Metabolismo de los carbohidratos.

Glicemia:

concentración de la glucosa en la sangre

debe mantenerse en un rango relativamente constante entre los

60 y 110 mg/ 100ml.





Vías metabólicas :


1.Glucólisis (glicólisis)
2.Gluconeogénesis
3.Glucogenogénesis (glucogénesis)
4.Glucógenolisis


5.Vía de las pentosas monofosfato

HORMONAS

Las hormonas son los mensajeros químicos del cuerpo. Viajan a través del torrente sanguíneo hacia los tejidos y órganos. Surten efecto lentamente y, con el tiempo, afectan muchos procesos distintos.
HORMONA DE LA TIROIDES

Las hormonas tiroideas desempeñan un papel fundamental en el crecimiento somático y regulan numerosos procesos metabólicos. La síntesis de hormonas tiroideas requiere una glándula tiroidea desarrollada normalmente, un aporte nutricional de yodo adecuado y una serie de reacciones bioquímicas secuenciales complejas, procesos regulados controlados por el sistema regulador hipotálamo-hipofisario y por la propia autorregulación tiroidea.

•Las hormonas tiroideas interviene de forma decisiva en el desarrollo del cerebro, en el crecimiento somático y en la regulación de numerosos procesos metabólicos.

•

•Los componentes esenciales de del sistema regulador de la función tiroidea la constituyen la hormona hipotalámica liberadora de tirotropina (TRH), la tirotropina u hormona hipoficiaria estimulante del tiroides(TSH) y la triyodotironina(T3).

•La tiroxina (T4) procedente de la glándula tiroides pasa al plasma y debe desyodarse a T3, la que interactúa con el receptor nuclear de la célula tirotropa  hipofisaria.

HORMONAS HIPOFISARIAS

Glándula endócrina principal de los vertebrados, llamada también glándula pituitaria. Las hormonas que segrega controlan el funcionamiento de casi todas las demás glándulas endócrinas del organismo.  Se localiza por debajo del hipotálamo en la silla turca del esfenoides, en el suelo de la cavidad craneal, y está unida a  la base del cerebro por el tallo hipofisario.

La hipófisis controla la liberación de FSH u hormona folículoestimulante y de LH u hormona luteinizante, las cuales rigen el inicio de la pubertad, el desarrollo sexual y la función reproductiva.

HORMONAS PARATIROIDEA

¿Que es?

´La paratohormona es una hormona que produce hipercalcemia (aumento de la concentración de calcio en sangre) si hay un aumento en su secreción; por otro lado, su déficit produce hipocalcemia (bajos niveles de calcio en la sangre) y como consecuencia de esto, puede inducir a la tetania.

´Es una hormona proteica liberada por la glándula paratiroides y es el regulador más importante de los niveles de calcio y fósforo en el cuerpo.

´La liberación de la hormona paratiroidea es controlada por el nivel de calcio en la sangre

  Los niveles bajos de calcio en la sangre provocan un aumento en la liberación de esta hormona, mientras que los niveles altos de calcio en la sangre inhiben su liberación.

Función:

´La hormona paratiroidea (HPT) es la sustancia que produce cuatro pequeñas glándulas al frente del cuello denominadas glándulas paratiroideas. La HPT ayuda a regular los niveles de calcio en la sangre.

HORMONAS DEL PÁNCREAS

´El páncreas es un órgano largo y delgado que está situado detrás del estómago. Tiene importantes funciones en el sistema digestivo, ya que produce algunos enzimas necesariospara la digestión.

Función:

´También tiene la función de controlar la concentración de azúcar en la sangre mediante la hormona insulina. Cuando el páncreas funciona con normalidad, el cuerpo es capaz de mantener los niveles de azúcar en sangre a unos límites normales, incluso en situaciones que hacen cambiar la concentración de glucosa en la sangre (por la digestión, por infecciones, etc.). La insulina estimula los tejidos del cuerpo para que absorban la glucosa que necesitan como combustible. La glucosa sobrante se almacena en el hígado en forma de glucógeno (un tipo de almidón). 

Hemoglobina

—Hemoglobina es una Hemeproteína

—90% peso seco del eritrocito

—La hemoglobina es una molécula de tipo esférica y 6,4 nm de diametro.

— Estructura tetrámero de dos pares de cadenas – globinas- ; cada una contiene un grupo prostético denominado Heme.

Propiedades de un Pigmento Respiratorio

—Capacidad de transportar gran 

cantidad de oxígeno

—

—Gran solubilidad

—

—Capacidad de “captar” y “ceder “ 

oxígeno a presiones determinadas

—

—Capacidad de amortiguar una solución

 de bicarbonato

ESTRUCTURA DEL HEM.

UNION DEL HEM A LA GLOBINA Y AL OXÍGENO

BOLSILLO DEL HEM

—La jaula hidrofóbica donde se encuentra el hem es la fuerza estabilizadora principal para la unión del hem a la proteína

—

—El medio no polar dificulta la oxidación de Fe ++  e Fe +++

ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA

HEMOGLOBINAS NORMALES

EMBRIONARIAS	FETALES	ADULTAS
Gower 1      z 2 e 2	Fetal   a2   g 2 136 G	Hb A  a 2  b 2
Gower 2     a 2 e 2	Fetal   a2   g 2 136 A	Hb A 2  a 2  d 2
Portland     z 2 b 2

ONTOGENIA DE LAS CADENAS DE GLOBINA

ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA

Cadena a

—Posee 141 aminoácidos

—Extremo amino terminal:  a1 valina y a2 leucina

—Extremo carboxilo terminal: a 140 tirosina  y a 141 histidina 

Cadena b

§Posee 146 aminoácidos

§Extremo amino terminal:  b1 valina y b2 histidina

§Extremo carboxilo terminal: a 145 tirosina  y a 146 histidina 

Cadena d

§Difiere de  la b en 10 aminoácidos

§Los 8 primeros residuos y los residuos C terminal (127 – 146) son iguales en b y d

Cadena g

§Difiere de  la b en 39 aminoácidos

§Extremo amino terminal:  g 1 glicina

§Extremo carboxilo terminal: g 145 tirosina  y g 146 histidina

GLUCOLOSIS Y RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATOS.

Glucólisis

•La glucólisis o glicólisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura), es la vía metabólicaencargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.1

•El tipo de glucólisis más común y más conocida es la vía de Embden-Meyerhof, explicada inicialmente por Gustav Embden y Otto Fritz Meyerhof. El término puede incluir vías alternativas, como la ruta de Entner-Doudoroff. No obstante, glucólisis se usa con frecuencia como sinónimo de la vía de Embden-Meyerhof. Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos.

•Los primeros estudios informales de los procesos glucolíticos fueron iniciados en 1860, cuando Louis Pasteur descubrió que los microorganismos son los responsables de la fermentación,2 y en 1897 cuando Eduard Buchner encontró que cierto extracto celular puede causar fermentación. La siguiente gran contribución fue de Arthur Harden y William Young en 1905, quienes determinaron que para que la fermentación tenga lugar son necesarias una fracción celular de masa molecular elevada y termosensible (enzimas) y una fracción citoplasmática de baja masa molecular y termorresistente (ATP, ADP, NAD+ y otras coenzimas). Los detalles de la vía en sí se determinaron en 1940, con un gran avance de Otto Meyerhoff y algunos años después por Luis Leloir. Las mayores dificultades en determinar lo intrincado de la vía fueron la corta vida y las bajas concentraciones de los intermediarios en las rápidas reacciones glicolíticas.

•En eucariotas y procariotas, la glucólisis ocurre en el citosol de la célula. En células vegetales, algunas de las reacciones glucolíticas se encuentran también en el ciclo de Calvin, que ocurre dentro de los cloroplastos. La amplia conservación de esta vía incluye los organismos filogenéticamente más antiguos, y por esto se considera una de las vías metabólicas más antiguas.3

•

•Durante la glucólisis se obtiene un rendimiento neto de dos moléculas de ATP ; el ATP puede ser usado como fuente de energía para realizar trabajo metabólico, mientras que el NADH puede tener diferentes destinos. Puede usarse como fuente de poder reductor en reacciones anabólicas; si hay oxígeno, puede oxidarse en la cadena respiratoria, obteniéndose 5 ATP (2.5 por cada NADH); si no hay oxígeno, se usa para reducir el piruvato a lactato (fermentación láctica), o a CO2 y etanol (fermentación alcohólica), sin obtención adicional de energía.

•La glucólisis es la forma más rápida de conseguir energía para una célula y, en el metabolismo de carbohidratos, generalmente es la primera vía a la cual se recurre. Se encuentra estructurada en 10 reacciones enzimáticas que permiten la transformación de una molécula de glucosa a dos moléculas de piruvato mediante un proceso catabólico.

•La glucólisis es una de las vías más estudiadas, y generalmente se encuentra dividida en dos fases: la primera, de gasto de energía y la segunda fase, de obtención de energía.

•La primera fase consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de gliceraldehído (una molécula de baja energía) mediante el uso de 2 ATP. Esto permite duplicar los resultados de la segunda fase de obtención energética.
En la segunda fase, el gliceraldehído se transforma en un compuesto de alta energía, cuya hidrólisis genera una molécula de ATP, y como se generaron 2 moléculas de gliceraldehído, se obtienen en realidad dos moléculas de ATP. Esta obtención de energía se logra mediante el acoplamiento de una reacción fuertemente exergónica después de una levemente endergónica. Este acoplamiento ocurre una vez más en esta fase, generando dos moléculas de piruvato. De esta manera, en la segunda fase se obtienen 4 moléculas de ATP.

•

Ruta de la pentosa fosfato

•La ruta de la pentosa fosfato, también conocida como lanzadera de fosfatos de pentosas, es una ruta metabólica estrechamente relacionada con la glucólisis, durante la cual se utiliza la glucosa para generar ribosa, que es necesaria para la biosíntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos. Además, también se obtiene poder reductor en forma deNADPH que se utilizará como coenzima de enzimas propias del metabolismo anabólico.

•De esta manera, este proceso metabólico, el cual es regulado por insulina, tiene una doble función, ya que la glucosa se usa para formar NADPH, mientras que también se puede transformar en otros componentes del metabolismo, especialmente pentosas, utilizadas para la síntesis de nucleótidos y de ácidos nucleicos. Así, se forma un puente entre rutas anabólicas y catabólicas de la glucosa.1

•La ruta de la pentosa fosfato tiene lugar en el citosol, y puede dividirse en dos fases:

•Fase oxidativa: se genera NADPH.

•Fase no oxidativa: se sintetizan pentosas-fosfato y otros monosacáridos-fosfato.

Fase oxidativa

•Durante fase oxidativa, a partir de glucosa-6-fosfato obtenida mediante la fosforilación de la glucosa libre, se obtiene NADPH y finalmente se forma la pentosa ribulosa-5-fosfato, motivo por el cual este proceso metabólico se denomina “la ruta de la pentosa fosfato”.

•La primera reacción es la oxidación de la glucosa-6-fosfato, llevada a cabo por la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa. En este primer paso se deshidrogena el grupo C1 para dar un grupo carboxilo, el cual, junto al C5, forma una lactona, es decir, un éster intramolecular. Es aquí donde se liberan dos hidrógenos de los cuales se transfiere un protón (H+) y dos electrones (e-) (hidridión) al NADP+ que actúa como aceptor de electrones reduciéndose hasta formar la primera molécula de NADPH; el protón sobrante queda libre en el medio.

•Acto seguido, se produce la hidrólisis de la lactona gracias a la actuación de la lactonasa, con lo que se obtiene el ácido libre 6-fosfogluconato. Seguidamente, éste último se transforma en ribulosa-5-fosfato por acción de la 6-fosfogluconato deshidrogenasa. Aquí se obtiene la segunda molécula de NADPH, además de la liberación de una molécula de CO2 debido a la descarboxilación oxidativa del ácido libre.

Fase no oxidativa

•necesite más NADPH que ribosa-5-fosfato. En este segundo proceso se encuentran una compleja secuencia de reacciones que permiten cambiar los azúcares C3, C4, C5, C6 y C7 de las pentosas para poder formar finalmente gliceraldehído-3-fosfato y fructosa-6-fosfato, los cuales podrán seguir directamente con la glucólisis.

•Esta fase conlleva toda una serie de reacciones reversibles, el sentido de las cuales depende de la disponibilidad del sustrato. Asimismo, la isomerización de ribulosa-5-fosfato a ribosa-5-fosfato es también reversible. Esto nos permite poder eliminar el excedente de ribosa-5-fosfato para acabar transformándolo en productos intermediarios de la glucólisis.

•La primera reacción llevada a cabo es la epimerización, regulada mediante la enzima pentosa-5-fosfato epimerasa, que convertirá la ribulosa-5-fosfato, producto de la fase oxidativa, en xilulosa-5-fosfato, generando así el sustrato necesario para la siguiente reacción controlada por la transcetolasa, la cual actúa junto a la coenzima pirofosfato de tiamina (TPP). Ésta convertirá la xilulosa-5-fosfato en ribosa-5-fosfato y, mediante la transferencia de una unidad de C2 de la cetosa a la aldosa, se producirá gliceraldehído-3-fosfato y sedoheptulosa-7-fosfato.

Genes supresores de tumores.

Los genes supresores de tumores también conocidos como genes supresores, que en el organismo sano controlan la proliferación celular. Ellos, por tanto son reguladores negativos de crecimiento y cuando no están presentes en la célula o se encuentran inactivos a causa de mutaciones, las células dejan de crecer normalmente y adquieren propiedades proliferativas anormales, características de las células tumorales.

Los estudios moleculares han identificado hasta la fecha más de 17 genes supresores de tumores implicados directamente en el cáncer humano. Ellos codifican para una serie de proteínas localizadas en distintas regiones dentro de la célula, tanto en el citoplasma como en el núcleo. Los 2 genes mejor caracterizados de esta clase codifican para las proteínas p53 y RB.

GENES PARA PROTEÍNAS EN EL CITOPLASMA

ØAPC

Está involucrado en cánceres de colon y estómago.

ØDPC4

Codifica para una molécula en una ruta de señalización que inhibe la

división celular. Involucrado en cáncer pancreático.

ØNF-1

Codifica para una proteína que inhibe una proteína (Ras) estimulatoria. Involucrado en neurofibroma y pheochromocytoma (cánceres de el sistema nervioso periférico) y leucemia mieloide.

ØNF-2

Involucrado en meningioma y ependimoma (cánceres de cerebro) y schwannoma  (afecta la vaina que envuelve los nervios periféricos).

GENES PARA PROTEÍNAS EN EL NÚCLEO

qMTS1

Codifica para la proteína p16, un componente del reloj del ciclo celular. Involucrada en un amplio rango de cánceres.

qRB

Codifica para la proteína pRB, uno de los principales controles del ciclo celular. Involucrado en el retinoblastoma y cánceres de hueso, vejiga, células pequeñas de pulmón y cáncer de mama.

qp53

Codifica para la proteína p53, la cual puede detener la división celular e inducir a las células anormales a matarse ellas mismas. Involucrado en una gran cantidad de cánceres.

qWT1

Involucrado en el tumor de Wilm del riñón.

GENES PARA PROTEÍNAS CUYA LOCALIZACIÓN CELULAR NO ESTÁ CLARA AÚN.

vBRCA1 Involucrado en cánceres de mama y ovario.

vBRCA2 Involucrado en cáncer de mama. VHL Involucrado en cáncer de células renales.

vP53 El gen p53 es considerado por muchos autores como "el guardián del genoma". A partir de este gen se sintetiza una proteína, que lleva el mismo nombre y se activa cuando la célula se dispone a dividirse, para vigilar la secuencia normal de acontecimientos genéticos que permiten la proliferación celular.

ESTUDIOS ENZIMÁTICOS EN LA CLÍNICA

ENZIMAS
Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: Una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima.
EXAMEN DE LABORATORIO

ØLa medición de la actividad de las enzimas plasmáticas es una importante herramienta en el diagnostico y monitoreo del tratamiento de diversas enfermedades.

uPara la realización de este examen se necesita sangre de un tubo sin anticoagulante para la obtención de suero.

Función bilógica

Las enzimas presentan una amplia variedad de funciones en los organismos vivos. Son indispensables en la transducción de señales y en procesos de regulación. También son capaces de producir movimiento.
Una importante función de las enzimas es la que presentan en el sistema digestivo. Enzimas tales como las amilasas son capaces de degradar moléculas grandes (almidón o proteínas, respectivamente) en otras más pequeñas, de forma que puedan ser absorbidas en el intestino.

ENZIMAS DIGESTIVAS

uLa función de las enzimas digestivas es apurar las reacciones químicas, experimentan reacciones de desembalaje, debido a la acción de diversas enzimas.

Son especificas para cada tipo de nutriente

por lo que sin ellas la digestión no ocurriría.

Entre las más importantes están:

LIPASAS

uEs una enzima ubicua de la clase de las hidrolasas, que se usa en el organismo para disgregar los lípidos (grasas) de los alimentos de manera que se puedan absorber. Su función principal es catalizar la hidrólisis de triacilglicerol a glicerol

uEsta enzima en humanos se encuentra en la leche materna y, según estudios bioquímicos, es idéntica a la enzima colesterol esterasa, por lo que se supone que el origen es pancreático y llega a las glándulas mamarias a través de la circulación sanguínea. La función principal de esta lipasa gástrica es ayudar a la absorción de grasas.
AMILASA

uLa amilasa, denominada también ptialina o tialina, es un enzima hidrolasa que tiene la función de digerir el glucógeno y el almidón para formar azúcares simples. La amilasa es un enzima que ayuda a digerir los carbohidratos. Se produce principalmente en el páncreas y en las glándulas salivales.

 Examen de laboratorio

uESTE PUEDE SER DE DOS MANERAS:
*En sangre
*En orina
RAZONES POR LAS QUE SE SOLICITA EL EXAMEN
Este examen nos ayuda a determinar si existe una alteración en el páncreas.
VALORES NORMALES
El rango normal es de 23 a 85 unidades por litro (U/L). Algunos laboratorios dan un rango de 40 a 140 U/L.

SIGNIFICADO DE LOS VALORES ANORMALES
Los niveles elevados de amilasa pueden indicar:
Pancreatitis aguda
Cáncer del páncreas, ovarios o pulmones
Colecistitis
Ataque de vesícula biliar resultante de enfermedad
Infección de las glándulas salivales (como paperas) o una obstrucción
Oclusión intestinal
Macroamilasemia
Obstrucción de las vías biliares o pancreáticas.

FOSFATASA

uUna fosfatasa es una enzima del grupo de las esterasa que cataliza la eliminación de grupos fosfatos de algunos sustratos, dando lugar a la liberación de una molécula de ion fosfato y la aparición de un grupo hidroxilo en el lugar en el que se encontraba esterificado el grupo fosfato.

ØHay dos tipos fosfatasa alcalina y fosfatasa acida.
 FOSFATASA ALCALINA

     FOSFATASA ACIDA

 FOSFATO ALCALINA

Examen de laboratorio

uESPECTROFOTOMETRÍA
La persona no debe comer ni beber nada durante un período de 6 horas antes del examen, a menos que el médico dé instrucciones para hacer otra cosa.

uRAZON POR LA QUE SE PIDE EL EXAMEN
Este examen se hace para diagnosticar enfermedad del hígado y del hueso o para ver si los tratamientos para dichas enfermedades están funcionando.

uVALORES NORMALES
El rango normal es de 44 a 147 UI/L (Unidades internacionales por litro), aunque éstos valores pueden variar ligeramente de un laboratorio a otro, al igual con la edad y el sexo de la persona.

uSIGNIFICADO DE VALORES ANORMALES
Los niveles de la fosfatasa alcalina superiores a los normales pueden deberse a:
Obstrucción biliar
Enfermedad ósea
Hepatitis
Leucemia

Enfermedad hepática

FOSFATASA ACIDA

 Las fosfatasas ácidas (FA) son enzimas hidrolíticas, de localización lisosómica, pertenecientes al grupo de las fosfomonoesterasas, que actúan sobre los ésteres del ácido fosfórico.

Examen de laboratorio

uEXAMEN DE LABORATORIO
Espectrofotometría Cinético a 405 nm

UTILIDAD CLINICA
La prueba de la fosfatasa acida se usa principalmente para vigilar las concentraciones de la fosfatasa acida en el suero de varones que han sido diagnosticados con cáncer prostático y para vigilar cuando se encuentran en tratamiento, para evaluar la respuesta ala terapéutica.

VALORES DE REFERENCIA
Los valores de referencia son:
Fosfatasa ácida: < 11 mU/ml

    SIGNIFICADO CLINICO

Las fosfatasas ácidas se encuentran presentes en casi todos los tejidos del organismo, siendo particularmente altas sus cantidades en próstata, estómago, hígado, músculo, bazo, eritrocitos y plaquetas.
Se ha visto que en individuos con carcinoma de próstata, se produce una elevación en los niveles de la enzima en suero, como consecuencia del aumento de isoenzima prostática. Cuando no se ha producido metástasis y el tumor se encuentra circunscripto a la glándula, el incremento será pequeño o nulo. En cambio, éste será importante cuando existe compromiso de otros tejidos, especialmente, el óseo.