Fosfatasa alcalina

Qué es la fosfatasa alcalina

Bajo el nombre genérico de «fosfatasa alcalina» se agrupa en realidad un conjunto de isoenzimas codificadas por cuatro genes distintos en el ser humano. La reacción que todas catalizan es la misma (retirar un grupo fosfato de un sustrato orgánico y liberar fosfato inorgánico), pero cada isoenzima se expresa en tejidos diferentes, presenta un patrón de glicosilación propio y responde de forma distinta a inhibidores específicos.

El sitio activo contiene dos átomos de zinc (Zn²⁺), uno de magnesio (Mg²⁺) y un sitio adicional para calcio (Ca²⁺). Las isoenzimas humanas se anclan a la cara externa de la membrana celular mediante un grupo glicosil-fosfatidil-inositol (GPI), y su liberación al suero sanguíneo ocurre por la acción de fosfolipasas que escinden ese anclaje.

Las cuatro isoenzimas humanas

Un gen localizado en el cromosoma 1 codifica la isoenzima llamada «no específica de tejido» (TNAP, por sus siglas en inglés), que se expresa con abundancia en hígado, hueso y riñón. Las diferencias entre la forma hepática y la forma ósea de esta isoenzima no residen en la secuencia de aminoácidos, que es idéntica, sino en las cadenas laterales de carbohidratos y lípidos que se añaden durante la modificación postraduccional. Esa variación en la glicosilación es lo que permite a las técnicas de laboratorio distinguir si la fosfatasa alcalina sérica procede del hígado o del hueso.

Los otros tres genes se agrupan en el cromosoma 2 y codifican isoenzimas específicas de tejido: la placentaria (PLAP), la intestinal (IAP) y la de células germinales (GCAP). Estas tres comparten entre sí un grado de homología del 90 al 98 %, pero solo son idénticas a la TNAP en aproximadamente un 50 %. La distribución génica sugiere que las tres isoenzimas del cromosoma 2 surgieron por duplicaciones génicas relativamente recientes en la historia evolutiva, mientras que la TNAP se separó mucho antes.

Origen tisular de la actividad sérica

Más del 80 % de la fosfatasa alcalina que circula en el suero de un adulto sano proviene del hígado y del hueso, a partes aproximadamente iguales. El intestino aporta una fracción menor, y el riñón contribuye de forma casi insignificante en condiciones normales.

Esa proporción no es fija. En niños y adolescentes, el componente óseo predomina con claridad, porque los osteoblastos (las células que forman hueso nuevo) producen grandes cantidades de fosfatasa alcalina durante las fases de crecimiento activo. Es habitual, por tanto, encontrar valores séricos de ALP considerablemente más altos en un adolescente que en un adulto, sin que ello represente ninguna anomalía. Lo mismo ocurre durante el tercer trimestre del embarazo, cuando la placenta secreta cantidades crecientes de PLAP que duplican la actividad sérica total respecto a los valores previos a la gestación.

Papel de la fosfatasa alcalina en el hueso

En el tejido óseo, la fosfatasa alcalina participa en la mineralización. Los osteoblastos la expresan en su membrana, donde hidroliza pirofosfato inorgánico, un potente inhibidor de la formación de cristales de hidroxiapatita. Al reducir la concentración local de pirofosfato, la enzima permite que el calcio y el fosfato precipiten y formen la fase mineral del hueso. Cuando la actividad de la fosfatasa alcalina es muy baja, como sucede en la hipofosfatasia (un trastorno genético poco frecuente), la acumulación de pirofosfato impide la mineralización normal y el esqueleto se debilita.

Preguntas frecuentes

¿Es la fosfatasa alcalina una sola enzima?

No. Son al menos cuatro isoenzimas codificadas por genes distintos. La que se expresa en hígado, hueso y riñón comparte la misma secuencia proteica, pero difiere en su glicosilación según el tejido de origen.

¿Por qué los niños tienen valores séricos más altos que los adultos?

Porque sus osteoblastos trabajan a un ritmo elevado durante el crecimiento. La fosfatasa ósea que esas células producen pasa al suero y eleva la cifra total. Cuando el esqueleto alcanza la madurez, la actividad osteoblástica desciende y con ella la concentración sérica de ALP.

¿Qué relación tiene con la fosfatasa ácida?

Ambas pertenecen a la familia de las fosfatasas y catalizan la misma reacción general, pero la fosfatasa ácida trabaja a pH 4-5 y se localiza preferentemente en lisosomas, mientras que la fosfatasa alcalina funciona a pH 9-10 y se ancla a la membrana plasmática. Ni su estructura tridimensional ni sus genes son los mismos.

¿Qué es la hipofosfatasia?

Un trastorno hereditario causado por mutaciones en el gen ALPL, que codifica la TNAP. La actividad deficiente de la enzima provoca acumulación de pirofosfato y una mineralización ósea defectuosa cuya gravedad varía desde formas letales perinatales hasta formas leves del adulto con fracturas de estrés.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Examen de sangre para fosfatasa alcalina. MedlinePlus, enciclopedia médica en español. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/003470.htm
2. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Fosfatasa alcalina. MedlinePlus, pruebas de laboratorio. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/pruebas-de-laboratorio/fosfatasa-alcalina/
3. Coronel Riquelme C, et al. Fosfatasa alcalina: características generales y determinación sérica. Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana. 2021;55(3):305-320. Disponible en: https://www.redalyc.org/journal/535/53573289007/html/
4. Millán JL. Alkaline Phosphatases: Structure, substrate specificity and functional relatedness to other members of a large superfamily of enzymes. Purinergic Signalling. 2006;2(2):335-341.