Macromoleculas
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Macromolculas caractersticas
de los seres vivos
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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.
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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
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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
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13macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
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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.
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15macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
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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.
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17macromolculas caractersticas de los seres vivos
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
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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.
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19macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
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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:
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21macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
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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
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23macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
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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
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25macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
-
27macromolculas caractersticas de los seres vivos
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
-
29macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
-
31macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
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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.
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33macromolculas caractersticas de los seres vivos
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.
-
35macromolculas caractersticas de los seres vivos
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
-
37macromolculas caractersticas de los seres vivos
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
-
39macromolculas caractersticas de los seres vivos
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:
-
41macromolculas caractersticas de los seres vivos
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
-
43macromolculas caractersticas de los seres vivos
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
-
45macromolculas caractersticas de los seres vivos
(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
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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
-
47macromolculas caractersticas de los seres vivos
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
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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.
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49macromolculas caractersticas de los seres vivos
Hormonaadrenocortictropa(ACTH).Favoreceeltrofismo,crecimientoyestadodeactividad
normaldelascpsulassuprarrenales.Poseemoderadaactividadsobrelosmelanocitos,aumenta
lacaptacindeaminocidosporlosmiocitos,fomentalaliplisisypuedecontribuiralalibera-cindelahormonadelcrecimiento.
Hormonadelcrecimiento.Seencargaderegularelcrecimientoenelserhumano,ejercindose
suaccinentodoslostejidoscorporales.