Tema 12.-Neurotoxicidad de organofosforados y carbamatos

 

12.3: Acetilcolinestera

12.3.2.- Acetilcolinesterasa

La acetilcolinesterasa es una esterasa que hidroliza a la acetilcolina, neurotransmisor en muchas sinapsis, especialmente en las placas neuromotoras.

Analicemos, en primer lugar, de qué manera la enzima acetil-colinesterasa actúa sobre la acetilcolina, para luego estudiar la forma como los organofosforados y los carbamatos afectan la actividad de la colinesterasa, alterando de esta manera, la función de la acetilcolina en la transmisión de los impulsos nerviosos.

La acetilcolinesterasa es una enzima situada en las hendiduras sinápticas y allí va a hidrolizar a la acetilcolina, después de que ésta haya realizado su función mediante la unión a sus receptores, permitiendo así que las sinapsis colinérgicas transmitan los impulsos nerviosos. La reacción catalizada es la hidrólisis de la acetilcolina hasta colina y acetato:

La acetilcolinesterasa es una esterasa tipo B y tiene un resto de SER en el centro activo y cursa con un mecanismo de acción catalítica del tipo "catálisis covalente", con la generación de un intermediario covalente.

En el centro activo de la enzima se distinguen dos dominios, denominados esteárico, donde reside el resto de SER, y aniónico donde tiene un GLU que le proporciona carga negativa, adecuada para la aproximación y orientación del sustrato con su carga positiva.

 

La acetilcolinesterasa produce la inactivación de la acetilcolina, con la consiguiente disminución de la transmisión del impulso nervioso. La acción de la acetilcolinesterasa es muy rápida: se estima que es capaz de hidrolizar una molécula de acetilcolina en ácido acético y colina en un milisegundo. La reacción química producida en este proceso es:

En la 1ª etapa de la reacción, el resto de SER del centro activo de la acetilcolinesterasa reacciona con la acetilcolina, generándose un intermedio acetil-enzima y la liberación de la colina.

Paso 1: Acetilcolina + enzima (Acetilcolinesterasa) ------> Colina + Acetilcolinesterasa acetilada

En la 2ª etapa de la reacción se produce la hidrólisis de la acetil-enzima, regenerándose la acetilcolinesterasa y liberándose el acetato.

Paso 2: Acetilcolinesterasa acetilada + H2O ------> Acetilcolinesterasa + ácido acético

Este mecanismo de acción es característico de las SERin-proteasas, similar al de la quimitripsina.

La colina puede regresar a la membrana presináptica y ser reutilizada en la síntesis de la acetilcolina. En la Figura 1 podemos observar un esquema en el que se representa la transmisión nerviosa en la sinapsis colinérgica.

La colina puede regresar a la membrana presináptica y ser reutilizada en la síntesis de la acetilcolina. En la Figura 1 podemos observar un esquema en el que se representa la transmisión nerviosa en la sinapsis colinérgica.

Las colinesterasas, es decir, las enzimas que producen la hidrólisis de la acetilcolina pueden ser de dos tipos, a saber:

La colinesterasa verdadera, acetilcolinesterasa, colinesterasa eritrocitaria, específica o de tipo e, se encuentra unida a las membranas de las neuronas, en las sinapsis ganglionares de la estructura neuromuscular del organismo y en los eritrocitos.

La pseudocolinesterasa o colinesterasa inespecífica, también denominada butirilcolinesterasa, colinesterasa plasmática o de tipo s, está presente generalmente en forma soluble en casi todos los tejidos (principalmente hígado) y en el plasma, pero en poca concentración en el sistema nervioso central y periférico. Dicha enzima también es inhibida por los plaguicidas organofosforados y carbamatos, pero sin manifestación de síntomas clínicos.



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