Lactoperoxidasa

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DEFINICION

La lactoperoxidasa es una enzima, que está naturalmente presente en la leche cruda fresca. La leche bovina contiene alrededor de 30 mg / l de lactoperoxidasa y la concentración es bastante constante a lo largo de la lactancia. La lactoperoxidasa no tiene ningún efecto antibacteriano en si misma pero tiene la capacidad de oxidar el ion tiocianato (SCN-) en la presencia de peróxido de hidrógeno (H2O2) (estos componentes también existen de forma natural en las lágrimas, la saliva y jugos gástricos). El compuesto químico resultante tiene un efecto antibacteriano . En presencia de algunas especies de la flora intestinal normales, tales como los estreptococos y lactobacilos, el compuesto resultante tiene un efecto bacteriostático (inhibir el crecimiento bacteriano), mientras que tiene efecto bactericida (matar las bacterias) contra algunas bacterias gram-negativas, es decir, Escherichia coli, pseudomonas.

lactoperoxidasa
SCN - + H2O2 ------------------------ OSCN - + H2O
(Ion tiocianato) + (peróxido de hidrógeno) ------ (compuesto antibacteriano)

La lactoperoxidasa es la enzima más importante que tiene el calostro. Es una glucoproteína que contiene un grupo ferroso que cataliza la oxidación de tiocianato en la presencia de peróxido de hidrógeno, produciéndose un producto intermediario de oxidación tóxico. Este producto inhibe el metabolismo de las bacterias vía la oxidación de grupos sulfídrilos  esenciales de las proteínas. La  lactoperoxidasa es una enzima con actividad antibacteriana que se encuentra presente en calostro, leche y otros fluidos biológicos. Esta enzima cataliza la formación de oxitiocianato, que es un potente antimicrobiano. El sistema de lactoperoxidasa es activo contra una gran variedad de bacterias Gram positivas y Gram negativas, incluyendo patógenos alimentarios, como Campylobacter, Escherichia, Listeria, Salmonella. Este sistema también es activo frente a bacterias de la cavidad oral (Ihalin etal., 2003) y distintos tipos de virus (Tenouvuo, 2002). Las aplicaciones comerciales de esta enzima se basan, por tanto, en su potente actividad antimicrobiana para la conservación de distintos alimentos (leches refrigeradas y no refrigeradas, fórmulas infantiles) y en productos de higiene bucal (dentífricos y colutorios).

Las peroxidasas son un tipo de enzimas muy extendidas en toda la escala filogenética. Pertenecen a la categoría de las oxidorreductasas y según el Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular se clasifican con los números EC 1.11.

Catalizan reacciones bisustrato de carácter redox, utilizando un peróxido como oxidante (a lo que deben su nombre) y un segundo sustrato de características reductoras que es oxidado por el peróxido.

En vegetales, es de destacar a la peroxidasa del rábano (horseradish peroxidase o HRP), que tiene grandes aplicaciones en técnicas inmunoquímicas y de diagnóstico clínico debido a su gran estabilidad, facilidad de conjugación con las inmunoglobulinas y sencillez para detectarla por métodos colorimétricos utilizando un gran número de reactivos. En animales, existen peroxidasas con una función predominantemente defensiva en la saliva, la leche o los leucocitos, donde se aprovecha el carácter oxidante con fines germicidas y bactericidas del peróxido que se genera de forma endógena mediante otras reacciones (glucosa oxidasa, amino ácido oxidasa etc.). No todas las peroxidasas son defensivas, y por ejemplo una peroxidasa (yoduro peroxidasa) es también la responsable de la síntesis de las hormonas tiroideas, oxidando en este caso el yoduro a yodo para que éste se adicione a algunos de los anillos fenólicos de los residuos de tirosina de la tiroglobulina. Otras peroxidasas, como la glutationa peroxidasa, está ampliamente distribuida en diversos tejidos con fines diferentes, pero relacionados con una función antioxidante.

Prácticamente todas las peroxidasas son hemoproteínas (excepción notable es la glutationa peroxidasa, que es una selenoproteína) y tienen como sustrato común el H2O2 o peróxido de hidrógeno. La gran afinidad por este sustrato hace que se pueda unir al hierro del grupo hemo por los dos planos del centro activo, el superior y el inferior, dando lugar a una inhibición por exceso de sustrato ya que cuando ambas posiciones están ocupadas por el peróxido de hidrógeno no es posible la unión del otro sustrato.

Respecto a ese otro sustrato, su naturaleza y estructura química puede ser muy distinta, tanto si nos referimos a los oxidados "in vivo" como si lo hacemos a los que se emplean "in vitro" con objeto de detectar esta actividad enzimática. Entre ellos se incluyen fenoles, aminas aromáticas, moléculas orgánicas complejas como el ABTS (ver práctica de Reflotrón para determinación de parámetros sanguíneos en tiras secas), o el ioduro y la glutationa antes citados. Esta pobre especificidad para el sustrato reductor hace que la afinidad sea también pequeña.

La lactoperoxidasa es una enzima peroxidasa secretada por las glándulas mamarias mucosas, saliva, y otro que funciona como un agente antibacteriano natural. La lactoperoxidasa es un miembro de la familia de las enzimas peroxidasa hemo. En los seres humanos, la lactoperoxidasa está codificada por el gen de LPO.
Lactoperoxidasa cataliza la oxidación de un número de sustratos inorgánicos y orgánicos con peróxido de hidrógeno. Estos sustratos incluyen bromuro y yoduro y por lo tanto la lactoperoxidasa se pueden clasificar como una haloperoxidasa. Otra importante sustrato es tiocianato. Los productos oxidados producidos a través de la acción de esta enzima tienen actividades bactericidas potentes. Lactoperoxidasa junto con sus sustratos inorgánicos de iones, peróxido de hidrógeno, y productos oxidados se conoce como el sistema de la lactoperoxidasa.

Estructura

La estructura de la lactoperoxidasa se compone principalmente de alfa-hélices y dos cortos beta antiparalelas-capítulos y pertenece a la familia de las enzimas peroxidasa hemo que también incluye mieloperoxidasa, peroxidasa de eosinófilos, peroxidasa tiroidea, y la prostaglandina H sintasa. Un cofactor hemo se une cerca del centro de la proteína.

Origen

La lactoperoxidasa es una enzima extraída de la leche bovina de primera calidad. Se ha demostrado que es bacteriostático contra organismos gram-negativos  en la presencia de tiocianato y peróxido de hidrógeno.
La lactoperoxidasa ofrece propiedades antimicrobianas, es resistente a la proteólisis.

Seguridad en humanos

Se llevaron a cabo 15 años de experimentos  en países desarrollados y en desarrollo  y fueron evaluados por expertos de  la FAO / OMS   sobre Aditivos Alimentarios (JECFA ) . Al finalizar estos estudios substanciales y en profundidad, se editó una guía para el uso de un método de conservación de la leche alternativo basado en la activación del complejo enzimático antibacteriano natural en la leche ( sistema de la lactoperoxidasa ) fue aprobado por el Comité de Expertos de la FAO / OMS en Aditivos Alimentarios en 1989 y por la Comisión del Codex Alimentarius en 1991 como seguros para su uso.

El sistema de la lactoperoxidasa es un componente natural de la saliva y los jugos gástricos en el ser humano y por lo tanto no es tóxico cuando se usa de acuerdo con las Directrices de la Comisión del Codex Alimentarius (Ver Lineamientos para la conservación de la leche cruda mediante la aplicación del sistema de la lactoperoxidasa ( CAC / GL 13 -1991 ) ) .Por lo tanto su uso es seguro para los seres humanos.

Otras fuentes de información incluyen el quinto Informe (Treinta del Comité Mixto FAO / OMS) en Aditivos Alimentarios en " Evaluación de ciertos aditivos alimentarios y contaminantes " , Serie de Informes Técnicos 789, OMS , 1990 .

Función

El sistema de la lactoperoxidasa juega un papel importante en el sistema inmune innato por la eliminación de bacterias en la leche y las secreciones mucosas por lo tanto, el aumento del sistema de la lactoperoxidasa puede tener aplicaciones terapéuticas. Además, la adición o el aumento del sistema de la lactoperoxidasa tiene aplicaciones potenciales en el control de las bacterias en los alimentos y productos para el cuidado de la salud de los consumidores. El sistema de la lactoperoxidasa no ataca el ADN y no es mutagénico. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, el sistema de la lactoperoxidasa puede contribuir al estrés oxidativo. Por otra parte, la lactoperoxidasa puede contribuir a la iniciación del cáncer de mama, a través de su capacidad para oxidar las hormonas estrogénicas productoras de radicales libres intermedios.

La lactoperoxidasa cataliza la oxidación con peróxido de hidrógeno de varias moléculas aceptoras:
•    aceptor reducido + H2O2 oxidado aceptor + H2O

La fuente de peróxido de hidrógeno generalmente es la reacción de la glucosa con el oxígeno en presencia de la enzima glucosa oxidasa que también tiene lugar en la saliva. La glucosa, a su vez, se puede formar a partir de almidón en presencia de la enzima amiloglucosidasa.

Estos productos intermedios oxidados tienen potentes efectos bactericidas, por lo tanto, la lactoperoxidasa es parte del sistema de defensa antimicrobiana en los tejidos .El sistema de la lactoperoxidasa es eficaz para matar una amplia gama de microorganismos aerobios y anaerobios determinados. Investigación: "El efecto de las mezclas de peróxido de lactoperoxidasa-tiocianato-hidrógeno en bacterias depende de las condiciones experimentales Si las bacterias se cultivan después de la exposición al peróxido de lactoperoxidasa-tiocianato-hidrógeno en agar nutriente en condiciones aeróbicas, que no pueden crecer, mientras que ellos. crecer fácilmente en agar sangre en condiciones anaerobias ". En su capacidad antimicrobiana, la  lactoperoxidasa parece actúa sinérgicamente con la lactoferrina y la lisozima.

Aplicaciones

La lactoperoxidasa es un agente antimicrobiano eficaz. Por consiguiente aplicaciones de la lactoperoxidasa se están encontrando en la conservación de alimentos, cosméticos, y soluciones oftálmicas. Además lactoperoxidasa han encontrado aplicación en el tratamiento dental y herida. Finalmente  la lactoperoxidasa puede encontrar aplicación como agentes anti-virales y anti tumorales.

Productos lácteos

La lactoperoxidasa es un agente antimicrobiano eficaz y se utiliza como un agente antibacteriano en la reducción de la microflora bacteriana en la leche y los productos lácteos. La activación del sistema de la lactoperoxidasa mediante la adición de peróxido de hidrógeno y tiocianato se extiende la vida útil de la leche cruda refrigerada. Está bastante resistentes al calor y se utiliza como un indicador de overpasteurization de leche.

La higiene bucal

Un sistema de la lactoperoxidasa se afirma que es apropiada para el tratamiento de la gingivitis y paradentosis. Lactoperoxidasa se ha usado en la pasta dental o un enjuague bucal para reducir las bacterias orales y en consecuencia el ácido producido por las bacterias que.

Productos cosméticos

Una combinación de la lactoperoxidasa, la glucosa, la glucosa oxidasa, yoduro y tiocianato se afirma que es eficaz en las conservaciones de los cosméticos.

El cáncer y las infecciones virales

Conjugados de anticuerpos de la glucosa oxidasa y lactoperoxidasa para Se ha encontrado que eficaz en matar las células tumorales in vitro. Además, los macrófagos expuestos a la lactoperoxidasa son estimuladas para matar las células cancerosas.

Peroxidasa generada hipotiocianito inhibe el virus del herpes simplex y virus de la inmunodeficiencia humana.

Significado clínico

Sistema inmune innato

La lactoperoxidasa es una oxidorreductasa secretada de las glándulas mucosas salivales, mamarias, y otro que funciona como un agente antibacteriano natural. Por lo tanto, juega un papel importante en el sistema de defensa inmunológico.

El hipotiocianito es uno de los intermediarios reactivos producidos por la actividad de la lactoperoxidasa en tiocianato y peróxido de hidrógeno producido por las proteínas de doble oxidasa 2, también conocido como DUOX2. La secreción de tiocianato en pacientes con fibrosis quística se reduce dando como resultado una reducción de la producción de la hipotiocianito antimicrobiana y por lo tanto contribuye al aumento del riesgo de infección de vías aéreas.

El sistema de la lactoperoxidasa inhibió de manera eficiente Helicobacter pylori en tampón, sin embargo, en toda la saliva humana, que tenía un efecto antibacteriano más débil. El sistema de la lactoperoxidasa no atacó el  ADN y no fue mutagénico para cualquiera de las cepas ensayadas. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, el sistema de la lactoperoxidasa puede contribuir al estrés oxidativo. Se ha demostrado que la lactoperoxidasa en presencia de tiocianato puede desencadenar los efectos bactericidas y citotóxica de peróxido de hidrógeno bajo condiciones específicas, tales como cuando el peróxido de hidrógeno está presente en las mezclas de reacción en exceso de tiocianato.

Cuidado Oral

Durante las últimas décadas, se han publicado varios estudios clínicos que describen la eficacia clínica del sistema de la lactoperoxidasa en una variedad de productos de cuidado oral. Después de mostrar indirectamente, por medio de la medición de los parámetros de la gingivitis y la caries experimentales, que enjuagues bucales que contiene amiloglucosidasa und glucosa oxidasa activar el sistema de la lactoperoxidasa, el mecanismo protector de la enzima en productos de cuidado oral se ha dilucidado parcialmente. Las enzimas tales como la lisozima, lactoperoxidasa y glucosa oxidasa se transfieren desde las pastas de dientes a la película. Siendo los componentes de la película, estas enzimas son catalíticamente altamente activa. Además, como parte de pastas de dientes, el sistema de la lactoperoxidasa tiene una influencia beneficiosa para evitar la caries de la primera infancia mediante la reducción del número de colonias formadas por la microflora cariogénico, mientras que el aumento de la concentración de tiocianato. Con pacientes xerostomía, pastas de dientes con el sistema de la lactoperoxidasa son aparentemente superiores a fluoruro que contiene pastas de dientes con respecto a la formación de placa y la gingivitis. Más de este tipo de estudios son necesarios, también para examinar más a fondo los mecanismos de protección ya que hay más preguntas que responder. La aplicación de la lactoperoxidasa no se limita a la caries, la gingivitis y la periodontitis. Por lo tanto, una combinación de lisozima y lactoperoxidasa se puede aplicar para apoyar el tratamiento del Síndrome de la boca ardiente. En combinación con lactoferrina, lactoperoxidasa ,combate la halitosis, en combinación con la lactoferrina y la lactoperoxidasa, lisozima ayuda a mejorar los síntomas de la xerostomía. Además, los geles con lactoperoxidasa ayudan a mejorar los síntomas de pacientes con cáncer oral están sufriendo como su producción de saliva se compromized debido a la irradiación. En este caso, también la flora bacteriana orales está influenciada favorablemente.


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Germanio 132

En 1886 el Germanio fue descubierto por el químico alemán Winkler, quien lo bautizó con el nombre de su país natal.
En 1967 el Dr. Asai formuló y sintetizó por primera vez un compuesto de Germanio orgánico y lo bautizó como Germanio-132. Descubrió su presencia en el lignito de los árboles del bosque, y que, añadido a la tierra, intensificaba el crecimiento de las plantas y las vigorizaba.

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