sacar conclusión alguna relativa

a un infarto de miocardio ni antes ni después de su in-greso en el hospital.

MMMM

Paciente

\ Normal

Paciente

\ Normal

En el momentodel ingreso

(día 1)

12 h después de lacardioconversión

(día 2)

Figura 5-24Niveles séricos de creatina cinasa.