+TEMA 1: INTRODUCCIÓ
N Y CONCEPTOS
FUNDAMENTALES EN
BIOQUÍMICA Y NUTRICIÓN
¿QUÉ ESTUDIA LA BIOQUÍMICA?¿POR QUÉ ESTUDIARBIOQUÍMICA EN ENFERMERÍA?
EL ORGANISMO COMO UN SISTEMA BIOQUÍMICO. IMPORTANCIA EN MEDICINABIOELEMENTO
S Y MOLÉCULAS EN LOS ORGANISMOS VIVOS ¿CÓMO LOSOBTENEMOS DE LOS NUTRIENTES?
LA QUÍMICA DEL CARBONO.ESTEREOQUÍMICA.METABOLISMO Y LEYES TERMODINAMICAS
Asignatura: BIOQUÍMICA Curso: 2º Grado EnfermeríaProf. María Alonso Chamorro
+¿QUÉ ESTUDIA LA BIOQUÍMICA?¿POR QUÉ ESTUDIAR BIOQUÍMICA EN ENFERMERÍA?
TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
Diferencias QUÍMICA - BIOQUÍMICA
BIOQUÍMICA: Química de los procesos biológicos presente en todas las formas de vida. QUÍMICA DE LA VIDA.
Diferencia entre lo inerte y lo vivoCARACTERÍSTICAS DE LOS ORGANISMOS VIVOS:
1.Complejidad y organización2. Replicación reproducción, perpetuación.3. Adaptación al medio (evolución)4. Interacción con el entorno, percepción, interpretación y respuesta de señales5. Componentes internos con funciones determinadas que se integran como un todo.
LA UNIDAD DE LA VIDA ES LA CÉLULA
+¿QUÉ ESTUDIA LA BIOQUÍMICA?¿POR QUÉ ESTUDIAR BIOQUÍMICA EN ENFERMERÍA?
TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
BIOQUÍMICA MÉDICABioquímica + Biología molecular + Fisiología DIAGNÓSTICO
Y TERAPIA Desarrollo de pruebas bioquímicas .
BIOQUÍMICA
MÉDICA
Aspectos bioquímicos en medicina
Organismo como un SISTEMA QUÍMICO
Estilo de vida y DIETA
Acción de FÁRMACOS y TRATAMIENTOS
Trastornos bioquímicos, diagnóstico y restauración de valores
NUTRIGENÓMICAFARMACOGENÓMICA
+EL ORGANISMO COMO UN SISTEMA QUÍMICO
TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
REGULACIÓN. HOMEOSTASISMantenimiento parámetros internos: pH, O2,glucosa, tampones, moléculas inorgánicas, etc.
ORGANISMO
COMPONENTES ESTRUCTURALES:Proteínas (estr, enzimas), Lípidos (energía, estr.), H de C.(Energía, señalización), Acd. Nucleicos (información, instrucciones).
COMBUSTIBLES DIETA:Proteínas, Lípidos, H. de C, Vitaminas, Minerales
OXÍGENO DEFENSAS ANTIOXIDANTES
ENERGÍAQUÍMICA
ENERGÍA ÚTIL (ATP)
v
TALLER: REPARACIÓN Y SÍNTESISReposición de componentes.Síntesis y degradaciónPunto de partida: VIAS METABÓLICAS COMUNES
GENOMA. INFORMACIÓN CODIFICADAADN-ARN-PROTSCrecimiento, señalización, reparación, etc.
v
COMPARTIMENTALIZACIÓNTejidos-Células-Membranas. Transporte/transducción/ señalización
SANGRE. TRANSPORTE.Transporte nutrientes,gases, hormonas, sist. inmune, etc.
v
ESPECIALIZACIÓNOrganos y tejidos (Contracción, transmisión, destoxificación, defensa…)
v
METABOLISMORutas Metabólicas BidireccionalesAyuno: CATABOLISMOIngesta: ANABOLISMO
+COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ORGANISMO. BIOELEMENTOS. MACROMOLÉCULAS.
TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
Se reorganizan en MACROMOLÉCULAS
AGUA (variabl
e: edad) (59-70%)
CARBONO
HIDRÓGENO
NITRÓGENO
OLIGOELEMENTOS
calcio, fósforo, sodio, potasio,cloruro
HIDRATOS DE
CARBONO
PROTEÍNAS
LÍPIDOS
ÁCIDOS NÚCLEIC
OS
+COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ORGANISMO. NUTRICIÓN
TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
FACTORES que modifican la composición química del organismo EDAD: el % de agua y de nitrógeno aumenta con la edad HÁBITOS ALIMENTARIOS SALUD/ENFERMEDAD/ESTRES FACTORES GENÉTICOS FACTORES INMUNOLÓGICOS
El organismo intenta mantener los parámetros internos invariables: HOMEOSTASIS
NUTRIENTES Y SU RELACIÓN CON LA COMPOSICIÓN CORPORALLa DIETA se relaciona con la composición corporal. Tipos de nutrientes:
1. PROTEÍNAS. SÍNTESIS. Se almacenan como glucosa o grasas.2. HIDRATOS DE CARBONO ENERGÍA. Se usan como hexosas y pentosas y se almacenan como polímeros (glucógeno)3. LÍPIDOS. ENERGÍA. Se almacenan y usan como triglicéridos.4. VITAMINAS Y OLIGOELEMENTOS: se almacenan en el Hígado.5. ELEMENTOS MINERALES. Se almacenan en el hueso y en el plasma
+CONCEPTOS BÁSICOS EN ALIMENTACIÓN
TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
ALIMENTO. Producto o sustancia que aporta al organismo materias útiles y/o asimilables.
ALIMENTACIÓN. Actos voluntarios: elegir, preparar e ingerir determinados alimentos.
Susceptible de modificarse por factores socioeconómicos, psicológicos y otros.
NUTRIENTE. Sustancia asimilable contenida en los alimentos, que permite al organismo obtener energía, construir, reparar los tejidos y regular los procesos metabólicos.
NUTRICIÓN. Procesos involuntarios a través de los cuales el organismo recibe y utiliza los nutrientes ingeridos. Obedece únicamente a leyes fisiológicas.
BIOQUÍMICA Y NUTRICIÓN
INTERVENCIONES NUTRICIONALES-RESTAURACIÓN DE FALLOS BIOQUÍMICOS.
Conocimiento del CONTENIDO NUTRICIONAL DE LOS ALIMENTOS para beneficiar los procesos metabólicos y Bioquímicos de nuestro organismo
SALUDENFERMEDAD
NUTRICIÓN
METABOLISMO
GENÉTICA
BIOQUÍMICA
+ LA QUÍMICA DEL CARBONO TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
CARBONO
CARACTERÍSTICAS:LigerezaEnlaces simples, dobles y triples con O, N y HUnión muy estable (covalente) con otros C : CADENAS , RAMAS (ESQUELETO)Une GRUPOS FUNCIONALES formación de las principales MACROMOLÉCULAS
GRUPOS FUNCIONALES:Agrupaciones moleculares.Confieren características químicas y conformacionales determinadas.Se unen a cadenas hidrocarbonadas
http://www.sabelotodo.org/quimica/quimicaorganica.html
+ LA QUÍMICA DEL CARBONO TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
Enlaces simples, dobles y triples
+ ESTEREOQUÍMICATEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
Disposición TRIDIMENSIONAL de los componentes de una molécula Características morfológicas y funcionalesTIPOS DE FÓRMULAS:
Empírica: cantidad relativa de los distintos átomos,
abarca muchos compuestos Molecular: cantidad de átomos de cada elementoEstructural: representación de los electrones que
puede compartir (estr. De Kelulé) Fórmula Empírica:
Fórmula molecular:
D- Glucosa
+ ESTEREOQUÍMICATEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
ISOMERISMO: Los compuestos isómeros tiene igual fórmula molecular pero distinta disposición espacial, por lo que su comportamiento es diferente.
ISÓMEROS DE POSICIÓN
ISÓMEROS DE CADENA
Alcohol etílico: CH3-CH2-OHÉter metílico: CH3-O-CH3,
fórmula molecular
C2H6O
ISÓMEROS FUNCIONALES
ENANTIOMEROS O
ISÓMEROS ÓPTICOS
+ ESTEREOQUÍMICATEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
ISOMERISMO
ISÓMEROS DE POSICIÓN
Posibilidad de adjuntar un grupo funcional en una posición no estructural del esqueleto carbonado de la molécula.
ISÓMEROS DE CADENA
Posibilidad del cambio de la secuencia de aparición de los átomos de carbono en la estructura de Kelulé
+ ESTEREOQUÍMICATEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
ISOMERISMO
Alcohol etílico: CH3-CH2-OHÉter metílico: CH3-O-CH3,
fórmula molecular C2H6O
ISÓMEROS FUNCIONALES
Diferente grupo funcional pero igual número de átomos en la fórmula molecular
ENANTIOMEROS OISÓMEROS ÓPTICOS
Son imágenes especulares no superponibles. Poseen un átomo unido a cuatro grupos distintos llamado asimétrico o quiral. Tienen actividad óptica: desvían la luz polarizada en distintas direcciones
-D o dextrógiro: desvía el plano a la derecha (R)
-L o levógiro: desvía el plano a la izquierda (S)
+
ISÓMEROS GEOMÉTRICOS.
Determinado por la presencia de dobles enlaces.El enlace doble restringe la rotación de la estructura molecular en el eje de este enlace, a diferencia del enlace simple. Dependiendo del lado en el que estén los sustituyentes serán
isómeros cis: del mismo lado
isómeros trans: de distinto lado
ESTEREOQUÍMICAISOMERISMO
+ ESTEREOQUÍMICATEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
ISOMERISMO. APLICACIONES
ESTEREOQUÍMICA DE LOS AMINOÁCIDOS
Los aminoácidos poseen átomos quirales en su estructura por lo que podemos encontrar enantiómeros levógiros (L) y dextrógiros (D) de cada aminoácido.
En las proteínas sólo encontramos aminoácidos levógiros (L)
+ ESTEREOQUÍMICATEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
ISOMERISMO. APLICACIONES
ENANTIOMEROSEN LA INDUSTRIA FARMACEÚTICA
Algunos isómeros ópticos tienen funciones beneficiosas y otros no. El caso de la TALIDOMIDA fue muy polémico en los años 60.
S-Talidomida: sedanteR-Talidomida: teratógeno
Se administraban medicamentos con los dos isómeros (mezclas racémicas)
http://www2.uah.es/edejesus/lecturas/curiosidades/cur005.htm
+ ESTEREOQUÍMICATEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
TIPOS DE ENLACES QUÍMICOS
ENLACES COVALENTES
Son los enlaces más fuertes. Requieren mucha energía para romperse y formarse.Se forman cuando dos átomos adyacentes comparten un par de electronesEj. C-C
ENLACES NO COVALENTES
Son enlaces más débiles. Fundamentales para los procesos bioquímicos: dar estabilidad a las moléculas (doble hélice de ADN), etc. Tipos:
-Interacciones electrostáticas: entre iones de carga opuesta.
-Puentes de Hidrógeno: es electrostática. Dos átomos comparten unión con un átomo de hidrógeno (doble hélice de ADN). Presentes en el agua.
-Interacciones de Van der Waals: repulsivas o atractivas. Son el resultado de fuerzas electrostáticas.
+ METABOLISMO Y LEYES TERMODINÁMICAS
TEMA 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.
Todos los procesos físicos y bioquímicos se rigen por leyes termodinámicas
PRIMERA LEY: La energía total de un sistema y su entorno permanece constante, ni se crea ni se destruye, SE TRANSFORMA. Energía potencial-Energía eléctrica- Energía química- Energía eléctrica- Calor, etc.
SEGUNDA LEY: La ENTROPÍA* total de un sistema y su entorno siempre aumenta.*entropía: grado de libertad o de desorden de un sistema. Si el sistema se ordena en un determinado punto, se desordenará en otro lugar.
CALOR
+ METABOLISMO Y LEYES TERMODINÁMICAS
Transformación de energía en un organismo vivo
En todas las reacciones químicas hay un
FLUJO DE ENERGÍA.
En los sistemas bioquímicos las reacciones pueden ser:
Reacciones Endergónicas: Requieren aporte de energía para llevarse a cabo, en los organismos vivos en forma de ATP Síntesis de macromoléculas (ADN, proteínas, etc.)
Reacciones Exergónicas: Liberan energía
En los organismos vivos ambos tipos de reacciones se acoplan para permitir procesos bioquímicos.
Las reacciones bioquímicas en los organismos vivos se organizan en rutas o vías metabólicas:
Rutas Catabólicas (CATABOLISMO): degradación de nutrientes y metabolitos para la obtención de energía
Rutas Anabólicas (ANABOLISMO): síntesis de macromoléculas desde precursores. Requiere aporte de energía
+ FUENTES BIBLIOGRÁFICASBIOQUÍMICA MÉDICA: JW Baynes (2011): Introducción. Biblioteca digital evolve
PRINCIPIOS DE BIOQUÍMICA. LEHNINGER (4ª Ed). Cox y Nelson. Fundamentos de Bioquímica
BIOQUÍMICA. STRYER. (6ª Ed). Capítulo 1. La Bioquímica una ciencia en desarrollo.
NUTRICIÓN Y DIETÉTICA. (2ª Ed) MJ Cao. Capítulos 1 y 2ENLACES
http://www.quimicaorganica.net ESTEREOQUÍMICA
http://www.sabelotodo.org/quimica/quimicaorganica.htmlhttp://www.uhu.es/quimiorg/