Creatina quinasa
Definición
La creatina fosfoquinasa (CPK), o simplemente creatina quinasa (CK), es una enzima que ayuda a regular la concentración de trifosfato de adenosina (ATP) dentro de una célula. Para ello, la creatina quinasa cataliza el movimiento de un grupo fosfato del ATP a la creatina, formando fosfocreatina. Esta molécula almacena el grupo fosfato de forma estable, actuando como un depósito de energía en las células. Las células que tienen altos requerimientos de ATP tienen niveles más altos de CK.
Descripción general de la creatina quinasa
En las células que necesitan mucho ATP, es más económico almacenar el ATP como una molécula menos reactiva hasta que se necesite. Por tanto, el grupo fosfato se transfiere del ATP por la creatina quinasa a una molécula de creatina. Los productos finales son trifosfato de adenosina (ADP ) y fosfocreatina. Esta reacción es reversible y, cuando se necesita ATP, la enzima puede regenerarlo fácilmente a partir de la reserva almacenada de fosfocreatina.
La fosfocreatina es mucho más estable que el ATP y no puede ser utilizada directamente por la mayoría de las enzimas. En cambio, la CK debe revertir la reacción para mover un grupo fosfato de regreso a una molécula de ADP para formar más ATP, la moneda de energía de la célula.
Como resultado, las células musculares, cardíacas y otras células con una gran demanda de energía pueden almacenar la energía sin alterar el equilibrio del ATP. Esto permite que la célula continúe produciendo ATP y almacenando la energía extra para cuando sea necesaria.
Niveles de creatina quinasa en sangre
El nivel de creatina quinasa en la sangre se mide en unidades de actividad enzimática (U) por litro de sangre (L) o U / L. Un rango típico para individuos sanos está entre 20 y 200 U / L.
Clínicamente, el nivel de creatina quinasa en sangre es una medida del daño del tejido enriquecido con enzimas. Por ejemplo. la enzima se eleva en el caso de daño muscular o cardíaco. Esto podría deberse a un ataque cardíaco, lesión muscular, ejercicio intenso, necrosis muscular, lesión renal o trastornos neuromusculares. Por lo tanto, los niveles de creatina quinasa se utilizan a menudo como un biomarcador de eventos cardíacos o daño muscular.
Los niveles de creatina quinasa en estos casos pueden ser tan altos como 50,000 – 200,000 U / L, o incluso más altos durante casos excepcionales de degradación muscular severa (rabdomiólisis).
Función de la creatina quinasa
La CK se encuentra principalmente en tejidos que requieren mucho ATP. Las células musculares, las células nerviosas e incluso los espermatozoides son ejemplos de células muy activas que contienen grandes cantidades de la enzima. Esto se debe a que estas células deben utilizar una gran cantidad de ATP para realizar sus funciones.
Debido a la naturaleza del ATP, debe permanecer dentro de concentraciones estrictamente reguladas para preservar la función de varias vías bioquímicas. Por lo tanto, la energía del ATP debe mantenerse en otro lugar hasta que se necesite. Este reservorio es la fosfocreatina, que es simplemente una molécula de creatina unida a un grupo fosfato.
La energía contenida en este grupo fosfato puede ser convertida de manera rápida y eficiente por la creatina quinasa en o desde ATP. Cuando hay demasiado ATP, la enzima funciona para reducir la concentración convirtiendo ATP en ADP. Almacena el fosfato extra en una molécula de creatina, creando fosfocreatina. La reserva de fosfocreatina en la célula es mucho mayor que la cantidad de ATP fácilmente disponible. Por esta razón, se considera un “tanque de combustible” o sistema de almacenamiento de energía.
Como las mitocondrias producen ATP a través de la respiración (específicamente a través de la fosforilación oxidativa ), la energía se transfiere a moléculas de fosfocreatina, que se trasladan al citoplasma de la célula. La creatina quinasa citoplasmática puede liberar la energía almacenada en la fosfocreatina mediante la regeneración del ATP, lo que permite que la célula aproveche esta energía química.
Por lo tanto, la creatina quinasa mantiene el depósito de energía y ahorra ATP de manera eficiente. Esto forma lo que se conoce como circuito de fosfocreatina y es esencial para regular la homeostasis celular.
Estructura de la creatina quinasa
La creatina quinasa, como todas las proteínas, es una cadena polipeptídica, formada por una secuencia específica de aminoácidos. Cuando se pliega correctamente, esta cadena adquiere una forma tridimensional, lo que le da la capacidad de interactuar con ciertas moléculas.
La estructura de la creatina quinasa le confiere afinidad por la creatina y la fosfocreatina, lo que le permite catalizar sus respectivas conversiones. Otro sitio de la enzima está dedicado a la interacción con ATP y ADP. Como ambas moléculas se unen a la enzima, tomará un grupo fosfato del ATP y lo agregará a la creatina o tomará un grupo fosfato de la fosfocreatina y lo transferirá a ADP. El resultado final es la creación o el uso de ATP.
Existen múltiples tipos de creatina quinasa, codificadas por diferentes genes. Si bien estas formas de creatina quinasa difieren en su estructura de aminoácidos, su función sigue siendo similar. Sin embargo, leves cambios en su estructura y función permiten que la creatina quinasa opere en diferentes entornos.
Isoenzimas
La creatina quinasa es un dímero (está formado por dos subunidades que se unen para crear una enzima funcional). Hay dos formas diferentes de estas subunidades, el tipo B y el tipo M. El tipo B significa » tipo de cerebro » porque esta subunidad se asocia con mayor frecuencia con el cerebro. El tipo M significa «tipo de músculo» porque esta subunidad se asocia con mayor frecuencia con el músculo esquelético.
Por lo tanto, hay tres isoenzimas de creatina quinasa diferentes que se forman como resultado de diferentes combinaciones de estas subunidades: una enzima con dos subunidades musculares (CK-MM), una enzima con dos subunidades cerebrales (CK-BB) y una enzima con una de cada uno (CK-MB). Estas enzimas se encuentran en el citoplasma de las células y muestran una localización específica de tejido. La CK-BB se encuentra principalmente en el cerebro, la CK-MM se encuentra principalmente en el músculo esquelético y la CK-MB se encuentra en el músculo cardíaco.
También hay dos formas de la enzima que se encuentran solo en las mitocondrias (CK-Mt). La CK-Mt ubicua no es arcomérica y se encuentra en varios tejidos como el cerebro, el músculo liso y los espermatozoides. La Mt-CK sarcomérica se expresa solo en el músculo cardíaco y esquelético.
Todas las diferentes formas de creatina quinasa realizan la misma función pero en diferentes condiciones. Estas diferentes formas son necesarias para gestionar el depósito de energía en muchos tipos diferentes de células. En la mayoría de las células, este depósito de fosfocreatina se mantiene a una concentración mucho más alta que la de ATP. Esto permite realizar muchas tareas que consumen mucha energía.
Prueba de creatina quinasa
Las diferentes formas de creatina quinasa la convierten en una herramienta de diagnóstico útil. Al igual que otras enzimas, la creatina quinasa se filtra al torrente sanguíneo cuando una célula se daña. Si se dañan muchas células al mismo tiempo, se encuentra en la sangre un nivel detectable de la enzima (y otras). Los médicos pueden determinar qué forma de la enzima se encuentra en la sangre, lo que puede darles pistas sobre qué órganos están dañados.
Una prueba de creatina quinasa sérica puede detectar muchas afecciones, como un ataque cardíaco, degradación muscular e incluso enfermedades autoinmunes que atacan ciertos órganos y tejidos. Por ejemplo, después de un ataque cardíaco, el nivel de enzima aumenta rápidamente en la sangre. Por lo tanto, se puede usar una prueba de creatina quinasa para determinar si los síntomas del dolor de pecho están relacionados con el daño del músculo cardíaco.
La prueba puede determinar que es una combinación de creatina quinasa muscular y cerebral que está presente en la sangre (CK-MB). Esto es evidencia de daño al corazón. Además, debido a que la enzima desaparece rápidamente de la sangre, se puede usar como indicador para determinar cuándo ocurrió un evento dañino en el sistema. Esto puede ayudar a encontrar la causa de problemas cardíacos importantes.
Echa un vistazo también a nuestra guía sobre el ATP.
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