Macromoleculas

Macromolculas caractersticas

de los seres vivos

El estudiante:

Conocerlaimportanciade

labioqumicacomociencia

ysuinterrelacinconotras

disciplinas

Conocerculessonlasprin-cipalesbiomolculas,susca-ractersticas y funciones en

losorganismos.

INTRODUCCIN

Unodelosprincipalesobjetivosdelabioqumicaesexplicarcmoestnconfor-madoslosseresvivosyculeselpapelquedesempeanlasbiomolculas.

Ensumayora, lasmolculasqueconstituyenalosseresvivosestnformadas

portomosdecarbonounidoscovalentementeentreellosyconhidrgeno,ox-genoynitrgeno.Lasmolculasorgnicasdetamaopequeocomolosmono-sacridos,cidosgrasosyaminocidos,sirvencomounidadesmonomricasde

lasmacromolculas,talescomocarbohidratos,lpidosyprotenas.

Elaguajuegaunpapelfundamentaldentrodelosseresvivos,tantoporsuabun-danciacomoporserelmedioenelquesellevanacabolasreaccionesbiolgicas

delosseresvivos.

Entenderlaformaenlaquelosorganismosobtienenlaenergaapartirdelas

macromolculasprincipalesesnecesarioparapodercomprenderlanutricinyel

metabolismonormales,ascomolasprincipalescausasdeenfermedadderivadas

deunmalfuncionamientodelmetabolismodelasmismas.

11macromolculas caractersticas de los seres vivos

1.1 La bIOqUMICa COMO CIENCIa

Labioqumicacomocienciaesrelativamentejoven.Eltrminobioqumicafueintroducidoen

1903porCarlA.Neuberg(1877-1956),qumicoalemnquienesreconocidocomoelpadre

delabioqumica.Descubrilaenzimacarboxilasa(catalizaladescarboxilacindelcidopir-vico).Desarrolllateoradelafermentacinalcohlicadelaglucosaylaobtencinindustrial

delglicerolporfermentacindeazcares,descubrimientoempleadodurantelaPrimeraGuerra

Mundialparaeldesarrollodeexplosivos.Adems,fueeldescubridordeloshidrtropos,sus-tanciasqueaumentanlasolubilidaddecompuestoshidrofbicosenelaguayseutilizanparala

fabricacindedetergentes.

Despusdelestablecimientodelasconfiguracionespticasdeloscarbohidratosyaminocidos,

delconocimientodelaespecificidaddelasenzimas(EmilFischer)ydelafermentacinalcoh-lica(Buchner),surgelabioqumicamoderna.

Estaciencia,comotal,tratadedarrespuestaalaspreguntas:

Cmoestnconformadoslosseresvivos?

Questructurastienenlasmacromolculascaractersticasdelosseresvivos?

Culeslafuncinbiolgicadeestasmacromolculas?

Quprocesosqumicossellevanacaboparalaobtencindeenergaenlosseresvivos?

Apartirdeloanteriorpodemosdefiniralabioqumicacomo:

Cienciaqueestudialaestructuramoleculardelosseresvivosylaformacomointeraccionan,para

regularlasfuncionesvitales.

I. Investigalascienciasconlasqueserelacionalabioqumicaydequmaneralohace.

II. Elaboraunalneadeltiempoconlosprincipaleshechosquedanfundamentoaestaciencia.

Losseresvivosestnconformadosengranproporcinporagua,aproximadamentedel65al

70%paraelserhumanoydel80al98%paralasplantas,yotrasmacromolculas,comolos

carbohidratos,protenas,lpidosycidosnucleicos;demaneraquelacomposicincualitativa

delosseresvivosessimilar,variandocuantitativamenteentrecadaespecieyaunentrelosdife-rentesrganosytejidos.

Lavida,comosabemos,transcurreensolucionesacuosas.Seoriginenelagua;hastahacemuy

pocotiempo,entrminosgeolgicos,losorganismosacuticosinvadieronambientesterrestres

AActividad

CarlAlexanderNeuberg

12 uNidad i

pero,aunas,carganconsigosupropioocanopueslacomposicindesusfluidosintrayex-tracelularessonsimilaresalaguadelosmares.

Elaguaestanfamiliarparalosseresvivosquenosotrosloshumanosgeneralmentelaconside-ramoscomounfluidomuysimple,perosuspropiedadesfsicasyqumicassonmuycomplejas

ytienenprofundossignificadosparalaBiologayaquesonmuyimportantesparaelfunciona-mientocelular,estndirectamenterelacionadasconlaspropiedadesdelasbiomolculasy,por

tanto,conelmetabolismo.

Lasestructurasdelasmacromolculasqueconformanalosseresvivosresultandelasinterac-cionesconelmedioacuosoquelascontiene.Lacombinacindelaspropiedadesdelsolvente

responsabledelasasociacionesintraeintermolecularesdeestassustanciasespeculiardelagua;

ningunaotrasustanciaseasemejaalaguaaesterespecto.

Porlotantonoesdesorprendersequeelaguasealasustanciamsabundanteenlossistemas

biolgicos,msdel70%delvolumendelosseresvivosestformadoporagua.

Elestudiode laspropiedadesdelaguaesfundamentalpara labioqumicapor lassiguientes

razones:

a) Casitodaslasbiomolculasasumensusformasyportantosusfuncionesenrespuestaa

laspropiedadesfsicasyqumicasdelagua.

b) Elaguaeselmediodelamayoradelasreaccionesbioqumicas.Losproductosyreac-tivosdelasreaccionesmetablicas,losnutrientesylosproductosdedesechodependen

delaguaparasutransporteenelinterioryexteriorcelular.

c) Estpresenteenmuchasreaccionesqumicasqueparticipanenlavida.Frecuentemente

loscomponentesinicosdelagua,losionesH+yOH,sonreactivos.Lareactividadde

muchosgruposfuncionalesdelasbiomolculasdependedelaconcentracindeestos

ionesenlosalrededores.

d) Laoxidacindelaguaparaproduciroxgenomolecular,O2,eslareaccinfundamental

delafotosntesis,enlacuallaenergadelsolesalmacenadaqumicamenteparasoportar

lavida.

e) Sirvecomoamortiguadorparamantener lahomeostasisde losorganismos,gracias a

caractersticascomo:calorespecfico,calorlatentedevaporizacinyconductividadtr-mica.Adems,sirvecomomediodetransportedenutrientesdebidoasuviscosidad.

Investigatrespropiedadesfsicasytrespropiedadesqumicasdelagua.

1.2 CaRbOhIDRaTOs

Aloscarbohidratosselesconocetambinconelnombredehidratosdecarbono,glcidoso

azcares.Comomolculascaractersticasde los seresvivos seencuentranampliamentedis-

AActividad


tribuidasenlanaturaleza, tantoenplantascomoanimales,realizandofuncionesenergticas,

estructuralesycomoconstituyentesdeotrasmacromolculaspropiasdelosseresvivoscomo

loscidosnucleicos.Elalmidn,porejemplo,eslafuentedeenergamsimportantedelosali-mentosyseencuentraencereales,tubrculosylegumbres.Lacelulosaylaquitinasonejemplos

decarbohidratosconfuncinestructural.Laprimeraesunconstituyenteimportantedelcuer-podelosvegetales,mientrasquelasegundaformapartedelosexoesqueletosdecrustceose

insectos.Laribosaformapartedelcidoribonucleico(ARN).

1.2.1 Estructura

Loscarbohidratossonmolculasorgnicascompuestasporcarbono,hidrgenoyoxgeno.Su

frmulaempricaesCn(H

2O)

n,motivoporelcualrecibenestenombre.Loscarbohidratosse

puedendefinircomo:

Aldehdos y cetonas polihidroxlicos o sustancias que al hidrolizarse producen estos

compuestos.

Loscarbohidratossesintetizanenlasplantasverdes,pormediodelafotosntesis:

6CO2+6H

2OenergasolarC

6H

12O

6+6O

2

En su mayora, se presentan en

formacclicaenlanaturaleza,gra-ciasalosenlacesinternosentreel

carbono,delgrupocarbonilodel

aldehdoolacetonaconunode

losgruposhidroxlicos.

1.2.2 Clasificacin

Seclasificanconbaseenelgradodepolimerizacinquepresentanen:

Monosacridos

Disacridos

Oligosacridos

Polisacridos

Figura 1.1 Formacclica

deuncarbohidrato.

14 uNidad i

monosacridos

Sonlosazcaresmssencillos,nopuedenserhidrolizadosenmolculasmssimples.Seclasi-ficandeacuerdocon:

Elgrupofuncionalquecontengan;sedividenenaldosassicontienenungrupoaldehdo

ensuestructura,ycetosassicontienenungrupocetonaensuestructura:

Elnmerodecarbonospresentesenlacadena:

Triosas:3carbonos

Tetrosas:4carbonos

Pentosas:5carbonos

Lasdosclasificacionesanterioressepuedenunirenuna,anteponiendoalaclasificacinpor

elnmerodecarbonos,elprefijoaldo,sisetratadeuncarbohidratoquecontengaelgrupo

funcionalaldehdo;oelprefijoceto,sisetratadeuncarbohidratoquecontengaelgrupofun-cionalcetona.

Figura 1.2 Aldosas.

Figura 1.3 Cetosa.


LamayoradelosmonosacridosenlanaturalezapresentadesignacinD,aexcepcindeal-gunosmonosacridosbacterianos.Losmonosacridosde5o6tomosdecarbonopresentan

estructuracclica;silaestructuratiene5tomosdecarbonoselellamafuranosaysitiene6

tomosdecarbonoselellamapiranosa.Elhemiacetalcclicoformadoseencuentraenequi-librioconlaformadealdehdoocetonalibre.

Veamos la glucosa, que se puede representar en una proyeccin deFischer, proyeccin de

Haworthyenformadesilla:

Otracaractersticaqumicaimportantedelosmonosacridosessucarcterdeazcaresreduc-tores.Caractersticaqueesutilizadaeneldiagnsticoclnicoparalacuantificacindelaglucosa

sangunea;enlaindustriadelosalimentos,paraformarcoloresyaromasdetostadoporreac-cinconlasprotenas,yenelgustoqueleconfierenalvino.

Caractersticas qumicas de los monosacridos

Slidoscristalinos

Solublesenagua

Insolublesensolventesorgnicos

Desvanelplanodeluzpolarizada

CH=O

CHOH

CH2OH

Aldotriosa

CH2OH

C=O

CHOH

Cetotriosa

hemiacetal es una mo-lcula que tiene un grupoOH y un residuo ORunidosaunmismotomodecarbono.

16 uNidad i

Losmonosacridosmsimportantessonlaglucosa,fructosa,galactosa,ribosaymanosa.

Glucosa.Esunaaldohexosa.Consideradoelmonosacridomsimportante.Seencuentraam-pliamentedistribuidaenlanaturalezaenfrutas,mielyenlasangre.Eselcompuestoorgnico

msabundante.Industrialmenteseobtieneporhidrlisisenzimticadelalmidn.Tienegran

importanciabiolgicayaqueeslafuenteprimariadeenergaparalosseresvivos,ademsdeser

elcomponenteprincipaldemuchospolisacridos,porejemplo,lacelulosa,quetieneimportan-ciaestructuralenlasplantas;yelalmidnyelglucgeno,quesonfuentesdealmacenamiento

deenerga.

Lassolucionesdeglucosapresentanelfenmenodemutarrotacin,esdecir,existeunequi-librioentrelasestructurascclicas(anmeros)ylineales.Losanmerosoformasanomricas

de laglucosapuedensero,yaqueoriginanhemiacetales internosestablesconelgrupo

hidroxilosobreelcarbonoenposicin5paradarlosdosestereoismerosdiferentesquepro-vocanlamutarrotacin.

Estasformasisomricas,D-glucosay-D-glucosa,tienendiferentespropiedades,principal-menteensucapacidadparadesviarelplanodegirodelaluzpolarizada.

Formaisomrica D-glucosa -D-glucosa Equilibrio

Rotacinespecfica 112 18.7 52.7

Fructosa.Esunacetohexosa.Seencuentrapresenteenlasfrutasyenlamiel.Eselazcarmsdulcequeseconoce,perotieneunaportecalricomenorquelaglucosa(4kcal/g),yaqueslo

seabsorbealrededordel30%deloingerido,porloqueseleutilizacomoedulcorantepara

diabticos.


Industrialmenteseobtieneporisomerizacinenzimticadelaglucosaconlaenzimaglucosa-

isomerasa.Anteriormenteseobtenaporhidrlisisdelasacarosa.

Galactosa.Esunahexoaldosa.Sesintetizaenlasglndulasmamariasparaproducirlactosa,disacridoformadoporglucosaygalactosa.Ademsformapartedelosglucolpidosygluco-protenasdelasmembranascelulares,principalmenteneuronas.

Ribosa.Esunapentoaldosamuyimportanteenlosseresvivosporqueformapartedelcidoribo-nucleico(ARN),nucletidosyriboflavina.Apartirdeellasesintetizaladesoxirribosaenelciclode

laspentosas,lacualformapartedelcidodesoxirribonucleico(ADN).Actualmentehayindicios

dequelaribosamejoralatoleranciaalejercicioenlaspersonasquepadecenanginadepecho.

I. Investiga la funcin de la ribosa como suplemento deportivo. Sus ventajas y desventajas

comotal.

II. Investigalasventajasdelaobtencindelafructosaporisomerizacinenzimtica.

Manosa.Aldohexosaqueseencuentraformandopartedealgunospolisacridosdeplantascomoelmanano,yenalgunasglucoprotenasanimales,endondedesempeafuncionesantig-nicas.Industrialmenteseobtienedelahidrlisisdelasgomasvegetales.

Derivados de la glucosa

D-glucuronato.Esunderivadocarboxlicodelaglucosa,formapartedelosglucurnicosyestpresenteenlosglucosaminoglucanos.Dentrodelosglucosaminoglucanosmsimportan-testenemosalcidohialurnico,componentedeltejidoconectivosuelto:condoitrina,presente

encartlagoyhuesos,yheparina,presenteenlamayoradelasclulasysufuncinesalinearlas

arteriasdelospulmonesehgado.

aminoazcares.Seformancuandosesustituyenlosgruposhidroxilodelaglucosaporgru-posamino.Losaminoazcaresmsconocidossonlaglucosamina,constituyentedelcartlago

ylquidosinovial,empleadoeneltratamientodelaosteoartritis;ylagalactosamina,queforma

partedealgunasglicoprotenasqueactancomohormonas,porejemplo,lahormonafolculo

estimulanteyhormonaluteinizante.

Gluconolactona.Derivadoobtenidoporoxidacindelaglucosaofermentacinconaspergillus ni-ger,utilizadoenlaindustriadelosalimentoscomoacidificante,comocoagulanteparaproducirtofu,enrebozadoscongeladosyenproductoscrnicosparaacelerareldesarrollodelcolorcurado.

cidos silicos.Intervienenenlaformacindeglucoprotenasyglucolpidosdelasmembra-nascelulares.

AActividad

18 uNidad i

disacridos

Losdisacridosresultandelauninentredosmonosacridos,igualesodiferentes,pormedio

deunenlaceglicosdico.

Seclasificanenreductoresynoreductoresconbaseencomoseformaelenlaceglicosdico:

Disacridosreductores.Elcarbonoanomricodeunmonosacridoreaccionaconun

OHalcohlicodelotro,quedandolibreelcarbonoanomricodelsegundomonosac-ridoyporlotantoconservarsuspropiedadesreductorasyelfenmenodemutarrota-cin.Ejemplo:maltosa,celobiosaylactosa.

Disacridosnoreductores.Cuandolaunindelosmonosacridosseefectaentrelos

carbonosanomricosdecadauno,lamolculapierdesucaractersticareductoraalcare-cerdecarbonoanomricolibre.Ejemplo:trehalosaysacarosa.

Maltosa.Se leconocecomoazcardemalta.Noexiste libreen lanaturaleza.Seobtieneapartirdelahidrlisisdelalmidnylamalta.Estformadapordosglucosasunidasporenlace

(1-4).

Sehidrolizafcilmente,porelloesderpidadigestin,motivoporelqueesutilizadocomo

endulzantedealimentosinfantilesyenbebidascomolalechemalteada,ademsdeserindis-pensableenlaelaboracindelacerveza.

Celobiosa.Noseencuentralibreenlanaturaleza.Seobtieneapartirdelahidrlisisdelace-lulosa.Estformadopordosmolculasdeglucosaunidasporenlace(1-4).Seutilizaparala

mejoradesuelosestriles,reforestacindeladerasdefcilderrumbeyrecuperacindecauces

deros.

Lactosa.Eselazcardelalechedelosmamferos.Estformadoporunamolculadeglucosayunadegalactosa.Lalechecontieneaproximadamentede4a5%delactosa.Seutilizaenla

industriaalimentariaparalaelaboracindelecheenpolvo,quesos,yogurtyhelados.

El enlace glicosdico es elque se lleva a cabo entrelos grupos OH, NH

2 y

SHdelhemiacetalinternode un monosacrido conprdidadeagua.Sielcom-puestoquereaccionaconelmonosacrido(aglicona)esotromonosacrido,elcom-puesto resultante se llamaholsido.Cuandolaaglico-nanoesunmonosacrido,el compuesto resultante re-cibeelnombredehetersi-dooglicsido.

Lamaltaeselgranogermi-nado de la cebada que seutilizaenlaelaboracindelacerveza.


Trehalosa.Estformadopordosglucosasunidasporsuscarbonosanomricos.Seencuen-traenloschampiones,setasyhemolinfadeinsectos.Industrialmenteseobtieneapartirdel

almidnprocedentedecereales.Estudiosrecientesmuestranqueadministradoaratonescon

enfermedaddeHuntington,aumentalasexpectativasdevida.Actualmenteseutilizaensuple-mentosalimenticios.Protegealasmembranascelularesduranteladeshidratacin,porloquese

leutilizacomopreservadordeclulasytejidosyosmoprotectordeplantasdeornato.Adems

deestabilizarenzimasyanticuerposcuandosondesecadosa37C.

sacarosa.Seleconocecomoazcardecaaoremolacha,eselazcarcomn(demesa).Estformadoporglucosayfructosa.Seencuentraenvegetales,principalmenteremolacha(betabel)

ycaadeazcar.Seleconocecomoazcarinvertidoporlacapacidaddelevorrotacindela

fructosa.Eseledulcorantemsutilizado.Estudiosrecientesindicanqueayudaaevitarlapro-liferacinbacterianaenheridasinfectadas.

La enfermedad de Hun-tingtonesuntrastornohe-reditario causado por unamutacingenticaquepro-vocademenciaymuerte.

20 uNidad i

AActividad Completaelsiguientecuadro: Disacrido Formado por Reductor No reductor Fuente UsoLactosa

Sacarosa

Maltosa

Celobiosa

Trehalosa

oligosacridos

Soncarbohidratos formadospor tresanuevemonosacridosunidosporenlaceglicosdico.

Comoejemplosdeelloscitaremos:

Rafinosa.Trisacridoformadoporgalactosa,glucosay fructosa.Seencuentraenelazcarderemolachaparcialmenterefinadayvegetales.Eslaresponsabledelefectoflatulentodelas

leguminosas.

Estaquiosa.Trisacridoformadopordosmolculasdegalactosayunadesacarosa.Seen-cuentraenpequeascantidadesenalgunaslegumbres,cerealesyverduras.

Maltodextrinas.Contienenhastanueveunidadesdeglucosa, seproducenpor lahidrlisisparcialdelalmidndemaz.Seempleanenbebidasisotnicasparadeportistas(10%demalto-dextrinas).Seusanenlaindustriaalimentariacomoespesantesyaditivosenproductosbajosen

grasas.Laindustriafarmacuticalasutilizacomoaditivos.

Existeotrotipodeoligosacridosqueestunidoaprotenas(glicoprotenas)ylpidos(glicol-pidos)quefuncionancomosealesdereconocimientodesuperficie.Porejemplo,lasprotenas

queseproducenenlosribosomasdelretculoendoplasmticorugososeunenaloligosacrido

nuclear(Asn,N),quesevamodificandoenzimticamenteparadarlugaradistintasmarcasde

destinocelular.Demodoquelasprotenasdestinadasallisosomavanmarcadasconunoligo-sacridodedestinolisosmicoylasprotenasdestinadasasecrecin,coneloligosacridode

secrecin.

Polisacridos

Resultandelaunindemuchasmolculasdemonosacridosatravsdelenlaceglicosdico.

Tienenungradomuyaltodepolimerizacin,peroadiferenciadeotrospolmerosbiolgicos

nosonportadoresdeinformacin.Nosonreductores,nopresentanmutarrotacin,sonlige-ramentesolublesenaguayseencargandedosfuncionesbiolgicas:


Polisacridosdereservaenergtica.Sonpolisacridosconenlace-comoelalmidn(vegeta-les)yelglucgeno(animales).Sonmsdigeriblesquelospolisacridosunidosconenlace-.

Polisacridosestructurales.Polisacridosconenlace-comolacelulosaylaquitina.

Lospolisacridosseclasificanen:

Homopolisacridos.Contienenunsolotipodemonosacrido.Ejemplos:almidn,glu-cgeno,dextrano,insulina,celulosa,ligninayquitina.

Heteropolisacridos.Contienendiferentestiposdemonosacridos.Sedividenen:

Nonitrogenados:agar,hemicelulosa,pectinas.

Nitrogenados:glucosaminoglucanos.

almidn.Eselprincipalpolisacridodereservaenergticaenlosvegetales.Seencuentrapre-sente en los cereales (maz, arroz y trigo, principalmente), tubrculos (papas), leguminosas

(frijol).Proporcionade70a80%delascalorasingeridas.

Estformadoporamilosa(estructuralineal)yamilopectina(estructuraramificada).Adiferen-ciadelosdemspolisacridossepresentaenformadegrnulos,relativamentedensos,inso-lublesenaguafra.Seutilizaenlaindustriaalimentariacomoaditivo,conservanteparaelpan,

paradarconsistenciaalosembutidosysalsas.Seutilizatambinenlapreparacindeembalajes

deespuma,comoalternativabiodegradabledelosenvasesdePET.

Glucgeno.Seencuentraencantidadessignificativasenelhgadoymsculo.Se leconocecomoalmidnanimal.Sirvedereservaenergtica,descomponindoseencidopirvicoylc-ticodurantelaglucogenlisis,paraliberarATP.

Celulosa.Estformadoporglucosasunidasporenlaces(1-4).Eselpolisacridomsabun-danteyresistentedelaparedcelulardelasplantas.Seutilizacomomateriaprimaparalaela-boracindelpapelydelostejidosdefibrasnaturalesytelassintticascomoelrayn.Parala

elaboracindealgodnhidrfilo(algodnutilizadoenmedicina,elcualesmuyabsorbente).

Tambinseempleaenlafabricacindepelculasfotogrficasymaterialesplsticos.Lacelulosa

seobtieneprincipalmentedelamadera.

quitina.Polisacridoestructuralqueencontramosenelexoesqueletodelosartrpodosyparedcelulardeloshongos.EstformadoporN-acetilglucosaminaunidasporenlace(1-4).Indus-trialmenteseutilizacomomateriaprimaparalaobtencindequitosano,polisacridoempleado

parafavorecerelcrecimientodelasplantasyevitarlasinfeccionesprovocadasporhongos.

Funcionesdeloscarbohidratos

Funcinenergtica.Cadagramodecarbohidratosproporcionaunaenergade4kcal.Ocupan

elprimerlugarenelrequerimientodiariodenutrientesdebidoaqueconstituyenelcombustible

necesariopararealizarlasfuncionesorgnicas,fsicasypsicolgicasdenuestroorganismo.

22 uNidad i

Unavezingeridosloscarbohidratossehidrolizanaglucosa,lasustanciamssimple.Laglucosa

esdesumaimportanciaparaelcorrectofuncionamientodelsistemanerviosocentral(SNC).

Diariamentenuestrocerebroconsumeaproximadamente100gdeglucosa;cuandoestamosen

ayuno,elSNCrecurrealoscuerposcetnicosqueexistenenbajasconcentraciones,esporeso

queencondicionesdehipoglucemiapodemossentirnosmareadosocansados.

Tambinayudanalmetabolismodelasgrasaseimpidenlaoxidacindelasprotenas.Lafer-mentacindelalactosaayudaalaproliferacindelaflorabacterianafavorable.

Carbohidratosyfibravegetal

Lafibravegetal(presenteenloscarbohidratoscomplejos)proveemuchosbeneficios:ayudaa

laregulacindelcolesterol,previeneelcncerdecolon,regulaeltrnsitointestinalycombate

lassubidasdeglucosaensangre(muybenficaparalosdiabticos),aumentaelvolumendelas

hecesyaumentalasensacindesaciedad,estopuedeservirnosdeayudaenlasdietasdecontrol

depeso.

Tambinsehademostradoquelosalimentosricosenfibrasolubleconsiguenmayorefecto

hipocolesterolemiantequelosvegetalesricosenfibrainsolublecomoelsalvado,almodularla

absorcindegrasas,colesterolyazcaresenelintestino.

Elrequerimientodiarioaconsejadoesde30gramosalda,obtenidoatravsdefrutas,ver-duras,legumbresycerealesintegrales.Grandesingestasdefibra(msde30galda)tienen

efectosperjudicialesyaqueafectanlaabsorcindeciertosnutrientescomoelcalcio,elzincy

elhierro.Lafibradietticanoseconsideraunnutrienteyaquecarecedevalorcalrico,razn

por lacualnuestroorganismonopuedeabsorberlanimetabolizarlaparaobtenerenerga.

Incluyeatodasaquellassustanciasvegetalesquenuestroaparatodigestivonopuededigerir,

actuandofundamentalmentesobreeltrnsitointestinal,combatiendoelestreimiento.

Requerimientosdiariosdecarbohidratosenladieta

Enunadietaequilibrada,laingestadealimentosricosencarbohidratosesde55%:30%degrasas

yel15%restantedeprotenas.Dentrodeloscarbohidratossediferencianlossimplesoderpida

asimilacin,comolosdulces,galletas,chocolates,mermeladas,postres,etc.,y loscomplejoso

delentaasimilacin,comoloscerealesintegrales,verdurasyfrutasfrescas,lcteosylegumbres.

Porloquesideseamoscontrolarnuestropeso,evitarlascadasbruscasdeazcarensangreylos

efectosqueproducenennuestroestadodenimo,debemoslimitarlosazcaressimplesycon-centrarnosenloscomplejosodeasimilacinlenta.Unadietabasadaenelconsumodecereales

integralesliberaunacorrientecontinuadeglucosaensangrequepermaneceporvariashoras.

Investigaquenfermedadesestnasociadasadeficienciasenelmetabolismodecarbohidratos.AActividad


1.3 LpIDOs

Sonungrupoheterogneodecompuestosquecompartenmspropiedadesfsicasquequ-micas.Dentrodelaspropiedadesfsicasencomndestacanelserrelativamenteinsolublesen

aguaysolublesensolventesnopolares.

Los lpidos son sustancias derivadas de los cidos grasos o sustancias estrechamente

relacionadas.

Suestudioesimportanteyaquedesempeandiversasfuncionesenelorganismo,talescomo:

Reserva.Sonlassustanciasquebrindanmayorenergaalorganismo,aproximadamente

9.4kcal/gramo.Loscidosgrasossealmacenanenlosadipocitosenformadeglucge-no,constituyendolareservaprincipal.

Estructural.Losglucolpidos,fosfolpidosylipoprotenasformanlasbicapaslipdicas

delasmembranascitoplasmticasydelosorganeloscelulares.Otros,comolascerasdel

cabello,recubrenestructurasylesdanconsistencia.Losacilglicridossealmacenanen

losadipocitosdetejidossubcutneosdelasplantasdelpieypalmadelamano,como

proteccinmecnica;otros,alrededordeciertosrganosfuncionandocomoaislantes

trmicos.Loslpidosnopolaresactancomoaislanteselctricos,formandopartedela

mielinaquecubrelosnervios.

Transportadora.Eslafuncindetransportarlpidosdesdeelintestinohaciaellugarde

utilizacinoaltejidoadiposoparasualmacenamiento.Estafuncinserealizamedian-telaemulsindeloslpidosporloscidosbiliaresylosproteolpidos,permitiendosu

transporteporsangreylinfa.

Debidoaestasfunciones,elestudiodeloslpidosesfundamentalparacomprenderenferme-dadescomolaobesidadylaateroesclerosis.

1.3.1 Estructura

Loslpidosestnformadosporcarbono,hidrgeno,oxgenoyocasionalmentenitrgeno,fs-foroyazufre.

1.3.2 Clasificacin

Loslpidosseclasificanen:

Lpidossimples:Grasasyceras.

Lpidoscomplejos:Fosfolpidos,glucolpidosyesfingolpidos.

Lpidosprecursoresoderivados,queasuvezsepuedenagruparcomolpidosneutros:

acilgliceroles,colesterolysteresdecolesterilo.

24 uNidad i

cidos grasos

Loscidosgrasossoncidoscarboxlicosalifticosdecuatrotomosdecarbonoenadelante.

Existenengrasasyaceitesnaturalesprincipalmentecomosteres.Seencuentransinesterificar,

esdecir,comocidosgrasoslibresenelplasma.Puedenser:

Saturados:Provienendel cido actico.Noposeendobles enlaces en su cadena, son

flexiblesyslidosatemperaturaambiente.

Insaturados:Contienenunoomsdoblesenlacesenlacadena.Sonrgidosaniveldel

dobleenlace.Sonlquidosaceitosos.

Loscidosgrasossonmolculasanfipticasobipolares,lacabezadelamolculaespolar,

esdecir,hidroflicaylacadenaesapolarohidrofbica.Suspropiedadesfsicasyfisiolgicas

estndeterminadasporlalongituddesucadenayporsugradodeinsaturacin.Porejemplo,

supuntodefusinaumentaconformeaumentaelnmerodecarbonosybajadeacuerdocon

lainsaturacin,loquehacequeloslpidosdelamembranacelular,quedebenserlquidosa

todaslastemperaturasambientales,seanmsinsaturadosqueloslpidosalmacenados;los

lpidosquesirvendeproteccinenanimaleshibernadoressonmenosinsaturados.

Sunomenclaturasebasaenponerleelnombredelhidrocarburoconelmismonmerodetomos

decarbono,sustituyendolaofinalporlaterminacinoico.Aunquelaformamsusadapararefe-rirnosaloscidosgrasoseslanomenclaturacomn,quenosindicalafuentedelacualprovienen.

Plantea losprincipalescidosgrasos saturadose insaturadosde importancia fisiolgicaynutricional,

indicandolafuenteenlaqueseencuentran.

Existenalgunoscidosgrasospoli-insaturados,comoellinoleico,queelorganismonopuede

fabricar,perodebidoaquedesempeanfuncionesfisiolgicasimportantesesnecesarioincor-porarlosaladieta.Estoscidossonllamadoscidosgrasosesenciales(AGE),yseclasificanen

dostipos:

cidosgrasos esencialesomega-3.Dentrode estegrupoest el cido alfa-linolnico

(ALA),deorigenvegetalypresenteensemillasyvegetalesconhojasverdeoscuro,por

ejemplolaverdolaga.Dentrodelosdeorigenanimal,losmsimportantessonlosque

poseenlospecesazulescomoelsalmn,atn,caballaysardina,porejemplo,loscidos

eicosapentanoico(AEP)ydocosahexanoico(ADH).

cidosgrasosesencialesomega-6.Enestegrupodestacanelcidogama-linoleicoyel

araquidnico.Elcidolinoleicoseencuentrapresenteprincipalmenteenlassemillasde

girasol,ssamo,nueces,germendetrigo.

Investigalosalimentosricosencidoslinolnicoylinoleicoporordendemayorcantidad.

AActividad

AActividad


Lpidos simples

Loslpidossimplescomprendenlosglicridos(steresdecidosgrasosyglicerol)ylasceras

(steresdecidosgrasosyalcoholessuperiores).

Losglicridospuedensermonoglicridos,diglicridosytriglicridos,siendoestosltimoslaprin-cipalformadealmacenajedeloscidosgrasos.Seclasificanconbaseensupuntodefusinen:

Aceites.cidosgrasos insaturados y/ode cadena corta.Lquidos a temperatura am-biente.Seencuentranprincipalmenteenplantasoleaginosas,algunasplantasacuticasy

pescadosazulesquesealimentandeellas.

Mantecas.Grasassemislidasatemperaturaambiente.Seencuentranenalgunosanima-les,comoelcerdo.

Sebos.Grasasslidasatemperaturaambiente,formadasporcidosgrasossaturadosy

decadenalarga,comolasgrasasdecabraybuey.

Losglicridossedescomponenmediantehidrlisisencidosgrasosyglicerol.Silahidrlisis

serealizaenmedioalcalinodalugaraunasaldecidograsodenominadajabn.Estareaccin

recibeelnombredesaponificacin.

Triglicrido Salsdica Jabn

Enlosseresvivoslahidrlisissellevaacabopormediodeenzimas(lipasas).Estahidrlisis,en

losanimalessellevaacaboenelestmago,yenlasplantasyvegetalesdurantelagerminacin

delassemillasoleaginosas:

Entre las funciones fisiol-gicasdeloscidosesencialesestladeantiartrtico,anties-clertico,antiinflamatorio,hepa-toprotector e hipocolestero-lmico.

26 uNidad i

Lascerasnaturalessonmezclasdesteres,alcoholesnoesterificados,cetonasehidrocarburos.

Sonslidosconpuntosdefusinentre60Cy80C.Sufuncinprincipalesladecobertura

protectorayrepelentealaguaenplantasyanimales.

Lpidos complejos

Sonsteresdecidosgrasosquecontienenotrosgruposqumicosademsdeunalcoholydel

cidograso.Seclasificanen:

Fosfolpidos:

Fosfoglicridos:lecitinas,cefalinasyplasmalgenos.

Fosfoinostidos.

Fosfoesfingsidos.

Glicolpidos.

Esfingolpidos.

Fosfolpidos.Son losprincipalesconstituyentesde lasmembranascelulares,porejemplo, la

cardiolipinaeselprincipallpidodelasmembranasmitocondriales.Laslecitinassonlosfosfol-pidosmsabundantesdelamembranacelularyconstituyenlareservacorporalmsimportante

decolina,lacualesunneurotransmisor.Seencuentranenlayemadehuevoylasoya.

Lascefalinasdesempeanfuncionesimportantesenlacoagulacindelasangre,lasprincipales

sonlafosfatidiletanolamina,lafosfatidilserinaylafosfatidilglicerolocardiolipina.Seencuen-tranprincipalmenteenlayemadehuevoyeneltejidonerviosodeanimales.

Losplasmalgenosseencuentranenlamielinacerebral,msculoscardiaco,estriadoyenelse-men.Unejemplodeplasmalgenoeselfactordeactivacindeplaquetas(PAFporsussiglasen

ingls)quefuncionacomomediadordehipersensibilidadenlasreaccionesinflamatorias

agudasyenelchoqueanafilctico.

La ausencia de dipalmitil-lecitina causa el sndromedeinsuficienciarespiratoriaenloslactantesprematuros.El veneno de serpienteshidroliza los cidos grasosnosaturadosenlisolecitinay lisocefalina, destruyen-do losglbulosrojosde lasangre.


Unejemplodelpidosfosfoinositdicoseselfosfatidilinositol,elcualesunprecursordesegun-dosmensajerosenlatransduccindesealdelasclulas.

Losfosfoesfingsidosoesfingomielinasseencuentranengrandescantidadesenelencfaloy

tejidonervioso.

Glicolpidos.Estndistribuidosampliamenteenlostejidosdelcuerpo,principalmenteeltejido

nervioso(cerebro).Losprincipalesglucolpidossonlosglucoesfingolpidos,aloscualesper-tenecenloscerebrsidos,importantesporsuasociacinconlosglbulosrojos,constituyendo

losaglutingenosdeterminantesdelosgrupossanguneos.

Lpidosprecursoresyderivados

Compuestosqueapesardesuestructurapresentanpocarelacinconlosdemslpidos.Den-trodeestegrupodestacanlosterpenosyesteroides.

Terpenos.Estnampliamentedistribuidosenlosvegetales.Porejemplo,elgeraniol(presente

enlosgeranios,utilizadoenperfumera),mentol(rboldementa,utilizadoenlaindustriafar-macuticaporsuspropiedadesteraputicassobrelasvasrespiratorias),retinolovitaminaA

(presenteprincipalmenteenlaszanahorias).

Esteroides.Desarrollannumerosasfuncionesfisiolgicasimportantes.Elcolesteroleseleste-roidemsconocido,eselprecursormetablicodelashormonasesteroideslascualesregulan

eldesarrollosexualyelmetabolismodecarbohidratos.Otrosderivadosdelcolesterolsonlos

cidosbiliares,lavitaminaD(aunquenoespropiamenteunesteroide),hormonassuprarrena-lesyglicsidoscardiacos.

Elcolesterolseencuentraampliamentedistribuidoen lasclulasdelorganismo,perosobre

todoenlasdeltejidonervioso.Esconstituyenteimportantedelamembranacelularydelas

lipoprotenasplasmticas. Sepuede encontrar combinado con cidos grasos comoster de

colesterilo.

28 uNidad i

I. Investigaqualimentossonricosencolesterol,queslaateroesclerosisyculessurelacincon

elcolesterol.

II. Discutanlosrequerimientosdiariosdelpidosparaunnio,adolescenteyadultosanos.

1.4 pROTENas

Sonmacromolculasdeelevadopesomolecular,constituidasprincipalmenteporcarbono,hidrge-no,oxgenoynitrgeno,aunquealgunascontienenfsforoyazufreyenmenorproporcinhierro,

cobreymagnesio.Aunqueexistenendiversostamaos,formasycondistintasfunciones,tienen

caractersticasencomn,sonpoliamidasysusunidadesmonomricassonlosaminocidos.

Supresenciaesindispensableparaeldesarrollodelosprocesosvitalesenlosseresvivos.Cons-tituyenelprincipalcomponentedelostejidosanimales,aproximadamente70a75%delpeso

secodelasclulascorrespondeaprotenas.

Lasprotenasdesempeanfuncionesdiversas,formanpartedelaestructuradetejidosyreali-zanfuncionesmetablicas,reguladoraseinmunolgicas.

1.4.1 Estructura

Launidadestructuraldelasprotenasradicaenlos-aminocidos,quesecaracterizanportener

ungrupocarboxilo(COOH)yungrupoamino(NH2):

Sonlosveinte-aminocidosdistintoslosqueseencuentranenlamayoradelasprote-nas,unidosporenlacespeptdicos.Lospolmerosresultantessedenominanpptidos,que

puedenser:

Oligopptidos:sitienenhasta20aminocidos:

Dipptido:dosaminocidos.

Tripptido:tresaminocidos.

Tetrapptido:cuatroaminocidos,etc.

Polipptidos:sielnmerodeaminocidosesmayora20.

Elenlacepeptdicoesunenlacecovalentedetipoamdico,formadoporlosgrupos-carboxilo

y-aminodedosaminocidoscondesprendimientodeunamolculadeagua:

AActividad


Losaminocidosseclasificanenbsicos,cidos,iminocidosyneutros,yenfuncindelgrupo

Rencincogrupos:

1. ElgrupoResneutro:

Glicina(G,Gli),alanina(A,Ala),valina(V,Val),leucina(L,Leu),isoleucina(I,Ile),fenila-lanina(F,Fen),asparragina(N,Asn),glutamina(Q,Glu),triptfano(W,Trp)yprolina

(P,Pro).

2. ElgrupoRcontieneungrupoOH:

Serina(S,Ser),treonina(T,Tre),tirosina(Y,Tir)ehidroxiprolina(Hip).

3. ElgrupoRcontieneS:

Cistena(C,Cis),cistina(Cis-Cis)ymetionina(M,Met).

4. ElgrupoRcontieneungrupocarboxilo:

cidoasprtico(D,Asp),cidoglutmico(E,Glu).

5. ElgrupoRcontieneungrupoaminobsico:

Lisina(K,Lis),arginina(R,Arg)ehistidina(H,His).

Investigalosaminocidosbsicos,neutros,cidoseiminocidosconsusrespectivasfrmulas.

Lafuncinbiolgicaquedesempeaunaprotenaestdeterminadaporsuestructuratridimen-sional,definidaporcuatronivelesdeorganizacin:estructuraprimaria,estructurasecundaria,

estructuraterciariayestructuracuaternaria.

Estructura primaria

Indicaporculesaminocidosestformadalaprotenayelordenenelqueestndispuestos,

determinadopor laseriedenucletidosdelARNyelADNdelncleode laclula.Porcon-vencinelordendeescriturade losaminocidosesdesdeelgrupoaminoterminalhastael

carboxilofinal.Estaestructuradefinelaespecificidaddecadaprotenaydeterminaculserla

estructurasecundariayportantoterciariaycuaternariadelaprotena.

AActividad

30 uNidad i

Estructura secundaria

Representa la estructura tridimensional de la protena, es decir, la disposicin espacial que

adoptalacadenapeptdica(estructuraprimaria)amedidaqueessintetizadaenlosribosomas.

Estdeterminadaporlacapacidadderotacindelcarbonoyformacindepuentesdehidr-genoquepermitengirosyplegamientosparaadoptardiversasformas:

a) hlice:Estructurageomtricauniformeendondeelgrupocarboxlicodeunami-nocidoseuneporpuentesdehidrgenoalgrupoaminodeotroaminocido,cada3.6

aminocidos,formandounavueltade5.4angstroms.

b) Lminas:Ladistanciaentreaminocidosesde3.5angstroms,por loque lacadena

polipeptdicaestmsextendidaqueenlahlice.Laestructuraestmantenidapor

puentesdehidrgenoconelementosdecadenasdistintasodelamismaquedavuelta

formandounalminaquepuedeserparalela,si losdossegmentostienendirecciones

iguales;oantiparalela,silosdossegmentostienendireccionesdiferentes.

Figura 1.4 Estructuraprimariadeunaprotena.

Figura 1.5Estructurasecundariadeunaprotenaenalfahlice.

Figura 1.6Estructurasecundaria

deunaprotenaenlminaplegada.


c) Giros:Sonsecuenciasdelacadenapolipeptdicaconestructuras-hliceolmina,

conectadasentresporunaconformacinespecialqueleimponeungirobruscoala

protena(180),estabilizadopormediodeunpuentedehidrgenoentreelcarboniloy

elaminodelenlacepeptdico.Estosgirosledangranestabilidadalamolcula.

d) Superhlice:Sonasociacionesentreestructurassecundarias,hlicesqueseenrollancon

otrasparaformarunasuperhlice.

Una protena puede contener una o varias

zonas con cada tipo de estructura secun-daria: -hlice, lmina , o giro . Existen

variostiposdemodelospararepresentarla

estructurasecundariadelasprotenas,elms

utilizado es el de cintas-flechas, que repre-sentalossegmentosdelminacomocintas

enflecha,las-hlicescomocintasespirales

ylosgiros,comounalneafina.

Estructura terciaria

Eselplegamientodelacadenapolipeptdicasobresmisma,dandounaestructuratridimensio-nalespecficaparacadaprotena.Estaestructuradeterminalafuncindelaprotena,esdecir,

laactividadbiolgicaquevaadesempear.

Paraqueseefecteelplegamientodelacadenaprimerosepliegaunconjuntodeunidades

autnomas (dominios), que son regiones diferenciadas dentro de la estructura terciaria y

constituyenunnivelestructuralintermedioentrelaestructurasecundariaylaterciariadela

protena.Yesfinalmentelaasociacindelosdistintosdominioslaqueoriginalaestructura

terciaria.

Losenlacesqueestabilizanlaestructuraterciariadelasprotenaspueden

serdedostipos:

Enlacescovalentes.Dadosporlaformacindeunpuentedisulfuroounenlaceamida.

Enlacesnocovalentes.Puedenserdecuatrotipos:

Fuerzaselectrostticas

Puentesdehidrgeno

Enlaceshidrofbicos

Enlacespolares

Figura 1.7Modelodecintasyflechas

deunaprotena.

32 uNidad i

Existendostiposdeestructurasterciarias:fibrosasyglobulares.

a) Protenasconestructuraterciariafibrosa:Formadasporunaomscadenaspolipept-dicas,sonmolculasmuyalargadas.Seencuentranprincipalmentecomoprotenases-tructuralesdelostejidosconectivo,elstico,contrctil,yenelcabelloylapiel.Como

ejemplodeellaspodemoscitaralcolgeno(piel),queratina(cabello)yfibrona(seda).

b) Protenasconestructuraterciariaglobular:Sondeformaesfricaohelicoidal.Lama-yoradeprotenasesdeestetipo.Sonsolublesenagua,porejemplo,lahemoglobina,

fosfoglucosaisomerasa,lactatodeshidrogenasa.

Estructura cuaternaria

Seformaenprotenasquetienenmsdeunacade-napolipeptdica.Estaestructuraconsideraeln-meroynaturalezadelosdistintosmonmerosyla

formaenqueseasocianenelespacio.Enlaspro-tenasconestructuraterciariafibrosa,laestructura

cuaternariasegeneradelaasociacindevariashe-brasparaformarunafibraosoga.Enlasprotenas

globulareslosmonmerosqueseasocianpueden

seridnticos(hexoquinasa)odiferentes,yaseacon

unamismafuncin(hemoglobina)oconfuncio-nesdistintas(aspartatotranscarbamilasa).

Losenlacesquemantienenunidaslascadenaspolipeptdicasenestaestructurasonbsicamen-telosmismosqueparalaestructuraprimaria,aunquealgunasinmunoglobulinaspuedenestar

unidasporpuentesdisulfuro.

Desnaturalizacin

Eselfenmenoenelcualserompenlosenlacesquemantienenlaestructuratridimensional

delaprotena,esdecir,laestructuracuaternaria,terciariaysecundaria,quedandosolamentela

estructuraprimaria(secuenciadeaminocidos).Lasprotenasdesnaturalizadastienencaracte-rsticasencomncomoladisminucindesusolubilidadenagua,aumentodelaviscosidad,

disminucindesucoeficientededifusinyprdidadelaspropiedadesbiolgicas.

Losagentesquedesnaturalizanaunaprotena(agentesdesnaturalizantes)puedenser:

Fsicos:Comolatemperatura,lamayoradeprotenassedesnaturalizacuandosecalien-tanentre50y60Cyalgunascuandoseenfranpordebajodelos10C.

Qumicos:Detergentes,disolventesorgnicos,pH.

Figura 1.8 Estructuracuaterna-riadeunaprotena.


Enmuchoscasosladesnaturalizacinpuedeserreversible;elprocesomedianteelcualunapro-tenadesnaturalizadarecuperasuestructuranativasellamarenaturalizacin.Alrenaturalizarse

unaprotenarecuperasufuncinbiolgica,yaqueeslasecuenciadeaminocidosdelacadena

polipeptdica(estructuraprimaria)laquecontienelainformacinnecesariaparadeterminarla

conformacintridimensional(plegada)delaprotenayportantosuactividadbiolgica.

Larenaturalizacinesunapropiedaddegranutilidadenelaislamientoypurificacindepro-tenas.

I. Investigaquaminocidosrompenosonincompatiblesconla-hlice.

II. Existenalgunasprotenasqueseencuentranentreeltipofibrosoyglobular,investigadosdeellas

yquactividadbiolgicarealizan.

1.4.2 Clasificacin

Lasprotenassedividenconbaseensucomposicinensimplesyconjugadas.

Protenassimples.Cuandosehidrolizanproducennicamenteaminocidos.Estncom-puestaspor50%carbono,7%hidrgeno,23%oxgeno,16%nitrgenoy0-3%azufre.

Protenasconjugadas.Alhidrolizarseproducenaminocidosyotroscomponentesorg-nicosoinorgnicos(grupoprosttico).Seclasificandeacuerdoconlanaturalezaqumi-cadesugrupoprostticoen:

Nucleoprotenas

Lipoprotenas

Fosfoprotenas

Metaloprotenas

Glicoprotenas

Enlistaalgunasprotenasconjugadasdecadatipoysealaculessugrupoprosttico.

1.4.3 Principales-aminocidosenlasprotenas

Existen20-aminocidosqueestnpresentesenlasprotenas.Algunosnopuedensersinteti-zadosporlosorganismoshetertrofosydebenserincorporadosconladieta,stosrecibenel

nombredeaminocidosesenciales.Paraelserhumano,losaminocidosesencialessondiez:ar-ginina,histidina,isoleucina,leucina,lisina,metionina,fenilalanina,treonina,triptfanoyvalina.

Sehallanpresentesenlasprotenasdeorigenanimalcomolaleche,carne,huevos;encereales

ylegumbressiemprehayalgnaminocidoquenoestpresenteencantidadessuficientes.

AActividad

AActividad

34 uNidad i

1.4.4 propiedades de las protenas

Propiedadesanfteras.Estacaractersticahacealaprotenacapazdeneutralizarlasva-riacionesdepHdelmedio,yaquepuedecomportarsecomouncidoounabaseypor

tantoliberarocaptarprotones.CuandoelpHesbajo,losgruposionizablesestnproto-nadosylacarganetadelaprotenaespositivayviceversa.Entreambaszonasexisteun

pHenelcuallacarganetadelaprotenaesnula,aestepuntoseleconocecomopunto

isoelctrico,yescaractersticoparacadaprotena.

Solubilidad.Lasolubilidaddeunaprotenadependedevariosfactores,entreellos:

Eltipodeaminocidospresentesenlacadena:unaprotenaconmayorcontenidode

aminocidospolares esms solublequeunaprotena rica enaminocidoshidrfo-bos.

Laestructuratridimensional:lasprotenasglobularessonmssolublesquelasfibrosas.

Latemperatura:comosemencion,ocasionaladesnaturalizacindelasprotenas,tra-yendocomoconsecuenciaunadisminucindrsticadelasolubilidadalquedarlosresi-duoshidrofbicosenlasuperficiedelaprotena.

Laconstantedielctricadelmedio.

ElpHdelsolvente.

Lafuerza inica: lapresenciadesalespuedeaumentarodisminuir lasolubilidadde

unaprotena.Enelefectodesolubilidadporsalado,losionesdelassalesneutrasinte-ractanconlosgruposinicosdelasmolculasproteicas,disminuyendolainteraccin

protena-protenay,porlotanto,favoreciendolasolubilidad.Enlaprecipitacinpor

salado,losionessalinosatraenalasmolculasdeaguapolarizadasocasionandoque

disminuya lacantidaddeaguadisponibleparaunirsea laprotena.Entremscerca

delpuntoisoelctricosellevaacabolaprecipitacinporsalado,lasolubilidaddela

protenasermenor.

1.4.5 Mtodos de purificacin de protenas

Unadelascaractersticasquedebetenerelmtodoempleadoparalapurificacindeprotenas

eselobtenerlasenformasoluble.Esteprocesosellevaacaboenvariasetapas,quevandesde

laextraccindelaprotenadeintershastasualmacenamiento.

Existenvariosmtodosparalapurificacindelasprotenas,basadosensucarga,polaridad,

tamaoyespecificidaddelenlace:

Carga:Cromatografadeintercambioinicoyelectroforesis.

Polaridad:Cromatografadeinteraccioneshidrofbicas.

Tamao:Cromatografadegeloexclusin,electroforesisengeldepoliacrilamidacon

ducecilsulfatosdico(porsussiglaseninglsSDS-PAGE)yultracentrifugacin.

Especificidaddeenlace:Cromatografadeafinidad.


Investigacmosepurificalainsulina.

1.4.6 Funciones de las protenas

Lasprotenasrealizandiversasfuncionesenlosseresvivos,entreellas:

Funcinestructural.Lasclulasposeenuncitoesqueletodenaturalezaproteicaalrede-dordelqueseorganizantodossuscomponentesyrealizafuncionescomoeltransporte

intracelular.Ciertas glicoprotenas formanpartede lasmembranas celulares y actan

comoreceptoresofacilitaneltransportedenutrientes.Otrasprotenas,comocolgeno

(tejidoconjuntivo fibroso),elastina (tejidoconjuntivoelstico),queratina (epidermis),

fibrona(segregadaporlasaraasygusanosdeseda)sonlasencargadasdelaelasticidad

yresistenciaderganosytejidos.

Funcinenzimtica.Eslafuncinquecuentaconmayornmerodeprotenas.Lasen-zimasactancomobiocatalizadoresdelasreaccionesqumicasenelmetabolismo.

Funcinhormonal.Algunashormonascomolainsulinayelglucagn(regulacinhor-monaldelosnivelesdeglucosasangunea),lahormonadelcrecimientoylacalcitonina

(regulaelmetabolismodelcalcio)sondeorigenproteico.

Funcindefensiva.Esunafuncinimportantedelasprotenas,comolasinmunoglobu-linas(actancomoanticuerpos),lasmucinas(presentesenlasmucosasyposeenefecto

germicida).Algunasbacterias,comoelclostridium botulinum,producentoxinasproteicas.Lasserpientesyalacranesfabricanprotenasconfuncionesdefensivas,contenidasensus

venenos.

Funcindetransporte.Esencialenlosseresvivos,vaaestarsiemprerealizadaporpro-tenas,porejemplo:

Hemoglobina,transportedeoxgenoenlasangredevertebrados.

Mioglobina,transportedeoxgenoenmsculo.

Lipoprotenas,transportedelpidosenlasangre.

Funcindemovimiento.Todaslasfuncionesdemotilidaddelosseresvivosestnrela-cionadasconlasprotenas.Laactinaylamiosinasonlasresponsablesdelacontraccin

delmsculo.Ladinenaestrelacionadaconelmovimientodelaclulamediantecilios

yflagelos.

Funcindereserva.Algunasprotenasfuncionancomoreservadeaminocidosparael

desarrollodelembrin,comolaovoalbminadelaclaradehuevoolagliadinadelgrano

detrigo.

Funcinreguladora.Algunasprotenasregulanlaexpresindeciertosgenes,unindose

alADNparacontrolarlatranscripcingnica.Lasfasesdelciclodedivisincelularson

reguladasporlaprotenaciclina.

AActividad

36 uNidad i

1.4.7 Necesidades diarias de protenas en el organismo

Lacantidaddeprotenasqueserequierediariamenteenladietadependedefactorescomola

edad,lacapacidaddeasimilacindelasmismasydelvalorbiolgicodelasprotenasquese

consuman.

Elvalorbiolgicodeunaprotenasedefineporsucapacidaddeofrecertodoslosaminocidos

necesariospara lossereshumanos;esdecir, lacalidadbiolgicadeunaprotenasermayor

cuantomssimilarseasucomposicinaladelasprotenasdelcuerpohumano.Elconjuntode

aminocidosesencialessloestpresenteenlasprotenasdeorigenanimal;enlamayoradelos

vegetalessiemprehayalgnaminocidoquenoestpresenteencantidadessuficientes.

Generalmenteserecomiendade40a60gramosdeprotenasaldaparaunadultosano,o0.8

gramosporkilogramodepesoporda.Lasnecesidadesdeprotenaaumentanduranteelcreci-miento,embarazo,lactanciayparadeportistasdealtorendimiento.

Unadieta que exceda las necesidades proteicas puede conducir a la destruccinde tejidos,

ocasionandoenfermedadesrenales.Estudiosrecienteshandemostradoquelosaminocidos

excedentesdeladietaseacumulanenlasmembranasbasalesdeloscapilaressanguneosoca-sionandomicorangiopatas(Wendt et al.).

I. Plantealosrequerimientosdiariosdeprotenasparaeladolescenteyeladultoyelaboraunmen

quecumplaconellos.

II. Determina lasventajasydesventajasde ingerirprotenasdetipoanimalydetipovegetal,es

posiblecubrirlosrequerimientosdiariosdeprotenasconunadietavegetariana?Justificatures-puesta.

1.5 ENzIMas

1.5.1 Naturaleza de las enzimas

Lasenzimassonprotenasglobularescapacesdecatalizarlasreaccionesmetablicasenlosseres

vivos.

Comotodocatalizador,lasenzimasfavorecenlavelocidaddereaccin,lograndoqueencondi-cionesfisiolgicasocurraunsinfndereaccionesquesincatalizarrequerirancondicionesex-tremasdepresin,temperaturaopH.Confrecuencialasdeficienciasenlafuncinenzimtica

causanpatologasenelorganismo.

AActividad


Sonsolublesenaguaysedifundenbienenloslquidosorgnicos.Puedenactuaranivelintra-celular,dondesehanformado,oanivelextracelular,enlazonadondesesegregan.

1.5.2 Nomenclaturayclasificacin

Lasenzimasseclasificanporel tipode reaccinymecanismode la reaccinquecatalizan.

Existeuna terminologaantiguabasadaen la adicindel sufijoasaalnombredel sustrato

quehidrolizan;porejemplo:lipasas,enzimasquehidrolizanlasgrasas;proteasas,enzimasque

hidrolizanlasprotenas.

Aldescubrirsequevariasenzimascatalizanreaccionesdeunmismosustrato,ladenominacin

delasenzimascambialtipodereaccincatalizada;porejemplo,deshidrogenasas:enzimas

quecatalizanreaccionesdeeliminacindehidrgeno,transferasas:enzimasquecatalizanre-accionesdetransferencia.Aldescubrirsemsenzimassediolugaraambigedades,porloque

actualmentesesiguelanomenclaturapropuestaporlaUninInternacionaldeBioqumica(por

sussiglaseninglsIUB),aunquelasnomenclaturasanterioressiguenenuso.

Nomenclatura IUb

1. Lasenzimassedividenenseisclasesprincipales,cadaunaconcuatroa13subclases:

Clase1:Oxidorreductasas.Catalizanreaccionesdeoxidorreduccin,esdecir,transferen-ciadehidrgenooelectronesdeunsustratoaotro.

Clase2:Transferasas.Catalizanlatransferenciadeungrupoqumico(distintoalhidr-geno)deunsustratoaotro.

Clase3:Hidrolasas.Catalizanlasreaccionesdehidrlisis.

Clase4:Liasas.Catalizanlasreaccionesderupturadesustratos.

Clase5:Isomerasas.Catalizanlainterconversindeismeros.

Clase6:Ligasas.Catalizanlaunindedossustratosconhidrlisissimultneadeunnu-cletidotrifosfato(ATP,GTP,etc.).

2. Elnombrede la enzimaconstadedospartes, laprimeraeselnombredel sustratoy la

segunda indica el tipode reaccin catalizada, con terminacinasa.Ejemplo: succinato

deshidrogenasa,afosfotiosaisomerasa.

3. Siesnecesarioaclarar lareaccinsehacehastael finalentreparntesis,porejemplo:L-

malato:NADHoxidorreductasa(descarboxilante).

4. Cadaenzimatieneunnmeroclave,E.C.,queindica:elprimerdgito(tipodereaccinse-gnlaclase),segundodgito(lasubclase),tercerdgito(sub-subclase),cuartodgito(enzima

especfica).

38 uNidad i

Porejemplo:E.C.2.7.1.1oATP:D-hexosa-6-fosfotransferasa:

Clase2,transferasa.

Subclase7,transferasadefosfato.

Sub-subclase1,funcinalcoholcomoaceptordefosfato.

Enzimaespecfica1,hexocinasaqueeslaenzimaquecatalizalatransferenciadefosfato

desdeelATPalhidroxilodelcarbono6delaglucosa.

1.5.3 Las enzimas como catalizadores

Lasenzimassoncatalizadoresmuyespecficos.Cadaenzimacatalizaunsolotipodereacciny

casisiempreactasobreunnicosustratoosobreungrupomuydefinidodesustrato.

Enunareaccincatalizadaporunaenzimasellamasustratoalasustanciasobrelaqueactala

enzima.statieneuncentroactivo,reginendondeseunealsustrato.Elcentrocomprende

dossitios,unodeuninformadoporaminocidosqueentranencontactoconelsustrato,y

unsitiocataltico,formadoporaminocidosimplicadosenelmecanismodereaccin.Unavez

formadoelproductolaenzimacomienzaunnuevociclodereaccin.

1.5.4 Especificidad para el sustrato

Comosehamencionado,lasenzimascatalizanreaccionesespecficas.Existendistintosgrados

deespecificidad;porejemplo,lasacarasarompeelenlace-glucosdico,siendolasacarosael

sustratonatural,mientrasquelamaltosaeisomaltosasonsustratosanlogos.Otrasenzimas

sonpocoespecficas,comolaquimiotripsina,querompelosenlacesamidadeprotenasypp-tidosdediversostipos.

Laespecificidaddelasenzimasporelsustratotieneaplicacinimportanteenlapreparacin

demedicamentosparainhibirlaactividaddeenzimasespecficas;porejemplo,laHMG-CoAreductasa,enzimalimitanteenlavelocidaddebiosntesisdelcolesterol.

Investigaotrasaplicacionesdelaespecificidadporelsustratodelasenzimas.

1.5.5 Formacindecomplejosenzima-sustrato

Lasreaccionescatalizadasporenzimas,esdecir, latransformacindesustratoenproductos

finalesnoocurrendemaneradirecta,esnecesarioqueelsustratoseactiveparaquesusenlaces

sedebilitenysefavorezcasuruptura.Talpasoeslaformacindelcomplejoenzima-sustrato

(E-S)ocomplejoactivadoyrequieredeenerga,generalmenteenformadecalor,llamadaener-gadeactivacin.

AActividad


Para ello, las enzimasactandedos formas: fijndosemedianteenlacescovalentes (enlaces

fuertes)alsustrato,demodoquelosenlacesdestesedebilitenynoseanecesariatantaenerga

pararomperlos;obien,atrayendoalsustratohaciasusuperficieparaaumentarlaposibilidadde

encuentroyfacilitarlareaccin.

Unavezrealizadalatransformacindelsustratoenproductos,stossonliberadosparapermi-tirquelasenzimassiganactuandosobremssustrato.

1.5.6 Cofactoresycoenzimas

Muchasenzimassonprotenasconjugadas,selesconoceconelnombredeholoenzimas.Pue-dendisociarseenuncomponenteproteico,llamadoapoenzima,yengrupoprostticonopro-teico,llamadocofactor.

Loscofactorespuedensermetalesocofactoresorgnicos,variossonderivadosdecomponen-tesquenopuedensersintetizadosporlosmamferosyseconocenconelnombredefactores

nutricionalesesenciales,porejemplo,elnicotinamidaadeninanucletido(NAD)quecontiene

latioraminanicotinamidayelflavinadeninadinucletido(FAD)quecontienelavitaminaribo-flavinacomozincyfierro.

Algunoscofactoresorgnicosactancomoaceptoresodonadoresdegruposfuncionaleso

tomosquesonseparadosoadicionadosalsustratodelaenzima.Estoscofactoressedeno-minancoenzimas.Sedisocianfcilmentedelaenzimayparticipanestequiomtricamenteenla

reaccincatalizada.

Investigaydiscutanengruposobrelasprincipalescoenzimas.

Figura 1.9Complejo

enzima-sustrato.

AActividad

40 uNidad i

1.5.7 Cintica enzimtica

Parapoderentender lanormalidadyporende laanormalidaddelmetabolismode losseres

vivos,esimportanteconsiderarlavelocidadconlaqueocurrenlosprocesosenzimticos,es

decir, la cinticade la reaccinenzimtica.Cuandouna sustancianoesproporcionadacon

lavelocidadadecuada,seaporquesesuministreconmayoromenorrapidez,obien,cuando

unproductonoeseliminadoconsuficienterapidezparaevitarsuacumulacin,seproducen

desajustesmetablicosquedenoser reguladosporelorganismodanorigena las llamadas

enfermedadesmetablicas,talescomolafenilcetonuria.

Lavelocidaddelasreaccionesenzimticassedefinecomoelcambiodelaconcentracindel

sustratooproductoenuntiempodeterminado.Dependiendodelvalordelaconcentracin

delsustrato,lasreaccionesenzimticasseclasificanen:

1. Reaccionesdeordencero:Cuandolavelocidadesindependientedelaconcentracin

delsustrato.

2. Reaccionesdeprimerorden:Cuandolavelocidadesproporcionalalaconcentracindel

sustrato.

3. Reaccionesdesegundoorden:Cuandolavelocidadesproporcionalalasegundapoten-ciadelaconcentracindelsustrato.

En1913,LeonorMichaelisyMaudMentendesarrollaronunaecuacindevelocidadqueex-plica el comportamiento cintico de las enzimas. Propusieron, como ya se explic, que las

reaccionesenzimticassedesarrollanendosetapas,enlaprimeraseformaelcomplejoE-Sy

enlasegundaesliberadalaenzimaparapoderactuarsobremssustrato.

SiendolaconcentracindelcomplejoE-Spequeayconstantealolargodelareaccin,lave-locidaddeformacindelcomplejoE-Svaaserigualalavelocidaddedisociacin,quedando

matemticamenteresumidoenlaecuacinquellevasusnombres:


DondeKMeslaconstantedeMichaelis-Mentenysuvalordaunaideadelaafinidaddelaen-zimaporelsustrato:

AmenorKM,mayorafinidaddelaenzimaporelsustrato.

AmayorKM,menorafinidaddelaenzimaporelsustrato.

LaKMdelsustratonaturalesmenorqueladelossustratosanlogos.

LosvaloresdeKMdemuchasenzimassonprximosalosdelaconcentracinfisiolgica

desussustratos,detalformaqueunavariacinenlaconcentracindelsustrato,por

pequeaquesea,ocasionagrandescambiosenlavelocidaddeunarutametablica.

Entrelosprincipalesfactoresqueafectanlavelocidaddelasreaccionesenzimticastenemos:

Concentracin de la enzima. La velocidad de la reaccin enzimtica es directamente

proporcionalalaconcentracindelaenzima.

Concentracindelsustrato.Cuandoseelevalaconcentracindelsustrato,lavelocidad

dereaccinaumentahastaundeterminadopuntoquedependedelasaturacindela

enzimaconelsustrato.

42 uNidad i

Temperatura.Lavelocidaddereaccinaumentaalincrementarlatemperatura,llegando

aunmximo(temperaturaptima),porencimadeestatemperaturalavelocidaddecrece

rpidamente.

pH.LamayoradelasenzimasmuysensiblesaloscambiosdepH.ElpHenelcuallavelo-cidaddereaccinesmximaseconocecomopHptimo.Losseresvivoshandesarrollado

mecanismoscomplejos(amortiguadoresfisiolgicos)paramantenerelpHintracelulares-tableyevitarqueunapequeavariacindesnaturalicelaprotena.

1.5.8 Usosindustrialesymdicosdelasenzimas

Lasenzimasofrecenmuchasaplicacionesindustrialesendiversasramascomolaindustriaali-menticia,enlafabricacindedetergentes,enlaproduccindeenerga,eneltratamientode

desechos,enlaproduccindeproductosfarmacuticosyenlamedicina.

Industriaalimentaria.Lafermentacinalcohlicayotrosprocesosindustrialesimportan-tesdependendelaaccindeenzimas,sintetizadasporlevadurasybacteriasempleadas

enelprocesodeproduccin.Lacapacidaddenoalterarlaspropiedadesdelosalimentos


lasconvierteenproductosbiolgicossegurosenlaelaboracindepan,derivadoslc-teos,fabricacindegelatinasyzumos.

Fabricacindedetergentes.Las enzimas se empezaronautilizar en la fabricacinde

detergentesapartirdelosaos60s,comounaherramientaparaatacarciertossustratos,

generalmentedeorigenlipdicoyproteico.Losdetergentesquecontienenenzimasse

llamanbiolgicos.Estetipodedetergentespresentaelinconvenientedequealserusa-dosenexcesosedesechanaloscuerposdeaguaenzimasactivasqueprovocandaosen

losseresvivosquehabitanesoscuerposdeaguaoenlosnutrientesquecomponensu

dieta.Ademsafectanlosprocesosdetratamientodeaguasresiduales.

Obtencindebiocombustibles.Unejemplodebiocombustibleeselalcoholobtenido

porfermentacindematerialricoenazcaresyalmidn.

Tratamiento de desechos.Un ejemplo en el tratamiento de desechos es el uso de la

peroxidasadelacoladecaballoqueseempleaparainiciarladegradacindefenolesy

aminasaromticaspresentesenaguasresidualesdemuchasindustrias.

Productosmdicosyfarmacuticos.Lasenzimasseempleanpara laproduccindeami-nocidos;tratamientosteraputicos,porejemplo,latripsinaseempleaparaeliminareltejido

muertodelasheridasyquemaduras;enlaproduccindeantibiticossemi-sintticoscomo

labencilpenicilina.Tambinsonusadasenelanlisisdealgunasmuestrasfisiolgicas.

1.6 hORMONas

Latransmisindelainformacinenelorganismoesllevadaacaboporlossistemasnervioso

yendocrino.Enesteltimo,elmensajeestransportadodesdeunaclulaaotramedianteel

torrentesanguneoatravsdeunassustanciasllamadashormonas.stassonmensajerosqu-micosqueseproducenenlasglndulasendocrinasysonliberadasdirectamentealasangre,

dondesontransportadashastasudestino,denominadocomorganodiana,rganoblancoo

tejidoefector,endondeejercensusaccionesespecficas.

Figura 1.10Localizacindelas

glndulasendocrinas.

44 uNidad i

Dentrodelasglndulasendcrinas,lasmsimportantessonlahipfisisanterioryelhipotla-mo,quefuncionancomoreguladoresprimariosdelsistemaendocrino,liberandounaseriede

hormonasaltorrentesanguneo.

Lashormonasproteicas,hidrosolubles,circulaneneltorrentesanguneo.Lashormonaseste-roidesytiroideas,insolublesenagua,sonsolubilizadasmediantelafijacinaprotenastrans-portadorascomolaalbmina.

1.6.1 Estructura

Lashormonasdemamferos sepueden agrupar en tres grupos atendiendo a sunaturaleza

qumica:

Hormonasformadasporprotenaspolipptidas.

Esteroides.

Hormonasformadaspormolculasderivadasdelmetabolismodeaminocidos.

1.6.2 Regulacin de la secrecin de hormonas

Elprincipalmecanismomedianteelcualelorganismomantienelosnivelesdehormonascircu-lantesdentrodeloslmitesfisiolgicoseselderetrocontrol,quepuedeserpositivoonegativo,

siendoesteltimoelmsfrecuente.Esdecir,lasconcentracionessanguneasmenoresalonor-maldeunahormonaespecficaaumentarnlavelocidaddelaactividaddelashormonashipo-talmicas,mientrasquenivelessuperioresalosnormalesensangre,reducirnestaactividad.

1.6.3 hormonas tiroideas

Latiroidesseencargadelaproduccinysecrecindehormonasesencialesparalaregulacin

dediversasfuncionesmetablicas,comolatermognesis,catabolismoproteicoyregulacinde

glucosa;cardiovasculares,comoregulacindelafrecuenciacardiaca,contractilidadmiocrdica

yvolumensanguneo;desistemanerviosocentral,comolaactividadysensibilidadadrenrgi-cas,yfuncionesgastrointestinales,comoaumentodelamotilidadintestinal.

Entrelasprincipaleshormonassegregadasporlatiroidesseencuentranlassiguientes:

Tiroxina

Tambinllamadatetrayodotironina(T4),tienelafuncindeestimularelmetabolismodelos

carbohidratosygrasas,activandoelconsumodeoxgenoyladegradacindeprotenasdentro

delaclula.Esunaaminasecretadaporlatiroidesenreaccinalahormonatiroestimulante


(TSH)delahipfisisydemaneraindirectaalaaccindelfactordeliberacindetirotropina

(TRP)delhipotlamo.Esprecursoradelatriyodotironina(T3)

Seutilizacomofrmacoparatratarenfermedadescomoelbocioyelhipertiroidismocongnito

(cretinismo).

ElincrementodelosnivelessricosdeT4essignodehipertiroidismo.Losnivelesinferiores

sugierenhipotiroidismos.

Investigaculeralaincidenciadebocioainiciosdelsigloxxyquaccionessetomaronparapoderdis-minuirdichaincidencia.

Triyodotironina(T3)

Eslahormonatiroideamspotente.Esunaaminaderivadadelatiroxina,pormediodelpro-cesoconocidocomomonodesyodacin,duranteelcualT4pierdeunodesuscuatrotomosde

yodo.Elhgadoylosrionessonlossitiosdeestatransformacin.

Susnivelessricos,alpareceraumentanydisminuyenenformaparalelaalosdeT4,yseestima

constituyenunindicadordiagnsticomsprecisodehipertiroidismo,sinembargo,enalgunos

casosdehipotiroidismo,losnivelesdeT3puedenpermanecernormales.

Investigaenquconsistenelhipertiroidismoyelhipotiroidismoyculessonsuscausas. AActividad

AActividad

Figura 1.11Tiroxina

Figura 1.12Triyodotironina

46 uNidad i

1.6.4 hormonas paratiroideas

Lasglndulasparatiroidessegregandonhormonas,laparathormonaylacalcitonina,quejunto

conlavitaminaDsonlosfactoresprincipalesdelaregulacinenelcontrolhomeostticodel

metabolismodelcalcioydelfosfato.

Parathormona(pTh)

Esllamadatambinhormonaparatiroidea,esunpolipptidosecretadoenlasglndulasparati-roidesqueregulalaconcentracindecalcioyfsforo.Encircunstanciasnormalessuliberacin

esreguladaporunmecanismoderetroalimentacinnegativaenqueparticipaelcalciosrico.

Laconcentracinnormaloelevadadel ioncalcioenlacirculacininhibela liberacindela

hormonaparatiroideayviceversa,ladisminucinenlosionesdecalcioestimulasuliberacin.

Si losnivelesplasmticosdecalcioaumentan,losdefsforodisminuyenalestimularloses-teoclastosyosteocitos,movilizandolosdosmineralesdelhueso,estimulandolaabsorcinde

calcioporlosintestinos.

Nivelesaltosdeestahormonapuedenindicarhiperparatiroidismo;nivelesbajos,indicanhipo-paratiroidismo.CuandosepresentannivelesaltosdePTH,juntoconnivelesaltosdecalciosri-co,puedeserindiciodetumorescomocarcinomadeclulasescamosasdelpulmn,carcinoma

renal,pancreticouovrico.

Calcitonina

Elprimer lugardeaccinde lacalcitoninaeselhueso,aunquepuedeactuardemanerase-cundariaanivelrenal.Sufuncinfisiolgicaes ladeprevenir lahipercalcemiapostpandrial,

inhibiendolareabsorcindelhuesoydescendiendolaprdidadecalcioinicoenelmismo.Su

accinesopuestaalaPTH,yaquereducelareabsorcinsea,acompaadadehipocalcemiae

hipofosfatemia,disminuyendolaexcrecindecalcioenlaorina.Elincrementodelosniveles

sricosdecalcitoninaenausenciadehipocalcemia,indicancarcinomamedulardetiroides.

Debatesobreelpapelque juega lacalcitoninaenel tratamientode laosteoporosisenmujeresprey

menopusicas.

1.6.5 Andrgenosyestrgenos

Los andrgenos y los estrgenos son hormonas responsables del desarrollo de caracteres

sexuales secundarios. Son secretadasprincipalmentepor el testculo (andrgenos) ypor los

ovarios(estrgenos).

Labiosntesisdetodaslashormonasesteroidescomienzaconelcolesterol,quesesintetizaa

partirdeacetilCoA.

AActividad


Losestrgenosylaprogesteronasonsintetizadosporlosovarios.Losestrgenossonlosen-cargadosdequesurjanlascaractersticassexualessecundariasdelamujerylamenstruacin.

Durantelamenopausia,lasecrecindeestrgenodesciendeaunnivelconstanteybajo.

Laprogesteronaestimulaelengrosamientodelendometrioparafavorecerlaimplantacindel

huevofecundado.Duranteelembarazolaplacentalibera10vecesmslaproduccindepro-gesterona.Impideelabortoaldisminuirlasconcentracionesuterinasyjuntoconelestrgeno,

preparalasmamasparalalactancia

Elprincipalandrgenoes latestosterona,staessecretadaenlasclulasdeLeydigdelos

testculos.Estahormona inducea lapubertadenelvarn,conservandolascaractersticas

sexualessecundariasdelmismo.Losnivelesdeprogesteronadurantelainfanciasonpeque-os,aumentandosusecrecindurantelapubertad.Enesaetapalaprogesteronaseencarga

deestimularelcrecimientodelostbulosseminferosylaproduccindeespermatozoides,

contribuyealagrandamientodelosgenitalesexternos.

1.6.6 hormonas adrenales

Lasglndulasadrenalesosuprarrenalesseencuentranubicadasenlapartesuperiordelosrio-nes.Estnformadaspordospartes:lacortezaadrenalylamdulaadrenal.

Lacortezaadrenalsecretahidrocortisona,corticosteronayaldosterona.

Hidrocortisona.Llamadatambincortisol.Intervieneenelcatabolismodegrasas,protenasy

carbohidratos.Medialasreaccionesdeestrsfisiolgicoyregulaelsistemainmunitario.

Corticosterona.Juntoconlahidrocortisonasuprimelasreaccionesinflamatoriasdelcuerpo.

Aldosterona.Inhibeelniveldesodioexcretadoenlaorina,manteniendoelvolumenylapre-sinsangunea.

Lamdulaadrenalsecretaepinefrina(adrenalina)ynorepinefrina(noradrenalina)yseencarga

delcontroldelestrsfsicoyemocional.

Epinefrina.Llamadatambinadrenalina,aumentalafrecuenciaylafuerzadelascontracciones

cardiacas,facilitandoelflujodesangrealosmsculosyelcerebro.Intervieneenlaconversin

deglicgenoenglucosaenelhgado(glicogenlisis).

Norepinefrina.Llamadatambinnoradrenalina.Poseeefectosvasoconstrictoresquefavorecen

elaumentodelapresinsangunea.

InvestigaenquconsistenlossndromesdeAddisonyCushing. AActividad

48 uNidad i

1.6.7 hormonas pancreticas

Elpncreasintervieneenelmetabolismodeloscarbohidratos.Secretaalainsulina,glucagn,

somatostatinayelpolipptidopancreticoaviar(PPA).

Insulina.EssecretadaporlasclulasbetadelosislotesdeLangerhans.Susecrecinesestimu-ladaporunaaltaconcentracindeglucosasangunea.Unnivelbajodelaconcentracinsan-guneadelainsulinaolaresistenciaasusefectostraecomoconsecuenciauntrastornollamado

diabetesmellitus.

Glucagn.EssecretadoporlasclulasalfadelosislotesdeLangerhansdelpncreas.Seencar-gadelaformacindeglucosaapartirdelglicgenoalmacenadoenelhgado,pormediodela

enzimaglicgenosintasa.

1.6.8 hormonas del timo

Eltimoselocalizaentreelcoraznyelesternn,suprincipalfuncinesproducirlinfocitosT.

Producehormonascomolatimosinaylatimopoietina,necesariasparaeldesarrollodeloslin-focitos.Existendosenfermedadesrelacionadasconlaincorrectamaduracindeloslinfocitos

T.Ladiabetesinsulinodependiente,quesedebeaqueloslinfocitosTcitotxicosnoreconocen

alasclulasbetadelpncreasyportantolasdestruyen,yellupuseritematososistmico,enel

queloslinfocitosTcitotxicosdestruyendiversostiposcelularesafectandoarganosvitales.

1.6.9 hormonas de la hipfisis

Lahipfisisopituitariaestubicadadebajodelcerebro,enlabasedelcrneo,enlacavidad

denominadasillaturca.Seencargadecontrolaralrestodelasglndulas.Constadetrespartes:

laadenohipfisis,lahipfisismediaylaneurohipfisis.Entresusprincipaleshormonassegre-gadastenemos:

Vasopresina.Conocidatambincomohormonaantidiurtica.Seproduceenlaneurohipfisis

ysufuncinesactuarsobrelostuboscolectoresrenalespermitiendounincrementodelare-absorcinlquidayportantounadisminucindelaexcrecindeagualibre.

Oxitocina.Sufuncinprincipalesestimularlascontraccionesdelteroduranteelpartoyesti-mularlaexpulsindelechedelasmamas.

Hormonatirotrpica(TSH).Favoreceeldesarrollodelatiroidesy laformacinylibe-racin dehormona tiroidea, inhibe en formaparcial la coagulacinde la sangre, acelera la

erupcindentaria.


Hormonaadrenocortictropa(ACTH).Favoreceeltrofismo,crecimientoyestadodeactividad

normaldelascpsulassuprarrenales.Poseemoderadaactividadsobrelosmelanocitos,aumenta

lacaptacindeaminocidosporlosmiocitos,fomentalaliplisisypuedecontribuiralalibera-cindelahormonadelcrecimiento.

Hormonadelcrecimiento.Seencargaderegularelcrecimientoenelserhumano,ejercindose

suaccinentodoslostejidoscorporales.

Macromoleculas

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