Biotecnología - artículos

24 de septiembre 2012 Última actualización a las 10:59 GMT
REFERECIA : BBC
ENLACE DE INTERNET : http://www.bbc.co.uk/news/health-19699677
¿Cómo es la amenaza coronavirus
nuevo?
En ambos casos hasta la fecha, la infección
ha sido sorprendida en el Oriente Medio
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
Nuevo Sars-como 'virus identificado
Una nueva enfermedad respiratoria similar a la del virus Sars que se
extendió por todo el mundo en 2003 y mató a cientos de personas ha
sido identificada en un hombre que está siendo tratada en Gran Bretaña.
¿Qué es este nuevo coronavirus y debemos estar preocupado?
¿Qué es este nuevo virus?
El nuevo virus es un tipo de coronavirus. Los coronavirus son una gran
familia de virus que incluye el resfriado común y el SARS (síndrome
respiratorio agudo severo). El nuevo virus no es Sars.
Es la primera vez que esta cepa particular de coronavirus identificado en
el Reino Unido y sólo la segunda vez en el mundo - en ambos casos, la
infección ha sido sorprendida en el Oriente Medio.
La última infección fue identificada por los laboratorios de la Agencia de
Protección de la Salud de referencia del virus en Colindale en Londres.Es
genéticamente el mismo que el anterior, aislado en un laboratorio en
Arabia Saudita, que se confirmó entonces y su material genético
secuenciado en un laboratorio en los Países Bajos.
Como ha sido descrito recientemente, y esto es sólo el caso segundo
laboratorio confirma, existe escasa información sobre la cantidad de una
amenaza que pueden suponer para los seres humanos.
¿Qué hacer?
Los coronavirus causan infecciones respiratorias en humanos y
animales. Las dos personas infectadas hasta ahora presentan
dificultades con fiebre, tos y la respiración.
El paciente murió en Arabia Saudita. El paciente en Londres está siendo
tratado en cuidados intensivos.
En este punto no está claro si estos casos son típicos de la infección con
este virus o si podría estar circulando más ampliamente y sólo muy rara
vez causando una enfermedad grave.
¿Cómo se contagia?
Es probable que el virus se propaga en pequeñas gotas cuando una
persona infectada tose o estornuda.
Pero los expertos creen que no es muy contagiosa. Si lo fuera, habría
visto más casos en otros países o las personas que cuidan de estos dos
casos, el primero de los cuales ocurrió hace más de tres meses.
Los coronavirus son bastante frágiles. Fuera del cuerpo que sólo puede
sobrevivir por un día y son fácilmente destruidos por los detergentes y
productos de limpieza habituales.
¿Se puede tratar?
Los médicos aún no saben cuál es el mejor tratamiento es, pero la gente
con síntomas severos necesitarán atención médica intensiva para
ayudarles a respirar. No existe una vacuna para ello.
Al igual que con cualquier virus recientemente identificado que puede
estar asociada con una enfermedad grave, es mejor errar en el lado de la
precaución. Todas las precauciones de control de infecciones para
prevenir la propagación de este virus, por lo tanto se están adoptando en
el caso de la paciente Londres con el diagnóstico confirmado. Esto
incluye el aislamiento del paciente, cuidados de enfermería y de
asegurarse de que todo el personal utilice el equipo de protección
adecuado.
¿De dónde viene?
Los expertos no saben todavía dónde se originó el virus de. Puede haber
sido el resultado de una nueva mutación de un virus ya existente. O
puede ser una infección que ha estado circulando en animales y ahora
ha dado el salto a los seres humanos.
¿Hay algún consejo de viaje?
Por el momento la Organización Mundial de la Salud dice que no hay
razón alguna para imponer restricciones de viaje a Oriente Medio, donde
ambos casos de la infección fueron capturados. Consejos sobre el viaje
será objeto de revisión si se producen más casos o cuando los patrones
de transmisión más claro.
Revista Cubana de Investigaciones Biomédicas
versión On-line ISSN 1561-3011
Rev Cubana Invest Bioméd v.16 n.1 Ciudad de la Habana ene.-jun. 1997
Trabajos de Revisión
Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas "Victoria de Girón"
Enzimas que participan como barreras fisiológicas para
eliminar los radicales libres: III. Glutatión peroxidasa
Dr. Elio Cisneros Prego, Dra. Judith Pupo Balboa y Dra. Ela Céspedes Miranda
RESUMEN
La glutatión peroxidasa es una de las enzimas que participan en las
transformaciones de especies reactivas del oxígeno, catalizando la reducción del
peróxido o lipoperóxido, para lo cual utiliza como agente reductor al glutatión
reducido. Esta enzima desempeña un importante papel en la defensa
antioxidante por su localización en todos los órganos y tejidos, como parte del
sistema antioxidante del glutatión, por lo que está involucrada en la
fisiopatología de varias enfermedades. En el presente artículo se tratan los
aspectos más importantes de sus características estructurales y funcionales y
su papel biológico en la fisiopatología de algunas enfermedades.
Descriptores DeCS: RADICALES LIBRES; GLUTATION PEROXIDASA/química;
ESPECIES DE OXIGENO REACTIVO.
INTRODUCCIÓN
En el organismo humano se generan especies reactivas del oxígeno (ERO) que
participan, de una forma u otra, en la fisiopatología de numerosas entidades
nosológicas y eventos patológicos. Sin embargo, el propio organismo desarrolla
mecanismos protectores, constituidos por enzimas y compuestos de bajo peso
molecular. La glutatión peroxidasa (GPx, EC 1.11.1.9) es una de las enzimas que
interviene en la protección.1
La glutatión peroxidasa es una enzima selenio (Se) dependiente que cataliza la
reducción del peróxido de hidrógeno (H2O2) o lipoperóxido (L-OOH), utilizando
como agente reductor el glutatión reducido (GSH). Se conoce que los L-OOH son
tóxicos en los tejidos animales y que dan lugar a especies reactivas del oxígeno
como los radicales peróxido (L-OO*), que son compuestos indeseables para los
organismos vivos. La GPx, como parte del mecanismo de defensa antioxidante,
evita la oxidación de los L-OOH, reduciéndolos en presencia de GSH. Esta reacción
produce hidróxidos que son elementos potencialmente dañinos y que al oxidarse se
convierten en radicales alcohóxidos, para los que no se conoce enzima que los
metabolice.1,2
La GPx fue encontrada en el eritrocito bovino por Millis en 1957, más tarde fue
reportada en otros tejidos como el eritrocito humano, pulmón e hígado de rata e
inclusive en músculo, piel y hepatopáncreas de los peces, por lo que aparenta ser
una enzima universal.3,4
Existen al menos 3 formas de GPx seleno dependientes: una forma intracelular o
celular (GPx-c), una extracelular o plasmática (GPx-p) y otra con actividad
específica para los fosfolipoperóxidos (GPx-PH) que por lo general está asociada a
la membrana y aunque su actividad es la misma, poseen diferencias estructurales.13
ESTRUCTURA
La GPx-c y la GPx-p son enzimas tetraméricas; están compuestas por 4
subunidades idénticas entre sí y cada una de éstas contiene un átomo de Se unido
covalentemente a una molécula de cisteína. La secuencia de aminoácidos de las
subunidades de la GPx-c es diferente a la secuencia de la GPx-p, esta última
además es una proteína glicosilada y posee puentes disulfuros intramoleculares.
El peso molecular de la GPx-c es de 22 kD, mientras que el de la GPx-p es de 25
kD, con un total aproximado de 221 aminoácidos por subunidad.5-8 Las subunidades
por separado no presentan actividad catalítica, sin embargo, la GPx-PH es una
enzima monomérica que también posee un átomo de Se y presenta actividad
catalítica; su peso molecular es de 18 kD.9
La GPx-c se puede localizar en la mitocondria y el citosol de la célula hepática, en el
citosol de los eritrocitos formando complejos con la hemoglobina y en el lisosoma
de neutrófilos, macrófagos y otras células fagocíticas del sistema inmune.10,11 Se
han observado diferencias entre los sexos con respecto a la actividad de la enzima,
los niveles de ARNm y las concentraciones de Se en el hígado de ratas y ratones;
estas diferencias favorecieron al sexo femenino.12
ACTIVIDAD BIOLÓGICA
La GPx-c y la GPx-p catalizan la reacción siguiente:
H2O2
OOH
GPx-c
2H2O
o + 2GSH -------->
GPx-p
L-OH+H2 O
o + GSSG L-
La GPx-PH cataliza la reacción siguiente:
GPx-PH PHL-OOH + 2GSH --------- PHL-OH + H2O
GSSG
+
La GPx-c tiene mayor afinidad por el H2O2 que por los L-OOH, en tanto la GPx-p
tiene una afinidad semejante para los 2 sustratos. La GPx-c y la GPx-p utilizan
como sustratos los H2O2 y los L-OOH; sin embargo, no son capaces de utilizar
los fosfolipoperóxidos (PHL-OOH) que son los sustratos principales para la GPxPH.2,5
En el centro activo de la enzima se encuentra un átomo de Se unido
covalentemente a un residuo de cisteína con actividad durante la catálisis. Además
se describe en el centro activo un grupo tiol muy cercano al Se que proviene de un
residuo de cisteína. En las diferentes GPx se conserva casi intacta la estructura del
centro catalítico, lo que refuerza la hipótesis de que el mecanismo de acción para
las 3 formas es el mismo.1-3,7
La formación del complejo enzima sustrato se produce debido a que en el sitio
activo tienen lugar una serie de transformaciones como resultado de las cuales se
forma un puente metálico cíclico, donde:
Enzima
1. Enzima + L-OOH ----------- oxidada + L-OH + H2O
2. Enzima oxidada + 2GSH ----------- E + GSSG
REGULACIÓN
La catalasa (CAT), al igual que la GPx, se encarga de eliminar el H2O2 y su
localización celular es similar, pero sus mecanismos de regulación son diferentes.
La GPx y la glutatión reductasa (GRd) se encuentran formando parte de un sistema
antioxidante (GPx/GRd), y la CAT de otro (SOD/CAT). Se ha observado que ambos
sistemas no actúan a la par; la CAT actúa en presencia de altas concentraciones de
H2O2 y la GPx lo hace a concentraciones bajas, lo que demuestra una correlación
inversa en la actividad de ambas enzimas. Además, algunas citoquinas como el
factor de necrosis tumoral (TNF), el interferón (IFN) y la interleukina-1 (IL-1) son
capaces de inhibir la actividad de la GPx.1,3
IMPORTANCIA BIOMÉDICA DE LA GLUTATIÓN PEROXIDASA
La alteración de la actividad de la GPx provoca un aumento de los niveles de H 2O2 y
de lipoperóxidos, lo que puede ser fatal para la célula y aún más para el organismo,
razón por la cual, esta alteración se encuentra implicada en un sinnúmero de
enfermedades y procesos fisiológicos.
Cáncer. En células tumorales resistentes a la terapéutica se ha observado un
aumento de la actividad de la GPx-c.
En estudios realizados en células tumorales de mama humanas (MCF7) con
resistencia selectiva a la doxouribicina y al menogaril disminuyó 2 veces la
formación de radicales libres de oxígeno en las células resistentes, al compararlas
con las células sensibles en presencia de menogaril. Las células resistentes
contienen una actividad 12 veces más alta de GPx que las células sensibles, por lo
que la detoxificación del H2O2 puede ser responsable de la disminución de la
formación de radicales libres y desempeñar un papel importante en la resistencia al
menogaril y a otros citostáticos.13
En células HeLa resistentes al paraquat se observó que el aumento del contenido de
GPx parece elevar la resistencia a esta droga. El contenido celular de GSH en estas
células tratadas con paraquat disminuyó en comparación con otras células no
tratadas. Estos datos sugieren que estas células resisten a la toxicidad del paraquat
por aumento de la GPx como un medio de detoxificación del H2O2 producido por el
paraquat.14 La ciclofosfamida y sus derivados han sido efectivos en la terapéutica
de los tumores resistentes a la quimioterapia ya que inhiben la actividad de las
enzimas antioxidantes.15
Embarazo. Se supone que en la mujer embarazada con concentraciones bajas y
aun moderadas de Se, el requerimiento de este elemento aumenta
significativamente. Las concentraciones medias de Se en sangre y eritrocitos
comienzan a declinar después de las 16 semanas del embarazo y las de Se
plasmático después de las 26 semanas; los valores menores se observan antes del
parto, lo que corrobora la existencia de una correlación negativa entre la edad
gestacional y las concen-traciones de Se en sangre y plasma [r=-0,560 ( p <
0,001); r = -0,553 (p < 0,001)] respectivamente.
La actividad de la GPx en sangre y plasma comienza a disminuir después de las 20
y 30 semanas de embarazo, por lo que es significativamente más baja antes del
parto (p < 0,001) que durante la décima semana del embarazo.
Las concentraciones de GSH en eritrocitos aumentan significativamente justo antes
del embarazo.16 Debido a esto, se puede sugerir que durante el embarazo se
utilicen suplementos de Se con el objetivo de mejorar la actividad de la GPx y evitar
un aumento de estrés oxidativo que podría participar en la fisiopatología de algunas
enfermedades asociadas al embarazo.
Isquemia/reperfusión. Los cambios dependientes del tiempo de los niveles de
enzimas antioxidantes como la GPx después de la isquemia focal cortical en ratas
indican que el tejido isquémico es vulnerable al daño oxidorradicálico 72 horas
después de la isquemia hasta que los niveles de GPx disminuidos llegan a los
niveles basales o los sobrepasan. Después de 72 horas los niveles de esta enzima
son suficientes para proteger al tejido contra el daño oxidorradicálico. 17
Trasplante. Se ha observado que la capacidad antioxidante de pacientes con
trasplante de médula ósea disminuye significativamente después del injerto, lo que
se refleja por la disminución de la GPx en sangre. Esto repercute en la recuperación
postrasplante y en el funcionamiento del tejido injertado. También puede influir en
el soporte requerido de eritrocitos y plaquetas después del trasplante. Esto
evidencia la posible utilización de éstos como agentes terapéuticos y para el
monitoreo del estado antioxidante durante el período postrasplante.18
Diabetes mellitus. En la diabetes mellitus insulinodependiente la peroxidación
lipídica acelera el envejecimiento y las lesiones microvasculares, lo que está en
relación con la GPx y otras enzimas antioxidantes. 19
Cataratas. El GSH y la GPx en el cristalino son los antioxidantes más importantes
contra la oxidación de las proteínas de éste; sus niveles disminuyen con la edad y
los niveles en cristalinos con cataratas son una décima parte de los encontrados en
cristalinos normales. Esto evidencia que desempeñan un importante papel en la
protección de las proteínas del cristalino, y que los cambios en los niveles normales
de éste incrementan la vulnerabilidad del cristalino a la cataratogénesis senil. 20
Toxicología. El mecanismo del efecto protector del selenito de sodio en la
nefrotoxicidad del cisdiaminodicloroplatino (CDDP) estudiado en ratones ocurre a
través de la interacción entre CDDP y Se, difiere de la del mercurio y Se o entre
cadmio y Se que forman compuestos. La ingestión de Se disminuye la aparición de
nefrotoxicidad por el CDDP a través de la GPx que puede estar parcialmente
relacionada con este efecto protector al participar en la eliminación de especies
reactivas que pueden surgir por la presencia de este compuesto. 21
El paraquat es un compuesto capaz de provocar toxicidad crónica y
teratogenicidad; éste se acumula en el pulmón, donde se forman especies reactivas
del oxígeno, hay inducción de la peroxidación lipídica y depleción del NADPH. La
GPx disminuye significativamente su actividad así como la de otras enzimas
antioxidantes, esta disminución está relacionada estrechamente con la depleción de
NADPH.22
CONCLUSIONES
La glutatión peroxidasa es una enzima de importancia para la célula debido a su
participación en la eliminación de especies reactivas del oxígeno y su estudio puede
ser utilizado para el aná-lisis de la fisiopatogenia de diversas enfermedades.
SUMMARY
The glutathione peroxidase is one of the enzymes that takes part in the
transformations of reactive oxygen species, catalyzing the reduction of
peroxide or lipoperoxide. The reduced glutathione is used as a reductor
agent. This enzyme plays an important role in the antioxidant defense
due to its localization in every organ and tissue as part of the glutathione
antioxidant system. Because of this reason, it is involved in the
physiopathology of several diseases. The most important aspects of its
structural and functional characteristics as well as its biological role in
the physiopathology of some diseases are approached in the present
paper.
Subject headings: FREE RADICALS; GLUTATHIONE PEROXIDASE/chemistry;
REACTIVE OXYGEN SPECIES.
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Dr. Elio Cisneros Prego. Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas "Victoria de
Girón". Calle 146 No. 3102 esquina a 31, reparto Cubanacán, municipio Playa,
Ciudad de La Habana, Cuba. CP 11600. <