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¿Qué es la acetilcolinesterasa? – Función y definición

Publicado el 17 septiembre, 2020

La velocidad marca la diferencia

¿Conoce la vieja historia de “La liebre y la tortuga”? En este cuento de ficción, un conejo desafía a una tortuga a una carrera. Los conejos son mucho más rápidos que las tortugas, pero esta se vuelve arrogante y decide tomar múltiples descansos en su camino hacia la línea de meta. Al final de la historia, aprendemos que “lento y constante gana la carrera” cuando la tortuga lenta pero firme derrota a la veloz pero caprichosa liebre. Es una lección útil, pero no siempre se aplica: si esta parábola fuera interpretada por las enzimas de tu cuerpo, por ejemplo, estarías muerto.

En términos de sistemas biológicos, resulta que la velocidad lo es todo. Verá, las reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células de nuestro cuerpo son las que nos permiten vivir y funcionar correctamente, y la velocidad a la que ocurren esas reacciones lo es todo. Las reacciones químicas biológicas de las que dependemos para la vida son facilitadas por lo que se llaman enzimas; sin ellos, las reacciones se desarrollarían tan lentamente que la vida simplemente no sería posible. Hoy vamos a discutir una enzima específica llamada acetilcolinesterasa y su función a nivel celular.

La acetilcolinesterasa es una enzima

Probablemente, lo más importante que hay que tener en cuenta sobre la acetilcolinesterasa es que está clasificada como una enzima. Pero, ¿qué significa eso exactamente? Las enzimas son catalizadores biológicos cuya función es acelerar las reacciones químicas dentro de las células de los sistemas biológicos. Los compuestos sobre los que actúan las enzimas generalmente se denominan sustratos, y la enzima siempre convierte el sustrato en un producto de algún tipo. Como mencionamos anteriormente, sin enzimas, las reacciones biológicas esenciales ocurrirían tan lentamente que la vida no sería posible.

En una reacción típica promovida por enzimas, el sustrato (o sustratos) se combina con la enzima y experimenta una reacción química. A esto se le llama complejo enzima-sustrato. Una vez que se completa la reacción, los productos se liberan del complejo, dejando espacio para que más moléculas de sustrato se unan a la enzima y repitan el proceso.


Un ejemplo genérico de un esquema de reacción enzima-sustrato.
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La acetilcolinesterasa es una enzima cuya función principal es catalizar y promover la degradación de un neurotransmisor llamado acetilcolina. Los neurotransmisores son compuestos orgánicos que sirven como moléculas de señal o mensajeros químicos, y su trabajo es ayudar a facilitar las comunicaciones entre las células nerviosas y las células musculares. Cuando ocurre este evento de descomposición, los dos productos que resultan son la colina y el ácido acético. Luego, la célula los metaboliza (descompone) o recicla.


La estructura química de la acetilcolina.
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La mayoría de las enzimas son estructuras muy grandes; a menudo se modelan utilizando los llamados diagramas de cinta. Aunque parece un caos, las cintas en el diagrama de la actilcolinesterasa representan las largas cadenas de aminoácidos que forman la enzima. Dado que las enzimas se construyen a partir de muchas cadenas de estos componentes básicos de aminoácidos, se clasifican como proteínas.


Diagrama de cinta de acetilcolinesterasa
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¿Cómo funciona la acetilcolinesterasa?

Cuando ocurre un evento de neurotransmisión, las células neuronales liberan moléculas de acetilcolina y se unen a los sitios receptores (sitios activos) en las células musculares. El resultado es muy parecido a lo que sucede cuando se enciende un interruptor de luz en una habitación: una vez que se activa el interruptor, la electricidad fluye por los cables hasta que llega a las bombillas y la luz se enciende. La función de la acetilcolinesterasa es catalizar la descomposición de las moléculas de acetilcolina una vez que se completa la comunicación entre la neurona y la célula muscular.

Otra forma de pensar en eso podría ser decir que el trabajo de la acetilcolinesterasa es terminar un evento de neurotransmisión una vez que se ha transmitido la información necesaria. Este es un trabajo importante, ¿verdad? Si no fuera posible apagar una luz eléctrica cuando ya no se necesita, eventualmente se quemará. Es la misma idea con nuestra enzima. El proceso de señalización entre neuronas es extremadamente importante, pero también debe apagarse o terminarse una vez que se completa su trabajo.

De hecho, los compuestos químicos que inhiben la acción de la acetilcolinesterasa suelen ser tóxicos y pueden causar convulsiones fatales si la dosis es lo suficientemente alta. Algunas plantas y animales producen estos compuestos inhibidores de forma natural, pero los sintéticos incluyen Sarin y agentes nerviosos VX, los cuales son altamente tóxicos y fatales incluso en pequeñas cantidades. Estos compuestos son tóxicos porque inhiben la acción de la acetilcolinesterasa, lo que conduce a una acumulación de acetilcolina. Las altas concentraciones de acetilcolina provocan contracciones constantes (convulsiones) de las fibras musculares y no pueden volver a relajarse hasta su estado de reposo.

Resumen de la lección

Las enzimas son catalizadores biológicos cuya función es acelerar las reacciones químicas dentro de las células de los sistemas biológicos. Los compuestos sobre los que actúan las enzimas generalmente se denominan sustratos, y la enzima siempre convierte el sustrato en un producto de algún tipo.

La acetilcolinesterasa es una enzima cuya función principal es catalizar y promover la degradación del neurotransmisor acetilcolina. Los neurotransmisores son compuestos orgánicos que sirven como moléculas de señal o mensajeros químicos, y su trabajo es facilitar la comunicación entre las células nerviosas dentro del sistema nervioso.

Cuando ocurre un evento de neurotransmisión, las células neuronales liberan moléculas de acetilcolina y se unen a las células musculares. La acetilcolinesterasa cataliza la descomposición de las moléculas de acetilcolina una vez que se completa la comunicación entre las células. Ésta es una función esencial. Los compuestos como el sarín y los agentes nerviosos VX, que inhiben la acción de la acetilcolinesterasa, son altamente tóxicos y fatales incluso en pequeñas cantidades.

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