QUIMICA BIOLOGICAMoléculas Biológicas - Estructura química

Interacciones entre moléculas

Síntesis y degradación celular de las moléculas

Conservación y utilización de la energía en las células

Mecanismos regulatorios

Informacion génica y su papel en la síntesis de proteínas

COMPUESTOS CONSTITUYENTES DE LA MATERIA VIVA

• AGUA

• SOLIDOS

• MINERALES

• IONES EN SOLUCION

• HIDRATOS DE CARBONO

• LIPIDOS

• PROTEINAS

• ACIDOS NUCLEICOS

INORGANICOS

ORGANICOS

VITAMINAS

HORMONAS

PIGMENTOS

BIOELEMENTOS

• ELEMENTOS PRIMARIOS

• ELEMENTOS SECUNDARIOS (Macroelementos)

• OLIGOELEMENTOS (Microelementos)

• ELECTROLITOS

O, C, H,N,

Ca, P, S, Mg

Fe, F, Cu, I, MnZn, Co, Mo, Se,

Cr y Si

Na+, Cl+, K+,

BIOMOLECULAS

MOLECULAS SIMPLES

MACROMOLECULAS

•AMINOACIDOS

•NUCLEOTIDOS

•MONOSACARIDOS

•ACIDOS GRASOS

•PROTEINAS

•ACIDOS NUCLEICOS

•POLISACARIDOS

•LIPIDOS

BUENA NUTRICION

BUENA SALUD

PREVENCION DE ENFERMEDADES

Enfermedades crónicas

Enfermedades Degenerativas

mortalidad Materna-infantil

Infecciones(HIV)

NUTRIENTES

CLASIFICACION DE LOS NUTRIENTES

• H. DE CARBONOH. DE CARBONO

• PROTEINASPROTEINAS

• LIPIDOSLIPIDOS

• VITAMINASVITAMINAS

• MINERALESMINERALES

• OLIGOELEMENTOSOLIGOELEMENTOS

MACRONUTRIENTES MICRONUTRIENTES

NUTRICION-METABOLISMO

ALIMENTO

NUTRICION CELULAR

BIOSINTESIS Y DEGRADACION

DIGESTIONDIGESTION

ABSORCIONABSORCION

MACROMOLECULAS

METABOLISMO

COMO ORDENAREMOS NUESTRO ESTUDIO PARA ABORDAR LOS CONOCIMIENTOS DE

LAS VIAS METABOLICAS ??

VITAMINAS

MINERALES

ENZIMAS

ENERG I A

ATP

VIAS METABOLICAS

NUTRIENTES

• MACRONUTRIENTES.

Grasas, Carbohidratos y Proteínas

• MICRONUTRIENTES.

Vitaminas y los Minerales

VITAMINAS VITAMINAS

Nuestro organismo no las sintetiza ó su síntesis es deficiente

Necesarias para el crecimiento, desarrollo, mantenimiento de la energía y bienestar general

Participan activamente del metabolismo de nutrientes, síntesis de hormonas, neurotransmisores, y como cofactores enzimáticos

Sus deficiencias condicionan la aparición de enfermedades

Son microSon micronutrientes orgánicos esenciales para el nutrientes orgánicos esenciales para el organismo presentes en pequeñas cantidades en los organismo presentes en pequeñas cantidades en los

alimentosalimentos

VITAMINAS: Son aportadas como tal por la dieta

PROVITAMINAS: Precursores sin actividad vitamínica, su metabolismo da origen a la vitamina activa

ANTIVITAMINAS: No tienen actividad

vitamínica, compiten con ellas en los sistemas

enzimáticos.

AVITAMINOSIS

Mala alimentación

Alto consumo alimentos que han perdido las vitaminas durante su manipulación ó conservación

Absorción intestinal deficiente

Aumento de los requirimientos vitamínicos

Exceso desequilibrados de la dieta

NECESIDADES VITAMINICAS

• Edad, sexo, peso, talla

• Estado fisiológico (embarazo y lactancia)

• Personas hospitalizadas por largo tiempo

• Tratamientos prolongados con antibióticos

• Después de un traumatismo, quemadura, transplante

Una alimentación variada permite que estén disponibles en cantidad suficiente sin necesidad de tomar complejos vitamínicos extras.

FUNCIONES DE LAS VITAMINAS FUNCIONES DE LAS VITAMINAS

• Regulan procesos CELULARESRegulan procesos CELULARES

• Actúan como coenzimas o grupo prostético Actúan como coenzimas o grupo prostético de las ENZIMAS.de las ENZIMAS.

• ANTIOXIDANTESANTIOXIDANTES

• Están implicadas en los procesos de Están implicadas en los procesos de CRECIMIENTO y DIFERENCIACION CRECIMIENTO y DIFERENCIACION CELULARCELULAR

CLASIFICACION DE LAS VITAMINAS SEGÚN SU SOLUBILIDAD

HIDROSOLUBLES•No se acumulan en el organismo•Se disuelven en agua•Se eliminan rápidamente•Es preciso aportarlas diariamente

LIPOSOLUBLES•Se acumulan en el organismo•No se disuelven en agua•Se almacenan en hígado y tejido graso

VIT C – COMPLEJO B B1 – B2 – B3 – B6 – B12 – BIOTINA AC. PANTOTENICO - AC. FOLICO

A D E K

Aceites , lacteos y derivados y huevo

Carnes, vísceras, huevo, leche, legumbres, cereales, levaduras, Frutos frescos y secos, Cítricos , vegetales de hojas verdes

A, D, E, K

ALMACENAMIENTO

Quilomicrones

Se emulsionan con lipidos y sales biliares

V

Absorción

IntestinalA y D

HIGADO

Vitaminas liposolubles

Vitaminas E (TOCOFEROL)

ALMACENAMIENTO

TEJIDO ADIPOSO

E

VITAMINA A

Crecimiento y Diferenciación de células epiteliales

Visión y adaptación Luz-Oscuridad

Antioxidante

AR

ROL

-CAROTENOC

RAL

Formas activas de la vitamina A

FUENTES DE VITAMINA A

• VEGETALES: Carotenoides Espinaca, Acelga, Zanahorias, Zapallo, Batata, Tomate,

Durazno, Damasco, Maíz amarillo

• ANIMALES: Esterificada c/ AG de c.larga Hígado, Leche, manteca, Huevo, Riñón,

Músculo. Peces:Hígado de tiburón y bacalao

METABOLISMO VITAMINA A

ESTERES

ROL,AR

PFR+ROL+Prealbúmina

CELULA BLANCO

NUCLEO

PCFAR-ROLPCFAR-ROL

PCFR-ARPCFR-AR

ARROL

BASTONCILLOS EN RETINA

RODOPSINARODOPSINAOPSINA + 11-CIS-RAL

RETINAL TODO TRANS

11-CIS RETINALLUZ

VISION NOCTURNA

VISION COLORES

ACIDO RETINOICORETINOL

VISION

SINTESIS DE GLICOPROTEINAS

MANTENIMIENTO DE LOS EPITELIOS

NECESIDADES DIARIAS DE VITAMINA A

• Adulto Normal: 1000 UI (=1 mg.retinol/día)• Mujeres en lactancia 1.500 UI• 1° Año de vida: 400 UI• 1-10 años: 400-700 UI

Unidades Internacionales (UI) = 1 g retinal todo trans ó

6 g de -caroteno

AVITAMINOSIS

HIPERVITAMINOSIS

Piel, membranas de mucosa y pérdida del cabello

Grave

Ceguera nocturna

VITAMINA DVITAMINA D

Esencial para el crecimiento y desarrollo normal Esencial para el crecimiento y desarrollo normal de los huesosde los huesos

10 a 15 minutos de exposición al sol bastan para 10 a 15 minutos de exposición al sol bastan para sintetizarla a nivel de la pielsintetizarla a nivel de la piel

Participa en la absorción del calcio y fósforoParticipa en la absorción del calcio y fósforo Ayuda al sistema inmunológicoAyuda al sistema inmunológico

ESTRUCTURA QUIMICA DE VITAMINA D

• Es un derivado del colesterol, no está presente en las plantas

• Dieta: Aceites de hígado de pescado (colecalciferol), Leche y yema de huevo

• Síntesis endógena (luz solar sobre la piel)

FUENTES DE VIT.D y NECESIDADES DIARIAS

No hay recomendación de requerimiento diario porque es sintetizada por el organismo

VEGETALES

Formas activas de la vitamina D y su función

COLECALCIFEROL ó Calciol

1, 25-dihidroxiCC ó Calcitriol

COLESTEROL

UV

HOMEOSTASIS DEL CALCIO

Avitaminosis: RAQUITISMO

OSTEOMALACIA

HORMONA

ACCION HORMONAL DE LA Vitamina D

INTESTINO

RIÑ

ON

Sangre circulante

CC

25-HO.CCl

Captación Ca++

HUESOResorción Osea

Piel7-DHCOLESTEROL COLECALCIFEROL

UV

25-HO.CCl

1,25-HO.CCl

CELULA DIANA

NUCLEO

H-R

ARNmenzimas

Resorción ósea

osteoclastos

1,25-D3

VITAMINA E (Tocoferoles)VITAMINA E (Tocoferoles)

Potente antioxidante Potente antioxidante

Evita la propagación de las reacciones de peroxidación

Interviene en los procesos inflamatoriosInterviene en los procesos inflamatorios

Componente de las membranas celulares Componente de las membranas celulares donde puede reaccionar contra los donde puede reaccionar contra los radicales libresradicales libres

METABOLISMO DE LA VIT. E

INTESTINO

TOCOFEROLES + BILIS

+ LIPIDOS

QUILOMICRONES

LPP

CELULA BLANCO

TF

TF OX

BILIS

MODO DE ACCION DEL -TOCOFEROL

O

HO

HO

Anillo benzoquinona y una cadena fitilo

Acidos grasos

poliinsaturados

Radical peróxido AG

Ac. G. poliinsat.

regenerados

Radicales del oxígeno

Vit.E

Radical tocoferilo

Requerimientos diarios:

FUENTES DE VIT.E y NECESIDADES DIARIAS

Aceites vegetales

Nueces

Vegetales verdes

En pequeña proporción: Carnes, manteca, Leche

Adulto 10-15 mg/día -tocoferol

Embarazada y en lactancia 20 mg/día -tocoferol

Lactante 5 mg/día -tocoferol

DISPONIBILIDAD DE VITAMINA E

AVITAMINOSIS:

•Produce cierta fragilidad en los GLÓBULOS ROJOSGLÓBULOS ROJOS..•En recién nacidos prematuros se observa deficiencia de esta vitamina, lo que provoca anemia, trombosis, edema, reticulocitosis.

HIPERVITAMINOSIS:No se han observado efectos tóxicos.

VITAMINA K (Antihemorrágica)VITAMINA K (Antihemorrágica)

• Se sintetiza en el organismo, en el tracto Se sintetiza en el organismo, en el tracto intestinal, por bacterias intestinalesintestinal, por bacterias intestinales

• Interviene en el proceso de coagulación: Interviene en el proceso de coagulación: Activando factores de coagulaciónActivando factores de coagulación

• CoenzimaCoenzima en reacciones de carboxilación en reacciones de carboxilación

• Su acción es inhibida competitivamente por Su acción es inhibida competitivamente por anticoagulantes (antagonistas)anticoagulantes (antagonistas)

VITAMINA K FILOQUINONA

Bacterias Intestinales

De la porción distal de intestino delgado y del colon

Coles, lechuga, repollo, hígado y carne de ternera

Adultos: 65-80 g/d

Lactantes: 1-2 mg.

1,4 Naftoquinona

RESUMEN DE LAS VITAMINAS LIPOSOLUBLES

• A excepción de la Vitamina D, se encuentran en alimentos vegetales y animales en distinta proporción

• La avitaminosis se produce generalmente por mala absorción de lípidos o disminución en la excreción de bilis

• Pueden almacenarse en los tejidos algunas por 2-3 años

• Pueden generar hipervitaminosis o intoxicación

VITAMINAS HIDROSOLUBLES VITAMINAS HIDROSOLUBLES

Vitamina C, Vitaminas del Complejo B: Vitamina C, Vitaminas del Complejo B: B12, B2, B6, niacina, ácido fólico, B12, B2, B6, niacina, ácido fólico,

biotina y ác. Pantoténico.biotina y ác. Pantoténico.

• No se acumulan en el cuerpo.No se acumulan en el cuerpo.

• Se transportan en la sangre unidas a Se transportan en la sangre unidas a proteínas plasmáticas.proteínas plasmáticas.

• Regulan los procesos que producen Regulan los procesos que producen energía metabólica.energía metabólica.

Vitamina Coenzima FunciónB1 Tiamina Tiamina Pirofosfato Descarboxilación oxidativaB2 Riboflavina FAD, FMN Oxido- reducciónB3 Niacina NAD, NADP Oxido reducciónB5 Ac Pantoténico Coenzima A Transferencia de grupos acilB6 Piridoxal Piridoxal fosfato TransanminaciónBiotina biotinil CarboxilaciónAcido fólico Tetra hidrofolato Transferencia de unidades

de un carbonoB12 Cianocobalamina Metilación

Funciones de las Vitaminas del Funciones de las Vitaminas del complejo Bcomplejo B

NIACINA O VITAMINA B3RIBOFLAVINA O VITAMINA B2

Riboflavina

FAD (FMN)

+

R │

│H

Nicotinamida

NAD (NADP)•Intervienen como cofactor enzimático en el metabolismo energético de macronutrientes

FUNCIONES FUENTES DE NIACINA y NECESIDADES

DIARIAS

Requerimientos diarios

Hombres: 12,0 mg/ día

Mujeres: 11 mg. / día

Cereales integrales

Carne

Pescado

Triptofano

Avitaminosis: Pelagra

DermatitisDiarrea

Demencia

FUNCIONES FUENTES DE RIBOFLAVINA y

NECESIDADES DIARIAS

Requerimientos diarios Hombres: 1, 1 mg/ día

Mujeres: 0,9 mg. / día

Leche

Huevo

Higado

(Se destruye por luz UV)

Coenzima A (CoA-SH)

ACIDO PANTOTENICO O VIT B5

CONSTITUYENTE DE LA COENZIMA A

Metabolismo energéticoMetabolismo energéticoTransferencia de grupos acetilosTransferencia de grupos acetilosSíntesis de colesterolSíntesis de colesterol

Residuo de Ac. pantoténico

Mayoría de los Alimentos.

> Huevo, Hígado y Levadura

Requerimiento nutricional

4-6 mg/d

AvitaminosisAvitaminosis: Atrofia del nervio óptico : Atrofia del nervio óptico

FUENTES DE ACIDO PANTOTENICO

TIAMINA O VITAMINA B1

TIAMINA

Pirofosfato de Tiamina

ATP

AMP

Avitaminosis: Beri Beri

Requerimiento nutricional: 0,9-1 mg/d

Fuentes de obtención

Cereales integrales

Higado y carne de Cerdo

Levadura

Productos Lácteos

Legumbres

PIRIDOXINA O VIT B6

Fosfato de Piridoxal

FUNCION. ES UNA COENZIMA DE ENZIMAS QUE INTERVIENEN EN EL METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS

Fuentes de obtención

Cereales integrales

Carne

Pescado

Aves

Requerimientos nutricionales: 20 g/g proteínas

Adultos 1,1 mg/d

>50 años 1,5-1,7 mg/d

Mujeres embarazas y en lactancia 1,9-2,0 mg/d

Niños 0,5-0,6 mg/d

Avitaminosis: Muy raras

Hipervitaminosis Tóxicas

Nivel máximo: 100 mg/d

Neuropatías

BIOTINA O VITAMINA H

FUNCIONFUNCION

ACTÚA COMO COENZIMA COENZIMA DE

REACCIONES DE CARBOXILACIÓN Y

TRANSFERENCIA DE GRUPOS ACILO

D-Biotina

Fuentes de obtención BIOTINA

Bacterias Intestinales

Leche

Yema de huevo

Levaduras

Nueces

Clara de huevo cruda inhibe su absorción

REQUERIMIENTO

30 g/día

METABOLISMO DE BIOTINA

INTESTINO

TRANSPORTE ACTIVO Na+

NH2 LISINA ENZ

COO BIOTINA

Reac. enzimática

Sangre: Forma libre o unida a proteinas

ACIDO FOLICOACIDO FOLICO

• Producción de glóbulos rojos junto con la vitamina B12

• Síntesis de ADN que controla los factores genéticos

• Formación del tubo neural del bebe en las primeras semanas de gestación

• En la maduración de glóbulos rojos

ACIDO FOLICO

FUNCION

FORMA PARTE DEL ÁCIDO TETRAHIDROFÓLICO,

(COENZIMA DE REACCIONES DE

TRANSFERENCIA DE RESTOS DE UN CARBONO

Fuentes de obtención

Vegetales verdes

Higado

Cereales Integrales

Requerimientos diarios : 200 g/día

VITAMINA B12VITAMINA B12

• Transportador de grupos Metilos

• Necesita unirse al factor extrínseco para poder absorberse en íleon

• Se transporta unida a una proteína (Transcobalamina II)

• Se almacena en hígado

• Colabora en el metabolismo energético: Degradación de Acidos Grasos de número impar de átomos de carbono

VITAMINA B12 O COBALAMINA

FUNCION: Coenzima de enzimas

• Conversión de homocisteína a metionina

• Oxidación de ácidos grasos de n° impar de átomos de C

Formas activa de la Vitamina B12

•Desoxicobalamina (Coenzima B12) (CBA)

•Metilcobalamina (MeCBA)

METIONINA

HOMOCISTEÍNA

CH3 SÍNTESIS DE COMPUESTOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA

Acción de B12 sobre transporte de grupos metilos

Metil-FH4

FH4B12

METABOLISMO DE LA COBALAMINA

CBA-CoMe-CBA

CELULA BLANCO

Haptocorrina

Proteasas

FI

B12

ILEONPTCBA

CITOSOL

MITOCONDRIA

ALMACENAMIENTO

RECEPTORES

AVITAMINOSIS AVITAMINOSIS

Acumulación de AG de cadena impar

Déficit de ácido fólico

Anemia perniciosa

Requerimientos diarios

Adultos: 0,9-1,0 g/d

Ancianos: 2-4

Embarazadas 2,6

VITAMINA C: ACIDO ASCORBICO

• Cofactor de Varias Enzimas de hidroxilaciónCofactor de Varias Enzimas de hidroxilación

• Desempeña un papel fundamental en la Desempeña un papel fundamental en la cicatrización de heridas por su participación cicatrización de heridas por su participación en la síntesis de colágeno en la síntesis de colágeno

• Función Función Antioxidante y además protege a otros antioxidantes (Vit A y E)

• Agente Reductor: Reducción de Fe para su absorción intestinal.(Fe+++ a Fe++)

ACIDO ASCORBICO ó VITAMINA C

Acido Ascórbico

Fuentes de obtenciónGrosellaPimiento verdeKiwiLimónColiflorNaranjaTomateMelón

Requerimiento diario

60 mg/día

Embarazadas 80 y en lactancia 115

AVITAMINOSIS ESCORBUTO

Cálculos renales Diarrea

HIPERVITAMINOSIS

>2000 mg/d

RESUMEN DE LAS VITAMINAS HIDROSOLUBLES

• Se encuentran en alimentos de origen Vegetal y Animal a excepción de la B12 que solo en estos últimos.

• Son solubles en agua por lo que se absorben y se transportan unidos a proteínas

• No se almacenan en los tejidos por mucho tiempo a excepción de la Vitamina B12

• Se excretan por orina ó heces

• La mayoría está formando parte de Coenzimas que actúan en el metabolismo energético

AVITAMINOSIS

COBALAMINA

ESCORBUTO

Cambios patológicos y tendencia a hemorragias en dientes y encías

RAQUITISMO

Deficiencias en el crecimiento del hueso

Piernas arqueadas y articulaciones ensanchadas

BERI BERI Deterioro del sistema nervioso y circulatorio, edema.

PELAGRA

Hinchazón lengua, dermatitis, trastornos neurológicos y gastrointestinales,

ANEMIA MEGALOBLASTICA

Eritrocitos grandes, anómalos e inmaduros

VITAMINA D

TIAMINA (B1)

VITAMINA C

NIACINA (B3)

ALIMENTOS SANOS Y VARIADOS FAVORECEN UN ESTADO DE BUENA SALUD

BIBLIOGRAFIA

• “Nutrición”-Texto y Atlas –Autores: Biesalski.Grimm- Ed. Panamericana-Año 2007

• “Química Biológica”- Autor: Antonio blanco- Editorial El Ateneo-Reimpresión 8° edic.-2007

• “Lo Esencial en metabolismo y Nutrición”-Cursos Crash de Mosby- Autor: Sarah Benyon-Ed. Harcourt Brace- 1°Ed. 1998