Bioquímica

1. Bioquímica • La bioquímica o química biológica es la ciencia encargada de estudiar las moléculas que constituyen los seres vivos, su estructura, su localización en los tejidos y órganos, las reacciones químicas por las cuales se forman y se destruyen y por ultimo sus funciones. • La Bioquímica utiliza las leyes de la física, química general (Mineral y Orgánica).

2. Composición de la Materia • Concepto de átomo • Concepto de molécula • Concepto de elemento • Concepto de compuesto Los diferentes tipos de átomos se llama ELEMENTOS existen 90 elementos naturales y 14 sintéticos.

3. Radicales Libres: Fragmentos de moléculas o de átomo que no tiene saturado su octato periférico o que tiene e- en exceso son muy reactivos y tienen una vida muy corta.

4. Principales tipos de moléculas: Presentes en los órganos vivientes: • Gases: O2 y CO2 disueltos en el agua. • Líquidos: Orina, L.C.R. Plasma que son soluciones acuosas con un gran numero de solutos como minerales y proteínas. Los líquidos celulares constituyen el citosol y su contenido en moléculas es tan grande que no forman verdaderas soluciones transparentes (óptimamente vacías) sino soluciones turbias y viscosas llamadas soluciones coloidales.

5. Bioquímica • En las células esta masa citoplasmática es mantenida relativamente inmóvil por filamentos o microtubulos que constituyen el citoesqueleto. • Existen conjuntos moleculares en estado solidó (organelos glandulares) y por ultimo existen iones y moléculas en estado cristalino.

6. Minerales • Papel de sostén de participación en la resistencia mecánica del esqueleto. • Osmótica: participación en el equilibrio e intercambio osmótica entre lípidos biológicos y células. • Activador: sobre ciertos procesos que ponen en juego ciertas proteínas (enzimas).

7. Moléculas Orgánicas: • Compuestas por 4 elementos fundamentales: carbono, hidrogeno, oxigeno, y nitrógeno. • Compuestos Orgánicos: Lineales, cíclicos, ramificados, alifáticos, aromáticos. • Saturados e Insaturados: Función Química: Agrupación de átomos que dan siempre las mismas reacciones.

8. ¿ Que es una medida ? Es la comparación entre el valor establecido y un valor de referencia formada por unidad. • Longitud – Metro • Peso - Kg. • Masa - mol • Tiempo - Segundo • Temperatura - Kelvin • Intensidad de - Amperio Corriente eléctrica

9. Aminoácidos Definición: Son ácidos carboxílicos portadores de grupos amino. • Glicina Alanina Leucina Isoleucina • Valina Serina Treonina Cisteina • Metionina Ac. Glutámico Glutamina • Ac. Aspartico Asparagina Lisina • Arginina Prolino Fenilalanina • Tirosina Histidina Triptofano

10. Polimero • Una molécula formada por muchas unidades estructurales iguales o diferentes puede tener 1 o 2 unidades repetidas. • Aminoácidos se encuentran en iones dipolares o anfolito. • Acido: donador H+ • Base : Aceptor H+

11. Propiedades Físicas de los Aminoácidos • Solubilidad: Son solubles en agua y su solubilidad varia con el pH. • Actividad Óptica: La mayoría de los aminoácidos poseen carbonos asimétricos y en consecuencia actividad óptica.

12. Proteína: • Compuesto cuaternario de elevado peso molecular formado por cadenas de alfa aminoácidos unidos entre si mediante enlaces peptídico. • El termino proteína fue creado por Berzelius en 1838 a partir de la palabra “protos” para mostrar la importancia primordial d este grupo de substancias. • La gran multiplicidad de funciones de las proteínas es posible por su inmensa variedad estructural.

13. Clasificación de las Proteínas • Por su solubilidad: • Albúminas: Sol. En agua y Sol. Salina • Globulinas: Menos Sol. En agua y Sol. En Sol. Sal • Protaminas: Solubles en etanol 70%; Sol. En agua y etanol puro. • Histonas: Sol. En Sol. Salinas escleproteinas – insoluble en agua y sal.

14. Clasificación de las Proteínas 2. Por su función: • Estructurales • Catalíticas • Transporte • Hormonales • Defensa

15. Clasificación de las Proteínas 3. Por sus relaciones especiales o propiedades axiales: Globulares y Fibrosas. 4. Por su composición: Simples: solo cadenas alfa de aminoácidos. Conjugadas: Proteínas simples + Grupo prostéticos: nucleoproteínas, metaloproteinas, lipoproteínas, glucoproteinas, flavoproteinas, Hemoproteinas. Derivadas: Productos de hidrólisis, oxidación y reducción.

16. Fuerzas de Unión • Enlace peptídico • Puente de hidrogeno • Atracciones electrostáticas Puentes disulfuro fuerza de Van Der Walls

17. Grados de Organización Estructural • Clase, numero, orden de a.a. En la cadena polipeptídica • Primer grado de plegamiento de la cadena • Describe el 2º grado de plegamiento de la cadena, confiere a la proteína una forma propia en el espacio y una superficie exterior característica. • Describe la asociación de varias subunidades proteincas por enlaces no covalentes para formar la prof. Definitiva. Cada subunidad se llama “protomero”.

18. Desnaturalización • Perdida de la estructura 3ª y 4ª con perdida de la actividad biológica aumento de la susceptibilidad a la hidrólisis, disminución de la solubilidad. • Hidrólisis: Procedimiento mediante el cual una proteína pierde su estructura primaria (ruptura del enlace covalente la unión peptídico).

19. Transporte • Difusión simple: Bidireccional no selectiva, no estereoespecifica. • Difusión facilitada: • Activa: Implica gasto de energía unidireccional contra un gradiente • Pasiva: Puede ser bidireccional determinando por la concentración.

20. Agua • El agua es participante activo en numerosas reacciones químicas y determina las propiedades de algunas macromoléculas como las proteínas. • “La constancia en el medio interno” depende de: • Distribución del agua corporal • pH • Concentración de Na+, K+. Mg++, Ca++,PO4

21. Equilibrio Hídrico • Mecanismos hipotalamicos que controlan la sed. • Hormona Antidiurética • Actividad Renal

22. Distribución del agua corporal • 2/3 Intracelular • 1/3 Extracelular • Plasma • Liquido intersticial • 40% Aproximado del peso es agua • 55% del peso corporal en obesos • 70% del peso corporal en delgados

23. Propiedades Coligativas (Dependen del soluto) • Punto Crioscopico • Punto de Ebullición • Presión de Vapor • Presión Osmótica Osmolaridad Hipotonicidad Isotonicidad Hipertonicidad

24. Balance del agua • Ingestión: 2.5 lts: • Visible 1.2 lts • Oculta 1.0 lts • Oxidación 0.3 lts • Excreción: • Urinaria 1.2 lts • Fecal 0.1 lts • Cutáneo o insensibles 1.2 lts

25. El citoesqueleto • Formado por 3 sistemas unidos entre si: • Filamentos • Microfilamentos • Filamentos intermedios • Organiza todo el contenido celular (organelos e integrantes solubles del citosol)

26. Funciones de los iones extracelulares Na, Cl • Ayudan a conservar el volumen del compuesto celular. • Forman parte del liq. Digestivo (gástrico, páncreas, intestino) • Regulan la neutralidad de los liq. Biológicos • Aumentan la irritabilidad y excitabilidad en las terminaciones neuromusculares. • Forma parte de sales inorgánicas de los huesos.

27. Funciones del K+.Mg++ Fosfato Formación de sales insolubles • Ayuda a mantener las osmolaridad celular • Intervienen reacciones enzimáticas Concentración plasmática normal de: Na 135 – 145 meq/lt Mg 1.5 – 2.0 meq/lt Ca 4.5 – 5.5 meq/lt

28. Bioquímica • Intracelular: K+, Mg++, PO4 = HCO3- ( Ca++) • Extracelular: Na+,Cl-,HCO3

29. Regulación del equilibrio Acido - Base • Mecanismos generales • Mecanismos respiratorios • Mecanismos renales • Alteraciones del equilibrio acido – base • Acidosis • Metabólica • Respiratoria • Alcalosis • Metabólica • Respiratoria

30. Para considerar cualquier conjunto de gases sanguíneos • Evolución del estado ventilatorio • Evolución del estado hipoxemico • Evolución del estado de oxigenación tisular

31. Evaluación del estado ventilatorio y acido - base • Clasificación del pCO2 Insuficiencia Ventilatoria - < 30 mmHg Normal - 30 – 50 mmHg Deficiencia Ventilatoria - > 50 mmHg

32. Evaluación del estado ventilatorio y acido - base 2. Clasificación del pH Insuf. ventilatoria y pH (pCO2 < 30 mmHg ) Insuf. Ventilatoria aguda - > 7.5 pH Insuf. Ventilatoria crónica – 4 – 7.5 pH Acidosis Metabólica Comp - 7.3 – 7.4 pH Acidosis Metabólica en parte - < 7.3 pH

33. Estado Ventilatorio Normal y pH (pCO2 – 30 – 50 mmHg) • Alcalosis Metabólica - > 7.5 pH • Normal - 7.3 – 7.5 • Acidosis Metabólica - 7.3 Deficiencia Ventilatoria y pH ( pCO2 > 50 mmHg • Alcalosis Metabólica Comp. En parte - > 7.5 • Deficiencia Ventilatoria Crónica - 7.3 – 7.5 • Deficiencia Ventilatoria Aguada - < 7.3 pH

34. Insuficiencia Respiratoria Es el estado fisiopatologico en el cual los pulmones no son capaces de satisfacer las necesidades metabólicas del cuerpo. Estas demandas son muy especificas: • Oxigenación de los tejidos • Homeostasis del CO2 Deficiencia Respiratoria: Es un estado en que los pulmones no satisfacen las demandas metabólicas del cuerpo en lo que ser refiere al CO2.

35. Bioquímica • Deficiencia Ventilatoria • Aguda - pCO2 + Acidemia • Crónica - pCO2 + pH normal • Insuficiencia Ventilatoria: Es la presencia de hiperventilación alveolar. • Aguda - hiperventilación + alcalosis • Crónica - hiperventilación + pH normal • Acidemia: Cuando la sangre es acida

36. Factores que influyen en la pCO2 arterial • Respiración Interna: Es el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos. El índice metabólico, perfusion micro circulatoria, flujo sanguíneo capilar ejercen cambios profundos sobre el intercambio de oxigeno a nivel tisular. • Respiración Externa: La sangre venosa tiene que intercambiarse con el aire alveolar para reponer el O2 cedido a los tejidos depende de: • Transporte de O2: Pigmento rojo de Hb

37. Transporte de O2 Todo cambio en la afinidad de la Hb por el O2 altera la posición de la curva de disociación de la Hb. • Izquierda: Significa mayor contenido de O2 para cualquier pO2 afinidad contenido de O2. alcalemia, ( H+), hipotermia, hipocapnia, 2,3 DPE • Derecha: Significa contenido de O2 para cualquier pO2 de la afinidad. Favorece el movimiento de O2 desde la sangre hacia los tejidos. Acidemia ( H+), hipertermia, hipercapnia, 2,3, DPE.

38. Bioquímica • La Hb tiene una gran capacidad para transportar O2 un gramo Hb saturada de O2 contiene 1.34 ml de este gas. • Hb normal Hombre 13 – 15 gr/dl Mujeres 12 – 14 gr/dl

39. Bioquímica • El índice metabólico determina la tensión CO2 en los tejidos y también la cantidad de CO2 que se agrega a la sangre venosa y la rapidez con que esto ocurre. • La pCO2 es el reflejo directo e inmediato de lo adecuado de la ventilación alveolar en relación con el índice metabólico.

40. Enzimas • Definición: Son catalizadores biológicos de naturaleza proteica, producidos por la célula viva con una gran especialidad. • Catalizador: factor que la velocidad de una reacción química sin intervenir en ella. • Físicos • Químicos • Biológicos

41. Enzimas • Apoenzimas + Coenzimas = Holoenzimas parte proteica grupo suplementa enzima activa no proteico • Isoenzimas – formas físicamente diferentes de una misma enzima. • Oxido – reductasas • Transferasas • Hidrolasas • Liasas • Isomerasas • Ligasas

42. Las reacciones y las enzimas que las catalizan se dividen en la clases principales: • Oxido – reductasas • Transferasas • Hidrolasas • Liasas • Isomerasas • Ligasas • El nombre de la enzima tiene 2 partes la 1ª es el nombre de el o los substratos la 2ª con terminación Asaindica el tipo de reacción que cataliza.

43. Bioquímica • Cada enzima tiene un numero clave que caracteriza al tipo de reacción según la clase (1er digital), subclase (2º digital) y sub – sub clase (3er digital), el 4to digito es paral a enzima especifica. • Ejemplo: ATP – hexosa –6- fosfotransferasa ( enzima que cataliza la transferencia de fosfato desde el ATP al grupo OH del carbono 6 de la glucosa).

44. Coenzimas Se clasifican de acuerdo al grupo cuya transferencia facilitan: • Transferencia de grupos distintos al hidrogeno: Fosfatos de Azucares Coenzimas A – SH Pirofosfato de tiamina Fosfato de piridoxal Coenzimas al folato Biotina Coenzimas de cobamida (Br2) Acido Lipoico

45. Coenzimas • Transferencia de H: NAD, NADP, FMN, FAD , Acido lipoico, Coenzima Q. • Biotina – Biocitina Acido Fólico – Folato (FH4) tetrahidrofolato Cobamida Ac. Lipoico – Lipoil – Lisina.

46. Cinemática Enzimática Factores que modifican la velocidad de una acción Enzimática: • pH • Temperatura • Conc. De la enzima • Conc. Del substrato

47. Bioquímica • Cianocobalamina • Metilcoblamina B12 anillo “corrina” • Hidroxicobalamina • Factor Extrínseco + Eritropoyesis normal • Factor Intrínseco

48. Cinética Enzimática • Km Michaelis indica una relación de afinidad entre el substrato y la enzima. • Km menos afinidad • Km mayor afinidad • Actividad Enzimática: Cantidad de enzima que transforma un micromol de sustrato por minuto a 25º C. • Catal: La actividad Enzimática que transforma una mol de substrato por segundo

49. Utilidad Diagnostica de las enzimas • Amilasa: Pancreatitis aguda Carcinoma Pancreático • Lipasa: Pancreatitis Crónica • Fosfatasa Alcalina • Fosfatasa acida Carcinoma Prostático • Lactato Deshidrogenasa • Alanina Amino Transferasa • Aspartato Amino • Ceruloplasmina: transportadora de cobre enf. Wilson • Creatinina fosfoquinasa

50. Utilidad Diagnostica de las enzimas • Creatinina Fosfoquinasa fracción MB • Delta Glutamil Transpepetidasa • Aldosa • Glucosa 6 Fosfodeshidrogenasa • Fosfogalactosa Uridil Transferasa • Colinesterasa