homeostasis calórica. joheman urbina
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUA.
UNAN-MANAGUA.
FACULTAD:
CIENCIAS MÉDICAS.
ASIGNATURA:
BIOQUÍMICA.
PRÁCTICA DE LABORATORIO #3:
DEMOSTRACIÓN DE LA HOMEOSTASIS CALÓRICA EN SANGRE.
NOMBRE:
JOHEMAN URBINA.
DOCENTE:
Dra. MENDIETA.
GRUPO: 5
FECHA DE ENTREGA:
17/05/2013.
NO NECESITO SABERLO TODO, TÁN SÓLO NECESITO SABER DONDE
ENCONTRAR LO QUE ME HAGA FALTA CUANDO LO NECESITE.
1. INTRODUCCIÓN.
2. OBJETIVOS.
3. ACTIVIDADES DE LABORATORIO.
4. PROCEDIMIENTOS.
5. DESARROLLO DE LA TEMÁTICA.
6. PREGUNTAS DE DISCUSIÓN.
7. CONCLUSIÓN.
8. BIBLIOGRAFÍA.
ÍNDICE:
1. INTRODUCCIÓN:
Los carbohidratos, lípidos, proteínas y otros combustibles tisulares, desempeñan
numerosas actividades estructurales y metabólicas, pero es importante señalar que es
como proveedores de energía que tienen el impacto mayor sobre el metabolismo y la
salud.
• La regulación de esta entrada de energéticos y la manera en que se integran con
otros combustibles tisulares es esencial, dado que estos afectan a muchos otros
procesos metabólicos e intervienen en el desarrollo de la enfermedad
metabólica.
• En condiciones tanto patológicas como fisiológicas, este tipo de control se le
conoce como homeostasis calórica, cuya función principal es satisfacer las
necesidades de combustibles a los tejidos.
El hígado de muchos vertebrados posee la capacidad enzimática de desviar
parte del Acetil-CoA procedente de la oxidación de los Ácidos Grasos o del
Piruvato, durante los periodos de formación excesiva, hacia la formación
de CUERPOS CETÓNICOS (Beta-Hidroxibutirato, Acetoacetato y
Acetona), los cuales son transportados por la sangre a los tejidos periféricos
donde pueden ser oxidados (excepto la acetona) hasta Acetil-CoA y entrar
en el Ciclo de Krebs.
2. OBJETIVOS:
1. Demostrar el aumento de la concentración de cuerpos cetónicos en
personas sometidas a dieta baja en CHO.
2. Evidenciar la regulación hormonal de las rutas de emergencia.
3. ACTIVIDADES DE LABORATORIO:
Previas al laboratorio:
· Preparación individual de la guía.
· El grupo de la mesa de trabajo se reunirá para discutir la guía.
Actividades de laboratorio:
1. Medición de la concentración de cuerpos cetónicos en sangre u orina en
personas con 2 días de dieta rica en proteínas y grasas, pero pobre en CHO.
2. Medición de la concentración de glucosa en sangre, antes y después de
tomar una dosis única de 10 mg de prednisona.
4. PROCEDIMIENTOS:
Obtención de las muestras de sangre y orina (10 minutos).
1. Obtenga dos muestras de sangre de 4 ml (en tubos con EDTA) de dos
compañeros de su mesa de trabajo. Identifíquelos.
2. Centrifugue ambas muestras a 4000 rpm, por 5 minutos. Balancee el rotor
ubicando los tubos en posiciones opuestas. Si el tubo de ensayo queda
totalmente dentro de la camisa, utilice una aguja para extraer el tubo.
3. Obtenga 2 muestras de orina de dos compañeros de su mesa de trabajo.
Medición de la concentración de glucosa en plasma o suero (20 minutos)
Para esta actividad el Docente seleccionara con antelación a dos estudiantes de la
mesa de trabajo para que tomen una tableta de prednisona de 10 mg, 1 hora antes del
laboratorio. Consulte a su Docente con suficiente tiempo, quienes serán los elegidos!
Principio
Colorimétrico.
Glucosa + O2 + H2O + GOD → Acido glucónico + H2O2
H2O2 + Fenol + 4-Aminofenazona + POD → Quinona + H2O
La reacción de la Glucosa-oxidasa produce acido gluconico y peróxido de
hidrogeno. Este último es convertido a H2O y un producto coloreado, cuya
concentración es directamente proporcional a la cantidad de glucosa en la muestra.
Preparación de los reactivos:
Los reactivos ya han sido previamente preparados por el responsable del laboratorio, y
están listos para su uso. En su mesa hay 4 tubos con solución reactiva para la
medición de la glucosa. Identifique los tubos.
Preparación de las mezclas reactivas:
1. Agregar 10 microlitros de plasma al tubo con la solución reactiva.
2. Mezclar e incubar 10 minutos a T ambiente.
3. Proceder a medir.
Medición:
1. Repita el procedimiento para la medición de la glucosa sanguínea indicado en la
guía # 2.
Medición cualitativa de la concentración de cuerpos cetónicos en orina (10
minutos)
El Docente elegirá a dos estudiantes del grupo para que realicen una dieta rica en
proteínas y grasas , pero pobre en CHO, (por dos días antes del laboratorio) quienes
serán los donadores de orina para la práctica.
Principio:
Reacción de Legal: La Acetona y el Acido acetoacetico reaccionan con el Nitroprusiato
sódico (en medio alcalino) formando Cianhidrinas, que poseen un color violáceo.
Este color es un indicador de la presencia de cetonas en orina.
Medición:
· Introduzca la cinta reactiva en el frasco con la muestra de orina fresca, de modo
que se humedezcan completamente las áreas reactivas. Evite tocar con los
dedos las áreas reactivas.
· Espere 3 segundos y retire, eliminando el exceso de orina de la cinta.
· Compare la cinta contra la referencia impresa en el frasco de las cintas.
· Anote el resultado.
5. DESARROLLO DE LA TEMÁTICA:
5.1 HOMEOSTASIS CALÓRICA EN SANGRE:
PRINCIPALES PUNTOS DE CONTROL DEL METABOLISMO:
La regulación de una ruta metabólica puede ocurrir en diversos niveles:
Los elementos primarios lo constituyen los substratos o los productos.
El nivel secundario lo constituyen las enzimas, ya sea por disminución de su
actividad o por incremento de su actividad.
El tercer nivel de regulación se da a través del control genético, el cual
determina la cantidad de enzimas sintetizadas.
El cuarto nivel se da por control a través de sensores metabólicos.
El quinto nivel se da a través del control hormonal.
Los principales centros de control lo constituyen las ENZIMAS que catalizan las
reacciones irreversibles de cada proceso.
Por ejemplo; en la vía glucolítica , las enzimas reguladoras son:
Glucoquinasa y Hexoquinasa
Fosfofructoquinasa, y la
Piruvatoquinasa
En la vía gluconeogénica, las enzimas reguladoras son:
Piruvato carboxilasa
Fosfoenolpiruvato carboxinasa
Fructosa 1,6-disfosfatas, y la
Glucosa-6-fosfatasa.
ORIGEN DEL COMBUSTIBLE EN AYUNO PROLONGADO.
SENSORES METABOLICOS:
SENSOR METABOLICO: Es aquel metabolito intermediario que dependiendo de sus
concentraciones controla la necesidad de energía del organismo.
Los sensores metabólicos por lo general provienen de una sola vía y bajo un
estado de buena alimentación sus concentraciones suelen estar elevadas.
Los principales sensores metabólicos son:
Malonil-CoA, y la
Dihidroxiacetona fosfato (DHAP)
Gluconeogénesis
Músculo Tejido Adiposo
Glucógeno
Hígado
Proteína TAG
Aa Glicerol Ácidos
Grasos
AGL
Corazón
Riñón
Músculo
CO2 + H2O
GLUCOSA
Cetogénesis
Cerebro Sangre
Eritrocitos,
Leucocitos
Lactato
Cuerpos
Cetónicos
El Malonil-CoA en altas concentraciones, estimula la lipogénesis, y disminuye el
proceso de Beta-Oxidación, y en bajas concentraciones lo contrario: disminuye el
proceso de síntesis de ácidos grasos y estimula la Beta-Oxidación.
La Dihidroxiacetona fosfato (DHAP) en altas concentraciones, estimula la glucolisis,
la síntesis de Triacilglicéridos (TAG) y la vía glucogénica, y disminuye el proceso de
Beta-Oxidación, y en bajas concentraciones lo contrario: disminuye la glucolisis, la
síntesis de TAG y la vía glucogénica y estimula la Beta-Oxidación.
METABOLISMO Y REGULACIÓN DE LOS CUERPOS CETÓNICOS:
El hígado de muchos vertebrados posee la capacidad enzimática de desviar parte del
Acetil-CoA procedente de la oxidación de los Ácidos Grasos o del Piruvato, durante los
periodos de formación excesiva, hacia la formación de CUERPOS CETONICOS (Beta-
Hidroxibutirato, Acetoacetato y Acetona), los cuales son transportados por la sangre a
los tejidos periféricos donde pueden ser oxidados (excepto la acetona) hasta Acetil-CoA
y entrar en el Ciclo de Krebs.
Los Cuerpos Cetónicos son producidos por el hígado durante el ayuno, la inanición y la
cetoacidosis diabética.
¿QUE ES LA CETOGENESIS?
Es la síntesis de Cuerpos Cetónicos a partir de Acetil-CoA. Ocurre
principalmente en el hígado a nivel mitocondrial.
El primer cuerpo cetónico formado es el Acetoacetato y a partir de él se forman
el Beta-Hidroxibutirato y la Acetona.
¿QUE ES LA CETOLISIS?
Es la degradación de los Cuerpos Cetónicos. Ocurre solo en los tejidos extra
hepáticos.
IMPORTANCIA DE LOS CUERPOS CETÓNICOS:
Es la forma de almacenamiento de energía en forma de Acetil-CoA (el Acetil-
CoA normalmente no puede atravesar la membrana mitocondrial, ni tampoco
puede circular como tal, por eso es transformado en Cuerpos Cetónicos).
Los Cuerpos Cetónicos son utilizados por el organismo como fuente de energía
cuando hay deficiencia de Carbohidratos en la dieta.
El Acetoacetato y el Beta-Hidroxibutirato son llevados por la circulación a las
células extrahepáticas, donde son oxidados para producir energía.
REACCIONES DE LA CETOGENESIS:
La síntesis de los Cuerpos Cetónicos ocurre exclusivamente en las
mitocondrias del hígado.
Los Cuerpos Cetónicos son sintetizados a partir de Acetil-CoA o de
Acetoacetil-CoA que se derivan de la Beta-Oxidación de los Ácidos Grasos.
REGULACIÓN DE LA CETOGENESIS:
Los ácidos grasos libres estimulan el proceso.
El estado de ayuno (inanición) al estimular la oxidación de los ácidos grasos
estimula la síntesis de los cuerpos cetónicos.
Las ingestas bajas en carbohidratos estimulan la Beta-Oxidación,
generando Acetil-CoA, el que es utilizado como substrato para la síntesis de
los Cuerpos Cetónicos.
REACCIONES DE LA CETOLISIS:
Después de su liberación del hígado a la circulación los cuerpos cetónicos
son metabolizados por la mitocondrias de las células extrahepáticas.
El Beta-Hidroxibutirato es oxidado por el NAD+ para formar Acetoacetato
y NADH+H+ (1ra. Reacción)
El Acetoacetato reacciona con un intermediario del Ciclo de Krebs (el
Succinil-CoA) para formar Acetoacetil-CoA y Succinato, siendo catalizada
la reacción por la Succinil-CoA acetoacetato transferasa (tioforasa) (2da
Reacción)
La Acetoacetil-CoA es desdoblado por CoA-SH, catalizada por la tiolasa
para formar dos moles de Acetil-CoA (3ra Reacción)
La Acetil-CoA en la mitocondria es metabolizada por las reacciones
conocidas del Ciclo de Krebs.
5.3 CETOACIDOSIS DIABETICA:
El metabolismo de los cuerpos cetónicos es importante en el ayuno, la
inanición y la diabetes mellitus.
Hay una elevada proporción de la relación glucagón/insulina en las tres
condiciones.
En la células adiposas, el glucagón promueve la lipólisis, lo que favorece la
producción de precursores de cuerpos cetónicos (Acetil-CoA).
La producción de cantidades desordenadas de cuerpos cetónicos en la
diabetes mellitus produce Cetoacidosis diabética, una acidosis metabólica.
Manifestaciones clínicas: cetonuria (excreción de c.c. en orina); cetonemia
(abundancia de c.c. en sangre); aliento cetónico (recuerda el olor de goma
de mascar de frutas).
La Cetoacidosis como estado patológico aparece cuando la velocidad de
formación de los cuerpos cetónicos por el hígado, rebasa la capacidad de los
tejidos periféricos para utilizarlos, provocando su consiguiente acumulación
en la sangre.
Para explicar bioquímicamente la cetoacidosis diabética, hay que tomar en
consideración en primer lugar el hecho que el paciente no está utilizando la
glucosa, por lo que no habrá subsecuente formación de piruvato y a la vez
de oxalacetato, vía carboxilación de piruvato, lo que provocará un
desequilibrio entre las concentraciones de Acetil-CoA y el Oxalacetato.
Este desequilibrio provocará que no se de la condensación entre el Acetil-
CoA y el Oxalacetato para formar citrato, por lo que el Ciclo de Krebs se
mirara drásticamente disminuido.
En la Cetoacidosis diabética las concentraciones de los cuerpos cetónicos en la
orina van desde 5,000 mg/24 horas (VN menor o igual de 125) y en sangre 90 (VN
menor 3).
7 CONCLUSIÓN:
Tanto el Beta-Hidroxibutirato, como el Acetoacetato se metabolizan (catabolizan) por la
vía de Acetoacetil-CoA.
La degradación de Cuerpos Cetónicos hasta formar Acetil-CoA sucede
extrahepáticamente, ya que el hígado carece de la enzima tioforasa.
De los Cuerpos Cetónicos formados, solo la Acetona no es utilizada por el organismo,
esta se elimina a través de los pulmones, de ahí el aliento cetónico que presentan los
diabéticos en estados de cetoacidosis diabética.
8 BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA:
Bioquimica de Harper, 15va edicion, pag. 277-288, 343-351
· Bioquimica de Mathews Van Holde, 3a edicion, pag. 726-727, 931-
940
· Bioquimica de Mongomery, 6ta edicion, pag. 214-215.
· http://www.ampweb.info/modules.php?
name=Sections&op=viewarticle&artid=17
· http://www.encuentros.uma.es/encuentros103/integracion.htm
(parte I)
· http://www.encuentros.uma.es/encuentros104/pancreas.htm (parte
II)
· http://www.encuentros.uma.es/encuentros105/metabolismo.htm
(parte III).