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Bioquímica La bioquímica o química biológica es la ciencia encargada de estudiar las moléculas que constituyen los seres vivos, su estructura, su localización.

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1 Bioquímica La bioquímica o química biológica es la ciencia encargada de estudiar las moléculas que constituyen los seres vivos, su estructura, su localización en los tejidos y órganos, las reacciones químicas por las cuales se forman y se destruyen y por ultimo sus funciones. La bioquímica o química biológica es la ciencia encargada de estudiar las moléculas que constituyen los seres vivos, su estructura, su localización en los tejidos y órganos, las reacciones químicas por las cuales se forman y se destruyen y por ultimo sus funciones. La Bioquímica utiliza las leyes de la física, química general (Mineral y Orgánica). La Bioquímica utiliza las leyes de la física, química general (Mineral y Orgánica).

2 Composición de la Materia a)Concepto de átomo b)Concepto de molécula c)Concepto de elemento d)Concepto de compuesto Los diferentes tipos de átomos se llama ELEMENTOS existen 90 elementos naturales y 14 sintéticos.

3 Radicales Libres: Fragmentos de moléculas o de átomo que no tiene saturado su octato periférico o que tiene e- en exceso son muy reactivos y tienen una vida muy corta.

4 Principales tipos de moléculas: Presentes en los órganos vivientes: Gases: O 2 y CO 2 disueltos en el agua. Gases: O 2 y CO 2 disueltos en el agua. Líquidos: Orina, L.C.R. Plasma que son soluciones acuosas con un gran numero de solutos como minerales y proteínas. Los líquidos celulares constituyen el citosol y su contenido en moléculas es tan grande que no forman verdaderas soluciones transparentes (óptimamente vacías) sino soluciones turbias y viscosas llamadas soluciones coloidales. Líquidos: Orina, L.C.R. Plasma que son soluciones acuosas con un gran numero de solutos como minerales y proteínas. Los líquidos celulares constituyen el citosol y su contenido en moléculas es tan grande que no forman verdaderas soluciones transparentes (óptimamente vacías) sino soluciones turbias y viscosas llamadas soluciones coloidales.

5 Bioquímica En las células esta masa citoplasmática es mantenida relativamente inmóvil por filamentos o microtubulos que constituyen el citoesqueleto. En las células esta masa citoplasmática es mantenida relativamente inmóvil por filamentos o microtubulos que constituyen el citoesqueleto. Existen conjuntos moleculares en estado solidó (organelos glandulares) y por ultimo existen iones y moléculas en estado cristalino. Existen conjuntos moleculares en estado solidó (organelos glandulares) y por ultimo existen iones y moléculas en estado cristalino.

6 Minerales Papel de sostén de participación en la resistencia mecánica del esqueleto. Papel de sostén de participación en la resistencia mecánica del esqueleto. Osmótica: participación en el equilibrio e intercambio osmótica entre lípidos biológicos y células. Osmótica: participación en el equilibrio e intercambio osmótica entre lípidos biológicos y células. Activador: sobre ciertos procesos que ponen en juego ciertas proteínas (enzimas). Activador: sobre ciertos procesos que ponen en juego ciertas proteínas (enzimas).

7 Moléculas Orgánicas: Compuestas por 4 elementos fundamentales: carbono, hidrogeno, oxigeno, y nitrógeno. Compuestas por 4 elementos fundamentales: carbono, hidrogeno, oxigeno, y nitrógeno. Compuestos Orgánicos: Lineales, cíclicos, ramificados, alifáticos, aromáticos. Compuestos Orgánicos: Lineales, cíclicos, ramificados, alifáticos, aromáticos. Saturados e Insaturados: Función Química: Agrupación de átomos que dan siempre las mismas reacciones. Saturados e Insaturados: Función Química: Agrupación de átomos que dan siempre las mismas reacciones.

8 ¿ Que es una medida ? Es la comparación entre el valor establecido y un valor de referencia formada por unidad. Longitud – Metro Longitud – Metro Peso- Kg. Peso- Kg. Masa- mol Masa- mol Tiempo- Segundo Tiempo- Segundo Temperatura- Kelvin Temperatura- Kelvin Intensidad de- Amperio Intensidad de- Amperio Corriente eléctrica

9 Aminoácidos Definición: Son ácidos carboxílicos portadores de grupos amino. Glicina Alanina Leucina Isoleucina Glicina Alanina Leucina Isoleucina ValinaSerinaTreoninaCisteina ValinaSerinaTreoninaCisteina MetioninaAc. Glutámico Glutamina MetioninaAc. Glutámico Glutamina Ac. AsparticoAsparagina Lisina Ac. AsparticoAsparagina Lisina Arginina Prolino Fenilalanina Arginina Prolino Fenilalanina TirosinaHistidinaTriptofano TirosinaHistidinaTriptofano

10 Polimero Una molécula formada por muchas unidades estructurales iguales o diferentes puede tener 1 o 2 unidades repetidas. Una molécula formada por muchas unidades estructurales iguales o diferentes puede tener 1 o 2 unidades repetidas. Aminoácidos se encuentran en iones dipolares o anfolito. Aminoácidos se encuentran en iones dipolares o anfolito. Acido: donador H+ Acido: donador H+ Base : Aceptor H+ Base : Aceptor H+

11 Propiedades Físicas de los Aminoácidos a)Solubilidad: Son solubles en agua y su solubilidad varia con el pH. b)Actividad Óptica: La mayoría de los aminoácidos poseen carbonos asimétricos y en consecuencia actividad óptica.

12 Proteína: Compuesto cuaternario de elevado peso molecular formado por cadenas de alfa aminoácidos unidos entre si mediante enlaces peptídico. Compuesto cuaternario de elevado peso molecular formado por cadenas de alfa aminoácidos unidos entre si mediante enlaces peptídico. El termino proteína fue creado por Berzelius en 1838 a partir de la palabra protos para mostrar la importancia primordial d este grupo de substancias. El termino proteína fue creado por Berzelius en 1838 a partir de la palabra protos para mostrar la importancia primordial d este grupo de substancias. La gran multiplicidad de funciones de las proteínas es posible por su inmensa variedad estructural. La gran multiplicidad de funciones de las proteínas es posible por su inmensa variedad estructural.

13 Clasificación de las Proteínas 1.Por su solubilidad: Albúminas: Sol. En agua y Sol. Salina Albúminas: Sol. En agua y Sol. Salina Globulinas: Menos Sol. En agua y Sol. En Sol. Sal Globulinas: Menos Sol. En agua y Sol. En Sol. Sal Protaminas: Solubles en etanol 70%; Sol. En agua y etanol puro. Protaminas: Solubles en etanol 70%; Sol. En agua y etanol puro. Histonas: Sol. En Sol. Salinas escleproteinas – insoluble en agua y sal. Histonas: Sol. En Sol. Salinas escleproteinas – insoluble en agua y sal.

14 Clasificación de las Proteínas 2. Por su función: –Estructurales –Catalíticas –Transporte –Hormonales –Defensa

15 Clasificación de las Proteínas 3. Por sus relaciones especiales o propiedades axiales: Globulares y Fibrosas. 4. Por su composición: Simples: solo cadenas alfa de aminoácidos. Conjugadas: Proteínas simples + Grupo prostéticos: nucleoproteínas, metaloproteinas, lipoproteínas, glucoproteinas, flavoproteinas, Hemoproteinas. Derivadas: Productos de hidrólisis, oxidación y reducción.

16 Fuerzas de Unión 1.Enlace peptídico 2.Puente de hidrogeno 3.Atracciones electrostáticas Puentes disulfuro fuerza de Van Der Walls

17 Grados de Organización Estructural 1.Clase, numero, orden de a.a. En la cadena polipeptídica 2.Primer grado de plegamiento de la cadena 3.Describe el 2º grado de plegamiento de la cadena, confiere a la proteína una forma propia en el espacio y una superficie exterior característica. 4.Describe la asociación de varias subunidades proteincas por enlaces no covalentes para formar la prof. Definitiva. Cada subunidad se llama protomero.

18 Desnaturalización Perdida de la estructura 3ª y 4ª con perdida de la actividad biológica aumento de la susceptibilidad a la hidrólisis, disminución de la solubilidad. Perdida de la estructura 3ª y 4ª con perdida de la actividad biológica aumento de la susceptibilidad a la hidrólisis, disminución de la solubilidad. Hidrólisis: Procedimiento mediante el cual una proteína pierde su estructura primaria (ruptura del enlace covalente la unión peptídico). Hidrólisis: Procedimiento mediante el cual una proteína pierde su estructura primaria (ruptura del enlace covalente la unión peptídico).

19 Transporte Difusión simple: Bidireccional no selectiva, no estereoespecifica. Difusión simple: Bidireccional no selectiva, no estereoespecifica. Difusión facilitada: Difusión facilitada: –Activa: Implica gasto de energía unidireccional contra un gradiente –Pasiva: Puede ser bidireccional determinando por la concentración.

20 Agua El agua es participante activo en numerosas reacciones químicas y determina las propiedades de algunas macromoléculas como las proteínas. El agua es participante activo en numerosas reacciones químicas y determina las propiedades de algunas macromoléculas como las proteínas. La constancia en el medio interno depende de: La constancia en el medio interno depende de: –Distribución del agua corporal –pH –Concentración de Na+, K+. Mg++, Ca++,PO4

21 Equilibrio Hídrico Mecanismos hipotalamicos que controlan la sed. Mecanismos hipotalamicos que controlan la sed. Hormona Antidiurética Hormona Antidiurética Actividad Renal Actividad Renal

22 Distribución del agua corporal 2/3 Intracelular 2/3 Intracelular 1/3 Extracelular 1/3 Extracelular –Plasma –Liquido intersticial 40% Aproximado del peso es agua 40% Aproximado del peso es agua 55% del peso corporal en obesos 55% del peso corporal en obesos 70% del peso corporal en delgados 70% del peso corporal en delgados

23 Propiedades Coligativas (Dependen del soluto) 1.Punto Crioscopico 2.Punto de Ebullición 3.Presión de Vapor 4.Presión Osmótica Osmolaridad Hipotonicidad Hipotonicidad Isotonicidad Isotonicidad Hipertonicidad Hipertonicidad

24 Balance del agua Ingestión: 2.5 lts: Ingestión: 2.5 lts: –Visible 1.2 lts –Oculta 1.0 lts –Oxidación 0.3 lts Excreción: Excreción: –Urinaria 1.2 lts –Fecal0.1 lts –Cutáneo o insensibles 1.2 lts

25 El citoesqueleto Formado por 3 sistemas unidos entre si: Formado por 3 sistemas unidos entre si: 1.Filamentos 2.Microfilamentos 3.Filamentos intermedios Organiza todo el contenido celular (organelos e integrantes solubles del citosol)Organiza todo el contenido celular (organelos e integrantes solubles del citosol)

26 Funciones de los iones extracelulares Na, Cl 1.Ayudan a conservar el volumen del compuesto celular. 2.Forman parte del liq. Digestivo (gástrico, páncreas, intestino) 3.Regulan la neutralidad de los liq. Biológicos 4.Aumentan la irritabilidad y excitabilidad en las terminaciones neuromusculares. 5.Forma parte de sales inorgánicas de los huesos.

27 Funciones del K+.Mg++ Fosfato Formación de sales insolubles 1.Ayuda a mantener las osmolaridad celular 2.Intervienen reacciones enzimáticas Concentración plasmática normal de: Na 135 – 145 meq/lt Mg 1.5 – 2.0 meq/lt Ca 4.5 – 5.5 meq/lt

28 Bioquímica Intracelular: K+, Mg++, PO4 = HCO3- Intracelular: K+, Mg++, PO4 = HCO3- ( Ca++) Extracelular: Na+,Cl-,HCO3 Extracelular: Na+,Cl-,HCO3

29 Regulación del equilibrio Acido - Base 1.Mecanismos generales 2.Mecanismos respiratorios 3.Mecanismos renales 4.Alteraciones del equilibrio acido – base Acidosis Acidosis Metabólica Metabólica Respiratoria Respiratoria Alcalosis Alcalosis Metabólica Metabólica Respiratoria Respiratoria

30 Para considerar cualquier conjunto de gases sanguíneos 1.Evolución del estado ventilatorio 2.Evolución del estado hipoxemico 3.Evolución del estado de oxigenación tisular

31 Evaluación del estado ventilatorio y acido - base 1.Clasificación del pCO 2 Insuficiencia Ventilatoria - < 30 mmHg Normal - 30 – 50 mmHg Deficiencia Ventilatoria - > 50 mmHg

32 Evaluación del estado ventilatorio y acido - base 2. Clasificación del pH Insuf. ventilatoria y pH (pCO 2 < 30 mmHg ) Insuf. ventilatoria y pH (pCO 2 < 30 mmHg ) Insuf. Ventilatoria aguda - > 7.5 pH Insuf. Ventilatoria aguda - > 7.5 pH Insuf. Ventilatoria crónica – 4 – 7.5 pH Insuf. Ventilatoria crónica – 4 – 7.5 pH Acidosis Metabólica Comp – 7.4 pH Acidosis Metabólica Comp – 7.4 pH Acidosis Metabólica en parte - < 7.3 pH Acidosis Metabólica en parte - < 7.3 pH

33 Estado Ventilatorio Normal y pH (pCO 2 – 30 – 50 mmHg) Alcalosis Metabólica- > 7.5 pH Alcalosis Metabólica- > 7.5 pH Normal- 7.3 – 7.5 Normal- 7.3 – 7.5 Acidosis Metabólica- 7.3 Acidosis Metabólica- 7.3 Deficiencia Ventilatoria y pH ( pCO 2 > 50 mmHg Alcalosis Metabólica Comp. En parte - > 7.5 Alcalosis Metabólica Comp. En parte - > 7.5 Deficiencia Ventilatoria Crónica – 7.5 Deficiencia Ventilatoria Crónica – 7.5 Deficiencia Ventilatoria Aguada - < 7.3 pH Deficiencia Ventilatoria Aguada - < 7.3 pH

34 Insuficiencia Respiratoria Es el estado fisiopatologico en el cual los pulmones no son capaces de satisfacer las necesidades metabólicas del cuerpo. Estas demandas son muy especificas: 1.Oxigenación de los tejidos 2.Homeostasis del CO 2 Deficiencia Respiratoria: Es un estado en que los pulmones no satisfacen las demandas metabólicas del cuerpo en lo que ser refiere al CO 2.

35 Bioquímica Deficiencia Ventilatoria Deficiencia Ventilatoria –Aguda- pCO 2 + Acidemia –Crónica- pCO 2 + pH normal Insuficiencia Ventilatoria: Es la presencia de hiperventilación alveolar. Insuficiencia Ventilatoria: Es la presencia de hiperventilación alveolar. –Aguda- hiperventilación + alcalosis –Crónica- hiperventilación + pH normal Acidemia: Cuando la sangre es acida Acidemia: Cuando la sangre es acida

36 Factores que influyen en la pCO 2 arterial Respiración Interna: Es el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos. El índice metabólico, perfusion micro circulatoria, flujo sanguíneo capilar ejercen cambios profundos sobre el intercambio de oxigeno a nivel tisular. Respiración Interna: Es el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos. El índice metabólico, perfusion micro circulatoria, flujo sanguíneo capilar ejercen cambios profundos sobre el intercambio de oxigeno a nivel tisular. Respiración Externa: La sangre venosa tiene que intercambiarse con el aire alveolar para reponer el O 2 cedido a los tejidos depende de: Respiración Externa: La sangre venosa tiene que intercambiarse con el aire alveolar para reponer el O 2 cedido a los tejidos depende de: Transporte de O 2 : Pigmento rojo de Hb Transporte de O 2 : Pigmento rojo de Hb

37 Transporte de O 2 Todo cambio en la afinidad de la Hb por el O 2 altera la posición de la curva de disociación de la Hb. Izquierda: Significa mayor contenido de O 2 para cualquier pO 2 afinidad contenido de O 2. alcalemia, ( H+), hipotermia, hipocapnia, 2,3 DPE Izquierda: Significa mayor contenido de O 2 para cualquier pO 2 afinidad contenido de O 2. alcalemia, ( H+), hipotermia, hipocapnia, 2,3 DPE Derecha: Significa contenido de O 2 para cualquier pO 2 de la afinidad. Favorece el movimiento de O 2 desde la sangre hacia los tejidos. Acidemia ( H+), hipertermia, hipercapnia, 2,3, DPE. Derecha: Significa contenido de O 2 para cualquier pO 2 de la afinidad. Favorece el movimiento de O 2 desde la sangre hacia los tejidos. Acidemia ( H+), hipertermia, hipercapnia, 2,3, DPE.

38 Bioquímica La Hb tiene una gran capacidad para transportar O 2 un gramo Hb saturada de O 2 contiene 1.34 ml de este gas. La Hb tiene una gran capacidad para transportar O 2 un gramo Hb saturada de O 2 contiene 1.34 ml de este gas. Hb normal Hb normal Hombre 13 – 15 gr/dl Mujeres 12 – 14 gr/dl

39 Bioquímica El índice metabólico determina la tensión CO 2 en los tejidos y también la cantidad de CO 2 que se agrega a la sangre venosa y la rapidez con que esto ocurre. El índice metabólico determina la tensión CO 2 en los tejidos y también la cantidad de CO 2 que se agrega a la sangre venosa y la rapidez con que esto ocurre. La pCO 2 es el reflejo directo e inmediato de lo adecuado de la ventilación alveolar en relación con el índice metabólico. La pCO 2 es el reflejo directo e inmediato de lo adecuado de la ventilación alveolar en relación con el índice metabólico.

40 Enzimas Definición: Son catalizadores biológicos de naturaleza proteica, producidos por la célula viva con una gran especialidad. Definición: Son catalizadores biológicos de naturaleza proteica, producidos por la célula viva con una gran especialidad. Catalizador: factor que la velocidad de una reacción química sin intervenir en ella. Catalizador: factor que la velocidad de una reacción química sin intervenir en ella. a)Físicos b)Químicos c)Biológicos

41 Enzimas Apoenzimas + Coenzimas = Holoenzimas Apoenzimas + Coenzimas = Holoenzimas parte proteica grupo suplementa enzima activa no proteico no proteico Isoenzimas – formas físicamente diferentes de una misma enzima. Isoenzimas – formas físicamente diferentes de una misma enzima. 1.Oxido – reductasas 2.Transferasas 3.Hidrolasas 4.Liasas 5.Isomerasas 6.Ligasas

42 Las reacciones y las enzimas que las catalizan se dividen en la clases principales: 1.Oxido – reductasas 2.Transferasas 3.Hidrolasas 4.Liasas 5.Isomerasas 6.Ligasas El nombre de la enzima tiene 2 partes la 1ª es el nombre de el o los substratos la 2ª con terminación Asa El nombre de la enzima tiene 2 partes la 1ª es el nombre de el o los substratos la 2ª con terminación Asa indica el tipo de reacción que cataliza.

43 Bioquímica Cada enzima tiene un numero clave que caracteriza al tipo de reacción según la clase (1er digital), subclase (2º digital) y sub – sub clase (3er digital), el 4to digito es paral a enzima especifica. Cada enzima tiene un numero clave que caracteriza al tipo de reacción según la clase (1er digital), subclase (2º digital) y sub – sub clase (3er digital), el 4to digito es paral a enzima especifica. Ejemplo: ATP – hexosa –6- fosfotransferasa Ejemplo: ATP – hexosa –6- fosfotransferasa ( enzima que cataliza la transferencia de fosfato desde el ATP al grupo OH del carbono 6 de la glucosa).

44 Coenzimas Se clasifican de acuerdo al grupo cuya transferencia facilitan: I.Transferencia de grupos distintos al hidrogeno: Fosfatos de Azucares Coenzimas A – SH Pirofosfato de tiamina Fosfato de piridoxal Coenzimas al folato Biotina Coenzimas de cobamida (Br 2 ) Acido Lipoico

45 Coenzimas II.Transferencia de H: NAD, NADP, FMN, FAD, Acido lipoico, Coenzima Q. III.Biotina – Biocitina Acido Fólico – Folato (FH 4 ) tetrahidrofolato Cobamida Ac. Lipoico – Lipoil – Lisina.

46 Cinemática Enzimática Factores que modifican la velocidad de una acción Enzimática: 1.pH 2.Temperatura 3.Conc. De la enzima 4.Conc. Del substrato

47 Bioquímica Cianocobalamina Cianocobalamina MetilcoblaminaB 12 anillo corrina MetilcoblaminaB 12 anillo corrina Hidroxicobalamina Hidroxicobalamina Factor Extrínseco Factor Extrínseco +Eritropoyesis normal Factor Intrínseco Factor Intrínseco

48 Cinética Enzimática Km Michaelis indica una relación de afinidad entre el substrato y la enzima. Km Michaelis indica una relación de afinidad entre el substrato y la enzima. –Km menos afinidad –Km mayor afinidad Actividad Enzimática: Cantidad de enzima que transforma un micromol de sustrato por minuto a 25º C. Actividad Enzimática: Cantidad de enzima que transforma un micromol de sustrato por minuto a 25º C. Catal: La actividad Enzimática que transforma una mol de substrato por segundo Catal: La actividad Enzimática que transforma una mol de substrato por segundo

49 Utilidad Diagnostica de las enzimas 1.Amilasa: Pancreatitis aguda Carcinoma Pancreático 2.Lipasa: Pancreatitis Crónica 3.Fosfatasa Alcalina 4.Fosfatasa acida Carcinoma Prostático 5.Lactato Deshidrogenasa 6.Alanina Amino Transferasa 7.Aspartato Amino 8.Ceruloplasmina: transportadora de cobre enf. Wilson 9.Creatinina fosfoquinasa

50 Utilidad Diagnostica de las enzimas 10) Creatinina Fosfoquinasa fracción MB 11) Delta Glutamil Transpepetidasa 12)Aldosa 13)Glucosa 6 Fosfodeshidrogenasa 14)Fosfogalactosa Uridil Transferasa 15)Colinesterasa

51 Utilidad Diagnostica de las enzimas Ósea: enf. Osteosarcoma enf. Paget enf. Paget Fosfatasa Alcalina Fosfatasa Alcalina Hepática: Obstrucción Biliar Lactato Deshidrogenasa – Piruvato Lactato Lactato Deshidrogenasa – Piruvato Lactato(LDH) Enf Hepática Enf Hepática Infarto Miocardio Infarto Miocardio Anemias hemolíticas Anemias hemolíticas

52 Utilidad Diagnostica de las enzimas Aminotransferasa o Transferasas Aminotransferasa o Transferasas ASTTGO ALTTGP Daño severo al músculo esquelético Hepatitis Viral Ejercicio Intenso, Embarazo Creatinina Fosfoquinasa Fracción MB IAM Creatinina Fosfoquinasa Fracción MB IAM Distrofias Musculares

53 Oxidación Químicamente la oxidación se define como la perdida de e- y la reducción como ganancia de e-. Químicamente la oxidación se define como la perdida de e- y la reducción como ganancia de e-. En las reacciones que implican la oxidación y la reducción el intercambio de energía libre es proporcional a la tendencia de las substancias reaccionantes para donar o aceptar e- se expresa numéricamente como potencial redox Eo. En las reacciones que implican la oxidación y la reducción el intercambio de energía libre es proporcional a la tendencia de las substancias reaccionantes para donar o aceptar e- se expresa numéricamente como potencial redox Eo.

54 Enzimas Oxido - reductasas Oxidasas: Catalizan la eliminación de H de un substrato usando oxigeno como aceptor de H formando H 2 O o H 2 O 2 como producto de la reacción. Oxidasas: Catalizan la eliminación de H de un substrato usando oxigeno como aceptor de H formando H 2 O o H 2 O 2 como producto de la reacción. Deshidrogenasas: Deshidrogenasas: –Transferencia de H de un substrato en una reacción acoplada. –Como componente de una cadena respiratoria del susbstrato al oxigeno. Hidroperoxidasas Hidroperoxidasas Oxigenasas Oxigenasas

55 Reacciones de Oxido - reducción Intercambio de electrones entre las sustancias reaccionantes: Oxidación significa: Perdida de electrones Oxidación significa: Perdida de electrones Reducción signfica: Ganancia de electrones Reducción signfica: Ganancia de electrones Reductor es el donador de electrones Reductor es el donador de electrones Oxidante: es el aceptor de electrones Oxidante: es el aceptor de electrones

56 Reacciones de Oxido - reducción Agente Oxidante: Es el metal que gana electrones, ósea reduce y por lo tanto provoca la oxidación de su pareja en la relación. Agente Oxidante: Es el metal que gana electrones, ósea reduce y por lo tanto provoca la oxidación de su pareja en la relación. Agente Reductor: Es el metal que pierde electrones ósea se oxida y fuerza la reducción del otro componente en la reacción. Agente Reductor: Es el metal que pierde electrones ósea se oxida y fuerza la reducción del otro componente en la reacción.

57 Reacciones de Oxido - reducción La capacidad oxidante o reductora se mide en Potenciales Oxido – Reductores o Redox. La capacidad oxidante o reductora se mide en Potenciales Oxido – Reductores o Redox. Mientras mas poder reductor tenga una substancia mayor será su potencial redox negativo, en cambio las substancias muy oxidantes tienen Potencial Redox muy positivo. Mientras mas poder reductor tenga una substancia mayor será su potencial redox negativo, en cambio las substancias muy oxidantes tienen Potencial Redox muy positivo.

58 Sistemas Biológicos de Oxidorreducción Proteínas con Azufre y Hierro: (FeS) Esta asociada con las flavoproteinas y con el citocromo b. Es semejante a las ferrodoxinas de algunas bacterias. Algunas contienen 2 átomos de Hierro y 2 átomos de Azufre, y otras (Fe 4 S 4 ), se encuentran en la membrana externa mitocondrial. Participan como acarreadores y distribuidores de electrones en las reacciones.

59 Sistemas Biológicos de Oxidorreducción Citocromos: Intervienen como portadores de electrones desde la flavoproteinas hasta la citocromooxidasa. Citocromos: Intervienen como portadores de electrones desde la flavoproteinas hasta la citocromooxidasa. NAD y NADP: La NAD cataliza reacciones de oxidorreducción en la vía oxidativa del metabolismo particularmente en la glucólisis, y en la cadena respiratoria de la mitocondria. La NADP se encuentra en la síntesis reductora como en la vía extamitocondrial de la síntesis de ácidos grasos y esteroides. NAD y NADP: La NAD cataliza reacciones de oxidorreducción en la vía oxidativa del metabolismo particularmente en la glucólisis, y en la cadena respiratoria de la mitocondria. La NADP se encuentra en la síntesis reductora como en la vía extamitocondrial de la síntesis de ácidos grasos y esteroides.

60 Bioquímica Trabajo Mecánico ATPTrabajo de Transporte ATPTrabajo de Transporte Trabajo de Síntesis Bioenergética: Es el estudio de los cambios de energía que sea acompañan a las reacciones bioquímicas. Bioenergética: Es el estudio de los cambios de energía que sea acompañan a las reacciones bioquímicas.

61 Bioquímica Exergonica: Libera energía al convertirse los reactantes en productos Exergonica: Libera energía al convertirse los reactantes en productos Endergonica: Absorbe energía al convertirse los reactantes en productos. Endergonica: Absorbe energía al convertirse los reactantes en productos.

62 Bioquímica El sistema de las mitocondrias donde la respiración se acopla con la generación de un intermediario de alta energía (ATP) se denomina fosforilación oxidativa. El sistema de las mitocondrias donde la respiración se acopla con la generación de un intermediario de alta energía (ATP) se denomina fosforilación oxidativa. Capacita a los organismos aerobios para aprovechar la energía libre disponible de substratos respiratorios en una proporción mayor que los organismos anaerobios. Capacita a los organismos aerobios para aprovechar la energía libre disponible de substratos respiratorios en una proporción mayor que los organismos anaerobios. Los componentes principales de la cadena respiratoria están dispuestos en orden creciente de su potencial REDOX de los mas electronegativos a los electropositivos. Los componentes principales de la cadena respiratoria están dispuestos en orden creciente de su potencial REDOX de los mas electronegativos a los electropositivos.

63 Teorías para explicar la fosforilación Química Química Quimiosmotica Quimiosmotica Desacoplantes: Tiroxina, Oligomicina, 2,4 dinitrofenol Desacoplantes: Tiroxina, Oligomicina, 2,4 dinitrofenol Inhibidores: Amita, retenona, antimicina Co CN Inhibidores: Amita, retenona, antimicina Co CN

64 Química de los Carbohidratos 1.Definición 2.Funciones – Energética – Glucosa - Reserva a)Almidón b)Glicógeno 3.Clasificación 4.Características estructurales 5.Prop. Físicas 6.Prop. Químicas 7.Digestión 8.Metabolismo

65 Monosacáridos Azucares Simples a)De acuerdo a su No. De carbonos: Triosas Triosas Tetrosas Tetrosas Pentosas Pentosas Hexosas Hexosas Heptosas Heptosas b)De acuerdo a su agrupamiento funcional: Aldosas Aldosas Cetosas Cetosas

66 Disacáridos: Formados por 2 unidades de monosacáridos 1.Lactosa:Galactosa – Glucosa 2.Sacarosa:Glucosa – Fructosa 3.Maltosa: Glucosa - Glucosa

67 Polisacáridos Homopolisacarido Homopolisacarido Heteropolisacarido Heteropolisacarido

68 Propiedades Químicas de los monosacáridos 1.Oxidación a)En posición 1 acido adónico b)En posición 6 acido adónico 2.Reducción: Ganancia de 2H Sorbitol 3.Fosforilación: Es el primer paso para la utilización de la glucosa por la célula. Incorporación de P 4.Aminacion: Incorporación del grpo NH 2

69 Polisacáridos Almidón 1.Polimero de la glucosa – A G 2.Es el principal polisacárido de reserva en animales G 3.Reserva en los animales G 4.Reserva en los vegetales A 5.Tiene enlaces alfa 1 4 y alfa 6 A G 6.Tiene enlaces alfa 1 4 y alfa 6 mas frecuentes

70 Bioquímica AmilasaSoluble-20% Almidón Amilopectina – Insoluble – 80% Almidón Polimeros de la GlucosaGlicógeno Celulosa No. De orden S1 –

71 Digestión Conjunto de modificaciones que experimentan los alimentos antes de ser absorbidos. La digestión es un proceso que sirve de enlace entre la nutrición y el metabolismo. Exceptuando el H 2 O, vitaminas, minerales, el resto de los componentes de la dieta son hidrolizados sucesivamente mediante las enzimas digestivas (Hidrolasas).

72 Hidrolasas Presentes en: 1.Saliva 2.Jugo gástrico 3.Jugo Intestinal 4.Jugo Pancreático 5.Bilis

73 Composición Química Saliva: Ligeramente acuosa, aparentemente producidas por 3 pares de glándulas parotida, submaxilar, sublingual. Se producen aproximadamente 700 ml/dia pH 6.3 – 6.8, contiene 99.5% H 2 O, 0.5% solidó (mucina, Na+, K, HCO 3, amilasa salival; acido sialicos, Urea, etc).

74 Composición Química Jugo Gástrico: Ligeramente acuoso, 97 – 99% H 2 O pH 1 – 2 3% sólidos (HCl, Na+, K+, Cl-, renina, pepsina, lipasa) –Células Parietales HCl –Células PrincipalesEnzimas –Células CilíndricasMoco Gástrico

75 Composición Química Jugo Pancreático: Células acinosas, liquido acuoso pH 7.2 – 8.2 alfa amilasa, lipasa, colesterol, esterasa, fosfatosas, nucleotidasas, tripsina, quimotripsina, HCO 3 -, Na+, K, Cl-. Jugo Pancreático: Células acinosas, liquido acuoso pH 7.2 – 8.2 alfa amilasa, lipasa, colesterol, esterasa, fosfatosas, nucleotidasas, tripsina, quimotripsina, HCO 3 -, Na+, K, Cl-. BilisEmulsifcar - Excreción BilisEmulsifcar - Excreción Neutralizar - Solubilizar el colesterol Cólico SalesTauro cólico Glicocolico

76 Composición Química Jugo Intestinal: pH 5.6 disacaridosas (Maltosa, lactosa, sacarosas) endo y exopeptidasas nucleosidasas. Jugo Intestinal: pH 5.6 disacaridosas (Maltosa, lactosa, sacarosas) endo y exopeptidasas nucleosidasas. El destino de los componentes de la dieta después de la digestión y la absorción constituye el metabolismo intermedio. El destino de los componentes de la dieta después de la digestión y la absorción constituye el metabolismo intermedio.

77 Las vías metabólicas pueden clasificarse en 3 categorías: I.Vías anabólicas: se ocupan de la síntesis de los componentes que constituyen la estructura y la maquinaria corporal. II.Vías catabólicas: realizan procesos oxidativos que producen energía libre. III.Vías anfibolicas: tienen mas de una función en las vías anabólicas con vías catabólicas.

78 Bioquímica Glucólisis Glucólisis Glucogénesis Glucogénesis Glucogenolisis Glucogenolisis Gluconeogenesis Gluconeogenesis Ciclo de Krebs Ciclo de Krebs Vías de las pentosa fosfato Vías de las pentosa fosfato

79 Glucólisis El producto final es el lactato apartir de la formacion de triosas, cada paso se lleva a cabo con 2 moléculas. Sitio de la actividad de las enzimas glucólisis anaerobia. El producto final es el lactato apartir de la formacion de triosas, cada paso se lleva a cabo con 2 moléculas. Sitio de la actividad de las enzimas glucólisis anaerobia.

80 Gluconeogenesis LactatoGlicerol PiruvatoGlucosa AminoacidosPropionato Enzimas Reguladoras: Glucosa6Fosfato Fructuosa6DifosfatasaATP Piruvato Carboxilasa Fosfoenolpiruvato carboxicinasa

81 Metabolismo del glucogeno El glucogeno es la forma principal de almacenamiento de carbohidratos en los animales se encuentra en proporción mayor en el hígado 6% y en el músculo. El glucogeno es la forma principal de almacenamiento de carbohidratos en los animales se encuentra en proporción mayor en el hígado 6% y en el músculo. Es un polímero ramificado de la glucosa la función del glucogeno muscular es actuar como fuente de fácil disponibilidad de unidades de hexosa para la glucólisis dentro del propio músculo. Es un polímero ramificado de la glucosa la función del glucogeno muscular es actuar como fuente de fácil disponibilidad de unidades de hexosa para la glucólisis dentro del propio músculo.

82 Metabolismo del glucogeno El glucogeno hepático sirve en gran parte para exportar unidades de hexosa para la conservación de la glucosa sanguínea en particular entre comidas. El glucogeno hepático sirve en gran parte para exportar unidades de hexosa para la conservación de la glucosa sanguínea en particular entre comidas. Después de 12 – 8 horas de ayuno, el hígado casi agota su reserva de glucogeno. Después de 12 – 8 horas de ayuno, el hígado casi agota su reserva de glucogeno. El glucogeno muscular solo disminuye de manera significativa después del ejercicio vigoroso prolongado. El glucogeno muscular solo disminuye de manera significativa después del ejercicio vigoroso prolongado.

83 Metabolismo del glucogeno Las enzimas principales que regulan el metabolismo del glucogeno: La Glucogeno Sintetasa y Fosforilasa están controladas a su vez por una serie compleja de reacciones que comprende mecanismos alostericos y modificaciones covalentes debidas a la fosforilación y desfosforilacion. Las enzimas principales que regulan el metabolismo del glucogeno: La Glucogeno Sintetasa y Fosforilasa están controladas a su vez por una serie compleja de reacciones que comprende mecanismos alostericos y modificaciones covalentes debidas a la fosforilación y desfosforilacion.

84 Enfermedades por almacenamiento de glucogeno: Es una expresión genérica que intenta descubrir a un grupo de trastornos hereditarios que se caracterizan por depósitos de tipo anormal o de una cantidad anormal de glucogeno en los tejidos. Es una expresión genérica que intenta descubrir a un grupo de trastornos hereditarios que se caracterizan por depósitos de tipo anormal o de una cantidad anormal de glucogeno en los tejidos.

85 Enfermedades por almacenamiento de glucogeno: I.Enfermedad Von GrierkGlucosa 6 fosfato II.Enfermedad de Pompe alfa 1 4 alfa 1 6 glucosidasa III.Enfermedad de Forbes Enzima desramificante IV.Enfermedad Anderson Enzima ramificante V.Síndrome de McArdle Miofosforilasa

86 Vía de la Pentosa Fosfato o derivación de la Hexasomonofosfato La HMP es un camino alterno para la oxidación de la glucosa. Es un proceso multicidico en el cual: 3 G – 6 – P 3 CO residuos de la HMP no genera ATP pero tiene 2 funciones importantes: La HMP es un camino alterno para la oxidación de la glucosa. Es un proceso multicidico en el cual: 3 G – 6 – P 3 CO residuos de la HMP no genera ATP pero tiene 2 funciones importantes: 1.generación de NADPH + H para las síntesis reductoras (ej. Síntesis ácidos grasos y esteroides). 2.La provisión de ribosa para la síntesis de nucleótidos y acido nucleicos.

87 Vía de la Pentosa Fosfato o derivación de la Hexasomonofosfato La deficiencia de ciertas enzimas de la HMP son causa importante de hemólisis de eritrocitos. La deficiencia de ciertas enzimas de la HMP son causa importante de hemólisis de eritrocitos. La HMP es notablemente diferente a la glucólisis, la oxidación se produce en las primeras reacciones, utiliza NADP y genera CO 2. La HMP es notablemente diferente a la glucólisis, la oxidación se produce en las primeras reacciones, utiliza NADP y genera CO 2. La HMP en el eritrocito proporciona NADPH para la reducción del glutation oxidado (G-5-5-G) a glutation reducido ( 2 G – SH ) La HMP en el eritrocito proporciona NADPH para la reducción del glutation oxidado (G-5-5-G) a glutation reducido ( 2 G – SH ) G – S – S – G + NADPH + H 2 G – SH + NADP+ 2G – SH + H 2 O 2 G – S – S – G + 2H 2 O

88 Hormonas Insulina Insulina Umbral renal para la glucosa 170 mg/dl Glucosuria Catecolaminas (Adrenalina) Catecolaminas (Adrenalina) Corticoides adrenales (Cortisol) Corticoides adrenales (Cortisol) ACTH (Adenocorticotripica) ACTH (Adenocorticotripica) H. Tiroideas (T H. Tiroideas (T 3, T 4 )

89 Ciclo de Krebs o Ciclo de Acido Tricarboxilico (TCA) Ciclo del Acido Cítrico Sr. Alexander Krebs Sr. Alexander Krebs Es la vía final comun para la oxidacion de carbohidratos, lípidos y proteínas mediante su conversion H Es la vía final comun para la oxidacion de carbohidratos, lípidos y proteínas mediante su conversion H 3 C – C – S – CoA O Acetil Coenzima A: Su localización es mitocondrial. Un ciclo metabólico esta constituido por: Componentes, Alimentadores y productos Un ciclo metabólico esta constituido por: Componentes, Alimentadores y productos

90 Diabetes Mellitus 1.Curva de tolerancia a la glucosa por vía oral; prueba de glucosa oxidada. 2.Diferencias entre la diabetes Juvenil y Adulta: La Juvenil ocurre antes de los 20 años son insulino-dependientes, orinan frecuentemente; por causa genética, factores ambientales, sed y hambre. La adulta ocurre después de los 40 años, sueño después de comer, calambres en las piernas, hormigueo, visión borrosa, usan medicamento, dieta y ejercicio.

91 Diabetes Mellitus 3.Debido a que la glucosa en el diabético aumenta por alguna infección por muy pequeña que sea o por alguna herida, no trabaja perfectamente la insulina no hay disminución. 4.Deben reducir la ingestión de carnes y grasas azucares o evitarlas ( algunos diabéticos usan la sacarina). Deben comer vegetales y cereales. Pueden comer pan – bolillo sin migajon. Tortillas – tostadas bajas en calorías. 5.La glucosa oxidasa se utiliza para determinar la glucosa.

92 Lipoproteínas Complejos moleculares formadas por lípidos + proteínas transporte plasmático de los lípidos Ultracentrifugacion Electroforesis 1.QuilomicronesQuilomicrones 2.VDRLPrebeta LP 3.LDLBeta LP 4.HDLAlfa LP

93 Propiedades Químicas 1.Halogenaciones 2.Hidrogenación 3.Saponificación 4.Oxidación

94 Eicosanoides El araquidonato y algunos otros ácidos grasos de C 2 O con enlaces interrumpidos por metales nos dan origen a los: eicosanoides. El araquidonato y algunos otros ácidos grasos de C 2 O con enlaces interrumpidos por metales nos dan origen a los: eicosanoides. Compuestos activos fisiológica y farmacologicamente conocidos como: Compuestos activos fisiológica y farmacologicamente conocidos como: –Prostanglandinas(PG) –Tromboxanos(TX) –Leucotrienos(LT)

95 Prostaglandinas Son potentes substancias ya que sus concentraciones tan pequeñas como 1 mg/ml provocan la concertación del músculo liso. Los usos terapéuticos potenciales incluyen: Son potentes substancias ya que sus concentraciones tan pequeñas como 1 mg/ml provocan la concertación del músculo liso. Los usos terapéuticos potenciales incluyen: –Prevención de la concepción –Inducción o alivio de las ulceras gástricas –Control de la inflamación –Control de la presión arterial –Alivio del asma y congestión nasal

96 Prostaglandinas Las PG aumentan el AMPc en las plaquetas, tiroides, cuerpo amarillo, hueso fetal, adenohipofisis y pulmones.

97 Cetogenesis La concentración total de cuerpos cetonicos en sangre no excede de 0.2 mm/lt. La concentración total de cuerpos cetonicos en sangre no excede de 0.2 mm/lt. Cantidades mas altas en sangre o en la orina constituyen la cetonemia o cetonuria y a la situación global se le llama cetosis. Cantidades mas altas en sangre o en la orina constituyen la cetonemia o cetonuria y a la situación global se le llama cetosis. Los cuerpos cetonicos son ácidos moderadamente fuertes y su excreción continua acarrea la perdida del cation amortiguador, la cual causa depleción progresiva de la reserva alcalina, causando ACIDOSIS. Los cuerpos cetonicos son ácidos moderadamente fuertes y su excreción continua acarrea la perdida del cation amortiguador, la cual causa depleción progresiva de la reserva alcalina, causando ACIDOSIS.

98 Cetosis I.Formas de cetosis 1)Inanición 2)Diabetes II.No patológicas 1)Alimentación rica en grasas 2)Después del ejercicio intenso en el estado de posabsorcion.

99 Colesterol Concentración normal Concentración normal – 160 mg/dl – 220 mg/dl 3.Promedio 200 mg/dl Funciones: Funciones: 1.Componente de membrana 2.Precursor de vitamina D, estoides, hormonas sexuales, ácidos biliares

100 Ictericia Metabolismo Las lipoproteínas son estructuras esféricas que participan en el transporte plasmático de los lípidos, con diferentes configuraciones según el tipo de transporte que realizan todas ellas presentan rasgos estructurales comunes están formadas por 2 zonas perfectamente definidas. 1.Zona central – núcleo no polar (hidrofilito) 2.Zona Superficial - hidrofilica

101 Introducción Las concentraciones anormales de lípidos y lipoproteínas en el plasma se asocian a veces con morbilidad. Sin embargo, una gran parte del interés acerca de los lípidos en plasma reside en la asociación entre lípidos y lipoproteínas y enfermedades cardiovasculares. Las concentraciones anormales de lípidos y lipoproteínas en el plasma se asocian a veces con morbilidad. Sin embargo, una gran parte del interés acerca de los lípidos en plasma reside en la asociación entre lípidos y lipoproteínas y enfermedades cardiovasculares.

102 Generalidades Los lípidos constituyen un grupo muy heterogéneo desde el punto de vista de su composición química, se definen desde el punto de vista de su solubilidad como COMPUESTOS ORGANICOS INSOLUBLES EN AGUA PERO SOLUBLES EN SOLVENTES ORGANICOS. Los lípidos constituyen un grupo muy heterogéneo desde el punto de vista de su composición química, se definen desde el punto de vista de su solubilidad como COMPUESTOS ORGANICOS INSOLUBLES EN AGUA PERO SOLUBLES EN SOLVENTES ORGANICOS.

103 LIPIDOS Los lípidos mas importantes son: 1.Los triglicéridos o grasas neutras 2.Los fosfolipidos 3.El colesterol

104 Lípidos La insolubilidad de los lípidos en agua constituye una característica de gran importancia practica ya que al ser la sangre un medio acuoso, no es posible que los lípidos como tales puedan circular por la misma. En la sangre el colesterol, los triglicéridos y los otros lípidos viajan empaquetados en asociación con determinadas proteínas denominadas APOPROTEINAS para formar estructuras multimoleculares que conocemos con el nombre de Lipoproteínas. La insolubilidad de los lípidos en agua constituye una característica de gran importancia practica ya que al ser la sangre un medio acuoso, no es posible que los lípidos como tales puedan circular por la misma. En la sangre el colesterol, los triglicéridos y los otros lípidos viajan empaquetados en asociación con determinadas proteínas denominadas APOPROTEINAS para formar estructuras multimoleculares que conocemos con el nombre de Lipoproteínas.

105 Funciones de los lípidos en el organismo Componentes estructurales de las membranas celulares y de las lipoproteínas plasmáticas. Componentes estructurales de las membranas celulares y de las lipoproteínas plasmáticas. Formas de almacenamiento de energía Formas de almacenamiento de energía Combustible metabólico Combustible metabólico Agentes emulsificantes Agentes emulsificantes Compuestos funcionales (hormonas, prostaglandinas, vitaminas). Compuestos funcionales (hormonas, prostaglandinas, vitaminas).

106 Recambio de los lípidos del organismo Aporte, 2 vías: Aporte, 2 vías: –Exógeno: Dieta –Endógena: síntesis (fundamentalmente hepática) Lugar de almacenamiento: tejido adiposo Lugar de almacenamiento: tejido adiposo Transporte plasmático: lipoproteínas Transporte plasmático: lipoproteínas Lugar de consumo: generalizado Lugar de consumo: generalizado

107 Colesterol Es un alcohol esteroideo insaturado, constituye un componente estructural importante de las membranas celulares y un precursor de las sales biliares y de las hormonas esteroides. Es un alcohol esteroideo insaturado, constituye un componente estructural importante de las membranas celulares y un precursor de las sales biliares y de las hormonas esteroides. Debe considerarse que la concentración plasmática del colesterol no es simplemente la suma de la ingestión en la dieta y su síntesis endógena, sino que esta refleja también las velocidades de síntesis proteínas acarreadoras de colesterol y la eficiencia de los mecanismos receptores para determinar su catabolismo. Debe considerarse que la concentración plasmática del colesterol no es simplemente la suma de la ingestión en la dieta y su síntesis endógena, sino que esta refleja también las velocidades de síntesis proteínas acarreadoras de colesterol y la eficiencia de los mecanismos receptores para determinar su catabolismo.

108 Colesterol El colesterol es transportado en la sangre mediante lipoproteínas, en los siguientes porcentajes: El colesterol es transportado en la sangre mediante lipoproteínas, en los siguientes porcentajes: –60 a 70% por lipoproteínas de baja densidad (LDL) –20 a 30% por lipoproteínas de alta densidad (HDL) –5 a 12% por lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)

109 Colesterol Aproximadamente 2/3 partes del colesterol del plasma se encuentra eterificado con ácidos grasos de cadena larga. La síntesis de los esteres de colesterol se lleva a cabo en el plasma mediante la transferencia de un acido graso de la lecitina al colesterol libre. Aproximadamente 2/3 partes del colesterol del plasma se encuentra eterificado con ácidos grasos de cadena larga. La síntesis de los esteres de colesterol se lleva a cabo en el plasma mediante la transferencia de un acido graso de la lecitina al colesterol libre.

110 Repaso 1. Lípidos en el plasma, en que se transportan: En forma de lipoproteínas 2.Que son las lipoproteínas: la unión de lípidos con la proteína para transportar el lípido 3.Tipos de lipoproteínas: VLDL, LDL, HDL


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