viernes, 1 de noviembre de 2013

Difusión y transporte de gases por la sangre

El mecanismo de intercambio gaseoso correcto del organismo con el exterior presenta dos etapas:
La ventilación pulmonar, y El intercambio de gases en los pulmones.

La ventilación pulmonar
Ésta consiste en:
La inspiración, o entrada de aire a los pulmones. Este mecanismo es diferente en distintos grupos de vertebrados:
-En anfibios es una deglución, como si se tragaran el aire.
-En aves por la compresión de los sacos aéreos por los músculos de las alas.
-En mamíferos (Ver figura 1) el aire entra activamente en los pulmones al dilatarse la caja torácica
-La expiración, o salida de aire, se realiza pasivamente.

El intercambio de gases en los pulmones
Se realiza debido a la diferente concentración de gases que hay entre el exterior y el interior de los alvéolos; por ello, el O2 pasa al interior de los alvéolos y el CO2 pasa al espacio muerto (conductos respiratorios).
A continuación se produce el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre.
Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO2 y muy escaso en O2. El O2 pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre. Allí es transportada por la hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior para su posterior uso.

El mecanismo de intercambio de CO2 es semejante, pero en sentido contrario, pasando el CO2 a los alvéolos.           
El CO2, se transporta disuelto en el plasma sanguíneo y también en parte lo transportan los glóbulos rojos.

En el siguiente enlace podrá encontrar una presentación del tema con el fin de ofrecer ampliación y algunas precisiones.  http://es.slideshare.net/gabrielruiz1971/difusion-de-gases-en-la-sangre-2013

viernes, 25 de octubre de 2013

Metabolismo de la hemoglobina: Síntesis del grupo hemo



BIOSÍNTESIS DEL GRUPO HEMO

Las porfirias son un grupo de enfermedades ocasionadas por alteraciones de la biosíntesis del grupo hemo y caracterizadas por la acumulación de determinados precursores. El grupo hemo se sintetiza principalmente en la médula ósea y en el hígado. En concreto el 85% del grupo hemo se sintetiza en las células eritroides y se destina a la producción de hemoglobina , mientras que el restante se sintetiza en el hígado y sirve como grupo prostético de enzimas dependientes del citocromo P450 y de otras hemoproteinas.
De las ocho enzimas implicadas, la primera y las tres últimas actúan en la mitocondria y las otras cuatro en el citosol.
La biosíntesis se inicia con la condensación de la glicina y succinil-CoA en una reacción catalizada por la delta aminolevulínico-sintasa para formar ALA (ácido deltaaminolevulínico), actuando el piridoxal fosfato como cofactor.
Este paso es el regulador de la síntesis, ya que la enzima es inhibida por el grupo hemo.
El ALA es transportado al citosol donde, mediante un proceso de condensación catalizado por la porfobilinógeno-sintasa, dos moléculas de ALA se transforman en porfobilinógeno.
Mediante la acción de la hidroximetilbilano-sintasa se condensan cuatro moléculas de PBG para dar lugar al hidroximetilbilano.
Éste se transforma en uroporfirinógeno III por la acción de la uroporfirinógeno IIIsintasa.
En ausencia de la enzima puede haber una ciclación espontánea a uroporfirinógeno I, un isómero que no conduce a la formación del grupo hemo. Pero al ser la concentración de la enzima mayor que la de la hidroximetilbilano-sintasa, se sintetiza predominantemente el uroporfirinógeno III, que por la uroporfirinógenodescarboxilasa se transforma en coproporfirinógeno III.
Esta molécula es transportada al interior de la mitocondria, donde la coproporfirinógeno-oxidasa lo transforma en protoporfirinógeno IX, que a su vez, mediante la protoporfirinógeno-oxidasa se convierte en protoporfirina IX.
Finalmente se incorpora el ion ferroso gracias a la ferroquelatasa, para dar lugar al grupo hemo.

De manera general la síntesis de la hemoglobina es asi:
LOCALIZACIÓN: orgános eritropoyéticos (medula osea e hígado) en células eritrocíticas principalmente y escasamente en reticulocitos circulantes.

SÍNTESIS DE GLOBINA: retículo endoplásmico rugoso de células de los tejidos eritropoyéticos

SÍNTESIS DEL HEMO: mitocondria y citosol
sustrato: glicina y succinil-CoA.
Fe+2  llega desde el plasma (transferrina), atraviesa la membrana del GR en desarrollo y es captado por la sideroglobulina, luego es incorporado al HEMO ya sintetizado.  

PORFIRIAS
Son un grupo de trastornos provocados por deficiencias de las enzimas implicadas en la síntesis del hemo. Pueden ser hereditarias o adquiridas. Se clasifican en hepáticas y eritroides. Las tres porfirias más frecuentes son:
* Porfiria cutánea tardía,
* Porfiria aguda intermitente

* Protoporfiria eritropoyética


Los siguientes esquemas representan la sucesion de reacciones quimicas que logran la formacion del grupo hemo, en el segundo se puede ver especificamente el desarrollo del proceso químico en la mitocondria y el citosol.

 

Metabolimo de la hemoglobina: Catabolimo del grupo hemo


Metabolismo del grupo hemo


Hemoproteínas

Las hemoproteínas son proteínas conjugadas que tiene en común la presencia del hemo, hem o heme que no es mas que una molécula orgánica peteneciente al grupo de las porfirinas; el hemo  se encuentra unido a cadenas polipeptidicas y el conjuto formado se denomina hemoproteina. El conocimiento de la bioquímica de las porfirinas y el grupo hemo es fundamental para la comprensión de las diversas funciones de las hemoproteínas en el organismo y patologías asociadas a las mismas.

Las porfirinas son compuestos cíclicos formados por la unión de cuatro anillos pirrólicos enlazados por puentes metenilo (-HC=). Entre las hemoproteínas están: las hemoglobinas, la mioglobina, los citocromos y las catalasas.


Hemoglobina:

Es una proteína conjugada formada por la unión de la ferroporfirina llamada hemo y las cadenas peptídicas llamadas globina; posee la propiedad de combinarse de manera reversible con el oxígeno. Sirve como medio de transporte del oxígeno en la sangre. La estructura y función de esta hemoproteína ya fue descripta en detalle en clase anterior.

(Estructura de la hemoglobina). Las estructuras de colores verde, rojo, violeta y rosa oscuro son en conjunto la globina; cada cadena de globina presenta un hemos que son las estructuras en forma de laminas pequeñas en medio de las cadena peptídicas, están en color azul claro. Observe entonces que una molécula de hemoglobina presentan 4 cadenas peptídicas (2 alfa (α) y 2 beta(β) ) y 4 grupos hemo, uno en cada cadena.

Mioglobina:

Es una hemoproteína formada por la unión de un solo grupo hemo auna solaa cadena de globina un pigmento que existe en las células musculares de los vertebrados e invertebrados de allí su nombre. Una molécula de mioglobina es semejante a una subunidad de hemoglobina. También se combina con el oxígeno, la función de la mioglobina a diferencia de la hemoglobina es no de tranporte sino de almacenamiento de oxigeno, esta proteína es my abundante en los animales que practican el buceo prolongado: focas, ballenas, pingüinos entre otros.

(Estructura de proteínas) una cadena peptidica y un grupo hemo.


Citocromos:

Son compuestos que actúan como agentes de transferencia de electrones en las reacciones de oxidorreducción. Son los responsables fundamentales del proceso denominado Cadena de Transporte de Electrones que se sucede en la mitocondria a favor de la generación de ATP.


Catalasa:

Enzima con porfirina férrica que degrada al peróxido de hidrógeno. Se le halla en los peroxisomas organela en donde se da la formación de peróxido de hidrogeno, la función de esta hemoproteína es la de descomponer el H2O2 que se forma en la célula, evitando lo más posible sus efectos deletéreos.


CATABOLISMO DEL HEMO

En condiciones funcionales, en el adulto humano se destruye 1 a 2 x108 eritrocitos cada hora. Cuando la hemoglobina es catabolizada, la porción proteínica globina puede ser usada nuevamente como tal o bajo la forma de sus aminoácidos constituyentes. El hierro del grupo hemo entra a la fuente común de hierro para también ser reutilizado. Sin embargo, la porción porfirinica es degradada y eliminada. Al envejecer, los sistemas metabólicos de los hematíes se hacen menos activos y más frágiles; en este momento la célula se rompe al pasar a través de un punto estrecho de la circulación, lo que ocurre principalmente en el bazo. La hemoglobina liberada es fagocitada casi de inmediato por los macrófagos en muchas partes del organismo, especialmente en las células de kupffer hepáticas, en el bazo y médula ósea.

La hemo-oxigenasa actúa sobre la hemoglobina formando cantidades equimolares de monóxido de carbono, hierro y biliverdina. El hierro resultante es liberado a la sangre, y es transportado por la transferrina a la medula ósea para la formación de nueva hemoglobina y producción de nuevos hematíes, o al hígado y otros tejidos para almacenarlo unido a ferritina. El otro producto de la desintegración de la hemoglobina es la biliverdina la cual es convertida en bilirrubina no conjugada por acción de la enzima biliverdina reductasa.









 
El esquema enseña la secuencia de reacciones que muestran la transformación del grupo hemo (también llamado grupo hem o heme) en bilirrubina, esto normalmente sucede en el macrófago que ha fagocitado al eritrocito.





                                                                                    
Qué pasa después con la bilirrubina?

La transformación de los anillos pirrólicos del grupo hemo en bilirrubina implica una serie de transformaciones bioquímicas absolutamente esenciales para su excreción. Aproximadamente el 80% de la bilirrubina proviene de la destrucción diaria de los glóbulos rojos, el otro 20% proviene de una eritropoyesis inefectiva de la medula ósea y en el hígado de las enzimas microsómicas P-450 y citocromo B-5. 
Una vez sintetizada, la bilirrubina debe ser excretada, proceso que involucra varios pasos.

1) Transporte de la bilirrubina
La bilirrubina, denominada también bilirrubina no conjugada o indirecta, circula en el plasma unida a la albúmina.
Normalmente en estas condiciones no atraviesa la barrera hematoencefálica. Puede aparecer bilirrubina no conjugada libre (no unida a la albúmina) en condiciones en que la cantidad de bilirrubina supera la capacidad de unión de la albúmina. Esto puede ocurrir porque hay cifras muy altas de bilirrubina, hipoalbuminemia o presencia de sustancias y factores que desplazan o debilitan la unión de la bilirrubina con la albúmina. La presencia de bilirrubina no conjugada libre es siempre anormal y lleva al
pasaje al SNC y eventual daño del cerebro.
2) Captación de la bilirrubina por las células del parénquima hepático
La bilirrubina circulante es captada por receptores específicos del polo sinusoidal del hepatocito. Ya en la célula hepática, el hepatocito toma la bilirrubina y la une a proteínas (ligandinas & proteínas y-z) para ser transportada al retículo endoplasmático.
3) Conjugación de la bilirrubina en el retículo endoplasmático liso
La conjugación es el proceso en el cual se aumenta la solubilidad en agua o polaridad de la bilirrubina. Principalmente (80%) se conjuga con ácido glucurónico formándose monoglucorónido de bilirrubina por acción de la enzima UDP- glucuronil transferasa. En baja proporción se forma sulfato de bilirrubina (20%). Se obtiene así la llamada bilirrubina conjugada o directa que se caracteriza por ser soluble en agua y no
difundir a través de las membranas celulares.

Bajo condiciones fisiológicas toda la bilirrubina secretada en la bilis se encuentra conjugada. La actividad de la UDP-glucuronil transferasa es más baja en los primeros días de vida. El principal estímulo fisiológico para aumentar su actividad son los niveles séricos de bilirrubina. Puede ser estimulada por tratamiento farmacológico con fenobarbital.
Existen defectos congénitos en la captación y conjugación de la bilirrubina de los cuales el más frecuente es el síndrome de Gilbert y en los recién nacidos el Síndrome de Crigler-Najjar I y II.

4) Excreción y re-absorción de la bilirrubina. Circulación entero hepática.
La bilirrubina directa tomada por los lisosomas y el aparato de Golgi es sacada activamente hacia los canalículos biliares, de los canalículos a la vesícula biliar y luego al intestino delgado. Por acción de las bacterias intestinales, se transforma en urobilinógeno y se elimina por heces como estercobilinógeno.
La bilirrubina conjugada que llega al duodeno es en parte reabsorbida en la mucosa intestinal. Por circulación enterohepática, la mayor parte (90%) vuelve al hígado y reinicia el circuito hacia al intestino. El 10% se excreta por orina ya que llega al riñón por la circulación general y filtra a través del glomérulo renal en forma de urobilina. En el neonato, debido a la ausencia de una flora bacteriana normal, en los primeros días de vida la materia fecal no tiene coloración. La bilirrubina es desconjugada por medio de la enzima ß-glucoronidasa de la pared intestinal. El producto final de esta desconjugación es bilirrubina no conjugada, que es re-absorbida en el intestino y unida a la albúmina. Es llevada a través de la circulación enterohepática hacia el hígado, para su nueva captación y conjugación.
A medida que se desarrolla la flora bacteriana se incrementa la formación de los urobilinógenos fecales.

Esquema que muestra la secuencia de pasos que llevan a la formación y excreción de la bilirrubina.

ALTERACIONES EN EL METABOLISMO DE LOS PIGMENTOS BILIARES -
HIPERBILIRRUBINEMIA
La bilirrubina normal del adulto y del niño mayor es menor de 1 mg/dl. Cuando la cifra de bilirrubina en la sangre excede de 1 mg/dl, existe hiperbilirrubinemia. La bilirrubina se acumula en sangre, y cuando alcanza una cierta concentración difunde a los tejidos. Este signo se denomina ICTERICIA y se evidencia por la coloración amarilla en piel y mucosas, manifestación clínica muy común. La hiperbilirrubinemia puede deberse a una producción excesiva de este pigmento o a una deficiencia en su excreción y se observa en numerosas enfermedades, que van desde la hepatitis
viral hasta cáncer de páncreas.
La ictericia en los adultos aparece con valores de bilirrubina mayores de 2 mg/dl. Para que un recién nacido esté ictérico la bilirrubina debe ser mayor de 7 mg/dl. Más del 50% de todos los recién nacidos y un porcentaje más alto de prematuros desarrollan ictericia. Más del 5% de los recién nacidos a término normales presentan valores de bilirrubina mayores de 13 mg/dl.
La hiperbilirrubinemia puede deberse a la producción excesiva de bilirrubina que el hígado normal puede excretar o puede resultar de la insuficiencia del hígado dañado para excretar la bilirrubina producida en cantidades normales. La obstrucción de conductos excretorios del hígado, también causará hiperbilirrubinemia.

TIPOS DE ICTERICIAS
El aumento de la bilirrubina sérica puede ocurrir por cuatro mecanismos:
- sobreproducción,
- disminución de captación hepática,
- disminución en la conjugación y
- disminución en la excreción de la bilis (intra o extrahepática).
Esto ha ayudado a clasificar las ictericias en:
- Pre-hepáticas o Hemolíticas,
- Hepáticas o Hepotocelulares y
- Post-hepáticas u Obstructivas o colestáticas

martes, 22 de octubre de 2013

Metabolismo de los lipidos

Metabolismo de las grasas (triacilglicerido)





Las grasas y aceites, utilizados casi universalmente como formas de almacenamiento de energía en los organismos vivos, son compuestos muy reducidos derivados de los ácidos grasos. Señalamos 2 tipos de compuestos que contienen ácidos grasos, los triacigliceroles (trigliceridos) y las ceras.
Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos con cadenas hidrocarbonadas de 4 a 36 carbonos. En algunos ácidos grasos esta cadena está completamente saturada (no tiene dobles enlaces) y sin ramificar; otras tienen uno o varios dobles enlaces (monoinsaturadas o polinsaturadas), las cadenas carbonadas suelen ser de numero par de atomos de carbono.
En los vertebrados los ácidos grasos libres circulan por la sangre unidos a una proteína transportadora, la albúmina sérica. 

Uno de los lípidos más sencillos conformados por ácidos grasos son los triacilgliceroles, también denominados triglicéridos, grasas o grasas neutras. Los triacilgliceroles están compuestos de 3 ácidos grasos en enlace éster con un solo glicerol.



Los triacilgliceroles son moléculas apolares, hidrofóbicas, practicamente insolubles en agua. Esto explica por qué las mezlas agua-aceite tienen 2 fases; debido a que los lípidos tienen densidades menores que el agua, el aceite flota sobre la fase acuosa.

En los mamíferos, el centro principal de acumulación de triacilgliceroles es el citoplasma de las células adiposas (células grasas o adipocitos).

Los trigliceridos se movilizan en el plasma sanguineo incorporados a las liproteinas, especialmen a los quilomicrones y a las VLDL.

Los triacilgliceroles, como combustible almacenado, tienen 2 ventajas significativas sobre polisacáridos como el glucógeno o el almidón. Los átomos de carbono de los ácidos grasos están mas reducidos que los de los azúcares, por lo que la oxidación de los triacilgliceroles proporciona mas del doble de energía, gramo por gramo, que los glúcidos. Además, como los triacilgliceroles son hidrofóbicos y, por consiguiente, sin hidratar, el organismo que transporta combustible en forma de grasa no ha de transportar peso extra del agua de hidratación asociada con los polisacáridos almacenados (1 g de glucógeno seco retiene alrededor de 2 g de agua). Los individuos obesos con 15 a 20 kg de triacilgliceroles depositados en sus adipositos, tienen suficiente reserva como para cubrir sus necesidades energéticas durante varios meses. Por el contrario, el cuerpo humano por ejemplo no puede almacenar glucógeno, ni para cubrir las necesidades energéticas de un día entero. Los glúcidos ofrecen ciertas ventajas como fuentes rápidas de energía metabólica, siendo una de ellas su fácil solubilidad en agua.

En algunos animales, los triacilgliceroles almacenados debajo de la piel, no sólo sirven como almacenes de energía, sino como aislamiento contra las temperaturas muy bajas. En los animales hibernantes (osos), las enormes reservas de grasa acumuladas antes de la hibernación, sirven también de depósito de energía.

La mayoría de las grasas naturales como los aceites vegetales, los productos lácteos y las grasas animales son mezlas complejas de triacilgliceroles simples y mixtos.. Los aceites vegetales, como el aceite de maíz y el de oliva, están compuestos mayormente de triacilgliceroles con ácidos grasos insaturados (con dobles enlaces) por lo que son líquidos a temperatura ambiente. Los triacilgliceroles que sólo contienen ácidos grasos saturados son sólidos blancos y grasos a temperatura ambiente (manteca) predominan en los animales.
Los enlaces éster de triacilgliceroles son susceptibles de hidrólisis por ácidos o álcalis; de igual forma las lipasas del intestino logran el mismo objetivo contribuyendo a la digestión y absorción de las grasas de la dieta.
Mediante esta hidrolisis se liberan los acidos grasos y el glicerol que quedan a disposiscion del organismo para ser oxidados y asi donar su energia quimica al servicio de la célula.
A continuación se pretende dar un repaso por las diferentes rutas metabolicas en que se ven implicados los trigliceidos (TAG), acidos grasos (AG) y Glicerol, por medio de la siguiente presentacion en formato ppt que se encuantra siguinedo el la direccion
 

 



domingo, 29 de septiembre de 2013

Cuestionario: Metabolismo de Carbohidratos

A continuación se presenta un cuestionario para guiar la lectura y el estudio del tema metabolismo de los carbohidratos, propuesto en una entrada anterior:


CUESTIONARIO METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS

 Parte I

1)      Teniendo como punto de partida la glucosa, indica la serie ordenada de procesos que permiten la formación de ATP, CO2 y H2O.

2)      Cómo se denomina el proceso mediante el cual la glucosa es convertida en piruvato y en qué lugar de la célula ocurre?

3)      Dibuje el esquema que muestra los pasos del proceso de la pregunta anterior.

4)      Qué cantidad de ATP se produce en dicho proceso, qué otra molécula de alto poder energético se forma?

5)      Cuales son la enzimas regulables del proceso?

6)      Haga una lista con las moléculas que activan a las enzimas regulables del proceso y otra lista con las moléculas que inhiben a las mismas enzimas.
7) Donde sucede el ciclo de Krebs y que otro nombre recibe
8) Cual son los productos del ciclo de krebs
9) Qué significan los terminos NADH + H y FADH2? Qué imporatancia tienen en todo este proceso?
10) Que significa CTE y Fosforilacion Oxidativa? Mencione algunos inhibidores de estos procesos.

 

Parte II

1)      Que significa el término gluconeogénesis

2)      Que enzimas hacen parte de este proceso y no se encuentran en la glucolisis?

3)      Qué importancia tiene el hecho de que existan diferencias en cuanto a las enzimas que participan de la glucolisis y la gluconeogénesis.

4)      En que órgano(s) se desarrolla la gluconeogénesis?

5)      Porque es importante este proceso, a que órganos beneficia especialmente y por qué?

6)      Menciona algunas sustancias que sirven como sustratos iniciales en el desarrollo de la gluconeogenesis. 

Parte III

1)      Que moléculas representan la principal reserva de energía en forma de carbohidratos en los animales y en los vegetales?

2)      Que significa el termino glucogenólisis y cuál es su finalidad en la célula?

3)      Cuál es la enzima más importante de la glucogenólisis?

4)      Qué importancia tiene para el musculo esquelético, el hecho de que en él no exista la enzima glucosa-6-fosfatasa?

5)      Que significa el termino glucogenogénesis y cuál es su finalidad en la célula?

6)      Cuál es la enzima más importante de la glucogenogénesis?

7)      en que sircuntancias de la vida  y ante que niveles de glucosa se desarrollan la glucogenólisis y la glucogenogénesis?

8)      Como influyen las hormonas glucagón, adrenalina e insulina en el control de los procesos mencionados? 

Glucolisis anaerobia y aerobia

En el sigueinte enlace encontrarán una presentación en formato power point, que explica con cierta generalización el proceso de generación de energía en las células partiendo de la glucosa como combustible. También se hace referencia a la manera como se regula todo el prceso y los venenos que esta posee.


http://www.slideshare.net/gabrielruiz1971/glucolisis-anaerobia-y-aerobia

miércoles, 25 de septiembre de 2013

Digestión de los carbohidratos en rumiantes

CARBOHIDRATOS

Tipos de carbohidratos

Los carbohidratos presentes en los alimentos se encuentran en formas físicas y químicas muy distintas lo que afecta a la fermentación de los mismos. Podemos clasificar los carbohidratos en tres grandes grupos de acuerdo a su ubicación/función en la planta:

De contenido celular
De almacenamiento
Estructurales

En el contenido celular encontramos azúcares solubles y la pectina que está asociada a la membrana celular. Estos carbohidratos son de fácil digestión porque son de fácil acceso par los m.o. y su estructura es relativamente sencilla. El carbohidrato de almacenamiento, o azúcar de reserva de las plantas, es el almidón. Este también es considerado de fácil digestión una vez abierto el grano. La celulosa y la hemicelulosa son los carbohidratos estructurales de la planta.
Figura 3: Esquema de enlaces  β- 1,4 de la celulosa y α-1,4 del almidón y el glucógeno. Los enlaces β-1,4 solo pueden ser digeridos por enzimas microbianas, mientras que los enlaces α-1,4 pueden ser digeridos tanto por enzimas microbianas como propias del animal.
 
Constituyen las paredes celulares y corresponden a la fracción fibrosa del alimento. A estos compuestos se asocia la lignina (que no es un carbohidrato) y que dificulta la digestión de la fibra. Por este motivo y por la forma que toman las moléculas de celulosa y hemicelulosa estoscarbohidratos son considerados de difícil digestión.
Los carbohidratos estructurales y los de almacenamiento son polímeros de glucosa. Una diferencia importante entre los mismos es el tipo de enlace entre las moléculas de glucosa. En el almidón las moléculas de glucosa se unen por enlaces α1-4, mientras en la celulosa y la hemicelulosa las glucosas se unen por enlaces β1-4. La importancia de esto está en que los vertebrados sólo tienen enzimas para romper los enlaces α1-4, por lo que se desprende que los animales (y el hombre) no poseen enzimas propias del organismo que puedan digerir celulosa ni hemicelulosa. Estos carbohidratos sólo pueden ser digeridos con la ayuda de enzimas de origen microbiano (fig. 3), y éste es el fundamento de la simbiosis entre el rumiante y los m.o. en su rumen.

El almidón es un polisacárido compuesto por cadenas lineales de unidades de glucosa, con enlaces glucosídicos α1-4, sin cadenas laterales (amilosa) o con cadenas laterales (amilopectina).

En este último caso las cadenas ramificadas se forman con enlacess α1-6. Tanto los enlaces α1-4 como los α1-6 son hidrolizados por amilasas, enzimas que se encuentran en las secreciones digestivas (salivales o pancreáticas) de la mayoría de los animales, aunque los rumiantes no ienen amilasa salival.

La celulosa se encuentra en la pared celular donde sus fibras forman una especie de trama que es embebida por otro carbohidrato estructural: la hemicelulosa. La celulosa es un polisacárido de glucosa unidas por enlaces β1-4, mientras que la hemicelulosa es un polisacárido de xilosa, una pentosa, también con enlaces β1-4.

Si comparamos una célula vegetal joven con una vieja, se puede ver que la pared celular aumenta su espesor cuando la célula envejece. A medida que la planta envejece la hemicelulosa es sustituída por lignina, que si bien no es un carbohidrato sino una sustancia fenólica, siempre forma parte de la pared celular de las células vegetales, aumentando su porcentaje en aquellas fibras viejas o forraje seco como heno y paja. La lignina es muy resistente a los ácidos y a la acción de los microorganismos, por lo que su degradación es prácticamente nula, incluso en rumiantes. Además reduce la digestibilidad del resto de los componentes de la pared celular ya que tiene tendencia a recubrirlos. Otro punto a considerar es que en las células viejas la celulosa cambia su configuración volviéndose más cristalina, por lo que presenta mayor dificultad para ser atacada por los microorganismos; este hecho se soluciona, en parte, con un aumento de la remasticación del alimento (rumia).

Degradación de la celulosa

El objetivo de los m.o. es degradar la celulosa hasta glucosa para luego utilizar la misma como nutriente para su propio metabolismo. Pero la degradación de los carbohidratos en el retículorumen no se detiene en la glucosa como en la degradación glandular, sino que son alterados en mayor grado hasta dar ácidos grasos volátiles (AGV). Los productos finales de ese metabolismo de la glucosa por parte de los m.o. son los AGV, y los gases dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4). De estos productos los AGV y el metano aún contienen energía pero sólo los AGV puedenser utilizados por el rumiante como nutriente, ya sea como precursores de grasa o de glucosa (vea más adelante). La glucosa es un nutriente fundamental para los animales, y en los monogástricos es lo que se absorbe en el intestino delgado luego de la digestión glandular de los carbohidratos.

En el caso de los rumiantes la cantidad de glucosa que se absorbe en el intestino delgado es mínima debido a la fermentación microbiana en el retículo-rumen. Casi nada de glucosa se escapa a la fermentación. Si el medio ruminal fuera aerobio, entonces la degradación de la glucosa llegaría a CO
2 y agua por la presencia de oxígeno. En estas condiciones no le quedaría nada al rumiante para aprovechar. Por eso el medio anaeróbico del rumen es fundamental porque en estas condiciones la degradación de la glucosa no puede ser total y los productos finales del metabolismo de los m.o. aún son moléculas valiosas para el rumiante. La anaerobiosis del medio ruminal es otro aspecto fundamental de la simbiosis entre el rumiante y los microorganismos.

Para llegar a glucosa, los m.o. utilizan dos complejos enzimáticos. El primer complejo es la celulasa
extracelular: como la celulosa es demasiado grande para ingresar a los m.o., éstos se adhieren a las
fibras de celulosa y las enzimas necesarias para pasar la celulosa a celobiosa forman parte de la
envoltura de las bacterias. La propia adherencia de lo m.o. a la fibra permite la acción de estas enzimas que se encuentran en la pared de los mismos. Sobre la celobiosa actúan las enzimas celobiasas para dar las moléculas de glucosa. La glucosa obtenida por esta fermentación, así como otros monosacáridos provenientes de otros carbohidratos, se encuentran en el líquido ruminal y son
absorbidos por los microorganismos donde sirve de sustrato energético para su metabolismo.

Metabolismo de los carbohidratos

Todos los carbohidratos, independientemente de su clasificación, son fermentados en el retículo-rumen hasta glucosa y toda la glucosa pasa a piruvato (fig. 5). Por distintas vías metabólicas, el piruvato es transformado en acetato, propionato o butirato. El rendimiento de una glucosa es 2 piruvatos ya que el piruvato tiene 3 carbonos. Para la formación de acetato y butirato, el piruvato se transforma en acetil-coenzima A (Acetil-CoA) y en el proceso pierde un carbono. Un Acetil-CoA pasa a acetato, y para formar butirato se utilizan 2 Acetil-CoA.
 
 
                           Figura 5: Todos los carbohidratos de la dieta son transformados en piruvato.
  
En la formación de propionato no hay pérdida de carbonos. Hay diferentes vías para llegar a propionato. La primera vía es la reductiva directa, donde el piruvato pasa a lactato, el lactato a acrilil-coenzima A, y esta a propionato, sin que se ganen ni se pierdan carbonos. La vía aleatoria es vía el oxaloacetato. En este caso se incorpora un carbono al piruvato para formar oxaloacetato, que pasa a succinato (4 carbonos) y de ahí a propionato perdiendo el carbono que se había incorporado (fig. 6). En la vía aleatoria se produce oxígeno molecular.

    Figura 6: Vías metabólicas ruminales de acetato, butirato y propionato (Adaptado de Cunningham 2002).
 
Los AGV son sustratos energéticos importantes para el rumiante. Se puede apreciar la elegancia de la relación simbiótica de la digestión fermentativa al considerar el metabolismo de los AGV. Los AGV son los productos de desecho del metabolismo anaeróbico de los microorganismos, de la misma manera que el dióxido de carbono es el producto final del metabolismo aeróbico. Si se permitiera que se acumulasen los AGV, estos suprimirían o alterarían el proceso fermentativo al disminuir el pH del retículo-rumen. Sin embargo, el rumiante mantiene las condiciones para la fermentación al tamponear los cambios de pH y al eliminar los AGV del retículo-rumen por absorción de los mismos. El beneficio para el rumiante está en la energía química que contienen los AGV. Estos productos bacterianos de desecho representan compuestos gastados en cuanto a la energía que se pueda obtener en el marco del sistema de fermentación anaeróbico, pero aún contienen cantidades considerables de energía que pueden ser aprovechadas con el metabolismo aeróbico. En rumiantes los AGV son los combustibles energéticos de mayor importancia, y en gran medida cumplen el mismo rol que
a glucosa en animales monogástricos omnívoros. Los herbívoros grandes como el caballo, utilizan también AGV como fuente energética, pero estos son derivados de la fermentación microbiana en el intestino grueso (colon y ciego). Esta fermentación ‘post-gástrica’ es muy parecida a la fermentación ‘pre-gástrica’ en el retículo-rumen en cuanto a los carbohidratos se refiere.
 

martes, 24 de septiembre de 2013

Glucidos: Estructura y función

Saludo cordial a todos, con la intención de ofrecer una ayuda en el tema de carbohidratos o glúcidos, como se les llama también a esos compuestos de gran importante en la vida que se desarrolla en el planeta tierra, les dejo la presentación que encontraran en la siguiente dirección: http://www.slideshare.net/gabrielruiz1971/glucidos-estructura-y-funcion

El documento presenta la información fundamental para reconocer desde el punto de vista estructural y funcional a los carbohidratos o glúcidos. espero que sea de su agrado y que cualquier inquietud respecto al tema me lo hagan saber en nuestro próximo encuentro en el aula. Exitos con la lectura. Recuerden: El cielo es el limite...

domingo, 15 de septiembre de 2013

Enzimas (Video)

Enzimas

Características generales, términos relacionados, efecto de la concentración del sustrato, pH, y la temperatura sobre la actividad de las enzimas. Inhibición y regulación de la actividad enzimática.

A continuacion les presentaré un video como primera herramienta desde este sitio para explicar el tema de las enzimas.
http://youtu.be/3RsTE991uy0


Este video resume buena parte de lo que hemos hablado en clase. tener en cuena la presentacion en power point.

sábado, 7 de septiembre de 2013

Estudio de las enzimas

Favor seguir el enlace que les dejo en el blog. Se trata de una presentación en formato ppt, contiene la información básica del tema de enzimas; al final se encuantra una pregunta que enlaza el tema de las enzimas con los aspectos clínicos en que se puedan ver envueltas estas sorprendentes moléculas.

Recuerden lo que les dije en la clase: La vida seria totalmente diferente a como la conocemos de no ser por la existencia de estas formidables moléculas.

Espero que disfruten del tema y les sea propicio el momento para buscar mas información sobre el mismo... El cielo es el limite

http://www.slideshare.net/gabrielruiz1971/enzimas-1-25986624

lunes, 19 de agosto de 2013

Compuestos orgánicos

Con respecto a los hidrocarburos Alcanos, alquenos y alquinos y los demás compuestos orgánicos oxigenados
 
 

Acidos, bases y pH

Hola a todos!
A continuación encontrarán un video que les ayudará a repasar el tema de equilibrio químico en lo referente a acidez, alcalinidad y pH.

sábado, 10 de agosto de 2013


Actividades bioquimica 2013 2

 

Para tomar notas varias

Valor: 40% en la nota final

 

No
ACTIVIDAD
FECHA DE REPORTE O REALIZACION
1
Consultar sobre soluciones amortiguadoras
Agosto 9
2
Taller de los temas equilibrio químico, el carbono y los compuestos orgánicos: alcanos, alquenos, alquinos, compuestos orgánicos oxigenados y nitrogenados
agosto 16 (recuerde traer material de lectura para participar del trabajo)
3
Consultar:  Enzimas: definición, propiedades, clasificación y nomenclatura. Terminología relacionada: sustrato, sitio activo, complejo enzima sustrato, isoenzimas, coenzimas. 
Agosto 30 (resumen en el cuaderno)
4
Enzimas como marcadores para diagnostico de enfermedades
Sept 2 (trabajo escrito)
5
Consulta:  importancia clínica del BUN (nitrógeno ureico en sangre) y la creatinina
Setp 6
6
Exposición en clases estructura y función de los carbohidratos y de los lípidos
Sept 13 y sept 16 respectivamente
7
Taller de carbohidratos
Sept 27
8
taller de lípidos y quiz sobre carbohidratos
Oct 7
9
Bioquímica de la sangre: proteínas plasmáticas, proteinogramas (que es como se costruye y que imotancia clínica tiene) hemoglobina (estructura general)
Oct 18
10
Exposición síntesis y degradación del grupo hemo
Oct 21
11
quiz acidosis y alcalosis
Nov 15