Revista de la Sociedad de Medicina Interna
          de Buenos Aires

 El enfisema, la cirrosis, la trombosis, la demencia y
 las enfermedades conformacionales
Dr. Rodolfo Maino

Existen diversos procesos patológicos de muy disímil evolución clínica que comparten un mecanismo común de producción tal como lo es el mal plegamiento molecular y/o la agregación proteica. Numerosos hallazgos soportan esta hipótesis y por otra parte ha aumentado el conocimiento acerca del mecanismo de lo que desde hace algunos años ha dado en llamarse el capítulo de las enfermedades conformacionales. El tema no pasaría de tener solo un valor académico si no fuera que también está siendo enfocado desde el punto de vista terapéutico mediante técnicas que tratan de bloquear la agregación o aumentar el "turnover" o "clearence" de las proteínas acumuladas.
Es conocido que las células de los organismos vivos, desde las formas más primitivas, virus y plantas, hasta las más complejas, eucariotas, han desarrollado durante todo el tiempo de la evolución la particular habilidad de producir proteínas; pero junto a ellas también han perfeccionado mecanismos peculiares que les permiten hendirlas, cortarlas y fragmentarlas; y a partir de este hecho a su vez recomponer sustancias nuevas desde los aminoácidos obtenidos, lo que en pocas palabras responde a los términos de proteólisis y síntesis. 
Para conseguir estos fines los organismos necesitan de una serie de enzimas proteolíticas que han evolucionado en gran número utilizando todas el mismo mecanismo, la hidrólisis para romper las uniones de los distintos aminoácidos de cada proteína. 
Estas enzimas son denominadas en forma genérica serino proteasas porque contienen en su sitio activo una serina además de una histidina y un aspartato, trío que en conjunto ataca por hidrólisis a la unión de los péptidos de la proteína sustrato.
El sitio activo hendido por la proteasa, en el que esta tríada catalizadora de los aminoácidos son incluidos, puede variar en su forma y propiedades, para así limitar el acceso a las sucesiones precisamente definidas en las proteínas del sustrato. 
De esta manera, muchas de estas serino proteasas han desarrollado funciones especializadas, no solo como las del grupo de las enzimas digestivas necesarias para actuar sobre los alimentos, sino también en los mecanismos esenciales para el mantenimiento de la vida, tales como: la cascada de la coagulación sanguínea, la cascada del complemento, la fibrinólisis, el plegamiento proteico, la migración celular, la diferenciación celular, la modulación de la respuesta inflamatoria, la conversión prohormonal, la proteólisis intracelular, la presión arterial, la supresión tumoral, el transporte hormonal y otras 3, 4.
Junto con la evolución de las serino proteasas ha existido un desarrollo paralelo de síntesis de proteínas que específicamente las inhiben. En términos generales se puede afirmar que los organismos vivos necesitan protegerse contra el ataque digestivo de las serino proteasas. Esto se aprecia en forma extrema en muchos de los alimentos que se ingieren. La mayor parte de la masa biológica de los porotos, papas y otros vegetales contienen una gran proporción de inhibidores de las serino proteasas, como también lo es en su casi totalidad la ovoalbúmina del huevo, y ésta es una de las razones por la que los seres humanos sometemos a cocción muchos alimentos a fin de desnaturalizar a los inhibidores y permitir que las serino proteasas del tubo digestivo puedan actuar dividiendo las distintas proteínas para facilitar su absorción.
Muchos procesos biológicos requieren de la existencia de un balance entre las proteasas que inician los mecanismos proteolíticos esenciales para la vida y los inhibidores que limitan la actividad excesiva de las proteasas.
Existen unas veinte familias distintas de inhibidores de las serino proteasas, cada una de ellas tiene en sus moléculas un centro reactivo situado en un anillo peptídico y actúan todas en forma similar bloqueando el sitio activo de la proteasa. 
Diecinueve de estas familias de los inhibidores de las proteasas están ampliamente distribuidas entre las plantas y las especies de vida simple como los virus y hongos pero sólo una de estas familias, las llamadas serpinas1 se ha convertido en las proteasas inhibidoras predominantes en los organismos evolucionados y especialmente en el hombre.
Las serpinas conforman en términos molares el 10 % del total de las proteínas plasmáticas y cumplen su función interviniendo en numerosos mecanismos fundamentales para el mantenimiento de la vida, en la tabla 1 se citan algunos de los más importantes. 

Tabla Nº 1. Funciones regulatorias de las Serpinas 2,3,4 


Coagulación sanguínea
Cascada del complemento
Fibrinólisis
Plegamiento proteico
Migración celular
Diferenciación celular
Modulación de la respuesta inflamatoria
Conversión prohormonal
Proteólisis intracelular
Presión sanguínea
Supresión tumoral
Transporte hormonal
Remodelación de la matriz extracelular
Patogenicidad viral o parasitaria


El término serpina nace a partir de un acrónimo formado con las palabras serina - proteasa - inhibidor; esta familia de sustancias comparten entre sí una estructura terciaria compleja y están presentes en todos los organismos eucariotas.
Lo que diferencia a las serpinas de las otras familias de inhibidores de proteasas es que además de que sus moléculas son mucho más grandes tienen una extraordinaria habilidad para sobrellevar un cambio completo en su forma molecular durante su acción. 
Cada una de estas moléculas de serpinas tiene un centro reactivo expuesto situado en un anillo peptídico que actúa como agente bloqueante ideal para el sitio activo de la proteasa.
En los otros inhibidores de las proteasas, durante el clivaje de la molécula inhibidora el anillo peptídico que provoca la inhibición queda en el lugar preciso bloqueando a la proteasa; en las serpinas en cambio esta acción resulta en un inmediato desplazamiento del anillo hacia el polo opuesto de la molécula de la serpina.
Este profundo cambio conformacional ha sido estudiado con detenimiento en los últimos años, y en particular desde 1984 a partir de las investigaciones de Huber5 sobre la estructura cristalográfica de la más abundante de las serpinas en los seres humanos, la alfa1-antitripsina, mostrando que en general la estructura molecular está totalmente compartida por las otras serpinas con una conformación de 9 alfa hélices y tres hojas beta en cada molécula. 
Una de estas tres hojas beta, la denominada A, actúa como eje funcional de la molécula y es en esta hoja, que además lleva adherido el anillo activo, que se produce el fantástico salto conformacional en la serpina que modifica a la molécula de la proteasa deformándola y aplastándola hasta quitarle totalmente la funcionalidad. 
En sentido figurado la molécula de la serpina actúa como una "trampa para ratones", en un asombroso mecanismo de dos fases; la primera es la fijación de la proteasa, o "atrapamiento", seguida inmediatamente de un desplazamiento dentro de la molécula de la serpina, lo que provoca la ruptura del sitio activo de la proteasa produciendo la pérdida irreversible o "muerte" de la función enzimática, mecanismo que se puede visualizar en movimiento en el sitio http://www.structmed.cimr.cam.ac.uk/serpins.html 6 sobre medicina estructural. El anclaje de la serpina por parte de la proteasa es la primera parte de la inducción de la inhibición, luego se produce la segunda etapa de inhibición irreversible en un proceso de aplastamiento de la proteasa contra la molécula de serpina.
Estas propiedades tan especiales de las serpinas resultan muy evidentes cuando se estudian in vivo, siendo su función más importante en los seres vivos la inhibición de las enzimas liberadas por los leucocitos en los procesos inflamatorios. 
Los neutrófilos liberan en esos casos grandes cantidades de elastasa en los lugares donde se produce la inflamación con el fin de inutilizar al tejido conectivo que rodea a la región. 
Para controlar este proceso existe en el plasma sanguíneo una cantidad excedente de alfa1-antitripsina, de la que recordamos que su proteasa blanco no es la tripsina como su nombre parecería indicarlo, sino que su acción está dirigida a la elastasa y su existencia tiene como fin eliminar cualquier cantidad de elastasa liberada en la circulación. Aún así en estas condiciones los neutrófilos pueden funcionar a pesar de este exceso de inhibidor plasmático debido a que la inflamación tiene lugar en "bolsillos" cerrados de tejido en lugar de hacerlo dentro de la corriente sanguínea. 

Tabla 2. Afecciones conformacionales por aposición de serpinas.

Serpinopatías. Algunas anormalidades genéticas y sus mutaciones

SERPINA PROTEASA AFECCION
Alfa 1- antitripsina

Elastasa

Enfisema o Cirrosis
Antitripsina S- Glu 264 > Val
Antitripsina Z Glu 342 > Ys
Wrexham Ser 19 > Leu
Procida Leu 41 > Pro
Malton Phe 52 del
Siiyama Ser 53 > Phe
Bochum- 1 Leu 55 > Pro
Mineral Springs Gly 67 > Glu
Ludwigshafen LLe 92 > Asn
Newport Gly 115 > Ser
Lowell Asp 256 > Val
Pittsburgh mutación a-antitripsina a antitrombina

Hemorragia

     
Antiquimotripsina

Quimotripsina

Enfisema, Enfermedad Hepática, 
Bochum-1 Leu 55 > Pro
Bonn- I Pro 229 > Ala 
Met 389 > Val Enfermedad Cerebral oclusiva
     
Antitrombina

Trombina

Trombosis
Rouen - I Arg 47 > His
Rouen - II Arg 47 > Ser
Rouen - III Arg 47 > Ser
Rouen - IV Arg 24 > Cys
Rouen - V Asn 187 > Asp
Toyama Arg 47 > Cys
Denver Ser 394 > Leu
Budapest - 3 Leu 99 > Phe
Southport  Leu 99 > Val
Nagasak Ser 116 > Pro
Vienna Gln 118 > Pro
Geneva Arg 129 > Gln
Glasgow - III Asn 187 > Lys
Pescara Arg 393 > Pro
     
Inhibidores de la plasmina PAI-1 Plasminógeno Hemorragia
Recombinante Met 354 > IIe    
Recombinante Phe 372 > Leu, IIe
     
Alfa² antiplasmina 
Enschede Ala inserción 353-357
Plasmina Fibrinólisis
     
Inhibidor C1 C1 Complemento Angioedema
Ta Lys 251 del    
We Val 432 > Glu
Mo Ala 436 > Thr
At Arg 444 > His
Da Arg 444 > Cys
   - Pro 149 > Leu
   -Gly 407 > Arg
     
Neuroserpina Diastasa

 

Demencia familiar por cuerpos de Collins (FENIB)


Por ejemplo si se produce una pequeña erosión en cualquier lugar de la piel o una lesión en tejidos blandos, el organismo responde rodeando el lugar con miles de neutrófilos. La elastasa y otras proteasas segregadas por los neutrófilos rodean y disuelven el tejido conectivo que rodea la región. Si se produce la infección, la llegada de neutrófilos se exagera y el tejido liquificado lleno de neutrófilos pigmentados con color amarillo verdoso aparecen en la región de la lesión lo que significa formación de pus. 
En todo este proceso, la alfa1-antitripsina presente en el plasma tiene el papel clave de asegurar que toda la elastasa que llega a los bordes de la lesión sea adecuadamente neutralizada, mientras que la táctica molecular dentro de la bolsa inflamatoria que libera enzimas proteolíticas asegura la destrucción rápida de los complejos formados con las moléculas de proteasa deformadas y anuladas.
El neutrófilo al mismo tiempo que segrega elastasa también libera una barrera de radicales libres oxidantes y aunque estos radicales tienen una función primariamente bactericida la evolución ha adaptado la estructura del anillo reactivo de una cantidad de serpinas de manera tal que estos anillos contienen ahora aminoácidos sensibles a la oxidación. 
De esta manera, por ejemplo la alfa1-antitripsina tiene colocada una metionina en ese centro reactivo, metionina que es rápidamente oxidada por los radicales libres producidos por los neutrófilos. Estos radicales libres son de muy corta vida pero duran lo suficiente como para formar un círculo libre de inhibidores alrededor de cada neutrófilo.
Como consecuencia de las agregaciones de neutrófilos se forman focos de proteólisis pero como el número de células disminuye progresivamente a medida que se aleja del centro de la lesión, cualquier cantidad de proteasa o radicales libres liberados es neutralizada por las altas concentraciones de alfa1-antitripsina circundante.
Volviendo a lo anterior, el papel de las serpinas es crítico en el mantenimiento de la homeostasis y cualquier mecanismo que reduce los niveles funcionales de esta superfamilia de proteínas, incluyendo la inactivación por medio de proteinasas no específicas para la serpina dada, la inactivación oxidativa, la saturación por proteinasa diana, o más aún mutaciones génicas en la estructura o en la secreción pueden provocar problemas patológicos de gran envergadura.
Esto ha sido bien establecido en una variedad de estados de deficiencias genéticas que incluyen el desarrollo de enfisema y EPOC (deficiencia de a1-PI), edema angioneurótico hereditario (deficiencia del inhibidor del C1), coagulopatías (mutaciones de ATIII y a2-antiplasmina), enfermedad vasculocerebral oclusiva (deficiencia de antiquimiotripsina), hemorragia (deficiencia de antiplasmina o antitrombina), enfermedad hepática o cirrosis (deficiencia de a1-antitripsina Z), encefalopatía familiar por cuerpos de Collins (deficiencias de neuroserpinas 7).
La descripción del mecanismo de acción de la alfa1-antitripsina permite explicar el porque individuos que tienen una deficiencia genética de ese inhibidor terminan desarrollando durante el transcurso de su vida una enfermedad destructiva en los pulmones, enfisema o enfermedad pulmonar obstructiva crónica, y esto es así porque los alvéolos pulmonares dependen de su elasticidad para mantener la posibilidad de entrada y salida del aire. En ausencia de una cantidad suficiente (y excedente) de alfa1-antitripsina, se produce una pérdida lenta pero persistente de elasticidad por falta de la inhibición de la elastasa, hecho este que es acelerado en gran forma por situaciones, como ocurre en los fumadores, que aumentan la exposición de los pulmones a la elastasa neutrofílica; al respecto son claras las conclusiones de los diferentes estudios que revelan que después de los 30 años de edad el volumen de espiración forzada en un segundo disminuye en 35 ml por año de edad en las personas no fumadoras con salud normal, en cambio en los individuos con alteración homocigota de la alfa1-antitripsina la tasa de declinación del volumen de espiración forzada en 1 segundo (FEV1) es de 45 ml por año de edad en los no fumadores sanos y de aproximadamente 70 ml por año en los fumadores 8.
Hay otra razón por la que la habilidad de las serpinas para cambiar de forma ha hecho de ellas los inhibidores de proteasa predominantes de los organismos evolucionados, y esa es que durante la evolución estas sustancias han sido capaces de adaptarse y modular distintas actividades; así ocurre con la antitrombina que circula dentro de la sangre en una forma relativamente inactiva con su centro reactivo parcialmente insertado en la hoja A de la molécula y no es hasta que la antitrombina se une a las células que cubren a los capilares y otros pequeños vasos que ella resulta activada y cumple su papel protector de la microcirculación contra la trombosis.
Estos mismos argumentos se aplican cuando aparecen cambios mínimos, como la sola inserción de un aminoácido en el anillo reactivo que traen aparejados graves trastornos como en el caso de la antitrombina9 que cambia su forma inactiva hiperestable a una forma metaestable lo que provoca la aparición de una trombosis 10 porque al ser muy estable desaparece su acción inhibidora sobre la trombina. Esta transformación del grado de estabilidad se ve favorecida sobre todo por aumento de la temperatura en los cuadros infecciosos, y además es amplificada debido a que cada molécula inactivada de antitrombina se une a una molécula normal en forma de reacción en cascada con la consecuente propensión a la trombosis venosa.
Las mutaciones desestabilizantes de la alfa1-antitripsina pueden tener también desastrosas consecuencias11, así la apertura prematura de la hoja A de esta serpina permite la inserción dentro un anillo de otra molécula idéntica hasta formar una larga cadena de polímeros12, estos polímeros se acumulan en el lugar de síntesis que es el hígado. La consecuencia es la formación de largos complejos moleculares, polímeros de Z alfa1-antitripsina. 
El resultado es que su acumulación dentro de las células hepáticas, más específicamente el retículo endoplásmico llegando a producir la muerte de ellas y con los años la manifestación de una lesión hepática evidente a menudo en forma de una fibrosis portal menor aunque frecuentemente progresa hacia el daño hepático, cirrosis y cáncer hepático en los ancianos13.
Es remarcable la observación de un estudio poblacional14 sobre recién nacidos portadores de la anomalía homocigota ZZ en la que todos los 127 casos estudiados mostraron aumentos enzimáticos y el 10 % ictericia prolongada, habiendo desarrollado asimismo cirrosis el 10 % de los afectados. Los niños que son afectados por formas severas pueden tener otros trastornos como enfermedades infecciosas concomitantes que suelen aumentar la producción de alfa1-antitripsina en el hígado y además la inestabilidad de la conformación de esta mutación ZZ es altamente sensible a los cambios de temperatura de manera tal que procesos febriles pueden aumentar en forma dramática la polimerización de la serpina en el hepatocito.
La descripción de la existencia de una neuroserpina15 segregada por las neuronas que funciona promocionando la formación de conexiones neuronales y que está íntimamente relacionada con la alfa1 -antitripsina. Por alguna mutación génica esta serpina deja de cumplir su función comenzando a depositarse en las células que las producen dando lugar a una forma de demencia familiar por acumulación de los llamados cuerpos de Collins16 . La patente de acumulación es muy similar a la de los casos de cirrosis ya citados por aposición de polímeros de alfa1-antitripsina.
Los estudios genéticos así como el papel del mal plegamiento y la agregación proteica en el desarrollo de las enfermedades neurodegenerativas indican que en estas afecciones el plegamiento molecular tiene un rol fundamental en su génesis. Estos agregados que fueran descriptos por Alois Alzheimer en 1907 se conocen como placas amiloides y están compuestas por proteínas fibrilares. Si bien el concepto no es posible aplicarlo a la totalidad de estas afecciones, con excepción de la fibrosis quística en todas las "enfermedades conformacionales" la falla en el plegamiento proteico puede reconocerse como participante en el mecanismo de producción de la enfermedad siendo los depósitos proteicos anómalos una distinción común en el examen anatomopatológico17.
Como la mayoría de las "enfermedades conformacionales" que citaremos luego pueden tener tanto un origen esporádico como hereditario y en este sentido mutaciones en los genes responsables de la producción proteica están asociadas en los casos familiares de estas enfermedades que se citan en la tabla 3. 

Tabla 3 Enfermedades conformacionales o afecciones por agregaciones proteicas

Proteína Enfermedad
Serpinopatías
a1-antitripsina

antitrombina III

inhibidor C1

antiquimiotripsina

fibrinógeno

Enfisema por deficiencia de a 1antitripsina 31 32 .
Enfermedad tromboembólica  por deficiencia de antitrombina III 33. Angiodema por deficiencia del inhibidor C1 34 35. 
Enfermedad hepática por deficiencia de antiquimiotripsina Cirrosis 36 II
Proteínas priónicas
Prp Cj

Prp Sc

?

?

Enfermedad de Creuztfeld-Jacob 37 
Encefalopatía espongiforme, nvCJD 38.
Enfermedad de Gerstmann-Straussler-Scheinker 39
Insomnio familiar fatal 40
Hemoglobinas
  Drepanocitosis- Sickle cell anemia 41
Hemoglobinas inestables 
Hemólisis con cuerpos de inclusión inducidos por drogas
Repteciones de Glutamina
Huntintina 
Ubiquitina
Enfermedad de Huntington 42
Ataxia espinocerebelosa 43
Proteína Tau
  Demencia frontotemporal
(Enfermedad de Pick) 44
a-Sinucleina
  Parkinson familiar 45
Péptico ß-Amiloide
  Enfermedad de Alzehimer 46/47/48
Enf. de Alzehimer familiar incluyendo presenilina 1 y 2 49
Síndrome de Down 50
Inmunoglobulinas 
Cadenas livianas de las inmunoglobinas (AL) 
  Amiloidosis sistemáticas AL 51
Amiloidosis nodular AL
Amilina
  Diabetes tipo 2 52
Proteína CFTR
  Fibrosis quística 53
Superoxido  - Dismutasa
  Esclerosis lateral amiotrófica 54
Proteina amiloide sérica
  Amiloidosis sistemática reactiva 55
Enfermedad inflamatoria crónica 56
Transtiretina - (ATTR)
  Amiloidosis sistemática senil 57
Neuropatía Amiloide familiar 58
Amiloidosis cardíaca familiar 59
ß2-Microglobulina
  Amiloidosis relacionadas con la hemodiálisis 60
Amiloidosis prostática
Apolipoproteina 
  Polineuropatía amiloide familiar 61
Cistatina C
  Angiopatía cerebral hereditaria 62
Lisozima
  Amiloidosis visceral familiar 63


El papel de las serpinas en todas estas funciones críticas fue siempre muy oscuro y complicado sobre todo debido a que estos inhibidores de las proteasas tienen un mecanismo complejo de acción motivado por el cambio drástico en la forma molecular.
Este mecanismo conformacional que poseen las serpinas para su accionar contiene desventajas inherentes a esos mismos mecanismos por la posibilidad que involucra la posibilidad de mal plegamiento molecular lo que puede dar lugar como se cita más arriba a la aparición de afecciones por depósito de sustancias proteicas.
Para el control efectivo de la cascada proteolítica las serpinas producen la inhibición irreversible requerida que puede ser iniciada por unas pocas moléculas de proteasa. Estos lanzamientos como resorte de los movimientos de las proteasa atados al extremo opuesto de la molécula de alfa1- antitripsina, deforma su sitio activo (por intercalación) alterando su estructura para que la proteasa se destruya.
Recientemente sin embargo, estas ventajas y desventajas aparentes del mecanismo de funcionamiento de las serpinas se fueron aclarando cuando se descubrió la conformación que adoptan los complejos proteicos que forman con sus proteasas correspondientes.
La inhibición de las proteasas se inicia con el clivaje o hendido de la molécula de la serpina, la especificidad de la serpina para la proteasa es determinada por la rápida oxidación que puede sufrir la cadena lateral de aminoácidos que posea el centro reactivo de la serpina.
En este sentido la alfa1- antitripsina con una metionina en el centro reactivo inhibe a la elastasa de los neutrófilos, resultando hendida en el residuo metionil. La antitrombina, con una arginina en el centro reactivo inhibe a las proteasas de la coagulación, produciéndose un clivaje en el residuo arginil.
También una mutación en la cual la metionina en el centro activo de la alfa1- antitripsina es reemplazado por una arginina convierte a la alfa1- antitripsina que normalmente es un inhibidor de la elastasa neutrofílica en un inhibidor muy efectivo de las proteasas de la coagulación. Esto trae como consecuencia que el individuo portador de la mutación, (antitrombina de Pittsburg), puede padecer enfermedad hemorrágica durante toda su vida.
El conocimiento de los mecanismos de la inhibición de las proteasas por las serpinas provee una clara comprensión de la manera en la que cambios mínimos en la estructura de estas serpinas pueden modificar su función y dar lugar a una variedad de trastornos clínicos.
Se conocen unas 200 mutaciones génicas18 diferentes de serpinas de las que unas 50 una vez que se manifiestan son capaces de producir enfermedad19. Algunas pocas están explicitadas en la tabla 2 donde se cita su nombre, cuando lo tienen adjudicado, así como el aminoácido reemplazado y la respectiva posición del mismo.
En cuanto a la incidencia de éstas, existen estudios que aseguran que el 10 % de los descendientes de caucásicos son portadores de una de las dos mutaciones S o Z de la alfa1- antitripsina que provocan una deficiencia parcial de la serpina12.
Las mutaciones que afectan a la antitrombina producen una predisposición a padecer trombosis, aquellas que afectan al inhibidor del C1 producen tendencia a sufrir angioedema y las que afectan a la antiplasmina predisponen a las hemorragias, la mutación alfa1- antitripsina S (Glu 264 >Val) en su forma homocigota resulta en una disminución del 40 % en la concentración de esta serpina, y la mutación alfa1- antitripsina Z ( Glu 342 > Lys) produce en su forma homocigota (ZZ) un 85 % de déficit de este inhibidor, si la herencia es alfa1- antitripsina SZ puede provocar la lesión pulmonar o hepática en las distintas formas de enfisema, EPOC, fibrosis portal o cirrosis hepática21. 
Las mutaciones que afectan al centro reactivo de la serpina producen una pérdida de función como en el caso del inhibidor del C1 (casos de angioedema familiar) o más raramente cambio de función22 (enfermedad hemorrágica, mutación de antitripsina a antitrombina (alfa1- antitripsina Pittsburgh)).
La inserción de un aminoácido dentro del anillo peptídico conteniendo el centro reactivo de otra serpina como la alfa2 antiplasmina 23, reduce la distorsión del sitio catalizador de la plasmina permitiendo su liberación, con la fibrinólisis y hemorragia consecuente.
La causa más común de pérdida de función de las moléculas de serpina son las mutaciones que afectan las bisagras móviles críticas de la molécula. Estas mutaciones llevan a los cambios espontáneos en la estructura de las mismas, lo que permite ya sea la inserción del anillo reactivo intacto en la hoja principal provocando la formación de una forma inactiva o "latente", o la inserción del anillo reactivo de una molécula en la hoja de una molécula próxima, produciendo la formación de polímeros. 
Asimismo la inactivación de las serpinas por proteinasas no diana segregadas por microorganismos constituye el mecanismo más importante para interrumpir el delicado balance serpina-proteasa y esto es particularmente evidente en la sepsis donde están involucrados y afectados los sistemas de coagulación, fibrinólisis y los de quinina-calicreina. 
Debido a que los sitios del anillo reactivo de las serpinas involucradas en la regulación de estas diferentes cascadas pueden ser inactivados por las proteinasas de los distintos microorganismos, esto permite sospechar como ocurren los acontecimientos durante la infección aguda cuando estas enzimas no son desactivadas por ninguna de las serpinas plasmáticas. Más aún si uno tiene en cuenta que el aumento de unos pocos grados de la temperatura corporal es suficiente para transformar la forma activa de la antitrombina en una forma inactiva con las consiguientes consecuencias y que además cada molécula de antitrombina inactivada amplifica su acción al unirse a una molécula activa anulando su acción.
Hasta ahora es imposible determinar el límite de los sistemas biológicos en los que las serpinas están involucradas, y mucho más debido a que estas sustancias están presentes en todos los seres vivos, excepto en las bacterias.
Según lo plantea Potempa2, en la mayoría de los casos las serpinas están presentes para controlar la degradación proteica, pero hoy está claro que estas mismas sustancias tienen una multitud de otros roles en fisiología, muchos de los cuales han sido descritos recientemente. Por ejemplo ha sido comunicado que la serpina del virus de la vacuna denominada CrmA puede inhibir a la interleuquina-1b liberada como respuesta a la inflamación y destinada a convertir a la cisteína proteinasa24. Otra serpina denominada maspin (mammary-specific serpin)25 ejerce actividad supresora tumoral reduciendo la invasión de las células tumorales y en este caso no se conoce aún el mecanismo de acción. Según estos investigadores el conocimiento de la estructura de las serpinas posibilitará el desarrollo de pequeñas moléculas que podrán actuar en los sitios de las proteinasas donde actúan las serpinas.

Las Enfermedades 
conformacionales 
Robin W. Carrel y David A. Lomas introdujeron en 1997 el término de enfermedades conformacionales19, afirmando que el conocimiento médico fue ayudado en forma notable por el agrupamiento de los desórdenes nosológicos teniendo en cuenta las bases de su patología, surgieron así categorías tales como enfermedades neoplásicas, inflamatorias, degenerativas o infecciosas y proponiendo en ese momento la posibilidad de agregar un nuevo grupo de entidades - el de enfermedades conformacionales – en el que se incluyen afecciones que representan problemas que provocan gran perplejidad por el desconocimiento que se tiene acerca de su mecanismo de producción, tales como la enfermedad de Alzheimer, las enfermedades por priones, la enfermedad de Parkinson, la esclerosis lateral amiotrófica, algunas formas de la diabetes tipo II y también el grupo de afecciones por amiloidosis.
Según viene insistiendo Carrel y otros en numerosas publicaciones26 la acumulación de moléculas de distintas serpinas puede ser muy bien un excelente ejemplo de mecanismo de enfermedad por aposición proteica y a tal efecto ya incluye últimamente un variado y proteiforme elenco nosológico que en principio sintetizamos en el cuadro adjunto más abajo (tabla 3), englobando a otras afecciones por aposición proteica tales como el Alzheimer, algunas formas de Parkinson, las encefalopatías espongiformes, la enfermedad de Huntington, la demencia frontotemporal de Pick, el síndrome de Down y otras mucho más raras.
Dentro de este grupo entrarían todas las afecciones en las que un constituyente proteico sufre un cambio de forma y/o tamaño dando como resultado una "autoasociación" y depósito ulterior en los tejidos, sin confundirlas con las enfermedades de este tipo que se producen por factores genéticos y que tienen como resultado la producción de una proteína funcionalmente anómala. 
Siempre en este sentido las enfermedades conformacionales se diferencian netamente de las otras enfermedades de origen génico que debidas a una falla en la producción de una proteína como las hemoglobinas de las talasemias el proceso patológico altera la función de la proteína resultante pero no su conformación espacial.
El concepto de enfermedad conformacional parte de la existencia de un proceso de agregación y deposición de proteína con la posterior manifestación del desorden tal como sucede con otro proceso en el que está implicada también la hemoglobina y que se manifiesta como drepanocitosis, sickle cell anemia o anemia hemolítica de Herrick.
La función biológica de las proteínas depende de la estructura tridimensional de las mismas, la que es determinada por la secuencia de los aminoácidos y el proceso de plegamiento que van sufriendo durante su formación. Durante los últimos años y apoyado por los razonamientos de Prusiner sobre la nueva variante de la enfermedad de Creutzfeldt Jacob27 28 (nvCJD) que le valieran el premio Nobel en 1997 existen varias afecciones que se pueden agrupar con el nombre de enfermedades conformacionales.
Este capítulo de la patología debería contener así a un grupo importante de afecciones hasta este momento no conectadas entre sí como la enfermedad de Alzheimer, las encefalopatías espongiformes transmisibles, los desórdenes por deficiencia de las serpinas o serpinopatías, la anemia hemolítica por agregación de hemoglobinas como las hemoglobinas S o C (anemia de Herrick, sickle cell, drepanocitosis,29), la enfermedad de Huntington, la fibrosis quística, algunas formas de diabetes tipo II30, la esclerosis lateral amiotrófica, la enfermedad de Parkinson familiar, las amiloidosis relacionadas con la hemodiálisis, y otras afecciones menos conocidas que agrupamos en la tabla 3 adjunta.
El punto fundamental en las enfermedades conformacionales es un cambio en la estructura secundaria y terciaria de una proteína normal sin alteración de la estructura primaria, este cambio de conformación puede promover la expresión de una enfermedad ya sea por una actividad tóxica o por pérdida de la función biológica de la proteína primaria, no existiendo homología estructural entre las distintas proteínas involucradas en las enfermedades conformacionales, sino que en la mayoría de ellas lo que se aprecia es un plegamiento anómalo. 
La concentración plasmática de alfa1-antitripsina en el caso de anomalías génicas, no se produce por una disminución de la síntesis sino que es el resultado de un bloqueo en su procesamiento y de su secreción, en mérito a esto la sustancia que se acumula en las células que la producen, los hepatocitos, donde es fácilmente reconocible con la tinción con ácido periódico. 
Diversas teorías se han explicitado en este campo y muchos temas quedan por resolver sobre todo si el depósito de la proteína anómala es la causa de la enfermedad o este es solo un epifenómeno de la misma, favoreciendo la agregación de la misma. 
En este sentido algunos investigadores sostienen además que la formación de agregados proteicos depositados en los tejidos puede ser considerado también como un mecanismo protector que permitiría la deposición y aislamiento de la proteína tóxica mal plegada.

REFERENCIAS

1 Huntington J. A., Carrell R W. The serpins: nature’s molecular mousetraps. Science Progress. 2001; 84 (2), 125–136

2 Potempa, J., Korzus, E. & Travis, J. The serpin superfamily of proteinase inhibitors: Structure, function, and regulation. J.Biol.Chem. 1994; 269, 15957–15960

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