4.- Factores que afectan la actividad enzimática de la amilasa
NTRODUCCIÓN. Uno de los factores que puede influir sobre las
velocidades de las reacciones enzimáticas, en condiciones biológicas es el pH.
Así por ejemplo, en las diferentes regiones del tracto digestivo actúan
diferentes enzimas dependiendo del pH de cada región. Cada enzima tiene un pH
óptimo de acción, que no siempre es cercano a la neutralidad, aunque este es el
caso más frecuente.
El efecto del pH sobre la velocidad de reacción depende o
pude explicarse por:
Una alteración de la carga eléctrica
neta de la proteína que repercute en su solubilidad.
Una alteración de la estructura
terciaria o cuaternaria de la proteína, que determine el cambio a una
conformación más activa o menos inactiva.
Un efecto del pH, sobre el
sustrato.
La amilasa es una enzima hidrolítica que degrada el almidón
para producir glucosa, maltosa o pequeños oligosacáridos llamados dextrina
límite. La amilasa pancreática (ptialina) o amilopsina se halla presente en el
jugo pancreático y la saliva. Este enzima ataca al azar los enlaces a (1-4) del
interior de la cadena. Así, rinde finalmente unidades de glucosa libre y
maltosa. La amilasa no ataca los enlaces a (1-6) y por ello se forma la
dextrina límite.
Experimento
MATERIAL Y EQUIPO REACTIVOS
Tres
tubos de ensayo de 13X100. HCL 0.1N
Una
varilla de vidrio. Agua destilada
Baño
María. Saliva humana
Marcador
indeleble. Almidón al 2%
Papel
filtro. Lugol.
Hielo
molido NaOH 0.1N
DESARROLLO EXPERIMENTAL
(Efecto del pH sobre la amilasa salival)
Colección de saliva.1.
1.Tras enjuagar la boca, se mastica un trozo de papel de
filtro para estimular la salivación o mascar un trocito de parafina. Los
líquidos segregados se van pasando a un embudo con un filtro humedecido
colocado sobre un tubo de ensayo, hasta recoger la suficiente cantidad de saliva
para realizar la práctica.(Colectar unos 40 -50 ml).2.
2.La saliva así obtenida se diluye 1:10 con agua destilada,
obteniendo así la preparación de enzima base.
Rotular un juego de tubos del 1 al 3 y agregar 2 ml de los
siguientes reactivos.
Tabla 1.Reactivos correspondientes para cada tubo
Tubo 1
Tubo 2
Tubo 3
HCI 0.1 N
NaOH 0.1 N
Agua destilada
Almidón 2%
Almidón 2%
Almidón 2%
Saliva diluida (1:10)
Saliva diluida (1:10)
Saliva diluida (1:10)
Agitar bien y medir rápidamente
el pH de cada tubo, al humedecer una varilla de vidrio de la
disolución y se humedece con ella el papel pH.
Los tres tubos se llevan a baño
maría a 37 °C/15 minutos. Una vez terminado se realiza la prueba del iodo
(Lugol). Anote sus resultados.4
A.Las enzimas son proteínas complejas que producen un cambio
químico específico en todas las partes del cuerpo.
B.Pueden ayudar a descomponer los alimentos que consumimos
para que el cuerpo los pueda usar. La coagulación de la sangre es otro ejemplo
del trabajo de las enzimas.Las enzimas son necesarias para todas las funciones
corporales. Se encuentran en la boca (saliva), el estómago (jugo gástrico), los
líquidos intestinales, la sangre y en cada órgano y célula del cuerpo
C.Concentración del sustrato.-
A mayor concentración del sustrato, a una concentración fija de la enzima se
obtiene la velocidad máxima. Después de que se alcanza esta velocidad, un
aumento en la concentración del sustrato no tiene efecto en la velocidad de la
reacción.
Concentración de la enzima.- Siempre y cuando haya sustrato disponible, un aumento en
la concentración de la enzima aumenta la velocidad enzimática hacia cierto
límite.
Temperatura.- Un incremento de 10°C duplica la velocidad de reacción,
hasta ciertos límites. El calor es un factor que desnaturaliza las proteínas
por lo tanto si la temperatura se eleva demasiada, la enzima pierde su
actividad.
pH.- El pH óptimo de la actividad enzimática es 7, excepto las
enzimas del estómago cuyo pH óptimo es ácido.
Presencia de cofactores.- Muchas enzimas dependen de los cofactores, sean activadores
o coenzimas para funcionar adecuadamente. Para las enzimas que tienen
cofactores, la concentración del cofactor debe ser igual o mayor que la
concentración de la enzima para obtener una actividad catalítica máxima.
2.Elige un órgano del cuerpo humano e investiga, de una de las
enzimas características de este,¿Qué
reacción cataliza?
El pancreas cuenta con 3 enzimas, la proteasa, la lipasa y la amilasa. Solo hablaremos de la ultima, que cuenta con multiples localizaciones en el cuepo humano, sin embargo hablaremos mas especificamente de las pancreaticas.
Su función consiste en catalizar la reacción de hidrólisis de los enlaces 1-4 del componente α-Amilosa al digerir el glucogeno y el amlidon para producir azucares simples, es decir, su funcion en cortas cuentas, es la de reducir biomoleculas.
¿Dónde se localiza?
principalmente en las glándulassalivares(sobre
todo en las glándulasparótidas)
y en el páncreas
¿Por qué es tan importante?
Sirve en el diagnóstico de enfermedades determinando sus
niveles en plasma para saber si se puede producir una pancreatitis. Sus niveles
pueden estar elevados por un daño a las células productoras de la enzima en el
páncreas, o bien, por una deficiencia renal (excreción reducida) o también por
paperas.
3.¿Qué factores pueden
influir en suactividad?
Tiene actividad enzimática a un pH de 7. Cuando una de estas glándulas se
inflama, como en la pancreatitis,
aumenta la producción de amilasa y aparece elevado su nivel en sangre (amilasemia).
4.Elaborauna hipótesis sobre la influencia de uno de
los factores sobre la
actividad enzimática
● ¿Cuál
es la variable dependiente? ¿Y la independiente?
5.Diseña un experimento que permita comprobar la hipótesis que has
emitido. Para ello toma en cuenta
los siguientes puntos:
a.No debes modificar más de una variable independiente en cada
experimento.
b.Debes de plantear una
prueba control en la que no modifiques ninguno de los
factores que intervienen en el
proceso.
c.Se deben realizar al menos tres repeticiones de cada
experimento y luego calcular el valor promedio
d.Ejecútaloy publica los resultados a través de una web
quest que incluya:
i)
Problema a investigar
ii) Hipótesis planteadas (una o varias)
iii) Diseño experimental realizado que incluya material y métodos
iv) Resultados obtenidos (organiza los en tablas y gráficas)
v) Conclusiones
¿Que es una enzima?
Las enzimas son proteínas complejas que producen un cambio químico
específico en todas las partes del cuerpo. Por ejemplo, pueden ayudar a
descomponer los alimentos que consumimos para que el cuerpo los pueda
usar. La coagulación de la sangre es otro ejemplo del trabajo de las
enzimas.
Las enzimas son necesarias para todas las funciones
corporales. Se encuentran en la boca (saliva), el estómago (jugo
gástrico), los líquidos intestinales, la sangre y en cada órgano y
célula del cuerpo.
¿Qué es la amilasa?
La amilasa es una enzima que es
producida principalmente por el páncreas y las glándulas salivales, y en
mucha menor medida, aportan con su producción, el hígado y las trompas
de Falopio.
La amilasa es eliminada por medio de la orina, razón
por la cuál, las personas en condiciones normales, tienen
concentraciones habituales, dentro de ciertos rangos, tanto en la sangre
como en la orina. Denominándose amilasemia al valor de amilasa en la
sangre, y amilasuria, al valor de amilasa encontrado en la orina.
La
amilasa, o más propiamente dicho, las amilasas, por que existe más de
una isoforma, son enzimas hidrolasas, que catalizan la hidrólisis de
ciertos polisacaridos, concretamente aminopectina, amilosa, glucógeno y
sus productos parcialmente hidrolizados.
Valores Normales de Amilasa
Existen unos 200 métodos para la
medición de Amilasa, en sangre o en la orina, y según el método que se
emplee se tendrá una escala diferente de valores normales. Una de esas
escalas, es la que utiliza las unidades Somoggi-Nelson, en este método,
los valores normales en sangre son de 60 a 150 unidades
Somoggi-Nelson/dL.
Otras escalas, dadas en U/L en las que usa una
reacción más o menos compleja, con un sustrato de
2-cloro-4-nitrofenil-alfa-maltotriosido que es hidrolizado por la
amilasa para producir 2-cloro-4-nitronaftol, cuya velocidad de
producción es monitoreada a 405nm, en este método, los valores normales a
37ºC son para el suero <86 U/L y en la orina <470U/L.
El criterio
que se usa para usar un método u otro, está dado principalmente por
razones de disponibilidad de los reactivos que se vayan a emplear para
hacer las determinaciones de amilasa. No es por tanto, un criterio
económico, sino de acceso a los reactivos. Esto puede variar de país a
país, o de proveedor a proveedor.
Causas del aumento de la amilasa
Una
de las causas principales para que se puedan encontrar valores
aumentados de amilasa en sangre, y en consecuencia en la orina, es la
inflamación del páncreas, es decir, una pancreatitis, o también, una
inflamación de una glándula salival. Se puede identificar en laboratorio
el orígen exacto de la amilasa que ha aumentado, ya que se trata de
isoenzimas, es decir, amilasas estrechamente relacionadas pero
diferentes, sin embargo, esto no es rutina en un laboratorio clínico, ya
que la sintomatología, es decir la semiología clínica suele ser
concluyente, y junto con un examen de laboratorio de amilasa, se puede
establecer perfectamente el orígen del aumento de la amilasa.
En
el caso de las pancreatitis agudas, los niveles de amilasa se elevan ya
dentro de las 8 a 12 horas, alcanzando picos, es decir, elevaciones
máximas a las 24 a 36 horas, volviendo a valores normales unos dos o
tres días después. En estos casos, los valores que se alcanzan en la
sangre, fácilmente pueden ser diez veces o más de lo normal.
En
el caso de pancreas hemorrágico necrosante, otra patología
extremadamente peligrosa, también pueden encontrarse valores
extremadamente elevados de amilasa.
En caso de existir una
pancreatitis crónica, podremos encontrar elevaciones de la amilasa en
suero, estás elevaciones, son mucho menos significativas que en los
casos anteriores, pero son elevaciones que se hacen sostenidas en el
tiempo mientras dure esta patología.
Otras causas para la
elevación de la amilasa, aúnque nunca en valores tan significativos como
en una pancreatitis crónica o necrosante, son una úlcera gástrica o
duodenal perforadas, o en el infarto mesentérico.
Como ya dijimos
antes, una variante de amilasa, que en el análisis rutinario no se
diferencia de la pancreática, es la producida por las glándulas
salivales, en consecuencia puede producirse elevaciones de amilasa en
suero en el caso de parotiditis o vulgarmente conocida como paperas, y
en la litiasis parotídea, es decir, en la formación de cálculos en
glándula salival que terminan obstruyendo los conductos por los cuales
se secreta la saliva a la cavidad bucal.
Una excepción es aquel
incremente importante de la amilasa en el caso de parotidis epidémica,
que señala además una afectación pancrática, la pancreatitis urliana.
Y
entre otras causas para encontrar un incremento de amilasa, es la
ruptura de una trompa de Falopio, en el caso de un embarazo ectópico, o
en insuficiencia renal, en este último caso, no por causa de su
producción aumentada, sino por déficit en su eliminación por la orina.
Amilasa en acción.
Causas de la disminución de la amilasa
Se
puede observar descenso de los valores de amilasa en la orina, en el
caso de carcinoma de pancreas, la disminución de los valores de amilasa
en sangre en el caso de hepatopatías, no tiene ninguna significación,
sin embargo, si se está frente a una pancreatitis hemorrágica
necrosante, que mostró un incremento muy importante del valor de la
amilasemia, un descenso excesivamente brusco y exagerado, puede ser
evidencia de que el páncreas ha sufrido una destrucción masiva, lo cuál
tiene un muy mal pronóstico.
La insuficiencia pancreática es la inhabilidad del páncreas de producir
las enzimas necesarias para la digestión. La insuficiencia pancreática
es bastante común en las personas que sufren de cáncer de páncreas. Los
suplementos de enzimas pancreáticas son necesarios cuando el páncreas
no produce suficientes enzimas para digerir los alimentos. Los doctores
a veces recetan enzimas digestivas, incluyendo las enzimas pancreáticas,
para mejorar la digestión y absorción de la comida en personas que sufren
de condiciones que causan la malabsorción. Algunas de estas condiciones
son:
• después de la cirugía de
Whipple
• después de una pancreatectomía total (la extirpación de todo el páncreas)
• el bloqueo o estrechamiento del conducto pancreático o del conducto
biliar (los conductos que transportan el jugo pancreático o la bilis)
• tumores pancreáticos o del duodeno
• la fibrosis cística
• pancreatitis
La insuficiencia pancreática
puede causar síntomas de indigestión, cólicos después de comer, flatulencia
o deposiciones malolientes, heces flotantes o grasosas, deposiciones frecuentes,
heces blandas y la pérdida de peso. Los pacientes que tienen estos síntomas
deben considerar el uso de las enzimas pancreáticas.
Cerca del 25% de las personas que se someten a la cirugía de Whipple sufren
de malabsorción. Las personas que tuvieron la cirugía y radiación tienen
más posibilidad de sufrir de malabsorción. La cirugía de Whipple es la
operación más común para remover un tumor pancreático. Usualmente después
de esta cirugía, los pacientes no pueden absorber grasa normalmente, aunque
tomen enzimas pancreáticas. En estos casos, el objetivo del paciente es
eliminar la diarrea, restituir una nutrición adecuada y prevenir la pérdida
de peso. Una dosis de 30.000 - 40.000 unidades de lipasa con cada comida
puede ayudar.
El bloqueo de los conductos biliares es común en pacientes con cáncer
avanzado e inoperable en la cabeza del páncreas. Una combinación del uso
de enzimas pancreáticas, la consejería nutricional y el drenaje del conducto
biliar pueden prevenir la pérdida de peso en estos pacientes.
En el siguiente video se muestra la amilasa-alfa en un proceso computarizado de reacciones.