Nociones quimicas en Clinica Medica

Indice1. Proteínas 2. Hidratos de Carbono 3. Lípidos 4. Ácidos Nucleicos 5. Enzimas 6. Bioenergética y Oxidaciones Biológicas 7. Digestión y Absorción 8. Metabolismo 9. Biosíntesis de Proteínas 10. Vitaminas 12. Hormonas 13. Integración y Regulación Metabólica 14. Proteínas del Plasma Sanguíneo 15. Bibliografía

1. Proteinas

Las proteínas naturales están formadas por aminoácidos de la serie L. Los aminoácidos se clasifican en: alifáticos neutros de cadena apolar (glicina, alanina, valina, leusina e isoleusina); alifáticos neutros de cadena no ionizable (serina y treonina); aromáticos neutros (fenilalanina, tirosina y triptófano); con azufre (metionina y cisteina); ácidos di carboxílicos (ácido glutámico y aspartico); básicos (lisina, arginina e histidina).

El único aminoácido que puede actuar como buffer es la histidina, ya que posee un Pk=6.0. Los aminoácidos se unen entre sí mediante enlaces peptídicos, entre el carboxilo de un aminoácido con el grupo amina del otro, con perdida de agua (a.a+a.a=pep+H2O). Se denomina péptido al polímero de aminoácidos cuya masa es menor de 6Kda.

Estructura proteica Estructura primaria: Es el ordenamiento o secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica. La secuencia de los aminoácidos esta determinada por los genes que controlan la síntesis proteica.

Estructura secundaria: Presentan la forma de Hélice a y lamina b . La cadena polipeptídica con Hélice a se enrolla en forma de espiral y permanece en esta posición por los puentes de H de la cadena. La cadena polipeptídica con lámina b forma cadenas en zigzag o en Z por los puentes H.

Estructura terciaria: Las láminas b pueden unirse entre sí, las Hélices a también pueden unirse entre sí; y entre hélice a y lámina b también pueden hacerlo, para formar este tipo de estructura. Este tipo de estructura se mantiene unida por: fuerzas electrostática, puentes de H y Disulfuro entre cisteinas y los restos hidrófobos e hidrofílicos de las cadenas.

Estructura cuaternaria: Estas proteínas están formadas por varias subunidades oligoméricas (Peptidos de mas de 6000 Kda) Las proteínas, también pueden clasificarse en fibrilares o globulares. Por ejemplo el colágeno es una proteína fibrilar y la hemoglobina es una globular. Los agentes físicos y químicos pueden ocasionar la desnaturalización de las proteínas, perdiendo la estructura primaria de la misma. Las proteínas pueden ser simples como las albúminas que solo están compuestas por aminoácidos; conjugadas formadas por una proteína simple (Apo proteína) y una porción no proteica (Grupo Prostético) como glúsidos, lípidos, etc.

2. Hidratos De Carbono

Son polihidroxi aldehídos o polihidroxi cetonas. Se clasifican en Monosacáridos, Oligosacáridos y Polisacáridos.

Monosacáridos: Se denominan aldosas o cetosas. Los naturales son de la serie D. La glucosa es una aldohexosa, su molécula se ciclisa por unión Hemiacetálica entre el C1 y C5, formando el núcleo PIRANO (Piranosa), o puede formar el hemiacetal entre el C1 y C4 formando el núcleo FURANO (Furanosa), estas estructuras poseen isómeros a y b , siendo solamente los de la serie a los que el organismo humano puede asimilar. En conclusión, solo la a -D-Glucosa puede ser utilizada, o mejor dicho metabolizada, por el organismo. La galactosa es una aldohexosa que difiere de la glucosa en el C4. La manosa es una aldohexosa que difiere de la glucosa en el C2. La fructosa es una cetosa del núcleo piranosa. Todos estos monosacáridos, incluyendo a la glucosa, son reductores. Los glucósidos, son derivados de los monosacáridos, en especial de la glucosa. Resultan de la unión del C hemiacetal con otro compuesto no glusídico, no son reductores y no presentan fenómeno de mutarrotacion, los derivados de la glucosa se llaman glucósidos, de los demás monosacáridos aglicona.

Las deoxiazucares constituyen parte de la molécula de DNA. Disacaridos: Por hidrólisis dan monosacáridos. Maltosa: producto de la hidrólisis del almidón, esta compuesta por 2 a -D-Glucosa, unidas por enlaces glucosídico a 1-4. Lactosa: glucosa + galactosa unidas por enlace glucosídico b 1-4, es reductora. Sacarosa: fructosa + glucosa unidas por enlace b 1-2, no es reductora.

Polisacaridos: Se clasifican en homopolisacaridos y en heteropolisacaridos. Los homopolisacaridos formados por glucosa se designan glucanos. El almidón es un glucano formado por amilosa y amilopectina, unidos por enlace gucosídico a 1-4 y sus ramificaciones presentan enlaces glucosídicos b 1-6. El glucógeno, es un polímero de glucosas unidas entre sí por enlace a 1-4 y sus ramificaciones por enlaces a 1-6. Los dextranos son los productos de la hidrólisis del glucógeno, su cadena principal posee enlace glucosídico a 1-6. La celulosa es un polímero de glucosas unidas entre sí por enlaces glucosídicos b 1-4, el organismo humano, no posee la enzima para desdoblar este polímero. Los hetropolisacaridos se clasifican en glicosaminglicanos, proteoglicanos, peptidoglicanos y los que forman parte de las gicoproteinas. Los glicosaminglicanos son: ácido hialurónico, condroitinsulfato, dermatosulfato, queratosulfato y la Heparina que es un potente antiagregante. Los proteoglicanos están formados por cadenas de glicanos (como el condroitinsulfato, dermatosulfato, queratosulfato, etc.) unidos a proteínas. Los peptidoglicanos están compuestos por polisacáridos de N-acetil-D-Glucosamina y ácido N-acetil-neurámico. Forman pare de la pared celular de bacteria.

Las glicoproteinas están formadas por oligosacáridos, conjugados con proteínas. Se diferencian de los peptidoglicanos porque por hidrólisis dan mas de dos monosacáridos. Cumplen importantes funciones celulares en la superficie de la membrana, tales como receptores de membrana, histocompatibilidad, etc.

3. Lipidos

Los lípidos, poseen una característica común, que es ser insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos.

Ácidos grasos: Los que se extraen de animales son monocarboxílicos y de cadena lineal, la mayoría posee numero par de C en su molécula. Los más abundantes son los de 16 y 18 C. Los AG esenciales son el araquidónico, linoléico y linolénico.

A medida que la cadena carbonada crece, aumenta su carácter hidrófobo. Los puntos de fusión y ebullición aumentan con la longitud de la cadena carbonada. De 1 a 8 C son líquidos a 20°C. Los AG naturales presentan isómera cis. Cuando aumenta la cantidad de C en la cadena disminuye el carácter acídico de la molécula. Si se reemplaza el H del grupo –COOH, por un metal alcalino (Na, K) se forma una sal que toma el nombre de jabón que posee la propiedad de emulsionar las grasas. Este proceso se denomina saponificación. Los AG reaccionan con alcoholes formando ésteres.

Lipidos simples: Los lípidos simples o acilgliceroles son ésteres de AG. con glicerol. Según el numero de radicales alcohólicos se denominan: monoacilgliceroles, diacilgliceroles, triacilgliceridos, etc. Los triglicéridos son grasas neutras. Los naturales pertenecen a la serie L. Estos representan un material de reserva energética en el organismo, también cumple funciones mecánicas y de aislamiento térmico. Estos compuestos son hidrófobos, su punto de fusión depende de los AG. constituyentes. La hidrogenación de estos compuestos da origen a las margarinas; por oxidación se producen peróxido y posteriormente se rompen las cadenas de AG. dándoles el olor y sabor rancio a las grasas (OXIDACION=ENRRANCIAMIENTO). Las ceras son ésteres de ácidos grasos superiores y de alcoholes monovalentes de cadena larga.

Lipidos complejos: Los fosfolipidos están formados por un alcohol, un ácido graso y ácido ortofosfórico. Se dividen en gicerofosfolipidos y esfingofosfolipidos.

Los glicerofosfolipidos son constituyentes de membranas celulares, la molécula esta formada por el glicerol estatificado en el C1 y 2 como ejemplo citamos a: fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, fosfatidilinositol, etc. Los glicerofosfolipidos son moléculas anfipáticas, poseen una porción polar representada por él –OH del ortofosfato, y una porción apolar representada por la cadena carbonada de los AG.

Los esfingofosfolipidos están formados por el esfingol (ALCOHOL), un AG., ácido ortofosfórico y colina (ACIDO GRASO+ESFINGOL=CERAMIDA).

Los gucolípidos no poseen fosfato en su molécula, comprenden a los cerebrosidos, gangliosidos y sulfatidos. Las lipoproteínas son complejos en los cuales los lípidos menos polares como triglicérido y colesterol esterificado, disponiéndose estos en el interior y los grupos polares hacia fuera en la periferia.

Sustancias asociadas a lipidos: Los terpenos son derivados de hidrocarburo isopeno, algunos son lineales como el escualeno, y otros presentan estructura cíclica como la vitamina A y la ubiquinona CoQ. Los esteroides son derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno; las sustancias que poseen este núcleo son denominadas esteroides, como algunas hormonas y vitaminas.

4. Ácidos Nucleicos

Son depositarios de la información genética y poseen un papel principal en la síntesis de proteínas.

Son macromoléculas lineales, constituidas por nucleótidos. Los nucleótidos están formados por la unión de una base nitrogenada, una aldopentosa y ácido fosfórico. La bases pirimidinas son: Timina, Citosina y Uracilo; las púricas son: Adenina y Guanina. La aldopentosa puede ser D-Ribosa en el RNA o la D-2-Desoxirribosa en DNA. La pentosa se une por un enlace b glicosidico al N1 de las basase púricas y al N1 de las bases púricas al N9 (NUCLEOSIDOS), por esterificación del C5 de la pentosa de un nucleósido con ácido ortofosfórico, se obtiene un NUCLEÓTIDO.

En consecuencia, los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos, mediante enlaces tipo Ester entre el fosfato fe un nucleótido con el –OH del C3 de la pentosa del otro.

DNA: Las moléculas de DNA alcanzan enormes longitudes en el núcleo celular, por hidrólisis dan nucleótidos compuestos por bases púricas como Adenina y Guanina, y bases pirimidinas como Timina y Citosina. En el DNA existe una relación 1/1 con respecto a las bases púricas y pirimidinas. La Adenina se une a la Timina por 2 puentes de H, y la Citosina se une a la Guanina por 3 puentes de H.. La molécula esta formada por una doble hélice, por 2 cadenas polinucleotidicas enrolladas sobre el mismo eje. La sucesión de desoxirribosa y de fosfatos tendidos entre C5 y C3 de las pentosas forman la hebra continua de cada una de las cadenas. Las bases púricas y pirimidinas se proyectan hacia el interior de la molécula perpendicularmente a eje de la doble hélice. El primer nucleótido de cada una de las cadenas tiene libre el fosfato unido al C5 denominado extremo 5’; el último nucleótido tiene el C3 de su desoxirribosa no esterificado considerándose a éste el fin de la cadena o extremo 3’.

La hélice es dextrógira o sea que se enrolla en el sentido de las agujas del reloj. Las dos cadenas de moléculas de DNA son antiparalelas una en sentido 3’® 5’ y la otra en sentido inverso a ésta.

La secuencia de nucleótidos de la cadena tiene una enorme importancia, porque con la cual se inscribe la información genética.

La doble hélice es muy estable no solo por los puentes H sino también por las interacciones hidrófobas que mantienen las bases aplicadas en el interior de la molécula, como consecuencia del apareamiento de las bases, las dos cadenas no son iguales, sino complementarias.

En DNA de las células eucariotas se encuentra asociado a proteínas de carácter básico llamadas histonas, éste complejo forma la cromatina, que está organizada de manera que la molécula de DNA da dos vueltas sobre un núcleo formando un octámero de histonas. En núcleo de histonas y la superficie de DNA forma un nucleosoma. Los nucleosomas están conectados por un tramo de DNA. Estas estructuras se encuentran extendidas durante la interfase, que al iniciarse la mitosis se empaquetan formando un solenoide de nucleosomas por vuelta. En mitocondrias, bacterias y plásmidos existe DNA circular.

RNA: Es un polinucleótido que posee en su molécula, a diferencia del DNA, ribosa en vez de desoxirribosa, posee Uracilo en vez de Timina, está formada por una sola cadena (monocateriano).

Se distinguen 3 ARN:

RNAm: se encuentra en el núcleo del citoplasma en el extremo 5’ se une a 7-metil – guanosina trifosfato y en el extremo 3’ tiene un trozo de 100 a 250 unidades de ácido adenílico tomando éste el nombre de cola de poli A.

El RNAm se procesa a partir de RNAhtn.

RNAt: Formado por 75 nucleótidos la molécula tiene la forma de una L, posee tres asas y segmentos en doble hélice, el segmento 5’ está compuesto de un resto de G o C; el extremo 3’ está formado siempre CCA. A éste extremo se le une al aminoácido que el RNAt transporta hacia el lugar de la síntesis proteica. Este RNA posee la forma de un trébol de cuatro hojas, siendo ésta configuración la más estable.

RNAr: Es el grupo protético de las nucleoproteínas que forman los ribosomas. El ribosoma está compuesta por una partícula mayor de 60s, compuesta por 33 moléculas de RNA y 40 proteínas, y una partícula menor de 40s que tiene una molécula de RNA y 30 proteínas. Ambas porciones presentan una configuración irregular y se asocian durante la síntesis proteica. Los conjuntos de varios ribosomas conectados a una molécula de RNAm como cuentas de rosario toma el nombre de polisomas.

Virus: Se reproducen a expensas de la célula que invaden. Son parásitos obligados. Están formados por ácidos nucleicos rodeados de una capa proteica, ésta cubierta se denomina cápside o capsómeros. El interior de la cápside se encuentra DNA o RNA, o uno u otro NUNCA LOS DOS JUNTOS. Los virus que poseen RNA tienen una enzima que es la transcriptaza inversa, éstos virus son denominados retrovirus (VIH).

Nucleotidos libres: El más abundante y principal es el adenosin trifosfato (ATP) que es la moneda energética de los seres vivos. Hay nucleótidos difosfatados como el UDP, CDP y PAPS que cumplen funciones de transferencia de moléculas utilizada en proceso de síntesis, otros nucleótidos forman parte de coenzimas. Los nucleótidos AMP – 3’, 5’ -CICLICO y GMP – 3’, 5’ –CICLICO tiene la función de mensajeros químicos en las células, éstos se generan por acción de algunas hormonas o neurotransmisores.

5. Enzimas

Las reacciones en los seres vivos se realizan gracias a las enzimas, que son catalizadores biológicos, que aceleran una reacción, dando como resultado, el producto mas la enzima, realizándose a gran velocidad y con un PH y temperatura estable.

Las enzimas se destacan por su gran especificidad al sustrato. Las enzimas se designan agregándoles la terminación ASA del sustrato o del tipo de reacción que catalicen o con el nombre arbitrario como tripsina, pepsina, etc. Se agrupan en 6 categorías, según el tipo de reacción que catalizan: 1- oxidoreductasas, 2-transferasas, 3- hidrolasas, -4 liasas, 5- isomerasas y 6- ligasas o sintetasas. Casi todas las enzimas son proteínas, pero no todas las proteínas son enzimas. Algunas enzimas solo cumplen su acción catalítica si están asociadas a otras moléculas no proteicas, llamadas Coenzimas. La porción proteica toma el nombre de APOENZIMA, junto con la COENZIMA forman el complejo HOLOENZIMA.

Las enzimas aumentan la velocidad de reacción disminuyendo la energía de activación de los reactivos. Durante la reacción, la enzima (E), se une al sustrato (S) formando el complejo enzima – sustrato (ES), al final de la reacción se forman los productos (P) mas la enzima (E) que aparece inalterada para reaccionar con otro sustrato. Para formar el complejo ES, el S se fija a un sitio específico denominado sitio activo o sitio catalítico. Las alteraciones que afecten al sitio activo o en el resto de la molécula de la enzima, alteran la actividad enzimática de la misma.

Los zimógenos, son proenzimas, que son activados a enzimas por hidrólisis de su cadena polipeptídica.

Hoy enzimas que cumplen su función fuera de la célula, otras forman complejos enzimáticos según el gradiente energético que posean (Multienzimaticos)

La actividad de una enzima se determina midiendo la cantidad de producto formado o de sustrato consumido en un tiempo determinado. La velocidad inicial, es aquella que, mientras la cantidad de sustrato consumido es insignificante en relación con el total presente de la muestra. La actividad específica expresa las unidades de enzima por cada miligramo de proteína presente en la muestra. La actividad molar o de recambio enzimático es él numero de moléculas de sustrato convertidas en producto en la unidad de tiempo por una molécula de la enzima, en condiciones de saturación del sustrato.

La velocidad de una reacción canalizada es directamente proporcional a la cantidad de enzima presente. La Km es la concentración de sustrato con la cual la velocidad de reacción alcanza un valor igual a la mitad de la velocidad máxima. En la mayoría de las enzimas, el valor de la Km guarda una relación inversa con la afinidad de la enzima por el sustrato, o sea a mayor afinidad, menor es la Km.

Existen sustancias que inhiben la acción catalítica de la enzima, uniéndose en el sitio catalítico o en el sitio aldostérico. La inhibición puede ser reversible o irreversible.

Los inhibidores irreversibles producen un cambio permanente en la enzima, por ejemplo los órganos fosforados, que inhiben a la acetil-colinesterasa, enzima de máxima importancia en el SNC.

Los inhibidores reversibles pueden ser: competitivos, no competitivos y anticompetitivos.

Los competitivos aumentan la Km pero no modifican la velocidad máxima de la enzima, estos pueden actuar por presentar similitud con el sustrato y ambos compiten por el sitio activo de la enzima. En otros casos el sustrato se une al sitio activo a pesar de no poseer similitud con el mismo.

Los inhibidores no competitivos son sustancias que se unen a un sitio distinto del sitio catalítico, provocando una disminución de la velocidad máxima sin alterar la Km. Por ejemplo: el cianuro, bloquea la actividad de los citocromos, catalasas y peroxidasas. El tetra-acetato de etilendiamina (EDTA) es un agente quelante que se une a cationes bivalentes inhibiendo de forma reversible las enzimas que requieren estos iones para su actividad.

Los inhibidores anticompetitivos, son un tipo de inhibidores reversibles, que se da en los casos en los cuales participan varios sustratos en la reacción que no puede ser revertidas por aumento de la concentración de sustrato.

La actividad de la enzima, es ajustada por los requerimientos fisiológicos. Las enzimas aldostéricas son aquellas que resultan inhibidas por el producto final de la reacción o son activadas o inhibidas por agentes reguladores que se unen en un sitio distinto al sitio activo.

Existe un grupo de enzimas llamados ISOENZIMAS, que son enzimas, con distinta naturaleza, que pueden tener igual acción enzimática.

6. Bioenergética y oxidaciones biológicas

Los aceptores de H y / o electrones están dispuestos, según un gradiente de menor a mayor potencial de reducción, asociados a enzimas que catalizan la transferencia de e-. El conjunto recibe el nombre de cadena respiratoria o cadena transportadora de electrones, encontrándose en la membrana interna de las mitocondrias.

En la cadena respiratoria se transfieren juntos los 2 protones y los 2 electrones del par de hidrógenos cedidos por el sustrato. Luego los protones quedan en el medio y solo los electrones siguen su pasaje de un aceptor a otro. El aceptor final de electrones es él oxigeno. En la matriz mitocondrial se encuentran dehidrogenasas ligadas a NAD que oxida su sustrato generando NADH+H. Los H serán cedidos por la coenzima a la cadena respiratoria que esta compuesta por 4 complejos:

Complejo I o NAD-ubiquinona reductasa: Contiene FMN y de 5 a 8 centros ferrosulfurados. Los equivalentes de reducción de NAD son captados por el FMN convirtiéndose en FMNH2, a continuación, los e- pasan por los centros ferrosulfurados que captan reversiblemente e-. Los e- y los protones son cedidos a la CoQ. Se oxida el FMNH2 y se reduce la CoQ a CoQH2.

Complejo II o Succinato-ubuquinona reductasa:

Contiene FAD y 3 centros Fe-S. Recibe 2 H del succinato y los transfiere a la CoQ. La CoQ es el único aceptor del sistema de transporte electrónico que no esta unido a proteínas. Su cadena isoprenoide le permite alojarse en la bicapa lipídica.

Complejo III o Ubiquinona-citocromo c reductasa: Contiene lo citocromos b566 y b562 y c1 y un centro Fe-S. Los citocromos son hemoproteínas en las cuales el Fe del Hemo capta un e- reversiblemente. Desde la el complejo III, los e- son trasferidos al citocromo c. Este citocromo c, es una hemoproteína ubicada en la cara externa de la membrana mitocondrial, que trasfiere e- al complejo IV.

Complejo IV o citocromo oxidasa: Posee los citocromos a y a3 y dos átomos de Cu. Transfiere los e- al oxigeno. Una molécula de oxígeno capta 4 e- y se activa, uniéndose a 4 protones para formar 2 moléculas de agua.

En la etapa final de la cadena respiratoria una molécula de oxigeno es reducida totalmente por 4 e-. La reducción parcial de oxigeno, da lugar a la formación de superóxido o peroxido de hidrógeno. Estos compuestos son altamente reactivos, denominados radicales libres, los cuales son se mantienen en niveles bajos por las enzimas como: catalasa, superoxido dismutasa y peroxidasa, además de estas enzimas actúan sustancias como el tocoferol (vitamina E) y los carotenos que actúan como antioxidantes.

Fosforilación oxidativa: La energía liberada en la cadena respiratoria, es acoplada a reacciones de transferencia de fosforilos para la síntesis de ATP a partir de ADP. Los NAD generaran 3 ATP y los FAD generaran 2 ATP. En le primero la relación P/O=3, en el segundo la relación P/O=2.

El sistema transportador de e- utiliza la energía generada por el FAD y el NAD, para bombear los protones desde la matriz hasta el exterior de la membrana interna. La expulsión de los protones se produce en los sitios que posee la CoQ de los distintos complejos. Se crea un gradiente de protones entre ambas caras de la membrana.

La síntesis de ATP se realiza a través de la partículas submitocondriales, que poseen una cabeza denominada F1 y un tallo hueco que se inserta en la membrana interna, denominado segmento F0. Los protones tienden a fluir hacia el interior entre las membranas; pero como la membrana es impermeable a los protones, su regreso hacia la matiz, solo puede realizarse a partir de las partículas submitocondriales. Los protones pasan por el segmento F0 y llegan al segmento F1, produciéndose, en presencia de Pi y ADP, la fosforilación a ATP, utilizando la energía de liberada por el flujo de retorno de protones.

La fosforilación oxidativa es inhibida por agentes desacoplantes como el 2,3-dinitroferol (DNP) que actúa como ionóforo de protones. Los antibióticos como la valinomicina y nigercina, actúan como ionoforos del K y suprimen el gradiente de potencial eléctrico. La oligomicina inhibe la fosforilación oxidativa uniéndose al segmento F0.

El nivel de ADP estimula a la producción de ATP, y el aumento de ATP inhibe la síntesis de éste. La exportación de ATP hacia el citosol se realiza a través de un traslocador ubicado en la membrana interna de la mitocondria. Se puede generar ATP, por reacciones en las cuales los potenciales de transferencia de los grupos fosforilo a moléculas de ADP es provisto por compuestos de alta energía. En estos casos se habla de fosforilación a nivel del sustrato.

7. Digestión y absorción

Digestión La digestión es el proceso en el que se degradan las moléculas complejas, introducidas al organismo por la alimentación en el tracto oro-gastro-intestinal. Se cumple mediante reacciones de hidrólisis catalizada por enzimas secretadas por diversas glándulas. A continuación veremos la composición de los distintos medios del tracto gástrico que secretan sus productos necesarios para la digestión.

Saliva La saliva contiene una enzima denominada ptialina o amilasa salival, cataliza la hidrólisis de uniones glucosídicas a 1-4 del interior de la molécula. Es una endoamilasa, su PH es de 7 y necesita de Ca y Cl en el medio. Degrada amilosa, amilopectina y glicógeno a maltosas y dextrinas limite. La acción de la ptialina es limitada, porque es inhibida por la acidez del jugo gástrico, al pasar el bolo alimenticio al estomago.

Jugo gástrico

Las células parietales secretan H y Cl, estas células son ricas en anhidrasa carbónica, enzima que cataliza la formación de ácido carbónico a partir de CO2 y H2O. El ácido carbónico se disocia en bicarbonato e hidrogeniones. Los hidrogeniones son liberados hacia la luz gástrica por transporte activo y el bicarbonato, pasa al plasma sanguíneo produciendo la marea alcalina postprandial. El Cl llega a la luz gástrica por transporte activo por las células de la mucosa. El HCl posee un PH de 1 a 2.

La pepsina, es una endopeptidasa, con acción preferente por aminoácidos aromáticos. Es secretada como zimógeno llamado pesinógeno. Este es activado a pepsina por H+. Una vez activada la enzima puede actuar como activador por autocatálisis al pepsinógeno.

El mucus es secretado por la superficie del epitelio produciendo la mucosa gástrica, esencial para la absorción de la vitamina B12.

Jugo pancreático Contiene poderosas HIDROLASAS, cuyo PH es de 8 a 8,5. La tripsina es una endopeptidasa que posee avidez por lisina y arginina. Su PH optimo es de 8 a 8.5 . Esta es secretada como zimógeno, el tripsinógeno, el cual es activado a tripsina por acción de la enteroquinasa y por autocatálisis. La quimotripsina es una endopeptidasa con selectividad por aminoácidos aromáticos, es secretada como quimotripsinógeno, el cual es activado por la tripsina. La carboxipeptidasa, es una exopeptidasa, cataliza la hidrólisis de la ultima unión peptídica. Es secretada como procarboxipeptidasa, activada por la tripsina.

La elastasa, actúa sobre la elastina. La amilosa degrada a la amilosa por la misma acción de la ptialina salival. La lipasa cataliza la ruptura de uniones esteres de alcoholes primarios y del glicerol de grasas neutras, la actividad de la lipasa es aumentada por los ácidos biliares. La colesterolesterasa hidroliza esteres del colesterol. La fosfolipasa A2 cataliza la hidrólisis de glicerofosfolipidos.

Jugo entérico Posee varias enzimas. La oligo-1,6-glucosidasa hidroliza las uniones a 1-6 en dextrinas producidas por la digestión de la amilopectina. La disacaridasas (maltasa, sacarasa o invertasa lactasa) son enzimas intracelulares. La enteroquinasa activa a la tripsinógeno. Las tripeptidasas y dipeptidasas completan la digestión de las proteínas. El jugo entérico posee fosfatasas, nucleotidasas y nucleosidasas.

Bilis Contiene bilirrubina, producto de la degradación del Hemo, que se secreta como diglucurónido de bilirrubina. Los ácidos biliares, cólicos y quenodesoxicólico, se sintetizan a parir de colesterol en el hígado. Estos ácidos, a PH fisiológico (7,4) se encuentran neutralizados por Na, formando las sales biliares. Estas activan a la lipasa, y actúan como emulsionantes de las grasas, favorecen a la absorción de las vitaminas liposolubles, estimula la producción de ácidos biliares en el hígado. El colesterol, puede precipitarse formando cálculos.

Absorción Hidratos de carbono Solo se absorben los monosacáridos. La D-glucosa y la D-galactosa, son captadas por las células de la mucosa intestinal por un mecanismo de cotranspote de Na-glucosa, dependiente de la bomba de Na K. La fructosa posee un sistema de transporte facilitado, ya que solo ingresa si el gradiente es favorable.

Grasas La hidrólisis total no es requisito, pueden ser incorporados productos de la digestión parcial, si están emulsionados. La emulsión es favorecida por los ácidos biliares y por los monoacilgliceroles. El glicerol y los ácidos grasos de menos de 10 C pasan a los capilares del sistema porta. Las células de la mucosa completan la hidrólisis y resintetizan los triglicéridos. Estos pasan al sistema linfático formando los quilomicrones. El colesterol se absorbe en el intestino y es incorporado a los quilomicrones.

Proteínas Solo se absorben los aminoácidos libres, por un proceso de cotransporte de Na, dependiente de la bomba de Na K (IGUAL QUE LA GLUCOSA).

8. Metabolismos

Metabolismo de los Hidratos de Carbono La glucosa entra en la célula de la mucosa intestinal por cotransporte Na-glucosa. En le resto de las células penetra a las células por difusión facilitada.

Fosfotilacion de la glucosa: Es el paso inicial de todas la vías de utilización de la glucosa. La glucosa es esterificada en el C6 de la glucosa por acción de las hexoquinasas, formándose glucosa-6-fosfato. Las hexoquinasas I, II y III son inhibidas por el producto final(G-6-P), en cambio la isoenzima hexoquinasa IV o glucoquinasa, presente en hígado, no es inhibida por G-6-P. Las hexoquinasas necesitan de ATP y Mg y en condiciones fisiológicas la reacción es irreversible.

Glucógeno génesis: Se realizan con prioridad en el hígado y en el músculo. Se cumple a través de 5 etapas: 1-fosforilación de la glucosa: la glucosa es fosforilada en el C6 por la glucoquinasa en presencia de ATP y Mg, para formar G-6-P. 2-Formación de glucosa-1-fosfato: la fosfogluco mutasa cataliza la conversión de G-6-P a G-1-P Requiere de Mg y el cofactor G-1,6bisP, reacción reversible. 3-Formación de UDP-Glucosa: a partir de UTP y G-1-P, por acción de la UDP-glucosa pirofosforilasa, reacción irreversible. 4-Adición de glucosa al polímero: la glicógeno sintetasa o glucosil transferasa, requiere de glicógeno preexistente, fijando sobre el restos de glucosas por unión a 1-4; esta reacción es prácticamente irreversible. 5- Formación de ramificaciones: la oligo (1,4) (1,6) glucan transferasa o enzima ramificante inserta segmentos de 6 glucosas por unión glucosídica a 1-6.

Glucógenolisis Consta de 4 etapas. 1- fosforolisis de la glucosa: la fosforilasa cataliza la ruptura de las uniones a 1-4, por introducción de fosfato en el C1; libera G-1-P hasta que quedan 4 unidades de glucosa, donde actúa la oligo (1,4) (1,4) glucantransferasa. 2-Hidrólisis de uniones a 1-6: la amilo-1,6-glucosidasa, deja en libertad a la glucosa. 3- Formación de G-6-P: la fosfoglucomutasa convierte G-1-P a G-6-P. 4- Formación de glucosa libre: la glucosa-6-fosfatasa cataliza la reacción de G-6-P a glucosa y fosfato. La reacción es irreversible, esta enzima se encuentra en hígado, riñón e intestino; NO SÉ ENCUENTA EN EL MÚSCULO.

Glucólisis o vía de Embden-Meyerhof: Esta etapa se realiza en el citosol exclusivamente. Comprende 11 etapas. 1- Formación de G-6-P: hexoquinasa. 2- Formación de fructosa-6-fosfato: la fosfogluco isomerasa, convierte a la G-6-P en F-6-P, en presencia de Mg o Mn; esta reacción es reversible. 3-Fosforilación de F-6-P: la fosfofructo quinasa cataliza la reacción de adición de P en el C1, para dar fructosa-1,6-bisP, requiere de ATP y Mg, reacción reversible. 4-Formación de triosas fosfato: la aldolasa cataliza la ruptura de F-1,6-bisP en gliceralaldehido-3-fosfato y dihidroxicetona-fosfato. 5- Interconvercion de triosas fosfato: la triosa-fosfato-isomerasa convierte a la dihidroxicetona-3-P en gliceralaldehido-3-P, reacción reversible. 6- Oxidación y fosforilación del gliceralaldehido-3-P: actúa la gliceralaldehido-3-P dehidrogenasa, utiliza NAD y Pi, para formar 1,3-bisP-glicerato. 7-Formación de 3-P-glicerato: actúa la fosfo-glicerato quinasa, el fosforilo es transferido al ADP para formar ATP. Esta es un fosforilación a nivel del sustrato. Las reacciones 6 y 7 son reversibles. 8-Formación de 2-fosfo-glicerato: la fosfoglicerato mutasa convierte al 3-fosfo-glicerato en 2-fosfo-glicerato, requiere de Mg y es reversible. 9-Formación de fosfo-enol piruvato: la enolasa cataliza la deshidratación de 2-fosfo-glicerato en fosfo-enol piruvato, requiere de Mg o Mn, esta reacción es reversible. 10-Formación de piruvato: la piruvato quinasa transfiere el fosfato al ADP del fosfo-enol piruvato, formándose ATP y enol-piruvato que espontáneamente se convierte en piruvato. 11-Formación de lactato: en condiciones de anaerobiosis, el piruvato es reducido a lactato por la lactato dehidrogenasa; permitiendo la reoxidación del NADH y el mantenimiento de la glucólisis.

Descarboxilación oxidativa del piruvato: Se produce en las mitocondrias, por un sistema multienzimático denominado piruvato dehidrogenasa. Requiere PPT, ácido tiótico o lipóico, Coenzima A, FAD y NAD. Como producto final se forman CO2 y acetil-CoA o "acetato activo".

Ciclo de krebs o ciclo del ácido cítrico: Es la vía de oxidación de los restos acetilos producidos por degradación de distintos compuestos, como los glúsidos, grasas y aminoácidos. Consta de 10 etapas que son:

1. Formación de CITRATO: la acetil CoA se condensa con el oxaloacetato para formar citrato, interviniendo la citrato sintetasa, esta reacción es irreversible y regulatoria.
2. formación de isocitrato: a partir de citrato, la aconitasa forma el isocitrato.
3. Oxidación del isocitrato: el isocitrato es oxidado a oxalosuccinato por acción de la isocitrato dehidrogenasa, dependiente de NAD.
4. Descarboxilación del oxalosuccinato: el oxalosuccinato es descarboxilado a a -ceto-glutarato por la isocitrato dehidrogenasa. Se libera CO2 y es una etapa regulatoria.
5. Descarboxilación del a -ceto-glutarato: la descarboxilación se produce por un sistema multienzimático denominado a -ceto-glutarato dehidrogenasa, dando lugar a la formación de succinil CoA.
6. Formación de succinato: la succinil CoA: actúa la succinato tioquinasa y deja libre a la CoA. Requiere GDP y Pi para generar GTP. Es la única etapa en la que existe fosforilación a nivel del sustrato.
7. Oxidación del succinato: el succinato es oxidado, por la succinato dehidrogenasa, a fumarato, esta enzima utiliza FAD y es un etapa regulatoria.
8. Hidratación del fumarato: la fumarasa adiciona una molécula de agua para formar malato.
9. Oxidación del malato: el malato es oxidado, por la malato dehidrogenasa, a oxaloacetato, con lo cual se reinicia o completa el ciclo. Esta enzima requiere de NAD.

Durante un vuelta completa del ciclo se libera CO2 y se transfieren 4 pares de H, 3 al NAD y 1 al FAD. El funcionamiento del ciclo produce 12 moles de ATP por mol de acetato oxidado. La oxidación del piruvato y del ácido cítrico produce 38 moles de ATP por mol de glucosa.

Gluco-neo-génesis Utiliza enzimas distintas a las de la glucólisis en las etapas irreversibles:

1. De piruvato a fosfo-enol piruvato: el piruvato es transformado en oxaloacetato por la piruvato carboxilasa, enzima que requiere ATP y biotina. El oxaloacetato es convertido a fosfo-enol piruvato por la fosfo-enol piruvato carboxiquinasa, esta enzima requiere de GTP.
2. De F-1,6-bisP a F-6-P: la bisfosfo-fructosa fosfatasa cataliza la hidrólisis.
3. De G-6-P a glucosa: la glucosa-6-fosfatasa deja en libertad a la glucosa. Se encuentra en riñón, hígado y NO EN MÚSCULO.
4. De G-1-P a glicógeno: se requiere UDP-glucosa pirofosforilasa, glucógeno sintetasa y enzima ramificante.

El lactato ingresa en gluco-neo-génesis, previa oxidación a piruvato. Cualquier sustancia que pueda llegar a transformarse en un intermediario del ciclo de Krebs, es potencialmente glucogénico. El acetil CoA no es glucogénico. La síntesis de glucosa a partir de un mol de piruvato requiere 6 moles de ATP.

Vía De Las Pentosas Las tres primeras reacciones son:

1. Oxidación de G-6-P: la G-6-P dehidrogenasa, utiliza NADP, cataliza la Formación de 6-fosfo-glucono lactona.
2. Formación de fosfo 6-fosfo-gluconato: la 6-fosfo-glucono lactona Hidrolasa convierte a 6-fosfo-glucono lactona en 6-fosfo-gluconato.
3. Oxidación del 6-fosfo-gluconato: la 6-fosfo-gluconato dehidrogenasa utiliza NADP y forma ribulosa-5-P y CO2.

En las siguientes etapas se forma ribosa-5-P y metabolitos intermedios de la glucólisis. La ribosa-5-P es utilizada para la síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos. La glucemia es el nivel normal de glucosa en sangre, oscila entre los 80 y 120mg por dl, aumentando ligeramente después de las comidas.

Metabolismo de lípidos Quilomicrones: Después de la absorción y resíntesis en la mucosa intestinal, los lípidos pasan a linfa y a circulación general en forma de quilomicrones. En la partícula predominan los triacilgliceroles, contiene proteínas del tipo apo-B-IV y apo-B-48. también reciben apo-C-II y E de las HDL.

En los capilares, la lipasa, hidroliza los triacilgliceroles. Los ácidos grasos libres penetran en las células para su oxidación o almacenamiento.

Cuando se hidrolizan casi la totalidad de los triacilgliceroles, las apoproteinas apo-A, C y E son transferidas a las HDL y el quilomicron queda reducido a apo-B-48, esteres de colesterol y fosfolipidos. Los hepatocitos tienen receptores que fijan estas partículas y las retira del torrente sanguíneo.

VLDL Se sintetiza en el hepatocito, la porción proteica, esta formada por apo-B-100 y la lipídica por: TAG, Col y PL. En circulación, recibe Col, apo-C-II y E de las HDL(Este compuesto es como sí fuera un quilomicron, pero endógeno). En los capilares, la lipasa, hidroliza los triacilgliceroles y la VLDL se convierte en IDL compuestas por apo-B-100 y E, colesterol y escasos TAG.

LDL Las IDL, pierden apo-E y se transforman en LDL, que son ricas en colesterol. En todas las células existen receptores LDL que incorporan a esta partícula por endocitosis.

HDL Se sintetizan en el hígado e intestino. Cuando recién se forman en el intestino, contienen apo-A-IV, y las hepáticas apo-A-I, A-II y C. Se une la lecitina-colesterol-transferasa (L-CAT) que es activada por la apo-A-I. El colesterol puede ser transferido a las VLDL o LDL, por un proceso en la que interviene la apo-D. Las HDL son captadas y degradadas únicamente por el hígado.

Metabolismo de las grasas Las lipasas desdoblan los triacilgliceroles en glicerol y ácidos grasos.

Metabolismo del glicerol El glicerol recibe fosfato del atp, por acción de la gliceroquinasa formando glicerol-3-fosfato, este puede convertirse en dihidroxicetona fosfato por acción de la glicerofosfato dehidrogenasa, enzima dependiente de nad. La dihidroxicetona fosfato, puede convertirse en gliceralaldehido-3-fosfato por acción de la fosfo triosa isomerasa; y seguir la vía de la glucólisis o de gluco-neo-génesis.

Catabolismo de ácidos grasos Los AG de cadena larga son oxidados para obtener energía. La degradación se llama b -Oxidación y consta de los siguientes pasos:

Primero se tiene que activar el AG por acción de la tioquinasa (Requiere de ATP, CoA y Mg), se forma acil-CoA. Se transfiere acil-CoA del citosol a la mitocondria, transfiriendo el acilo a la carnitina por acción de la CAT I, la acil-carnitina atraviesa la membrana interna y en la matriz, el acilo es transferido por la CAT II a CoA, la carnitina vuelve al citosol y la CoA inicia la b -oxidación, cuyas etapas son:

1. 1° oxidación: la acil-CoA, pierde 2 H por acción de la acil-CoA dehidrogenasa, formando trans-D 2-enoil-CoA.
2. Hidratación: la trans-D 2-enoil-CoA se convierte en 3-hidroxiacil-CoA, por acción de la enoil hidratasa.
3. 2° Oxidación: 3-hidroxiacil-CoA se convierte en 3-cetoacil-CoA, por acción de la 3-hidroxiacil-CoA dehidrogenasa.
4. Liberación de acetil-CoA: el 3-cetoacil-CoA es escindido en acetil-CoA y acil-CoA por acción de la tiolasa-CoA.

La serie de reacciones descripta, se sucede con el acil-CoA formado. Un AG de 16C se necesitan 7 ciclos de b -oxidación, para degradarse en 8 acetatos activos. El acetil-CoA puede ingresar al ciclo de Krebs para su oxidación total a CO2 y H2O.

Cada ciclo de b -oxidación produce 5 ATP. Cada acetil-CoA formado, producirá 12 ATP en el ciclo de Krebs.

Cetogénesis Los cuerpos cetónicos son: aceto-acetato, 3-OH-butirato y acetona. Se forman a partir de las siguientes etapas:

1. Formación de aceto-acetil-CoA: dos acetil-CoA se condensan por acción de la tiolasa para formar aceto-acetil-CoA.
2. Formación de 3-OH-metil-glutaril-CoA: la aceto-acetil-CoA mas acetil-CoA, en presencia de HMG-CoA liasa, forma HMG-CoA.
3. Formación de aceto-acetato: el HMG-CoA se escinde en aceto-acetato y acetil-coa, por acción de la 3-OH-butirato dehidrogenasa.
4. Fonación de 3-OH-butirato: se reduce el aceto-acetato a 3-OH-butirato por la 3-OH-butirato dehidrogenasa.
5. Formación de acetona: el aceto-acetato es descarboxilado.

El músculo, el corazón y el cerebro (En ayuno prolongado), pueden ser utilizados para obtener energía.

Biosíntesis de ácidos grasos Los restos de acetil-CoA de cualquier origen pueden ser utilizados para sintetizar ácidos grasos, por un sistema multienzimático llamado ácido graso sintetasa, que es una proteína multifuncional. Este sistema requiere la salida de oxalo-acetato de la mitocondria y entrada de malato.

Primero necesitamos que la acetil-CoA sea transferido de la mitocondria al citosol. En la mitocondria el acetil-CoA se condensa con oxalo-acetato por acción de la citrato sintetasa. El citrato sale de la mitocondria y es escindido por la citrato liasa que depende de ATP, en acetil-CoA y oxalo-acetato. La acetil-CoA es utilizada para la síntesis de a AG, el oxalo-acetato es reducido a malato por acción de la malato dehidrogenasa, y después es descarboxilado oxidativamente a piruvato por la enzima málica que utiliza NADP. El piruvato penetra en la matriz donde puede transformarse en oxalo-acetato, donde se une con la acetil-CoA para formar citrato cerrando el ciclo.

El acetil-CoA es el elemento clave para la síntesis de ácidos grasos, la cual presenta los siguientes pasos:

1. Formación de malonil-CoA: la acetil CoA es carboxilada por acción de la acetil-CoA carboxilasa, enzima dependiente de biotina y ATP, formando malonil-CoA.
2. Transferencia de un acetato: un resto acetilo es transferido desde el acetil-CoA al –SH del de la acetil transferasa, formando el malonilo.
3. Transferencia del malonilo: el malonilo es transferido al –SH de la fosfopanteteína de la PTA.
4. Condensación: el malonilo sé descarboxila y se fija un acetilo por acción de la enzima condensante, se libera CO2, él –SH de la enzima condensante queda desocupado y el ceto-acetil queda unido al –SH de la fosfopanteteína de PTA.
5. Reducción: la ceto-acil PTA recibe 2 H de NADPH y se forma 3-OH-butiril-PTA por acción de la 3-ceto-acil-PTA reductasa.
6. Deshidratación: se forma 2-enoil-PTA por acción de la 3-hidroxiacil deshidratasa.
7. Reducción: el 2-enoil-PTA se reduce a butiril-PTA por acción de la enoil reductasa. A este acilo de 4C se le agregan sucesivamente restos de 2C en ciclos iguales al descripto anteriormente, hasta producir palmitato que contiene 16C. La adición se inicia con el acilo de 4C al -SH de la enzima condensante.

Él –SH de la fosfopanteteína y a él se une un resto malonilo. Este sé descarboxila, luego recibe un acilo de la enzima condensante. Después de 7 ciclos se llega a un acilo de 16C, y éste se libera por acción de la tiol esterasa.

Los AG de mayor longitud se forman por elongación en los sistemas mitocondrial y microsómico.

La mayoría de los AG insaturados se realizan por introducción de doble ligadura entre los C9 y 10. El sistema de saturación esta formado por la flavoproteína NAD-citocromo-b5 reductasa, citocromo b5 y D -9-desaturasa. L9os animales no pueden introducir dobles ligaduras mas allá del C9, razón por la cual los ácidos grasos linoléico y linolénico, deben ser administrados con la dieta.

Biosíntesis De Triacilgliceroles El glicerol debe ser activado a glicerol-3-fosfato y los acilos a acil-CoA, en ambos casos se requiere de ATP. El riñón, hígado, intestino y glándula mamaria poseen gliceroquinasa; EL MÚSCULO Y EL TEGIDO ADIPOSO NO CONTIENEN GLICEROQUINASA.

Estos órganos deben utilizar el glicerol-3-P, formado a partir de dihidroxicetona-P. El glicerol-3-P es esterificado en los OH de los C1 y C2 por acil-CoA y forma 1,2-diacil-glicerol-P o ácido fosfatídico por acción de la glicero-P-acil transferasa. El ácido fosfatídico es hidrolizado por la fosfatasa y convertido en 1,2-diacil-glicerol; a este se le transfiere un acilo por acción de la diacil-glicerol transferasa, formando el triacilglicerol o triglicérido.

Metabolismo Del Colesterol El organismo tiene capacidad de sintetizarlo y no puede degradarlo, no depende del aporte exógeno. La síntesis de colesterol se realiza a partir de acetil-CoA, y consta de las siguientes etapas:

1. Conversión de acetato en malvelonato: dos acetil-CoA por acción de la tiolasa, forman aceto-acetil-CoA. El aceto-acetil-CoA reacciona con otra acetil CoA, por acción de la 3-OH-metil-glutaril-CoA sintetasa y forma HMG-CoA. El HMG-CoA es atacado por la HMG-CoA reductasa, formando malvelonato.
2. Conversión de malvelonato en escualeno: el malvelonato recibe 2 fosforilos de ATP y sé descarboxila formando isopentil pirofosfato. Dos de estas moléculas se condensan para formar genarilpirofosfato, el cual se une a otro isopentil pirofosfato, para dar franesil piro fosfato. Dos franesil pirofosfato, se condensan, se produce una reducción de H por NADPH y eliminación del pirofosfato, y forman el esculeno.
3. Conversión de escualeno a colesterol: el escualeno sé ciclisa y sufre algunos cambios en su molécula para dar lanosterol, el cual pierde grupos metilos y dobles ligaduras para dar colesterol.

El colesterol se esterifica en el hígado a las HDL por acción de L-CAT (Lecitina-Acil-Transferasa) . El nivel de LDL es mantenido por los tejidos que contienen receptores LDL. En la célula se produce la hidrólisis de los ésteres de colesterol y es utilizado para la constitución de membranas.

El excedente de colesterol es almacenado por esterificación por la acil-CoA colesterol-acil transferasa.

La HMG-CoA reductasa es el principal sitio de regulación. El colesterol en exceso se elimina principalmente junto con los ácidos biliares que se vierten en el intestino con la bilis; parte de ellos se reabsorben en el ciclo entero hepático. La porción no reabsorbida se elimina por las heces como coprostanol.

Mientras mayor es la cantidad de HDL en sangre, menor es la cantidad de LDL, y cuando mayor es la cantidad de LDL, menor será la de HDL. Por este mecanismo se regula el colesterol en clínica (Feed Back). Metabolismo de los aminoacidos Catabolismo de los aminoácidos El grupo nitrogenado amina es separado y sigue un camino independiente de la cadena carbonada. Los procesos que determinan la separación del grupo amina son transaminación y deaminación.

TRANSAMINACIÓN: el grupo a -amina es transferido de un aminoácido a un a -cetoácido, reacción catalizada por transaminasas que utilizan piridoxal-fosfato como coenzima. Todos los aminoácidos , a excepción de lisina y treonina, participan en reacciones de transaminación con piruvato, oxaloacetato o a -ceto-glutarato, para formar alanina, aspartato o glutamato; y los a -ceto-ácidos correspondientes a los aminoácidos correspondientes. A su vez la alanina y el aspartato, reaccionan con a -ceto-glutarato. En consecuencia, el grupo amina de los aminoácidos convergen en la formación de glutamato.

DEAMINACIÓN DEL GLUTAMATO: el grupo amina del glutamato es separado por deaminación y de oxidación, catalizado por la glutamato dehidrogenasa, formando a -ceto-glutarato y amoníaco, este toma un protón del medio y forma el catión amonio.

Vía Metabólica Del Amoniaco El amoniaco producido por las deaminaciones del organismo, es un producto nocivamente toxico, y uno de los mecanismos de eliminación es la formación de glutamina.

El amoniaco se une al glutamato por acción de la glutamina sintetasa que requiere de ATP, formando un producto atóxico: la glutamina, que llega al riñón y es atacada por la glutaminasa, dando como productos glutamato y amoniaco, el cual se secreta por orina.

Formación De La Urea

Este proceso se realiza en el hígado a través de las siguientes etapas:

1. Síntesis de carbamil-fosfato: se condensan el amoníaco, CO2 y fosfato por acción de la carbamil-fosfato sintetasa, se necesita ATP y N-acetil glutamato.
2. Síntesis de citrulina: el carbamilo es transferido a la ornitina por acción de la ornitina transcarbamilasa, se forma citrulina que sale de la mitocondria al citosol.
3. Síntesis de arginino-succinato: la citrulina se une al aspartato por acción de la arginino-succinato sintetasa, formando arginino-succinato.
4. Escisión del arginino-succinato: el arginino-succinato es escindido por la arginino succinasa, a fumarato y arginina.
5. Hidrólisis de la arginina: la arginina es atacada por la arginasa, produciendo urea y ornitina. La urea es excretada junto con la orina y la ornitina puede iniciar otro ciclo pero debe entrar en la mitocondria.

Destino del esqueleto carbonado de los aminoácidos Los aminoácidos pueden clasificarse en glucogénicos y cetogénicos según su destino. Son glucogénicos los que forman piruvato o intermediarios del ciclo de Krebs. Los cetogénicos son los que generan acetil-CoA o aceto-acetato.

Mecanismos Generales De Descarboxilación La perdida del grupo carboxilo de los aminoácidos, por acción de la descarboxilasa, que requiere de piridoxal fosfato como coenzima, da lugar a la formación de aminas biológicas. Por descarboxilación de: lisina da cadaverina; de ornitina da putrescina; de histidina da histamina; de tirosina da tiramina; de triptófano da triptamina; y del ácido glutámico da amino-butírico. Las poliaminas: espermidina y espermina, que se forman a partir de putrescina.

Transferencia De Restos Monocarbonados El metilo, hidroxi-metilo, formilo y CO2 son restos que se transfieren en las distintas síntesis. El principal donante de metilos es la metionina activa o S-adenosil metionina, la reacción es catalizada por metil transferasas específicas. Otros agentes que transportan restos de C son el ácido fólico y la metil-biotina. El CO2 es transferido en reacciones catalizadas por carboxilasas, que utilizan biotina como coenzima. En la transpeptidación participa la glutamil-transferasa en el ciclo de transporte de aminoácidos. Vías Metabólicas De Fenilalanina Y Tirosina Degradación: la fenilalanina se convierte en tirosina por acción de fenilalanina hidroxilasa, que actúa e presencia de oxigeno, tetrahidrobiopterina y NADPH. Por transaminación se forma p-OH-fenilpirúvico, actuando la tirosina amino-transferasa. A continuación el p-OH-fenilpirúvico se oxida y descarboxila por acción de la p-OH-fenilpirvato hidroxilasa, formando ácido homogenístico.

La homogentisato oxidasa cataliza la formación de maleil-aceto acetato, que sé isomeriza a fumaril-aceto acetato. El fumaril-aceto acetato es hidrolizado a fumarato y a aceto-acetato, por acción de la fumaril-aceto-acetato hidrolasa

Formación de catecolaminas: por acción de la tirosinasa, en presencia de oxigeno y tetrahidrobiopterina, la tirosina se convierte en 3,4-dihidroxi-fenilalanina (DOPA). Por acción de la DOPA carboxilasa se forma DOPA-amina. La dopamina es hidroxilada por acción de la dopamina hidroxilasa, formando noradrenalina. La noradrenalina es transmetilada por acción de la metil transferasa, formando adrenalina.

La inactivación de las catecolaminas se realiza en las mitocondrias a través de la mono-amino-oxidasa (MAO) y/o por la Catecol-o-metil transferasa (COMT).

Metabolismo Del Triptófano Síntesis de serotonia: el triptófano es hidroxilado y se forma 5-OH-triptófano, que luego es descarboxilado a 5-OH-triptamina o serotonia. La MAO inactiva a la serotonia. Síntesis de melatonina: la serotonia es acetilada y después metilada para formar melatonina. A partir del triptófano se puede sintetizar ácido nicotínico, vitamina del complejo B, que forma parte del NAD y NADPH.

Síntesis De Creatina Participan arginina, glicina y metionina. Primero se transfiere un resto amidina de la arginina a la glicina, formándose ácido guanido acético, este se metila para formar creatina. La creatina en reacción con ATP forma creatina fosfato; la cual se convierte en creatinina por deshidratación y luego se elimina por orina. Metabolismo De Los Ácidos Nucleicos

Biosíntesis De Purinas El anillo purina se sintetiza a partir de diversos orígenes: los C4 y 5 y el N7 proceden de glicina. ; los N3 y 9 del grupo amida de la glutamina; el N1 del aspartato; los C2 y 8 de los restos formilos del tetrahidrofolato; el C6 del CO2.

El ensamble se realiza a partir de ribosa-5-fosfato. Primero se obtiene 5-fosfo-ribosil-1-fosfato, por acción de la fosforribosil pirofosfato sintetasa. Esta enzima es inhibida por AMP, GTP, IMP, etc. Existe otra vía de recuperación de purinas en la que intervienen la adenil-fosfo-ribosil transferasa e hipoxantina-guanina fosfo-ribosil transferasa.

Catabolismo De Las Purinas La adenosina es deaminada por la adenosin deaminasa. La inosina formada es escindida por fosforilación, por la nucleósido fosforilasa en hipoxantina y ribosa-fosfato. La hipoxantina es oxidada, por la hipoxantina oxidasa, a xantina. La guanosina es hidrolizada a guanina y ribosa. La guanina es deaminada a xantina por acción de la guanasa. La xantina es oxidada a ácido úrico por acción de la xantina oxidasa. En el hombre el ácido úrico es el producto terminal de las purinas. Su concentración en el plasma es de 4 a 6mg / dl.

Biosíntesis De Pirimidinas El núcleo pirimidina se forma por la unión de aspartato y carbamil-fosfato. El carbamil-fosfato reacciona con el aspartato por acción de la aspartato transcarbamilasa, formando carbamil-aspartato, el cual sé ciclisa para formar ácido orótico. La aspartato transcarbamilasa es inhibida por los productos finales UTP, CTP.

Catabolismo De Pirimidinas Los productos de la degradación de pirimidinas son solubles y fácilmente de eliminar o consumir por el organismo. La citosina da b -alanina, CO2 y NH3. La tiamina da b -aminoisoburirato, CO2 y NH3. Él b -aminoisoburirato puede dar succinil-CoA.

Biosíntesis De Nucleósidos Di-Y Trifosfato Se obtienen a partir de nucleósidos monofosfato por transferencia desde otros nucleósidos trifosfato por acción de la nucleósido quinasa. Para obtener desoxirribonucleótidos, la ribosa del nucleótido es reducida por la nucleótido reductasa que requiere de NADPH y tioredoxina.

Biosíntesis Del Adn El proceso es llamado duplicación o replicación del ADN y se dice que es semiconservador. La separación en todos los cromosomas formando en distintos sitios horquillas de separación. , Que avanzan a cada uno de extremo de la molécula. Una proteína iniciadora se une al lugar del comienzo. Luego se forma un complejo de proteínas, entre ellas la helicasa o enzima desenrollarte. La helicasa separa a las cadenas de ADN. Las tropoisomerasas o girasas, actúan en el ADN evitando las tensiones por torsión que origina el desenrollamiento. Con el agregado de primasa se forma el complejo primosoma.

La nueva cadena se ensambla sobre el molde que ofrece la cadena vieja de ADN. Se forman uniones fosfodiéster 5´ ® 3´ por acción de las ADN polimerasas (a , b , c y d en eucariotas; En bacterias I, II, II). La cadena que se forma va creciendo en sentido 5´® 3´. El conjunto de proteínas en la duplicación de ADN se denomina replisoma. Las unidades estructurales necesarias para la síntesis son: d-ATP, d-GTP, d-TTP y d-CTP. Antes del ensamble de la cadena es necesario un trozo de ARN que es sintetizado por la primasa.

La ADN polimerasa se une a un desoxirribonucleótido al extremo 3´ del cebo y continua agregando bases complementarias a la cadena que sirve de molde.

La lectura de las hebras se hace de 3´® 5´, antiparalelo al avance de la síntesis, una de las cadenas es ensamblada forma continua, mientras que la otra debe ser sintetizada por fragmentos (FRAGMENTOS DE OKASAKI) retardados, cada uno de precedido por su ARN iniciador, a medida que se separa una porción de ADN de extensión adecuada.

Al completarse el proceso de separación de las cadenas del ADN materno, una de las hebras se encuentra enrollada a una nueva cadena complementaria, mientras que la otra esta apareada por segmentos de Okasaki, separados por el ARN iniciador.

El ARN es hidrolizado y los espacios vacíos son cubiertos por segmentos complementarios de ADN.

Estas acciones son realizadas en bacterias por la ADN polimerasa I y por la ADN polimerasa b en eucariotas.. La unión de segmentos de Okasaki es catalizada por la ADN ligasa o sintetasa. La ADN polimerasa b actúa en el sistema corrector de duplicación, cuando se comete algun error en la síntesis.

ADN Recombinante Las endonucleasas de restricción, son enzimas que catalizan la ruptura de la doble hélice del ADN en sitios específicos. Algunas cortan cada una de las hebras en sitios específicos dando origen a los segmentos adhesivos. Los plásmidos son ADN circular accesorio de las bacterias, que pueden estar involucrados en la resistencia a los antibióticos.

Biosíntesis de ARN El ensamble de una cadena de ARN complementario sobre una de ADN que sirve como molde, es denominado transcripción. Este proceso es catalizado por ARN polimerasas.

La ARN polimerasa es un complejo oligomérico. La subunidad sigma reconoce al sitio promotor. Cuando la ARN polimerasa se une a la doble hélice, esta se desenrolla y solo una de las cadenas del ADN sirve como molde, utilizando ribonucleótidos trifosfatados que son: ATP, GTP, CTP y UTP. La polimerización se realiza en sentido 5´® 3´.

En eucariotas existen tres ARN polimerasas, que son destinadas para la síntesis de distintos ARN. La ARN polimerasa I, se localiza en el nucleolo y sintetiza ARNr. La ARN polimerasa II se encuentra en el nucleoplasma y sintetiza ARNm (ARN). La ARN polimerasa III también se encuentra en el nucleoplasma y sintetiza la formación de ARNt.

La interacción de promotor-enzima esta a cargo de los factores de transcripción; el promotor suele comprender tres sitios: -25 o caja TATA, y entre –40 y –110 las cajas CAAT y GC. Además de los promotores, se encuentran secuencias potenciadoras.

En el extremo 5´ de la cadena de ARN recién formado recibe un capuchón de 7-metil-GTP que contribuye a darle estabilidad a la molécula. En el extremo 3´ se le agregan de 100 a 200 nucleótidos de adenina, formando la cola poli"A". Existen secuencias específicas ubicadas antes del extremo final que sirven como señales de poliadenilación.

Transcriptasa Inversa Se ha comprobado la existencia de un proceso de transcripción invertida, que permite la síntesis de ADN utilizando ARN como molde. La enzima responsable de este fenómeno es la TRANSCRIPTASA INVERSA y fue aislada en retrovirus como en el VIH.

Metabolismo de la hemoglobina Metabolismo del hemo La protoporfirina III o IX, es la precursora del hemo, sintetizándose a través de las siguientes etapas:

1. Síntesis de ácido d -aminolevulínico: él d -aminolevulinato sintetasa cataliza la unión de succinil-CoA y glicina, desprendiéndose CO2, siendo esta etapa regulable e inhibida por el hemo.
2. Síntesis de porfobilinógeno: dos moléculas de d -aminolevulinato reaccionan, perdiendo dos moléculas de agua por acción de la d -aminolevulinato dehidratasa formando el porfobilinógeno; esta enzima es inhibida por metales pesados.
3. Formación de porfirina: se polimerizan 4 moléculas de porfobilinógeno, formando uroporfirinógeno (anillo tetrapirrólico). Se producen isómeros I y III, este último en mayor cantidad, por acción de la uroporfirinógeno I sintetasa y por la uroporfirinógeno III cosintetasa. El uroporfirinógeno III es convertido en coproporfirinógeno III por descarboxilación de las cadenas acetato por acción de la uroporfirinógeno descarboxilasa. Luego se producen oxidaciones y descarboxilaciones para formar protoporfirina III o IX.
4. Formación del hemo: la ferroquelatasa o hemosintetasa, incorpora el Fe+2.

Del total del hemo sintetizado, solo el 85% es utilizado para formar la hemoglobina, el 10% a mioglobina y el 5% restante a hemoproteínas.

Las porfirinas se producen por bloqueos en la vía de síntesis del hemo. Catabolismo De La Hemoglobina Después de los 120 días, los glóbulos rojos son destruidos y la hemoglobina queda libre. La globina es reduciada a sus aminoácidos constituyentes, y el hemo sigue las siguientes etapas:

1. Etapa del sistema retículoendotelial: en las células del SER existe un sistema multienzimático hemo-oxigenasa, en el cual participan el oxigeno y el NADPH. El Fe+2 se oxida a Fe+3, y el C del puente metilo a CO. El Fe+3 se separa y forma biliverdina, que luego es reducida a bilirrubina por acción de la biliverdina reductasa.
2. Transporte de bilirrubina en sangre: la bilirrubina se une a la albúmina, siendo este complejo NO ultra filtrado por el riñón.
3. Etapa hepática: los hepatocitos captan la bilirrubina en sangre, dentro del hepatocito se conjuga la bilirrubina con ácido glucurónico, por acción de la UDP-glucuronil-transferasa, formando diglucurónido de bilirrubina o BILIRRUBINA DIRECTA, que es soluble en medio acuoso y se elimina por la bilis. La bilirrubina es llamada INDIRECTA, cuando sale del SER. En sangre solo existe bilirrubina indirecta y no se excreta por orina.
4. Etapa intestinal: al llegar la intestino el diglucurónido de bilirrubina es hidrolizado, y la bilirrubina sometida a reducciones. Se forma mesobilirrubinógeno y finalmente a estercobilinógeno, que se oxida y forma la estercobilina que es la responsable del color de la materia fecal.
5. Ciclo enterohepático: parte de los productos derivados de la reducción de la bilirrubina, son reabsorbidos y llevados de vuelta al hígado, donde se generará nuevamente diglucurónido de bilirrubina, que se excreta de nuevo con la bilis.

Parte de los pigmentos reabsorbidos del intestino, pasan a circulación general y se eliminan por el riñón como urobilinógeno, el cual se oxida a urobilina.

El aumento de bilirrubina en sangre es un signo observado en distintos cuadros patológicos, produciendo un tinte amarillo en la piel denominado ictericia.