REB Balsas Lipidicas

ISSN-1665-1995

REVISTADE EDUCACIN BIOQUMICA

rgano de informacin de laAsociacin Mexicana de

Profesores de Bioqumica, A.C.

Departamento de BioqumicaFacultad de Medicina

UNAMFacultad de Medicina

UNAM

EDITADO DESDE 1982 COMO BOLETN DE EDUCACIN BIOQUMICA

VOL. 29 No. 4 DICIEMBRE 2010

Sociedad Mexicana deBioqumica, A.C.

COMIT EDITORIAL

EDITOR EN JEFE

JOS VCTOR CALDERN SALINASDepartamento de BioqumicaCentro de Investigacin y de Estudios Avanzados

EDITORES MARCO ANTONIO JUREZ OROPEZAFacultad de MedicinaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

MINA KNIGSBERG FAINSTEINDivisin de Ciencias Biolgicas y de la SaludUniversidad Autnoma Metropolitana-Iztapalapa

LEONOR FERNNDEZ RIVERA ROFacultad de MedicinaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

GRACIELA MEZA RUIZInstituto de Fisiologa CelularUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

ROCO SALCEDA SACANELLESInstituto de Fisiologa CelularUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

YOLANDA SALDAA BALMORIFacultad de MedicinaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

ANA CECILIA ZAZUETA MENDIZBALDepartamento de BioqumicaInstituto Nacional de Cardiologa Dr. Ignacio Chvez

ALEJANDRO ZENTELLA DEHESAInstituto de Investigaciones Biomdicas, UNAM eInstituto Nacional de Ciencias Mdicas y Nutricin Salvador Zubirn

ASISTENTE EDITORIAL

MARIVEL ROJAS GARCAFacultad de MedicinaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

EDITORES FUNDADORES

GUILLERMO CARVAJAL SANDOVALInstituto Nacional de Enfermedades Respiratorias e Instituto Politcnico Nacional

JESS MANUEL LEN CZARESFacultad de Ciencias Naturales Universidad Autnoma de Quertaro

ENRIQUE PIA GARZAFacultad de MedicinaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

YOLANDA SALDAA BALMORIFacultad de MedicinaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

SERGIO SNCHEZ ESQUIVELInstituto de Investigaciones BiomdicasUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

kk

CORRESPONSALESROCO SALCEDA SACANELLESCoordinadoraInstituto de Fisiologa CelularUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

JORGE LUIS RICO PREZFacultad de Estudios Superiores CuautitlnUniversidad Nacional Autnoma de Mxico

CARLOS CERVANTES VEGAInstituto de Investigaciones Qumico BiolgicasUniversidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo

JOS CARLOS GARCA PIEIROFacultad de Ciencias Bsicas Victoria de GirnInstituto Superior de Ciencias Mdicas. La Habana, Cuba

ALEJANDRO MARTNEZ MARTNEZ Instituto de Ciencias BiomdicasUniversidad Autnoma de Ciudad Jurez, Chihuahua

MYRNA SABANERO LPEZInstituto de Investigacin en Biologa ExperimentalFacultad de Ciencias Qumicas, Universidad de Guanajuato

SERGIO SNCHEZ-ARMSS ACUADepartamento de Fisiologa y FarmacologaFacultad de Medicina, Universidad Autnoma de San Luis Potos

MARTHA ANGLICA QUINTANAR ESCORZADepartamento de Bioqumica Facultad de Medicina Humana, Universidad Jurez del Estado de Durango

MARA MALDONADO VEGADepartamento de Investigacin. Centro de Innovacin Aplicada en Tecnologas Competitivas, AC. Len, Gto., Mexico

3XEOLFDFLyQLQFOXLGDSRUHO&HQWURGH,QIRUPDFLyQ&LHQWtFD\+XPDQtVWLFDGHOD8QLYHUVLGDG1DFLRQDO$XWyQRPDde Mxico en la base de datos Peridica, Iresie, Redalyc y Latindex.

(OFRQWHQLGRGHORVDUWtFXORV\ODVRSLQLRQHVH[SUHVDGDVHQHOORVVRQUHVSRQVDELOLGDGGHORVDXWRUHV\QRUHHMDQnecesariamente las del Comit Editorial.

REVISTA DE EDUCACIN BIOQUMICA (REB), publicacin trimestral. La presentacin y disposicin en conjunto y de cada pgina de la Revista de Educacin Bioqumica son propiedad del editor. Derechos reservados Asociacin Mexicana de Profesores de Bioqumica, A.C. Queda estrictamente prohibida la reproduccin parcial o total por cualquier sistema o mtodo mecnico o HOHFWUyQLFRVLQDXWRUL]DFLyQSRUHVFULWRGHOHGLWRU&HUWLFDGRVGH/LFLWXGGH7tWXOR/LFLWXGGH&RQWHQLGRH[SHGLHQWH1R5HVHUYDDOWtWXORHQ'HUHFKRVGH$XWRU1R,6615HVHUYDGHWtWXORHQ'HUHFKRVGH$XWRUSDUDSXEOLFDFLyQHOHFWUyQLFD1R,661'LVHxR&HOLD9LUJLQLD6iQFKH]0H]D81$0'HSDUWDPHQWRGH%LRTXtPLFD\)DFXOWDGGH0HGLFLQD'LVWULEXFLyQHOHFWUyQLFD3URJUDPD8QLYHUVLWDULRGH,QYHVWLJDFLyQHQ6DOXG38,681$0KWWSFRPSXWRVLGXQDPP[%LRTXLPLFDRELHQKWWSZZZSXLVXQDPP[&RUUHV-SRQGHQFLD&RPLWp(GLWRULDO$SDUWDGR3RVWDO&R\RDFiQ&30p[LFR')&RUUHRHOHFWUyQLFRUHE#ETXQDPP[

REB 2010 Vol 29 Nm. 4 Diciembre 2010

CONTENIDO

COMIT EDITORIAL

EDITORIAL

POR UNA DIVULGACIN CIENTFICA SIN AMARILLISMOGraciela Meza Ruz....................................109

ARTCULOS

IMPORTANCIA DE LA GRASA PARA LA SUPERVIVENCIA EN EL AYUNO, VISTA A TRAVS DE UNA ENZIMOPATAAurelio Mendoza Medelln......................111

LA INTERNET COMO RECURSO DIDCTICO PARA LA ENSEANZA Y EL APRENDIZAJE DE LA BIOLOGAJavier Gutirrez-Jimnez,Mara Adelina Schlie-Guzmn,Lorena Mercedes Luna-Cazres, Daniel Daz-Prez y Dolores Guadalupe Vidal-Lpez..............120

LA MEMBRANA PLASMTICA: MODELOS, BALSAS Y SEALIZACINUlises Meza, Ana Catalina Romero-Mndez, Yamhilette Licn y Sergio Snchez-Armss..........................125

OTRAS COMUNICACIONES

CRUCIBIOQENZIMAS: LIGASASYolanda Saldaa Balmori.......................135

CONVOCATORIA DE LA ASOCIACIN MEXICANA DE PROFESORES DE BIOQUMICA, A. C...............................137

SOLUCIN AL CRUCIBIOQENZIMAS: LIGASASYolanda Saldaa Balmori.......................138

NDICE ANUAL DE LA REVISTA DE EDUCACIN BIOQUMICA 2010.............139

INSTRUCCIONES PARA LOS COLABORADORES DE LA REVISTA DE EDUCACIN BIOQUMICA....................142

/DGLYXOJDFLyQFLHQWtFDHVXQDQHFHVLGDGDFWXDO\SUHWHQGHFRPXQLFDU ORVDYDQFHVGHOTXHKDFHUFLHQWtFRRGHDOJXQDRWUDGLVFLSOLQDDWLVEDGDFRQULJRUFLHQWtFRDODSREODFLyQHQJHQHUDORSDUDTXHHVWXGLDQWHVGRFHQWHVHLQYHVWLJDGRUHVHQULTXH]-FDQ VX DFHUER GH FRQRFLPLHQWRV H[DPLQDQGR HOiUHDGHWUDEDMRGHLQYHVWLJDFLyQGHFDGDXQRGHORVHVSHFLDOLVWDV(QJHQHUDOVHLQYLWDDORVH[SHUWRVDQDUUDUVXVH[SHULHQFLDVHQWpUPLQRVVHQFLOORVDPHQXGRFRORTXLDOHVFRPSUHQVLEOHVSDUDXQPD-\RUQ~PHURGHSHUVRQDVFRQXQDFXOWXUDJHQHUDOOLPLWDGD1DGLHGLFHTXHDIXHU]DGHVHUVHQFLOORWHQGUtDTXHVHUFRQIXVRRVLQSURIXQGLGDGHV 'HODVGLVWLQWDVPDQHUDVGHSHUFLELUHOPXQGRODPDVFRQDEOHHVODFLHQWtFDSRUTXHHVWiED-VDGDHQKHFKRVFRPSUREDGRV/DVDVHYHUDFLRQHVFLHQWtFDVVRQHOUHVXOWDGRGHGLVFXVLRQHVULJXURVDVHQWUHORVSDUHVXWLOL]DQGRDUJXPHQWRVVXVWHQWDGRVHQKDOOD]JRVSUHYLRV(VREOLJDFLyQGHORVFLHQWt-FRVGHVFULELUHVWRVFRQFHSWRVGHDFXHUGRFRQODWHFQRORJtDXWLOL]DGD\DFWXDOL]DUORVGHDFXHUGRDODYDQFHGHODPLVPDSRUORTXHXQPLVPRWHPDHVWUDWDGRXQD\RWUDYH]GHFRQIRUPLGDGFRQORVDYDQFHVFURQROyJLFRV /DSURPRFLyQGHODFXOWXUDFLHQWtFDHVLQGLV-SHQVDEOH\VXGLYXOJDFLyQVHKDLQFUHPHQWDGRHQIRUPDH[SRQHQFLDO$VtFRPRDUPDPRVTXHXQSDtVVLQFLHQFLDQRWLHQHQLQJXQDRSRUWXQLGDGGHVDOLUDGHODQWHWDPELpQVRVWHQHPRVTXHWLHQHTXHGDUODDFRQRFHUVyORTXHDYHFHVXWLOL]DPHWRGROR-JtDSDUDVXGLYXOJDFLyQTXHQRHVQHFHVDULDPHQWHODFRUUHFWD $HVWHUHVSHFWRHVWiGHPRGDPH]FODUWpUPLQRVUHOLJLRVRV FRQGDWRV FLHQWtFRV R DOPHQRVTXHWLHQHQTXHYHUFRQODFLHQFLDyGLVFLSOLQDVDQHV(VWDSUiFWLFDHVXQDEXUGDFRSLDGHDFWLYLGDGHVSXEOLFLWDULDVFRQWpFQLFDVGHPHUFDGRPHUFDGR-WHFQLDDYHFHVDPDULOOLVWDVXVDGDVSDUDDWUDSDUODDWHQFLyQGHXQJUDQQ~PHURGHOHFWRUHVLQFDX-WRV\KDFHUOHVFUHHUTXHUHFLELUiQLQIRUPDFLyQGHSULPHUDOtQHDHQWpUPLQRVFLHQWtFRVGHDOJXQRVPLVWHULRVTXHWRGDYtDSHUPDQHFHQGHVFRQRFLGRV3RU HMHPSOR OOHJy DPLVPDQRV HO WtWXOR GH XQUHFLHQWHOLEURGH-RVp/XLV7UXHEDUHODFLRQDGRFRQORVFHQWHQDULRVTXHFHOHEUDPRVHQHO\TXHWUDWDVREUH0LJXHO0LUDPyQSHUVRQDMHKLVWyULFRPX\GHVSUHVWLJLDGRSRUVXDVRFLDFLyQFRQODOOHJDGD

GH0D[LPLOLDQRLQWLWXODGR/DGHUURWDGHGLRV (ODXWRUDFODUDTXHVHWRPyODOLEHUWDGGHDVtWLWXODUVXOLEURHQYH]GH/D'HUURWDGHODLJOHVLD\GHOFDWROLFLVPRPLOLWDQWHGHOVLJOR;,;HQ0p[LFR SRU-TXHHUDXQWtWXORPX\ODUJRSHURPDVELHQFUHRTXHIXHSRUVHJXLUODFRQWURYHUVLDFDGDYH]PiVDFHQGUDGDHQWUHORVFRQFHSWRVFLHQFLD\UHOLJLyQ 1XQFD KXER RSRVLFLyQ HQWUH IH \ UD]yQ SHURVLHPSUHKDKDELGRRSRVLFLyQHQWUHORTXHDUPDQSHUVRQDV FRQ XQD IRUPDFLyQ FLHQWtFD D YHFHVWDPELpQOODPDGDIHFLHQWLVWD\ORTXHGHHQGHQSHUVRQDVFRQDQWHFHGHQWHVUHOLJLRVRVIHUHOLJLRVD /DOLWHUDWXUDHVWiOOHQDGHIUDVHVDFXxDGDVHQHOSDVDGRSDUDGDUDFRQRFHUDGHODQWRVWHFQROyJLFRVTXHSHUPLWLHURQHQWHQGHUPiVDODPDWHULDYLYD(QHVSHFLDOKDQVLGRH[LWRVDVDOJXQDVFRQXQDFRQ-QRWDFLyQUHOLJLRVDSRUHMHPSORHOGRJPDFHQWUDOGRJPDFUHHQFLDLQGLYLGXDORFROHFWLYDQRVXMHWDDQLQJXQDSUXHEDGHYHUDFLGDGUHULpQGRVHDODDVRFLDFLyQHQWUH$'1 $51 3URWHtQDTXHGHVSXpVIXHUHIXWDGRSRUTXHWDPELpQHVUHYHUVLEOH 7DPELpQVHKDXVDGRPXFKR ODIUDVH-XJDQ-GRDVHU'LRVSOD\LQJ*RGORPLVPRTXHHOSURWRFRORGH'LRV (QLQJOHVWRSOD\VHUHHUHJHQHUDOPHQWHDXQDDFWLYLGDGSRFRVHULDGHGL-YHUVLyQTXHQRHVQHFHVDULDPHQWHORTXHTXLVRGHFLUHOTXHDFXxyODIUDVHHQUHIHUHQFLDDDOJXLHQTXHVHGHGLFDDOGHVDUUROORGHPDFURPROpFXODVVLQ-WpWLFDVFRQHOiQLPRGHHQWHQGHUFyPRIXQFLRQDQODVELRPROpFXODV\FRQHVHFRQRFLPLHQWRTXL]iHQHOIXWXUROOHJDUDVLQWHWL]DUXQDIRUPDGHYLGDSULPLWLYDTXHVHD~WLOHQODSURGXFFLyQGHDOJXQDVXEVWDQFLD FXUDWLYD SRU HMHPSOR OD VtQWHVLV GHLQVXOLQDUHFRPELQDQWHSRUXQDEDFWHULD (OXVRGHHVDIUDVHHVPX\GHVDIRUWXQDGRFRPRORHVHOHPSOHRGHODSDODEUDSURWRFRORTXHWLHQHPXFKDVDFHSFLRQHVORTXHSXHGHFDXVDUFRQIXVLyQHQHOTXHODOHH3URWRFRORFyGLJRGHFRQGXFWDUHJODVSDUDXQFRPSRUWDPLHQWRDGHFXDGRDFXHUGRIRUPDOPDQXVFULWRRULJLQDOGHXQGRFXPHQWR'HOD$FDGHPLDGHOD/HQJXDDPDQXVFULWRDXWRUL]D-GRSRUXQQRWDULRE$FWDRFXDGHUQRGHDFWDVGHXQDVXQWRF5HJODFHUHPRQLDOG3ODQHVFULWR\GHWDOODGRGHXQH[SHULPHQWRFLHQWtFR(VWD~OWLPD

5(%29

EDITORIAL

POR UNA DIVULGACIN CIENTFICA SIN AMARILLISMO

HOOHFWRUTXHTXLHUDSURIXQGL]DUVREUHHVWHGLOHPDSXH-GHFRQVXOWDUFLHQFLD\UHOLJLyQHQHOEXVFDGRU*RRJOH

*UDFLHOD0H]D5Xt]

GHVFULSFLyQSRGUtDXVDUVHFRQPD\RUFRUUHFFLyQTXHODTXHVHDFXxy(QFRQWUDSRVLFLyQ6WHSKHQ+DZ-NLQJHOFpOHEUHDVWURItVLFREULWiQLFRQRQHFHVLWyLPSOLFDUQDGDUHOLJLRVRRVHQVDFLRQDOHQVXQXHYROLEUR7KHJUDQGGHVLJQHOJUDQGLVHxRHQHOTXHH[SOLFDODVEDVHVItVLFDVGHORULJHQGHOXQLYHUVR\KDWHQLGRXQJUDQp[LWRGHYHQWDV(VWRGHPXHVWUDTXHXQKHFKRFLHQWtFRELHQFRPXQLFDGRSXHGHVHUWDPELpQXQp[LWROLWHUDULR 8QDGHODVFDUDFWHUtVWLFDVGLVWLQWLYDVGHODFLHQFLDHVTXHD WUDYpVGHHQWHQGHU ODQDWXUDOH]DQRVSHUPLWHPRGLFDUODSRUHMHPSORDWUDYpVGHODELR-WHFQRORJtD(QHVWRUDGLFDVXSRGHU\VXSHOLJUR\SRUHOOR ODVSHUVRQDVFRQSRFRVFRQRFLPLHQWRVOHWHPHQSRUWDQWRVyOROHVOODPDODDWHQFLyQXQDVXQWRTXHVHSUHVHQWDHQIRUPDHQJDxRVD\FRQXQWtWXORPX\VXSHUFLDO /DUHODFLyQHQWUHODUHOLJLyQ\ODFLHQFLDHVLQQH-JDEOHSHURHVXQDUHODFLyQFRQLFWLYD\HQDSD-ULHQFLDRSXHVWD/DFLHQFLDGHVDUWLFXODODVFRVDVSDUDFRQRFHUFyPRIXQFLRQDQ/DUHOLJLyQODVMXQWDSDUDYHUTXpVLJQLFDQVRQGRVHPSUHVDVLQWHOHF-

WXDOHVGLVWLQWDVLQFOXVR~OWLPDPHQWHVHSRVWXODTXHVXFRPSUHQVLyQRFXSDGLIHUHQWHVKHPLVIHULRVHQHOFHUHEUR /D FLHQFLD UHTXLHUH DGRSWDU XQD SRVWXUD QD-WXUDOLVWD\ODLFDTXHH[FOX\DODFUHHQFLDHQVHUHVVREUHQDWXUDOHV(VRQRLPSOLFDQHJDUODH[LVWHQFLDGHXQGLRVSHURVtGHMDUWDOFUHHQFLDIXHUDGHOiP-ELWRGHOWUDEDMR+D\TXHUHFRQRFHUTXHPXFKRVFLHQWtFRV VRQ DWHRV QR FUHHQ HQ OD H[LVWHQFLDGHXQGLRVyDJQyVWLFRVQRVDEHQVLH[LVWHRUHOLJLRVRV GHFODUDGRV VLQ HPEDUJR WRGRV GHMDQGHODGRWDOSRVLELOLGDGPLHQWUDVWUDEDMDQ7DOYH]VLVLJXLpUDPRVHOHMHPSORGH+DZNLQJFRQWULEXL-UtDPRVDTXHQXHVWUDVDFWLYLGDGHVGHGLYXOJDFLyQFLHQWtFDIXHUDQPiVREMHWLYDVHYLWDQGRFDHUHQHODPDULOOLVPRFRQWDOTXHHOS~EOLFRHQJHQHUDOVHLQWHUHVHHQWHPDVFLHQWtFRV

'UD*UDFLHOD0H]D5Xt] 'LYLVLyQGH1HXURFLHQFLDV ,QVWLWXWRGH)LVLRORJtD&HOXODU81$0

Aurelio Mendoza Medelln

RESUMENEl ayuno y el estrs metablico activan la oxidacin de cidos grasos para dar soporte energtico al organismo, generando cantidades importantes de cuerpos cetnicos HQ OD SHUVRQDQRUPDO&XDQGR VH KDOOD GHFLHQWH OD DFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHcadena media se afecta la oxidacin de cidos grasos, impidiendo la produccin de DFHWLO&R$\SRUORWDQWRGHFXHUSRVFHWyQLFRVFRQODDFXPXODFLyQGHPHWDEROLWRVTXHQRSXHGHQVHJXLUVHR[LGDQGR/RVSDFLHQWHVFRQGLFKDGHFLHQFLDHQ]LPiWLFDsometidos a ayuno o estrs metablico presentan hipoglucemia hipocetognica con compromiso neurolgico severo. ste se debe a la hipoglucemia que aparece por VREUHXWLOL]DFLyQGHJOXFRVDDOQRGLVSRQHUHORUJDQLVPRGHODHQHUJtDGHULYDGDGHla grasa, y al amonio que se acumula debido a que no se transforma en urea por la afeccin heptica que se asocia con la alteracin metablica.

ABSTRACTBoth starvation and metabolic stress activate fatty acid oxidation in order to support energetically the organism, yielding important amount of ketone bodies in normal VXEMHFWV ,QSDWLHQWVZLWKPHGLXPFKDLQDF\O&R$GHK\GURJHQDVHGHFLHQF\ WKHIDWW\DFLGR[LGDWLRQFDQQRWEHFRPSOHWHGDQGERWKDFHW\O&R$DQGNHWRQHERGLHVare not produced. In addition, metabolites which can not suffer further oxidation are accumulated and are responsible for hepatic damage associated with no transformation of ammonia into urea. Patients on starvation or metabolic stress develop hypoketogenic hypoglycemia with severe neurological compromise. Neurological alterations are due to both hypoglycemia itself, which occurs as a consequence of H[FHVVLYHXWLOL]DWLRQRIJOXFRVHEHFDXVHRIWKHXQDYDLODELOLW\RIIDWGHULYHGHQHUJ\and hyperammonemia due to hepatic damage.

5HFLELGRGHMXQLRGH$FHSWDGRGHDJRVWRGH

INTRODUCCIN

La supervivencia de los organismos depende estrictamente del aporte energtico, para lo cual deben encontrarse disponibles combustibles biolgicos que, al ser oxidados, liberan su HQHUJtDSDUDVHUFRQVHUYDGDHQIRUPDGH$73\de otros nucletidos similares, con cuya participacin pueden ocurrir los mltiples procesos FHOXODUHVGHPDQGDQWHVGHHQHUJtD Entre los principales combustibles biolgicos se encuentran los cidos grasos, sustancias que,

gramo por gramo, contienen ms del doble de la HQHUJtDGHORVFDUERKLGUDWRV\ODVSURWHtQDV(OWHMLGRDGLSRVRHVHOWHMLGRHVSHFLDOL]DGRTXHDOPDFHQDiFLGRVJUDVRVSDUDORFXDOORVHVWHULFDcon glicerol, convirtindolos en triacilgliceroles. /DXWLOL]DFLyQGHODJUDVDDOPDFHQDGDVHDFWLYDfundamentalmente en el ayuno, condicin en la FXDOORVWULDFLOJOLFHUROHVVHKLGUROL]DQOLEHUiQGRVHORViFLGRVJUDVRVDODFLUFXODFLyQVDQJXtQHDpor medio de la cual llegan a los distintos tejidos TXHSXHGHQXWLOL]DUORV (OSURSyVLWRGHHVWHDUWtFXORHVGHVWDFDU OD

REB 29 111

PALABRAS CLAVE: Hipoglucemia, GHFLHQFLDGHDFLO&R$GHVKLdrogenasa de cadena media, ayuno, estrs metablico, hipocetognesis, hiperamonemia

'HSDUWDPHQWRGH%LRTXtPLFD)DFXOWDGGH0HGLFLQDGHOD8QLYHUVLGDG$XWyQRPDGHO(VWDGRGH0p[LFR7ROXFD(VWDGRGH0p[LFR0p[LFR&RUUHR(PHQPHDX#KRWPDLOFRP

KEY WORDS:Hypoglycemia, PHGLXPFKDLQDFLO&R$GHK\GURJHQDVHGHciency, starvation, metabolic stress, hypoketogenesis, hyperammonemia

IMPORTANCIA DE LA GRASA PARA LA SUPERVIVENCIA EN EL AYUNO, VISTA A TRAVS

DE UNA ENZIMOPATA*

112 0HQGR]D0HGHOOtQ$

LPSRUWDQFLDGH ODXWLOL]DFLyQHQHUJpWLFDGH ORViFLGRV JUDVRV D OD OX] GH ODVPDQLIHVWDFLRQHVpatolgicas que se presentan cuando dicho proFHVRQRSXHGHOOHYDUVHDFDERSRUGHFLHQFLDGHXQDGHODVHQ]LPDVLQYROXFUDGDV

UTILIZACIN DE CIDOS GRASOS

Poco despus de que se secretan glucagon o adrenalina, estas hormonas se unen a los reFHSWRUHV HVSHFtFRV TXH VH HQFXHQWUDQ HQ ODPHPEUDQD GH ORV DGLSRFLWRV UHFHSWRUHV HQHOFDVRGHODDGUHQDOLQDGHWRQDQGRGHVGHODVXSHUFLHFHOXODUXQPHFDQLVPRGHVHxDOL]DFLyQintracelular que culmina con la activacin por fosforilacin de la lipasa sensible a hormonas /6+ /D SHULOLSLQD SURWHtQD TXH URGHD ORVglbulos grasos dentro de los adipocitos, tambin es fosforilada en las condiciones mencionadas, lo cual detona dos efectos importantes, la translocacin de la LSH activa del citosol a ORVJOyEXORVOLStGLFRVURGHDGRVSRUODSHULOLSLQD\XQDUHPRGHODFLyQGHODVJRWLOODVGHJUDVDTXH VH GLYLGHQ HQ LQQLGDG GHPLFURJRWLOODVIDFLOLWDQGRDVtODDFWLYLGDGOLSROtWLFD 8QDYH]DFRQGLFLRQDGDODFpOXODSDUDODOLSylisis, la LSH, inicia la hidrlisis de los triacilgliFHUROHVDOPDFHQDGRV OR FXDOSURYRFDXQXMRde cidos grasos de cadena larga hacia la circulacin, donde forman complejos con molculas GHDOE~PLQDSDUDVHUPRYLOL]DGRVDORVWHMLGRVFDSDFHVGHXWLOL]DUORVHQHUJpWLFDPHQWH $OVHULQFRUSRUDGRVDODVFpOXODVORViFLGRVJUDVRVTXHGDQXQLGRVDSURWHtQDVMDGRUDVGHcidos grasos que facilitan su manejo intraceluODU/DIRUPDDFWLYDGHORViFLGRVJUDVRVHQHOPHGLRLQWUDFHOXODUHVHODFLO&R$TXHVHIRUPDDOUHDFFLRQDUHOiFLGRJUDVRFRQODFRHQ]LPD$SRUPHGLRGHODFDWiOLVLVGHODHQ]LPDDFLO&R$VLQWHWDVD)LJ El catabolismo de los cidos grasos se lleva a cabo en las mitocondrias. Sin embargo, los JUXSRVDFLO&R$ IRUPDGRVDSDUWLUGHHOORVQRtienen acceso al interior de estos organelos y HVQHFHVDULRTXHVHFRQYLHUWDQHQDFLOFDUQLWLQD

ORVFXDOHVVtSXHGHQSHUPHDUODPHPEUDQDLQWHUQDSDUDLQFRUSRUDUVHDODPDWUL]PLWRFRQGULDO\XQDYH]HQHVHHVSDFLR ORVJUXSRVDFLO&R$YXHOYHQDIRUPDUVH)LJ\VHFRQVWLWX\HQDVtHQVXVWUDWRVGHODR[LGDFLyQ

2;,'$&,1/DR[LGDFLyQHVXQSURFHVRFDWDEyOLFR a traYpVGHOFXDOORVJUXSRVDFLO&R$LQWUDPLWRFRQGULDOHV VH WUDQVIRUPDQ HQ DFHWLO&R$ JUXSRDFLOR GHO iFLGR DFpWLFR VXVWDQFLD FODYH GHOmetabolismo energtico aerbico, ya que es la sustancia alimentadora del ciclo de Krebs, YtD IXQGDPHQWDO SDUD TXHPDU FRPEXVWLEOHVELROyJLFRV\DVtFDQDOL]DUVXHQHUJtDKDFLD ODIRUPDFLyQGH$73 /DR[LGDFLyQHVXQSURFHVRUHSHWLWLYRSRUel cual, en cada ciclo se reduce la longitud del cido graso en dos carbonos, que se liberan en IRUPDGHDFHWLO&R$/DVUHDFFLRQHVLQYROXFUDGDVHQHOSURFHVRVHHVTXHPDWL]DQHQODJXUD3, donde puede observarse que al terminar un FLFORVHIRUPDXQDPROpFXODGHDFHWLO&R$\HOcido graso remanente queda formando un gruSRDFLO&R$FRQGRVFDUERQRVPHQRVUHVSHFWRal original. $XQTXHWHMLGRVFRPRHOP~VFXORHVTXHOpWLFRHOP~VFXORFDUGLDFR\HOKtJDGRXWLOL]DQVLHPSUHcidos grasos como fuente energtica, los utili]DQHQPD\RUPHGLGDGXUDQWHHOD\XQR3RUHOFRQWUDULRRWURVWHMLGRVQRVRQFDSDFHVGHXWLOL]DUdirectamente cidos grasos, destacando entre ellos el cerebro, que depende normalmente de la glucosa para satisfacer sus requerimientos energticos. Para el soporte energtico de los tejidos que dependen de la glucosa en un conWH[WR PHWDEyOLFR DHUyELFR FHUHEUR R DQDHrbico (eritrocitos, crnea, cristalino, ciertas ]RQDV GH OD UHWLQDPpGXOD UHQDO WHVWtFXORV \OHXFRFLWRVGXUDQWHHOD\XQRVHDFWLYDQHQHOFRUWRSOD]RPHFDQLVPRVTXHSHUPLWHQDOKtJDGRformar glucosa a partir de otras sustancias, de manera relevante a partir de aminocidos glucognicos que liberan los tejidos hacia la sangre

CH3(CH2&22+&R$6+FLGRJUDVR&RHQ]LPD$

CH3(CH2&6&R$+2OO

FLOFRHQ]LPD$

Figura 1. Activacin de un cido graso, catalizada por la enzima acil-CoA sintetasa o cido graso tiocinasa, asociada a la membrana mitocondrial externa. Se utiliz el ejemplo del cido palmtico, que se transforma en palmitoil CoA. Los grupos acil-CoA pueden formarse a partir de cualquier cido graso, aunque el tejido adiposo solamente contiene cidos grasos de cadena larga, fundamentalmente de 16 y 18 carbonos, formando triacilgliceroles. Por lo tanto durante el ayuno son estos cidos grasos los que se activan en los tejidos para ser utilizados como fuente de energa.

113REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR

HVSHFLDOPHQWH HO P~VFXOR HVTXHOpWLFR \ GHOJOLFHUROTXHVHSURGXFHSRUODDFWLYLGDGOLSROtWLFDen el tejido adiposo. El lactato tambin es una sustancia que se convierte en glucosa, pero no VHSURGXFHHQPD\RUFXDQWtDGXUDQWHHOD\XQRpor lo cual su participacin en la adecuacin

metablica al ayuno no es tan importante como la de los aminocidos y el glicerol. Conforme se extiende el periodo de ayuno, las GRVJUDQGHVUHVSXHVWDVRUJiQLFDVODXWLOL]DFLyQGHJUDVD\ODXWLOL]DFLyQGHJOXFRVDVLQWHWL]DGDa partir de aminocidos y otras sustancias, se

mme mmi

Acil CoA

Acil-carnitina

CPT-I

Acil-carnitina

Carnitina/acil-carnitina

translocasa

CoASH Acil CoA

Carnitina

Carnitina CPT-II

mm

-OXIDACIN

+ CoASH

Figura 2. Incor-poracin de cidos grasos unidos a carnitina a la matriz mitocondrial. El efecto neto es la incorporacin de los grupos acil-CoA. Carnitina palmitoil transferasa I (CPT-I); carnitina palmi-toil transferasa II (CPT-II); membrana mitocondrial externa (mme); membrana mitocondrial interna (mmi); matriz mito-condrial (mm).

FAD FADH2

ACIL CoA DESHIDROGENASA

H2O

ENOIL CoA HIDRATASA

NAD+ NADH+H+

-HIDROXIACIL CoA DESHIDROGENASA

CoASH

-CETOACIL CoA TIOLASA -cetoacil CoA

O O CH3(CH2)12 C CH2 CSCoA

Acil CoA (14 C)

O CH3(CH2)12 CSCoA +

Acetil CoA

O CH3CSCoA

-cetoacil CoA

O O CH3(CH2)12 C CH2 CSCoA

O CH3(CH2)12CH2 CH2CSCoA

Acil CoA (16 C)

-hidroxiacil CoA

OH O CH3(CH2)12 CH CH2 CSCoA

-hidroxiacil CoA

OH O CH3(CH2)12 CH CH2 CSCoA

O CH3(CH2)12 CH = CH CSCoA

Enoil CoA

O CH3(CH2)12CH = CH CSCoA

Enoil CoA

Figura 3.5HDFFLRQHVTXHFRQJXUDQODR[LGDFLyQUXWDPHWDEyOLFDDWUDYpVGHODFXDOORViFLGRVJUDVRVGHFDGHQDODUJDFRPRJUXSRVDFLO&R$VHFDWDEROL]DQDDFHWLO&R$/DJXUDPXHVWUDODSULPHUDYXHOWDGHODR[LGDFLyQGHOiFLGRSDOPtWLFRFRQFDUERQRV$OWpUPLQRGHODFXDUWDUHDFFLyQVHOLEHUDXQDPROpFXODGHDFHWLO&R$FDUERQRV\XQQXHYRJUXSRDFLO&R$FRQFDUERQRViFLGRPLUtVWLFRPLVPRTXHHVSURFHVDGRDWUDYpVGHUHDFFLRQHVVLPLODUHVSDUDIRUPDUXQDVHJXQGDPROpFXODde acetil-CoA y un cido de 12 carbonos (cido lurico). El catabolismo sigue ocurriendo en la misma forma hasta que el cido RULJLQDOVHKDWUDQVIRUPDGRFRPSOHWDPHQWHHQDFHWLO&R$PROpFXODVSDUDHOFDVRGHOiFLGRSDOPtWLFRGHVSXpVGHYXHOWDV

O O

O OOH

OH O

O O O O

O O

0HQGR]D0HGHOOtQ$

modulan de manera tal que se limita el gasto GHDPLQRiFLGRV\VHDXPHQWDODXWLOL]DFLyQGHJUDVD(VWRSHUPLWHFRQVHUYDUGXUDQWHPiVWLHPSRODVSURWHtQDVGHORVWHMLGRVORFXDOWLHQHVHQWLGRVLVHFRQVLGHUDTXHODVSURWHtQDVQRVRQuna forma de almacenamiento de aminocidos ni GHHQHUJtDVLQRTXHFDGDXQDGHHOODVWLHQHXQDIXQFLyQTXHFXPSOLUHQHOFRQWH[WRVLROyJLFREn cambio, la funcin primordial de la grasa es la reserva energtica. $OPLVPRWLHPSRHOFHUHEURVHDGDSWDDODVnuevas condiciones y en una medida muy importante disminuye su demanda de glucosa para PHWDEROL]DUHQVXOXJDUVXVWDQFLDVGHSHTXHxRpeso molecular e hidrosolubles que, a diferencia de los cidos grasos, pasan fcilmente la barrera KHPDWRHQFHIiOLFDORVFXHUSRVFHWyQLFRV

CETOGNESIS

&XDQGRODLQVXOLQHPLDHVEDMDHOKtJDdo forma FXHUSRV FHWyQLFRV D SDUWLU GH DFHWLO&R$ (Qestas condiciones, en el tejido adiposo se halla activa y en aumento la liplisis, liberando canWLGDGHVFUHFLHQWHVGHiFLGRVJUDVRV8QDLPSRUtante cantidad de estas sustancias es captada SRUHOKtJDGRGRQGHVHDFWLYDODR[LGDFLyQFRQODFRQVHFXHQWHSURGXFFLyQGHDFHWLO&R$$OHVWDUEORTXHDGDVODVYtDVDQDEyOLFDVTXHSRGUtD

VHJXLU OD DFHWLO&R$ FRPR VRQ OD VtQWHVLV GHcidos grasos y de colesterol por la ausencia de insulina y la desactivacin consecuente de ODV HQ]LPDV UHJXODGRUDV GH GLFKRV SURFHVRVODDFHWLO&R$VHFDQDOL]DKDFLDODIRUPDFLyQGHFXHUSRVFHWyQLFRVHVGHFLUDFHWRDFHWDWR'KLGUR[LEXWLUDWR\DFHWRQD)LJ (ODFFHVRGH ODDFHWLO&R$DOFLFORGH.UHEVen las mitocondrias hepticas solo ocurre en la medida en que se encuentre disponible el oxalacetato, metabolito con el que reacciona para dar inicio a dicho ciclo. Durante el ayuno, el oxalacetato intramitocondrial en los hepatocitos tiende a disminuir puesto que, adems de ser un metabolito necesario para el ciclo de Krebs, WDPELpQHVXQDSLH]DIXQGDPHQWDOGHODJOXFRneognesis, proceso a travs del cual se forma glucosa a partir de los aminocidos y otras susWDQFLDV'HKHFKRODHQ]LPDTXHFRPELQDR[DODFHWDWRFRQDFHWLO&R$OODPDGDFLWUDWRVLQWDVDWLHQHXQGLVHxRPROHFXODUTXHOHSHUPLWHXQLUDFHWLO&R$~QLFDPHQWHVLSUHYLDPHQWHKDXQLGRR[DODFHWDWRGHWDOPDQHUDTXHDOQRKDEHUR[DODFHWDWRGLVSRQLEOHODDFHWLO&R$TXHGDOLEUHpara transformarse en cuerpos cetnicos. La JXUDPXHVWUDORVHOHPHQWRVUHJXODGRUHVGHeste contexto metablico. 1RGHEHSHUGHUVHGHYLVWDTXHODR[LGDFLyQes un proceso que aporta en cada vuelta cofac

Figura . Va metablica que forma cuerpos ce-tnicos en las mitocon-drias hepticas. La va se inicia con la combi-nacin de acetil-CoA mi-tocondrial para formar sucesivamente aceto-DFHWLO&R$\KLGUR[LPHWLOJOXWDULO&R$generndose posterior-mente el primer cuerpo cetnico, acetoacetato, al tiempo que se libera XQDPROpFXODGHDFHWLOCoA. El acetoacetato es precursor de los otros dos cuerpos cetnicos: por reduccin se con-YLHUWHHQ'KLGUR[Lbutirato y en menor grado se descarboxila y produce acetona.

CoASH

TIOLASA

HMG-CoA SINTASA

CoASH

HMG-CoA LIASA

-HIDROXIBUTIRATO DESHIDROGENASA

NAD+

ACETOACETATO DESCARBOXILASA

Acetona

O CH3 - C CH3

CO2

OH O CH3 CH CH2 C-O

-D-hidroxi-butirato

NADH+H+

Acetoacetato

O O CH3 C CH2 C-O

-hidroxi -metil glutaril CoA

O OH O O CCH2 C CH2 CSCoA CH3

O CH3CSCoA

Acetoacetil CoA

O O CH3 C CH2 CSCoA

Acetil CoA

O CH3 CSCoA 2

O CH3CSCoA Acetil CoA

O O O O

O

O O

O

O

O O

OH

OH

115REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR

WRUHVUHGXFLGRV1$'+++\)$'+2FRPRSXHGHYHUVHHQODJXUD(VWRVHOHPHQWRVWDPELpQse producen en el ciclo de Krebs, ya que son QHFHVDULRV SDUD OD JHQHUDFLyQ GH $73 HQ ODVPLWRFRQGULDV\VLELHQODHVFDVH]GHR[DODFHWDWRlimita la reduccin de cofactores por el ciclo de .UHEVORVTXHSURGXFHODR[LGDFLyQVHDSOLFDQHFD]PHQWHDODIRUPDFLyQGH$73ORTXHD\XGDa cubrir la demanda energtica de los propios hepatocitos. /RVFXHUSRVFHWyQLFRVSDVDQGHOKtJDGRDODFLUFXODFLyQVDQJXtQHD\VHGLVWULEX\HQDWUDYpVde ella para ser captados por diversos tejidos, GRQGHHODFHWRDFHWDWR\HO'KLGUR[LEXWLUDWRvuelven a ser transformados en las mitocondrias HQDFHWLO&R$PHGLDQWHGRV\WUHVUHDFFLRQHVUHVSHFWLYDPHQWH)LJ/DIDFLOLGDGFRQODFXDOORVFXHUSRVFHWyQLFRVVHWUDQVIRUPDQHQDFHWLO&R$HVODFDXVDGHTXHDGLFKDVVXVWDQFLDVVHOHVUHHUDFRPRDFHWLO&R$FLUFXODQWH $OH[WHQGHUVHHOSHULRGRGHD\XQRHOFHUHEURsufre una adaptacin metablica consistente en GLVPLQXLUODXWLOL]DFLyQGHJOXFRVD\DXPHQWDUODXWLOL]DFLyQGHFXHUSRVFHWyQLFRV(VWRVHPDQLHVWDFODUDPHQWHHQTXHDORVGtDVGHD\XQRel 30% del requerimiento energtico del cerebro es satisfecho por cuerpos cetnicos, mientras TXHHQXQD\XQRGHGtDVGLFKDVVXVWDQFLDVOOHJDQDFXEULUHO/RVFXHUSRVFHWyQLFRVTXHQRXWLOL]DHOFHUHEURVRQXWLOL]DGRVSRURWURVtejidos con metabolismo aerbico, particularPHQWHHOP~VFXORHVTXHOpWLFR\HOFDUGLDFRo se eliminan por la orina. $SHVDUGHOVXPLQLVWURGHFXHUSRVFHWyQLFRVel cerebro sigue dependiendo en un grado sigQLFDWLYRGHODSRUWHGHJOXFRVDORFXDOVHKDFHpatente por el hecho de que la hipoglucemia marcada se asocia con alteraciones neurolgicas que pueden producir estado de coma, entidad FOtQLFDGHJUDQULHVJRSDUDODYLGD'HELGRDHVWRla gluconeognesis debe mantenerse activa en XQJUDGRVXFLHQWHSDUDSUHVHUYDUODYLDELOLGDGdel organismo.

9$5,('$''($&,/&2$'(6+,'52*(1$6$63DUD FDGD UHDFFLyQ GH OD R[LGDFLyQ H[LVWHQ YDULDVHQ]LPDVTXHLQWHUYLHQHQVHJ~QHOWDPDxRGHORVLQWHUPHGLDULRVTXHKDQGHSURFHVDUVH$Vten la reaccin de deshidrogenacin de grupos DFLO&R$LQWHUYLHQHQDOPHQRVDFLO&R$GHVhidrogenasas distintas, aunque todas asociadas FRQ)$'(QHOKtJDGRXQDGHHOODVODDFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDODUJD$&'&/FDWDOL]DODGHVKLGURJHQDFLyQGHiFLGRVJUDVRVFRQDFDUERQRVRWUDODDFLO&R$GHVKLGURJHQDVD

GHFDGHQDPHGLD$&'&0DFW~DVREUHiFLGRVFRQ D FDUERQRV \ OD WHUFHUD ODDFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDFRUWD$&'&&WLHQHFRPRVXVWUDWRVVRODPHQWH ORViFLGRVGH\FDUERQRV/DVWUHVHQ]LPDVGHRULJHQKXPDQRhan sido ampliamente estudiadas, clonado y VHFXHQFLDGRHO'1$DSDUWLUGHVXV51$PHQVDMHURVFRUUHVSRQGLHQWHV'1$F

'(),&,(1&,$'($&,/&2$'(6+,'52*(1$SA DE CADENA MEDIA

En un importante nmero de casos independienWHVVHKDHQFRQWUDGRODGHFLHQFLDGHOD$&'&0XELFDFLyQJHQpWLFDSFRQGLFLyQD ODFXDOse asocian manifestaciones muy variadas en los distintos pacientes, aun en miembros afectados GHXQDPLVPDIDPLOLD/DVLQWRPDWRORJtDVHSUHVHQWDJHQHUDOPHQWHHQHOSULPHUDxRGHYLGDaunque se han documentado casos en los que esto ocurre hasta la segunda dcada de la vida o LQFOXVRGHVSXpV(QORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGHOD$&'&0IUHFXHQWHPHQWHVHREVHUYDQYyPLto y letargo durante el ayuno, debido a la prdida del apetito, que se presenta generalmente por efecto de una infeccin viral gastrointestinal RGHYtDVUHVSLUDWRULDVGHWRQiQGRVHHQWRQFHVla hipoglucemia. Cuando el paciente llega al hospital puede hallarse comatoso, con glucosa VDQJXtQHDEDMDDXVHQFLDRFRQFHQWUDFLyQEDMDde cuerpos cetnicos en orina, hiperamonemia

Figura 5. Reacciones que transforman cuerpos cetnicos en DFHWLO&R$(O'KLGUR[LEXWLUDWRVHR[LGDDDFHWRDFHWDWR\pVWHVHWUDQVIRUPDHQDFHWRDFHWLO&R$FRQODSDUWLFLSDFLyQGHsuccinil CoA, que dona la coenzima A. Finalmente el aceto-DFHWLO&R$VHGLYLGHHQPROpFXODVGHDFHWLO&R$

-D hidroxibutirato

Acetoacetato

NAD+

NADH+H+

Acetoacetil CoA

Succinil CoA

Succinato

-D HIDROXIBUTIRATO

DESHIDROGENASA

-CETOACIL CoA

TRANSFERASA

2 Acetil CoA

TIOLASA


y pruebas de funcionamiento heptico anorPDOHVSURGXFLpQGRVHXQDUiSLGDPHMRUtDHQHOestado del paciente mediante la administracin GHJOXFRVDLQWUDYHQRVD0iVGHOGHORV SDFLHQWHV FRQ HVWD GHFLHQFLD HQ]LPiWLFDmueren en su primera infancia en condiciones tales que se consideran casos de muerte sbita. La respuesta normal del organismo a la falta de ingesta de carbohidratos es la produccin de abundantes cuerpos cetnicos derivados de la DFWLYLGDGOLSROtWLFD(QFRQGLFLRQHVQRUPDOHVODVpersonas producen cantidades muy limitadas de cuerpos cetnicos cuando se hallan bien DOLPHQWDGDV PHQRV GH PJG/ HQ VDQJUHpero cuando se halla exacerbada la respuesta OLSROtWLFDFHWRJpQLFDSXHGHQHQFRQWUDUVHPJG/6LQHPEDUJRORVSDFLHQWHVGHFLHQWHVHQ$&'&0SUHVHQWDQKLSRJOXFHPLDVLQSUHVHQFLDVLJQLFDWLYDGHFXHUSRVFHWyQLFRVKLSRJOXFHPLDKLSRFHWRJpQLFD(OKHFKRGHTXHODR[LGDFLyQno pueda completarse determina por una parte, ODHVFDVDSURGXFFLyQGHDFHWLO&R$TXHH[SOLFDque no se formen cuerpos cetnicos o lo hagan en medida muy limitada, y por la otra, la acumulacin de productos de la oxidacin parcial de los cidos grasos. En lo que a este ltimo punto concierne, debe observarse que la orina de los pacientes afectados presenta cantidades LPSRUWDQWHVGHPHWDEROLWRVGLFDUER[tOLFRVGHULYDGRVGHORViFLGRVGHFDGHQDPHGLD/DUD]yQGHTXHVHSURGX]FDQHVWRVPHWDEROLWRVHVTXHen el organismo existe una forma alternativa de oxidacin de cidos grasos, conocida como tR[LGDFLyQ En los cidos grasos, el carbono t ocupa la posicin ms extrema contraria al carbono del FDUER[LOR$WUDYpVGHODtR[LGDFLyQGLFKRFDUERQRVHR[LGDJUDGXDOPHQWHDDOFRKRODOGHKtGR\iFLGR FDUER[tOLFRRFXUULHQGRSULQFLSDOPHQWHFRQVXVWUDWRVGHDFDUERQRV/DYtDHVnormalmente minoritaria pero en el caso de que ODR[LGDFLyQVHHVWDQTXHFRPRRFXUUHHQODGHFLHQFLDGH$&'&0VHSURGXFHQLQWHUPHGLDrios metablicos dicarboxilados como adaptacin D ODV OLPLWDFLRQHV LPSXHVWDVSRU ODGHFLHQFLDGH OD R[LGDFLyQ DXQTXH GH WRGDVPDQHUDVdichos intermediarios no son mayormente caWDEROL]DGRVSRUHIHFWRGHODGHFLHQFLDPLVPD(ORUJDQLVPRSURFXUDFRQVHUYDUODFRHQ]LPD$\ HVWRV JUXSRV DFLO&R$ WHUPLQDQ VLHQGR DFLOcarnitina, los cuales son capaces de salir de las mitocondrias y de las clulas, encontrndoseles en elevada concentracin tanto en la sangre FRPRHQODRULQD4XL]iODSpUGLGDGHODFDUQLtina que ocurre asociada a estos metabolitos es la causa de que comnmente los pacientes con

GHFLHQFLDGH$&'&0SUHVHQWHQFRQFHQWUDFLRQHVbajas de carnitina. Entre las sustancias que se acumulan por el bloqueo metablico se encuentra el derivado del iFLGRRFWDQRLFRRFWDQRLOFDUQLWLQD6HVDEHTXHesta sustancia es txica para las mitocondrias, ORFXDOSRGUtDH[SOLFDUODDOWHUDFLyQPHWDEyOLFDresponsable de que el amonio no se incorpore DODVtQWHVLVGHXUHDDFXPXOiQGRVHSRUORtanto en la sangre y ejerciendo efectos deletreos sobre los tejidos, en particular el cerebral, que es muy sensible a la hiperamonemia, por las limitaciones energticas que promueve en dicho tejido. Por otra parte, el cido octanoico reduce la oxidacin de la glucosa en homogenados de FHUHEURGHUDWDKDVWDHQXQVLHQGRSRVLEOHque ocurra algo similar en el organismo humano, ORFXDOFRQWULEXLUtDDOGHWHULRURQHXUROyJLFRTXHVHREVHUYDHQORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0 $GHPiVGH ORV GDWRV FOtQLFRV \ GH ODERUDWRULRque ya se han mencionado, para fundamentar el GLDJQyVWLFR GH OD GHFLHQFLD GH DFLO&R$ GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDPHGLDVHDQDOL]DODRULQDHQbusca de los metabolitos derivados de cidos graVRVGHFDGHQDPHGLD$WUDYpVGHODUHDFFLyQHQFDGHQDGH ODSROLPHUDVDSXHGHQ LGHQWLFDUVH ODVPXWDFLRQHVHQHOJHQGHODHQ]LPDGHFLHQWH

+,32*/8&(0,$$GHPiV GH OD KLSHUDPRQHPLD \ GH OD posible reduccin en la capacidad oxidativa de glucosa en el cerebro, atribuible al cido octanoico, la hipoglucemia es otro factor involucrado en la HWLRORJtDGHODDIHFFLyQQHXUROyJLFD/DLQVWDODcin de la fase hipoglucemiante en los pacientes FRQGHFLHQFLDGH$&'&0VHKDOODUHODFLRQDGDFRQXQDPD\RUXWLOL]DFLyQGHJOXFRVDGXUDQWHHOD\XQRGDGDODLPSRVLELOLGDGGHXWLOL]DUiFLGRVJUDVRVSRUHIHFWRGHODHQ]LPRSDWtD6HHPSLH]DDXWLOL]DUODUHVHUYDGHJOXFRVDH[LVWHQWHHQforma de glucgeno heptico, el cual se depleta en poco tiempo, de manera que el organismo del paciente depende de la gluconeognesis para formar este valioso carbohidrato. Sin embargo, la regulacin a que se halla VRPHWLGDODJOXFRQHRJpQHVLVREVWDFXOL]DVXDFWLYDFLyQHFD]HQORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0SXHVODWUDQVIRUPDFLyQGHSLUXYDWRen oxalacetato depende de que exista en las miWRFRQGULDVXQDFRQFHQWUDFLyQHOHYDGDGHDFHWLO&R$ORFXDODFWLYDDODHQ]LPDTXHFDWDOL]DODUHDFFLyQHVGHFLU ODSLUXYDWRFDUER[LODVD)LJOLPLWiQGRVHVHULDPHQWHODWUDQVIRUPDFLyQGHpiruvato en oxalacetato cuando la concentracin

REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR

GHDFHWLO&R$HVEDMD(VWRSRGUtDSDUHFHULUUHlevante al considerar que el oxalacetato tambin se forma a partir de algunos aminocidos glucoJpQLFRVFRQSDUWLFLSDFLyQGHOFLFORGH.UHEV)LJ VLQ HPEDUJR OD LQDFWLYLGDGGH ODSLUXYDWRcarboxilasa presenta efectos severos porque HO DPLQRiFLGR TXH OOHJD DO KtJDGR HQ PD\RUFXDQWtD GHVGH ORVP~VFXORV GXUDQWH HO D\XQRes la alanina, la cual, mediante un proceso de transaminacin se convierte en piruvato en el KtJDGR'HHVWDPDQHUDODQRDFWLYDFLyQGHODpiruvato carboxilasa priva a la gluconeognesis

de la contribucin del piruvato, cuantitativamente muy importante.

TRATAMIENTO

El principal componente del tratamiento de los SDFLHQWHV FRQ GHFLHQFLD GH $&'&0 HV XQDdieta apropiada, ms rica en carbohidratos que en grasas, evitando de manera prioritaria el D\XQRGHPiVGHRKRUDVSDUDSUHYHQLUODDFWLYDFLyQGHODUHVSXHVWDOLSROtWLFD La suplementacin de la dieta con carnitina ha sido motivo de controversia. La gran cantidad de carnitina que se excreta unida a los metabolitos que no pueden oxidarse mayormente por efecto del bloqueo metablico pudo haber dado origen a esta prctica teraputica. Sin embargo, no existe evidencia formal de que la suplementacin con FDUQLWLQDSURGX]FDEHQHFLRVWHUDSpXWLFRV La mayor parte de la carnitina de las persoQDVRPQtYRUDVQRUPDOHVSURYLHQHGHDOLPHQWRVde origen animal, aunque se ha documentado que dicha sustancia se produce en el organismo KtJDGR ULxyQ \ FHUHEUR D SDUWLU GH OLVLQD \metionina, y aunque las concentraciones de carQLWLQDVRQVLJQLFDWLYDPHQWHPHQRUHVHQORVYHJHWDULDQRVHVWULFWRV\ORVRYRODFWRYHJHWDULDQRVUHVSHFWRDORVRPQtYRURVDTXHOORVQRSUHVHQWDQDOWHUDFLRQHVFOtQLFDV3RVLEOHPHQWHHQORVSDFLHQWHV FRQ GHFLHQFLD GH $&'&0 WHUPLQDQIRUPiQGRVHFDQWLGDGHVGHFDUQLWLQDVXFLHQWHV\en funcin de eso no es estrictamente necesaria la suplementacin. 6HKDXWLOL]DGR ODVXSOHPHQWDFLyQFRQULERDYLQDHQHOWUDWDPLHQWRGHHVWDSDWRORJtDKDELpQGRVHREWHQLGRPHMRUtDFOtQLFDUiSLGD

SECUELAS

3HVHDTXHVHWHQtDODFRQFHSFLyQGHTXHXQDYH]GLDJQRVWLFDGRVORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0HOWUDWDPLHQWRLQGLFDGRVHUtDVXFLHQWHSDUDORJUDUVXQRUPDOL]DFLyQH[LVWHQGDWRVTXHrevelan que a pesar de un tratamiento adecuado, proporciones importantes de los pacientes que sobreviven llegan a presentar problemas del desarrollo general, retardo para hablar, DOWHUDFLRQHVFRQGXFWXDOHVGpFLWGHDWHQFLyQGHELOLGDGPXVFXODU\RWURV$OPHQRVHQHOFDVRde la debilidad muscular se ha documentado una fuerte correlacin entre el grado en que se presenta y el tiempo transcurrido antes de establecer el diagnstico correcto e iniciar el WUDWDPLHQWR3RVLEOHPHQWHRFXUUDDOJRVLmilar con las otras secuelas que se presentan, por lo cual es altamente conveniente que pueda

Piruvato

Acetil CoA

GLUCOSA

Oxalacetato

Citrato ()

cidos grasos

Colesterol

CUERPOS

CETNICOS

cidos grasos

Aminocidos

glucognicos

PDH

PC

CICLO DE KREBS

&8(5326&(71,&26

$PLQRiFLGRVglucognicos

Figura 6.5HJXODFLyQGHOPHWDEROLVPRHQHUJpWLFRHQODVPL-tocondrias hepticas durante el ayuno en personas normales. La oxidacin parcial de la importante cantidad de cidos grasos que llegan al hgado desde el tejido adiposo hace que DXPHQWHPXFKRODFRQFHQWUDFLyQGHDFHWLO&R$'HELGRDTXHlas vas anablicas que utilizan acetil-CoA se hallan deprimidas durante el ayuno, el exceso de acetil-CoA se canaliza hacia la formacin de cuerpos cetnicos. Por otra parte, el piruvato y HOR[DODFHWDWRIRUPDGRVDSDUWLUGHDPLQRiFLGRVJOXFRJpQLFRVVHFDQDOL]DQKDFLDODIRUPDFLyQGHJOXFRVDHFKDVJUXHVDV/DDFWLYDFLyQGHODJOXFRQHRJpQHVLVSURYRFDTXHODFRQFHQ-tracin intramitocondrial de oxalacetato se halle disminuida debido a que este metabolito es un intermediario de dicha va. 'XUDQWHHOD\XQRODJOXFRVDQRVHFDWDEROL]DHQHOKtJDGRpor la va glucoltica para formar piruvato debido a que se desactiva la fosfofructocinasa-1, la principal enzima regula-dora de la va, por la ausencia de su metabolito activador, la fructosa 2, 6-bisfosfato. La descarboxilacin del piruvato que se forma a partir de varios aminocidos durante el ayuno, especialmente a partir de alanina, se halla bloqueada por la regulacin a la baja que ejerce el exceso de acetil-CoA sobre ODSLUXYDWRGHVKLGURJHQDVD3'+3RURWUDSDUWHHOH[FHVRde acetil-CoA activa la piruvato carboxilasa (PC), favoreciendo as la transformacin de piruvato en oxalacetato, y con esto la formacin de glucosa.


establecerse el diagnstico oportuno. Esto desde luego redundar en una mejor calidad de vida de los pacientes.

COMENTARIO

/DGHFLHQFLDGHODHQ]LPD$&'&0SHUPLWHYDlorar en su justa dimensin la importancia del catabolismo de cidos grasos durante el ayuno o el estrs metablico asociado con las enfermedades. En la persona sana se toleran bien estas condiciones debido a la capacidad de respuesta TXHWLHQHHOKtJDGRSDUDODSURGXFFLyQGHJOXFRVD\GHFXHUSRVFHWyQLFRV)LJ &XDQGRVHEORTXHDODXWLOL]DFLyQGHORViFLGRVgrasos y por tanto la cetognesis, el organismo XWLOL]D JOXFRVD SDUD VDWLVIDFHU FDVL WRGRV ORVrequerimientos energticos del organismo, reVXOWDQGRHQXQDPD\RUXWLOL]DFLyQGHHVWHD]~FDUfundamental. Durante el ayuno, las condiciones PHWDEyOLFDVGHOKtJDGRHQORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0OLPLWDQHQJUDGRLPSRUWDQWHODproduccin de cuerpos cetnicos a partir de los cidos grasos, y de glucosa a partir de aminocidos glucognicos, propiciando la hipoglucemia severa, con consecuencias deletreas sobre el cerebro. (OGDxRKHSiWLFRVHFXQGDULRDODGHFLHQFLDGH$&'&0VHHYLGHQFLDSRUODKLSHUDPRQHPLDla cual comnmente presentan los pacientes en FULVLVSRUD\XQRRHVWUpVPHWDEyOLFR(OKtJDGRes el nico tejido donde se forma urea a partir del amonio, compuesto txico que se forma continuamente a partir del metabolismo de los aminocidos. La hiperamonemia, la hipoglucemia y posiblemente la incapacidad del cerebro para oxidar la poca glucosa que recibe, son responsables de las alteraciones neurolgicas TXH HO FOtQLFR GHWHFWD FRPRXQ VtQGURPH WLSRReye en los pacientes.

/DGHFLHQFLDGHDFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDPHGLDQRHV OD~QLFDHQ]LPRSDWtDTXHDIHFWD ODXWLOL]DFLyQGHiFLGRVJUDVRV6HKDQdescrito ms de 25 alteraciones genticas que afectan dicho proceso, todas ellas con herenFLDDXWRVyPLFDUHFHVLYDSHURODGHFLHQFLDGH$&'&0HV ODPiV IUHFXHQWH DIHFWDQGR HVSHFLDOPHQWHDODSREODFLyQFDXFiVLFD La frecuencia con que se presenta esta patoORJtDQRVHKDGRFXPHQWDGRHQODPD\RUtDGHORVSDtVHVLQFOX\HQGRGHVGHOXHJRHOQXHVWURSolamente se tienen datos formales de algunas UHJLRQHV FRPR %DYDULD$OHPDQLDGRQGH VHencontr 1 caso por cada 8,500 nacimientos DOJXQDVUHJLRQHVGHO5HLQR8QLGRFRQFDVRSRUQDFLPLHQWRV\HQ3HQVLOYDQLD(VWDGRV8QLGRVGH$PpULFDFDVRSRUFDVLQDFLPLHQWRV La relativa baja frecuencia de presentacin de ODGHFLHQFLDGH$&'&0 ODDPSOLWXGGHVXHVSHFWURFOtQLFR\ODIDOWDGHSHUVSLFDFLDGHPXFKRVPpGLFRV VRQ IDFWRUHV TXH LQX\HQ HQ TXH HVWDHQ]LPRSDWtD VH KDOOH VXEGLDJQRVWLFDGD 1XHVWURSDtVQRHVODH[FHSFLyQDSHVDUGHTXHODQRUPDRFLDOPH[LFDQD12066$HQVXDSDUWDGRHVWDEOHFHTXHORVGHIHFWRVTXHse presentan al nacimiento deben recibir atencin prioritaria, encontrndose entre ellos los metabliFRVDSDUWDGRFRPRVRQODVDOWHUDFLRQHVGHODR[LGDFLyQGHiFLGRVJUDVRVDSDUWDGR (OPpGLFRGHEHUtDWHQHUDPSOLRVFRQRFLPLHQWRV GH ORV SURFHVRV ELRTXtPLFRV LQYROXFUDGRVHQHOFDWDEROLVPRGHiFLGRVJUDVRV\ODVtQWHVLVGHJOXFRVDSRUHOKtJDGRDVtFRPRGHODVPDQLIHVWDFLRQHVFOtQLFDVTXHVHSUHVHQWDQFXDQGRdichos procesos metablicos no se activan con normalidad, como ocurre por efecto de la deFLHQFLDGH$&'&0(VWRD\XGDUtDVLQGXGDDdetectar con oportunidad los casos que llegaran a presentarse.

REFERENCIAS

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1. 6]WDOU\G & ;X * 'RUZDUG + 7DQVH\-7&RQWUHUDV -$.LPPHO$5 /RQGRV& 3HULOLSLQ $ LV HVVHQWLDO IRU WKHWUDQVORFDWLRQRIKRUPRQHVHQVLWLYHOLSDVHduring lipolytic activation. J. Cell Biol.

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REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR

'LDJQyVWLFR GHO GpFLW GH $FLO &R$deshidrogenasa de cadena media mediante la reaccin en cadena por la polimerasa HQ WLHPSR UHDO 4XtPLFD &OtQLFD

9D])0:DQGHUV5-$&DUQLWLQHELRV\QWKHVLVLQPDPPDOV%LRFKHP-

5LYOLQ565LERDYLQYLWDPLQ%(QHandbook of Vitamins. Editores: Zempleni J, 5XFNHU5%0F&RUPLFN'%6XWWLH-:&5&3UHVV86$SS

*DUFtD&XDUWHUR5/DJH$OIUDQFD

Javier Gutirrez-Jimnez1, Mara Adelina Schlie-Guzmn1, Lorena Mercedes Luna-Cazres1, Daniel Daz-Prez2, Dolores Guadalupe Vidal-Lpez1

RESUMENLa Internet es una de las tecnologas de informacin y comunicacin (TICs) que permite el intercambio de informacin mediante un sistema de documentos que conducen a otros textos relacionados y enlazados entre s, este tipo de tecnologa est impactando en todas las actividades de la vida cotidiana del ser humano, siendo particularmente notoria en la educacin. La Biologa es una ciencia sujeta de estas vertientes novedosas y los materiales didctico-interactivos que se encuentran en esta red virtual, son recursos poderosos para la enseanza y el aprendizaje de esta ciencia. Sin embargo, la localizacin de los recursos es difcil sobre todo por el des-conocimiento de estos sitios virtuales adems de la aparicin constante de nuevas pginas. El propsito de este trabajo es dar a conocer una compilacin de direcciones electrnicas cuyo contenido didctico apoye el proceso de enseanza aprendizaje de la Biologa.

ABSTRACTThe Internet is one of the information and communication technologies (ICTs) that does not place space-timely barriers, since it allows information exchange through a system of documents that lead to other related and interlinked texts; this kind of technology is having an impact upon every other daily-life activities of mankind, SDUWLFXODUO\QRWLFHDEOHLQWKHHOGRI%LRORJ\%LRORJ\LVDQDUHDRIVFLHQWLFNQRZOHG-ge subject to these new trends, and teaching and interactive materials found on the Internet are powerful resources for the teaching and learning of this science. +RZHYHUWKHORFDOL]DWLRQRIWKHVHUHVRXUFHVLVGLIFXOWHVSHFLDOO\EHFDXVHRIODFNRIknowledge of the proper web sites, plus the constant appearance of new sites. In this order of ideas, the purpose of this paper is to offer a compilation of electronic web sites whose didactic content supports the process of teaching and learning in biology.

*Recibido: 23 de julio de 2010 Aceptado: 28 de octubre de 2010

INTRODUCCIN

La humanidad ha entrado a la era de la infor-macin y el conocimiento. La sociedad actual est desarrollndose como audio-visual-telein-teractiva ya que son las nuevas tecnologas de la informacin y la comunicacin (TICs) las que estn impactando en todas las actividades de la vida cotidiana del ser humano. La educacin no puede quedar excluida de este fenmeno, por lo que los educadores del nuevo milenio necesitan

interpretar la realidad educativa en trminos de informacin, utilizando todas las ventajas que ofrece este tipo de tecnologa (1). Dentro de las TICs, la Internet o red mundial para el intercambio de informacin WWW (por sus siglas en ingls world wide web) es uno de ORVPiVJUDQGHVGHVDUUROORVGHQDOHVGHOVLJORXX. Esta red virtual se conforma por un sistema de documentos que conducen a otros textos re-lacionados y enlazados entre s conocidos como hipertextos (2), siendo un poderoso instrumento

REB 29(4): 120-124, 2010 120

PALABRAS CLAVE: Internet, TIC, recurso didctico, biologa

1 Facultad de Ciencias Biolgicas, Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, Libramiento Norte PonienteNo. 1150, Col. Lajas Maciel, Tuxtla Gutirrez, Chiapas, Mxico, C.P. 29039. 2Escuela Preparatoria del Estado

Ocozocoautla, Carretera Panamericana km. 1050, Ocozocoautla, Chiapas, Mxico. C.P. 29140.Correo E: [email protected]

KEY WORDS:Internet, ICT, didactic resource, biology.

LA INTERNET COMO RECURSO DIDCTICO PARA LA ENSEANZA Y EL APRENDIZAJE DE LA BIOLOGA*

121REB 29(4): 120-124, 2010 La membrana plasmtica: modelos, balsas y sealizacin

para el procesamiento de la informacin, con la posibilidad de facilitar el aprendizaje mediante el uso de materiales didctico interactivos. As, se abre un nuevo paradigma de la enseanza, sin barreras espacio-temporales para el acceso a la informacin y para la comunicacin inter-personal, ofreciendo mltiples posibilidades de innovacin educativa en el marco de la ense-anza ms personalizada y de un aprendizaje cooperativo acorde con los planteamientos socio-constructivistas. Para el proceso de en-seanza-aprendizaje de las ciencias biolgicas, la Internet representa una estrategia didctica que permite la promocin del conocimiento y la generacin de nuevos tipos de aprendizaje (2, 3); incluso la prestigiosa revista Science ha desarrollado el premio SPORE para reconocer el desarrollo de recursos educativos virtuales para las ciencias (4). Para favorecer y privilegiar el aprendizaje co-operativo a travs de la Internet, muchas insti-tuciones educativas que ofrecen licenciaturas en el rea de la medicina y ciencias de la salud han integrado esta tecnologa y sus recursos como parte de sus planes y programas de estudio (5). En la Universidad de Arizona y en la Uni-versidad Texas A & M se emplearon servidores LQIRUPiWLFRVSDUDXQFXUVRGHVLRORJtDGLULJLGRa los estudiantes del primer ao de medicina. Los estudiantes tuvieron acceso al correo elec-trnico, bibliotecas en lnea y pginas Web con contenido didctico (5). Para un curso de ciencia de los animales y aves domesticas, la Universi-dad de Arkansas Fayetteville de Estados Unidos de Amrica dispuso un servidor tipo UNIX para la conexin a la Internet y los estudiantes parti-ciparon proporcionando pginas del Internet con informacin relevante al curso (6). El Instituto de Tecnologa Mdica Tampere de Finlandia, dispuso una serie de imgenes microscpicas para la enseanza de la histopatologa del seno a sus estudiantes en la direccin electrnica http://www.webmicroscope.net/breastatlas (7) y de manera similar, el Instituto Sueco para el Control de las Enfermedades Infecciosas dispuso imgenes para la enseanza de la parasitologa mdica (www.webmicroscope.net/parasitology) (8). En las ltimas dcadas, el proceso de ense-anza-aprendizaje ha experimentado grandes avances, sobre todo cuando se conjunta con los recursos didcticos virtuales que se desarrollan y disponen en la Internet, siendo la biologa un iUHDGHOFRQRFLPLHQWRFLHQWtFRVXMHWDGHHVWDVvertientes novedosas para la educacin (9). Sin embargo, la localizacin de tales recursos puede

tornarse difcil para docentes y alumnos debido a: i) el desconocimiento de direcciones elec-trnicas de estos recursos y ii) el surgimiento constante de nuevas pginas que se suman a la red de informacin (10). Por ello, el propsito de este trabajo es dar a conocer una relacin de direcciones electr-nicas de acceso gratuito que se enlistan abajo, cuyo contenido didctico apoye el proceso de enseanza-aprendizaje de la biologa general. La compilacin de estos sitios web se hizo consul-tando la literatura y otras son parte de nuestro conocimiento virtual y que hemos utilizado en la docencia de la biologa. 1. Pginas con contenidos en ingls y espaol

(QODOLJDhttp://learn.genetics.utah.edu/ de la Universidad de Utah, USA, se encuentran materiales multimedia acerca de la estructura de las protenas, el ADN, la transcripcin y la traduccin. Se encuentran tambin ensayos para la extraccin del ADN usando detergente y alcohol comercial (11).

(OGHSDUWDPHQWRGH%LRTXtPLFD\%LRItVLFD0ROH-cular de la Universidad de Arizona, USA, dispo-ne en la liga http://www.biology.arizona.edu/, recursos interactivos acerca de la bioqumica, la biologa celular, la biologa del desarrollo, la biologa humana, la inmunologa, la gentica y la biologa molecular (12).

(OOLEUR0LFURELRORJtDH,QPXQRORJtDHQOtQHDque se ubica en la pgina de la Escuela de Me-dicina de la Universidad de Carolina del Sur, USA, puede consultarse mediante la liga http://pathmicro.med.sc.edu/book/welcome.htm. Este libro virtual aborda tpicos sobre inmu-nologa, bacteriologa, virologa, parasitologa y micologa (12).

(ODUWLVWD\ELyORJRQRUWHDPHULFDQR-RKQ.\UNdispone en la direccin http://johnkyrk.com animaciones de biologa molecular que abor-dan tpicos sobre aminocidos y protenas, anatoma y funcin celular, membrana celular, cromosomas, difusin, estructura del ADN, re-plicacin, transcripcin, traduccin, evolucin, JOLFyOLVLV DSDUDWR GH *ROJL FLFOR GH .UHEVmitosis, meiosis, transporte de electrones, pH, fotosntesis y agua (13).

2. Pginas con contenidos en ingls

(QHOSRUWDOhttp://biowww.net desarrollado en Estados Unidos de Norteamrica, se puede acceder a recursos que apoyan el trabajo en el laboratorio de biologa tales como experimen-

122 *XWLpUUH]-LPpQH]-6FKOLH*X]PiQ0$/XQD&D]iUHV/0'tD]3pUH]'9LGDO/ySH]'*

tos de laboratorio, mtodos en biologa mole-cular, biologa celular, gentica, inmunologa, neurociencias, bioinformtica y protemica; tambin se encuentra disponible un foro para plantear a los expertos los problemas que se presenten en el laboratorio.

0HGLDQWHODGLUHFFLyQYLUWXDO KWWSSUROH.nlm.nih.gov/, la Librera Nacional

de Medicina de Estados Unidos de Norteamrica muestra la historia de las ciencias biomdicas mediante una coleccin que incluye materia-OHV FRPR OLEURV SDQHWRV GLDULRV FDUWDVmanuscritos, fotografas y archivos de audio y video acerca de lderes en la investigacin biomdica y la salud pblica (14).

(O0XVHR1DFLRQDOGHOD6DOXG86$FX\DGLUHFFLyQvirtual es http://www.accessexcellence.org/ exhi-be recursos como artculos, materiales multimedia y actividades para el aula sobre las bio-ciencias y la salud, que pueden utilizar profesores y estu-diantes (15).

/D8QLYHUVLGDGGHO(VWDGRGH'DNRWDGHO1RU-te, USA dispone en la liga

http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/ una serie de animaciones e imgenes de alta calidad acerca de procesos celulares (ATP sintetasa, la cadena de transporte de HOHFWURQHVWUiFRGHSURWHtQDVPRGLFDFLyQreciclaje y secrecin de protenas, fotosntesis y fotosistema II) as como de procesos mo-leculares (transcripcin, procesamiento del ARNm, traduccin y el opern Lac). Mediante un registro en lnea, estos recursos pueden grabarse en el ordenador (16).

(O$'1,QWHUDFWLYRHVXQSRUWDOGHOODERUDWR-rio Cold Spring Harbor de Nueva York, USA, al cual se accede mediante la direccin http://www.dnai.org/index.htm.

Aqu pueden encontrarse clases interactivas acerca de la historia del ADN, el cdigo ge-ntico, la manipulacin de genes, el genoma y sus aplicaciones. Las clases incluyen foto-grafas, animaciones, entrevistas y pelculas (17).

/DSiJLQD(O$'1GHVGHVXVFRPLHQ]RVHVotro portal del laboratorio Cold Spring Har-bor al cual se accede mediante la liga http://www.dnaftb.org/dnaftb/. El material dispo-nible (animaciones, imgenes, entrevistas, problemas, biografas y otras ligas de inters) se encuentra distribuido en tres secciones: organizacin y control gentico, gentica clsica y molculas de la herencia (17).

/D$VRFLDFLyQ$PHULFDQDSDUDHO$YDQFHGHlas Ciencias (AAAS) dispone el portal deno-minado: Red para la educacin en Biociencias

(BEN por sus siglas en ingls) en la direccin http://www.biosciednet.org/portal/. En este sitio virtual pueden consultarse de manera gratuita ms de 15,000 recursos para la enseanza y el aprendizaje de las ciencias biolgicas (18).

/D 8QLYHUVLGDG GH$OEHUWD GH (GPRQWRQ $O-berta, Canad, dispone de una base de datos con ms de 8,000 recursos digitales para la enseanza de la Biologa, a travs del portal de-nominado Bio-Ditrl. A este portal que se accede a travs de http://bio-ditrl.sunsite.ualberta.ca/, el usuario puede grabar en su computadora imgenes, videos y documentos de texto luego de una suscripcin gratuita. Los criterios para la bsqueda de informacin pueden ser mediante palabras clave, nombres de autor, etc., o bien realizar la bsqueda de materiales que se en-cuentran organizados por jerarquas: taxono-ma, conceptos, niveles educativos o cursos de biologa (13).

(Q OD SiJLQD YLUWXDO %LR(G DXVSLFLDGD SRU HOColegio de Medicina de Baylor en Houston, Texas, USA, se encuentran una gran diversidad de recursos como videos y presentaciones en Power point que abordan tpicos sobre la clula, diversidad de la vida, herencia, el organismo humano, interdependencia de la vida y evolu-cin; la direccin es www.bioedonline.org (19).

(OSRUWDOYLUWXDOGHORV6HUYLFLRVGH'HVDUUROORde Multimedia Sumanas, Inc. de Pasadena, California, USA ofrece a travs de la direccin

http://www.sumanasinc.com/webcontent/animation.html una serie de animaciones que cubren disci-

plinas como biologa general, microbiologa, biopsicologa/neurociencias, astronoma, qumica, biologa molecular, biotecnologa general, ecologa, estadstica y ciencias del medio ambiente; estas animaciones son es-pecialmente dirigidas a estudiantes del nivel universitario (20).

/D6RFLHGDG$PHULFDQDGH0LFURELRORJtDDWUD-vs de la direccin www.microbelibrary.org, dispone la Librera de microbios, a travs de la cual estudiantes y profesores pueden acceder de forma gratuita a ms de 2,500 recursos en-tre animaciones, imgenes y videos, as como a una coleccin de atlas y protocolos estndar usados en microbiologa.

Las direcciones electrnicas mencionadas arriba, constituyen herramientas valiosas para el proceso de enseanza-aprendizaje de la biologa, dado que contienen material animado cuyo contenido visual favorece el aprendizaje y la retencin de los conceptos


en biologa, aunado a ello tienen carcter gratuito (21). Otro tipo de recursos virtuales recientemente desarrollados son las herra-mientas cooperativas basadas en la Internet, principalmente los wikis, los blogs y los po-dcasts. Un wiki es un sitio virtual construido por diversos colaboradores mediante el cual los visitantes pueden editar el contenido me-diante un permiso; un ejemplo lo constituye la enciclopedia gratuita Wikipedia. Un blog es un sitio virtual que contiene registros en orden cronolgico acerca de un tpico en particular, stos pueden ser escritos por una persona o por un grupo de colaboradores. Algunos blogs del rea mdica enriquecen la informacin contenida en los casos clnicos mediante la adicin de fotografas utilizando el VRIWZDUH3LFDVD(OSRGFDVWLQJVHUHHUHDODdistribucin de archivos multimedia (de audio

o video) a una determinada audiencia para que sta pueda reproducirlas en el momento y lugar deseados en su computadora. Algunas aplicaciones educativas de este recurso son la modalidad de educacin a distancia, para que los estudiantes puedan repasar las clases previamente grabadas (22). La educacin cuenta en la actualidad con es-tas herramientas novedosas, siendo la biologa una de las ciencias en las que pueden emplear-se estos ambientes virtuales para optimizar tanto la enseanza como el aprendizaje. Finalmente, consideramos que los ambien-tes virtuales ofrecen oportunidades educativas excitantes, por lo que estas innovaciones tec-nolgicas cambiarn los cursos de enseanza tradicionales y podrn estimular a los educado-res a tomar ventaja a partir de las maravillas que ofrece la Internet.

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Ulises Meza, Ana Catalina Romero-Mndez, Yamhilette Licn y Sergio Snchez-Armss

RESUMENLa membrana plasmtica es la estructura que delimita a la clula. Inicialmente conceptualizada como una barrera inerte, divisoria del interior y exterior celular, en la actualidad se le reconoce como un elemento dinmico y fundamental en el mantenimiento de la integridad de la clula. Su pltora de componentes lipdicos y proteicos propicia su participacin en muy diversos e importantes procesos por ejemplo: transporte y permeabilidad selectiva de sustancias e iones, excitabilidad, movilidad, diferenciacin, exocitosis, reconocimiento intercelular y transduccin de seales extracelulares. La presente revisin incluye un breve recuento de los principales modelos que han conducido a la concepcin actual de su estructura y de sus propiedades funcionales y destaca las implicaciones del modelo vigente de balsas de membrana en procesos de sealizacin intracelular.

ABSTRACTThe plasma membrane is the structure that delimits the cell. Originally, it was just considered a physical barrier that separates the inside from the outside of the cell. But now, it is visualized as a dynamic structure, enclosing diverse lipids and proteins elements, which is involved in several important processes e.g., ion permeability and transport, excitability, cell migration, hormone and neurotransmitter secretion, extracellular signal transduction, cell differentiation, and cell to cell recognition. This review contains a brief overview of the development of the plasma membrane concept, including its current model that involves the dynamic nanoscale heteroge-neities denominated membrane rafts. The functional relevance of membrane rafts is also discussed.

*Recibido: 14 de junio de 2010 Aceptado: 28 de octubre de 2010

REB 29(4): 125-134, 2010 125

PALABRAS CLAVE: Balsas lipdi-cas, caveolas, sealizacin, colesterol

Departamento de Fisiologa. Facultad de Medicina. Universidad Autnoma de San Luis Potos. Av. Venustiano Carranza # 2405. San Luis Potos, SLP. CP. 78210. Mxico.

Correo E: [email protected], [email protected]

KEY WORDS:Lipid rafts, caveolae, signaling, cholesterol

LA MEMBRANA PLASMTICA: MODELOS, BALSAS Y SEALIZACIN*

1. Origen y desarrollo del concepto de membranas biolgicas

Una de las primeras referencias al concepto de membrana biolgica se adjudica al botnico alemn Pfeffer (1887) (1), quien lo habra postulado al describir la similitud del comportamiento osmtico HQWUHFpOXODV\PHPEUDQDVDUWLFLDOHV7DEODEn particular, Pfeffer observ que las propiedades osmticas exhibidas por las membranas de algunos tipos de clulas vegetales semejaban a las de las membranas obtenidas al precipitar ferrocianuro cprico sobre paredes porosas de cermica. Pos-teriormente, Overton (1899) (1) demostr que las

sustancias lipoflicas penetraban la clula con ma-yor facilidad que aquellas que no lo eran, lo que le llev a concluir que la estructura que delimita a la clula debera estar constituida por una capa lipdi-ca. Ms tarde, el valor de la capacitancia elctrica de la membrana plasmtica fue reportado. En este sentido, Fricke (1923) (2) determin el valor de 1.0 Fcm-2 para la membrana de eritrocitos, mientras TXHHQRWURVWLSRVFHOXODUHVHOYDORUXFWXyHQWUH1.0 y 6.0 Fcm-2. Esta aparente inconsistencia fue adjudicada a la variabilidad en el espesor de las membranas analizadas. En su estudio clsico, Gorter y Grendel (1925) (3) determinaron el valor del rea ocupada por los lpidos extrados a partir

Luis Enrique Beltran Gonzalez






126 Meza U, Romero-Mndez AC, Licn Y, Snchez-Armss S

Ao Autores Observacin Ref.

1887 Pfeffer Similitud del comportamiento osmtico entre clulas vegeta-OHV\PHPEUDQDVDUWLFLDOHV 1

1899 Overton Naturaleza lipdica de la membrana plasmtica. 1

1923 Fricke 'HWHUPLQDFLyQGHOYDORUGHFDSDFLWDQFLDHOpFWULFDHVSHFtFDde la membrana plasmtica. 2

1925 Gorter y Grendel Organizacin de los lpidos de la membrana plasmtica en bicapa. 3

1934 Danielli y Harvey Presencia de protenas en la membrana plasmtica. 4

Danielli y Davson Teora paucimolecular de las biomembranas. 5

1959 Robertson Teora unitaria de las membranas biolgicas. 6

1972 Singer y Nicolson 0RGHORGHOPRVDLFRXLGR 7

1975 Chapman Segregacin de dominios lipdicos en el plano lateral de la membrana. 8

1988 Simons y van Meer ([LVWHQFLDGHPLFURGRPLQLRVGHHVQJROtSLGRV 14

1997 Simons e Ikonen Modelo de balsas lipdicas e importancia del colesterol como elemento de las mismas. 15

2002 Anderson y Jacobson Incorporacin de protenas a balsas lipdicas a travs de un proceso jerrquico. 24

Zacharias y cols.Presencia de nanodominios lipdicos en la monocapa interna de la membrana plasmtica sin correspondencia necesaria con balsas lipdicas en la capa externa.

16

2006 Pike Sustitucin del concepto de balsa lipdica por el de balsa de membrana. 17

2010 Ligwood y Simons Revaloracin del modelo de balsas como principio organiza-dor de las funciones de las membranas biolgicas. 20

TABLA 1CRONOLOGA DEL MODELO DE LA MEMBRANA PLASMTICA

de la membrana plasmtica de eritrocitos e inespe-radamente, encontraron que dicho valor correspon-GtDDOGREOHGHOGHODVXSHUFLHFDOFXODGDSDUDXQnmero conocido de estas clulas (asumiendo una forma discoidal para ellas). Estos investigadores LQULHURQDFHUWDGDPHQWHTXHODPHPEUDQDGHORVeritrocitos est constituida por una bicapa de lpidos con un espesor de 5.0 6.0 nm. Posteriormente, DOFRPSDUDUODWHQVLyQVXSHUFLDOGHODPHPEUD-na plasmtica de ovocitos de erizo de mar (0.2 dinascm-1FRQODGHXQDLQWHUIDVHDUWLFLDOOtSLGRsolucin acuosa (10.0 -15.0 dinascm-1), Danielli y Harvey (1934) (4) evidenciaron el requerimiento de un factor adicional que explicaba la atenuacin de este parmetro en las membranas biolgicas,

el cual adjudicaron a la presencia de protenas. 2WURDYDQFHVLJQLFDWLYRHQ OD FRQVROLGDFLyQGHOconcepto de biomembrana se atribuye a Danielli y Davson (1934) (5), quienes propusieron la teora paucimolecular de la membrana, segn la cual las membranas biolgicas presentan un grupo mnimo de constituyentes moleculares que incluye: una regin central de naturaleza lipdica no polar y es-pesor variable, bordeada (a ambos lados) por una monocapa de fosfolpidos cuyos extremos polares estaran orientados hacia el exterior y una monoca-pa ms externa de protenas globulares. En 1959, Robertson (6) postul la denominada teora unitaria de la membrana, la cual establece que todas las membranas biolgicas estn constituidas por una












bicapa lipdica. El sustento de esta propuesta fue-ron imgenes de membranas celulares obtenidas por microscopa electrnica en las que era posible distinguir una regin intermedia de baja densidad electrnica delimitada por estructuras perifricas de mayor densidad; la regin intermedia corres-ponda a las cadenas hidrocarbonadas de los lpidos \ODVHVWUXFWXUDVSHULIpULFDVDORVJUXSRVKLGUyORVde los lpidos y/o a las protenas asociadas. El an-lisis detallado de este tipo de imgenes permiti a Robertson hacer extensivo su modelo al conjunto de membranas intracelulares. El modelo unitario estableca, adicionalmente, que los componentes proteicos se alojan principalmente sobre las su-SHUFLHVGHODELFDSDOLStGLFD\VyORXQDSURSRUFLyQmuy reducida de su estructura se localiza en la regin central hidrfoba de la membrana. An FXDQGR HVWHPRGHOR GHQtD D OD ELFDSD OLStGLFDFRPRXQDEDUUHUDDOOLEUHXMRGHLRQHV\PROpFX-ODVKLGUyODVQRGHVFDUWDEDODSRVLEOHSUHVHQFLDde canales acuosos a travs de los cuales pudiese darse el transporte de estos materiales. Esto l-timo, bajo la condicin de que dichos canales, de existir, deberan expresarse en muy baja densidad ya que su presencia difcilmente era detectable en las micrografas electrnicas.

1.1. Propiedades dinmicas de las biomembranas

Los modelos hasta aqu mencionados sHUHHUHQbsicamente, a las caractersticas estructurales estticas de las membranas biolgicas. Y no fue VLQR KDVWD QDOHV GH ORV DxRV VHVHQWDV FXDQGRVXUJH HO FRQFHSWR GH XLGH] GHPHPEUDQD TXHincorpora los aspectos dinmicos (por ejemplo: difusin, recambio, intercambio e interacciones moleculares) que se presentan en, o se dan entre, los elementos constitutivos de las biomembranas (7, 8). En 1972, Singer y Nicolson (7) incluyeron esta novedosa perspectiva en su conocido modelo GHPRVDLFR XLGR DO SRVWXODU TXH ODPHPEUDQDSODVPiWLFDHVWiFRQVWLWXLGDSRUXQDELFDSDXLGDde lpidos capaz de alojar diversos conglomerados o mosaicos proteicos. Estos ltimos, pueden estar parcialmente inmersos, o bien, pueden atravesar la bicapa lipdica y, en ambos casos, protruir de ella. (OPRGHORGHPRVDLFRXLGRDGLFLRQDOPHQWHUHVDO-ta las interacciones hidrfobas que se establecen entre las protenas y los lpidos constitutivos de la membrana, as como la distribucin aleatoria que ambos elementos guardan como resultado de su difusin en el plano de la membrana. Posterior a su planteamiento, surgieron diversas observaciones y crticas a este modelo. Por ejemplo, estudios sobre las propiedades mecano-qumicas de las membra-

nas de eritrocitos indicaron que los parmetros intrnsecos de los materiales de la membrana (por ejemplo: densidad, mdulo elstico, viscosidad, HQHUJtDOLEUHVXSHUFLDO\PyGXORGHGHIRUPDFLyQPRVWUDEDQ GLIHUHQFLDV VLJQLFDWLYDV FRQ UHVSHFWRD ORV REVHUYDGRV HQ ELFDSDV OLStGLFDV DUWLFLDOHVEste hallazgo resultaba inconsistente con el mo-GHORGHPRVDLFRXLGR\DTXHXQDELRPHPEUDQDconteniendo estructuras proteicas muy separadas (a manera de icebergs) y sin restriccin de mo-vimiento, se esperara que exhibiera propiedades muy semejantes a la de una bicapa lipdica arti-FLDO&XHVWLRQDPLHQWRVGHHVWHWLSRSURPRYLHURQGLYHUVDVPRGLFDFLRQHVDOPRGHORRULJLQDO$VtSRUejemplo, se incorpor la nocin de asimetra entre las dos monocapas de la membrana (9, 10) y se resalt la naturaleza selectiva de las interacciones moleculares que propician la difusin y segregacin lateral de sus variados elementos lipdicos en domi-nios discretos (8, 11). Estos ltimos, presentaron JUDQGHVGLFXOWDGHVHQODGHQLFLyQGHVXWDPDxRforma y vida media. Problemas que se adjudica-ron, en gran medida, a la variabilidad entre ellos y entre las membranas que los alojaban (12). Una estrategia alternativa para su estudio consisti en caracterizar las fases lipdicas en equilibrio en mo-delos de membrana generados a partir de mezclas GHQLGDVGHOtSLGRVSRUHMHPSORFRPSRQHQ-tes), asumiendo que dichas fases, conceptualmen-te, representaban sus anlogos. La caracterizacin de estas fases en monocapas y bicapas sintticas permiti establecer los principios termodinmicos que subyacen la segregacin de fases inter e intra-monocapas. Un modelo ampliamente utilizado en este tipo de estudios es el de las vesculas gigantes unilamelares. Estas bicapas lipdicas esfricas (di-PHWUR!PLQFRUSRUDQFRORUDQWHVXRUHVFHQWHVque se particionan de manera diferencial en las fases segregadas, permitiendo la discriminacin de estas ltimas a travs de imgenes de microscopa GHXRUHVFHQFLD

1.2. El modelo vigente: balsas de membrana

El concepto de segregacin de lpidos fue retomado por Simons y van Meer (1988) (14) en su modelo de microdominios lipdicos, el cual postularon a partir de sus estudios sobre la distribucin diferencial de HVQJROtSLGRVKDFLDODPHPEUDQDDSLFDOGHFpOXODVepiteliales. En dicho modelo, se plantea el ensam-EODMHGHPLFURGRPLQLRVGHHVQJROtSLGRVGHPDQHUDHVSHFtFDHQODPRQRFDSDOXPLQDOGHODPHPEUDQDdel aparato de Golgi, donde operaran como centros de reclutamiento de aquellas protenas destinadas a incorporarse a la monocapa externa de la membra-na apical de dichas clulas. Un elemento adicional



























al modelo de la estructura de las membranas biol-gicas, el colesterol, fue incorporado ms tarde por Simons e Ikonen (1997) (15) como un importante coorganizador de nanodominios o balsas lipdicas. El planteamiento de estos autores es que los com-SOHMRV GHJOLFRHVQJROtSLGRVFROHVWHURO VHPDQWLH-nen estrechamente empaquetados y se comportan como unidades o balsas dentro de la monocapa externa de la membrana plasmtica. A pesar que desde 1973 ya se haban expuesto consideraciones tericas que predecan el que la fase ordenada de la monocapa externa podra inducir el empaqueta-miento de regiones de la monocapa interna corres-pondiente, hasta mediados de los aos 1990s la SRVLEOHH[LVWHQFLDGHEDOVDVVHKDOODEDFRQQDGDDla monocapa externa de las membranas biolgicas. Posteriormente, se ha mostrado que una organi-zacin equivalente de nanodominios est tambin presente en la monocapa citoplsmica (16), a pesar GHTXHHVWD~OWLPDHVSREUHHQHVQJROtSLGRVHVSH-FLDOPHQWHHQHVQJRPLHOLQD6LQHPEDUJRQLsu correspondencia fsica con las balsas de la mo-nocapa externa, ni sus propiedades y componentes estructurales han sido totalmente caracterizados. Otro aspecto importante de este modelo tiene que ver con la interaccin que se da entre protenas y balsas lipdicas; donde slo algunos elementos proteicos son incluidos o anclados a las balsas, mientras que otros son excluidos de sus lmites en funcin de su naturaleza molecular y de sus propie-dades termodinmicas (15). Ms recientemente, VHKDFRQVHQVXDGRODUHGHQLFLyQGHOFRQFHSWRGHbalsas lipdicas (lipid rafts) en favor del de balsas de membranas (membrane rafts): Las balsas de membrana son dominios pequeos (10-200 nm), heterogneos, altamente dinmicos, enriquecidos HQHVWHUROHV\HVQJROtSLGRVTXHFRPSDUWLPHQWDQprocesos celulares. Estas pequeas balsas pueden, eventualmente, ser estabilizadas para formar plata-formas de mayor tamao a travs de interacciones protena-protena y protena-lpido (17). Es impor-WDQWHVHxDODUTXHHVWDGHQLFLyQGDGDODQHFHVDULDLQFOXVLyQGHHVQJROtSLGRVH[FOX\HDORVGRPLQLRVordenados de la capa interna de la membrana plas-mtica como balsas de membrana. A la fecha, se reconocen dos tipos de balsas de membrana: balsas planas y caveolas (18, Fig. 1). Las primeras estn alineadas en el plano de la membrana y su carac-terizacin ha sido muy difcil debido a su pequeo tamao (10-200 nm) y gran dinamismo (17). Las caveolas, por su parte, corresponden a invagina-ciones de la membrana plasmtica (50-100 nm de dimetro) y, aun cuando estn involucradas en los procesos de transcitosis y potocitosis, muestran un dinamismo mucho menor que el de las balsas planas (15). Una caracterstica distintiva de las caveolas es

su asociacin con protenas de soporte relativamen-te pequeas (21-24 kDa) denominadas caveolinas, las cuales contribuyen a estabilizar su estructura a travs de su interaccin con la monocapa interna de la membrana plasmtica. Las caveolinas funcionan como estructuras de andamiaje para diversas pro-tenas de sealizacin y como transportadores del colesterol (sintetizado de novo) desde el retculo endoplsmico hacia la membrana plasmtica. Se KDQLGHQWLFDGRWUHVLVRIRUPDVGHFDYHROLQDV'RVde ellas se expresan ubicuamente (Cav-1 y Cav-2), mientras que la expresin de la tercera (Cav-3) est restringida a miocitos cardiacos y esquelticos (19). En neuronas, las caveolinas generalmente estn ausentes, aunque se ha reportado un grupo GHSURWHtQDVDQiORJDVGHQRPLQDGDVRWLOLQDV/DVLJQLFDQFLDIXQFLRQDOGHODVEDOVDVOLStGLFDVHVun tema vigente y de gran inters debido a la pro-puesta de que la compartimentacin subcelular de procesos podra acompaarse de un incremento en VXHVSHFLFLGDG\HFLHQFLD

1.3. Problemas del modelo de balsas de membrana

Una crtica inicial muy fuerte al modelo de balsas tiene que ver con el aislamiento y caracteriza-cin de los dominios de membrana resistentes a GHWHUJHQWHV 05'V GHQLGRV RSHUDFLRQDOPHQ-te como balsas lipdicas (21). Diversos autores han argumentado que los MRDs corresponden a agregados de dominios de membranas promovi-dos por las condiciones establecidas durante su aislamiento (es decir, uso de Tritn X-100 a 4oC; ambos tratamientos inducen cambios de fase) y no necesariamente al estadio que tales dominios pudieran haber guardado previo a su aislamiento 2WURFXHVWLRQDPLHQWRLPSRUWDQWHVHUHHUHa la localizacin que guardan las protenas trans-membranales (por ejemplo: receptores, canales inicos, ATPasas o acarreadores) en el plano de la membrana. Con respecto a la posibilidad de que su insercin pudiera darse al interior de las bal-sas de membrana, se han esgrimido argumentos termodinmicos que sealan la baja probabilidad de este evento (23). Sin embargo, tambin existe un cmulo de evidencias bioqumicas y biofsicas que sustenta su insercin en tales dominios de la membrana (18, 24, 25). Ms an, se ha propuesto que su incorporacin pudiera ser un factor clave en el establecimiento y patrn de distribucin de las balsas en la membrana plasmtica (20). El ensamble de ciertas protenas al interior de las balsas de membrana pudiera ser, asimismo, condicin indispensable para promover su funcio-nalidad (26). Una hiptesis muy provocativa con








relacin al proceso de incorporacin de protenas DODVUHJLRQHVRUGHQDGDVGHODPHPEUDQDUHHUHDun proceso jerrquico (20, 24) en el que la etapa inicial correspondera a la asociacin de protenas individuales con una cubierta o monocapa lipdica (lipid shell HQULTXHFLGD HQ JOLFRHVQJROtSLGRV \colesterol (~7 nm), lo que facilitara su incorpo-racin a balsas de membrana de mayor tamao QP\HYHQWXDOPHQWHVXFRQXHQFLDHQplataformas funcionales asociadas a procesos de VHxDOL]DFLyQ\RWUiFRGHPHPEUDQDV)LQDOPHQ-te, tampoco se descarta la posibilidad de que las protenas transmembranales pudieran localizarse en la frontera comn entre las regiones desorde-nadas y las balsas de membrana. Con respecto a las denominadas protenas pe-rifricas (no transmembranales) asociadas a la membrana plasmtica, es generalmente aceptado que stas se particionan en los dominios ordenados

y/o las MRDs como resultado de su fuerte anclaje a la monocapa exterior a travs de anclas lipdicas de glicosilfosfatidilinositol (GPI) o bien, mediante su asociacin a la monocapa interna va procesos de acilacin o prenilacin (16) (Fig. 1). Ejemplos representativos de protenas perifricas asociadas a la monocapa interna de la membrana plasmtica VRQODVSURWHtQDVGHODIDPLOLD6UFODVXEXQLGDGGHODVSURWHtQDV*ODVRWLOLQDVDWUDYpVGHVXVprocesos de acilacin), caveolinas (mediante su unin al colesterol) y anexinas (por medio de su asociacin con fosfolpidos).

2. Lipidmica de las biomembranas

El contenido total de colesterol y de fosfolpidos (incluyendo el tipo de cidos grasos que los com-ponen) en la membrana plasmtica y membranas intracelulares est bien caracterizado en distintos

Figura 1. Tipos de balsas de membrana. La membrana plasmtica incluye dos tipos de balsas de membrana: SODQDV\FDYHRODV(QDPERVVHGHVWDFDODSUHVHQFLDGHFROHVWHUROHVQJRPLHOLQD\SURWHtQDVDVRFLDGDV6HLOXVWUDWDPELpQODORFDOL]DFLyQHVSHFtFDGHFDYHROLQDHQFDYHRODV


tejidos, tipos celulares y organelos intracelulares (12, 27, 28). En general, el porcentaje de coles-terol alojado en la membrana plasmtica es signi-FDWLYDPHQWHPD\RUaGHOWRWDOGHOtSLGRVDOGHODSDUDWRGH*ROJLaUHWtFXORHQGRSOiVPLFRUXJRVRaUHWtFXORHQGRSOiVPLFROLVRaRPLWRFRQGULDVa/DLQQHJDEOHrelevancia de la lipidmica de membranas biol-gicas conocida a la fecha, desafortunadamente es eclipsada por la mnima proporcin de elementos comnmente referidos (


RUGHQDGDV\XLGDVSXHGHQLQWHUFDODUVHHQHOSODQRde la membrana plasmtica. La asimetra lipdica tambin est presente en la membrana del aparto de Golgi y de endosomas. En contraste, sta no se observa en la membrana del retculo endopls-mico (30). La asimetra lipdica entre las mono-capas de las biomembranas se genera a travs de distintos procesos: transferencia espontnea de componentes lipdicos entre las monocapas (LSRS), actividad de ATP-asas transportadoras GH HVSHFLHV OLStGLFDV \ UHWHQFLyQ HVSHFtFD GHciertos lpidos en una u otra de las monocapas. La distribucin asimtrica de los lpidos reviste gran importancia, ya que previene el desarrollo de ciertos tipos de sndromes autoinmunes que pudieran comprometer la integridad de la mem-brana plasmtica y, por lo tanto, la viabilidad celular. El patrn de distribucin de colesterol entre las monocapas es un aspecto que a la fecha no est del todo dilucidado; existen reportes que lo ubican de manera preferente en la monocapa interna de la membrana plasmtica, otros que lo

sitan principalmente en la monocapa externa o, incluso, aquellos que sostienen que su rpida trasferencia entre las dos monocapas propicia su distribucin homognea (29).

4. Viscosidad de la membrana

La viscosidad es una propiedad de losXLGRVTXHprovee informacin acerca de su orden molecu-lar. En el caso de las membranas biolgicas este parmetro vara entre 1.5 y 3.8 P (P, poise = 1 gcms), dependiendo del tipo celular (12), PLHQWUDVTXHHQODIDVHXLGDGHOFLWRSODVPDHQausencia de colisiones o uniones a macromolcu-las citoplsmicas del indicador de viscosidad) su valor es similar al del agua: 0.007 P, a 37oC. La monocapa externa de la membrana posee una menor viscosidad que su contraparte interna (31) y cada una de ellas, a su vez, presenta un gradiente de viscosidad decreciente de la periferia hacia el centro (31). Interesantemente, la incorporacin de colesterol modula en ambos sentidos la viscosidad

Figura 3. (IHFWRGXDOGHOFROHVWHUROVREUHODYLVFRVLGDGGHELFDSDVOLStGLFDV(OFROHVWHUROGLVPLQX\HRDXPHQWDODYLVFRVLGDGGHELFDSDVOLStGLFDVDOLQFRUSRUDUVHDUHJLRQHVHQIDVHFULVWDOLQDROtTXLGRGHVRUGHQDGRUHVSHFWLYDPHQWH/DVFDGHQDVDFLODGDVGHODIDVHUHVXOWDQWHOtTXLGRRUGHQDGRSUHVHQWDQPHQRUPRYLPLHQWRWpUPLFRTXHODVGHODIDVHOtTXLGRGHVRUGHQDGR1yWHVHTXHORVFDPELRVGHWHPSHUDWXUDLQGLFDGRV&DORUWUDVSDVDQVXYDORUFUtWLFR7FRGHWUDQVLFLyQ7VUHSUHVHQWDODWHPSHUDWXUDGHOVLVWHPD'LDJUDPDPRGLFDGRGH&KDSPDQ

.


de las bicapas lipdicas en funcin de la fase en que se encuentren las cadenas aciladas; la disminuye al actuar sobre fases cristalinas (L) y la aumenta al LQFRUSRUDVHDODIDVHGHOtTXLGRGHVRUGHQDGR/(26, 32) (Fig. 3). Mediante la tcnica de 31P-NMR (resonancia magntica nuclear) se ha demostrado que la presencia de colesterol disminuye de ma-nera importante la difusin lateral de fostatidil-colina en liposomas. El efecto promotor de orden del colesterol se adjudica primordialmente a su estructura tetracclica, la cual favorece su interac-cin con cidos grasos saturados en conformacin DOOWUDQV (26, 32). Este aumento en la viscosidad de la membrana se acompaa de un incremento en su grosor, una reduccin en su permeabilidad a FRPSXHVWRVKLGUyORV\ODVHJUHJDFLyQGHDOJXQRVde sus componentes debido al desfasamiento (mismatch) hidrfobo generado por la incorporacin del colesterol. La reduccin de la permeabilidad a

FRPSXHVWRVKLGUyORVSRUODDGLFLyQGHFROHVWHUROa bicapas lipdicas se puede explicar por el efecto aditivo o la interaccin de los siguientes meca-nismos: a) Efecto condensante del colesterol que promueve una reduccin en el rea molecular de los fosfolpidos; en ausencia de colesterol las molcu-las de fosfolpidos (a 0oC) ocupan un rea de 0.60 nm2 y con colesterol 0.51 nm2. b) Formacin de un cinturn de puentes de hidrgeno en la interfase GHODELFDSDHQWUHHOKLGUR[LORGHOFROHVWHUROHOFDUERQLORGHOiFLGRJUDVRHVWHULFDGR\HODJXDAproximadamente, 11 molculas de agua se unen al grupo polar de un fosfolpido en la bicapa. A partir de mediciones de la capacitancia elctrica de liposomas se ha determinado que (partiendo del extremo carbonilo) las molculas de agua penetran la bicapa hasta alcanzar el tercer o cuarto residuo metileno. En consistencia con lo anterior, estudios de resonancia del spin del electrn (ESR) sugieren

Figura 4. Balsas de membrana y sealizacin. Las balsas de membrana favorecen la transduccin de seales H[WUDFHOXODUHVDODFWXDUFRPRHVWUXFWXUDVGHDQGDPLDMHGRQGHFRQYHUJHQGLVWLQWRVHOHPHQWRVLPSOLFDGRVHQODVYtDVGHVHxDOL]DFLyQ


que las molculas de agua penetran al menos has-ta el segundo residuo metileno. c) La estructura tetracclica rgida del colesterol restringe los mo-vimientos de los carbonos 2 -10 de las cadenas aciladas que lo rodean, sin afectar la movilidad del metilo terminal de la cadena hidrocarbonada. La insercin de colesterol en regiones ordenadas de ODPHPEUDQDHQFRQWUDVWHSURPXHYHVXXLGH]DOinhibir el empaquetamiento de las cadenas aclicas de los cidos grasos o su cristalizacin. Otros com-SXHVWRVFRPRHVQJRPLHOLQD&D2+ y Mg2+, tambin VHKDUHSRUWDGRTXHPRGLFDQODYLVFRVLGDGGHODVbiomembranas (32).

5. Balsas de membrana y sealizacin

Diversos estudios han adjudicado un papel impor-tante a las balsas de membrana en la organizacin espacial y temporal de los distintos elementos involucrados en la transduccin de seales extra-celulares, apoptosis, infeccin viral, adhesin y mi-gracin celular, transmisin sinptica, organizacin del citoesqueleto y direccionamiento de protenas durante los procesos de endocitosis y exocitosis (15, 18). Una estrategia ampliamente utilizada en la evaluacin de estas tareas consiste en propiciar el desacople de los elementos constitutivos de las balsas de membrana (planas o caveolas) mediante el uso de frmacos que secuestran (por ejemplo: OLSLQD QLVWDWLQD \ DQIRWHULFLQD R GLVPLQX\HQSRUHMHPSORPHWLOFLFORGH[WULQDHOFROHVWHUROalojado en las membranas celulares (Fig. 4). En el caso de las caveolas, su desmantelamiento tambin se logra al eliminar o interferir con el funcionamiento de sus protenas constitutivas: las caveolinas. La efectividad de ambos procedimien-tos est bien documentada (18). As por ejemplo, HO SUHWUDWDPLHQWR FRQPHWLOFLFORGH[WULQD HOL-mina la tpica inhibicin de los canales de potasio sensibles al voltaje (KV7.2/7.3) inducida por la

estimulacin de receptores muscarnicos (M1 o M3) co-expresados en clulas HEK293 (33). Por otra parte, se ha demostrado que la expresin de caveolina-3 en miocitos cardiacos es esencial para que se d la modulacin de los canales CaV1.2 (tipo /SRUUHFHSWRUHV2-adrenrgicos (34). Finalmente, tambin se ha reportado que la desestabilizacin de las balsas puede afectar la expresin y/o la actividad (tanto en el sentido de prdida como de ganancia de funciones) de diversas protenas de PHPEUDQDDOPRGLFDUHODPELHQWHOLStGLFRTXHODVrodea (33-35).

6. Conclusin

El concepto de membrana plasmtica ha cambiado radicalmente desde su propuesta inicial, basada HQVXVSURSLHGDGHVRVPyWLFDVDQDOHVGHOVLJORXIX. La incorporacin de diversas y novedosas ca-ractersticas estructurales y funcionales a lo largo de estos aos ha propiciado el establecimiento de un modelo dinmico que incluye la presencia de heterogeneidades denominadas balsas de mem-brana. Segn este modelo, tales dominios repre-sentan plataformas estructurales lpido-proteicas TXHSURSLFLDQODHFLHQWHPRGXODFLyQGHSURFHVRVVLROyJLFRVDVRFLDGRVDODPHPEUDQDSODVPiWLFDLos principios que subyacen la dinmica de en-samblaje-disociacin de las balsas de membrana, as como sus posibles repercusiones funcionales (como la sealizacin) en los diferentes ambientes y contextos celulares, incluso en las membranas intracelulares, actualmente son materia de intenso estudio.

Agradecimientos. La realizacin de este trabajo fue apoyada parcialmente por los siguientes convenios: CONACyT 61248 y C09-FRC-07-28.28-UASLP a U.M.; C10-FAI-05-46.75-UASLP a S.SA.; P/PIFI 2009-24MSU0011E-12 a U.M. y S.SA.

REFERENCIAS

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4. Danielli JF, Harvey EN (1934)

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