Creatina quinasa

La creatina quinasa (CK), también conocida como creatina fosfoquinasa (CPK) o fosfocreatina quinasa, es una enzima (EC 2.7.3.2) expresada por varios tejidos y tipos de células. La CK cataliza la conversión de creatina y utiliza trifosfato de adenosina (ATP) para crear fosfocreatina (PCr) y difosfato de adenosina (ADP). Esta reacción enzimática de la CK es reversible y, por lo tanto, se puede generar ATP a partir de PCr y ADP.

En los tejidos y células que consumen ATP rápidamente, especialmente el músculo esquelético, pero también el cerebro, las células fotorreceptoras de la retina, las células pilosas del oído interno, los espermatozoides y el músculo liso, la PCr actúa como reserva de energía para el rápido almacenamiento y regeneración del ATP in situ, así como para el transporte de energía intracelular mediante la lanzadera o circuito de PCr. Por tanto, la creatina quinasa es una enzima importante en dichos tejidos.

Clínicamente, la creatina quinasa se analiza en análisis de sangre como un marcador de daño a los tejidos ricos en CK, como en el caso del infarto de miocardio (ataque cardíaco), la rabdomiólisis (deterioro muscular grave), la distrofia muscular, las miositis autoinmunes y la lesión renal aguda.

Tipos

En las células, las enzimas citosólicas CK consisten en dos subunidades, que pueden ser o bien B (tipo de cerebro) o M (tipo muscular). Por lo tanto, hay tres isoenzimas diferentes: CK-MM, CK-BB y CK-MB. Los genes para estas subunidades se encuentran en diferentes cromosomas: B en 14q32 y M en 19q13. Además de los tres cytosolic isoformas CK, hay dos isoenzimas de creatina mitocondrial, ubicua la forma y la sarcomeric forma. La entidad funcional de las isoformas CK mitocondriales es un octamer compuesto por cuatro centavos cada uno.

Mientras que la creatina quinasa mitocondrial participa directamente en la formación de fosfocreatina a partir de ATP mitocondrial, la CK citosólica regenera ATP a partir de ADP, utilizando PCr. Esto sucede en los sitios intracelulares donde se utiliza el ATP en la célula, donde la CK actúa como un regenerador de ATP in situ.

Los patrones de isoenzimas difieren en los tejidos. El músculo esquelético expresa CK-MM (98%) y niveles bajos de CK-MB (1%). Por el contrario, el miocardio (músculo cardíaco) expresa CK-MM en 70% y CK-MB en 25 a 30%. La CK-BB se expresa predominantemente en el cerebro y el músculo liso, incluido el tejido vascular y uterino.

Estructura de las proteínas

La primera estructura de una creatina quinasa resuelta mediante cristalografía de proteínas de rayos X fue la de la CK mitocondrial de tipo músculo sarcomérico octamérico (s-mtCK) en 1996, seguida por la estructura de la CK mitocondrial ubicua (u-mtCK). ) en 2000. Ambas isoformas de mt-CK forman estructuras octaméricas (construidas con 4 dímeros similares a plátanos) con una simetría cuádruple y un canal central. La estructura atómica del BB-CK de tipo cerebral citosólico dimérico con forma de plátano se resolvió en 1999 con una resolución de 1,4 Å. La BB-CK citosólica, así como la MM-CK de tipo muscular, forman dímeros simétricos en forma de plátano, con un sitio catalítico activo en cada subunidad.

Funciones

La creatina quinasa mitocondrial (CK_m) está presente en el espacio intermembrana mitocondrial, donde regenera la fosfocreatina (PCr) a partir del ATP generado mitocondrialmente y la creatina (Cr) importada del citosol. Aparte de las dos formas de isoenzima de CK mitocondrial, es decir, mtCK ubicua (presente en tejidos no musculares) y mtCK sarcomérica (presente en músculo sarcomérico), hay tres isoformas de CK citosólica presentes en el citosol, dependiendo del tejido. Mientras que MM-CK se expresa en el músculo sarcomérico, es decir, el músculo esquelético y cardíaco, la MB-CK se expresa en el músculo cardíaco y la BB-CK se expresa en el músculo liso y en la mayoría de los tejidos no musculares.

La mtCK mitocondrial y la CK citosólica están conectadas en un llamado circuito o lanzadera PCr/Cr. La PCr generada por mtCK en las mitocondrias se transporta a la CK citosólica que se acopla a procesos dependientes de ATP, p. Las ATPasas, como la actomiosina ATPasa y la ATPasa cálcica, participan en la contracción muscular, y la ATPasa sodio/potasio, implicadas en la retención de sodio en el riñón. La CK citosólica unida acepta la PCr transportada a través de la célula y utiliza ADP para regenerar ATP, que luego puede ser utilizado como fuente de energía por las ATPasas (la CK está asociada íntimamente con las ATPasas, formando un microcompartimento acoplado funcionalmente). La PCr no es sólo un amortiguador de energía, sino también una forma de transporte celular de energía entre los sitios subcelulares de producción de energía (ATP) (mitocondrias y glucólisis) y aquellos de utilización de energía (ATPasas).

Por lo tanto, la CK mejora la contractilidad del músculo esquelético, cardíaco y liso, y participa en la generación de presión arterial. Además, la acción eliminadora de ADP de la creatina quinasa se ha implicado en los trastornos hemorrágicos: las personas con CK plasmática muy elevada podrían ser propensas a sufrir hemorragias graves.

Pruebas de laboratorio

La CK a menudo se determina de forma rutinaria en un laboratorio médico. Antes se determinaba específicamente en pacientes con dolor torácico, pero esta prueba ha sido sustituida por la troponina. Los valores normales en reposo suelen estar entre 60 y 400 UI/L, donde una unidad es la actividad enzimática, más específicamente la cantidad de enzima que catalizará 1 μmol de sustrato por minuto en condiciones específicas (temperatura, pH, concentraciones de sustrato y activadores). Esta prueba no es específica para el tipo de CK que está elevada.

La creatina quinasa en la sangre puede ser alta en condiciones de salud y enfermedad. El ejercicio aumenta la salida de creatina quinasa al torrente sanguíneo durante hasta una semana, y esta es la causa más común de niveles altos de CK en sangre. Además, la CK alta en la sangre puede estar relacionada con la CK intracelular alta, como en las personas de ascendencia africana.

Finalmente, un nivel alto de CK en la sangre puede ser un indicio de daño al tejido rico en CK, como en la rabdomiólisis, el infarto de miocardio, la miositis y la miocarditis. Esto significa que la creatina quinasa en sangre puede estar elevada en una amplia gama de condiciones clínicas, incluido el uso de medicamentos como las estatinas; trastornos endocrinos como hipotiroidismo; y enfermedades y trastornos del músculo esquelético que incluyen hipertermia maligna y síndrome neuroléptico maligno.

Además, la determinación de isoenzimas se ha utilizado ampliamente en el pasado como indicación de daño miocárdico en ataques cardíacos. La medición de troponina ha reemplazado en gran medida a esta en muchos hospitales, aunque algunos centros todavía dependen de la CK-MB.

Nomenclatura

Esta enzima suele aparecer en la literatura médica con el nombre incorrecto de "creatinina quinasa". La creatinina no es un sustrato ni un producto de la enzima.