ⓘ Fructosa-bisfosfato aldolasa

                                     

ⓘ Fructosa-bisfosfato aldolasa

La fructosa-bisfosfato aldolasa, o simplemente aldolasa, es una enzima que participa en la glucólisis. Cataliza la escisión de la fructosa-1.6-bisfosfato en dos triosas, dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato. ​

D-fructosa-1.6-bisfosfato ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } dihidroxiacetona fosfato + D-gliceraldehído-3-fosfato

También cataliza la rotura reversible de la fructosa-1-fosfato en gliceraldehído y dihidroxiacetona fosfato.

D-fructosa-1-fosfato ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } dihidroxiacetona fosfato + D-gliceraldehído

En el ser humano se conocen tres isozimas de la aldolasa A, aldolasa B y aldolasa C codificadas por tres genes diferentes que se expresan de forma diferente durante el desarrollo. Pequeñas diferencias en la estructura de las isozimas resultan en diferentes actividades sobre los dos sustratos: fructosa-1.6-bisfosfato y fructosa-1-fosfato. La aldolasa B no exhibe preferencia sobre los sustratos y, por tanto, cataliza ambas reacciones. En cambio las aldolasas A y C prefieren la fructosa-1.6-bisfosfato. ​

                                     

1. Mecanismo

En la aldolasa de mamíferos los residuos catalíticos clave que participan en la reacción son lisina y tirosina. La tirosina actúa como un aceptor eficiente de hidrógeno mientras que la lisina se une covalentemente y estabiliza el intermedio. Muchas bacterias usan dos iones magnesio en vez de la lisina.

La fructosa bisfosfato aldolasa rompe una fructosa de 6 átomos de carbono en dos productos de 3 átomos de carbono en una reacción aldólica reversible. Esta reacción está caracterizada por la formación de una base de Schiff intermedia con un residuo lisina del sitio activo de la enzima. La formación de la base de Schiff es el hecho diferenciador entre la enzima de clase I producida por los animales y la enzima de clase II producida por los hongos y bacterias. Después de la formación de la base de Schiff, el cuarto grupo hidroxilo de la fructosa es desprotonado por un residuo aspartato, lo que conduce la rotura del aldol. La hidrólisis de la base de Schiff produce dos productos de 3 átomos de carbono. ​

                                     

2. Aldolasa A

La aldolasa A se encuentra en el embrión en desarrollo y se produce en grandes cantidades en el músculo adulto. Se presenta como un homotetrámero. ​

                                     

3. Aldolasa B

En los mamíferos, la aldolasa B se expresa preferentemente en el hígado. En los humanos, la aldolasa B es codificada por el gen ALDOB localizado en el cromosoma 9. Este gen tiene 14500 pares de bases y contiene 9 exones. ​

                                     

4. Aldolasa C

Se expresa específicamente en el hipocampo y en las células de Purkinje del cerebro. Se presenta como un homotetrámero. Interacciona con ATP6V1E1. Puede que interaccione con PLD2. ​

                                     

5.1. En bioquímica humana Contexto

En seres humanos, la aldolasa es una enzima citoplasmática que participa en la conversión de algunos azúcares en energía. Específicamente cataliza la ruptura del aldol fructosa 1.6-bisfosfato, en dos triosas fosfato dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído 3-fosfato por medio de una reacción reversible.

Esta enzima participa en seis reacciones reversibles en las vías de gluconeogénesis y glucólisis. En la gluconeogénesis, la aldolasa cataliza la reducción del fosfoenolpiruvato a fructosa 1.6-bisfosfato. En la glucólisis, la aldolasa cataliza la oxidación de fructosa 1.6-bisfosfato a fosfoenolpiurvato. ​

La interpretación de los resultados requiere comprender la función de las diferentes clases de aldolasas. Cuando se daña una célula que contiene aldolasa, esta enzima se libera hacia el plasma en altos niveles. Para ciertas enfermedades, el monitoreo de los niveles de aldolasa puede utilizarse para asesorar directamente la terapia. Por ejemplo, la aldolasa A se encuentra contenida en tejido muscular, y se utiliza para monitorear el curso de la distrofia muscular.

La medición de los niveles de aldolasa A también puede utilizarse para diferenciar entre miopatías de origen muscular o neurológico. Si la aldolasa A se encuentra elevada, la causa primaria de la miopatía, puede encontrarse relacionada a un estado inflamatorio del propio músculo. Pero si los niveles séricos de aldolasa A no se encuentran elevados, la patología puede ser secundara a otra causa. Un ejemplo es un paciente con un historial de esclerosis múltiple que comienza a presentar debilidad muscular. En este caso, los niveles de aldolasa A serán normales.

Los niveles de aldolasa B se encuentran elevados en enfermedades hepáticas por ejemplo hepatitis o cardíacas por ejemplo infarto de miocardio. Este marcador en particular, actualmente ya casi no se utiliza debido a que se han desarrollado otros test más específicos para enfermedades relacionadas con el hígado o el corazón.



                                     

5.2. En bioquímica humana Preparación del paciente, recolección y almacenamiento

El paciente debe ayunar al menos durante 8 horas previo la recolección de la muestra, también debe evitar la actividad física extenuante para que puedan obtenerse resultados fiables. La falta de ayuno, o la actividad extenuante pueden conducir a un aumento en la actividad aldolasa de los músculos lo que provoca niveles falsamente elevados de aldolasa en plasma, haciendo que los resultados no sean comparables con los valores de referencia. Ciertas medicaciones pueden elevar falsamente los niveles de aldolasa por ejemplo en la miopatia inducida por estatinas o esteroides. Se debe considerar suspender estas medicaciones si se requiere obtener resultados precisos.

La muestra debe recogerse en un tubo para suero de tapa roja limpio, sin gel. Debe obtenerse un mínimo de 0.2 ml de suero. Las muestras de suero hemolizado y los tubos con gel son especímenes inaceptables. La muestra debe ser congelada y derivada prontamente hacia los centros de procesamiento, donde debe ser tratada en forma especial.

La aldolasa se mide indirectamente a partir del producto que se obtiene cuando la enzima contenida en la muestra reacciona con una sustancia especial. La medición del producto final determina los niveles de aldolasa contenidos en el suero del paciente.

Esta determinación debe ser ordenada en forma separada de todo el resto de los paneles sanguíneos.

En resumen:

  • Contenedor: Tubo para suero tapa roja no tubo con gel
  • Paciente: Ayuno de 8 Hs, y sin actividad física extenuante.
  • Muestra: Suero
  • Transporte: La muestra se congela y se deriva con prontitud.
  • Recolección: Venopunción de rutina, 3.0 mL de sangre se requiere un mínimo de 0.2 mL de suero para procesamiento.


                                     

5.3. En bioquímica humana Consideraciones

Los niveles de aldolasa varían con la edad. Los recién nacidos comienzan con niveles elevados que tienden a descender hacia la adultez. Los valores normales dependen de cada laboratorio. Un tiempo de ayuno inapropiado menor a 8 horas y algunas medicaciones pueden provocar falsos positivos.

Debido la introducción de paneles hepáticos y cardíacos más específicos, la aldolasa ya no es un ensayo solicitado de rutina para evaluar la función hepática o cardíaca. Los niveles de aldolasa A pueden ser útiles para determinar o establecer la patología primaria en las manifestaciones de miopatia ya sea neurológica o muscular.

                                     

5.4. En bioquímica humana Valores de referencia

Los valores de referencia para la aldolasa según la edad:

  • 0-2 años: < 16 ± 2 U/L
  • 17 años en adelante: < 7.5 ± 2 U/L
  • 3-16 años: < 8 ± 2 U/L

Niveles elevados en plasma pueden indicar daño en diferentes sistemas de órganos.