Informe sobre formación de ácido láctico en la glucólisis

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Informe sobre formación de ácido láctico en la glucólisis
María Paz Flórez Pérez
Lila Paulina Salcedo Nieto
Yair Andrés Ortega Ortega
Danna Paternina Maussa
José Miranda Torres
Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Córdoba
504128: Bioquímica
Docente. Miriam Elena Cantero Guevara
10 de agosto de 2021
Resumen
En este informe se explora la formación de ácido láctico en muslos de pollo, mediante las diferentes pruebas características. El músculo obtiene ATP a partir de la glucolisis. Cuando las condiciones del ejercicio son anaeróbicas la glucosa se degrada a lactato. El lactato es exportado a la circulación y es captado por el hígado. El hígado sintetiza glucosa de nuevo a partir de lactato por la ruta gluconeogénica. Estas dos vías metabólicas que permiten el acoplamiento de la función de dos tejidos es lo que se conoce como el ciclo de Cori.1 A continuación les presentaremos los resultados obtenidos de nuestra práctica de laboratorio.
Palabras clave: glucolisis, ácido láctico, músculo, glucosa, lactato.
Abstract
This report explores the formation of lactic acid in chicken thighs, through the different characteristic tests. Muscle obtains ATP from glycolysis. When exercise conditions are anaerobic, glucose is degraded to lactate. Lactate is exported into the circulation and is taken up by the liver. The liver synthesizes glucose again from lactate via the gluconeogenic pathway. These two metabolic pathways that allow the coupling of the function of two tissues is what is known as the Cori cycle. Next we will present the results obtained from our laboratory practice.
Key words: glycolysis, lactic acid, muscle, glucose, lactate.
Introducción
El ácido láctico o en su estado no ionizado lactato, es un compuesto químico que tiene como papel fundamental la fermentación láctica a nivel bioquímico, su nomenclatura oficial es el ácido 2-hidroxi-propanoico, es un monocarboxílico de tres átomos de carbono y un grupo alcohol en el carbono central. El ácido ℓ-láctico se produce a partir del ácido pirúvico a través de la enzima lactato deshidrogenasa (LDH) en procesos de fermentación.2
El ciclo del ácido láctico o ciclo de cori se basa en un transporte de producto entre el músculo y el hígado. Este ciclo tiene las siguientes reacciones: 
Glucosa + 2ADP --> 2 Lactato + 2H+ + 2ATP + 2H20 (músculo)
2 Lactato + 6 ATP + 4 H20 --> Glucosa + 6ADP (hígado)
CONSUMO NETO DE ATP: 4 ATP. Este ciclo tiene un reciclaje del ácido láctico gracias a que la glucosa puede volver al músculo para servir como fuente de energía inmediata o ser almacenado en forma de glucógeno en el hígado.
 Figura #1. Esquema del ciclo de cori, tomado de: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Cori.
A nivel fisiológico, el ácido láctico se libera en los músculos cuando realizamos actividad física debido a la falta de oxígeno durante la atracción muscular. 
En este informe tiene como objetivo plasmar a través de experimentos el ácido láctico y realizar pruebas de plena verificación de este.
Método
Materiales y Reactivos
Bisturí
Mortero con mano
4 tubos de ensayo
Baño Serológico
Pipetas de 5 y 10 mL
Balanza
Beaker 400 mL, 200mL
Tabla de disección
Embudo
Papel filtro
A.T.A 20%
Solución de glucosa al 0,5% en
Bicarbonato de Sodio al 0,5 M
Vaselina
Hidróxido de Calcio
Ácido sulfúrico concentrado
Sulfato de cobre al 20%
Procedimiento
Sacrificamos un pollo y extrajimos los músculos de los muslos. Desmenuzamos rápidamente con ayuda de una tijera y maceramos en un mortero limpio y seco manteniendo a baja temperatura. Pesamos dos porciones de 1 g del macerado y las vertimos en dos tubos de ensayo.
Utilizamos uno de los tubos de ensayo como control y agregamos inmediatamente 1 ml de
A.T.A al 20%. En ambos tubos de ensayo agregamos (5 ml de solución de glucosa al 0,5 % en bicarbonato de sodio 0,5 M).agregamos 5 gotas de vaselina o aceite vegetal.
Seguidamente colocamos los tubos en un baño de María a 37 ºC durante 2 horas.
Después de la incubación, en el tubo de ensayo experimental vertimos 0.5 ml de la solución de A.T.A al 20%, agitamos, y los contenidos de ambos tubos los filtramos aparte.
Para precipitar los carbohidratos tomamos de cada uno de los tubos 2.5 ml del filtrado, les agregamos 2 ml de solución de sulfato de cobre al 20 % y 0.5g de hidróxido de calcio. Las muestras las agitamos cuidadosamente y después de un periodo de 15 minutos repetimos la operación, alternándola con intervalos de reposo. Seguidamente filtramos.
Con cuidado tomamos 1 ml del filtrado y lo vertimos al otro tubo de ensayo, el cual se
Colocó en un baño de hielo y se le agregaron 15 gotas de ácido sulfúrico. Las muestras se colocaron seguidamente en un baño de agua hirviendo por 4 minutos. E inmediatamente se
Colocaron en un baño de hielo. Una vez que se enfriaron se agrega a cada tubo 8 gotas de una solución alcohólica de hidroquinona al 0,2 % y se agitó. Procedimos a observar y anotar los respectivos resultados.
Resultados
 Figura #2. Procedimiento luego de filtrar y agregar sulfato de cobre, tomado de https://www.youtube.com/watch?v=M-HCX196p1Q
 
 Figura #3. Procedimiento luego de agregar hidróxido de calcio, tomado de https://www.youtube.com/watch?v=M-HCX196p1Q
 Figura #4. Procedimiento luego del baño frío y 5 gotitas de ácido sulfúrico, tomado de https://www.youtube.com/watch?v=M-HCX196p1Q 
 Figura #5. Procedimiento final luego de agregar hidroquinona, tomado de https://www.youtube.com/watch?v=M-HCX196p1Q 
Podemos observar en la última imagen la formación de un precipitado blanquecino, lo que indica la formación de ácido láctico, por lo que podemos afirmar que la práctica realizada tuvo éxito.
Discusión
FASE I: Los hidratos de carbono ingresan mediante la dieta como polisacáridos. La digestión de estas sustancias empieza en la boca mediante la enzima llamada ptialina (alfa-amilasa); continúa con la amilasa pancreática. De esta forma, todos los hidratos de carbono terminarán en el intestino como maltosa, sacarosa y lactosa (DISACÁRIDOS); sobre estos sustratos actuarán la MALTASA y alfaDEXTRINASA; la SACARASA y la LACTASA (disacaridasas).
FASE II: Una vez absorbidos los monosacáridos, la glucosa fundamentalmente y la pequeña proporción de galactosa y fructosa ingresan a la célula para generar energía . En nuestro organismo, la energía se obtiene fundamentalmente de la generación celular-mitocondrial de fosfatos de alta energía –adenosín trifosfato –1-3. Entonces, la glucosa entra al citoplasma celular mediante DIFUSIÓN FACILITADA1,2.
GLUCOSA-6-FOSFATO que ocurre por acción enzimática de la GLUCOCINASA (en el hígado) y de la HEXOCINASA (en los otros tejidos)
En la mitocondria del citosol, la glucosa es sometida a 3 procesos que generan 38 moles de ATP.
FASES DE GENERACIÓN DEL ATP
Ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos. La glucosa será dividida en 2 moléculas de ácido pirúvico mediante la PIRUVATO DESHIDROGENASA.
Se produce en la membrana externa mitocondrial donde el ácido oxalacético se combina con la acetil CoA formando ácido cítrico y, luego, una sucesión de compuestos que terminan con la neoformación de OXALACETATO y, por tanto, con el reinicio del ciclo1-3.
Por ello, los defectos del genoma mitocondrial producen disfunción de estos organelos que generan enfermedades raras como los síndromes MERRF y MELAS . También los tóxicos como el cianuro de potasio/tiocianatos producen un bloqueo agudo y mortal del complejo IV de la fosforilación oxidativa que lleva a una parálisis energética celular y muerte en tiempo corto1-3.
RECONVERSIÓN DEL ÁCIDO LÁCTICO EN PIRUVATO
Después de la restitución del aporte de oxígeno, el metabolismo anaerobio cesa, el ácido láctico se convierte en piruvato e inicia la cadena de reacciones descritas previamente. Este órgano posee la capacidad de convertir –en condiciones de anaerobiosis– el ácido láctico en pirúvico y, por tanto, mantiene su eficiencia energética.
En el ejercicio intenso el trasporte del lactatoa través del sarcolema muscular se da por 3 mecanismos.
Difusión de lactato no disociado. Mecanismo de transporte de lactato hacia fuera de la membrana muscular mediante las proteínas transportadoras monocarboxiladas .
Aunque los MCT han sido investigados en el ejercicio, abrirían la posibilidad de dirigir la investigación en procesos de índole inflamatoria-infecciosa, como la sepsis, entendiéndose que en estas patologías la ausencia de depuración de lactato es un fuerte predictor de mortalidad3,4. Ejemplos del destino e intercambio del lactato producido a nivel muscular gracias al sistema de lanzaderas a través de las distintas isoformas de MCT.
El ácido láctico, aunque es un desfogue que impide la parálisis energética celular, cuando se eleva por largo tiempo y no se depura en las 6 primeras horas tras la resucitación de un enfermo, se convierte en un predictor fiable de mortalidad.
Conclusión
Preguntas complementarias
¿Qué función cumple la solución de hidroquinona?
· La hidroquinona es un principio activo indicado para el aclarado gradual de manchas en la piel como: melasma, lentigo senil y otras condiciones en la que surge hiperpigmentación por un aumento excesivo en la producción de melanina. 
La hidroquinona sirve para aclarar gradualmente manchas en la piel, incluyendo melasmas, pecas, manchas de acné, manchas seniles, marcas de psoriasis y eccema. Este compuesto actúa como un substrato de la enzima tirosinasa, compitiendo con la tirosina e inhibiendo la formación de melanina, que es el pigmento que da la coloración a la piel. De esta forma, con la disminución de la producción de melanina, la mancha va tornándose cada vez más clara.
Además de eso, aunque más lentamente la hidroquinona provoca cambios estructurales en las membranas de los orgánulos de los melanocitos acelerando la degradación de los melanosomas, que son las células responsables de la producción de melanina. (Kompanje EJO, January 1843.)
Escriba la reacción entre la hidroquinona y el ácido láctico
¿Qué condiciones hay que tener en cuenta para la producción de ácido láctico según reacciones de la glucolisis?
· Bajo condiciones de oxígeno limitado y exceso de glucosa, las BAL homolácticas catabolizan un mol de glucosa en dos moles de piruvato mediante la vía de Embden-Meyerhof. El balance redox intracelular es mantenido a través de la oxidación de NADH (forma reducida de NAD), coordinado con la reducción del piruvato a ácido láctico. Este proceso también produce dos moles de ATP por glucosa consumida. Posteriormente, el ácido pirúvico es transformado en ácido láctico por medio de dos moléculas de NADH, siendo uno de los metabolitos principales de las bacterias del género lactobacilo. (Pundir CS, 2016)
¿En qué tejidos es mayor la producción de este acido? ¿De qué depende la producción de dicho acido?
· El ácido láctico o lactato es un marcador bioquímico cuyo rol biológico ha ido adquiriendo mayor importancia a medida que entendemos su comportamiento bioquímico, fisiológico, metabólico y fisiopatológico. Inicialmente fue visto como un sustrato nocivo y luego, paulatinamente entendido como una vía vital de supervivencia celular y sustrato energético en condiciones extremas y aún normales (sistema nervioso central). Actualmente es un objetivo de resucitación hemodinámica, tan importante, que su descenso o ascenso luego de reanimación hemodinámica predice alta morbilidad y mortalidad. En esta revisión tenemos el propósito de facilitar el entendimiento del metabolismo del lactato y, por tanto, de la glucosa (ambas sustancias comparten paralelismos bioquímicos y metabólicos), recalcar la importancia del hígado y del músculo esquelético. (Cury Regino K, 2014 Jun)
· El ácido láctico se produce principalmente en las células musculares y en los glóbulos rojos. Dicho ácido se forma cuando el cuerpo descompone carbohidratos para utilizarlos como energía cuando los niveles de oxígeno son bajos. Las ocasiones en las que el nivel de oxígeno del cuerpo podría descender incluyen:
· Durante el ejercicio intenso
· Si usted tiene una infección o una enfermedad
¿Por qué debe el ratón o rata estar en actividad el día anterior?
· Debe estar en actividad el día anterior, debido a que gracias a esta actividad los músculos se contraen vigorosamente lo que ocasiona una baja en el nivel de oxígeno en los músculos del animal, ya que sabemos que para que se dé la transformación del piruvato en lactato se necesitan bajos niveles de oxígeno lo cual nos dará como resultado la formación del ácido láctico la cual es el objetivo de esta práctica
Referencias
1. Tejedor M. (2014). Bioquímica- gluconeogénesis. Universidad de Alcalá. Recuperado el 9 de agosto de 2021 de http://www3.uah.es/bioquimica/Tejedor/bioquimica_quimica/tema15.htm
2. Todo es química (24 octubre 2011). El ácido láctico. https://todoesquimica.blogia.com/2011/102405-el-cido-l-ctico.php
3. Kompanje EJO, Jansen TC, Van Der Hoven B, Bakker J. The first demonstration of lactic acid in human blood in shock by Johann Joseph Scherer (1814-1869) in January 1843. Vol. 33, Intensive Care Medicine. 2007. p. 1967–71.
4. Pundir CS, Narwal V, Batra B. Determination of lactic acid with special emphasis on biosensing methods: A review. Biosens Bioelectron [Internet]. 2016; 86:777–90. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.bios.2016.07.076
5. Cury Regino K, Arteaga Márquez M, Martínez Flórez G, Luján Rhenals D, Durango Villadiego A. Evaluación de la fermentación del lactosuero ácido (entero y desproteinizado) utilizando Lactobacillus casei. Rev Colomb Biotecnol. 2014 Jun 1; 16(1):137.