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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