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QUIMICA BIOLOGICA
 Moléculas Biológicas - Estructura química
 Interacciones entre moléculas
 Síntesis y degradación celular de las moléculas
 Conservación y utilización de la energía en las
células
 Mecanismos regulatorios
 Informacion génica y su papel en la síntesis de
proteínas
COMPUESTOS CONSTITUYENTES DE
LA MATERIA VIVA
INORGANICOS
VITAMINAS
•
•
•
•
AGUA
SOLIDOS
MINERALES
IONES EN SOLUCION
•
•
•
•
HIDRATOS DE CARBONO
LIPIDOS
PROTEINAS
ACIDOS NUCLEICOS
HORMONAS
PIGMENTOS
ORGANICOS
BIOELEMENTOS
• ELEMENTOS PRIMARIOS
O, C, H,N,
• ELEMENTOS SECUNDARIOS
Ca, P, S, Mg
(Macroelementos)
Fe, F, Cu, I, Mn
Zn, Co, Mo, Se,
Cr y Si
• OLIGOELEMENTOS
(Microelementos)
• ELECTROLITOS
Na+,
Cl+, K+,
BIOMOLECULAS
•AMINOACIDOS
•NUCLEOTIDOS
MOLECULAS SIMPLES
•MONOSACARIDOS
•ACIDOS GRASOS
•PROTEINAS
MACROMOLECULAS
•ACIDOS NUCLEICOS
•POLISACARIDOS
•LIPIDOS
BUENA
NUTRICION
BUENA SALUD
PREVENCION DE
ENFERMEDADES
Enfermedades
crónicas
Enfermedades
Degenerativas
mortalidad
Maternainfantil
Infecciones
(HIV)
NUTRIENTES
CLASIFICACION DE LOS NUTRIENTES
MACRONUTRIENTES
MICRONUTRIENTES
• H. DE CARBONO
• VITAMINAS
• PROTEINAS
• MINERALES
• LIPIDOS
• OLIGOELEMENTOS
NUTRICION-METABOLISMO
ALIMENTO
NUTRICION
CELULAR
MACROMOLECULAS
DIGESTION
ABSORCION
METABOLISMO
BIOSINTESIS Y
DEGRADACION
COMO ORDENAREMOS NUESTRO ESTUDIO
PARA ABORDAR LOS CONOCIMIENTOS DE
LAS VIAS METABOLICAS ??
VITAMINAS
MINERALES
E
N
Z
I
M
A
S
E
N
E
R
G
I
A
ATP
VIAS
METABOLICAS
NUTRIENTES
• MACRONUTRIENTES.
Grasas, Carbohidratos y Proteínas
• MICRONUTRIENTES.
Vitaminas y los Minerales
VITAMINAS
Son
micronutrientes
orgánicos
Nuestro
organismo
no las esenciales
sintetiza ópara
su el
organismo
en pequeñas cantidades en los
síntesis presentes
es deficiente
alimentos


Necesarias para el crecimiento, desarrollo,
mantenimiento de la energía y bienestar
general

Participan activamente del metabolismo de
nutrientes, síntesis de hormonas,
neurotransmisores, y como cofactores
enzimáticos

Sus deficiencias condicionan la aparición de
enfermedades
VITAMINAS: Son aportadas como tal por la
dieta
PROVITAMINAS: Precursores sin actividad
vitamínica, su metabolismo da origen a la
vitamina activa
ANTIVITAMINAS: No tienen actividad
vitamínica, compiten con ellas en los sistemas
enzimáticos.
AVITAMINOSIS
 Mala alimentación
 Alto consumo alimentos que han perdido las
vitaminas durante su manipulación ó
conservación
 Absorción intestinal deficiente
 Aumento de los requirimientos vitamínicos
 Exceso desequilibrados de la dieta
NECESIDADES VITAMINICAS
•
•
•
•
•
Edad, sexo, peso, talla
Estado fisiológico (embarazo y lactancia)
Personas hospitalizadas por largo tiempo
Tratamientos prolongados con antibióticos
Después de un traumatismo, quemadura,
transplante
Una alimentación variada permite que estén
disponibles en cantidad suficiente sin necesidad
de tomar complejos vitamínicos extras.
FUNCIONES DE LAS VITAMINAS
• Regulan procesos CELULARES
• Actúan como coenzimas o grupo prostético
de las ENZIMAS.
• ANTIOXIDANTES
• Están implicadas en los procesos de
CRECIMIENTO y DIFERENCIACION
CELULAR
CLASIFICACION DE LAS VITAMINAS
SEGÚN SU SOLUBILIDAD
HIDROSOLUBLES
•No se acumulan en el organismo
•Se disuelven en agua
•Se eliminan rápidamente
•Es preciso aportarlas diariamente
VIT C – COMPLEJO B
B1 – B2 – B3 – B6 – B12 – BIOTINA
AC. PANTOTENICO - AC. FOLICO
Carnes, vísceras, huevo, leche,
legumbres, cereales, levaduras,
Frutos frescos y secos, Cítricos ,
vegetales de hojas verdes
LIPOSOLUBLES
•Se acumulan en el organismo
•No se disuelven en agua
•Se almacenan en hígado y tejido
graso
A D E K
Aceites , lacteos y derivados
y huevo
V
Vitaminas liposolubles
A, D, E, K
HIGADO
Quilomicrones
Absorción
Intestinal
AyD
ALMACENAMIENTOSe
emulsionan
con lipidos y
sales biliares
Vitaminas E (TOCOFEROL)
ALMACENAMIENTO
E
TEJIDO
ADIPOSO
VITAMINA A
Visión y adaptación
Luz-Oscuridad
Crecimiento y Diferenciación
de células epiteliales
Antioxidante
Formas activas de la
vitamina A
RAL
ROL
b-CAROTENO
C
AR
FUENTES DE VITAMINA A
• VEGETALES: Carotenoides
Espinaca, Acelga,
Zanahorias, Zapallo, Batata, Tomate,
Durazno, Damasco, Maíz amarillo
• ANIMALES: Esterificada c/ AG de c.larga
Hígado, Leche, manteca, Huevo, Riñón,
Músculo. Peces:Hígado de tiburón y
bacalao
METABOLISMO VITAMINA A
CELULA BLANCO
ESTERES
PCFAR-ROL
PCFR-AR
ROL,AR
NUCLEO
PFR+ROL+Prealbúmina
AR
ROL
BASTONCILLOS
EN RETINA
VISION NOCTURNA
RODOPSINA
VISION COLORES
RETINAL TODO
TRANS
OPSINA + 11-CIS-RAL
LUZ
11-CIS
RETINAL
VISION
ACIDO RETINOICO
RETINOL
SINTESIS DE
GLICOPROTEINAS
MANTENIMIENTO DE
LOS EPITELIOS
NECESIDADES DIARIAS DE VITAMINA A
Unidades Internacionales (UI) = 1 mg retinal todo trans ó
6 mg de b-caroteno
•
•
•
•
Adulto Normal: 1000 UI (=1 mg.retinol/día)
Mujeres en lactancia 1.500 UI
1° Año de vida: 400 UI
1-10 años: 400-700 UI
AVITAMINOSIS
HIPERVITAMINOSIS
Ceguera nocturna
Piel, membranas
de mucosa y pérdida
del cabello
VITAMINA D




Esencial para el crecimiento y desarrollo normal
de los huesos
10 a 15 minutos de exposición al sol bastan para
sintetizarla a nivel de la piel
Participa en la absorción del calcio y fósforo
Ayuda al sistema inmunológico
ESTRUCTURA QUIMICA DE
VITAMINA D
FUENTES DE VIT.D y NECESIDADES
DIARIAS
• Es un derivado del colesterol, no está
presente en las plantas
• Dieta: Aceites de hígado de pescado
(colecalciferol), Leche y yema de huevo
VEGETALES
• Síntesis endógena (luz solar sobre la
piel)
No hay recomendación de requerimiento diario porque es
sintetizada por el organismo
Formas activas de la vitamina D y su función
COLESTEROL
UV
COLECALCIFEROL
ó Calciol
1, 25-dihidroxiCC ó
Calcitriol
HOMEOSTASIS DEL CALCIO
Avitaminosis: RAQUITISMO
OSTEOMALACIA
HORMONA
ACCION HORMONAL DE LA Vitamina D
UV
Piel
COLECALCIFEROL
7-DHCOLESTEROL
Sangre circulante
CC
25-HO.CCl
25-HO.CCl
1,25-HO.CCl
HUESO
Resorción Osea
1,25-D3
NUCLEO
CELULA
DIANA
H-R
Resorción
ósea
enzimas
osteoclastos
ARNm
VITAMINA E (Tocoferoles)

Potente antioxidante

Evita la propagación de las reacciones de
peroxidación

Interviene en los procesos inflamatorios

Componente de las membranas celulares
donde puede reaccionar contra los
radicales libres
METABOLISMO DE LA VIT. E
TOCOFEROLES
+ BILIS
+ LIPIDOS
CELULATF
BLANCO
LPP
TF OX
BILIS
MODO DE ACCION DEL a-TOCOFEROL
HO
HO
O
Anillo benzoquinona y una cadena fitilo
Acidos grasos
poliinsaturados
Radicales
del oxígeno
Radical
peróxido AG
Vit.E
Ac. G. poliinsat.
regenerados
Radical
tocoferilo
FUENTES DE VIT.E y NECESIDADES
DIARIAS
Aceites vegetales
Nueces
Vegetales verdes
En pequeña proporción: Carnes, manteca,
Leche
Adulto 10-15 mg/día a-tocoferol
Requerimientos
diarios:
Embarazada y en lactancia 20
mg/día a-tocoferol
Lactante 5 mg/día a-tocoferol
DISPONIBILIDAD DE VITAMINA E
AVITAMINOSIS:
•Produce cierta fragilidad en los GLÓBULOS
ROJOS.
•En recién nacidos prematuros se observa
deficiencia de esta vitamina, lo que provoca
anemia, trombosis, edema, reticulocitosis.
HIPERVITAMINOSIS:No se han observado
efectos tóxicos.
VITAMINA K (Antihemorrágica)
• Se sintetiza en el organismo, en el tracto
intestinal, por bacterias intestinales
• Interviene en el proceso de coagulación:
Activando factores de coagulación
• Coenzima en reacciones de carboxilación
• Su acción es inhibida competitivamente por
anticoagulantes (antagonistas)
VITAMINA K FILOQUINONA
1,4 Naftoquinona
Coles, lechuga, repollo,
hígado y carne de ternera
Adultos: 65-80 mg/d
Lactantes: 1-2 mg.
Bacterias Intestinales
De la porción distal de
intestino delgado y
del colon
RESUMEN DE LAS VITAMINAS
LIPOSOLUBLES
• A excepción de la Vitamina D, se encuentran en
alimentos vegetales y animales en distinta
proporción
• La avitaminosis se produce generalmente por
mala absorción de lípidos o disminución en la
excreción de bilis
• Pueden almacenarse en los tejidos algunas por
2-3 años
• Pueden generar hipervitaminosis o intoxicación
VITAMINAS HIDROSOLUBLES
Vitamina C, Vitaminas del Complejo B:
B12, B2, B6, niacina, ácido fólico,
biotina y ác. Pantoténico.
• No se acumulan en el cuerpo.
• Se transportan en la sangre unidas a
proteínas plasmáticas.
• Regulan los procesos que producen
energía metabólica.
Funciones de las Vitaminas del
complejo B
Vitamina
Coenzima
Función
B1 Tiamina
Tiamina Pirofosfato Descarboxilación oxidativa
B2 Riboflavina FAD, FMN
Oxido- reducción
B3 Niacina
NAD, NADP
Oxido reducción
B5 Ac Pantoténico Coenzima A
Transferencia de grupos acil
B6 Piridoxal
Piridoxal fosfato Transanminación
Biotina
biotinil
Carboxilación
Acido fólico
Tetra hidrofolato Transferencia de unidades
de un carbono
B12
Cianocobalamina Metilación
NIACINA O VITAMINA B3
RIBOFLAVINA O VITAMINA B2
R
│
+
│
H
Nicotinamida
NAD (NADP)
Riboflavina
FAD (FMN)
Intervienen como cofactor enzimático en el
metabolismo energético de macronutrientes
•
FUENTES DE NIACINA y NECESIDADES
DIARIAS
FUNCIONES
Cereales integrales
Carne
Pescado
Triptofano
Requerimientos diarios
Hombres: 12,0 mg/ día
Mujeres: 11 mg. / día
Avitaminosis: Pelagra
Dermatitis
Diarrea
Demencia
FUENTES DE RIBOFLAVINA y
FUNCIONES
NECESIDADES
DIARIAS
Leche
Huevo
Higado
(Se destruye por luz UV)
Requerimientos diarios
Hombres: 1, 1 mg/ día
Mujeres: 0,9 mg. / día
ACIDO PANTOTENICO O VIT B5
Residuo de Ac.
pantoténico
Coenzima A (CoA-SH)
CONSTITUYENTE DE LA COENZIMA A
Metabolismo energético
Transferencia de grupos acetilos
Síntesis de colesterol
FUENTES DE ACIDO PANTOTENICO
Mayoría de los Alimentos.
> Huevo, Hígado y Levadura
Requerimiento nutricional
4-6 mg/d
Avitaminosis: Atrofia del nervio óptico
TIAMINA O VITAMINA B1
Fuentes de obtención
Cereales integrales
Higado y carne de Cerdo
TIAMINA
ATP
AMP
Pirofosfato de
Tiamina
Levadura
Productos Lácteos
Legumbres
Avitaminosis: Beri Beri
Requerimiento nutricional: 0,9-1 mg/d
PIRIDOXINA O VIT B6
Fuentes de obtención
Cereales integrales
Carne
Fosfato de
Piridoxal
Pescado
Aves
FUNCION. ES UNA COENZIMA DE ENZIMAS
QUE INTERVIENEN EN EL METABOLISMO
DE LOS AMINOÁCIDOS
Requerimientos nutricionales: 20 mg/g proteínas
Adultos 1,1 mg/d
>50 años 1,5-1,7 mg/d
Mujeres embarazas y en lactancia 1,9-2,0 mg/d
Niños 0,5-0,6 mg/d
Nivel máximo: 100 mg/d
Hipervitaminosis
Tóxicas
Avitaminosis: Muy raras
Neuropatías
BIOTINA O VITAMINA H
D-Biotina
FUNCION
ACTÚA COMO COENZIMA DE
REACCIONES DE CARBOXILACIÓN Y
TRANSFERENCIA DE GRUPOS ACILO
Fuentes de obtención BIOTINA
Bacterias Intestinales
Leche
Yema de huevo
Levaduras
Nueces
REQUERIMIENTO
30 mg/día
Clara de huevo cruda inhibe su absorción
METABOLISMO DE BIOTINA
TRANSPORTE ACTIVO Na+
NH2 LISINA
ENZ
Reac.
enzimática
COO
BIOTINA
Sangre: Forma libre o unida a proteinas
ACIDO FOLICO
• Producción de glóbulos rojos junto con
la vitamina B12
• Síntesis de ADN que controla los
factores genéticos
• Formación del tubo neural del bebe en
las primeras semanas de gestación
• En la maduración de glóbulos rojos
ACIDO FOLICO
Fuentes de
obtención
Vegetales verdes
Higado
Cereales Integrales
FUNCION
FORMA PARTE DEL ÁCIDO TETRAHIDROFÓLICO,
(COENZIMA DE REACCIONES DE
TRANSFERENCIA DE RESTOS DE UN CARBONO
Requerimientos diarios : 200 mg/día
VITAMINAVITAMINA
B12 O COBALAMINA
B12
• Transportador de grupos Metilos
• Necesita unirse al factor extrínseco para
poder absorberse en íleon
• Se transporta unida a una proteína
(Transcobalamina II)
• Se almacena en hígado
• Colabora en el metabolismo energético:
Degradación de Acidos Grasos de
número impar de átomos de carbono
Formas activa de la Vitamina B12
•Desoxicobalamina (Coenzima B12) (CBA)
•Metilcobalamina (MeCBA)
FUNCION: Coenzima de enzimas
• Conversión de homocisteína a
metionina
• Oxidación de ácidos grasos de n°
impar de átomos de C
Acción de B12 sobre transporte de grupos
metilos
FH4
B12
METIONINA
CH3
MetilFH4
HOMOCISTEÍNA
SÍNTESIS DE
COMPUESTOS
DE
IMPORTANCIA
BIOLÓGICA
METABOLISMO DE LA COBALAMINA
CBA-Co
Me-CBA
MITOCONDRIA
CITOSOL
Haptocorrina
ALMACENAMIENTO
B12
FI
PTCBA
RECEPTORES
CELULA
BLANCO
AVITAMINOSIS
Acumulación de AG de cadena impar
Déficit de ácido fólico
Anemia perniciosa
Requerimientos diarios
Adultos: 0,9-1,0 mg/d
Ancianos: 2-4
Embarazadas 2,6
VITAMINA C: ACIDO ASCORBICO
• Cofactor de Varias Enzimas de hidroxilación
• Desempeña un papel fundamental en la
cicatrización de heridas por su participación
en la síntesis de colágeno
• Función Antioxidante y además protege a
otros antioxidantes (Vit A y E)
• Agente Reductor: Reducción de Fe para su
absorción intestinal.(Fe+++ a Fe++)
ACIDO ASCORBICO ó VITAMINA C
Acido
Ascórbico
Fuentes de obtención
Grosella
Pimiento verde
Kiwi
Limón
Coliflor
Naranja
Tomate
Melón
AVITAMINOSIS
ESCORBUTO
HIPERVITAMINOSIS
Cálculos renales
Diarrea
>2000 mg/d
Requerimiento diario
60 mg/día
Embarazadas 80 y en lactancia 115
RESUMEN DE LAS VITAMINAS HIDROSOLUBLES
• Se encuentran en alimentos de origen Vegetal y
Animal a excepción de la B12 que solo en estos
últimos.
• Son solubles en agua por lo que se absorben y se
transportan unidos a proteínas
• No se almacenan en los tejidos por mucho tiempo
a excepción de la Vitamina B12
• Se excretan por orina ó heces
• La mayoría está formando parte de Coenzimas
que actúan en el metabolismo energético
AVITAMINOSIS
RAQUITISMO
Deficiencias en el crecimiento del hueso
VITAMINA D
Piernas arqueadas y articulaciones ensanchadas
ESCORBUTO
Cambios patológicos y tendencia a
hemorragias en dientes y encías
BERI BERI
Deterioro del sistema nervioso y
circulatorio, edema.
PELAGRA
Hinchazón lengua, dermatitis, trastornos
neurológicos y gastrointestinales,
ANEMIA MEGALOBLASTICA
Eritrocitos grandes, anómalos e
inmaduros
VITAMINA C
TIAMINA (B1)
NIACINA (B3)
COBALAMINA
ALIMENTOS SANOS Y VARIADOS FAVORECEN UN
ESTADO DE BUENA SALUD
BIBLIOGRAFIA
• “Nutrición”-Texto y Atlas –Autores:
Biesalski.Grimm- Ed. Panamericana-Año 2007
• “Química Biológica”- Autor: Antonio blancoEditorial El Ateneo-Reimpresión 8° edic.-2007
• “Lo Esencial en metabolismo y Nutrición”Cursos Crash de Mosby- Autor: Sarah BenyonEd. Harcourt Brace- 1°Ed. 1998