Acetylcholinesterase Based Colorimetric Dipsticks for Military Performance: Principles and Construction

Varillas de colorimetría a base de acetilcolinesterasa para el desempeño militar: Principios y construcción

Las varillas de medición colorimétrica basadas en la capacidad de reconocimiento de la enzima acetilcolinesterasa (AChE) son un instrumento adecuado para una detección rápida y sensible de los agentes nerviosos y de algunos plaguicidas. En este examen, los detectores se presentan en forma digerida y se incluyen también métodos bioquímicos básicos apropiados para la estimación colorimétrica de la actividad enzimática de la AChE. Además, se introducen las matrices disponibles adecuadas para la construcción de varillas y químicos, así como protocolos físicos para la inmovilización del AChE en la superficie de los detectores.

1. Introducción

Las enzimas acetilcolinesterasa (AChE EC 3.1.1.7.) y butirilcolinesterasa (BChE EC 3.1.1.8) son elementos de biorreconocimiento adecuados para el ensayo de compuestos neurotóxicos organofosforados. Pueden mencionarse como ejemplos los agentes nerviosos utilizados en la guerra química y algunos plaguicidas. Además, algunas toxinas naturales, como las aflatoxinas, pueden medirse también utilizando las colinesterasas mencionadas [1]. La enzima AChE participa en la neurotransmisión colinérgica tanto en el sistema nervioso periférico como en el central. Participa en la hidrólisis del neurotransmisor acetilcolina en colina y ácido acético en la hendidura neurosináptica o la unión neuromuscular. La hidrólisis causa la terminación de la estimulación de los receptores colinérgicos y es un mecanismo fisiológico irrecuperable [2]. Se puede encontrar una cantidad bastante extensa de moléculas de AChE en la superficie de las células sanguíneas donde participa en la regulación neuroendocrinológica. Comparado con el AChE, el papel del BChE en el cuerpo humano no se entiende bien. Algunos mecanismos de desintoxicación, como la protección de la cocaína, se proponen para el BChE [3]. En el pasado, el BChE también fue llamado colinesterasa plasmática por algunos investigadores. El nombre mencionado señala el hecho de que sólo el BChE permanece en el plasma después de la separación de las células sanguíneas. Aunque el AChE se llama de acuerdo con el sustrato fisiológico; no se encontró sustrato natural de BChE. La butirilcolina es un sustrato artificial que debe ser convertido por el BChE con una alta tasa de renovación. No está presente en los organismos vivos. Con fines analíticos, el BChE se utilizó en el pasado a gran escala debido al simple aislamiento de la sangre. El número de renovación del BChE para la acetil(tio)colina es menor en comparación con el AChE. Por esta razón, el AChE se considera la enzima más adecuada para fines analíticos. Tanto el AChE como el BChE son hidrolasas de serina. La serina activa se localiza en la parte esteratica del sitio activo. La fracción de serina se modifica irreversiblemente por las neurotoxinas organofosforadas. Los carbamatos causan una inhibición pseudo-irreversible debido al hecho de que la fracción de carbamatos abandona lentamente la enzima por hidrólisis espontánea. Después de la modificación, ni el AChE ni el BChE pueden participar en la hidrólisis de sus sustratos [4]. El presente examen tiene por objeto introducir algunos hechos importantes de la bioquímica del AChE y el rendimiento de las colinesterasas para la construcción de varillas desechables colorimétricas.