Bioquimica Medica

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PARTE I:

INTR()IJUCCION

G~:N~KAL

A I,A OIoQUiMICA

M~OICA

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Oioqufmica:Definie"" GolMllidodes.l..ogIos de 10Dioqufmica." rtlaci6n COIl 10medicin..

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COlllposici6f, quhllien del cuerpo hutnullo.

Ol)rotcililiS Y cnzimas que intervicncn

CAPiTULO 12

308

Cicio de, la Urea: geueralidedcs, l)aSOSy cnzlmas que intcrvicncu en

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formacien. Rcgulacicn del ciclo.

lmportancia luedica.

CA1'i1l)l.O 13

313

Bioslutesis de los aminoacidos: gencralidades. medica.

L...1S diferentes vias fonnadoras

de aminoacidos, h11l)()l1S11Cin

CAPiTULO 44

319

Nucle6sidos y Nucle6tidos: generalidades, las Bases purinicas y pirimidinicas. La forrnaci6n de Nucle6sidos y Nuclc6tidoS Y $1I fUllCioll. hnportancia medica.

CAPITULO 45

329

La slntcsis de protcines: las difercliles fases de SU formecion. Destine de las proteinas,

CAPiTULO 46

335

III acido (rrico: gcncraiidades, Las Purinas cxegcnas y endogenas, La via formadora de Urnto. Regulacion de

su concentracion. fmponancia medica,

PARTE VJ: VARJOS CAPiTULO 47

342

Los Radicales Libres: deflulcicn, tipos, fuentes, factores que aumentan su produccion, fuocioncs. SistCI11aS anuoxidantes enzimaticos y no enzhuaticos. lmportancia medica .

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EI endotelio: generalidades, Funciones. los factores derivados del endotelio, (..1 (lifunci611 cndotclial. llllpor1l1f1cia rn&licn

ERRNVPHGLFRVRUJ

BIOQuiMICA Dr. A. Menoscal Definicion: es la ciencia encargada del estudio de los componentes qufmicos de la celula viva y de sus reacciones. Como el vocablo griego "Blo" significa vida, tambien podrfa definirse a la Bioqulrnlca como la ciencia que estudia la qufmica de la vida. Otra definici6n de la SQ: liEs la ciencia que se encarga del estudio de las molecutas y de las reacciones que ocurren en el interior de los organismos de los seres vivientes". Objetivos: los principales de la BQ en relacion eon las ciencias Biomedicas son: 1) Conocer el analisis qufmico estructural de la celula. 2) Saber cuales son las multiples reacciones bioqulmicas, asl como las vfas metab6licas que se realizan en los diferentes componentes celulares. 3) Comprender la relaci6n existente entre las alteraciones de los procesos bioqulmlcos norm ales y la producci6n de enfermedades. 4) Entender la utilidad de las pruebas del Laboratorlo clinico, para el diagn6stico y seguimiento de las enfennedades. 5) Conocer como muchos medicamentos actuan modificando las reacciones bioqufmicas intracelulares. Cumpliendo estes objetivos lograremos comprender la salud para tratar de conservarla. Pero tambien lograremos entender c6mo se producen las enfermedades y asl tratarlas en forma eficaz. Causas que alteran las reacciones BQ: Diferentes son los factores 0 agentes que pueden alterarlas y esto conducir a modificaciones organicas y enfermedades. Entre los principales tenemos: 1) Fisicos: traumatismos,

choque electrico, cambios en la temperatura y la Presi6n

atmosferica. Qu£micos: toxinas y medicinas. Biol6gicos: virus, bacterias, hongos. Falta de Oxigeno: anemia, bloqueo de la cadena respiratoria. Geneticos: anomalfas congenitas, 6) Inmuno16gicos: enfermedades autoinmunes, deficiencia de anticuerpos. 7) Nutricionales: deficit 0 exceso de un determinado nutriente organico 0 inorganico, pues estos son indispensables para el buen funcionamiento BQ del organismo. 2) 3) 4) 5)

LOGROS DE LA BIOQUIMCA: gracias a esta ciencia se han logrado enormes avances siendo los mas importantes: 1) 2) 3) 4) 5) 6) i) 8) 9)

Detenninar la composicion qufmica de la celula, Saber la funcion de las diferentes biomoleculas. Comprender el papel bioquimico que cumplen las partes de una celula Conocer el metabolismo intermedio y sus diferentes vias, Identificar las diferentes reacclones celulares y los elementos que en eUa intervienen. Precisar como la celula produce, utiliza y guarda la energla. Saber cuales son los componentes de desecho 0 excrecion Conocer eLmetabolismo, el efecto y la eliminacion de los medicamentos. Entender el mecanismo de accion de las hormonas. 1

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Las hormonas ptidicas se OIlena Oft Jreaptor en Ia ra e:rtema de Ia c:elola_ I ElIas ac:tuan a aves sill entrar a Ia c:elula.

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DE ACcrON DE LAS DORMONAS: Las peptidica.saduan mas rapidamente, pues no euttan a la cil'ula, sino que se OIlena un receptor ubicado en la membrana plasmatici, pl'ovocando una respoesta c:elolar a travis de un segundo mensajero. En cambio las esteroidales son mas lentas, elias si entran a Ia celul~ para onirse a un receptor nudear y tuego prodocir un efec:to en la sintesis de prot-einas..

'23.4

10) Identificar el agente causal de las enfermedades. 11) Descifrar el crecimiento y la proliferaci6n celular 12) Aclarar los misterios de la Genetica, LOGROS DE LA BIOQUiMICA EN RELACION CON LA MEDICINA Ambas ciencias se relacionan mutua y ampliamente, es asi que muchos descubrimientos SO han permitido aclarar diferentes aspectos de ciertas enfermedades, como por ej. conocer como las toxinas de las bacterias producen determinadas manifestaciones cHnicas 0 como el Colesterol infiltra la pared arterial produciendosu endurecimiento. Pero tarnolen ha ocurrido 10 contrario, es decir que el estudio de ciertas enfermedades ha permitido aclarar los procesos SQ hasta entonces desconocidos, por ej. el estudio del Cancer ha permitido conocer los mecanismos moleculares que producen el crecimiento acelerado e indiscriminadode ciertas celulas, Gracias a los descubrimientos de la SQ, son numerosos los progresos logrados en combatir las enfermedades,entre los mas importantestenemos: a) Descubrirsuscausas, b) Desarrollarformas de tratamientos racionales y eficaces. c) Realizarpruebas para diagnosticarlastempranamente. d) Vigilar su evoluci6n. e) Valorar la respuestaterapeunca. 2

COMPOSICION QUiMICA DEL CUERPO HUMANO Dr. A Menoscal La Bioquimica ha contribuido enormemente a la determinaci6n exacta de la composici6n quimica normal del cuerpo humano. En un hombre de 65 Kg. de peso corporal sus componentes principales son: ComPQnente Proteina Grasa Carbohidrato Agua * Minerales

Kg. Porcentaje 17.0 11 13.8 9 1 1.5 40 61.6 6.1 4

Hay que selialar las sustancias nombradas no se distribuyen uniformemente en los diferentes tejidos corporales, sino que su proporci6n varia ampliamente de un tejido a otro. Por ej. el agua que por su naturaleza qulmica es el solvente ideal en nuestro organismo, abunda en sangre, medula osea, hfgado, etc. En cambia hay tejidos como el oseo y el adiposo que la tienen en bajo porcentaje. Por regia se dice que entre mayor sea la cantidad de grasa de un tejido, menor sera la cantidad de agua que el posea y viceversa. Composlclen elemental aproximada del cuerpo burnano Elemento Azufre Calcio Carbono Cloro F6sforo Hidr6geno Hierro

Porcentaje

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Elemento Magnesio Manganeso Nitr6geno Oxigeno Potasio Sodio Yodo

Porcentaje

0.1 0.001 8.5 20 1 0.4 0.00005

EI C, 0, H Y N son los elementos mas abundantes del cuerpo humano. Todos ellos mas el calcio, f6sforo, azufre, potasio, sodio y cloro, son lIamados elementos principales. Los otros como el manganeso, zinc, cobre, cobalto, hierro, yodo, etc, se consideran como oligoelementos 0 elementos trazas, los cuales aun cuando estan en pequelios porcentajes, cumplen igualmente funciones importantes en el organismo

3

ELEMENTOS DEL CUERPO HUMANO Elemento Comentarios Materia organica: Oxigeno Se encuentra en quimicos orqamcos y agua Carbono Se encuentra en qufmicos orqanicos y_agua Hidr6geno Se encuentra en_gufmicos or:g_anicos.Y_ ~ua Nitr6geno Se encuentra en Ac. nuclelcos .Y_ amlnoactdos F6sforo Se encuentra en Ac. nuclelcos, huesos, dientes Azufre Se encuentra en proteinas y tejido conectivo Minerales abundantes: Constituyente de huesos y dientes. Segundo mensajero Calcio intracelular. Activa exocitosis y contracci6n muscular Potasio Principal cati6n intracelular Sodio Principal cati6n extracelular Cloro Principal ani6n extracelular. Activa a la ez. amilasa M~gnesio Cosustrato del ATP. Antagonista del calcio Fluor Aumenta la dureza de huesos _y dientes Minerales traza: Hierro Esta en la hemoglobina; mioglobina, citocromos Zinc Cofactor de anhidrasa. carb6nica, carboxipeptidasa y. , ,. super6xido dismutasa ' , Cobre Componente del citocromo a-aa . y' ;ez. suoeroxldo dismutasa Manganeso Cofactor de la ez. super6xido dismutasa. Cobalto Com_mnente de la vitamina 812 .. Components' Molibdeno' de las ezs. deshidroqenasa de xantina y de la aldehido oxidasa I' Vodo Necesarla para _QI'oducir las Hs. tiroideas T3 _y T4

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Esta composici6n del, cuerpo humane es la que Ie confiere alto grado de complejidad quimica y Ie permite desarrollar sistemas para la extracci6n y uso de energia, para multiplicarse, para responder a las alteraciones de su entorno y ast desarrollar estrateqlas que Ie permitan enfrentarse a nuevas situaciones.

4

BIOQuiMIcA

DE LA CELULA Dr. A. Menoscal

La celula es la unidad estructural y funcional de todo ser vivo (dos tercios de nuestra masa corporal es celular), por eso entre los objetivos de la Bioqufmica estan el estudiar: la composici6n qufmica 0 molecular de nuestras celulas, las reacciones que en ella ocurren y la compleja regulacion de dichas reacciones, Estos conocimientos se han podido aplicar a otras ciencias como Microbiologfa, Nutricion, Farmacologla, Fisiologfa, etc. La Bioqulmica no solo que ha permitldo aclarar los mecanismos por los cuales se producen numerosas enfermedades, sino que ha permitido desarrollar procedimientos diaguostlcos y terapeuticos de muchas patologlas, La mayor parte de las reacciones quimicas del organismo ocurren en el interior de nuestras celulas, esto es posible gracias a las

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Los diferentes nive1es de los coruponcntes compuestos y simples de las celulas.

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b) Simples: son todas aquellas derivadas de las anteriores. - Aisiamicnto de los eemponentes celular~

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Gracias a diferentes tecnicas se ha logrado separar no solo a las celulas que conforrnan los diferentes tej idos, sino tambien aislar a los multiples elementos que estan en el interior de elias y analizar Sll composici6n qulmica, pues a pesar de sus diferencias todas las celulas comparten caracterlstlcas comunes. I

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Membranas biol6gicas: la gran diferencia que existe entre el medio intra y el extracelular obJiga a que la celula este siempre relativamente aislada del medio que la rodea y esto 10 logra gracias a que esta rodeada de una membrana citos6lica 0 celular que Ie permite su individualidad. Esta es una barrera que debe estar siempre anatomica, qulmica y funcionalmente normal, para que la celula pueda cumplir correctamente su papel.

La mlcroscopla electr6nica ha logrado establecer la conformacion y la organizacion tridimensional de las membranas celulares, 10 que ha permitido definirlas como estructuras altamente especializadas y surnamente eomplejas, formadas por llpidos, glucidos y pr6tidos, cuya proporci6n yarra de una membrana a otra de acuerdo a Sll funci6n. Hablamos de membranas, porque estas no solo que separan una celula de otra, sino que tambien delimitan el nucleo y los organelos intracelulares.Todas poseen una eara interna y otra externa 6

analisis flsico-

La Me esta dispuesta en dos capas, separadas por un espacio, cuyos elementos estan en constante proceso de renovacion y adaptacion. Tambien posee numerosos receptores que le penniten recoger informacion extern a y luego poner en march a una serie de reacciones de respuesta intracelulares. Composici6n qufmica de la MC: el aislamiento de la MC de los eritrocitos de ratas, permiti6 conocer su real composici6n qulmtca y su naturaleza lipoproteica, 10 que hace que mientras mas liposolublesea una sustancia, mas facilmentepueda atravesar laMC. Los componentes qulrnlcos son: Upidos, Proteinas, lones que regulan la permeabilidad de la membrana, cadenas de Oligosacaridos expuestos en la cara externa de la membrana y Agua. La proporci6n y la organizaci6n de estos elementos en la Me es muy variable y es 10 que determinara las propiedades especrficas y las diferencias entre las membranas. 1) L(PIDOS: posee Fosfolfpidos,GlucoHpidosy Colesterol (no tiene trigliceridos).

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a) Fosfolipidos (PL): fonnados por 2 mol. de Ac.grasos, 1 mol de Glicerol y 1 mol. de Ac. fosf6rico. Los

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