Introducción a la Bioquímica
La bioquímica es la ciencia que estudia las diversas moléculas, reacciones químicas y organismos vivos.
Bioquímica Estructural
Estudia la composición química de la materia viva y sus propiedades, incluyendo cómo las sustancias ingresan y salen del organismo. Está relacionada con la química inorgánica y orgánica.
Bioquímica Metabólica
Se enfoca en el conjunto de procesos físicos o químicos que resultan en energía y materia. Permite determinar el crecimiento, la reparación y la conservación del organismo. Es importante porque ayuda a identificar ciertos trastornos patológicos y alteraciones en el funcionamiento de los tejidos.
Enzimas salivales: alipaza y amilaza
Estómago: péptida, lipaza, renina
Queloide: abultamiento en la piel después de una herida
Salud: bienestar físico, mental y social
Agentes que Afectan la Salud
- Agentes Físicos: temperatura, signos del organismo
- Agentes Químicos: medicamentos
- Agentes Biológicos: virus, hongos, parásitos y bacterias
- Agentes Genéticos: defectos moleculares (hereditarios)
- Agentes Nutricionales: mala alimentación, desequilibrio nutricional
- Reacciones Inmunológicas: procesos que determinan enfermedades autoinmunitarias
- Carencia de Oxígeno: principalmente en la sangre
Relación con Otras Disciplinas
- Histología: estudio de la célula
- Genética: ADN
- Fisiología
- Inmunología: sistema inmunológico
- Farmacología: estudio de fármacos
Relación de la Medicina con la Bioquímica
- Proteínas: grado nutricional, diferentes tipos de anemias
- Lípidos: arterioesclerosis (obstrucción en venas y arterias de alto calibre)
- Carbohidratos: diabetes (aumento excesivo de azúcar), regulada por la insulina (hormona producida por el páncreas); también puede haber diabetes gestacional
- Ácidos Nucleicos: enfermedades genéticas
Composición Química del Organismo
Ayuda a determinar la organización del organismo, donde cada órgano cumple una función. También ayuda a determinar y transformar la energía mediante la comida.
Se compone de: calcio, fósforo, oxígeno, dióxido de carbono y agua.
Elementos Inorgánicos (Primarios)
- Carbono: 50%
- Oxígeno: 20%
- Hidrógeno: 10%
- Nitrógeno: 8.5%
- Calcio: 4%
- Fósforo: 2.5%
CHON: forma órganos
Bioelementos
- Potasio (1%): catión intracelular, conducción nerviosa y contracción muscular
- Sodio (0.4%): catión extracelular, conducción nerviosa, necesaria para la absorción de la glucosa
- Cloro (0.4%): anión que mantiene el balance de agua en sangre y fluidos intersticiales
- Magnesio (0.1%): catalizador, activador de ATP
- Hierro (0.01%): respiración celular
- Manganeso (0.01%): fotosíntesis
Oligoelementos
- Flúor: esmalte dental, hueso
- Zinc: sistema inmunitario, ayuda a la hormona de la insulina
- Silicio: resistencia a los tejidos
- Cromo
- Cobalto: junto con la B12, producción de la hemoglobina
- Litio: neurotransmisor, permeabilidad, depresión
- Molibdeno: reducción de…
Elementos Orgánicos
Lípidos, proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos.
Agua
Molécula que se encuentra en un 70-90% en el cuerpo y ayuda al metabolismo de los alimentos.
Pérdida y Retención
- Pérdida: sudor, deshidratación (diarrea, vómito, quemaduras, traumatismos = fractura)
- Retención de Líquidos: edema
Estructura Molecular
Tetraédrica:
- 2 moléculas de hidrógeno
- 1 molécula de oxígeno
- H-O-H
Tonicidad
- Isotónico: en la célula entra y sale la misma cantidad de agua
- Hipotónico: entra más agua de la que sale (fenómeno de turgencia)
- Hipertónico: sale más agua de la que entra (fenómeno de plasmólisis)
Propiedades Físico-Químicas
- Elevado punto de ebullición: la ebullición aumenta hasta 10°C y luego cambia
- Densidad máxima: se puede observar por los puentes de hidrógeno (flota en el agua)
- Elevado calor específico: permite las diferentes temperaturas del organismo
- Elevado calor de evaporación: el agua pasa de líquido a gaseoso
- Elevada conductividad calórica: conducción del calor en el interior del organismo = termorregulación
- Capacidad de hidratación o solvatación: bipolar (determina diferentes iones, hidratación en dos polos)
- Disolvente de moléculas antipáticas: solubilidad de las moléculas (insoluble <-> soluble)
- Disolvente de sustancias polares: capacidad del agua de establecer puentes de hidrógeno
- Disolvente universal: propiedad del agua en el transporte de nutrientes y procesos de ósmosis
- Elevada tensión superficial: disminuye la presencia de líquidos en diferentes lugares, facilita las mezclas (emulsión de grasas)
- Transparencia: importante para la fotosíntesis en plantas
- Peso molecular: peso molecular pequeño que permite penetrar a la célula (atraviesa la membrana celular)
Distribución del Agua en el Organismo
Aproximadamente, un hombre que pesa 65 kg tiene 40L de agua: líquido extracelular, plasma, sangre, intestino, músculos, riñón.
Agua Intracelular (70%)
En el citosol de la célula:
- Agua Libre: disponible en cualquier momento
- Agua Ligada Asociada: unida a macromoléculas
Agua Extracelular (30%)
- Agua Plasmática: engloba al plasma y la linfa (dentro)
- Agua Intersticial: agrupa el agua del líquido intersticial, cefalorraquídeo y del humor ocular (humedad de los ojos)
Agua en Relación a Dos Factores
Edad:
- Embrión de 2 meses: 97%
- Embrión de 3 meses: 94%
- Recién nacido: 69%
- Adulto: 63%
- Anciano: 35%
Grasa:
A mayor grasa, menor cantidad de agua.
Balance de Agua
Ingestión:
Ingerir, sed 277ml (2 a 3 litros de agua al día):
- Agua visible: té, café, 1200ml al día
- Agua oculta: frutas, verduras, cereales. 100ml al día
- Agua de oxidación: 500ml al día (genera el propio organismo)
Excreción:
- Pérdida insensible: se elimina por los pulmones 500ml
- Piel y sudoración: 700ml al día
- Eliminación por material fecal: 100ml al día
- Eliminación por material renal: orina 1400ml al día
pH
Es el logaritmo decimal negativo de la concentración molar de iones hidronio (H3O+).
Escala de pH
- Neutras: igual a 7
- Ácidas: menor a 7
- Básicas: superior a 7
Aumento de ácido <- neutro -> aumento de alcalinidad
Ejemplos de pH
- 0
- 1: HCl (Ácido Clorhídrico – Estómago)
- 2: Jugos Gástricos
- 3: Limón
- 4: Cerveza
- 5: Pan
- 6: Leche
- 7: Plasma Sanguíneo, Sudor, Lágrimas
- 8
- 9: Bicarbonato Sódico
- 10: Detergentes
- 11
- 12: Amoniaco
- 13
- 14: Hidróxido Sódico
Disoluciones Reguladoras
Mantienen la constancia en el organismo, haciendo que el pH sea constante.
- Amortiguadores fisiológicos
- Ventilación pulmonar
- Filtración renal
Amortiguadores
- Fosfato: intracelular, asociado a lípidos y azúcares
- Bicarbonato: actúa extracelularmente, ayuda a diferenciar el plasma sanguíneo arterial (7.4) del venoso (7.35)
- Proteínas: también regulan el pH sanguíneo (el mejor amortiguador)
- Hemoglobina: respiración, ayuda a la formación de hemoglobina-hierro
Iones Intracelulares
- Potasio: ayuda a los procesos de la hiperpotasemia, fácil excreción
- Magnesio: mantiene la osmolalidad
Iones Extracelulares
- Sodio y Cloro: mantienen los comportamientos (los volúmenes), ayudan a formar la composición del jugo gástrico, pancreático e intestinal
Acidosis y Alcalosis
- Acidosis Metabólica: producida por el exceso de grasas (diabetes). Grasa = azúcar, liberan mayor cantidad de ácidos grasos. Tratamiento: infusión de disolución isotónica ligeramente alcalina
- Acidosis Respiratoria: insuficiencia en la ventilación pulmonar. Tratamiento: ventilación pulmonar con respiración asistida
- Alcalosis Metabólica: causada por vómito excesivo, provoca un hiperaldosteronismo (soluciones isotónicas)
- Alcalosis Respiratoria: hiperventilación pulmonar (se usa una caja, no una mascarilla)
Alteraciones Patológicas
- Hipernatremia: aumento de la concentración de sodio en plasma severo, procesos de deshidratación
- Hiponatremia: disminuye la concentración de sodio en plasma y suero, ocasionando diarrea, quemaduras
- Hiperpotasemia: aumento de la concentración en plasma o suero, insuficiencia en cápsulas suprarrenales
- Hipopotasemia: disminución del contenido de potasio en plasma o suero, consumo de diuréticos (ayuda a eliminar líquidos)
Fórmula del pH
Ph= -Log(h+)
Ejemplo
2,3-103 mol/L
Ph= -Log (2,3)- Log(103)
= – 0.36 + 3
= 2.64 mol/L