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Bioqumica

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IndiceTEMAl. QUMICADELCUERPOHUMANO. 1.1. Bioelernentos. I.2. Biomolcuas. lTEMA 2. ELAGUA V LAS DISOLUCIONES.

,

"

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61 61 61

2.I.2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.2.7.

Introducbn.Funciones del agua. Estructura qumica. Caractersticas fsicas. Propiedades coligativas.... Fenmenososmticos.

:

~

Medidas de concentracin de una disolucin.

:

61 6I 61 61 61 62 6263

REGULACiN DELpH. 3.1. Concepto de cido-base. 3.2. Sistemasamortiguadores o tampn. 3.3. Alteraciones del equilibriocido-base. MEMBRANACELULAR. 4. 1. Caractersticas. 4.2. Modelo del mosaico fluido. 4.3. Funciones. 4.4. Transporte a travs de membranas. ,..

63 63 63 64 64 64 64 65 65

; :

TEMAS. PROTEI AS. N S.I. Introduccin. 5.2. Clas ificaci n. 5.3. Fund61nes. 5.4. Estructura. ~ TEMA6. EN.zJ AS. M6.1. 6.2. 6.3. 6.4. Tipos de reacciones. Especificidady clasificacinenzimtic:a. Factores que afectan a laa.c;tividadnzimtica. e Regulacinde laactividadenzirntica.

.. ...

.

~ ~oo.":...::

66 66 66 66 66 6667 67 67 67

TEMA7. GLCI OS. D 7.1. Monosacridos. 7.2. Disacridos. 7.3. Po lisacridos.TEMA 8. LIPIDOS.

:;

68 686869

8.1.8.2. 8.3. 8.4.

Introduccin.Funciones. Clasificacin. Lipoprotenas. -103-

:

69 69 69 69

7O Pg.59

MANUAL CTO Enfermera7

TEMA9. ACIDOSNUCLEICOS.9.1. 9.2. 9.3. 9.4. 9.5. Introduccin. Oiferenciasentre AON yARN. ADN ARN. NucJetidosen forma libre con capacidadfuncional. H

7070 7I 7I 72 72 n 72 72 72 72 72 ~ n 73 73 73 73 73 73 73 74 74 74 74 74 74 74 74 74"j

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TEMA 10. INTRODUCCiN AL METABOUSMO. 10.1. Metabolismode labiosfera. 10.2. Concepto de oxidacin-reduccin. 10.3. Ocios energticos. 1004. Introduccinal metabolismo. 10.5. Metabolismocelular. TEMA 11. METABOUSMO DE LOS GLCIDOS. 11.I. Catabolisrnode laglucosa. 11.2. Glucogenognesis 11.3. Glucogenlisis 1104. Transformacinde glcidos en lpidos. 11.5. Neoglucognesis(o gluconeognesis). 11.6. Rutade laspentosas. 11.6. Regulacinhormonal. TEMA 12. METABOUSMO DE LOS UPIDOS. 12.1. Uplisis. 12.2. Cetognesis 12.3. Sntesisde cidosgrasoso TEMA 13. MET ABOUSMO DE LAS PROTENAS. 13.l. Introduccin. 13.2. Anabolismoproteico. 13.3. Catabolismoproteico. 1304. Catabolisrnode lasnucJeoprotenas.

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-104P~..60

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Bioqumica

.. Funciones del agua.

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~..J~QUMICA1.1. Bioelementos.

DELCUERPOHUMANO;~..'...

2.2.

.' .

Todos los seres vivos tienen en comn el estar formados por una serie de elementos qunicos. As pues definimos los elementos biognicos o bioelementos como aquellos que forman parte de los seres vivos. Dependiendo de la proporcin en qu estn presentes se les denomina:

Elementos primarios. Constituyen el 99.3%de la masa del cuerpohumano. Son imprescindiblespara laformacinde glcidos.lpidos.protenas ycidosnucleicos.Estoselementosson:C. H.OyN. Elementos secundarios. Constituyen el 0.7%de la masa del~uerpo humano. Estos son: S. P.O. Na. K. Ca. Fe y Mg.

.

Funcin rermorregu1adora: ayuda a mantener constante la tempe-

ratura del cuerpo. Es el disolvente universal de la mayora de sustancias. por lo cual facilita las reacciones metablicas. Es una sustancia ionizabley puede contribuir al pH del medio.Es el dispersantede todos los orgnuloscelulares; de las membranas celulares. es el medio celul3l:

Es el vehlculo necesario para el transpone de sustancias a travsForma parte de I.osllquidos lubricantes: flujo vaginal. saliva. jugo gsttico. etc.

2.3. Estructura qumica.

Elementos microconstituyentes. Se encuentran en proporciones nfimas. Presentan variaciones entre los distintos seres vivos. pero cuando estn su presencia es imprescindible. Son. entreotros: l. Mn. Cu. Co. Zn. F. Se.

Su molcula est formada por 2 tomos de hidrgeno unidos cova-

lentementea 1de oxgeno.Se comporta como un dipolo elctrico. a pesar de ser una molcula elctticamente neutra. Es decir. los electrones compartidos por el oxgenoyel hidrgeno son ms atrados por el tomo de oxgeno. lo que determina.la aparicin de una densidad de carga negativa para el oxgeno y positiva para el hidrgeno.

Los elementos secundarios y los microconstituyentes son considerados OUGOELEMENTOS. que son elementos imprescindibles. aunque en pequeas cantidades.

..

1.2.

Biomolculas.

los elementos biognicos se combinan entre s mediante enlaces formando las biomolculas o principios inmediatos. Los principios inmediatos se clasifican en: Orgnicos: protenas. glcidos.lpidos y cidos nucleicos.

Inorgnicos: agua. sales minernles y gases (NO. COz' Oz).

~T~2;-=-E[ 2.1.

~CiUA y LAS DISOLUCIONES..

Introduccin.

El agua constituye aproximadamente el 65-70%del peso del hombre. Esta biomolcula es la ms abundante en el cuerpo humano. Elporcentaje de agua en los tejidos vara en funcin de su actividad metablica.As un tejido con mayoractividad tendr una proporcin de agua mayor que un tejido viejo o con poca actividad. La distribucin ~orporal del agua es la siguiente: Lquido intracelular: 70%.

Figura2.

Forma dipolar de agua. agua se orientan (pero no se elctrico. de manera que el positivo (por tener una frachacia el polo negativo.

Lquido extracelular:. liquido intersticial: 25%. liquido intravascular (vasos sanguneos y linticos): 7-8%.

Como consecuencia. las molculas de desplazan) si se someten a un campo oxgeno queda orientado hacia el polo cin de carga negativa) yel hidrgeno

Lasmolculas de agua tienen una gran afinidad. y se unen mediante puentes de hidrgeno formando una estructuratetradrica (OR 97.4). Los puentes de hidrgeno son enlaces dbiles. por tanto. fciles de romper. hecho que da una inestabilidad imponante a las molculas de agua. que estn constantemente unindose y desenlazndose. Por este motivo el agua reabe el nombre de AGRUPAON OSOlAN"fE.

Un excesoo un defecTode agua puede desencadenar situaciones patolgicas como son la hiperhidratacin y deshidratacin respectivamente. El agu.a presente en el cuerpo humano procede de dos fuentes: apone exgeno a travs de la alimentacin yproducto endgeno de las reacciones metab6licas. UQUIDO EXTRACELULAR.

2.4.

Caractersticas fsicas.

1. 1i'ansparencia. 2. Densidad (=masa/volumen): la densidad del agua en estado lquido es superior a la del estado slido (poreso el hielo Dotaen elagua). 3. Regulacin trmica. Elagua es un buen reguIadortrmico. Estose

lntersticial

debe ala siguientespropiedades:

lnttavascular LiQUIDO INTRACELULAR

.

CALORESPECFICO:cantidad de energa necesaria para aumentar10

CIa temperatura

de 1 g de sustancia. El elevado calor

-105-

especfico del agua permite mantener la temperatura corpornl estable. independientemente de las variaciones externas. CAWR DE VAPORIZACiN: antidad de energa necesaria c para que 1 g de sustancia pase de estado lquido a gaseoso. Gracias a que el agua tiene un elevado calor de vaporizacin se mantiene mayoritariamente en estado lquido.CONDUCTIVIDAD TRMICA: gracias a su elevada conduc-

Figura 1.

Oistribucin del agua corporal

Pg.61

_h___

.- ---

.,...

MANUAL CTO Enfermeratividad el agua es capaz de transferir el calor por toda su super-

..;.

ficie.4. Elevada constante dielctrica:esta propiedad implica que la atraccin entre los cationes y aniones (por ejemplo. NaCI)en el agua es ms pequea que en otros disolventes menos polares como el etanol. Esto significa que el agua es un buen disolvente de dichas sustancias. Amayor constante dielctrica mayor capacidad como disolvente. 5. Elagua es un importante disolvente de:

2.6.

PRESIN OSMTICA: aumenta al aumentar la cantidad de soluto

(este concepto se explica ampliamente en el siguiente apanado). Fenmenos osmticos.

,1

Sustanciasinicas:NaCI.Compuestos orgnicos neutros: glddos. alcoholes simples.Sustancias antipticas. Son sustancias formadas por dos porcio-

la difusi6n es el movimiento espontneo de partculas de soluro para distribuirse homogneamente en toda la superficie de la disolucin. La difusin es posible cuando dos disoluciones estn separadas por una membrana permeable (permite el paso de soluto). Elsoluto se desplaza hacia la disolucin ms diluida. Eltrmino 6smosis se refiereal fenmeno por elque dos disolucio-

nes separadas por una membrana semipermeable (que permiteel paso de las molculas de agua pero no del soluto) tienden a igualar su concentracin. Esel caso de lasclulas. En ellashay un obstculo en la difusin de los solutos: las membranas celulares. las cuales actan como m~mbranas semipermeables. Debido a que las disoluciones ntra y extracelulares tambin tienen tendencia a igualar sus concentraciones se produce el fenmeno de 6smosis. Lasmosis consiste en la difusin espontnea de disolvente desde la disolucin ms diluida a la ms concentrada. es decir. a favor de gradiente de concentracin.MEMBRANA PERMEABLI!

..n~sdiferenciadas: una polar o hidrofilica (conafinidad por el agua) y otra apofar o hidrofbica. Elagua es capaz de establecer puentes de hidrgeno con la porcin polar. quedando la porcin apolar ais-

ladaen forma debicapaodemicela.

.

BICA?1\: osfosfopidos que forman la membrana celular son antipticos. Se organizan formando una doble capa con las porciones hidrofbicas intemamentey las hidrofilicas orientadas hacia el exterior. MICElA: si echamos unas gotas de cidos grasas (molculas antipticas) en agua se dispondrn formando estructuras esfricas: micelas. De est.1forma la zona hidr6foba queda orientada hacia el interior. sin estar en contacto con el agua.FOSFOPlDO BlCAPA HzO

. . U... . l.. ..m 3mSITUACiN INICIAL Figunz4. Difusin.

~

CABEZA POLAR

I

. .. l.. . .. I -+ .. .. .--+. . . . . .+I_!... 1 .. l.... . . . .+=-- . . . . --+-... 1 +--...2m 2m"

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COLA NO POLAR

Innnnn uuuuuMlCELA

SITUACiN FINAL

Figura'3..

Esquema de una biCilpay de una mice/a..

Por el contrario. el agua no disuelve compuestos que sean total.

la smosis puede generar una diferencia de contenido en agua a los dos lados de la membrana (ver figura 5). Un aumento de agua en el interior celular supone un aumento de la presin sobre la membrana: presi6n osm6tica. Esta es la presin necesaria para mantener una disolucin en equilibrio osmtico. Estapropiedad coligativaesevidente que depende de la concentracin de solutos tanto en el medio intracelularcomo en el extracelulm: Si tenemos dos disoluciones ssparadas por una membrana semipermeable. la disolucin ms concentrada ser la hipert6nica y la diluida la hipot6nIca. Si su concentracin es la misma sern isot6nIcas. Para que las clulas no sufran alteraciones. el medio extracelulardebeserisotnico. o'JUMllRANA SEMlPERMEABLE

t'.o '..~

..

mente apoIares (grasas o aceites), ya que no puede formar puentes de

hidrgenoconellos. 2.5.

Propiedades coligativas.

Son propiectp.des que varian en f..mci6n de la cantidad de solutos disueltos en el agua. Las propiedades lisicas antes nombradas varan en funci6n de las caractersticas de los solutos disueltos.

Las propiedades coligativas son: PRESIN DEVAPOR: disminuye al aumentar la cantidad de solu-

. .. U.... . . .. . . . ~ I. ...... l.. . ~

. . . --+-. ... --:--+..

te. Lapresin que provoca la vaporizaci6n de molculas de agua es menor con la presencia de un soluto. PUNTO DE EBULUCIN:aumenta al aumentar la cantidad de soluto (ejemplo: si aadimos sal al agua laP de ebullicin ser superior a la del agua pura..portanto. tardar ms en hervir).PUNTO DE CONGElACIN: aumenta al aumentar la cantidad de

m

. ... ..'. .... ...... .. .... .. . -.'. .. .. . .--= . 0... . .2m 2mSITUACiN FINAL

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...

... ... . ... . . +:--. . ....

3m

SITUACiN INICIAL Figura5. Osmosis.

so~uto:Lo~soIut!>salJ!Yl~tan la temperatura de congelacin (recuerda que la Tade congelacin es habitualmente negativa. ysi la aumentamos ser ms negativa, por lo que har faltams fro para que se produzca la congelacin). Por eso se aade sal a la nieve

Analicemos algunos ejemplos:

"

cuando interesafundirla.

.

Hemat.e en un medio hipot6nico (agua destilada): el agua entra en elinterior del hemate producindose una hiperhidratacin del mismo y una hem6lisis (rotura de la membrana celular) (CIR 95.11;CIR97.1).

-106P~o62

_......-..-----Bioqumica

-

Hemate en un medio hipertnico: el agua sale del hemate producindose una deshidratacin que puede ocasionarplasmolisis.

Cuando el pH del torrente sanguneo es cido (la concenttacin

de

2.7.

Medidas de concentracin de una disolucin.

Una disolucin es una mezcla homognea de partculas de una sustancia en el seno de otta sustancia. La que est en mayor cantidad es el disolvente y la que est en menor cantidad es el soluto. Hay distintas formas para expresar la concenttacin de una disolucin. Para facilitar su estudio las dividiremos en funcin de sitoman como referencia el volumen total de la disolucin o el peso del disolvente:

H+es elevada), el bicarbonato presente interviene combinndose con los protones dando lugar a cido carbnico. Elcido carbnico es conducido va sangunea hasta la circulacin pulmonar, donde se disocia en COzy Hz0.El COzse elimina durante el intercambio gaseoso (y el pH aumenta).

Elaumento de la presin parcial de COzestimula unos quimiorreceptores especficos que desencadenan,

puesta de hiperventilacin. La mperventilacin permitir eliminar

por va nerviosa. una res-

~

~

.1. CANTIDAD DESOLtITO PORUNIDADDEVOLUMENDEDISOLUaN.

el CO. acumulado.

Molaridad

(M): expresa la cantidad

de moles de soluto que hay

en 1litro de disolucin (moles/l).

Nonnalidad (N): expresa el nmero de equivalentes/gramoque hay en 1litro de disolucin (CIR93, 100).

Cuando el pH del torrente sanguneo es bsico (laconcenttacin de H+es baja) se dispara un mecanismo de hipo ventilacin que provoca retencin de COz.E1COzse combina con el Hz0 formando cido carbnico. El cido carbnico se disocia en bicarbonato y protones. De esta forma se consigue aumentar la concenttacin sangunea de protones, y normalizar el pH.

2. CANIIDADDESOUITOPORUNIDADDEMASADEDlSOLVENTE. Molalidad (m): expresa la cantidad de moles de soluto contenidos en 1Kg de disolvente (m

ttc~+~o

-

~C~-HC~' +wt pHJ.

=moles/Kg)

(CIR 94, 13).

'TEMA 3~" REGULACiN DEL PH.-'-3.1. Concepto de cido-base.

2. SISTEMAFOSFATO eHzPO."/HPO t). Es el principal sistema amortiguador inttacelular. Su eficacia es mxima cuando el pH oscila entre 6 y 7. HzPO.. ~. HPO.2.+

H+

En las disoluciones acuosas el pH oscila entre Oy 14. Una disolucin acuosa es citUzcuando la concentracin de mdrogeniones (H-)supera la de iones mdroxilos (OH').Un cido es una sustancia que al ionizarse libera H- aumentando la acidez del medio. El HZC03es un cido.

Dependiendo de si el pH inttacelular sube o baja la reaccin fluye en un sentido u otro. 3. PROTENASPLASMTICAS. Debido a que las protenas son molculas anfteras se ionizan en funcin del pH. De esta forma actan como cidos en disoluciones bsicas ycomo bases en disoluciones cidas. Contribuyen eficazmente al mantenimiento del pH del plasma. Como ejemplo de protena plasmtica citaremos la hemoglobina. 3.2.2. Pulmones. La respuesta del pulmn es muy rpida y eficaz en trastornos agudos del pH. La respiracin acta en combinacin con el sistema cido carbnico/bicarbonato en la regulacin del pH.

~C~-HC~-+WUna disolucin acuosa es bs:a cuando la concentracin de OH' supera la de H-. Una base es un sustancia capaz de captar los Hliberados por un cido, disminuyendo la acidez del medio. El NH3es una base.

Cuando el pH sanguneo es cido, como se ha explicado anterior-

En condiciones normales el agua pura est muy poco disociada; aun as, se considera una sustancia anftera, ya que puede comportarse como un cido dbil o como una base dbil.

mente, aparece una respuesta de hiperventilacin como mecanismo compensatorio. Cuando el pH es bsico, forzar una mpoventilacin tendra efecto compensatorio.

Lospulmones actan como mecanismo compenstorio siemp~e que un trastorno respiratorio no haya sido la causa de la desviacin del

pH.. 3.2. S!stemas amortiguadores o tampn. 3.2.3. Riones.El mantenimiento del pH es esencial para el correcto funcionamiento del organismo. Rangos depH por debajo de 7 o superiores a7,8pueden provocar la muerte del individuo. Los sistemas amortiguadores o tampn permiten la adicin de ciertas cantidades de H' odeOH' sin alterar significativamente elpH. Son capaces de ceder H+cuando elpH es bsico y captados cuando es cido. Los principales sistemas amortiguadores fisiolgicosson: l. Disoluciones fisiolgicas amortiguadoras. 2. Puhnones.

.

Losriones gracias a sus procesos de ffitraci6n,reabsorcin ysecrecin intervienen en el manteniIiento :delpi.t1Son capacele retener ' eliminar H+y bicarbonato segn las necesidades del organismo.

Ejemplo: Cuando el pH es cido se producen 2 respuestas:

EliminacindeH+.

Lo hacen principalmente

en forma de ion amonioyfosfatod.1bsico:

3. Riones. 3.2.1. Disoluciones fisiolgicas amortiguadoras.l. SISTEMA CIDO CARBNICO-BICARBONATO (HzCO/HC03'). Es el principal sistema amortiguador del plasma (CIR 94, 4). Su eficacia es mxima cuando el pH oscila alrededor de 7,4. Acta en combinacin con la respiracin.

HPO.2-+ H+-

NHz + H+

-

HzPO (fosfalocIibsic.o) NH. + (amonio)

E1in amonio y el fosfato dibsico al eliminarse por l orina la acidifican. . '.Retencin de bicarbonato. Evitan la excrecin renal o lo sintetizan

de novo para que pueda neutralizar el pH.

-107~g.63

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MANUALCT0Enfermeria

"~"~"'oo:.'o,

3.3.

Alteraciones

del equilibrio

cido-base.

la gasomelJaarterial es la pruebadiagnstica en las alterodones del equilibrio cido-base. En eUa podemos analizar los siguientes parmettos:

pH. ElpH normal oscila entre 7.38 Y7,42 (segn otros autores el intervalo de normalidad es mayor, entre 7,35-7.45}(CIR 44). 99.PCO,.. E.c; normal entre 35-45 mmHg.

po.. Sus valores normales estn en tomo a 100mmHg.Cocenrracin de bicarbonato. Es normal entre 21-28 mEq/litro.

ETIOLOGfA.

Hipoventilacin por depresin respiratoria (secundaria a farmacos sedames. ACV).

,.,"

Enfermedades pulmonarcs que cursan con hipercapnia (EPOC).DE COMPENSACiN.

MECANISMOS

".'0'

Pulmonar. Renal:Respuesta ausente.Reabsorcin y sntesis de bicarbonato.

Existen 2 tipos de bicarbonatos: Bicarbonato cstndar. es el que tendra el paciente si su PCO, fuese normal.o

-

ExcrecindeH'.3.3.4. Alcalosis respiratoria.

Bicarbonato actu."1!: s la concentracin absoluta de bicarbonato. e EB (exceso de bases). Es normal entre -2 y +2. Este parmetro es un indiCador metablico del trastorno del pH. Cuando el EB es nega-

tivopued~serpor dos motivos:

'

1. Porque el paciente tiene una acidosis de origen metablico (y 'consume las bases paracompensarla). 2. Porque el paciente tiene una alcalosis de origen X(elque sea) y esta compensndola metablicamente (eliminando bicarbonato). Las alteraciones del pH, acidosis yalcalosis. pueden tener origen metablico o respiratorio.

.'

\, l

GASOMIITRfA.

pH t.pco,.1. (causa). HCO,'.1.(compensacin),

ETIOLOGfA.

Hiperventilacin secundaria a angustia, fiebre. hipoxemia (porejemplo porTEP) (CIR 96, 20).DE COMPENSACiN.

3.3.1. Acidosis metablica (CIR97. 16:CIR98. 42).GASOMETRfA.

'

pH J..pco,.1. (compensacin).HCOJ' .1..

MECANISMOS

Pulmonar:Hipoventilacin en algunos casos.

Renal:Excrecin de bicarbonato. Retencin de H'. Tabla l. Alteraciones del equilibrio cido-base

ETIOLOGfA.

Acumulacin

de dcidos: cetoacidosis

(puede ser causada por una

" Sangre -arteriaf Valores normales Addosls metab6l1ca pH 7.35-7.45.L

.. PCO:z 35-45 mmHg.L

excesiva combustin de grasas debido por ejdmplo a Diabetes Mellilus.ayuno prolongado, etc),acidosis lctica. intoxicacin por salicilatos o metanol. fase terminal de la insuficiencia renal.Prdida de bicarbonato: diarreas importantes, alteraciones de la

',HC03' :!l-28 mEqll.L

funcin renal, drenajes biliares o duodenales.DE COMPENSACIN.

MECANISMOS

. Addosisresplratorl"

Pulmonar.Hipervenilacin. Renal: Eliminacin de H' (acidificacin de la orina). Reabsorcin y sntesis de bicarbonato.

.L

i

H

aguda Alcalosls metab6lica

i

i .!.

i H

'

o

pHt. t.Gi.sOMETRfA.

3.3.2. Alcalosis metablica (CIR00, 48). PCOz t(compensacin). HCOJ:

o-rSplratoria . : aguda "...

:!:1:...

..

Alcalosis . . ..'\-t'T

i

TEMA 4. MEMBRANACELULAR.la membrana celuIaro plasmticaes una fina capa que enwelve ex. ternainente toda ~ superficie celular. separndola del entorno.

ETIOLOGfA.

Prdida de clonros por vmitos. aspiracin nasogsaica. Ingesta excesiva de anticidos solubles (bicarbonato). la hipocloremia y la hipopotasemia favorecen la alca1osis.DE COMPENSACIN.

4.1.

Caractersticas.

MECANISMOS

Pulmonar.Hipoventilacin. Renal: Retencin de H'. Eliminacin de HCOJ'.

Estn formadas mayoritariamente por lpidos y protenas. y enmenorcantidadporglcidos., , ,

Tienen una gran permeabilidad para sustancias liposolubles. debido a su elevada proporcin lipdica. Por esta razn dificultan el paso de sustancias hidrofilicas.Tienen muchas funciones. no son simples estructuras destinadas

a proteger la clula.

3.3.3. Acidosis respiratoria.GASOMETRfA.

4.2. 'Modelo del mosaico fluido.Es un modelo terico que da fundamento a la estructura de la membrana. Este modelo determina que la membrana est formada por:

PCO, (causa). t HCO]'t(compensacin).

pHJ..

-108-

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Bioqumica

,..:.')

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pidos: como fosfolpidos,glucolpidos ycolesteroL Lamayoa de estos son antipticos y se disponen formando una bicapa. Protenas. que se clasifican en: P.lntegrales: atraviesan completamente la membrana. P.Perifricas:unidas dbilmente ala superficiede lamembrana. Glcidos: como son poco liposolubles se sitan. en general. externamente. No se encuentran libres sino unidos a lpidos o a pro-

mayoa de los arninocidos. El transponador suele ser proteico y especfico para cada sustancia. Es un transpone exclusivo de seres vivos.

FadOres que influyen

en la difusin:

liposolubilidad de los solutos. Amayor liposolubilidad mayor di-

tenas.

fusin.Tamaotk losporostk la membrana. ~~:OYpesO mo1eculartklsoluto: son inversamenteproporcioCargaelctrica. En las molculas con carga elctrica (Nao.Cl', Ko, etc) no slo hay que tener en cuenta el factor concentracin sino tambin la diferencia de potencial a travs de la membrana. Un catin tender a moverse hacia un potencial negativo. As pues. el transpone de un in es dependiente del gradiente de concentracin y del gradiente elctrico. El resultado es el gradiente electroqum:co. Viscosidad del disolvente: dificulta la difusin. Temperatura: a mayor temperatura mayor energa cintica tienen las partculas y mayor capacidad de difusin.

G..

.

4.4.2. Transporte activo..".:.

Figura6.

Modelo delmosaicoRuido.

4.3.

Funciones.

Entre sus caractersticas comunes encontramos

que:

No se produce espontneamente.(ATP) (CIR 97. 2).

por tanto. consume energa

.-

Se produce contra gradiente de concentracin.Requiere la presencia dI: un transponador proteico especfico que sea asimtrico (que permita el paso de la sustancia en un solo sentido). Tiende a desigualar las concentraciones, es un transponador

Transpone activo de sustancias poco liposolubles o de alto peso molecular. Esta tarea es realizada por las numerosas protenas de membrana. Difusin pasiva de molculas liposolubles. Actividad enzimtica. Tanto la membrana celular como la membrana de orgnulos subcelulares presentan en su composicin proteica numerosos enzimas que intervienen en muchas rutas metablicas. Comunicacin intercelular. Integracin de seales. En las membranas encontramos receptores celulares. Estos receptores son capaces de unirse a molculas (p.e.hormonas) Ytransmitir as una seal al interior celular.lo que dar como resultado un cambio metablico.

acumulador.Esimprescindible para mantener las concentraciones inicas intracelulares constantes (Cm 95. 12).Es exclusivo de seres vivos.

Ejemplos:Ko Y sale Nao).

.

Bomba tk Na"lKo. Es un cOtranspone de tipo antipone (entra

Transpone activo de glucosa al interior de los enterocitos: la glucosa entra junto con el sodio, (CIR 98. 2). ambos a favor de gradiente. El transporte es activo porque eI'Nao que ha entrado saldr de la clula a travs de la bomba de Nao!K..ENTEROCITO

4.4.

Transporte a travs de membranas.

Se puede clasificar en:(

-o.

4.4.1. Transporte pasivo. Est formado por varios modelos de movimientos de partculas a travs de las membranas. que presentan caracteristicascomunes: Se producen espontneamente. o lo que es lo mismo. no consu-

men energa.No son exclusivos de los seres humanos. tambin tienen lugar en

Glucosa Na+

'

sistemas inanimados. El movimiento de las partculas se realiza a favor de gradiente de concentracin. es decir. desde el punto donde la sustancia que se intercambia est ms concentrada hacia donde lo est menos.

.,

1..

Son transportes equllibradores, ya que tienden a igualar lasconcentraciones del interior! exterior celular.

Figura 7.

Transpo~.Jctivo

d~glucosa.

Encontramos distintos tipos de transpone pasivo: 1. Difusin pasiva: movimiento libre de solutos altamente liposolubles. 2. 6smosis: movimiento del disolvente. 3. Difusin facilitada: es un tipo particular de difusin que precisa un transportador en la membrana celular, aunque no consume energa. Es utilizado por sustancias como la glucosa y la

Transpone activo de aminocidos al interior de los enterocitos durante la absorcin intestinal. Losaminocidos entran a los enterocitos mediante un mecanismo de antiporte con sodio.

4.4.3. Endocitosis.Se refiere a la entrada de sustancias de fonna masiva al interior celular por invaginacin de la membrana.

-109-

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MANUAL CTO EnfermeraTEMA

5. PROTENAS.Introduccin.

5.1.

Las protenas son macromolculas formadas por los elementos biognicos C, H, O, N, S YP.Estos elementos agrupados fonnan los AMINOCIDOS (aa), que son los componentes esenciales de las protenas. Los aa se caracterizan por tener un grupo amino (-NHz) Yun grupo cido (-COOH).Existen 20 aa diferentes, y fruto de su combinacin se constituyen las protenas. Losaa se unen entre s, para formar protenas. mediante enlaces covalente:s (fuertes) denominados PEPTfmcos. Launin de dos o ms aa constituye un P~PTIDO.

7. HonnonaI. Algunas hormonas son de naturaleza proteica (insulina, hormona paratiruidea). 8. Dereceptor. Son protenas situadas en las membrannscelulares que actan como receptores de hormonas, factores de crecimiento, frmacos. 9. Toxina. S~n protenas sintetizadas por algunas bacterias (Difteria,Ttanos, Vibriocholerae).

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5.4.

Estructura.

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5.2.

Clasificacin.

Las protenas pueden clasificarse de muchas formas: 1. Segn el nmero de aa: Ogppptidos:< de 30 aa. Polipptidos:entre30y 100 aa. Prote{nas:>de 100aa. 2. Dependiendo de si contienen, adems de aa,lo que se denomina grupos p~ostticos (glcidos,lpidos, metales, etc) que contribuyen a la actividad funcional de la protena: Holoprote{nas:slo contienen aa. Heteroprote{nas:contienen "dems grupos prostticos. 3. Los aa se clasifican en ESENCIALESy no esenciales dependiendo de si elorganismo hmnano puede o no sintetizarlos. Losesenciales son los que no tenemos capacidad para sintetizar y debemos obtener a travs de la dieta. Decimos que una dieta tiene un alto valor biolgico, cuando tiene un elevado contenido en aa esenciales(CIR!)~).:!:!).

Primaria. Se refiere a la secuencia (orden y tipos) de aa que Constituye el esqueleto covalente. Viene detenninada por la informacin gentica delADN. Secundaria. Hace referencia al ordenamiento espacial de los aa prximos entre s..Los puentes de hidrgeno son los enlaces que estabi1i7.an mayonnente esta estructura. Est:!.estmctura puede ser de dos tipos: Ldmina plegada fJ.dos o ms dominios de la protela se sitan formando un zigzagen sentidoparaIeloo antiparaIelo.Parejem-

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plo,latibrina.

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Hlicea.:la cadena se enroDaalrededor de un cilindro imaginario. Por ejemplo la queratina.

Terciaria. Hace referencia al ordenamiento espacial de aa alejados entre s. Estos plegamientos requieren diferentes tipos de enlaces (mencionados posteriormente). Existen dos tipos de estructura terciaria: EstruCturajibrosa. Las protenas que adoptan esta estructura se denominan FIBROSAS. Suelen tener las siguientes caractersticas: Son muy resistentes.) )

Soninsolublesen agua.Tienen funcin estructural.

5.3.

Funciones.

Elcolgenoes una protenafibrosa.Eslabasedel tejidoconjuntivo.EstruCtura globulosa. Las protenas que adoptan esta estructurase denominan GLOBU LOSAS.Suelen tener las siguientes caractersticas: Son solubles en agua.)

1." Estructural. Fonnan parte de las estructuras biolgicas: membranas celulares, carti1agos yhuesos (colgeno), uas ycabeUo (queno.tina). 2. Catalftica. Las enzimas son protenas que aceleran las reaccionesqumicas. 3. Contrctil. Actina, miosina, tropomiosina. 4. ':'rr.fp.ctora. Anticuerpos (lg), protenas que intervienen en la hemostasiasangunea (libringeno, plasmingeno, factores de la coagulacin, etc) 5. De transporte. De molculas a travs de las membranas celulares o poriasangre (albmina,lipoprotenas, hemoglobina, etc).

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Tienenfuncionesdinmicas: nzimtica, etransporte,hor- . e d"

monaI. Son protenas globtilosasla mayora de enzimas, los anticuerpos, la albmina, la hemoglobina.

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Cuaternaria. Define la relacin que presentan las diferentes cadenas de una pro~ela polimrica (formada por ms de una subu-

nidad).Lasestructuras terciaria y cuaternariason posibles gracias al establecimiento de diferentes tipos de enlaces: puente de S (enlace covalente), uniones eIectrostticas, puentes de hidrgeno, etc. La DESNATURAllZACIN consiste en la rotura de los enlaces intennolecuIares de his protelas que confi~ la estructwasecundaria y terciaria. Consecuentemente estas pierden su funcin. Hay diferentes causas de desnaturalizacin: aumento de la temperatura, variacionesdel pH. etc. ",-

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TEMA6. ENZIMAS.Las enzimas son protelas que actan como catalizadores de diversas reacciones qunicas, es decir, aceleran las reacciones que tienen lugar en el organismo. Las enzimas actan disminuyendo la energa de activacin, que es la energa necesaria para que se produzca una reaccin. La mayora de enzimas requieren la presencia de otras molculas para su actuacin, los Uamados cofactores: Podemos diferenciar dos.

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Figura 8.

Estructvra de la hemoglobina.

6. De reserva. Ferritina (reserva de Fe celular).

tiposdecofactores:

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Bioqumica

Inorgnicos:Fe", Mn",Zo". Orgnicos: rocedendevitaminas.Algunos p ejemplossonelNAD', FAD". stostambin se denominan coenzimas. E Tipos de reacciones.

6.1.

Las reacciones bioqumicas se dividen en dos grandes grupos, desde un punto de vista energtico: 1. EXERGNlCAS.Son reacciones que desprenden energfa.los productos (Cy D) son menos energticos que los substratos (Ay B).

2. pH. Cada enzima tiene un pH en el cual lavelocidad de reaccin es mxima. Variaciones en este pH pueden desnaturalizarlos. 3. CONCENTRACNDE ENZIMA.Amayor concentracin deenzima mayor velocidad de reaccin. 4. CONCENTRACN DESUBSTRATO. mayor concentracin de A substrato mayor velocidad de reaccin, pero hasta el lmite en que las enzimas estn satUradas y la reaccin no puede crecer ms (Figura 7). 5. INHIBION ENZIMTICA. uede ser de 2 tipos: P a. Irrevemole: el inh1bidorenzimtico bloquea el centro activo de la enzima alterando su actividad de forma irreversible. Lareaccin no podr volver a rea1izazsehasta que se sinteticen nuevas enzimas.(Saturaci6n enzImidca) ~

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A + B--'" e + D + Energa2. ENDERGNICAS.Son reacciones que requieren aporte de energa para desarrollaISe. En este caso,los productos son ms energticos que los substratos.