DICCIONARIO MÉDICO

Lipoxigenasa

La lipoxigenasa es una enzima que introduce oxígeno molecular en ácidos grasos poliinsaturados, sobre todo en el ácido araquidónico, y pone en marcha una de las tres grandes rutas que transforman ese ácido en mediadores lipídicos. De su actividad nacen los leucotrienos y las lipoxinas, moléculas con un papel destacado en la inflamación y en su resolución.

Qué es la lipoxigenasa

Las lipoxigenasas forman una familia de enzimas que contienen hierro en su centro activo y catalizan la incorporación de oxígeno a ácidos grasos que poseen varios dobles enlaces separados por un grupo metileno. El sustrato característico en el organismo humano es el ácido araquidónico, un ácido graso de veinte carbonos almacenado en las membranas celulares. Cuando la enzima actúa sobre él, genera hidroperóxidos inestables llamados HPETE (ácidos hidroperoxieicosatetraenoicos), que sirven de punto de partida para toda una cascada de compuestos bioactivos.

El nombre describe la química con precisión: une "lipo-" (del griego λίπος, lípos, grasa) con "oxigenasa", la clase de enzimas que insertan oxígeno en su sustrato. Es decir, una enzima que oxigena grasas. La denominación convive con la grafía "lipooxigenasa", más cercana a la etimología, aunque la forma contraída se ha impuesto en la literatura científica en español.

Cómo actúa: mecanismo y familia enzimática

En el centro activo, el átomo de hierro alterna entre sus estados ferroso y férrico, y ese vaivén permite a la enzima arrancar un hidrógeno de la cadena del ácido graso y colocar en su lugar una molécula de oxígeno. El resultado es un hidroperóxido, químicamente reactivo, que otras enzimas convierten después en productos estables. La reacción no consume energía en forma de ATP: basta la presencia de calcio y, en el caso de la isoforma más estudiada, de una proteína accesoria.

Las lipoxigenasas humanas se nombran según la posición del carbono donde colocan el oxígeno. Hay tres protagonistas. La 5-lipoxigenasa oxigena el carbono 5 y abre la ruta de los leucotrienos; necesita el auxilio de una proteína de membrana denominada FLAP (proteína activadora de la 5-lipoxigenasa), que le acerca el sustrato. La 12-lipoxigenasa, abundante en las plaquetas, produce 12-HPETE. La 15-lipoxigenasa oxigena el carbono 15 y participa en la formación de lipoxinas, mediadores que ayudan a apagar la respuesta inflamatoria una vez cumplida su función. Cada tejido expresa un repertorio distinto: los leucocitos disponen de la maquinaria de la 5-LOX, mientras las plaquetas se apoyan casi por completo en la 12-LOX.

Contexto bioquímico: una de las tres vías del araquidónico

Para situar la enzima conviene recordar el cruce de caminos en el que se encuentra. Una vez que la fosfolipasa A2 libera el ácido araquidónico de la membrana, ese ácido puede seguir tres direcciones. La ciclooxigenasa lo conduce hacia las prostaglandinas y los tromboxanos. El citocromo P450 genera otro grupo de derivados con efectos vasculares. Y la lipoxigenasa lo desvía hacia leucotrienos y lipoxinas. Estas tres salidas explican por qué un mismo ácido graso puede originar señales tan diversas como el dolor, la fiebre, la broncoconstricción o la señal que detiene la inflamación.

Ese reparto tiene una consecuencia farmacológica curiosa. Los antiinflamatorios clásicos bloquean la ciclooxigenasa, pero dejan intacta la lipoxigenasa. En algunas personas, el araquidónico que ya no encuentra salida por la vía prostanoide se acumula y se desvía hacia la producción de leucotrienos, lo que ayuda a entender ciertas reacciones respiratorias tras tomar aspirina.

Relevancia en la investigación biomédica

La 5-lipoxigenasa concentra buena parte del interés porque es la puerta de entrada a los leucotrienos, implicados en el asma y en las reacciones alérgicas. La idea de frenar la enzima o su proteína activadora dio lugar a una línea de fármacos antileucotrienos. Las lipoxinas derivadas de la 15-LOX apuntan en la dirección opuesta: en lugar de amplificar la inflamación, la resuelven, y por eso se estudian como modelo de los llamados mediadores prorresolutivos. La misma familia enzimática, según la isoforma, empuja el proceso inflamatorio o lo desactiva.

Preguntas frecuentes

Por qué se llama lipoxigenasa

El término combina "lipo-", del griego lípos (grasa), con "oxigenasa", el grupo de enzimas que incorporan oxígeno a una molécula. Literalmente, una enzima que oxigena lípidos. Verá también escrito "lipooxigenasa", con doble o, más fiel al origen de las palabras.

Qué diferencia hay entre lipoxigenasa y ciclooxigenasa

Ambas parten del ácido araquidónico, pero lo transforman de otra manera. La ciclooxigenasa forma un anillo en la molécula y produce prostaglandinas y tromboxanos. La lipoxigenasa no crea ese anillo: inserta oxígeno en un punto concreto de la cadena y da lugar a leucotrienos y lipoxinas. Son dos ramas paralelas que arrancan del mismo sustrato.

Qué son las isoformas 5-LOX, 12-LOX y 15-LOX

Son variantes de la enzima que se distinguen por el carbono del ácido graso donde colocan el oxígeno. La 5-LOX inicia la síntesis de leucotrienos, la 12-LOX predomina en las plaquetas y la 15-LOX contribuye a las lipoxinas antiinflamatorias.

La lipoxigenasa existe solo en el ser humano

No. Es una enzima muy antigua en términos evolutivos. Se encuentra también en plantas, donde interviene en la maduración de los frutos y en la respuesta frente a plagas, y en muchos animales. Su presencia en la soja fue, de hecho, uno de los primeros lugares donde se estudió con detalle.

Referencias

  1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Arachidonic acid. MedlinePlus en español. Disponible en: https://medlineplus.gov/spanish/
  2. Manual MSD, versión para profesionales. Generalidades sobre la inflamación. Disponible en: https://www.msdmanuals.com/es/professional/
  3. Rådmark O, Werz O, Steinhilber D, Samuelsson B. 5-Lipoxygenase, a key enzyme for leukotriene biosynthesis in health and disease. Biochim Biophys Acta. 2015;1851(4):331-339. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25152163/
  4. Haeggström JZ, Funk CD. Lipoxygenase and leukotriene pathways: biochemistry, biology, and roles in disease. Chem Rev. 2011;111(10):5866-5898. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21936577/

Entradas relacionadas

  • Ácido araquidónico: ácido graso de las membranas que sirve de sustrato a la lipoxigenasa.
  • Leucotrieno: mediador lipídico que se genera al final de la vía de la 5-lipoxigenasa.
  • Ciclooxigenasa: enzima de la vía paralela que produce prostaglandinas y tromboxanos.
  • Prostaglandina: eicosanoide derivado del araquidónico por la ruta de la ciclooxigenasa.
  • Eicosanoide: familia de mediadores lipídicos de veinte carbonos a la que pertenecen leucotrienos y lipoxinas.
  • Inflamación: proceso en el que los productos de la lipoxigenasa actúan como señales.

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