CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLÓGICO industrial y de servicios No. 20 COMPONENTE DE FORMACIÓN...

Bioquímica

CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLÓGICO

industrial y de servicios No. 20

COMPONENTE DE FORMACIÓN PROPEDÉUTICA

TÉCNICO LABORATORISTA CLÍNICO

PROGRAMA DE BIOQUÍMICA

La materia de Bioquímica permitirá al alumno tener los conocimientos

básicos para valorar y relacionar la estructura y función de los compuestos

que integran a los seres vivos, para que de ésta manera pueda llevar a cabo

la valoración de un organismo; así como mejorar la calidad y pertinencia de

los contenidos de su formación propedéutica, para que responda

efectivamente a las demandas del sector empresarial y social.

La materia de Bioquímica se ubica en el sexto semestre de la especialidad

de laboratorista clínico, del área químico-biológico con cinco horas por

semana, siendo 80 horas al semestre.

El alumno aprovechará las NTCL (Normas Técnicas de Competencia Laboral),

como referencia, porque son el resultado del trabajo realizado con el

sector productivo.

Todo ello contribuirá a que los egresados puedan, si así lo desean,

incorporarse al sector productivo y social, con mayores elementos.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Que el alumno conozca, identifique, valore y relacione la composición,

clasificación y

características de los componentes que integran los seres vivos, para

María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 3

Bioquímica

que con éstos, como alimentos asimilados, se finquen las bases de

estudio de los procesos metabólicos de los organismos.

OBJETIVOS PARTICULARES

Comprender el concepto de Bioquímica, la importancia del agua en la

vida, así como la estructura de los hidrocarburos como base para el

entendimiento de las biomoléculas, como sustancias constituyentes de los

seres vivos.

Comprender la estructura, nomenclatura y función de los constituyentes

orgánicos de los seres vivos y explicar la importancia que tienen en el

buen funcionamiento orgánico.

Conocer, diferenciar y explicar el concepto, propiedades, metabolismo y

aplicaciones de las biomoléculas que integran los seres vivos.

CONTENIDOS TEMÁTICOS

UNIDAD I

INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA.

Composición química de la materia

Agua

Hidrocarburos

UNIDAD II

COMPUESTOS ORGÁNICOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA.

Aminoácidos

Proteínas

Vitaminas


Bioquímica

UNIDAD III

BIOMOLÉCULAS.

Hormonas

Carbohidratos

Lípidos

METODOLOGÍA DE TRABAJO

El curso se llevará a cabo mediante la exposición de temas teóricos y

discusión en equipos.

El alumno resolverá cuestionarios en forma individual y por equipos,

tanto en clase como de tarea.

Se formarán equipos para realizar prácticas de laboratorio, entregando

el reporte correspondiente de manera individual.

Se verificará el aprendizaje a través de exámenes y con participación

individual y grupal.

Criterios y mecanismos para la calificación, acreditación y Evaluación

Calificación

Puntualidad y asistencia..................10%

Resolución de tareas.......................10%

Participación en clase......................30%María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 5

Bioquímica

Exámenes........................................50%

Acreditación

80% de asistencia.

Obtener cinco como calificación mínima del promedio de exámenes aplicados

en la unidad.

Evaluación

Después de cada unidad, maestro y alumnos revisarán conjuntamente el avance

del curso y la comprensión lograda hasta el momento.


Bioquímica

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA

La Bioquímica estudia los seres vivientes, aplicando las técnicas y

los principios fundamentales de la química al análisis de los fenómenos

biológicos. Las bases de la bioquímica son la fisicoquímica, la química

inorgánica y la orgánica. El estudio de los seres vivos comprende el

análisis de su composición y de los mecanismos que permiten sostener dicha

composición relativamente constante, así como las alteraciones que ocurren

en ellos, por razones naturales debidas a sus funciones o desarrollo, o por

modificaciones del medio ambiente.

La Bioquímica analiza los fenómenos a un nivel más detallado de lo que

es posible hacerlo con la observación visual o con la ayuda de un

microscopio ordinario; la bioquímica trata de explicar los fenómenos en

términos de las substancias químicas que participan en ellos o más aún, de

los factores que rigen y condicionan dichos fenómenos.

La bioquímica estudia la química de los seres vivos.

Composición de las células, los tejidos, los órganos y los alimentos.

Los alimentos de origen vegetal o animal son células o productos de

células provenientes de distintas especies biológicas.

En los alimentos existen cantidades variables de los compuestos que

forman los seres vivientes: carbohidratos, lípidos, proteínas y además,

substancias que intervienen en menor proporción como las vitaminas y

minerales. Por otro lado, es indispensable conocer la composición química

de los tejidos en términos de los compuestos y substancias antes


Bioquímica

mencionadas, si se desea entender las posibilidades de combinación o

reacción a que dan lugar al estar armónicamente integrados en un organismo

vivo complejo.

La interrelación y composición de los seres vivos es muy estrecha. Los

alimentos ingeridos se transforman y organizan en materia viviente. En

general los compuestos ingeridos se degradan a componentes muy pequeños y,

a partir de ellos, se vuelven a formar substancias complejas muy parecidas

a las recibidas del exterior y que, funcionalmente, sirven como materiales

estructurales o de reserva en el organismo que los ha formado. Así, el

polisacárido almidón, de origen vegetal, se convierte en glucosa en el tubo

digestivo y la glucosa vuelve a formar un polisacárido, el glucógeno,

parecido al almidón, que es un material de reserva en los organismos

animales. Del mismo modo, las proteínas ingeridas se absorben como

aminoácidos y, en el interior del organismo, reconstituyen nuevas proteínas

peculiares a cada especie determinada.

El análisis químico del organismo humano, y en general el de los

mamíferos, demuestra que en él existen diversos elementos químicos de

importancia cuantitativa variable. Entre los más abundantes, llamados

elementos primarios, se encuentran el oxigeno (O), el carbono (C), el

hidrogeno (H), el nitrógeno (N), el calcio (Ca), el fosforo (P) y el azufre

(S).

Los elementos secundarios están formados por el potasio (K), el cloro

(CL), el sodio (Na) y el magnesio (Mg).

Existen elementos presentes en muy pequeña proporción a los cuales se

les denominan oligoelementos, o elementos huella; entre ellos está el


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hierro (Fe), el yodo (I), silicio (Si), flúor (F), cobalto (Co), zinc (Zn),

manganeso (Mn), cobre (Cu), níquel (Ni), bario (Ba), litio (Li), etc.

Estos elementos, a pesar de estar en cantidades muy pequeñas son

necesarios para la constitución de algunas sustancias; por ejemplo: el

cobalto, en cantidades infinitesimales, hace falta para la síntesis de la

importante vitamina B12, el zinc es indispensable para la formación de

algunas enzimas y una hormona muy activa, la insulina.

Sabemos que el 95% de la masa corporal del organismo humano expresado

en peso húmedo, está formada por oxígeno (65%), carbono (18%), hidrogeno

(10%) y nitrógeno (3%). El resto de los elementos constituye apenas el 4%.

Algunos de estos últimos son indispensables para todo ser vivo, pero

aún cuando presentes en un buen número de organismos existen otros

elementos como el níquel, el molibdeno, el vanadio, el boro, etc. De los

que no se tiene certeza de su carácter indispensable ya que su mera

presencia no indica, por fuerza, su participación en una función vital

determinada.

Las masas de células o de tejidos están compuestas por sustancias de

tipo mineral o inorgánico y sustancias formas por carbono, o sea sustancias

orgánicas; las primeras provienen de la ingestión de material de origen

mineral; predominan entre ellas el agua y a continuación los sólidos

minerales que se presentan de preferencia en los tejidos duros como los

huesos, dientes, etc. formados en gran parte por combinaciones de fósforo,

oxígeno, calcio y carbono, para dar los agregados comunes de fosfatos o

carbonatos de calcio. El resto de los componentes minerales casi siempre

está en solución en el material protoplásmico y, en general, existen en

forma de iones; tal sucede con el calcio, Ca+2 y los propios iones deMaría del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 9

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hidrógeno, H+1, de gran importancia para el sostenimiento de algunas

funciones corporales.

Aparte de de los cationes, iones de carga positiva enumerados, existen

también iones de carga negativa o aniones, tales como el oxidrilo, (OH)-1,

el ion bicarbonato, (HCO3)-1, el fosfato, (PO4)-3, o en forma de fosfato

diácido, (H2PO4)-1, o de fosfato ácido, (HPO4)-2, el sulfato, (SO4)-2 , y el

ion cloruro, (Cl)-1.

Los componentes orgánicos de las células representan combinaciones de

distintos elementos en los que está presente de manera obligatoria, el

carbono. (Se exceptúan sólo las sustancias que provienen del ácido

carbónico, H2CO3 y sus derivados: bicarbonatos (HCO3)-1 y carbonatos (CO3)-2,

la forma deshidratada del ácido, y el bióxido de carbono, CO2. Este

elemento, el carbono, eje de toda la química orgánica, tiene propiedades

particulares que convienen tener presentes: sus compuestos son muy inertes

y sólo con dificultad reaccionan entre ellos, con el agua y con el propio

oxígeno atmosférico. Por otra parte, tienen capacidad para formar la

variedad más increíble de compuestos; reaccionan con los elementos

electronegativos como O, N, P, S, Cl y los electropositivos como el H

usando valencias tan distintas como -4, -2, 0, +2, +4.

Por fin, el carbono puede unirse a otros átomos de carbono, por medio

de enlaces sencillos, dobles o triples, formando combinaciones estables, en

cadenas, anillos, redes, sean rectas o ramificadas, por lo que no extraña

que sus compuestos naturales o artificiales, se cuenten por centenas de

miles.

Los compuestos orgánicos constituyen la mayor parte de la masa

protoplásmica y se encuentran en todos los seres vivientes. LosMaría del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 10

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carbohidratos, que contienen C, H y O, dan lugar a estructuras como la

celulosa, los almidones y los azúcares; los mismos tres elementos más el

fósforo y el nitrógeno, forman sustancias como las grasas, los fosfolípidos

y otros que pertenecen al grupo de los lípidos. Destacan entre las

sustancias formadas por la unión de C, O, e H, más azufre S y nitrógeno N,

las proteínas, integrantes fundamentales del material protoplásmico así

como las nucleoproteínas, formadas invariablemente por C, H, O, N, y P.

En los tejidos existe una cantidad invariable de agua, además de los

sólidos; éstos, a su vez, están formados por proteínas, lípidos,

carbohidratos y sustancias orgánicas extraíbles con distintos solventes, y

por fin, sustancias de tipo inorgánico; sabemos que el agua está en

diversas proporciones en los diferentes tejidos. La sangre o el cerebro

tienen cerca de 80% de agua y el hueso sólo tiene del 20 al 25% de agua.

Entre los sólidos predominan las proteínas con cantidades que, en el

musculo, la sangre y el hígado, son alrededor de 20% pero en el cerebro son

apenas de 8%. Los lípidos existen en todos los tejidos y órganos. Aunque en

escasa cantidad, excepto en el cerebro, en donde llegan las cifras de 15% y

en el hígado, donde en determinadas ocasiones, suelen alcanzar magnitudes

del 30% y aún más. En general, los carbohidratos están presentes en pequeña

proporción, excepto en el caso del hígado, en el que se almacena glucógeno,

en ciertas circunstancias. Las sustancias orgánicas extraíbles forman

pequeña parte del organismo; comprenden las vitaminas, diversos compuestos

orgánicos como las bases púricas y pirimidínicas, y otras presentes en

estado libre en los organismos.

Por fin las sustancias inorgánicas constituyen la parte menor de la

composición porcentual de las células y los tejidos, excepto en el caso del


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hueso que por estar formado por fosfato de calcio, muestra proporciones de

sales inorgánicas del orden de 45%.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué estudia la bioquímica y como lo hace?

2. ¿Cuáles son las bases de la Bioquímica?

3. ¿Qué comprende el estudio de los seres vivos?

4. ¿Cómo analiza y trata de explicar la bioquímica los fenómenos?

5. ¿Que son los alimentos?

6. ¿Cómo están formados los alimentos?

7. Explique con un ejemplo, la relación que existe entre los alimentos

ingeridos y sus transformaciones.

8. ¿A qué se llama elementos primarios?

9. Escribe nombres y fórmulas de 7 elementos primarios.

10. ¿A qué se llama elementos secundarios?

11. Anote nombres y fórmulas de 4 elementos secundarios

12. ¿A qué se llama oligoelementos?

13. ¿Qué otro nombre reciben los oligoelementos?

14. Cite los nombres y fórmulas de 11 oligoelementos.

15. Explique con 2 ejemplos la importancia de los elementos huella.

16. Mencione los % de cada uno de los elementos que forman el 96% del

organismo humano expresado en peso húmedo.

17. ¿Por qué sustancias están compuestas los tejidos o masas de

células?

18. ¿Dónde se presentan los sólidos minerales y por qué están

formados?


Bioquímica

19. ¿Dónde y en qué forma se presenta el resto de los componentes

minerales?

20. Escriba los nombres, símbolos y cargas de 6 aniones.

21. Anote los nombres, símbolos y cargas de las sustancias que

contienen carbono y no son orgánicas.

22. Diga 6 propiedades particulares del carbono, eje de la química

orgánica.

23. ¿Qué constituyen los compuestos orgánicos y dónde se encuentran?

24. ¿Qué contienen los carbohidratos y que estructuras forman?

25. ¿Qué elementos forman las grasas?

26. ¿Cómo están formadas las proteínas?

27. ¿Qué elementos constituyen las nucleoproteínas?

28. Cite los % de agua y sólidos que forman el organismo humano.

29. Diga la cantidad de agua en % que tiene la sangre, el cerebro y

el hueso.

30. Anote el porcentaje de proteínas que existe en el músculo,

sangre, hígado y cerebro.

31. Menciona el % de lípidos qué tiene el cerebro y el hígado.

32. Escriba que órgano es de los más “ricos” en carbohidratos.

33. ¿Dónde predominan las sustancias inorgánicas en el cuerpo humano?

34. Cite los % de sustancias inorgánicas que existe en el tejido óseo

y los compuestos que lo forman.


Bioquímica

AGUA

Propiedades y funciones del agua

Propiedades térmicas. Las propiedades térmicas del agua le confieren

características de importancia para la regulación de la temperatura

corporal. Las más importantes son:

- La conductividad térmica del agua es elevada, o sea es fácil que el agua

absorba el calor del medio, es decir, para subir de temperatura absorbe

mucho calor, o para bajar tiene que perder mucho calor; esto la hace

adecuada para llevar el calor de una parte a otra del organismo; así,

del lugar donde se produce el calor, por ejemplo en el interior de las

células, rápidamente el agua lo absorbe sin grandes cambios de

temperatura y lo transporta a otras partes.

- El agua tiene un calor latente de evaporación elevado; fisiológicamente

esta es la propiedad térmica más importante del agua, alcanza un valor

de 0.53 Kcal por gramo, de agua evaporada.

Siempre que se evapora un líquido debe absorber calor para poder pasar del

estado líquido al gaseoso; este fenómeno, en el hombre, es una forma

importante de pérdida de calor, ya que tanto por la piel como por los


Bioquímica

pulmones se pierde agua en forma de vapor, lo que implica por cada litro de

agua evaporada, la pérdida de 536 calorías.

Propiedades Fisicoquímicas

Entre ellas destacan las siguientes:

Tiene un tamaño molecular pequeño lo que permite una gran libertad para

entrar en las células, atravesar las membranas y llegar a todas partes del

organismo.

Se le puede considerar como solvente universal, puesto que la mayor parte

de las sustancias que están presentes en el interior del organismo son

solubles en ella; incluso los lípidos que son insolubles en agua, en el

organismo se mezclan o combinan con polipéptidos o proteínas para formar

lipoproteínas que son solubles en agua. Tiene un poder de ionización

elevado de manera que actúa fácilmente sobre todas las sustancias para

ionizarlas y hacerlas fisiológicamente activas.

Químicamente es bastante inerte, en general, solo se reactiva cuando se

añaden al sistema catalizadores como enzimas, que fragmentan en el agua en

H+ y (OH)- y así la hacen participar en reacciones de condensación, la

extraen o añaden a determinados compuestos o le permiten participar en las

reacciones de hidrólisis.

Actividad Fisiológica

Se deriva de las propiedades señaladas anteriormente. Entre los aspectos de

más interés se encuentra el hecho de que el agua constituye el medio ideal

para transporte de materiales, tanto orgánicos como inorgánicos, de una

parte a otra del organismo; además, al diluir o concentrar el medio


Bioquímica

interno, influye sobre los procesos enzimáticos que llevan a cabo en los

tejidos; por fin, el agua es excepcionalmente adecuada para la regulación

de la temperatura del cuerpo.

Distribución del agua en el organismo

La cantidad de agua en el organismo es más o menos constante, unos 40 lts.

para un adulto normal de 70 kg. de peso. Las cifras de agua en el organismo

deben valorarse en función de la cantidad de grasa presentes, ya que estas

son componentes inertes que no afectan a la concentración de las sustancias

que existen en los líquidos del cuerpo. En efecto, a medida que el peso

corporal aumenta por una mayor cantidad de grasa, el peso corporal debido

al agua desciende proporcionalmente desde 60 hasta 35% o menos.

La proporción de agua, sin tomar en cuenta la grasa es la misma para todos

los mamíferos incluyendo al hombre, y en general disminuye con la edad

hasta llegar al valor constante del adulto.

El agua existe en todos los tejidos del organismo; en algunos sitios es el

componente que más abunda, como en los líquidos extracelulares, donde forma

el 93 al 99% de su peso; en otros está en menores proporciones y se

encuentran cifras tan bajas como de 0 a 60% en el esqueleto y 60 a 65% en

la piel; la mayor parte de la diferencia hasta 100, habitualmente

representa la proporción de proteínas en cada localización particular.

El volumen total de líquidos (agua total) en el organismo oscila entre 55 y

70% del peso corporal, de acuerdo con el grado de obesidad del sujeto, pues

en los individuos obesos el promedio se acerca al 55% y en los delgados al

70%.


Bioquímica

El sitio donde existe mayor cantidad de agua es en las células (30 a 40%

del peso corporal) y le siguen en importancia el líquido extracelular (23 a

25% del peso corporal) y el transcelular; cerca de las dos terceras partes

del agua está en las células y fuera de ellas, se encuentra la otra tercera

parte (que representa del 16 al 20% del peso corporal total), dividido en

el liquido intersticial (15% del peso corporal) y el plasma; este último

dentro de la red vascular que forma el 5% del peso corporal.

Finalmente, la fracción más pequeña es la del líquido transcelular, la cual

corresponde a un 2.5% del volumen total del agua corporal y comprende los

fluidos presentes en el tramo anterior del tubo digestivo, del árbol

traqueo bronquial, del sistema excretor del riñón y de diversas glándulas,

el líquido cefalorraquídeo, el humor acuoso del globo ocular, etc.

Balance del agua – Ingestión del agua

El intercambio de agua entre un individuo y su medio ambiente depende en

gran parte de la sed, cuya aparición posiblemente guarda relación estrecha

con la osmolaridad de los líquidos corporales.

En condiciones normales el suministro de agua al organismo, que alcanza

cifras de unos 2500 ml diarios, proviene de 3 fuentes principales: el agua

visible, el agua oculta, presente en los alimentos y el agua de oxidación.

- El agua visible representa las fuentes en las cuales su presencia es

ostensible, como son el agua de bebida o los alimentos líquidos en los que

el agua entra en una proporción importante como son las sopas, la leche,

etc. y que con una dieta normal para una persona adulta habitualmente

oscila alrededor de 1200 ml.


Bioquímica

- El agua oculta está presente en los alimentos, pero no se reconoce aun su

forma fluida por formar parte del alimento mismo, como sucede con las

verduras, leguminosas, los cereales, etc. en efecto, los alimentos, tal

como se ingieren contienen diversas cantidades de agua entre ellos

representa un acopio de unos 1000 ml. diarios de agua.

Agua de oxidación. Con una dieta mixta normal de unas 2500 calorías se

forma cerca de 300 ml de agua producida metabólicamente originada de los

hidrógenos provenientes de los metabolitos en los procesos oxidativos y el

oxigeno respiratorio. El agua de oxidación alcanza cifras de 107 gr cuando

se oxidan 100 gr. de lípidos; 55 gr. cuando se oxidan 100 gr. de

carbohidratos y 41 gr. cuando se oxidan 100 gr. de proteína.

El suministro total de agua es, por lo tanto, 2500 ml por día.

Excreción de agua

Existen diversos caminos por los cuales el agua se expulsa del organismo.

Las principales vías son, la urinaria, la fecal y la cutánea, a través de

la sudoración, así como la pérdida insensible que representa el agua

excretada en forma de vapor tanto por los pulmones en la respiración, como

por la piel, que no se manifiesta en forma de sudor ostensible y que

aumenta en función de la sequedad de la atmosfera.

De estas cuatro vías de eliminación del agua, la constituida por el riñón

es de ajuste para equilibrar otras pérdidas. En efecto, la pérdida

insensible y la de las materias fecales son habitualmente pérdidas

obligatorias (alrededor de 1200 ml. diarios) que dependen de las

condiciones generales del medio ambiente en el que se encuentra el

individuo.


Bioquímica

El riñón, en cierta forma, excreta el agua que excede o la cantidad

sobrante por encima de las pérdidas ocasionadas por esas vías. Si el

individuo ingiere más agua de la habitual, 2500 ml diarios el riñón excreta

el exceso, una vez eliminada la cantidad obligada por la piel, los pulmones

y las materias fecales. Más aún, en condiciones de escasez de agua, la

perdida inestable, la de la sudoración visible y las materias fecales,

siendo obligatorias, llegan a ocasionar una situación en la que al riñón le

queda poco agua para excretar las sustancias que deben ser eliminadas por

la orina, se crea así una insuficiencia renal relativa, en que por falta de

agua se acumulan las sustancias de desecho del organismo. Naturalmente, en

estas situaciones de escasez de agua, el riñón echa mano del agua

extracelular y hasta de la intracelular, pero si la situación no se mejora,

sobreviene el cuadro de insuficiencia excretora.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué hacen las propiedades térmicas del agua?

2. Diga las 2 propiedades térmicas del agua.

3. ¿Cómo es y en qué consiste la conductividad térmica del agua?

4. Explique el calor latente de evaporación, cite la cifra.

5. Anote 3 propiedades físico-químicas del agua.

6. Explique cada una de las anteriores.

7. Explique las actividades fisiológicas del agua.

8. ¿Qué cantidad de agua tiene un adulto normal?

9. Explique la relación agua-grasa que hay en el cuerpo humano.

10. Cite los % de agua en el esqueleto y en la piel;

en los delgados y en los individuos obesos.

11. Anote en orden descendiente los lugares y

cantidades en % de agua, que contiene el organismo empezando por lasMaría del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 19

Bioquímica

células y terminando con el líquido transcelular diciendo que

comprende.

12. ¿A qué se debe la ingestión del agua?

13. ¿Por qué aparece la sed?

14. ¿Qué cantidad de agua necesita el organismo?

15. Cite 3 fuentes de ingestión del agua.


17. Anote la cantidad de agua que se obtiene

diariamente de las 3 fuentes de

ingestión.

18. Diga la cantidad de agua de oxidación que se

forma al oxidarse 100gr de

proteínas, carbohidratos y lípidos.

19. Mencione las 4 vías de eliminación de agua.


21. Mencione las cantidades de agua que se eliminan

por cada vía.

22. ¿A qué se llama insuficiencia renal relativa y

en qué se distingue de la

insuficiencia excretora?


Bioquímica

AMINOÁCIDOS

Los aminoácidos son sustancias compuestas por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y

Nitrógeno. Son compuestos cristalinos que contienen un grupo amino (NH2 -)

y un grupo acido (COOH -) unidos a un mismo átomo de carbono.

Los aminoácidos aparecen como iones híbridos, es decir, un ion que contiene

carga tanto positiva como negativa, pero están localizadas en diferentes

puntos de la molécula, de manera que no se neutralizan mutuamente. En

general todos los aminoácidos tienen la terminación ina.

Las moléculas a las cuales se unen los grupos (COOH -) y (NH2 -), pueden

ser de estructuras muy variadas. Algunas veces están presentes más de uno

de estos grupos funcionales activos. Además puede haber grupos de (OH)-1

presentes junto con átomos de otros elementos como el Azufre, y se

denominan aminoácidos azufrados.


Bioquímica

El (COOH -) y el (NH2 -), facilitan la unión de estas moléculas con otras

y, por el hecho de tener un grupo ácido en un extremo y uno grupo base en

el otro, esta molécula se convertirá en una unidad de construcción de gran

versatilidad.

En el tejido vivo encontramos estos aminoácidos combinados en grandes

moléculas llamadas proteínas. Estas cadenas de aminoácidos se llaman

también polipéptidos; en ellos, la ligadura principal de las moléculas se

lleva a cabo entre el grupo (NH2 -) de una molécula y el grupo (COOH -) de

otra, estos dos se juntan con la eliminación de agua para formar una

ligadura péptida.

Funciones de los aminoácidos

Los aminoácidos son componentes básicos de las proteínas, es decir, son los

ladrillos con los que el organismo reconstruye permanentemente sus

proteínas específicas.

Los aminoácidos integran las proteínas y las proteínas son los compuestos

nitrogenados más abundantes del organismo y debido a la gran variedad de

proteínas existentes, cumplen con funciones sumamente diversas tales como:

Acción enzimática.- Las proteínas pueden actuar como enzimas, que son

sustancias que aceleran una reacción química que ocurre en el organismo.

Transporte.- Llevan a las sustancias y compuestos del cuerpo a los lugares

en los que deben cumplir sus funciones (la hemoglobina de la sangre que

conduce el oxígeno a los tejidos).

Reserva.- Tienen una función nutritiva almacenada (los que forman proteínas

comola caseína de la leche o la albúmina del huevo).María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 22

Bioquímica

Estructura.- Ciertas proteínas son constituyentes de algunas partes del

cuerpo como la membrana celular que está compuesta de proteínas, y la

queratina que está presente en el cabello.

Actividad Muscular.- Los músculos tienen estructuras contráctiles que son

fibrosas y necesitan de ciertas proteínas para lograr el movimiento (la

miosina modifica su estructura en función de la demanda electroquímica a la

que es sometida).

Biosíntesis de aminoácidos

Todo ser humano sintetiza sus propias proteínas a partir de los aminoácidos

sin embargo solo puede sintetizar algunos de los aminoácidos necesarios

para la formación de las mismas es por eso que depende de los alimentos que

ingiere para incorporar aquellos aminoácidos que le hacen falta para formar

proteína. A estos aminoácidos se les considera esenciales por que deben

formar parte de la alimentación.

La mayoría de los aminoácidos que ingerimos se encuentran en forma de

proteínas, las que sufren un proceso de hidrolización por medio de las

enzimas secretadas por el hígado, páncreas e intestino delgado. Después de

la acción de las enzimas los aminoácidos quedan libres y son absorbidos por

la corriente sanguínea y transportadas al hígado donde ocurre su

metabolismo y distribución. .

El organismo no almacena el exceso de aminoácidos que provienen de la

dieta; lo que hace es transformarlos en intermediarios metabólicos comunes,

es decir, los aminoácidos van a ser precursores de la glucosa y los los

ácidos grasos y actuarán como combustible.


Bioquímica

Las proteínas consumidas en exceso, que el organismo no necesita para el

crecimiento o para el recambio proteínico, se queman en las células para

producir energía. A pesar de que tienen un rendimiento energético igual al

de los hidratos de carbono, su combustión es más compleja y dejan residuos

metabólicos, como el amoniaco, que son tóxicos para el organismo. El cuerpo

humano dispone de eficientes sistemas de eliminación, pero todo exceso de

proteínas supone cierto grado de intoxicación que provoca la destrucción de

tejidos y, en última instancia, la enfermedad o envejecimiento prematuro.

Otros aminoácidos se acumulan en las membranas basales de los capilares

sanguíneos para ser utilizados rápidamente en caso de necesidad. Esto

supone que cuando hay un exceso de proteínas en la dieta, los aminoácidos

resultantes siguen acumulándose, llegando a dificultar el paso de

nutrientes de la sangre a las células (microangiopatía).

Los aminoácidos esenciales y no esenciales

Los aminoácidos se clasifican en dos grupos:

Aminoácidos esenciales: el cuerpo no los puede producir y tienen que ser

suministrados por los alimentos. Las fuentes de estos aminoácidos

esenciales comprenden la leche, el queso, los huevos, ciertas carnes, las

verduras, las nueces y los granos.

Aminoácidos no esenciales: son producidos por el cuerpo a partir de los

aminoácidos esenciales o la descomposición normal de las proteínas.

Se sabe que de los 20 aminoácidos proteicos más conocidos, 8 resultan

indispensables (o esenciales) para la vida humana y 2 resultan "semi

indispensables". Son estos 10 aminoácidos los que requieren ser

incorporados al organismo en su cotidiana alimentación y, con más razón, enMaría del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 24

Bioquímica

los momentos en que el organismo más los necesita: en la disfunción o

enfermedad. Es típica su carencia en poblaciones en las que los cereales o

los tubérculos constituyen la base de la alimentación. El déficit de

aminoácidos esenciales afecta mucho más a los niños que a los adultos.

Hay que destacar que, si falta uno solo de los aminoácidos esenciales, no

será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido

dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición,

según sea el aminoácido ausente.

Los aminoácidos son los elementos con los que se construyen las proteínas.

Se necesitan veinte aminoácidos para sintetizar las distintas proteínas

necesarias para el crecimiento, la reparación y el mantenimiento de los

tejidos corporales. El organismo puede sintetizar algunos de estos

aminoácidos, pero los otros, llamados aminoácidos esenciales, deben

obtenerse de la dieta. Los aminoácidos esenciales son isoleucina, leucina,

lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano y valina.

Otro aminoácido, la histidina, se considera semiesencial, ya que el

organismo no siempre necesita obtenerlo de los alimentos. La histidina se

considera un aminoácido (eslabón de las proteínas) semiesencial, ya que los

adultos suelen producirla en cantidades adecuadas, pero no los niños. La

histidina es también un precursor de la histamina, una sustancia liberada

por las células del sistema inmune durante una reacción alérgica. Los

productos lácteos, la carne, el pollo y el pescado son buenas fuentes de

histidina.

También la arginina es considerada un aminoácido semiesencial, pues no

siempre es necesario obtenerlo de los alimentos. Se ha comprobado en


http://www.puritan.com/vf/healthnotes/HN75_Spanish/Es-Concern/Allergies.htm

http://www.puritan.com/vf/healthnotes/HN75_Spanish/Es-Supp/Amino_Acids.htm

http://www.puritan.com/vf/healthnotes/HN75_Spanish/Es-Supp/Histidine.htm

http://www.puritan.com/vf/healthnotes/HN75_Spanish/Es-Supp/Branched_Chain_Aminos.htm

http://www.puritan.com/vf/healthnotes/HN75_Spanish/Es-Supp/Phenylalanine.htm

http://www.puritan.com/vf/healthnotes/HN75_Spanish/Es-Supp/Methionine.htm

http://www.puritan.com/vf/healthnotes/HN75_Spanish/Es-Supp/Lysine.htm



Bioquímica

situaciones experimentales que la arginina inhibe el crecimiento de varios

tumores. Por otro lado, se ha demostrado que la arginina acelera la

cicatrización de las heridas debido a que acelera la síntesis de colágeno.

Otro efecto terapéutico de la arginina es su capacidad de estimular al

timo.

Por otro lado, varios estudios han puesto de manifiesto el éxito obtenido

utilizando complementos de arginina para el tratamiento de la infertilidad

en el hombre. La arginina juega un papel importante en la producción de

espermatozoides.

Aminoácidos no esenciales

Alanina: Interviene en el metabolismo de la glucosa.

Asparagina: Colabora en los procesos metabólicos del Sistema Nervioso

Central (SNC).

Acido Aspártico: Es muy importante para la desintoxicación del hígado y su

correcto funcionamiento.

Citrulina: Interviene específicamente en la eliminación del amoníaco.

Cistina: La L-Cistina es muy importante en la síntesis de la insulina.

Cisteína: Contribuye a mantener la salud de los cabellos por su elevado

contenido de azufre.

Glutamina: Nutriente cerebral e interviene específicamente en la

utilización de la glucosa por el cerebro.


Bioquímica

Acido Glutamínico: Tiene gran importancia en el funcionamiento del Sistema

Nervioso Central y actúa como estimulante del sistema inmunológico.

Glicina: En combinación con muchos otros aminoácidos, es un componente de

numerosos tejidos del organismo.

Histidina: Contribuye al crecimiento y reparación de los tejidos con un

papel específicamente relacionado con el sistema cardiovascular.

Serina: Interviene en la desintoxicación del organismo, crecimiento

muscular, y metabolismo de grasas y ácidos grasos.

Taurina: Estimula la hormona del crecimiento y está implicada en la

regulación de la presión sanguínea, fortalece el músculo cardiaco y

vigoriza el sistema nervioso.

Tirosina: Puede ser muy eficaz en el tratamiento de la depresión.

Ornitina: Estimula la hormona del Crecimiento y tiene una importante

función en el metabolismo del exceso de grasa corporal.

Prolina: Está involucrada en la reparación y mantenimiento de músculos y

huesos.

Aminoácidos semiesenciales

Histidina: En combinación con la hormona de crecimiento y algunos

aminoácidos asociados, contribuye al crecimiento y reparación de los

tejidos con un papel específicamente relacionado con el sistema

cardiovascular.


Bioquímica

Arginina: Está implicada en la conservación del equilibrio de nitrógeno y

de dióxido de carbono. También tiene una gran importancia en la producción

de la Hormona del Crecimiento, directamente involucrada en el crecimiento

de los tejidos y músculos y en el mantenimiento y reparación del sistema

inmunológico.

Los ocho aminoácidos esenciales

Isoleucina: Interviene en la formación y reparación del tejido muscular.

Leucina: Interviene con la formación y reparación del tejido muscular.

Lisina: Participa en diversas funciones como el crecimiento, reparación de

tejidos, anticuerpos del sistema inmunológico y síntesis de hormonas.

Metionina: Colabora en la síntesis de proteínas y constituye el principal

aminoácido en las proteínas de la dieta, ya que determina el porcentaje de

alimento que va a utilizarse a nivel celular.

Fenilalanina: Interviene en la producción del colágeno, fundamentalmente en

la estructura de la piel y el tejido conectivo, y también en la formación

de diversas neurohormonas.

Triptofano: Participa en el crecimiento y la producción hormonal e

interviene en la síntesis de la serotonina, neurohormona involucrada en la

relajación y el sueño.

Treonina: Ayuda al hígado en sus funciones generales de desintoxicación.


Bioquímica

Valina: Estimula el crecimiento y reparación de los tejidos, el

mantenimiento de diversos sistemas y balance de nitrógeno.

Debemos recordar que, de los diversos aminoácidos presentes en cualquier

alimento, sólo una proporción relativamente pequeña, pasa a formar parte de

las proteínas del organismo. El resto se usa como fuente de energía o se

convierte en grasa si no debe de usarse inmediatamente.

¿Proteínas de origen vegetal o animal?

Puesto que sólo asimilamos aminoácidos y no proteínas completas, el

organismo no puede distinguir si estos aminoácidos provienen de proteínas

de origen animal o vegetal. Comparando ambos tipos de proteínas podemos

señalar: las proteínas de origen animal son moléculas mucho más grandes y

complejas, por lo que contienen mayor cantidad y diversidad de aminoácidos.

En general, su valor biológico es mayor que las de origen vegetal, son más

difíciles de digerir, puesto que hay mayor número de enlaces entre

aminoácidos por romper. Combinando adecuadamente las proteínas vegetales

(legumbres con cereales o lácteos con cereales) se puede obtener un

conjunto de aminoácidos equilibrado. Por ejemplo, las proteínas del arroz

contienen todos los aminoácidos esenciales, pero son escasas en lisina. Si

las combinamos con lentejas o garbanzos, abundantes en lisina, la calidad

biológica y aporte proteico resultante es mayor que el de la mayoría de los

productos de origen animal.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué son los aminoácidos?


Bioquímica

2. Escriba los nombres y fórmulas de los grupos químicos que forman los

aminoácidos.

3. Explique por qué los aminoácidos se consideran iones híbridos.

4. ¿A qué se llama aminoácidos azufrados?

5. ¿Qué moléculas forman los aminoácidos en el tejido vivo?

6. ¿Qué son los polipéptidos?

7. ¿Cómo se forma una ligadura péptida?

8. ¿Por qué se dice que los aminoácidos son los componentes básicos de

las proteínas?

9. ¿Qué funciones realizan los aminoácidos como integrantes de las

proteínas?


11. ¿En qué consiste la biosíntesis de aminoácidos?

12. Explique la diferencia entre aminoácidos esenciales y no

esenciales.

13. ¿Qué son los aminoácidos semiesenciales?

14. Escriba el nombre y la función de los aminoácidos no esenciales.

15. Escriba el nombre y la función de los aminoácidos

semiesenciales.

16. Escriba el nombre y la función de los aminoácidos esenciales.

17. ¿Cómo debe ser el consumo de proteínas de origen vegetal o

animal?


Bioquímica

PROTEÍNAS

Las proteínas son sustancias que producen los animales o vegetales en

cuyos organismos son los constituyentes esenciales de las células. Las

proteínas son las sustancias químicas de mayor importancia en la estructura

y fisiología celulares. Tiene funciones energéticas secundarias, que

contribuyen al sostenimiento del organismo pues liberan 4 kcal. por gramo

de proteína metabolizada.

Las proteínas forman la masa principal de las células y de todos los

tejidos. Aunque su naturaleza química es compleja, se sabe que todas ellas

contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno; algunos también

contienen azufre y fósforo y otras hierro, magnesio, cobre y yodo.

Las proteínas están constituidas por moléculas gigantes, las que al

descomponerse por hidrólisis dan lugar a una mezcla de aminoácidos; estos

productos finales de la descomposición contienen el grupo amino (-NH2) y el

carboxilo (-COOH).

Las proteínas intervienen en los organismos animales; en la

construcción y reconstrucción de los tejidos que han sido lesionados por


Bioquímica

alguna causa, reciben el nombre de sustancias plásticas pues son encargados

de formar nueva materia viva, en ocasiones producen energía al ser oxidadas

en el organismo.

Alimentos como la carne, el queso, la leche, el huevo, el pescado, los

frijoles, los chícharos, etc., son ricos en proteínas.

Dentro del grupo proteínas tenemos la albúmina, que se encuentra en el

suero de la leche, en la clara de huevo, el suero y plasma sanguíneo; la

hemoglobina, sustancia que da el color rojo a la sangre y transporta el

oxígeno a los tejidos; la vitelina que está presente en la yema de huevo;

la globulina que se encuentra en los vegetales y la gluteína en la harina

de trigo.

Clasificación de las proteínas.- Los grupos fundamentales de proteínas

se definen de acuerdo con los siguientes conceptos: Las proteínas simples

solo contienen aminoácidos o sus derivados y existen de esta manera en la

naturaleza. Las proteínas conjugadas al ser sujetas a hidrólisis liberan

tanto aminoácidos como otras sustancias. Por fin, las proteínas derivadas

representan los productos resultantes de la degradación de los dos tipos

anteriores.

Proteínas simples.- Algunas de las proteínas simples tienen especial

interés en medicina por participar activamente en numerosas funciones del

organismo. Destacan entre ellas las albúminas, las globulinas, las

escleroproteínas y formando parte de las nucleoproteínas, las portaminas y

las histonas.

Las escleroproteínas son sustancias estructurales de enorme interés,

entre las que se encuentran la queratina, presente en las uñas y todas las


Bioquímica

estructuras córneas y en las células cutáneas descarnadas; la elastina, que

existe en los tendones, y por fin, la colágena sustancia fundamental que

forma la base del tejido conjuntivo. Por medio de la ebullición de la

colágena se producen cambios que la convierten en la proteína gelatina,

proteína soluble en agua caliente, que forma geles al enfriarse y que

carece de algunos aminoácidos de los llamados esenciales o indispensables,

de manera que su poder nutritivo es muy pobre. Las protaminas y las

histonas son proteínas solubles en agua que tienen carácter básico y peso

molecular bajo.

Proteínas conjugadas.- Se mencionaron ya las nucleoproteínas formadas

por la unión de una proteína simple (protamina o histona) y el grupo

prostético representado por los ácidos nucleicos.

La caseína de la leche es el ejemplo típico de las fosfoproteínas

caracterizadas por la presencia de un compuesto de ácido fosfórico,

esterificado a algunos aminoácidos.

Las glucoproteínas son proteínas simples combinadas con carbohidratos,

generalmente polisacáridos, a los que se debe la viscosidad de sus

soluciones; en efecto, las glucoproteínas son las proteínas formadoras de

moco en los tejidos y en las secreciones, y desde el punto de vista

estructural intervienen como componentes de ligamentos, tendones,

cartílagos, huesos, etc.; el polisacárido componente, llamado en general

mucopolisacárido, a menudo está formado por ácido glucorónico y una

hexosamina.

Las glucoproteínas no son atacadas por las secreciones digestivas y se

acepta que su presencia en el estómago y en el intestino, recubriendo la


Bioquímica

mucosa, ayuda en la protección de la superficie interna de las vísceras

contra la autodigestión.

La línea de demarcación entre ellas y las proteínas simples como las

albúminas, que contienen carbohidratos, es difícil de establecer. La

cantidad de carbohidratos no es crítica, pero hay algunas proteínas de las

consideradas simples, como la globulina de la clara de huevo, que contienen

hasta 4% de manosa. La mucina suele tener hasta 15% de carbohidratos

formados por manosa y galactosa.

En las porfinoproteínas el grupo prostético está formado por el

complejo porfirina combinado a un metal. En las hemoproteínas, la porfirina

contiene hierro; tal como sucede con la hemoglobina, la mioglobina, las

catalasas y los citocromos.

Cuando la porfirina contiene magnesio, se forma la clorofila que

permite la integración de las clorofilas proteínas, abundantes en los

vegetales.

En otras proteínas el metal se combina directamente con los

aminoácidos de las proteínas y reciben el nombre de metal o proteínas:

ejemplos importantes de ellas son la insulina y la anhidrasa carbónica, que

contienen zinc, algunas flavorpoteínas que contienen hierro, etc.

Las lipoproteínas y los proteolípidos son proteínas conjugadas que

contienen grasas neutras, fosfolípidos y colesterol.

Proteínas Derivadas.- Todas las sustancias, obtenidas durante el curso

de los procesos de degradación de las proteínas, sean simples o conjugadas,

se engloban en el término de proteínas derivadas.


Bioquímica

Son entidades de dudosa individualidad, y muchas de ellas consisten

más en productos de desnaturalización irreversible de las proteínas que en

especies químicas definidas.

En éste caso están las llamadas proteínas derivadas primarias con

distintos grupos como proteasas, metaproteínas y proteínas coaguladas.

Quizás las proteínas coaguladas representan una forma más

identificable, como sucede con los productos insolubles formados por la

acción del calor, del alcohol, de las altas presiones o de la agitación

violenta con formación de espuma que se obtienen a partir de diversas

proteínas naturales como la albúmina de huevo, la carne, etc.

Las proteínas derivadas secundarias representan los productos de

descomposición hidrolítica que, a base de fragmentarse, terminan por formar

los péptidos, o sea, sustancias compuestas por unos cuantos aminoácidos

ligados por uniones peptídicas y que, de acuerdo al número de aminoácidos

se denominan dipéptidos, tripéptidos, tetrapéptidos, polipéptidos, etc.

Metabolismo de las Proteínas

Las proteínas sufren su degradación en el aparato digestivo y son

convertidas en aminoácidos de fácil absorción. A lo largo de dicho aparato,

se vierten diversos jugos provistos de enzimas que desdoblan

específicamente a las proteínas: el jugo gástrico, el jugo pancreático y el

jugo intestinal.


Bioquímica

Los alimentos proteínicos se ingieren en su estado natural, y son

procesados antes de servirse. La cocción de la carne, los huevos, las

leguminosas, etc. altera la estructura de las proteínas y las hace, en

ciertos aspectos, más vulnerables a la actividad de los jugos digestivos.

Es posible que la mayor parte de los productos de degradación proteica

absorbidos sean aminoácidos libres y pequeños péptidos. En condiciones

normales pueden pasar ciertas proteínas íntegras de la luz intestinal hacia

la circulación; experimentalmente, sobre todo por medios inmunológicos, se

ha demostrado el paso de proteínas completas hacia la sangre.

Clasificación de los aminoácidos comunes

Alifáticos.- Glicina, Alanina, Valina, Leucina, Isoleucina.

Hidroxiaminoácidos.- Serina y Treonina.

Aromáticos.- Fanilananina, Tirosina.

Heterocíclicos.- Triptofano.

Azufrados.- Cisteína, Cistina, Metionina.

Aminoácidos Básicos.- Lisina, Arginina, Histidina.

Aminoácidos Acídicos.- Ácido aspártico, Ácido glucónico.

Iminoácidos.- Prolina, Hidroxiprolina.

CUESTIONARIO

1. Definición de proteínas.

2. Importancia y función de las proteínas.

3. Calor de combustión de las proteínas.

4. ¿Qué elementos químicos forman las proteínas?María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 36

Bioquímica

5. ¿Qué productos químicos se obtienen de la hidrólisis proteica?

Nombres y formulas.

6. Diga la intervención de las proteínas en los organismos animales.

7. ¿Por qué las proteínas se llaman sustancias plásticas?

8. Anote 10 alimentos ricos en proteínas.

9. Escriba 5 proteínas y en qué lugar se encuentran.

10. ¿A qué se llama proteínas simples?

11. ¿Qué contienen las proteínas conjugadas?

12. ¿Qué son las proteínas derivadas?

13. Anote 5 ejemplos de proteínas simples.

14. Mencione 4 ejemplos de escleroproteínas y las características de

cada una.

15. Cite dos propiedades de las protaminas y las histonas.

16. ¿Cómo están formadas las nucleoproteínas?

17. Escriba un ejemplo de fosfoproteínas y qué contienen.

18. ¿Cómo están formadas las glucoproteínas y a qué se debe su

viscosidad?

19. ¿Qué hacen y dónde se encuentran las glucoproteínas?

20. ¿A qué se debe la presencia de las glucoproteínas en el estómago

e

intestino y cuál es su función en esos órganos?

21. ¿Cómo están formadas las porfirinoproteínas?

22. ¿Qué contienen las hemoproteínas?

23. Anote 4 ejemplos de hemoproteínas.

24. ¿Qué nombre reciben las proteínas qué contienen magnesio?

25. ¿Qué son las metaloproteínas?

26. Mencione dos proteínas qué contengan zinc.


Bioquímica

27. ¿Cómo se llaman las proteínas qué contienen hierro?

28. ¿Qué son y qué contienen las lipoproteínas y los proteolípidos?

29. ¿A qué se llama proteínas derivadas?

30. Cite 4 ejemplos de proteínas derivadas primarias.

31. ¿Qué son los péptidos y cómo se clasifican?

32. Nombre y característica de las típicas proteínas derivadas.

33. ¿Dónde son degradadas las proteínas y en qué se convierten?

34. ¿Cuáles son y qué contienen los jugos qué desdoblan a las

proteínas?

35. ¿Por qué los alimentos proteínicos no son ingeridos en su estado

natural?

36. ¿Cómo son absorbidas las proteínas?

37. Anote la clasificación de los aminoácidos comunes y los ejemplos

correspondientes a cada tipo.

VITAMINAS

Son sustancias indispensables para el funcionamiento adecuado de los

seres vivos; intervienen en cantidades mínimas; no tienen funciones

estructurales ni desempeñan actividades energéticas y, en general, no son

sintetizadas por los organismos animales.

La estructura química y funciones de las vitaminas son muy variadas,

muchas actúan como coenzimas.

Al faltar en la alimentación se producen cuadros clínicos de

deficiencia, que se corrigen, administrando la vitamina correspondiente en

dosis adecuadas.


Bioquímica

Las vitaminas según su solubilidad se clasifican en hidrosolubles

cuando pueden ser disueltas en agua y liposolubles cuando pueden disolverse

en grasas y solventes orgánicos.

Ejemplos de vitaminas

Vitamina “A”,- Su nombre es Axeroftol, su fórmula C20H29OH.- Se

encuentran en los aceites de pescado, (tiburón, bacalao, cazón, atún,

etc.). También en la carne, leche, queso, mantequilla, huevo, tomate,

espinacas, chícharos, lechuga, zanahoria, etc.

Dentro de las funciones que desempeña en el organismo ayuda a la

digestión, previene las infecciones, e interviene en el crecimiento.

Algunos de los síntomas que origina su deficiencia son trastornos

visuales, ceguera nocturna (nictalopia), xeroftalmía (engrosamiento de la

conjuntiva con aparición de manchas), ulceración de la córnea, e

hiperqueratosis de la piel y caída del pelo.

Vitamina “B1”.- Tiamina: C12H18N4OSCL.- La contienen la carne de cerdo,

pescado, leche, queso, levadura de cerveza, yema de huevo, chícharos,

tomates, habas, espinacas, etc.

Favorece el crecimiento, evita infecciones, ayuda a la digestión,

regula el sistema nervioso.

Síntomas cuando falta la vitamina “B1”.

Beri-Beri anorexia, náusea, neuritis, aumento de la sensibilidad al

dolor (hiperestesia), abolición de los reflejos osteotendinosos

(arreflexia), etc.

Vitamina “B12”.- Cobalamina, factor anti-anemia perniciosa.María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 39

Bioquímica

En general, la cantidad de vitamina B12 en los alimentos es baja; las

fuentes más ricas son las vísceras, sobre todo el riñón y el hígado, la

carne magra tiene pequeñas cantidades, lo mismo que los huevos, la leche y

el queso. La vitamina B12 está prácticamente ausente en las plantas. De

hecho, toda la vitamina B12 proviene de la actividad biosintética de

microorganismos, incluyendo los de la flora intestinal de los animales.

La vitamina B12 promueve la adhesión del hierro a la pared del

eritrocito.

Síntomas que ocasione el déficit de la vitamina B12.- Atrofia de la

mucosa bucal con inflamación generalizada más notable en la lengua y

trastornos neurológicos del tipo de lesiones degenerativas de los cordones

posteriores y laterales de la médula. Es muy notable también la presencia

de anemia macrocítica para formar el cuadro completo de la anemia

perniciosa.

Vitamina “B5”.- Acido nicotínico.- Niacina – C6H8NO2 .- La contienen la

leche, huevos, vegetales verdes, arroz, frutas, higos secos, levadura de

cerveza, etc.

Es indispensable para el crecimiento y el desarrollo.

Previene la pelagra (lesiones descamativas resecas de la piel de origen

pluricarencial vitamínico).

Síntomas que producen la carencia de vitamina B5: dermatitis, diarrea,

dolor abdominal, estomatitis, gingivitis (inflamación de las encías).

Vitamina “C”.- Acido ascórbico.- C6H8O6


Bioquímica

Se encuentra en los cereales, frutas (sobre todo en las cítricas como la

naranja, limón, mandarina, toronja y piña, etc.), en el repollo, berros,

lechuga, alfalfa, tomate, espinacas, chícharos, etc.

Evita el escorbuto, ayuda al metabolismo del hierro y de ciertos

aminoácidos. Es esencial para un desarrollo normal de huesos y dientes.

Síntomas que originan la deficiencia de la vitamina “C”.

Hemorragias petequiales, hinchazón de las extremidades óseas y de la zona

articular, fragilidad y hemorragia de las encías, anemias y trastornos de

la cicatrización.

Vitamina “D2”.- Calciferol.- Vitamina antirraquítica.- C28H44O.

Se encuentra en la mantequilla, huevos, productos lácteos, frutas, aceite

de hígado de bacalao, etc.

Previene el raquitismo, regula el metabolismo del calcio y del fósforo. Es

necesaria para el desarrollo de los huesos y dientes.

En los seres humanos, la deficiencia de vitamina D durante el período del

crecimiento produce el raquitismo, en los adultos causa la osteomalacia.

Vitamina “E”.- Tocoferol.- Vitamina de la fertilidad o la

antiesterilidad.- C29H50O2.

La contienen la carne, grasas animales, leche, yema de huevo, pescado,

habas, aceite de germen de trigo, lechuga, espinacas, berros, lentejas,

ejotes, cacahuates, etc.

Mantienen un nivel normal de fertilidad en los órganos de reproducción.


Bioquímica

La deficiencia de vitamina “E” produce esterilidad. Se utiliza para evitar

defectos del embrión en el útero en animales de experimentación.

Vitamina “K”.- Menadiona.- Vitamina antihermorrágica.- C31H46O2.

La contienen las grasas de cerdo, leche, huevos, espinacas, alfalfa, col,

tomate, aceite de soya, etc. Es esencial para la coagulación sanguínea.

Síntomas que origina la deficiencia de vitamina “K”:

Baja actividad de protombina y la coagulación de la sangre se perturba con

lo que se pueden producir hemorragias. Provoca también enfermedades

hepáticas.

Las vitaminas son sustancias reguladoras del metabolismo, necesarias para

que el metabolismo aproveche las otras materias alimenticias que ingieren,

ejemplo: La influencia de la vitamina D para la fijación y aprovechamiento

del calcio. Además son esenciales para proteger el cuerpo contra un tipo de

enfermedades que se conocen con el nombre de enfermedades por carencia de

vitaminas o avitaminosis. Se le a denominado “microalimentos” porque las

cantidades que de ellas se necesitan en condiciones normales con muy

pequeñas, calculándose su peso en miligramos.

Las vitaminas se encuentran tanto en los alimentos de origen animal como

vegetal.

Pierden sus propiedades, en mayor a menor grado, por la acción del calor,

por lo que se recomienda consumir alimentos frescos y cuando es posible,

crudos. Esto último es aconsejable para aquellos que se encuentran en

estado de pureza, es decir, libres de gérmenes causantes de enfermedades.


Bioquímica

La palabra vitamina significa amina vital. La falta de una vitamina se

denomina avitaminosis y su deficiencia, hipovitaminosis.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué son las vitaminas?

2. Cite las funciones de las vitaminas.

3. Explique la clasificación de las vitaminas según su solubilidad.

4. Escriba el nombre, fórmula, alimentos que la contienen, funciones

que desempeña y enfermedades o síntomas que originan de la

deficiencia de vitaminas A, B, B12, B5, C, D2, E, K.

5. ¿Qué es avitaminosis?

6. ¿En que consiste la hipovitaminosis?

7. ¿Por qué las vitaminas se llaman micro alimentos?

8. ¿Por qué pierden las vitaminas sus propiedades?

9. ¿Qué debe hacerse para tener todas las vitaminas necesarias en

las cantidades requeridas?

10. ¿Qué significa la palabra vitamina?


Bioquímica

HORMONAS

Etimológicamente, la palabra hormona significa excitación o mensaje y se da

este nombre a un grupo de sustancias que puede iniciar o efectuar funciones

diversas en un sitio alejado. Se llama hormonas a toda sustancia química,

que al ser producida en alguna parte del organismo, va por la circulación y

modifica las funciones de tejidos y órganos distantes. Las hormonas son

producidas por las glándulas: estas glándulas pueden ser de secreción

externa cuando su producto (hormonas) es vertido al exterior, como sucede

con las glándulas digestivas; y glándulas de secreción interna que se

llaman así por no tener un conductillo que vierta su secreción al exterior.

Así, definimos la Endocrinología como la rama de la ciencia que estudia la

estructura y las funciones de las glándulas de secreción interna y sus

productos.

Las hormonas actúan generalmente modificando la velocidad de las reacciones

metabólicas en las células de los tejidos u órganos efectores, aunque no

siempre en el sentido de la aceleración, como el nombre de la hormona lo

pueda indicar, ya que es posible demostrar que las hormonas causan una

disminución de la velocidad a ciertas reacciones.

Las hormonas no son indispensables para el funcionamiento del organismo;

por ejemplo, los animales en los que se han extirpado una u otra glándula

siguen viviendo, aunque a menudo en condiciones fisiológicas precarias.


Bioquímica

Conviene señalar, además, que las hormonas no solo tienen aspecto de gran

interés medico, como la actividad “farmacológica” demostrada con el empleo

de las hormonas de la corteza suprarrenal, (cortisona, hidrocortisona y

otros compuestos de síntesis derivadas de ellas), en el tratamiento de la

artritis o de las enfermedades de la colágena, el uso de los estrógenos en

el tratamiento de ciertos cánceres prostáticos o mamarios, etc.

En los últimos tiempos se ha llegado al conocimiento de la naturaleza

química de la mayor parte de las hormonas, las cuales se clasifican en

cuatro variedades:

- Hormonas de tipo proteínico, como la insulina o las gonodotrofinas

adenohipofisarias.

- Hormonas de tipo polipeptídico, generalmente poco complejo, como las

hormonas neurohipofisiarias (vasopresina, ocitosina y la HACT

(adrenocorticotrofina).

- Hormonas derivadas de aminoácidos, como la tirosina, triyodotironina.

- Hormonas esteroides, entre las cuales destacan las sexuales y las

hormonas corticosuprarrenales.

Principales hormonas de los mamíferos:

La Glándula Hipófisis comprende tres partes que son:

Adenohipófisis, Lóbulo intermedio y Neurohipófisis y cada una de estas secciones

produce diferentes hormonas.

Adenohipófisis.- Segrega 7 hormonas.


Bioquímica

- Somatotrofina (hormona del crecimiento).- Estimula el desarrollo general

de los tejidos; produce efectos anabólicos (asimilación) sobre el

metabolismo del nitrógeno, calcio y fósforo.

- Prolactina (hormona luteotrópica).- Proliferación de la glándula mamaria;

activa la secreción de la progesterona después de la ovulación.

- Trofinas.

- Tirotrofinas.- Estimula la secreción de las hormonas tiroideas.

- Hormona estimulante del folículo.- Desarrollo del folículo ovárico y

secreción de estrógenos en la mujer; desarrollo de los túbulos seminíferos

y estimulación de la espermatogénesis en el hombre.

- Hormona luteinizante del folículo (estimuladora de las células

intersticiales); luteinización y secreción de progesterona en la mujer;

desarrollo del tejido intersticial y secreción de andrógenos en el hombre.

- Adrenocorticotrofina (HACT).- Estimula la secreción de glucocorticoides

y mineralocorticoides suprarrenales.

Lóbulo intermedio.- Segrega una hormona:

- Hormona estimulante de los melanocitos. Produce la pigmentación de la

piel.

Neurohipófisis.- Produce dos hormonas:

- Ocitocina.- Contracción del musculo uterino en el parto; expulsión de la

leche.

- Vasopresina (hormona antidiurética).- Eleva la presión arterial por

contracción arteriolar; estimula la reabsorción de agua en el túbulo renal.María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 46

Bioquímica

Glándula tiroides:

- Tiroxina, triyodotironina.- Estimula el metabolismo general y el consumo

de oxígeno en todos los tejidos.

Glándula paratiroides:

- Hormona paratiroidea.- Regulación del metabolismo del calcio y fósforo y

depósitos de sales en el hueso.

Glándulas suprarrenales.- Se dividen en dos partes: médula y corteza

suprarrenal; cada una de estas secciones produce diferentes hormonas.

Médula suprarrenal segrega dos hormonas:

- Epinefrina (adrenalina).- Eleva la presión arterial por acción sobre el

corazón; contrae el musculo liso; glucogenólisis.

- Nor-epinefrina (nor-adrenalina).- Aumenta la presión arterial por

contracción de vasos periféricos.

Corteza suprarrenal produce las siguientes hormonas:

- Aldosterona.- Regula el metabolismo del agua y de la sal.

- Corticoides: Cortisol, cortisona, desoxicorticosterona, etc.- Metabolismo

de las proteínas, carbohidratos y lípidos; gluconeogénesis, actividad

catagónica, sostenimiento de homeostasis muscular y circulatoria, fenómenos

de resistencia e inmunidad; hipersensibilidad.

- Hormonas sexuales.- Se producen pequeñas cantidades de estrona,

progesterona, aldosterona, cuya actividad es señalar las entradas

correspondientes.


Bioquímica

Glándulas sexuales.- Comprende el testículo y ovario que producen las

siguientes hormonas:

Testículo.- Produce:

Testosterona.- Desarrollo de las características sexuales secundarias y

maduración de los órganos sexuales.

Ovario. Tiene dos partes: Folículo ovárico y Cuerpo amarillo

Folículo ovárico.- Produce:

- Estrógenos: estrona y estradión.- Maduración de los órganos sexuales;

producción de parte del ciclo menstrual; desarrollo de los caracteres

sexuales secundarios.

Cuerpo amarillo.- Produce:

- Progesterona.- Preparación del endometrio con hipersecreción, para la

anidación del huevo; desarrollo de la glándula mamaria.

- Placenta.- Produce estrógenos, progesterona y gonadotrofina de acción

idénticas a las provenientes de las glándulas respectivas.

Páncreas.- Produce dos hormonas:

- Insulina.- Regulación del metabolismo de los carbohidratos.

- Glucagon.- Degradación del glucógeno hepático.

Hormonas digestivas. Se consideran como tales a las siguientes:

- Secretina.- Estimulación de la secreción de jugo pancreático.

- Pancreocimina.- Salida de enzimas pancreáticas.


Bioquímica

- Colesistocimina.- Contracción de la vesícula biliar.

- Gastrina.- Secreción de acido por las glándulas gástricas, etc.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué significa la palabra hormona?

2. ¿Qué son las hormonas?

3. ¿Qué órganos producen las hormonas?

4. Explique la clasificación de las glándulas

5. ¿A qué se llama Endocrinología?

6. ¿Cómo actúan las hormonas?

7. Explique si las hormonas son indispensables para la vida.

8. ¿En qué consiste la actividad farmacológica de las hormonas?

9. Explique la clasificación química de las hormonas y diga ejemplos

de cada una.

10. Anote las 3 partes de la hipófisis.

11. Escriba los nombres y funciones de las 7 hormonas que

produce la adenohipófisis.

12. Cite el nombre y función de la hormona que produce el

lóbulo intermedio.

13. Diga los nombres y las funciones de las hormonas que

produce la neurohipófisis.

14. Mencione el nombre y funciones de la hormona que produce la

glándula tiroides.

15. Anote el nombre y función de la hormona que produce la

glándula paratifoidea.

16. Diga las partes de la glándula suprarrenal, las hormonas

que producen y las funciones de cada una de ellas.


Bioquímica

17. Cite las glándulas sexuales, sus partes, las hormonas que

producen y las funciones que realizan.

18. Mencione los nombres y funciones de 2 hormonas que produce

el páncreas.

19. Mencione los nombres y funciones de las 4 hormonas

digestivas.


Bioquímica

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos, (hidratos de carbono o glúcidos), son compuestos

orgánicos formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque en algunos

tipos intervienen también el azufre y el nitrógeno.

Su nombre se debe a que muchos azúcares tiene la formula empírica (CnH2nOn)

o Cn(H2O)n de donde se tomó la designación original de Hydrate de Carbone.

En forma de celulosa, los glúcidos constituyen el tejido de sostén de los

vegetales; como almidón sirven de alimento al hombre y a los animales y

forman los materiales de reserva de las plantas.

Estos compuestos forman parte de los tres grandes grupos de alimentos

energéticos y su participación en los procesos biológicos es

extraordinaria.

Químicamente, son compuestos que contienen función mixta, por estar formada

se molécula de polialcoholes con grupos funcionales de aldehído o cetona.

Los glúcidos según se hidrolicen o no en sacáridos más sencillos se

clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.

Los monosacáridos como la glucosa, son compuestos que no pueden

descomponerse en sacáridos más sencillos; en cambio los disacáridos, como

la sacarosa (azúcar de caña o remolacha), lactosa (azúcar de leche),

maltosa (azúcar de malta), etc. y los polisacáridos, como el almidón y la

celulosa, al hidrolizarse, se transforman en monosacáridos.


Bioquímica

Por la función aldehídica o cetónica, los monosacáridos se dividen en

aldosas (cuando son derivados de los aldehídos) y cetosas (cuando provienen

de la cetona).

Por el número de carbonos que forman la molécula se clasifican triosas,

dextrosas, pentosas, hexosas, etc.

Los monosacáridos naturales, en su mayoría son aldo o ceptopentosas y aldo

o cetohexosas.

Cuando el monosacárido está constituido por seis átomos de carbono con

función aldehído, recibe el nombre de aldehexosa; pero si la función es

cetónica, entonces será cetohexosa.

De los monosacáridos, los más importantes son la aldehexosa o glucosa y la

cetohexosa o fructuosa, cuyas formulas estructurales son las siguientes:

Aldohexosa o Glucosa Cetohexosa o Fructuosa


Bioquímica

La fórmula general de los monosacáridos es CnH2nOn.

Ejemplos de carbohidratos:

Glucosa (C6H12O6)

La glucosa, también conocida con el nombre de dextrosa o azúcar

de uva, es el monosacárido más ampliamente distribuido; es un sólido

cristalino, incoloro, soluble en agua, que se emplea en forma de miel para

endulzar; en el organismo es fuente de energía; industrialmente se usa para

el plateado de espejos; producción de alcohol etílico y otros productos.

Sacarosa (C12H22O11)

Se encuentra en la remolacha y en la caña de azúcar; vulgarmente se le

conoce con el nombre de azúcar y se le caracteriza por ser un sólido

blanco, cristalino y soluble en agua. Se emplea en la elaboración de

alimentos, refrescos embotellados, caramelos, licores, pastelería, etc.

Almidón (C6H10O5)n

Es un polisacárido que se encuentra en la semilla de los cereales y en

los tubérculos de las plantas, como una reserva alimenticia que se utiliza

durante la germinación de la semilla, se caracteriza por se una sustancia

blanca, pulverulenta, lustrosa, insoluble en agua fría y con el agua

caliente forma el engrudo. Se emplea en la preparación de alimentos,

fabricación de glucosa; como reactivo en el laboratorio, etc.

Celulosa (C6H10O5)n

La celulosa se encuentra muy distribuida en la naturaleza, formando

parte de las paredes celulares de las plantas. La celulosa tiene infinidad

de aplicaciones, a partir de ellas se fabrican explosivos, seda artificial,María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 53

Bioquímica

celuloide, barnices, lacas, resinas sintéticas, tintas para imprenta,

rayón, papel y muchos otros productos.

Los azúcares son sólidos solubles en agua, difíciles de cristalizar y

que forman con facilidad soluciones sobresaturadas de tipo jaraboso.

Propiedades Generales de los Carbohidratos

Los carbohidratos, especialmente los denominados azúcares tienen

muchas propiedades físicas, químicas y biológicas comunes; entre las más

importantes se encuentran las siguientes:

Solubilidad.- Se puede decir que la solubilidad de los carbohidratos

está en razón inversa a su peso molecular, siendo más solubles los

monosacáridos que los polisacáridos; hay excepciones importantes como las

del glucógeno, que es soluble en agua. Habitualmente los carbohidratos son

solubles en alcohol, al grado de que es posible precipitarlos de sus

soluciones acuosas por medio de la adición del alcohol, fenómeno de

utilidad en la purificación del glucógeno.

Sabor.- Aunque la costumbre ha establecido el término azúcar como

sinónimo de carbohidrato y a los azúcares se atribuye genéricamente la

propiedad de ser dulces, en la práctica la mayor parte de ellos no lo son.

Tabla del sabor dulce de distintas sustancias

Lactosa 1

Galactosa 3

Maltosa 3

Xilosa 4


Bioquímica

Sorbitol 5

Sacarosa 10

Glicerol 11

Fructuosa 17

Sacarina 5500

Esta tabla se graduó arbitrariamente alrededor de la sacarosa, a la

que se le asignó un valor de 10. Se agrega a la tabla, con fines

comparativos, la sacarina, sustancia de síntesis, empleada para endulzar

cuando está contraindicado la ingestión de azúcar, y es tan activa que su

sabor dulce se reconoce hasta en soluciones al 1:70,000.

Estereoisomería.- Si se comparan las fórmulas de las hexosas, glucosa,

galactosa y manosa se observa que las tres tienen el mismo número de átomos

de carbono, un grupo alcohólico primario, un grupo aldehído, CH=O, en su

otro extremo, y cuatro grupos alcohólicos secundarios en el resto de la

molécula. Sin embargo, las tres sustancias tienen distintas propiedades

físicas, químicas y biológicas, esto sólo puede explicarse aceptando que la

distribución espacial de los átomos de H y OH en los 4 carbonos intermedios

es distinta para cada hexosa, tal como se observa en las siguientes

fórmulas:


Bioquímica

D. Glucosa D. Galactosa

D. Manosa

Este diferente arreglo de los grupos de átomos en el espacio

constituye el fenómeno de estereoisomerismo, o isomería en el espacio. Los

tres azúcares ejemplificados son, por lo tanto estereoisómeros.

Más aún, no sólo estas 3 hexosas tienen fórmula general común, sino

que otras 13 más, hasta hacer un total de 16 muestran parecida estructura

que sólo difiere en la distribución de los citados H y OH en los 4 carbonos

intermedios.

Los carbohidratos tienen una gran diversidad de funciones útiles en

los seres vivientes. Las más importantes son de 3 tipos: energéticas, de reserva

y estructurales.

Desde el punto de vista energético, uno de los carbohidratos más

sencillos, la glucosa, constituye la sustancia de aprovechamiento más

rápido y efectivo en los seres vivos, y cuya combustión satisface, en parte

importante, las necesidades calóricas en los animales.

Como materiales de reserva, los carbohidratos existen en el reino

vegetal en forma de almidones, y en el reino animal como glucógeno; tanto

en uno como otro son susceptibles de convertirse en glucosa para ser

utilizados. Los almidones abundan en las gramíneas, las leguminosas y

numerosos tubérculos que, en conjunto, constituyen el acopio más importante

en la dieta del ser humano. En los animales, el glucógeno es material de

reserva que proporciona glucosa cuando las condiciones fisiológicas lo

requieren. La sacarosa o azúcar de caña es también un material de reserva,María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 56

Bioquímica

presente sobre todo en los vegetales (caña de azúcar, remolacha, frutas,

etc.) pero de gran importancia alimenticia para el hombre.

Es de interés señalar que, aun cuando desde el punto de vista

nutriológico se integra una gran diversidad de alimentos que contienen

almidones, dextrinas, sacarosa y otros carbohidratos, en el interior del

organismo todos se transforman en glucosa directamente utilizable.

Por lo que se refiere al aspecto estructural, los carbohidratos llenan

también funciones definidas en los animales y en las plantas; en estas

últimas, constituyen los importantes grupos de las células que forman la

estructura fibrosa y leñosa de los vegetales, o sea, su esqueleto

propiamente dicho. En los animales, algunos carbohidratos de gran peso

molecular, forman sustancias como la quitina, el ácido condroitín sulfúrico

y el ácido hialurónico, que constituyen parte de los tejidos de sostén de

ciertos organismos.

La importancia de los carbohidratos no termina aquí; son precursores

biológicos de otras sustancias orgánicas, como ciertos lípidos y proteínas;

dos factores vitamínicos, el ácido ascórbico y el inositol, están

estrechamente relacionados, desde el punto de vista estructural, a

carbohidratos comunes; los carbohidratos intervienen, así mismo, en los

compuestos denominados glucósidos, (que se obtiene al mezclar un acetal con

glucosa; el acetal proviene de la reacción de un aldehído con dos moléculas

de alcohol), entre los cuales existen pigmentos naturales y drogas con

actividad terapéutica notable.

CUESTIONARIO


Bioquímica

1. ¿Qué son los carbohidratos?

2. ¿Qué elementos forman los carbohidratos?

3. Diga a que deben su nombre y anote las fórmulas.

4. ¿Cuál es el glúcido que sirve de sostén a los vegetales?

5. ¿Cuál es el carbohidrato que sirve de alimento al hombre y de

reserva para las plantas?

6. Cita la clasificación de los glúcidos, según su hidrólisis.

7. ¿Qué son los monosacáridos? Dos ejemplos.

8. ¿A qué se llama disacáridos? Tres ejemplos.

9. Anote dos ejemplos de polisacáridos.

10. ¿En qué consiste la función mixta de los glúcidos?

11. Diga la diferencia entre las aldosas y cetosas.

12. Explique la clasificación de los glúcidos por el número de

carbonos que forman la molécula.

13. Explique las diferencias entre las fórmulas de la glucosa y de

la fructuosa.

14. Anote la formula general de los monosacáridos.

15. Escriba nombre, fórmula, otros nombres, donde se encuentran,

propiedades y aplicaciones de la glucosa, sacarosa, almidón y

celulosa.

16. Anote tres características de los azúcares.

17. Cite las propiedades de los carbohidratos.

18. Explique la solubilidad de los carbohidratos.

19. ¿Cómo es el sabor de los carbohidratos?

20. ¿En qué consiste la estereoisomería?

21. Escriba los nombres y fórmulas de tres estereoisómeros.

22. Diga tres tipos de funciones de los carbohidratos.


Bioquímica


24. ¿Cuál carbohidrato satisface las necesidades calóricas de los

animales?

25. ¿En dónde abundan los almidones?

26. ¿Cuáles carbohidratos forman parte de la estructura de vegetales

y

animales?

27. ¿Por qué los carbohidratos son importantes?

LÍPIDOS

El término lípidos comprende las grasas y numerosas sustancias de

estructura química diversa, parecidas a las grasas; como es un término muy

amplio se acostumbra definir a los lípidos como sustancias que no se

mezclan con el agua, pero son solubles en los llamados solventes de las

grasas o solventes orgánicos como el éter, el cloroformo, el alcohol

caliente, el éter de petróleo, el bisulfuro de carbono, etc. Son ésteres o

sustancias capaces de formar ésteres y suelen tener funciones útiles,

estructurales o energéticas.

Clasificación.- Se dividen en lípidos simples los que contienen ácidos

grasos y algún tipo de alcohol con el cual se esterifican; éste es el

glicerol en el caso de las grasas neutras y alcoholes de peso molecular

elevado en el caso de las ceras.

Los lípidos compuestos tienen, aparte del alcohol y los ácidos grasos,

otras sustancias, como ácido fosfórico, bases nitrogenadas o carbohidratos.


Bioquímica

Los lípidos simples comprenden las grasas neutras o triglicéridos

(ésteres de ácidos grasos con glicerol) y las ceras que son ésteres de

ácidos grasos con alcoholes distintos al glicerol.

Los lípidos compuestos se subdividen en:

Fosfolípidos.- (Contienen N y P) que comprende a: lecitinas

(fosfatidil colina), cefalinas (fosfatidil etanolamina); cardiolipina,

fosfatidil inositoles, plasmalógenos (acetalfosfátidos), y esfingomielinas

(esfingósidos).

Cerebrósidos o Glucolípidos. (contienen N y no P).

Sulfolípidos, y aminolípidos.

Lipoproteínas.

Proteolípidos.

En los lípidos derivados se incluyen aquellas sustancias que se

obtienen por hidrólisis de los simples o de los compuestos, como ejemplos

de éstos tenemos los ácidos grasos, el glicerol, aldehídos grasos, etc.

Entre las sustancias asociadas a los lípidos se agrupan algunas que

llenan el requisito de la presencia de ácidos grasos, como sería el caso

del colesterol que suele esterificarse con diversos ácidos grasos, sin

embargo, muchas no contienen siempre ácidos grasos, pero se incluyen entre

los lípidos, por ser solubles en solventes de las grasas o en las propias

grasas.

Propiedades de los Lípidos.- Muchas d ellas se derivan de las

propiedades de los ácidos grasos que los componen; se obtienen así en

conjunto, características como las siguientes:María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 60

Bioquímica

Propiedades Físicas

Solubilidad.-Generalmente los lípidos son solubles en solventes

orgánicos pero es conveniente añadir que la acetona, que es un buen

solvente general de los lípidos, lo es muy pobre para los fosfolípidos y en

ésa propiedad se basan muchos métodos para separarlos.

Los derivados más comunes de los ácidos grasos, o sean sus jabones o

sales sódicas o potásicas, son solubles en agua.

Los ácidos grasos de cadena corta, como el acético, son muy solubles

en agua, y a medida que se alarga el tamaño de la cadena disminuye su

solubilidad.

Punto de Fusión.- El punto de fusión de un ácido graso está en

relación con dos factores: el tamaño de la cadena y el grado de

insaturación de la misma. En general, mientras más largo es el ácido graso

más elevado es su punto de fusión. Por otro lado, la introducción de dobles

enlaces baja el punto de fusión, al mismo tiempo que aumenta su

solubilidad.

Peso Específico.- Todos los lípidos tienen menor densidad que el agua.

Las grasas líquidas muestran pesos específicos habitualmente entre 0.91 y

0.94; las sólidas oscilan alrededor de 0.86 y solo las lipoproteínas, en

virtud de su alto contenido de aminoácidos, alcanzan pesos específicos

mayores de 1.0 oscilando entre 1.03 y 1.05.

Calor de Combustión.- Los ácidos grasos y en general los lípidos

muestran calor de combustión elevado, de 9.1 kcal. por gramo.


Bioquímica

En términos generales, su combustión en el interior de los seres

vivos, se considera que produce 9 kcal. por gramo.

Propiedades Químicas

Hidrólisis y Saponificación.- Al poner a reaccionar una grasa con el

agua en presencia de un catalizador, vemos que la grasa se descompone dando

lugar a la glicerina y a un ácido carboxílico.

Ejemplo:

Grasa + Agua

Glicerina + Ácido Carboxílico

Esta descomposición, que se origina en las sustancias por acción del

agua, recibe el nombre de hidrólisis.

Si en lugar de realizar el rompimiento de la sustancia directamente

con el agua, lo hacemos usando como catalizador una solución de hidróxido

de sodio, vemos que la grasa al descomponerse, da lugar a la glicerina y a

la sal sódica del ácido carboxílico o jabón.

Ejemplo:


Bioquímica

Grasa + Agua con Hidróxido Glicerina +

Sal del ácido carboxílico de

sodio o jabón

Como el rompimiento de la grasa se realiza por acción del álcali en

solución acuosa, a este tipo especial de hidrólisis se le denomina

saponificación y corresponde al proceso de fabricación de un jabón.

Por lo anterior, vemos que los términos hidrólisis alcalina y

saponificación son sinónimos, debido a la asociación de la hidrólisis con

la producción de jabón.

Generalmente los jabones son sales metálicas (Na, K, Ca, etc.) de

ácidos carboxílicos de cadena larga.

Si el jabón corresponde a una sal de sodio, es duro, pero si es de

potasio, entonces es blando.

Hidrogenación.- En presencia de catalizadores adecuados como el

níquel, la introducción de hidrógeno en las dobles ligaduras de los ácidos

grasos, los transforma en los ácidos saturados correspondientes.


Bioquímica

La saturación provoca un aumento en el punto de fusión y por lo tanto

industrialmente se obtienen productos “endurecidos”, los aceites vegetales

líquidos hidrogenados se convierten en las mantecas sólidas del mercado.

Oxidación.- El olor y el sabor desagradable que las grasas adquieren

con el tiempo, especialmente cuando están expuestas a las condiciones

ambientales y que se denominan en general cambios de rancidez, corresponden

químicamente, a reacciones entre el oxígeno del aire y las dobles ligaduras

presentes en los lípidos. Esta combinación es favorecida por la humedad, el

calor y la luz, y permite la formación de peróxidos que más tarde llegan a

formar aldehídos y cetonas.

Algunos metales aceleran la reacción. Para impedir estas alteraciones

se recurre a conservar los lípidos en la oscuridad al abrigo de la luz y en

sitios fríos al vacío, se cambia la atmósfera por un gas inerte o se añaden

antioxidantes del tipo de la vitamina E y algunos derivados fenólicos, que

por tener más avidez por el oxígeno que los ácidos grasos, protegen a éstos

contra la oxidación. Las mantecas hidrogenadas, por tener menos dobles

ligaduras, son menos susceptibles a los cambios de rancidez.

Aceites “secantes”.- Algunos aceites (como los de semillas de lino o

de tung) al ser expuestos al aire forman una costra impermeable; el proceso

que permite este fenómeno es de oxidación y polimerización; en general,

estos aceites, que se emplean ampliamente con fines industriales, como la

base para las pinturas o en la manufactura de los linóleos, contienen gran

cantidad de ácidos grasos insaturados.


Bioquímica

Digestión y Absorción de los Lípidos.- Metabolismo

Los lípidos ingeridos con los alimentos no sufren modificaciones al

entrar en la boca pues la saliva carece de enzimas que ataquen a las

grasas.

Los alimentos en el intestino, producen la liberación de dos hormonas,

la secretina y la colecistocimina, que van a determinar la salida de los

jugos pancreáticos y biliar respectivamente, cuya importancia en la

digestión y absorción de las grasas es considerable.

La lipasa pancreática ataca los glicéridos y libera una molécula de

glicerol, más tres moléculas de los ácidos grasos correspondientes.

Tanto las grasas neutras originales como los ácidos grasos resultantes

de su hidrólisis, son insolubles en agua, de manera que se requieren

mecanismos que logren, por lo menos, su emulsificación y se asegura así, el

que sean absorbidos. En realidad, la hidrólisis producida por la lipasa en

el intestino, no es completa y una gran parte de la grasa no llega sino

hasta la fase de monoglicérido.

Es posible que, a pesar de este mecanismo, las grasas en su mayoría

den monoglicéridos como producto final para ser absorbidos. Los

monoglicéridos actúan como emulsificantes, uniéndose a la actividad de los

ácidos biliares, el glicocólico y el taurocólico, y de los jabones que se

forman en el intestino para producir la emulsificación, bajo la forma de

partículas de grasa muy diminutas llamadas quilomicrones que tienen

diámetros promedio de 0.5 micras o menores.

Por lo que se refiere a la vía de absorción, parece ser que el camino

a seguir es quilíferos-conducto torácico-vena, que representa la forma másMaría del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 65

Bioquímica

importante de transporte de las grasas; por este camino pasan las grasas

neutras, ácidos grasos de cadena larga (diez carbonos o más), gran parte de

ésteres de colesterol con ácidos grasos de distintas longitudes y diversos

fosfátidos. Estas grasas que aparecen en la linfa son absorbidas

directamente (si los quilomicrones tienen menos de 0.5 micras de diámetro)

o se resintetizan en las células intestinales a partir de sus componentes.

Podemos notar cuán conveniente es que participen en la absorción de

las grasas tanto la lipasa pancreática como las sales biliares; éstas

producen quizás el efecto más importante y su falta determina graves

problemas de absorción.

Las sales biliares ayudan a la emulsificación de las partículas de

grasa y atraviesan, con los lípidos, la pared intestinal y son

transportados nuevamente al hígado, cuyas células las vuelven a excretar

por medio de la bilis al intestino, se establece así un circuito en el que

las sales biliares alcanzan la luz intestinal por la bilis, son absorbidas,

captadas por el hígado y vueltas a excretar al intestino por medio de la

bilis; este circuito recibe el nombre de circulación entero-hepática de las

sales biliares y representa un mecanismo muy eficiente para la utilización

del producto en la absorción de grasas.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué son los lípidos?

2. Ejemplos de lípidos.

3. Cite la clasificación de los lípidos.

4. ¿A qué se llama lípidos simples?

5. ¿Qué son los lípidos compuestos?

6. Ejemplos de lípidos simples.María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 66

Bioquímica

7. Explique la subdivisión de los lípidos compuestos y cite ejemplos

de cada uno.

8. ¿A qué se llama lípidos derivados?

9. Ejemplos de lípidos derivados.

10. ¿Qué son las sustancias asociadas con los lípidos? Ejemplo

11. Propiedades físicas de los lípidos.

12. ¿En función de qué, varia la solubilidad de los lípidos?

13. Explique el punto de fusión de los lípidos.

14. Diga la densidad o peso específico de los lípidos.

15. ¿Qué es el calor de combustión de los lípidos?

16. Anote las propiedades químicas de los lípidos.

17. ¿A qué se llama hidrólisis de los lípidos?

18. ¿En qué consiste la saponificación?

19. ¿Qué son los jabones?

20. Diga la diferencia entre los jabones duros y blandos.

21. ¿En qué consiste la hidrogenación y qué productos se obtienen de

ella?

22. Explique la oxidación de las grasas.

23. ¿Cómo pueden evitarse los cambios de rancidez?

24. ¿En qué consisten los aceites secantes?

25. ¿Qué cambios sufren los lípidos al entrar a la boca?

26. Diga el nombre de las hormonas que se liberan en el intestino y

que

producen.

27. ¿Qué hace la lipasa pancreática?

28. Diga qué son los quilomicrones.

29. Cite la vía de absorción de las grasas.


Bioquímica

30. ¿Qué hacen las sales biliares?

31. Explique la circulación entero-hepática.


Bioquímica

ENZIMAS

Una célula para vivir, crecer y reproducirse ha de ser capaz de llevar

a cabo un gran número de transformaciones químicas. Tiene que modificar las

sustancias nutritivas del medio para que puedan penetrar en su interior y,

una vez incorporadas, realizar en ellas nuevas transformaciones. Con

algunos de los materiales asimilados ha de sintetizar los compuestos que

forman la estructura celular, y a otros someterlos a procesos de

degradación que suministren la energía necesaria para realizar dicha

síntesis. Estas transformaciones son sumamente complejas, dado el vasto

acopio de materiales que se utilizan como alimento y la diversidad de

compuestos que han de ser sintetizados para constituir la célula. Todas

estas operaciones se cumplen con la actividad de las enzimas, sustancias

que se encuentran dentro de la célula en cantidades mínimas y que son las

que llevan a cabo todos los cambios relacionados con los procesos vitales.

Definición de enzimas: Se llaman también fermentos, son catalizadores

orgánicos termolábiles (sensibles a la acción de la temperatura),

elaborados por células vivas pero que son capaces de actuar con

independencia de ellas.

Las enzimas pueden ser proteínas puras o conjugadas y constan de la

porción proteínica o apoenzima y de una fracción no proteínica que se llama

grupo prostético cuando está íntimamente ligado, y coenzima cuando no lo

está; el conjunto de las dos porciones se le llama holoenzima.

Características de las enzimas

Las enzimas poseen las propiedades de las proteínas que son las

siguientes:


Bioquímica

- Forman soluciones coloidales.

- Son precipitadas por las mismas sustancias que precipitan las

proteínas.

- No se dializan a través de membranas o lo hacen muy lentamente.

- Son anfóteras (pueden actuar como ácidos o como bases).

- Forman soluciones opalescentes.

- Poseen elevados pesos moleculares.

- Actúan sobre infinidad de sustratos.

- La mayoría de las enzimas poseen especificidad, ya que catalizan un

solo

tipo de reacción o actúan sobre determinados sustratos.

La especificidad puede ser:

- Absoluta: Son las enzimas que actúan solamente sobre un sustrato,

por

ejemplo la ureasa (urea), lactasa (ácido láctico), etc.

- De grupo: Son las enzimas que actúan sobre un determinado grupo

químico, por ejemplo: las carbohidrasas (carbohidratos), lipasas

(lípidos o

grasas), proteasas (proteínas).

La mayoría de las enzimas se nombran agregando al nombre del sustrato

sobre el que actúan, la terminación o sufijo asa, ejemplo: lipasa (actúan

sobre lípidos), proteasa (sobre las proteínas o prótidos), etc.


Bioquímica

Clasificación de las enzimas

- Constitutivas: Son enzimas que pueden formarse aún en ausencia de

sustratos.

- Adaptativas: Son enzimas que se elaboran solamente en caso de

necesidad cuando un microorganismo se encuentra en un medio de

cultivo,

el cual presenta un sustrato no atacado de ordinario por dicho

microorganismo.

Las enzimas también pueden clasificarse, según si actúan dentro o

fuera de

la célula:

- Enzimas Intracelulares o Endoenzimas: Tienen su acción dentro de la

célula.

- Se les clasifica también según el tipo de reacción o fenómeno que

catalizan.

Ejemplos:

- Permeasas: Son enzimas de penetración las cuales transportan los

nutrientes a través de la membrana celular.

- Hidrolasas: Realizan reacciones hidrolíticas dentro de la célula

(efectúan

degradaciones sucesivas de los nutrientes).

- Enzimas Extracelulares o Exoenzimas: Por lo general son

hidrolíticas, las cuales


Bioquímica

tienen como función degradar las macromoléculas o compuestos de alto

peso

molecular a moléculas menores, para que la membrana celular pueda

absorberlas.

Ejemplos:

- Proteinasas: hidrolizan las proteínas degradándolas a proteasas,

peptonas,

polipéptidos hasta llegar a los aminoácidos. Entre las proteínas

están la

gelatinasa que hidroliza la gelatina y la caseinasa, que actúa sobre

la

caseína de la leche.

- Carbohidrasas: Actúan sobre los carbohidratos hidrolizando los

polisacáridos

a di y monosacáridos, hasta ser absorbidos, ejemplo: la amilasa,

actúa sobre

el almidón, el cual convierte en dextrosa y maltosa; la maltasa

actúa sobre la

maltosa y la convierte en glucosa; la lactasa sobre la lactosa, etc.

- Lipasas: Hidrolizan los lípidos (grasas) convirtiéndolas en

glicerina y ácidos

grasos.


Bioquímica

- Enzimas de transferencia de grupo: Se llaman también

transferasas.

Las enzimas que transfieren grupos o radicales fosfatos, son

esenciales para

el metabolismo de los carbohidratos y para la formación de enlaces de

fosfato

ricos en energía.

Hay otros radicales que pueden agregarse o quitarse por medio de

enzimas específicas, como son los grupos metilo, acetilo, amino y

carboxilo, y son importantes para la interconversión de los aminoácidos y

otros compuestos orgánicos para hacer posible la síntesis de proteínas, a

partir de material disponible.

- Enzimas de oxidación-reducción: son aquellas que catalizan el paso o

transferencia de electrones o hidrógeno, por lo que obtienen energía de los

enlaces químicos, o bien, permiten que dichos enlaces la capten.

Las enzimas que extraen iones H+ de un donador se denominan

deshidrogenasas, las cuales se les nombra según el sustrato sobre el que

actúan, ejemplo: deshidrogenasa láctica, deshidrogenasa succínica, etc.

Factores que influyen en la velocidad de las reacciones enzimáticas

- Temperatura.

- PH.

- Luz ultravioleta.

- Concentración de sustrato y enzimas.María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 73

Bioquímica

- Efecto de activadores e inhibidores.

- Temperatura: Cada enzima tiene sus propias temperaturas óptimas,

máximas, mínimas, desarrollándose mejor con la óptima.

La temperatura máxima es aquella por arriba de la cual, una enzima no

desarrolla actividad y la temperatura mínima es aquella por debajo de la

cual, una enzima no desarrolla actividad. La mayoría de las enzimas son más

o menos estables en disolución a una temperatura inferior a 45°C, pero a

más de 50°C, empieza a inactivarse y al llegar a 70 u 80°C, experimentan

destrucción.

- Potencial Hidrógeno (pH): La actividad enzimática se encuentra

influida por pH de tal manera que cada enzima muestra su pH característico.

Cuando el pH se modifica aproximadamente en dos unidades hacia uno u otro

extremo del óptimo, la actividad de la enzima, se mantiene más o menos

constante, pero a medida que los cambios son más bruscos, la actividad

enzimática va decreciendo.

- Luz ultravioleta: este factor generalmente destruye las enzimas y

cuando no lo hace, modifica su acción.

- Concentración de sustrato y enzima: este factor es directamente

proporcional a la actividad enzimática.

- Activadores e inhibidores: la actividad enzimática puede ser

afectada por la presencia de venenos e inhibidores que intervienen sobre su

actividad en el sustrato normal, y puede haber activadores que aumenten la

velocidad enzimática.


Bioquímica

- Aplicaciónes de las enzimas: Las enzimas se utilizan en muchas

fermentaciones industriales, en la fabricación de productos enlatados,

productos alimenticios, como quesos, cremas, mantequillas y en algunos

tratamientos médicos para suplir las deficiencias enzimáticas del

organismo. De algunos años a la fecha, las enzimas, especialmente las

proteolíticas, han sido objeto de una gran demanda por su aplicación

industrial. Las enzimas de origen vegetal se emplean en curtidería,

medicamentos, productos alimenticios y en diversos procesos químicos

sintéticos. A pesar de que en México existen muchos frutos que se

consideran como materia prima para la extracción de enzimas, son muy pocos

los estudios que se han realizado para lograr su industrialización dejando

en manos de la ciencia y tecnología extranjera su estudio y

aprovechamiento.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué hace una célula para crecer?

2. ¿Qué sustancias intervienen en la realización de los procesos

vitales?

3. ¿Qué otro nombre reciben las enzimas?

4. Definición de enzimas.

5. Diga las partes de una enzima y como está formada.

6. Escriba 8 características de las enzimas.

7. Explique la clasificación de la especificidad enzimática.

8. Explique la nomenclatura de las enzimas y diga 5 ejemplos.

9. Diga la diferencia entre enzimas constitutivas y adaptativas.

10. Explica la clasificación de las enzimas según su sitio de

acción. Diga 3 ejemplos de c/u.

11. Anote los conceptos de permeasas e hidrolasas.María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 75

Bioquímica

12. Escriba las definiciones de proteinasas, carbohidrasas y

lipasas.

13. Mencione el otro nombre que recibe, concepto y ejemplo de

enzimas de trasferencia de grupo.

14. Diga qué otro nombre reciben, concepto y ejemplo de enzimas de

oxidación-reducción.

15. Cite los factores qué influyen en la velocidad de las reacciones

enzimáticas.

16. Explique cada uno de los anteriores.

17. Anote 8 usos o aplicaciones de las enzimas.

ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son sustancias de naturaleza proteica que participan

en los fenómenos de reproducción celular, en la trasmisión de las

características hereditarias y en la síntesis de proteínas celulares.

Existen en varias partes de la célula, pero por cantidad predominan en el

núcleo.

Componentes de los ácidos nucleicos

La hidrólisis progresiva de una núcleo-proteína por diferentes medios

permite su fragmentación resultando de la primera división una proteína y

un ácido nucleico, los cuales después de la acción de diversas enzimas nos

dan como producto final dos azúcares (ribosa y desoxirribosa) y 2 bases

nitrogenadas (una púrica y otra pirimídica o pirimidínica).

Dentro de las bases púricas tenemos la adenina, guanina, hipoxantina,

xantina y ácido úrico. Como ejemplo de la bases pirimídicas están la

timina, el uracilo, citosina, la 5-metilcitosina y 5-hidroximetilcitosina.


Bioquímica

De manera constante en la formación de ácidos nucleicos interviene el ácido

fosfórico (H3PO4); la reacción es 1:1:1 para el ácido fosfórico, el azúcar

y la base púrica o pirimídica.

La unión de una base púrica o pirimídica con el azúcar ya sea ribosa o

desoxirribosa forma un nucleósido. Dentro de lo nucleósidos tenemos la

adenosina, guanosina, citidina, uridina, timidina, etc.

Cuando a este nucleósido se une el radical fosfórico se forma el

nucleótido. Como ejemplo de lo nucleótidos están ADP (Adenosin Difosfato),

ATP (adenosin trifosfato); GDP (Guanosín Difosfato), GTP (Guanosín

Trifosfato), CDP (Citosín Trifosfato), UDP (Uridín Difosfato), UTP (Uridín

Trifosfato), etc.

Los ácidos nucleicos están formados por parejas de las bases púricas y

pirimídicas. En esencial el ADN o DNA (Ácido Desoxirribonucleico) está

formado por dos bandas de polinucleótidos, muy largos y delgados,

enrolladas una sobre la otra a manera de formar una doble hélice.

La cantidad de bases púricas es igual, en cualquier muestra de ADN, a la

cantidad de bases pirimídicas; esto se debe a que las parejas que se forman

entre las bases, siempre son constantes, es decir, se unen la Adenina con

la Timina y la Guanina con Citosina.

Los Ácidos Nucleicos comprenden 2 tipos: ADN y ARN.

El ADN es un ácido nucleico, formado por el azúcar desoxirribosa y el ARN

es un ácido ribonucleico formado por el azúcar ribosa.


Bioquímica

Los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos están formados por una base

nitrogenada, (púrica o pirimídica), un azúcar y ácido fosfórico. Los

nucleótidos son sustancias de gran importancia a la actividad celular; en

forma libre (es decir no formando parte de los ácidos nucleicos),

intervienen en casi todas las reacciones en que se acepta o transporta

energía; actúan como coenzimas de numerosas enzimas; presiden diversas

reacciones de “activación” de metabolitos, para que entren fácilmente en

combinación, como son la sulfatación, la formación de CO2 “activo”, el

transporte de metilos, etc.

El ADN ya dijimos que está constituido por dos bandas formando una doble

hélice; la dos bandas son complementarias, es decir, cada una de ellas

complementa a la otra lo que es muy importante para los fines de la

duplicación y del control genético, ya que el papel principal y el único

del ADN es el ser portador de la información genética.

En efecto, cuando las dos bandas o hélices del ADN se separan, cada una

puede servir de molde para que se forme una copia exacta de la antigua

banda, de este modo, las dos hélices separadas que permiten la síntesis

complementaria de cada una de ellas, producen, al final, dos dobles

hélices, copias exactas de la doble hélice original.

Existen tres tipos de ácido ribonucleico ARN:

- La mayor parte del ARNr celular (cerca del 80%) se encuentra en los

ribosomas ARN (ribosómico), es metabólicamente muy estable y su peso

molecular es de cerca de un millón.

- Existe otro tipo, el ARNt (de transferencia) que antes se llamaba soluble

o aceptor, que interviene en el transporte de aminoácidos al sitio de la


Bioquímica

biosíntesis de proteína, que tiene un peso molecular mucho menor, de cerca

de 25,000 y con formas específicamente adaptadas para el transporte de un

aminoácido particular.

- Por fin, cerca de 5% de todo el ARN celular esta formado por ARNm

(mensajero o complementario o de transcripción), muy lábil en general y

caracterizando porque sus bases están en proporciones complementarias a las

del ADN de la célula donde se le encuentra.

Por el momento solo se conoce la estructura de algunos ARN; se investiga

más sobre este en particular.

Metabolismo de los Ácidos Nucleicos y sus derivados

Los ácidos nucleicos son degradados en el tubo digestivo por la acción de

las ribo y desoxirribonucleasas pancreáticas. Los nucleótidos liberados

sufren otro paso en su degradación, por la acción de las nucleotidasas, que

liberan el fosfato terminal de los nucleótidos.

Aunque se acepta, en principio, la existencia de nucleosidasas, que

liberarían, la base por una parte y el azúcar por la otra, es posible que

la mayor porción de los nucleósidos sean absorbidos como tales a través de

la pared intestinal y que sea en el interior del organismo donde se

fragmenten en sus componentes.

En las células existe una diversidad de enzimas que atacan tanto a los

ácidos nucleicos de diversos tipos como a sus derivados.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué son los ácidos nucleicos?

2. Cite 3 actividades en las que participan los ácidos nucleicos.


Bioquímica

3. ¿En qué lugar existen en mayor cantidad los ácidos nucleicos?

4. Explique la hidrólisis progresiva y completa de una

nucleoproteína.

5. Anote 5 ejemplos de bases púricas.

6. Escriba 5 ejemplos de bases púricas y pirimídicas.

7. Menciona la proporción en que el ácido, azúcar y bases forman los

ácidos nucleicos.

8. ¿A qué se llama nucléosidos?

9. Cite 5 ejemplos de nucleósidos.

10. ¿Cómo se forman los nucleótidos?

11. Anota 8 ejemplos de nucleótidos.

12. ¿Cómo están formados los ácidos nucleicos?

13. ¿Cómo está formado el ADN o DNA?

14. ¿Qué cantidad de bases púricas y pirimídicas existen en una

muestra de ADN?

15. ¿Cuáles parejas constantes se forman en las bases

nitrogenadas?

16. Cita los nombres y las siglas de los 2 tipos de ácidos

nucleicos.

17. Diga los nombres de los azúcares que forman los ácidos

nucleicos.

18. ¿Cómo están formados los nucleótidos?

19. Anota 6 actividades que realizan los nucleótidos en forma

libre.

20. Explique cómo está formado el ADN y su duplicación.

21. Explique la clasificación del ARN y características de cada

uno.


Bioquímica

22. Explique el metabolismo de los ácidos nucleicos.


Bioquímica

ELECTROLITOS

Los iones extracelulares: El sodio y el cloruro

Funciones del sodio y del cloruro. Las funciones principales del sodio y

del cloruro en el organismo son las siguientes:

Ayudan a conservar el volumen de los compartimentos, proporcionando cerca

del 80% de la concentración osmolar de los líquidos orgánicos. El sodio es,

con mucho, el catión más importante en el líquido extracelular para el

sostenimiento de su volumen y su presión osmótica.

Forman parte de la composición del jugo gástrico, jugo pancreático, jugo

intestinal, etc. que se vierten en grandes cantidades en la luz del tubo

digestivo; por ejemplo, en promedio, se producen diariamente 1500 ml de

saliva, 2500 ml de jugo gástrico, cerca de 500 ml de bilis, 700 ml de jugo

pancreático y 3000 ml de jugo intestinal, lo que hace un total de 8000 ml.

En estado normal, estos líquidos son absorbidos constituyendo la

“circulación interna del agua y de las sales” que permite su formación

constante, sin que gasten agua o sales. En situaciones patológicas, la

pérdida de estas secreciones producen graves trastornos; por ejemplo, el

vómito causa la falta de cloruro y produce alcalosis; en el duodeno, la

pérdida de jugo pancreático produce acidosis por la fuga del ion sodio y el

anión correspondiente bicarbonato: (HCO3)-1; en la diarrea intensa con

pérdida de las secreciones pancreáticas e intestinales también se pierde

agua, sodio y (HCO3)-1. Ayudan a la regulación de la neutralidad o sea al

equilibrio básico del organismo.


Bioquímica

La excitabilidad y la irritabilidad de la terminación neuromuscular

depende en parte de la concentración de distintos iones, de los cuales el

sodio y el potasio tienden a aumentarla y el calcio, el magnesio y el

hidrógeno la disminuyen.

Existe una cantidad importante de sodio en los huesos, formando parte de

las sales absorbidas a los cristales óseos, que constituye un reservorio de

sodio fácilmente movilizable.

Balance de sodio y el cloruro

La ingestión habitual del cloruro de sodio es muy variable y oscila entre 5

y 15 gr. diarios. En general, con 10 gr de NaCl diarios o sea 4 gr de

sodio, se llenan con exceso los requerimientos fisiológicos, ya que estos

son del orden de unos 5 gr. de sal por día. En situaciones normales las

pérdidas igualan a los ingresos.

Las pérdidas mínimas obligatorias de sodio son de 40 a 85 mg. diarios (100

a 73 mg. de NaCl) que corresponden a lo excretado por la orina, por las

materias fecales y, en pequeñas cantidades por el sudor, en condiciones de

ingestión nula de sal.

El sodio y el cloruro presentes en el intestino son absorbidos casi por

completo; su excreción urinaria constituye cerca del 90% del total. El

resto se elimina por el intestino y, en pequeña proporción, por la pérdida

inestable cutánea. La pérdida del sodio y el cloruro por la orina está

condicionada a sus concentraciones en el plasma.

Normalmente, el sodio está presente en el plasma en concentraciones de 130

a 145 m.Eq/lt (3600 a 335 mg/100 mm) y el cloruro en cifras de 95 a 105

m.Eq/lt (340 a 370 mg/100 mm).María del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 83

Bioquímica

Muchas de las alteraciones fisiopatológicas, dependen de la concentración

del sodio en los diversos compartimentos líquidos (hiponatremia,

disminución del sodio en sangre, o hipernatremia, aumento del sodio en

sangre).

Las causas más comunes de hiponatremia son aquellas en las que se presentan

deshidratación o edema (acumulación de líquido en los espacios

intercelulares) y en las que se ha perdido más sal que agua o se ha

retenido más agua que sal, respectivamente.

En contraste, la hipernatremia se debe a la pérdida de agua con menor

pérdida de sal o de la administración de sal en exceso de la ingestión de

agua. El resultado final es la fijación de más agua quizá debida a una

serie de fenómenos que se encadenan: sed, secreción de hormona

antidiurética y excreción de orina muy concentrada, salida de agua de las

células al liquido extracelular para disminuir el problema, y baja de la

pérdida adicional de agua (por el pulmón o la piel).

Los iones intracelulares

Entre los cationes intracelulares mas abundantes están el potasio, que

ocupa el primer lugar en concentraciones cercanas a 150 m.Eq/lt de agua

celular y el magnesio con unos 25 m.Eq/lt de agua celular.

El potasio es, probablemente, el ion que tiene más influencia sobre la

irritabilidad y excitabilidad celulares, así como sobre la permeabilidad de

las membranas; por ejemplo, cuando aumenta su concentración en el medio, la

fibra cardiaca puede excitarse a tal grado que llega a paralizarse el

corazón en sístole. Con más de 20 m.Eq/lt de potasio en el plasma,

sobreviene la muerte, simplemente por trastornos en la actividadMaría del Rosario Flores Dávila CBTis20 Página 84

Bioquímica

neuromuscular. El potasio, de la misma manera que el sodio, participa en la

regulación de la presión osmótica y del equilibrio ácido-básico, solo que

su actividad es desempeñada en el interior de las células.

Balance de potasio

El potasio se ingiere por vía oral en proporción de cerca de 4 gr. (100 m

Eq) diarios y es absorbido por completo en el tubo digestivo. Se elimina

cerca del 10% del total por las materias fecales y el 90% restante se

excreta por vía urinaria. La concentración plasmática de potasio se

sostiene eficientemente por medio de la excreción urinaria de las

cantidades que se encuentran en exceso de las normales de 5 m Eq/lt (20 mg.

por 100 ml.)

En la hiperpotasemia (hiperkalemia) por insuficiencia renal, las

alteraciones cardiacas y la depresión nerviosa dominan el cuadro; hay

bradicardia y colapso vascular, aparte de modificaciones

electrocardiografícas características.

En la hipopotasemia (hipokalemia) debida a enfermedades agotantes o

caracterizadas por grandes pérdidas gastrointestinales, la falta de potasio

también afecta la actividad cardiaca, y se reconoce, típicamente, por las

manifestaciones electrocardiografícas. Las cifras de 3.5 m.Eq/lt se

acompañan de alteraciones clínicas ostensibles.

Un cuadro común de hipopotasemia se observa en el diabético que recibe

insulina, ya que, al sintetizarse glucógeno se fija potasio, a costa del

presente en el plasma, en la proporción de cerca de 0.5 milimol (18 mg.) de

potasio por gramo de glucógeno formado.


Bioquímica

El magnesio y los fosfatos

El magnesio tiene diversas funciones:

Ayuda el sostenimiento de la osmolaridad intracelular, a la que contribuye

con 20 milimoles por litro (10 m.Eq/lt), esta cifra es diferente de la de

su contracción plasmática que es de 2 a 3 m Eq/lt. El magnesio interviene

en los procesos de excitabilidad y cuando falta en la dieta se suelen

presentar convulsiones; por el contrario, las concentraciones elevadas de

magnesio provocan narcosis (amodorramiento), que es antagonizada por el

calcio.

Además, el magnesio es indispensable para la actividad de las

transfosforilasas, las carboxilasas y otras enzimas. De la misma manera que

el potasio, el magnesio se requiere en los procesos de formación de

glucógeno intracelular. Por último, el magnesio interviene, con los

fosfatos, en la formación de sales insolubles que componen las sales de los

huesos. El magnesio atraviesa probablemente el intestino y forma sales de

difícil absorción. Como este elemento es necesario para la formación de

tejidos (24 mEq para 1 kg. de tejido), una vez absorbido se utiliza

rápidamente para estos fines. Se elimina en las materias fecales en

proporción de un 15% de su ingestión y el resto se excreta por la orina.

Los fosfatos, que tienen importantes funciones en el transporte de energía

y formación de intermediarios en el metabolismo, contribuyen a la

composición iónica de las células, donde forman cerca de 110 mEq/lt que se

oponen a los cationes correspondientes; en los líquidos extracelulares su

concentración es muy baja, alrededor de 2 mEq/lt, tanto en el líquido

intersticial como en el plasma.


Bioquímica

Como fosfato inorgánico ayuda a la regulación ácido-básica y, aunque su

concentración es demasiado pequeña en los líquidos intersticial y

plasmático, su utilidad depende de que forma un eficiente sistema

amortiguador. Sus principales funciones son las de ayudar al transporte de

energía, formar intermediarios de los mecanismos de degradación de las

distintas substancias, y constituir parte esencial de los fosfolípidos y de

diversas proteínas, así como de las sales que constituyen la mayor parte

del hueso.

CUESTIONARIO

1. Anote los nombres, símbolos y cargas de los iones extracelulares.

2. Menciona 4 funciones principales del sodio y dl cloruro.

3. Diga las cantidades diarias que se producen de saliva, jugo gástrico,

bilis, jugo pancreático y jugo intestinal.

4. Explique la circulación interna del agua y de las sales.

5. Diga la diferencia entre alcalosis y acidosis anotando las causas de

cada uno.

6. Cite los iones que aumentan y los que disminuyen la excitabilidad y la

irritabilidad de la terminación neuromuscular.

7. Explique el balance del sodio y del cloruro.

8. ¿Cómo y cuando se elimina el sodio y el cloruro?

9. Anote las cifras normales en plasma de sodio y de cloruro.

10. Diga la diferencia entre hiponatremia e

hiopernatremia.

11. Mencione las causas de la hiponatremia.

12. Cite las causas de la hipernatremia.


Bioquímica

13. Escriba los nombres, símbolos y cargas de los

iones intracelulares.

14. Mencione las principales funciones del potasio.

15. Explique el balance del potasio.

16. Anote los valores normales del potasio en

plasma.

17. Diga los nombres y causas de la baja de potasio

en sangre.

18. Diga los nombres y causas del aumento de

potasio en la sangre.

19. Escriba los valores normales de magnesio en

plasma.

20. ¿Qué produce la falta y el aumento de magnesio

en la alimentación?

21. Mencione las principales funciones del

magnesio.

22. Cite los valores normales de fosfato en plasma.

23. Anote las funciones de los fosfatos.


Bioquímica

BIBLIOGRAFIA


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