Diamina oxidasa
Enzima

Diamina oxidasa
Dímero de diamina oxidasa, humano
Identificadores
N.º CE1.4.3.22
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MetaCiclovía metabólica
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Instituto Nacional de BiologíaProteínas

La diaminooxidasa ( DAO ), también conocida como "aminooxidasa que contiene cobre, 1" ( AOC1 ), anteriormente llamada histaminasa , [1] es una enzima ( EC 1.4.3.22) involucrada en el metabolismo, oxidación e inactivación de la histamina y otras poliaminas como la putrescina o la espermidina . La enzima pertenece a la familia de las aminooxidasas (que contienen cobre) (AOC) de las enzimas aminooxidasas .

La enzima se expresa en los animales bilaterales , un grupo biológico de animales . La enzima está codificada por el gen AOC1 . Este gen está altamente conservado en todo el grupo bilateral que incluye mamíferos , aves , reptiles , peces e insectos , por nombrar algunos.

Actividad química

Metabolitos de histamina

La histamina, una amina biógena, se metaboliza a través de tres vías enzimáticas distintas: [2]

  1. La primera vía (ver la reacción ilustrada a continuación) implica la desaminación de la histamina por la enzima diaminooxidasa para formar imidazol acetaldehído. [2]
  2. En la segunda vía, la histamina se metaboliza en Nτ-metilhistamina (también conocida como 1-metilhistamina ), que también tiene cierta actividad biológica, aunque mucho más débil que la de la histamina. [3] Aún así, la NMT, al ser un producto de una reacción catalizada por la HNMT, puede inhibir la expresión de la HNMT en un ciclo de retroalimentación negativa. [4] Esta reacción es la Nτ-metilación de la histamina por la enzima histamina N-metiltransferasa (HNMT). La Nτ-metilhistamina, a menos que se excrete por el riñón, se oxida posteriormente en ácido Nτ-metilimidazolacético (NτMIAA) por la enzima monoaminooxidasa (MAO). Este proceso de dos pasos reduce eficazmente la actividad de la histamina en el cuerpo y es particularmente importante para la desactivación rápida de la histamina en el cerebro. [2]
  3. La tercera vía implica la acetilación de la histamina por una acetilasa para formar 4-(-acetilaminoetil)imidazol. Sin embargo, es importante señalar que esta vía se encuentra exclusivamente en enterobacterias y no se ha identificado en mamíferos. Esto sugiere una vía metabólica única para la histamina en estas bacterias. [2]

Estas vías resaltan los mecanismos complejos y variados a través de los cuales la histamina se metaboliza en diferentes organismos. Comprender estas vías es crucial para los profesionales biomédicos, ya que puede proporcionar información sobre la regulación de los niveles de histamina y su papel en varios procesos fisiológicos y patológicos. [2] La DAO cataliza la desaminación oxidativa de poliaminas , como la histamina y la putrescina , para producir aminoaldehídos , [2] peróxido de hidrógeno , [2] y amoníaco . [2]

Reacción catalizada por DAO

La DAO metaboliza la histamina en imidazol-4-acetaldehído :

R-CH2 - NH2 + H2O + O2 → R -CHO + NH3 + H2O2

Luego, el imidazol-4-acetaldehído se oxida aún más por una aldehído deshidrogenasa dependiente de NAD, lo que da lugar al ácido imidazol-4-acético. [5]

Papel biológico

La DAO interviene en la fisiología de la digestión y otros procesos fisiológicos, como la inflamación, la respuesta inmunitaria y la cicatrización de heridas. La disfunción de la DAO se ha asociado con diversas enfermedades, incluidas las alergias, los trastornos autoinmunes y el cáncer. La DAO también desempeña un papel en el embarazo saludable en los mamíferos placentarios.

En caso de escasez o baja actividad enzimática de la diaminooxidasa en el cuerpo humano, puede aparecer como una alergia o intolerancia a la histamina . [6] [7] [8]

Expresión

En los mamíferos placentarios , incluidos los humanos, los niveles más altos de expresión de DAO se observan en el tracto digestivo (mucosa intestinal) y la placenta . La expresión de DAO también se observa en el riñón de varias especies.

La DAO también se expresa en los eosinófilos . [9] [10]

El papel en el embarazo humano

En los seres humanos, un determinado subtipo de células de la placenta, concretamente los trofoblastos extravellosos , expresan la enzima y la secretan en el torrente sanguíneo de una mujer embarazada. [11]

Durante el embarazo, la DAO desempeña un papel crucial en el mantenimiento del crecimiento y desarrollo fetal al regular los niveles de histamina. [11] Los niveles de DAO en la circulación sanguínea aumentan enormemente en mujeres embarazadas, lo que sugiere un mecanismo de protección contra la histamina adversa. [12] La histamina es un potente vasodilatador y puede causar contracciones uterinas, que pueden conducir a un parto prematuro. La DAO en la placenta descompone la histamina para evitar su acumulación y mantener un embarazo saludable. Los niveles bajos de DAO en la placenta pueden contribuir a la preeclampsia, un trastorno relacionado con el embarazo que se caracteriza por la presión arterial alta de la madre y el daño a los órganos de la madre, como el hígado y los riñones; el bebé también puede verse afectado si la afección es grave o no se trata, pero no es el objetivo principal del trastorno.

Los valores reducidos de diaminooxidasa en la sangre materna al comienzo del embarazo podrían ser una indicación de trastornos del embarazo relacionados con el trofoblasto, como la preeclampsia de aparición temprana . [12]

Suplementación

Se están estudiando los suplementos DAO exógenos como tratamiento complementario [13] para el alivio de los síntomas asociados a la intolerancia a la histamina , y para el alivio de otras afecciones, como la migraña [14] o la fibromialgia. [15] Sin embargo, los resultados no son concluyentes porque los estudios realizados hasta la fecha han involucrado poblaciones de estudio pequeñas y períodos de intervención cortos. [16] [17] [18]

En los Estados Unidos, los suplementos de DAO están disponibles sin receta , pero no están aprobados por la FDA . [19]

En Europa, dos investigaciones, financiadas por el fabricante de la suplementación oral con DAO, han postulado que la suplementación con DAO podría aliviar los síntomas de los pacientes. [20] El primer estudio buscó "objetivar y cuantificar los síntomas asociados a la histamina y analizar si la administración oral de la enzima degradante de histamina DAO causó una reducción de los síntomas". [20] En este estudio, ni los síntomas mayores ni los menores pudieron reproducirse en 39 pacientes que inicialmente respondieron a una provocación abierta con 75 mg de histamina en té de menta, utilizando una provocación doble ciego controlada con placebo. [20] En consecuencia, no se logró el objetivo principal del estudio, y la base para la conclusión de los autores de que la ingesta de suplementación con DAO resultó en una "reducción estadísticamente significativa de los síntomas" sigue sin estar clara. El segundo estudio fue puramente observacional, carente de un grupo de control: comparó la sintomatología con y sin el uso de DAO en 28 pacientes. [20] El diseño elegido no era adecuado para demostrar efectos causales y conllevaba un alto riesgo de atribuir efectos placebo. [20] La eficacia de la suplementación con DAO no ha sido validada científicamente y no es recomendada por las asociaciones médicas de Alemania, Austria y Suiza. [20]

Direcciones de investigación

La DAO está relacionada con posibles vínculos con las migrañas. Durante los episodios de migraña, se observa un aumento en las concentraciones plasmáticas tanto del péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP) como de la histamina. Estas sustancias son conocidas por sus potentes efectos vasodilatadores y se ha observado que estimulan mutuamente la liberación de cada una dentro del sistema trigéminovascular, lo que podría contribuir a la aparición de migrañas, de modo que las personas con variantes genéticas en el gen DAO a menudo experimentan migrañas cuando consumen una dieta rica en histamina. Por lo tanto, explorar la interacción funcional entre la histamina exógena y el CGRP podría proporcionar información valiosa sobre los mecanismos subyacentes a las migrañas inducidas por la dieta. Esta área de investigación continúa siendo investigada activamente. [21]

Referencias

  1. ^ Wolvekamp MC, de Bruin RW (1994). "Diaminooxidasa: una descripción general de los aspectos históricos, bioquímicos y funcionales". Enfermedades digestivas . 12 (1): 2–14. doi :10.1159/000171432. PMID  8200121.
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  3. ^ Mohammed T (2010). "Aspectos biológicos y farmacológicos de los receptores de histamina y sus ligandos". Aspectos biomédicos de la histamina . Springer. págs. 61–100. doi :10.1007/978-90-481-9349-3_4. ISBN 978-90-481-9348-6.
  4. ^ Peters LJ, Kovacic JP (2009). "Histamina: metabolismo, fisiología y fisiopatología con aplicaciones en medicina veterinaria". Revista de urgencias veterinarias y cuidados intensivos . 19 (4): 311–328. doi :10.1111/j.1476-4431.2009.00434.x. PMID  25164630.
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