Inhibición competitiva (reversible)
El fármaco pirlindol es un ejemplo clásico de inhibidor reversible. Por su estructura química, es un análogo estructural del neurotransmisor natural: la serotonina. Gracias a esta similitud, la sustancia farmacológica es capaz de unirse al centro activo de la enzima.
La esencia bioquímica del proceso radica en la competencia directa. La enzima (representada como E) tiene una opción: puede unirse al sustrato natural (S), formando el complejo ES, que luego se disocia en enzima libre y producto (P), o bien a la molécula del inhibidor (I), formando el complejo EI.
- Esquema de la reacción normal: $E + S \rightleftarrows ES \rightarrow E + P$
- En presencia de pirlindol: $E + I \rightleftarrows EI$
La característica clave de este tipo de interacción es la formación de un enlace débil. Esto significa que el bloqueo es de carácter temporal. Tan pronto como la concentración del fármaco en el organismo comienza a disminuir (a medida que se excreta de forma natural), el complejo enzima-inhibidor se disocia. La actividad enzimática se recupera por completo sin necesidad de sintetizar nuevas moléculas proteicas.
Inhibición irreversible
El fármaco nialamida muestra un mecanismo de acción completamente diferente. A diferencia de los análogos estructurales del sustrato, provoca una inhibición irreversible de la actividad enzimática.
Cuando la molécula de la enzima (E) y la del inhibidor (I) se encuentran, se produce una reacción química que da lugar a la formación de enlaces covalentes fuertes con los grupos funcionales ubicados en el centro activo.
- Esquema de inactivación: $E + I \rightarrow E-I$
Esta reacción representa una modificación covalente. El complejo EI formado es estable y ya no se disocia bajo ninguna circunstancia. La enzima queda fuera de servicio para siempre, ya que su centro activo está físicamente bloqueado y estructuralmente modificado.
Comparación de la duración del efecto terapéutico
La diferencia en los mecanismos bioquímicos determina directamente cuánto tiempo se mantiene el efecto clínico tras la administración de los fármacos en los pacientes.
El pirlindol se caracteriza por una acción relativamente corta. Dado que la inhibición es reversible, el efecto del fármaco depende directamente de su concentración actual en los tejidos. Tan pronto como el medicamento se elimina del organismo, las enzimas se liberan y reanudan inmediatamente su función.
La nialamida ejerce un efecto mucho más prolongado sobre el organismo. Como las moléculas de la enzima se inactivan de forma irreversible, la mera eliminación de la sustancia farmacológica del torrente sanguíneo no devuelve el sistema a su estado inicial. La actividad no se recuperará hasta que las células sinteticen moléculas enzimáticas completamente nuevas. Este proceso fisiológico de biosíntesis de proteínas requiere un tiempo considerable y puede tardar hasta dos semanas. Durante todo este tiempo, el efecto terapéutico se mantiene a pesar de la ausencia del fármaco en el organismo.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué otros neurotransmisores, además de la serotonina, son degradados por la enzima MAO?
Además de la serotonina, la enzima monoamino oxidasa (MAO) inactiva la dopamina, la noradrenalina y el GABA mediante desaminación oxidativa. El coenzima de la MAO es el FAD.
Etapas de la transformación:
- la amina biógena pierde amoníaco ($NH_3$) por la acción de $O_2$;
- se forma un aldehído ($R-C=O$);
- el aldehído se oxida a ácido ($R-COOH$), el cual se excreta por los riñones.
Las isoenzimas de la MAO difieren en su especificidad de sustrato: la MAO-A inactiva predominantemente la noradrenalina y la serotonina, y la MAO-B, la dopamina.
Pirlindol — Provisional (reversible, compite temporalmente). Nialamida — Para siempre (irreversible, enlaces covalentes).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué al tomar pirlindol la actividad enzimática puede recuperarse por sí sola?
El pirlindol forma un enlace débil con el centro activo de la enzima. Al disminuir la concentración del fármaco en el medio, este enlace se rompe, el complejo se disocia y el centro activo vuelve a estar listo para recibir el neurotransmisor.
¿A qué se debe la acción prolongada de la nialamida?
La nialamida forma enlaces covalentes fuertes con los grupos funcionales del centro activo. La enzima se modifica irreversiblemente y se inactiva para siempre. El efecto del fármaco dura hasta que se sinteticen nuevas proteínas.
¿Cuánto tiempo se requiere para la recuperación de la actividad tras la inhibición irreversible?
El proceso de biosíntesis celular de nuevas moléculas de proteína para reemplazar a las bloqueadas toma hasta 2 semanas.
Qué más repasar sobre el tema
- Cinética de las reacciones enzimáticas en la inhibición reversible
- Mecanismos de modificación covalente de enzimas
- Etapas de la biosíntesis de proteínas en la célula (ejemplo de la renovación del pool de enzimas)
- El papel de la serotonina como sustrato para los sistemas enzimáticos
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