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Unidad 1: química orgánica
La química orgánica estudia los compuestos del carbono. “orgánico” para describir los compuestos que se obtenían de fuentes vivas: plantas y animales. En la actualidad se conocen más de 20 millones de compuestos orgánicos sintéticos y naturales.
Carbono: El carbono puede constituir más compuestos que ningún otro elemento.
Los átomos de carbono tienen la capacidad de formar enlaces carbono-carbono sencillo, doble y triple. 
Unirse entre sí formando cadenas o estructuras cíclicas
El carbono se encuentra ubicado en el grupo IV A, tiene un número atómico 6 y número de masa 12; en su núcleo tiene 6 protones y 6 neutrones y está rodeado por 6 electrones, distribuidos en dos niveles: dos en 1s, dos en 2s y dos en 2p. Los orbitales del nivel dos adquieren una conformación llamada hibridación, donde se acomodan los 4 electrones del segundo nivel en un orbital híbrido llamado sp.
El carbono tiene la capacidad de compartir cuatro electrones de valencia y formar cuatro enlaces covalentes fuertes; además, los átomos de carbono se pueden unir entre ellos y formar largas cadenas y anillos.
Tiene la característica única entre todos los elementos de formar cadenas largas y estables de sus propios átomos, una propiedad llamada catenación. Esto, junto con la fuerza del enlace carbono-carbono da origen a un número enorme de formas moleculares, muchas de las cuales son importantes elementos estructurales de la vida, así los compuestos de carbono tienen su propio campo de estudio: la química orgánica.
Las ramificaciones son comunes en los esqueletos C-C. Pueden ser identificados átomos de carbono diferentes con respecto al número de otros átomos de carbono vecinos:
· Átomo de carbono primario: un átomo de carbono vecino
· Átomo de carbono secundario: dos átomos de carbono vecinos
· Átomo de carbono terciario: tres átomos de carbono vecinos
· Átomo de carbono cuaternario: cuatro átomos de carbono vecinos
La hibridación del carbono consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energía al orbital del último nivel de energía. Los orbitales híbridos explican la forma en que se disponen los electrones en la formación de los enlaces, dentro de la teoría del enlace de valencia, compuesta por nitrógeno líquido que hace compartirlas con cualquier otro elemento químico ya sea un alcano o comburente.
Estado basal y estado de excitado
Primero hay que definir en qué consiste el estado basal y el estado excitado:
Un átomo en estado excitado es aquel en el cual uno de sus electrones ha sido promocionado a un nivel energético superior.
Mientras que el estado basal o estado fundamental, es el estado de menor energía en el que un átomo, molécula o grupo de átomos se puede encontrar sin absorber ni emitir energía, en pocas palabras en su estado más puro. Su configuración electrónica en su estado natural es:
1s² 2s² 2p² (estado basal).
Su configuración electrónica en estado excitado es:
1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹.
En la naturaleza este tipo de átomos distribuyen sus electrones.
La hibridación es una ley que se aplica en química, la cual nos permite demostrar la geometría y propiedades de algunas moléculas que en la teoría de enlace-valencia no se pueden demostrar. La hibridación consiste en atribuir la composición de orbitales atómicos puros de un mismo átomo para obtener orbitales atómicos híbridos. Para que pueda llevarse a cabo la hibridación el átomo de carbono tiene que pasar de su estado basal a uno activado cuando se aplica energía. Existen diversos tipos de hibridación que involucran orbitales atómicos s, p y d de un mismo átomo
Hibridación sp3 (enlace simple)
La hibridación sp³ se define como la unión de un orbital s con tres orbitales p (px, py y pz) para formar cuatro orbitales híbridos sp3 con un electrón cada uno.
Los orbitales atómicos s y p pueden formar tres tipos de hibridación, esto depende del número de orbitales que se combinen.
Hibridación sp2 (enlace doble C=C)
Es la combinación de un orbital s con dos orbitales p (px y py) para formar tres orbitales híbridos sp2. Los orbitales híbridos sp2 forman un triángulo equilátero.
Hibridación sp (enlace triple)
Los orbitales híbridos sp forman una figura lineal. La hibridación sp se presenta en los átomos de carbono con una triple ligadura o mejor conocido con un triple enlace carbono-carbono en la familia de los alquinos.
El enlace triple es aún más fuerte que el enlace doble, y la distancia entre C-C es menor en comparación a las distancias de las otras hibridaciones.
 Hidrocarburos 
Son un grupo de compuestos orgánicos que contienen principalmente carbono e hidrógeno. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las substancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos.
ALCANOS o Hidrocarburos saturados: son compuestos formados por carbono e hidrógeno, presentan enlaces sencillos (SP3). Presenta una fórmula general (CnH2n+2), donde n es el número de carbonos del compuesto y el sufijo -o y su terminación en -ano.
CH4→ Metano, C2H6→Etano, C3H8→Propano, C4H10→Butano, C5H12→Pentano, C6H14→ Hexano, C7H16→Heptano C8H18→Octano, C9H20→Nonano, C10H22→Decano.
ALQUENOS: Los alquenos son hidrocarburos insaturados que tienen doble enlace carbono-carbono en su molécula. Se puede decir que un alqueno es un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.
La fórmula general de un alqueno de cadena abierta con un solo doble enlace es CnH2n 
 Se nombran igual que los alcanos, pero con la terminación en “eno”. De todas formas hay que seguir las siguientes reglas:
· Se escoge como cadena principal la más larga que contenga el doble enlace. De haber ramificaciones se toma como cadena principal la que contenga el mayor numero de dobles enlaces, aunque sea más corta que las otras.
· Se comienza a contar por el extremo más cercano a un doble enlace, con lo que el doble enlace tiene preferencia sobre las cadenas laterales a la hora de nombrar los carbonos, y se nombra el hidrocarburo especificando el primer carbono que contiene ese doble enlace
· En el caso de que hubiera más de un doble enlace se emplean las terminaciones “dieno”, “trieno”, etc, precedidas por los números que indican la posición de esos dobles enlaces
Eteno: CH2=CH2
Propeno: CH2=CH-CH3
1-buteno: CH2=CH-CH2-CH3
2-buteno: CH3-CH=CH-CH3
ALQUINOS: Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace (dos enlaces π pi y uno Σ sigma) -C≡C- entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos de ácido metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2
En general su nomenclatura sigue las pautas indicadas para los alquenos, pero terminando en “ino”
· Se toma como cadena principal la cadena continua mas larga que contenga a los triples enlaces
· La cadena se numera de forma que los atomos de carbono del triple enlace tengan los números mas bajos posibles
· Dicha cadena principal se nombra con la terminación –ino, especificando el numero de atomos de carbono de dicha cadena con un prefijo (et-dos, prop-tres, but-cuatro, etc)
· Si hay varios triples enlaces, se indica con los prefijos di, tri, tetra
Ejemplos:
CH (enlace triple)CH: etino (acetileno)
CH3-CH2-C(enlace triple)CH: 1-butino
CH (enlace triple) C-: etinilo
HIDROCARBUROS CICLICOS
Ciclo alcanos: Los ciclo alcanos o alcanos cíclicos son hidrocarburos saturados, cuyo esqueleto está formado únicamente por átomos de carbono unidos entre ellos con enlaces simples en forma de anillo. Su fórmula genérica es CnH2n.
Como se nombran? : Se nombran del mismo modo que los hidrocarburos de cadena abierta de igual número de carbonos pero anteponiendo el prefijo ciclo.
	Ciclopropano
	
	
	Ciclobutano
	
	
AROMATICOS: son hidrocarburos de cadena cerrada que contienen dobles enlaces alternados o conjugados
La existencia de estos dobles enlaces conjugados les confiere una gran estabilidad y hace de sus propiedades químicasespeciales. El más importante de todos ellos es el benceno, de formula molécular C6H6
COMPUESTOS ORGANICOS CON OXIGENO
Alcoholes: derivados de los hidrocarburos al sustituir un hidrogeno por grupos hidroxilo. La formula general de los alcoholes es R-OH. Al contener en su molécula un radical alquilo y un grupo hidroxilo tienen propiedades físicas intermedias entre los hidrocarburos y el agua. Su carácter apolar aumenta con la longitud de la cadena carbonada, mientras que su carácter polar o hidrófilico aumenta con el numero de hidroxilos en la molecula
Se nombran como los hidrocarburos, cambiando el sufijo –o por –ol. Si hay mas de un grupo hidroxilo en la misma molécula, se antepone el prefijo di, tri, etc y se indica mediante un numero a que carbono esta unido cada grupo –OH
Ejemplos:
Etanol: CH3-CH2-OH
1-propanol: CH3-CH2- CH2OH
Tipos de alcoholes
Los alcoholes pueden clasificarse de acuerdo al número de grupos hidroxilo que presenten en su estructura:
Monoalcoholes o alcoholes. Estos contienen un solo grupo hidroxilo.
Polialcoholes o polioles. Contienen más de un grupo hidroxilo
Otra forma de clasificar los alcoholes es según la posición del carbono al cual está enlazado el grupo hidroxilo, teniendo en cuenta también a cuántos átomos de carbono está enlazado además este carbono:
Alcoholes primarios. El grupo hidroxilo (-OH) se ubica en un carbono enlazado a su vez a otro único átomo de carbono.
Alcoholes secundarios. El grupo hidroxilo (-OH) se ubica en un carbono enlazado a su vez a otros dos átomos de carbono distintos.
Alcoholes terciarios. El grupo hidroxilo (-OH) se ubica en un carbono enlazado a su vez a otros tres átomos de carbono distintos.
Éteres
Un éter es un grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos alquilo, iguales o distintos, estando el átomo de oxígeno unido a estos.
Se puede obtener un éter de la reacción de condensación entre dos alcoholes
CH3-CH2-O-CH2-CH3: éter etílico (éter
CH3-CH2-O-CH3: etilmetileter
Aldehídos y cetonas
Aldehídos
 Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO (carbonilo).1​ Un grupo carbonilo es el que se obtiene separando un átomo de hidrógeno del formaldehído. Como tal no tiene existencia libre, aunque puede considerarse que todos los aldehídos poseen un grupo terminal carbonilo.
Los aldehídos se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminación -ol por -al.2​
Cetonas
Una cetona es un compuesto orgánico que se caracteriza por poseer un grupo funcional carbonilo unido a dos átomos de carbono, a diferencia de un aldehído, en donde el grupo carbonilo se encuentra unido al menos a un átomo de hidrógeno.
Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal).
Grupos carboxilos
Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos, caracterizados porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH). En el grupo funcional carboxilo coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (-C=O). Se puede representar como -COOH o -CO2H.
 Los ácidos carboxílicos se nombran con la ayuda de la terminación –oico o –ico que se une al nombre del hidrocarburo de referencia y anteponiendo la palabra ácido:
Ejemplo
CH3-CH2-CH3 propano CH3-CH2-COOH Ácido propanoico (propan + oico)
ESTER
En bioquímica son el producto de la reacción entre los ácidos grasos y los alcoholes.
En la formación de ésteres, cada radical -OH (grupo hidroxilo) se sustituye por la cadena -COO del ácido graso. El H sobrante del grupo carboxilo, se combina con el OH sustituido, formando agua.
En química orgánica y bioquímica los ésteres son un grupo funcional compuesto de un radical orgánico unido al residuo de cualquier ácido oxigenado (oxácido), orgánico o inorgánico. Los ésteres más comúnmente encontrados en la naturaleza son las grasas, que son ésteres de glicerina y ácidos grasos 
Principalmente resultante de la condensación de un ácido carboxílico y un alcohol. El proceso se denomina esterificación.
Compuestos orgánicos con nitrógeno
Aminas:  
Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoníaco y resultan de la sustitución de uno o varios de los hidrógenos de la molécula de amoníaco por otros sustituyentes o radicales. Según se sustituyen uno, dos o tres hidrógenos, las aminas son primarios, secundarios o terciarios. Las aminas se clasifican de acuerdo con el número de átomos de hidrógeno del amoniaco que se sustituyen por grupos orgánicos. Las que tienen un solo grupo se llaman aminas primarias, las que tienen dos se llaman aminas secundarias y las que tienen tres, aminas terciarias.
Las aminas sencillas se nombran enumerando los grupos que sustituyen a los átomos de hidrógeno del amoniaco y terminando con amina. Si hay varios grupos o radicales sustituyentes iguales se usan los prefijos di o tri. Cuando se trata de grupos diferentes estos se nombran por orden alfabético (etil antes que metil, o butil antes que propil, prescindiendo del tamaño) y terminando con la terminación amina
Por ej: CH3-NH2: metilamina
CH3-NH-CH3: dimetilamina
AMIDA: 
Una amida es un compuesto que se forma químicamente por el reemplazo del hidroxilo de un oxácido por un sustituyente amino. Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxílico por sustitución del grupo —OH del ácido por un grupo —NH2, —NHR o —NRR' (llamado grupo amino). ​ 
Isomería:
Es una propiedad de los compuestos químicos que tienen igual formula molecular, pero presentan diferentes estructuras moleculares. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros. Por ejemplo, el alcohol etílico o etanol y el éter dimetílico son isómeros cuya fórmula molecular es C2H6O.
La isomería puede ser de dos tipos: constitucional e isomería en el espacio o esteroisomeria
Isomería constitucional:
Isómeros de cadena: poseen igual formula molecular, igual función química pero diferente estructura en la cadena hidrocarbonada
Isómeros de posición: poseen igual formula molecular, igual función química pero difieren en la ubicación del grupo funcional en la cadena
Isómeros de función: son compuestos que tienen igual formula molecular, pero distintas funciones químicas
Estéreoisomeria
Son isómeros que difieren únicamente en la orientación de sus átomos en el espacio
Diasteroisomeros
Isomería geométrica: difieren en la disposición espacial de los grupos unidos a un doble enlace
Enantiomeros
Isomería óptica: compuestos en el que uno es imagen especular del otro y no son superponibles. Poseen carbonos que tienen unidos 4 grupos diferentes: carbonos quirales o asimetricos
Unidad 7: membranas biológicas
Las membranas celulares son estructuras continuas, que constituyen conjuntos organizados constituidos por lípidos, proteínas y carbohidratos. Las funciones más importantes son: participan en el crecimiento, desarrollo y funcionamiento celular, cumplen función estructural, forman una barrera de permeabilidad selectiva, reciben y generan señales: controlan el flujo de información entre la célula y el medio ambiente, cumplen un papel de reconocimiento entre células y los tejidos conectivos circulantes, y constituyen un soporte de enzimas y receptores.
Estructura de la membrana
La membrana celular consiste en una bicapa (doble capa) lipídica que es semipermeable, gracias a esto la membrana regula el transporta de sustancias que entran y salen de la célula.
Lípidos en la membrana:
En la bicapa predominan fosfolipidos que se dividen en glicerofosfolipidos y esfingofosfolipidos, en menor proporción glicolipidos que se dividen en cerebrosidos y gangliosidos, y por último el colesterol.
La composición de ambas capas noes idéntica (asimétrica). Fosfatidilcolina y esfingomielina predominan en la capa externa; fosfatidil etanolamina y fosfatidilserina, en la interna.
Fluidez: La fluidez de la membrana es tanto mayor cuanto más elevada es la proporción de ácidos grasos insaturados en los lípidos que la componen, cuánto más cortos y más insaturados son los lípidos de membrana, más fluida es esta última
Proteínas de membrana:
Se encuentra en proporción variable para distintas células y organelas, se pueden agrupar en dos grupos basados ​​en la manera en que estas se asocian con la membrana.
Proteínas integrales de la membrana: están arraigadas permanentemente dentro de la membrana plasmática. Cumplen muchas funciones importantes; estas incluyen el transporte de moléculas a través de la membrana. Otras proteínas integrales actúan como receptores celulares. En zona transmembrana: tienen estructura de hélice alfa. En el exterior de las membranas celulares, adheridas a otras proteínas, están las cadenas de carbohidratos que actúan como etiquetas que identifican el tipo de célula
Proteínas periféricas de la membrana son proteínas que sólo se asocian a la membrana de manera temporal. Se pueden eliminar fácilmente, lo que les permite involucrarse en la comunicación celular. Estas proteínas se pueden adherir a proteínas integrales de la membrana o se pueden pegar a pequeñas porciones de bicapas lipídicas por ellas mismas. Las proteínas periféricas están asociadas a menudo con canales iónicos y con receptores transmembranales. La mayoría de este tipo de proteínas es hidrófila.
Transporte a través de la membrana
El transporte celular es el intercambio de sustancias a través de la membrana plasmática, que es una membrana semipermeable. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos para las moléculas son:
· Transporte pasivo: El transporte pasivo ocurre por difusión, que puede ser simple o facilitada. Este tipo de transporte permite el paso molecular a través de la membrana plasmática a favor del gradiente de concentración o de carga eléctrica, de mayor a menor concentración.  Hay cuatro mecanismos de transporte pasivo:
Difusión simple: paso de sustancias a través de los fosfolípidos de la membrana plasmática, como los gases respiratorios, el alcohol y otras moléculas no polares y de bajo peso molecular.
Difusión facilitada: se realiza sin gasto de energía. Está a cargo de proteínas integrales: portadores y canales. Los portadores forman un complejo con el soluto (existen transportadores de un soluto) de dos solutos en el mismo sentido (co transporte) o en sentido opuesto (contra transporte) 
Canales: forman polos hidrofilicos en la membrana. Los canales de iones permiten el paso de iones con gran selectividad.
Canales iónicos: Los canales iónicos son un tipo de proteína transmembrana que permite el paso de iones específicos, a través de la membrana celular. Su estructura semeja un poro o canal relleno de agua con un sistema de compuertas
Acuaporinas: Estas proteínas forman poros en las membranas biológicas, por los que transportan principalmente agua
· Transporte activo: El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas pequeñas atraviesan la membrana plasmática contra un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración con el consecuente gasto de energía. Los ejemplos típicos son la bomba de sodio-potasio, la bomba de calcio o simplemente el transporte de glucosa.
Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio o Bomba Na+/K+
Se encuentra en todas las células del organismo, en cada ciclo consume una molécula de ATP y es la encargada de transportar dos iones de potasio que logran ingresar a la célula, al mismo tiempo bombea tres iones de sodio desde el interior hacia el exterior de la célula (exoplasma), ya que químicamente tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas. ​El resultado es ingreso de dos iones de potasio (ingreso de dos cargas positivas) y regreso de tres iones de sodio (regreso de tres cargas positivas), esto da como resultado una pérdida de la electropositividad interna de la célula, lo que convierte a su medio interno en un medio "electronegativo con respecto al medio extra celular". 
Transporte activo secundario o cotransporte: Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular
Transporte en masa: Las macromoléculas o partículas grandes se introducen o expulsan de la célula por dos mecanismos:
· Endocitosis: Es el proceso por el cual la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de una región de la membrana plasmática que posteriormente da lugar a una vesícula intracelular. La partícula es englobada en el interior de la vesícula. Existen tres procesos:
Pinocitosis: Consiste en la incorporación de cantidades minúsculas de líquido extracelular y sustancias disueltas en forma de vesículas pequeñas.
Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en grandes vesículas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular.
Endocitosis mediada por receptor o ligando: es de tipo específica, captura macromoléculas específicas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas en la membrana plasmática (específicas).
· Exocitosis: Es un proceso inverso al de endocitosis, en el que una vesícula intracelular se aproxima a la membrana plasmática fundiéndose con ella de manera que el contenido de dicha vesícula es vertido al medio extracelular 
UNIDAD 8: oxidaciones biológicas
Oxidación: es una reacción química donde un elemento pierde electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. Las oxidaciones constituyen la principal fuente de energía utilizable para efectuar trabajo
Reducción: es el proceso electroquímico por el cual un átomo o un ion gana electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación. Este proceso es contrario al de oxidación.
Oxidación y reducción siempre van acopladas, en toda reacción en la cual un elemento se oxida, simultáneamente hay otro que se reduce. Los electrones cedidos por un elemento deben necesariamente ser captados por otro, ya que los electrones no pueden quedar libres
Reacción oxido-reducción
Toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación. 
Para que exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones, y otro que los acepte:
· El agente oxidante es aquel elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.
· El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado. 
Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio, se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un «par rédox». Análogamente, se dice que, cuando un elemento químico capta electrones del medio, este se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par rédox con su precursor oxidado.
Potencial de reducción: Es la tendencia de un elemento, ion o compuesto a ganar electrones frente a otro elemento, ion o compuesto.
Oxidaciones biológicas
Gran parte de los sustratos oxidados en el organismo sufren deshidrogenacion. Los hidrógenos sustraídos al sustrato se unen finalmente a oxigeno molecular para formar agua
Las reacciones de deshidrogenacion son catalizadas por enzimas (deshidrogenasas) especificas, para cada sustrato; los hidrógenos son captados por la coenzima, un nucleótido de nicotinamida (NAD o NADP) o una flavina (FAD). Se trata de una reacción exergonica.
En los procesos biológicos,los hidrógenos sustraídos al sustrato no son directamente oxidados por el oxigeno sino transferidos, en etapas sucesivas, a distintas sustancias aceptoras de potencial de reducción creciente, de este modo, la energía se libera en forma fraccionada y puede ser captada por la célula.
Mitocondrias: son las organelas en las cuales tiene lugar la transferencia ordenada de electrones y la captación de la energía generada por el flujo de electrones. Tienen una membrana ext y una int, donde se encuentra la cadena respiratoria
Cadena respiratoria
En las oxidaciones biológicas los hidrógenos sustraídos al sustrato son transferidos en forma gradual a travez de aceptores que experimentan cambios reversibles en su estado redox. En la membrana interna de las mitocondrias, estos aceptores están dispuestos ordenadamente según un gradiente de potencial de reducción creciente y asociados íntimamente a las enzimas que catalizan las transferencias
Equivalentes de reducción: dos hidrógenos cedidos en una reacción redox representan la suma de dos protones (H+) y dos electrones (e-)
Es un proceso exergonico. Todos los integrantes de la cadena respiratoria se encuentran en la membrana interna de la mitocondria, constituyendo un sistema multienzimatico altamente ordenado
Componentes de la cadena respiratoria: Muchos de sus componentes se agrupan en complejos que atraviesan la bicapa lipidica. Existen cuatro de estos complejos y, además, hay otros dos integrantes de la cadena que se encuentran libres (coenzima Q y citocromo c)
El NAD reducido es oxidado por el primer complejo de la cadena respiratoria, llamado NADH-ubiquinona reductasa.
Los electrones transferidos son captados inicialmente por flavina mono nucleótido, el cual se reduce a FMNH2; luego pasan sucesivamente por átomos de Fe-S del complejo y finalmente son cedidos a la ubiquinona o coenzima Q, esta se reduce.
Flavo proteínas: tienen flavina como grupo prostético. 
Coenzima Q: recibe también el nombre de ubiquinona. Este aceptor es el único de la cadena respiratoria no unido a proteínas, actúa como portador móvil de electrones. La coenzima Q recibe hidrógenos de diversa procedencia
En la próxima etapa, la ubiquinona reducida transfiere dos electrones a los siguientes aceptores, pertenecientes a la familia de los citocromos
Citocromos: son hemoproteinas con capacidad para aceptar electrones. Se identifican varios tipos de citocromos en la cadena respiratoria, dos citocromos a, dos b y dos c. Se distinguen por su potencial de reducción.
Complejos de la cadena respiratoria: La ubiquinona se encuentra libre en el interior de la doble capa lipidica y del citocromo, cuyas moléculas están adosadas a la cara externa de la membrana interna, los restantes componentes de la cadena respiratoria se agrupan en cuatro complejos que ocupan todo el espesor de la membrana. Estos complejos son designados con números romanos
· Complejo I: es la NADH-ubiquinona reductasa. Por intermedio de NAD, recibe hidrógenos. Entrega los hidrógenos a ubiquinona
· Complejo II: succinato-ubiquinona reductasa. Posee FAD. Transfiere equivalentes de reducción desde succinato a coenzima Q
· Complejo III: es la ubiquinona-citocromo c. transfiere electrones desde ubiquinona a citocromo c
· Complejo IV: es la citocromo oxidasa. Cataliza la reducción de O2 a H2O
Fosforilacion oxidativa
La Fosforilación oxidativa.Es un proceso bioquímico que ocurre en las células. Es el proceso metabólico final (catabolismo) de la respiración celular, tras la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico. De una molécula de glucosa se obtienen 38 moléculas de ATP mediante la fosforilación oxidativa. Dentro de las células, la fosforilación oxidativa se produce en las membranas biológicas. 
Es la transferencia de electrones de los equivalentes reducidos NADH y FADH, obtenidos en la glucólisis y en el ciclo de Krebs hasta el oxígeno molecular, acoplado con la síntesis de ATP. Este proceso metabólico está formado por un conjunto de enzimas complejas, ubicadas en la membrana interna de las mitocondrias, que catalizan varias reacciones de óxido-reducción, donde el oxígeno es el aceptor final de electrones y donde se forma finalmente agua.
La fosforilación oxidativa funciona con dos tipos de reacciones que están acopladas, una utiliza reacciones químicas que liberan energía, mientras que la otra utiliza esa energía para llevar a cabo sus reacciones.El flujo de electrones a través de la cadena de transporte de electrones, desde donantes de electrones como NADH a aceptores de electrones tales como oxígeno, es un proceso exergónico – libera energía, mientras que la síntesis de ATP es un proceso endergónico, el cual requiere de energía. Tanto la cadena de transporte de electrones como la ATP sintasa, están embebidos en la membrana, y la energía es transferida de la cadena de transporte de electrones a la ATP sintasa por el movimiento de protones a través de la membrana, en un proceso llamado quimiosmosis.
Síntesis de ATP
Las siglas ATP designan al Adenosín Trifosfato o Trifosfato de adenosina, una molécula orgánica perteneciente al grupo de los nucleótidos, fundamental para el metabolismo energético de la célula. El ATP es la principal fuente de energía utilizada en la mayoría de los procesos y funciones celulares, tanto en el cuerpo humano como en el organismo de otros seres vivos.
El nombre del ATP proviene de la composición molecular de esta molécula, formada por una base nitrogenada (la adenina) enlazada con el átomo de carbono de una molécula de azúcar pentosa (también llamada ribosa), y a su vez con tres iones fosfatos enlazados en otro átomo de carbono. 
La principal función del ATP es servir de aporte energético en las reacciones bioquímicas que se producen en el interior de la célula, por lo que a esta molécula se la conoce también como “moneda energética” del organismo.
El ATP es una molécula útil para contener momentáneamente la energía química liberada durante los procesos metabólicos de descomposición de los alimentos, y liberarla de nuevo cuando sea necesario para impulsar los diversos procesos biológicos del cuerpo, como el transporte celular, etc
En las células, el ATP se sintetiza a través de la respiración celular, un proceso que se lleva a cabo en las mitocondrias de la célula. Durante este fenómeno, se libera la energía química almacenada en la glucosa, mediante un proceso de oxidación que libera CO2, H2O y energía en forma de ATP. Aunque la glucosa es el sustrato por excelencia de esta reacción, cabe aclarar que las proteínas y las grasas también pueden ser oxidadas para dar ATP. Cada uno de esos nutrientes provenientes de la alimentación del individuo tienen rutas metabólicas distintas, pero convergen en un metabolito común: el acetil-CoA, que da inicio al Ciclo del Krebs y permite que el proceso de obtención de energía química converja, ya que todas las células consumen su energía en forma de ATP.
El proceso de respiración celular se puede dividir en tres fases o etapas: la glucólisis (una vía previa que solo es requerida cuando la célula utiliza glucosa como combustible), el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones. Durante las primeras dos etapas, se produce el acetil-CoA, CO2 y solo una pequeña cantidad de ATP, mientras que durante la tercera fase de la respiración se produce H2O y la mayor parte del ATP a través de un conjunto de proteínas llamado “complejo ATP sintasa”.
Sistemas conmutadores de hidrogeno
Las moléculas de NAD+ y NADH no pueden atravesar la membrana mitocondrial interna, que es una barrera selectiva. Por ello el NADH generado durante la glicolisis y por otras deshidrogenasas citosólicas no puede atravesar dicha membrana para llegar a la matriz mitocondrial y dar su par de electrones al complejo I de la cadena transportadora.
Para poder transferir ese " poder reductor " generado en el citosol hasta la cadena transportadora de electrones existen en las células de mamífero dos sistemas de lanzadera de solutos que permiten la transferencia de pares de electrones y protones (pares deátomos de hidrógeno ) bien directamente hasta la cadena transportadora, bien hasta la matriz mitocondrial. 
Fosforilizacion a nivel de sustrato
La fosforilación a nivel de sustrato es la síntesis de ATP acoplada a una reacción exergónica sin intervención de la enzima ATP-sintasa. Está mediada por enzimas quinasas y se produce, por ejemplo, en el ciclo de Krebs o en la glucólisis; constituye únicamente una pequeña parte del total de ATP producido en la célula.
METABOLISMO
El conjunto de procesos químicos que se producen en la célula, catalizadas por enzimas y que permiten realizar las diferentes actividades celulares.
Su finalidad es obtener energía utilizable por la célula, que se almacena en forma de ATP, sintetizar moléculas necesarias para su funcionamiento, degradar los compuestos ingresados en productos más simples
El metabolismo se divide en dos procesos conjugados, el catabolismo y el anabolismo, que son procesos acoplados, puesto que uno depende del otro:
· Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo de ello es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos.
· Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esa energía para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células, como las proteínas y los ácidos nucleicos.
La economía que la actividad celular impone sobre sus recursos obliga a organizar estrictamente las reacciones químicas del metabolismo en vías o rutas metabólicas en las que un compuesto químico (sustrato) es transformado en otro (producto) y este a su vez funciona como sustrato para generar otro producto, en una secuencia de reacciones en las que intervienen diferentes enzimas (por lo general una para cada sustrato-reacción). Las enzimas son cruciales en el metabolismo porque agilizan las reacciones fisicoquímicas al convertir posibles reacciones termodinámicas deseadas pero "no favorables", mediante un acoplamiento, en reacciones favorables. Las enzimas también se comportan como factores reguladores de las vías metabólicas —de las que modifican la funcionalidad, y por ende la actividad completa— en respuesta al ambiente y a las necesidades de la célula o según señales de otras células.
Unidad 12: biosíntesis de proteínas
El ADN es el material portador de la información genética. El proceso de replicación asegura que todas las células de un individuo, originadas por divisiones sucesivas de la célula huevo, reciban un ADN idéntico en cantidad y estructura. El ordenamiento de los nucleótidos en el ADN transcripto a ARNm es un “mensaje clave” que indica la secuencia de aminoácidos de la proteína a sintetizar. El ARNm sirve de plantilla sobre la cual se efectúa el ensamble de aminoácidos de la proteína. El mensaje del ARNm, expresado con las bases A, G, C y U, es traducido en secuencia de aminoácidos
Código genético
La unidad de información en el ARNm es un triplete de bases llamado codón. Con las 4 bases se componen 64 codones diferentes. Cada aminoácido está representado por uno o más tripletes, UAA, UAG y UGA indican terminación de la cadena polipeptidica. El código tiene validez universal, pues el significado de los codones es el mismo en todos los seres vivos (existen unas pocas excepciones en el ADN mitocondrial y en algunos organismo unicelulares). La sucesión de codones con la información completa para la síntesis de una cadena polipeptidica se denomina cistron.
ARNm
Durante la transcripción se sintetiza ARN sobre el molde de una de las hebras del ADN, llamada hebra antisentido o no codificante. La otra cadena, no transcripta, tiene la misma secuencia que el ARN sintetizado, es la hebra con sentido o codificante. El producto terminal es ARNm “maduro”, que se exporta al citoplasma. En eucariotes, cada molecula de ARNm tiene información para la síntesis de una cadena polipeptidica: es monocistronico.
Mecanismo de biosíntesis de proteína
La biosíntesis de proteínas o síntesis de proteínas es el proceso anabólico mediante el cual se forman las proteínas. El proceso consta de dos etapas, la traducción del ARN mensajero, mediante el cual los aminoácidos del polipéptido son ordenados de manera precisa a partir de la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN, y las modificaciones postraduccionales que sufren los polipéptidos así formados hasta alcanzar su estado funcional. Dado que la traducción es la fase más importante, la biosíntesis de proteínas a menudo se considera sinónimo de traducción.
Describir la síntesis de proteínas y del ADN dentro de una celula es como describir un circulo: el ADN dirige la síntesis de ARN, el ARN dirige la síntesis de prot y, finalmente, una serie de proteínas especificas catalizan la síntesis tanto del ADN como del ARN. Las instrucciones para construir las prot están codificadas en el ADN y las células tienen que traducir dicha información a las proteínas
1. Transcripción
Es el proceso durante el cual la información genética contenida en el ADN es copiado a un ARN de una cadena única llamado ARN-mensajero. La transcripción es catalizada por una enzima llamada ARNA-polimerasa. El proceso se inicia separándose una porción de las cadenas de ADN: una de ellas, llamada hebra sentido es utilizada como molde por la ARN-polimerasa para incorporar nucleótidos con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en la hebra anti-sentido, complementaria de la hebra sentido inicial. 
A demás de utilizarse como molde para la síntesis del ARN-m, el ADN también permite la obtención de otros tipos de ARN:
El ARN de transfería: que se une específicamente a cada uno de los 20 aminoacidos y los transporte al ribosoma para incorporarlos a la cadena polipetidica en crecimiento
El ARN ribosómico: que conjuntamente con las proteínas ribosómicas constituye el ribosoma
2. Traducción: el ARN-m maduro contiene la información para los aminoácidos que constituyen una proteína donde se van añadiendo según la secuencia correcta. Para ello cada triplete de nucleótidos consecutivos (codón) especifica un aa. Dado que el ARN-m contiene 4 bases.
La síntesis de proteínas tiene lugar de la siguiente manera:
· Iniciación: 
Un factor de iniciación, GTP y metionil-ARNt forman un complejo que une a la subunidad ribosómica grande. A su vez, el ARNm y la subunidad ribosómica se unen al encontrar esta ultima el codón de iniciación que lleva primero. Ambas subunidades ribosómicas se unen. El metionil-ARNt esta posicionado enfrente del codón de iniciación (AUG). El GTP y los factores de iniciación se desprenden quedando metionil-ARNt unido al ribosoma
· Elongación: 
El complejo ribosomal posee dos sitios de unión o centros. El centro peptidil o centro P, donde se sitúa el primer aminoacil-ARNt y el centro aceptor de nuevos aminoacil-ARNt o centro A. El carboxilo terminal (-COOH) del aminoácido iniciado se une con el amino terminal (-NH2) del aminoácido siguiente mediante enlace peptídico. Esta unión es catalizada por la enzima peptidil transferasa. El centro P queda pues ocupado por un ARNt sin aminoácido. El ARNt sin aminoácido sale del ribosoma. Se produce la translocación ribosomal. El dipeptil-ARNt queda ahora en el centro P. Todo ello es catalizado por los factores de elongación (FE) y precisa GTP. Según la terminación del tercer codón, aparece el tercer aminoacil-ARNt y ocupa el centro A. Luego se forma el tripéptido en A y posteriormente el ribosoma realiza su segunda translocación. Estos pasos se pueden repetir múltiples veces, hasta cientos de veces, según el número de aminoácidos que contenga el polipéptido. La traslocación del ribosoma implica el desplazamiento del ribosoma a lo largo de ARNm en sentido 5'→ 3'.
· Terminación: 
Los codones UAA, UAG y UGA son señales de paro que no especifican ningún aminoácido y se conocen como codones de terminación; determinan el final de la síntesis proteica. No existe ningún ARNt cuyo anticodón sea complementario de dichos codones y, por lo tanto, la biosíntesis delpolipéptido se interrumpe. Indican que la cadena polipeptídica ya ha terminado. Este proceso viene regulado por los factores de liberación, de naturaleza proteica, que se sitúan en el sitio A y hacen que la peptidil transferasa separe, por hidrólisis, la cadena polipeptídica del ARNt. Un ARNm, si es lo suficientemente largo, puede ser leído o traducido, por varios ribosomas a la vez, uno detrás de otro. Al microscopio electrónico, se observa como un rosario de ribosomas, que se denomina polirribosoma o polisoma.
Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente.
Modificaciones postraduccion: Algunas proteínas emergen del ribosoma preparadas para ejercer su función de inmediato, mientras que otras experimentan diversas modificaciones postraduccion, que pueden conducir a la proteína a la adquisición de su forma funcional, a su traslado a un compartimento subcelular determinado, a su secreción al exterior de la célula, etc.
Regulación de la expresión génica: La regulación génica es el proceso de activación y desactivación de los genes. En las etapas tempranas del desarrollo, las células comienzan a asumir funciones específicas. La regulación génica se asegura de que los genes apropiados se expresen en los momentos adecuados. También puede ayudar a un organismo a responder a su entorno. Se lleva a cabo por una variedad de mecanismos, entre ellos la modificación química de los genes y la activación o desactivación de los mismos mediante su asociación con proteínas reguladoras.
Un factor importante para la expresión génica es la accesibilidad del ADN. Los principales efectos reguladores actúan sobre la transcripción. Existen proteínas que reconocen secuencias específicas en sitios promotores y potenciadores. Entre los motivos estructurales presentes en esas proteínas se han descripto hélice-giro-hélice, dedos de zinc y cremallera de leucina.
Mutaciones:
Son cambios de secuencias del ADN del genoma. Pueden ser puntuales, cuando afectan solo un par de bases, o comprender cambios estructurales más extensos en los cromosomas.
Muchas enfermedades obedecen a defectos del material genético (mutaciones) que llevan a producir proteínas anormales o impiden la síntesis. Las mutaciones en células germinales se transmiten a la descendencia. Normalmente, la incidencia de mutaciones espontaneas es muy baja. Existen factores muto génicos (radiaciones ionizantes, rayos ultravioletas, diversos compuestos químicos) que incrementan la frecuencia de mutaciones
Unidad 17: tejidos dentarios y peridentarios
Pulpa
Es el tejido blando localizado en el interior del diente, en la cavidad pulpar, y que contiene el nervio, los vasos sanguíneos y el tejido conectivo. Se encuentra dentro de la cámara pulpar, que es una cavidad central ubicada en plena dentina y que respeta la forma de la pieza dentaria. El tejido pulpar y dentinario conforman estructural, embriológica y funcionalmente una verdadera unidad biológica llamada complejo dentino-pulpar.
Composición Química de la Pulpa: La pulpa dental es un tejido conectivo laxo, ricamente vascularizado e inervado. Su composición está representada por: 75% de agua 25% de material orgánico
Componentes de la pulpa dental
	Material organico 25%
	Sustancia fundamental
	Proteoglucanos (GAG+proteínas)
	
	
	Glucosaminoglucanos (GAG) *
	
	
	Colágeno, elastina y fibronectina (factor de adhesión celular)
	
	Células 
	Odontoblastos, fibroblastos, fibrocitos, macrófagos, linfocitos y mastocitos
	
	fibras
	Colágenas, reticulares, elásticas y oxitalano
	Agua 75%
	
SUSTANCIA FUNDAMENTAL DE LA PULPA: o matriz extracelular es amorfa y su estado físico es coloidal (sol-gel), como toda matriz de tejido conectivo. Es sintetizada por las células fibroblastos, fibrocitos y odontoblastos. Está constituida por proteoglucanos (versicano, decorina y biglucano) y agua. Estos están formados por un núcleo proteico y cadenas laterales de glucosaminoglucanos (GAG). Los GAG más significativos presentes en la pulpa son:
Condroitin-6-sulfato 60% 
Dermatán sulfato 36%
 Sulfato de Heparina 2%
 Acido Hialurónico 2%.
· Los Proteoglucanos contribuyen a la viscosidad de la matriz intercelular de la pulpa y le dan a la misma un carácter gelatinoso. Esta propiedad más el refuerzo fibrilar, es lo que permite extraer la pulpa sin que se rompa durante algunos tratamientos endodónticos. 
· El ácido hialurónico posee afinidad por el agua y es un componente principal que le otorga viscosidad.
· La Fibronectina es una glucoproteína extracelular que actúa como mediadora de adhesión celular, entre sí y a los componentes de la matriz. Además la unión de la Fibronectina con el Colágeno tipo III constituiría el sustrato químico de las fibras reticulares de la pulpa. La Fibronectina se localiza en la periferia de la pulpa, lo cual se asocia con la elaboración de la matriz dentaria por parte de los Odontoblastos. 
La sustancia fundamental se comporta como un verdadero medio interno, a través del cual las células reciben los nutrientes provenientes de la sangre arterial; igualmente, los productos de desecho son eliminados para ser transportados hasta la circulación eferente. Con la edad disminuye su actividad funcional. La sustancia fundamental se compone de 2 fracciones: una fácilmente soluble en agua y soluciones salinas y la otra insoluble y resistente a la extracción con amortiguadores neutros o acídicos. Estas 2 fracciones se creen, están en equilibrio y sus cantidades relativas varían en condiciones fisiológicas y patológicas
BIOQUIMICA DE LAS CELULAS DE LA PULPA
ODONTOBLASTOS: Son células específicas del tejido pulpar, situadas en la periferia y adyacentes a predentina. Se encargan de sintetizar los distintos tipos de dentina. Adoptan formas cilíndricas, con núcleos grandes. El citoplasma es intensamente basófilo por su alto contenido en ácido ribonucleico. Asimismo se detecta una intensa reacción positiva a la fosfatasa alcalina y la ATPasa dependiente del calcio.
El odontoblasto maduro es una célula muy diferenciada que ha perdido la capacidad de dividirse (célula postmitótica). Los nuevos odontoblastos que se generan en los procesos reparativos de la dentina, lo hacen a expensas de las células ectomesenquimáticas de la pulpa dental (células madre). La fibronectina desempeña un papel mediador importante en la diferenciación de dichas células en odontoblastos.
El odontoblasto segrega colágeno tipo I, también sintetiza y segrega proteoglucanos y una fosfoproteína denominada Fosfoforina involucrada en la mineralización extracelular. La fosfatasa alcalina también es segregada por el odontoblasto a la matriz extracelular y se la relaciona con la mineralización de la dentina.
FIBROBLASTOS: Son las células más numerosas del tejido conectivo pulpar, especialmente en la zona coronaria. En la pulpa adulta se transforman en Fibrocitos que pueden diferenciarse y volver a ser fibroblastos ante distintos estímulos como procesos de reparación o estados inflamatorios pulpares. Tienen como función formar, mantener y regular el recambio de la matriz extracelular fibrilar y amorfa. Secretan los precursores de las fibras colágenas, reticulares y elásticas y sustancia fundamental pulpar. Sintetizan fibronectina, colágeno tipo I y III.
MACROFAGOS: Estas células tienen una gran capacidad de fagocitosis y endocitosis, e intervienen en las reacciones inmunológicas al procesar el antígeno y presentarlo a los linfocitos
LINFOCITOS: En la pulpa normal se localizan linfocitos T y fundamentalmente linfocitos 
MASTOCITOS: Son células que poseen gránulos de histamina, heparina y suelen encontrarse en las inflamaciones crónicas, aunque también se describen en la pulpa normal.
FIBRAS PULPARES
Fibras Colágenas: constituidas por colágeno tipo I, que representa el 60% del colágeno pulpar. Sonescasas y dispuestas en forma irregular
Fibras Reticulares: formadas por delgadas fibrillas de colágeno tipo III, asociadas a fibronectina. Fibras Elásticas: son muy escasas y están localizadas en los vasos sanguíneos aferentes. Están compuestas por Elastina
FUNCIONES DE LA PULPA
Función Inductora: Esta función se pone de manifiesto durante la amelogénesis ya que es necesario el depósito de dentina para que se produzca la síntesis y el depósito de esmalte
Función Formativa: La función esencial de la pulpa es formar dentina y lo hace durante toda la vida, las células encargadas de hacerlo son los odontoblastos y según el momento en que ésta se produce surgen los diferentes tipos de dentina
Función nutritiva: La pulpa nutre a la dentina a través de las células odontoblásticas y los vasos sanguíneos subyacentes. Los nutrientes se intercambian desde los capilares pulpares hacia el líquido intersticial, que viaja hacia la dentina a través de los túbulos creados por los odontoblastos para dar lugar a sus prolongaciones. 
Función Sensitiva: La pulpa responde ante los diferentes estímulos y agresiones mediante los nervios sensitivos y la respuesta es siempre de tipo dolorosa. 
Función Defensiva o Reparadora: Su función reparadora consiste en formar dentina ante las agresiones, de esa forma también se defiende primero formando la dentina peritubular, esto impide la penetración de microorganismos hacia la pulpa
CEMENTO
El cemento es un tejido mineralizado que cubre las raíces dentarias desde el cuello (límite con el esmalte) hasta el ápice. Se interrumpe en el foramen apical donde limita al orificio por el que ingresa el paquete vasculo-nervioso pulpar. El cemento proporciona el medio para la unión de las fibras periodontales que unen al diente con las estructuras alveolares y forma parte del periodoncio de inserción. No tiene capacidad de ser remodelado y es más resistente a la resorción que el hueso. No tiene vasos ni nervios.
FUNCIONES DEL CEMENTO RADICULAR: 
Proporcionar un medio de retención por anclaje a las fibras colágenas del ligamento periodontal, Controlar el ancho del espacio periodontal, Transmitir las fuerzas oclusales al ligamento periodontal, Reparar la superficie radicular
En los cementoblastos se encuentran granos de glucógeno, filamentos intermedios y filamentos de actina. En sus membranas hay receptores para la hormona del crecimiento, para el EGF (factor de crecimiento epidérmico) y para la PTHrP (proteína relacionada con la paratohormona), la cual desempeña un papel importante en la cementogénesis.
La matriz extracelular contiene un: 46% de materia inorgánica 22% de materia orgánica 32% de agua.
Componentes estructurales del cemento: células
	componentes
	nombre
	función
	localización
	células
	cementoblastos
	Activos: síntesis de tropocolágeno y proteoglucanos de la matriz extracelular. Pueden estar inactivos
	Adosados a la superficie del cemento en el ligamento periodontal
	
	Cementocitos 
	Son cementoblastos que finalizaron su función secretora y quedan incluidos en la matriz mineralizada en lagunas llamadas cementoplastos
	Zona media y apical radicular
Componentes estructurales del cemento: Matriz extracelular
	Matriz 
	composición
	Matriz inorgánica 46%
	Cristales de hidroxiapatita (fosfato de calcio). Carbonatos de calcio. Oligoelementos como sodio (Na); Potasio (K); Hierro (Fe); Magnesio (Mg); Azufre (S) y Flúor (F).
	Matriz orgánica 22%
	Fibras de colágeno tipo I (en un 90%) Fibras de colágeno de tipo III Fibras extrínsecas: son fibras de colágeno del ligamento periodontal incorporadas a la matriz extracelular del cemento Fibras intrínsecas: son fibras de colágeno elaboradas por el cementoblasto.
	
	Proteoglucanos, glucoproteínas y Glucosaminoglucanos: condroitin sulfato. Tenascina participa en cementogénesis 
Osteonectina participa en la mineralización
 Sialoproteina
 Osteocalcina
	Agua 32%
	
ENCÍA
Es una membrana mucosa firme, resistente y gruesa formada por una cubierta epitelial estratificada y de tejido conjuntivo. Conjuntamente con el epitelio de unión conforma el periodoncio de protección. La encía tapiza los rebordes alveolares, rodeando el cuello de las piezas dentarias, a las que se adhiere a través del epitelio de unión. Por la firmeza de su fijación la encía se divide en dos regiones: a- Encía libre o marginal b- Encía fija o adherida
CARACTERISTICAS BIOQUÍMICAS DE LA ENCIA
 En la encía el epitelio puede ser queratinizado o paraqueratinizado (el más frecuente). Los queratinocitos sintetizan citoqueratinas de bajo peso molecular y de alto peso molecular. Presentan moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH) al igual que la células de Langerhans, actuando como células presentadoras de antígenos (CPA) en el sistema inmunológico. El corion presenta las siguientes células conectivas: fibroblastos; células cebadas o mastocitos; macrófagos; linfocitos T helper o colaboradores presentes en encías sanas, mientras que los linfocitos T killer asesinos o citotóxicos se encuentran en encías enfermas. 
La matriz extracelular del corion está formada por fibras colágenas, reticulares, escasas fibras elásticas (correspondientes a la pared de los vasos), fibras de elaunina y de oxitalán (fibras elásticas inmaduras). Las fibras de colágeno son tipo I y II. El recambio de colágeno de la encía es más rápido que en cualquier otra zona de la mucosa bucal. El epitelio gingival es avascular y recibe nutrición desde el tejido subyacente y la sangre es la que proporciona nutrientes para el periodonto; además contiene proteínas de importancia inmunológica para combatir la enfermedad periodontal.
En la sustancia intercelular se detectan proteoglucanos (fundamentalmente biglicano, decorina y versicano) y glucosaminoglucanos neutros y ácidos (ácido hialurónico y condroitin sulfatos) entre otros
UNIÓN DENTOGINGIVAL
Está constituida por el epitelio del surco, el epitelio de unión(adherencia epitelial) y el corion subyacente a ambos epitelios. Su función es unir la encía al diente y brindar protección al periodonto de inserción. El epitelio del surco constituye la vertiente interna de la encía libre. A través de él se filtra el fluido gingival que actúa como barrera de defensa. La expresión de citoqueratinas es similar al epitelio de la encía.
El epitelio de unión se denomina también adherencia epitelial, manguito epitelial o epitelio de fijación. Su función esencial es unir la encía a la superficie del esmalte, sellando y protegiendo al aparato de sostén del diente (periodonto de inserción). Se une al diente por la lámina basal interna y se conecta al corion por la lámina basal externa.
El contacto del epitelio de unión con la superficie del diente puede perderse por la acción enzimática de las células epiteliales o leucocitos, estimulados por la presencia de productos bacterianos o por acción de fuerzas aplicadas en la hendidura gingival. El corion posee escasa cantidad de fibroblastos y fibras de colágeno. Existe un infiltrado inflamatorio de varios tipos de células de defensa (neutrófilos, linfocitos y monocitos-macrófagos).
Líquido crevicular: Es el líquido emanado del fondo de la bolsa sana, su función es de defensa, limpieza y protección para la unión epitelial, contiene:
Proteínas usuales del plasma y varios factores fibrinolíticos 
Relación Na: K de 4 - 1 (normal) 
Relación Na: K de 10 - 1 (inflamación) 
Sustancias antimicrobianas que favorecen la limpieza y protección 
Células epiteliales exfoliativas y otros restos
Hueso alveolar
Con respecto a los huesos maxilares estos presentan una porción basal o cuerpo del maxilar, y otra porción representada por los procesos o apófisis alveolares que contienen los alvéolos dentarios y estos alojan a las raíces dentarias. La porción del hueso alveolar que limita con el alvéolo pertenece al periodoncio de inserción junto con el cemento y el ligamento periodontal, conformando la articulación alveolo dentaria.
Composición química del tejido óseo
	Matriz orgánica 20%
	Colágeno tipo I
Colágeno tipo II
Colágeno tipo IV
	90%Sustancias no colágenas 10%
	8%glicoproteinas, fosfoproteínas, proteoglicanos
2% enzimas, productos extravasados de la sangre, factores de crecimiento
	Matriz orgánica 60%
	Fosfato de calcio (hidroxiapatita o fosfato tricalcico) carbonato de calcio, sulfato, fluoruros, hidróxido de magnesio
	Agua 20%
	
EI tejido óseo es una variedad de tejido conectivo, constituido por células y matriz extracelular. Contiene un 60% de sustancias minerales, 20% de agua y 20% de componentes orgánicos. La rigidez y la dureza del tejido óseo están determinadas por la presencia de los constituyentes inorgánicos o minerales, en tanto que los componentes orgánicos y el agua le confieren un cierto grado de elasticidad y resistencia a las fracturas. . La dureza del tejido óseo es menor a la de la dentina y comparable a la del cemento. Es un tejido muy sensible a las presiones, en tanto las fuerzas tensiónales actúan como estímulo para su formación.
Las sustancias de naturaleza no colágenas más características de la matriz extracelular (MEC), son básicamente tres:
a) Glicoproteínas: 
 Osteopontina: se localiza específicamente en la matriz extracelular del hueso laminar durante el mecanismo de osificación; su función es similar a la fibronectina como mediador de agregación celular.
Osteonectina: glicoproteína ácida que tiene gran afinidad por el colágeno, se trata de una proteína específica del hueso, al unirse a la fibra colágena y al cristal de hidroxiapatita proporcionan los núcleos de crecimiento de los cristales.
Sialoproteina ósea: su participación exacta en el mecanismo de la mineralización se desconoce aún, se cree que está asociada a la osteopontina y favorecería al receptor de la integrina en la superficie celular. Químicamente esta glicoproteína es rica en ácido aspártico, glutámico y glicina.
b) Proteínas con Acido gamma carboxi-glutámico: 
Osteocalcina o proteína GIa ósea: es también secretada por los osteoblastos y se la considera una proteína de enlace del calcio al colágeno.
Proteína Gla de la matriz: Se la asocia a la regulación de la homeostasis del calcio.
c) Proteoglicanos: son los encargados de favorecer y controlar el depósito de las sales de calcio
La importancia de la estructura del colágeno en el hueso
Los haces de fibras forman una matriz sobre la cual se produce la calcificación del hueso, y los intervalos existentes entre las unidades de cada hilera serían los sitios donde se inician los núcleos de cristalización de la porción mineral (hidroxiapatita)
MATRIZ INORGANICA Entre los componentes minerales del tejido óseo el 80% corresponde a cristales de hidroxiapatita; el 15% a carbonato de calcio y el 5% a otras sales minerales como fosfatos amorfos y tricálcicos, sulfatos y oligoelementos
CELULAS DEL TEJIDO OSEO: 
Las células funcionan coordinadamente fabricando, manteniendo y remodelando el tejido óseo.
Células osteoprogenitoras: Estas células dan origen a los osteoblastos y osteocitos y en ellas se detecta
Osteoblastos: son las células encargadas de la síntesis, secreción y mineralización de la matriz orgánica. Se les encuentra tapizando las superficies óseas a manera de una capa epitelioide de células conectadas entre sí
Osteocitos: a medida que los osteoblastos van secretando la sustancia osteoide, la cual luego se calcifica, algunos quedan encerrados dentro de la misma y se transforman en osteocitos. Las cavidades que los alojan se denominan osteoplastos u osteoceles
Osteoclastos: son las células encargadas de degradar la matriz, o sea, de producir la resorción ósea. Pueden encontrarse en cualquier área superficial del tejido óseo: en la superficie perióstica o de las trabéculas
Funciones
· Mecánicas 
 Protección: Forman diversas cavidades que protegen a los órganos vitales de posibles traumatismos 
Sostén: Forman un cuadro rígido, que se encarga del sostén de los órganos y tejidos blandos. 
 Movimiento: Gracias a los músculos que se fijan a los huesos a través de los tendones, y a sus contracciones sincronizadas, el cuerpo se puede mover. 
· Metabólicas 
Almacenamiento de minerales: Los huesos actúan como las reservas minerales más importantes del cuerpo, sobre todo de calcio y fósforo. 
Almacenamiento de factores de crecimiento: La matriz ósea mineralizada contiene importantes factores de crecimiento como el factor de crecimiento insulínico, el factor de crecimiento transformante beta, la proteína morfogénica ósea y otros. 
Equilibrio ácido-base: La absorción o liberación de sales alcalinas desde los huesos hacia la circulación amortigua los cambios excesivos en el pH sanguíneo
· Sintéticas 
Hematopoyesis: La médula ósea roja, que se encuentra en el tejido esponjoso de los huesos largos se encarga de la formación de las células sanguíneas.
Unidad 19: bioquímica de enfermedad periodontal
CALCULO DENTAL
El cálculo dental es en esencia la placa mineralizada cubierta en su superficie externa por placa vital, fuertemente adherida y no mineralizada. Puede también presentar una cubierta de materia alba poco fija, bacterias sueltas, células epiteliales descamadas y células hemáticas, procedentes de la región surco gingival. Según su ubicación puede ser: 
· Cálculo supra gingival: se define al cálculo supra gingival como los depósitos calcificados que se encuentran adheridos con fuerza a las coronas clínicas de los dientes, por encima del margen gingival libre. Estos depósitos son, por lo general, de color blanco amarillento cuando acaban de formarse, pero pueden oscurecerse con la edad y con la exposición a alimentos y tabaco. 
· Cálculo sub gingival: el cálculo sub gingival se utiliza para describir los depósitos calcificados que se forman en las superficies radiculares por debajo del margen gingival y que se extienden hasta el interior de la bolsa periodontal. El cálculo sub gingival se compone esencialmente de placa mineralizada cubierta en su superficie externa por placa no mineralizada, bacterias con adhesión laxa, células huésped derivadas del recubrimiento surcal y exudado inflamatorio. Los depósitos sub gingivales casi siempre son de color café oscuro a verde negruzco y son más duros que el supra gingival.
COMPOSICION QUIMICA DEL CÁLCULO DENTAL 
· Sustancias inorgánicas 80%: Representadas por diferentes combinaciones 
De: Ca (calcio), PO4 (fosfato), Mg (magnesio), F (flúor) y CO3 (trióxido de carbono)
Los compuestos más abundantes son distintas formas de fosfatos de calcio: 
Fosfato Mono cálcico, Fosfato di cálcico o Brushita, Fosfato Tri cálcico o whitlokita, Fosfatos Octacálcico, Hidroxiapatita, Fluoruro de calcio, Fluorapatita
· Sustancias Orgánicas y Agua 20% 
Proteínas 50%: De origen salival y bacteriano. 
Glúcidos: Provienen de:
-Proteoglucanos y polímeros extracelulares de la placa. 
-Glucoproteínas y glucolípidos de origen salival y bacteriano. 
Lípidos: 3% (colesterol, Fl y Ag)
1. Sustancias Inorgánicas: El cálculo maduro es un depósito muy mineralizado que tiene un 80% de contenido inorgánico semejante al hueso, la dentina y el cemento. Además de calcio y fósforo, el cálculo contiene carbonato, sodio, magnesio, potasio y muchos compuestos de residuos como fluoruro, zinc y estroncio. 
El cálculo supra gingival se forma por capas y el contenido mineral alcanza una heterogeneidad entre una capa y otra. El mineral predominante en las capas externas es el fosfato octacálcico mientras que la hidroxiapatita predomina en las capas del cálculo antiguo. La whitlockita se encuentra en pequeñas proporciones. La brushita se identifica en el cálculo reciente (de no más de 2 semanas) y constituye la base del cálculo supra gingival. El aspecto de los cristales es característico: el fosfato octacálcico forma cristales plaquetoides, la hidroxiapatita forma cristales arenosos o en varillas y la whitlockita se presenta con cristales hexagonales (cuboides, romboidales). 
El cálculo sub gingival es algo más homogéneo dado que está compuesto por capas con la misma densidad de minerales. El mineral predominante es siempre la whitlockita. 
2. Sustancias Orgánicas: La matriz orgánicaconstituye entre el 15 y 20% del peso del cálculo supra gingival maduro. Más del 50% de esta matriz está compuesta por proteínas que provienen de las bacterias enterradas y de las proteínas salivales que se incorporan a esta matriz, conforme se forma este depósito. 
Los carbohidratos se derivan principalmente de los proteoglucanos de las bacterias, de los polímeros extracelulares (glucano) producidos por las bacterias, carbohidratos de las glucoproteínas salivales y glucolípidos de las bacterias y de la saliva. También se encuentran pequeñas cantidades de glucosaminoglucanos (GAGS) en los cálculos supra gingivales y sub gingival, derivados de la destrucción de los tejidos gingivales.
ENFERMEDAD PERIODONTAL 
Periodonto: Conjunto de ligamentos que fijan el diente dentro del alveolo óseo del maxilar. Recordemos que el periodonto de protección está formado por la encía y el epitelio de unión y el periodonto de inserción por el ligamento periodontal, cemento radicular y hueso alveolar. 
La enfermedad periodontal es un proceso infeccioso caracterizado por la destrucción de tejido conectivo con pérdida subsiguiente de inserción periodontal y reabsorción del hueso alveolar.
El término enfermedades gingivoperiodontales alude a procesos patológicos que alteran las estructuras del periodonto y estos procesos pueden reunirse en dos grandes grupos:
1) La gingivitis incluye los procesos que afectan la encía; es una inflamación de los tejidos blandos que rodean al diente sin extenderse al cemento, al ligamento periodontal y al hueso alveolar. 
2) Las periodontitis son procesos que comprometen todas las estructuras del periodonto y son una familia de patologías que difieren en su etiología, historia natural, progresión y respuesta al tratamiento.
El factor etiológico primario para la enfermedad periodontal es la biopelícula bacteriana
Biopelicula bacteriana o biofilm: Es un material gelatinoso y adhesivo, que se deposita sobre las superficies dentarias y la encía. Está constituido por microorganismos agrupados en una matriz amorfa de polímeros orgánicos de origen salival y microbiano. Su espesor es variable, mayor en los espacios interdentales, fosas y fisuras, y menor en las zonas masticatorias
Hay una biopelícula supra gingival y una biopelícula sub gingival La supra gingival se inicia sobre la superficie dental cercana al margen gingival en dos etapas: 
1-Adherencia
2-Maduración, coagregación y multiplicación.
Hay una colonización inicial por cocos y bacilos gram (+) a los que luego se agregan filamentos, cocos y bacilos gram (-) y finalmente espirilos y espiroquetas. La aparición de gingivitis se relaciona a las formas gram (-). La biopelícula sub gingival está ubicada en el surco gingival y también existe una combinación de adhesión, coagregación y multiplicación
La enfermedad periodontal inflamatoria (EPI), es un proceso que afecta a los tejidos que protegen y soportan al diente,1 y cuyos factores etiológicos pueden ser locales o generales. El íntimo contacto de los primeros con los tejidos periodontales, los hace responsables directos del inicio y desarrollo de la EPI, mientras que los factores generales actúan modificando la respuesta del huésped.
La destrucción del tejido conectivo constituye un evento crucial para el avance de la EPI desde la encía hacia los tejidos profundos. De ahí la importancia de la función que pueden desempeñar enzimas que sean capaces de degradar la matriz del tejido conectivo y fundamentalmente las fibras colágenas. Las candidatas por excelencia para este rol son las enzimas proteolíticas (proteasas). Las posibles fuentes de estas enzimas son: las bacterias presentes en el surco gingival, los fibroblastos gingivales, las células endoteliales y los leucocitos polimorfonucleares neutrófilos (PMN) y macrófagos, que son atraídos hacia el surco gingival como consecuencia de los eventos inflamatorios.
Marcadores bioquímicos de la enfermedad periodontal
· La lactato deshidrogenasa y la aspartato amino transferasa pueden ayudar a monitorear la progresión de la Enfermedad Periodontal ya que permiten distinguir entre sitios de daño activos o inactivos. Su aumento indica destrucción tisular.
· La elastasa es una proteína sérica cuya función es la degradación, tanto de componentes microbianos, como los de la matriz extracelular (elastina, fibrinógeno y colágeno). Se encuentra elevada en sitios activos con Enfermedad Periodontal, no en gingivitis y disminuye posteriormente con el tratamiento.
· La fosfatasa alcalina es producida principalmente por los polimorfonucleares, fibroblastos, osteoclastos y osteoblastos. Se encuentra presente en la Enfermedad Periodontal, principalmente en los sitios activos, ya que está elevada cuando la enfermedad está activa, pero no antes. 
· La lactoferrina liberada por los leucocitos polimorfonucleares al fluido gingival crevicular es un buen indicador de la inflamación periodontal ya que se ha demostrado una fuerte correlación de los parámetros clínicos como son el volumen del fluido gingival crevicular, profundidad al sondeo, niveles de inserción epitelial e índice de placa.
CARACTERÍSTICAS DE LOS PROCESOS: 
Las bacterias Gram positivas y Gram negativas poseen factores de virulencia entre los que se encuentran lipopolisacáridos, peptidoglucanos, fimbrias, proteasas, proteínas de choque térmico, péptidos formil-metionina y toxinas entre otros que pueden causar daño directo o indirecto sobre los tejidos periodontales estimulando a las células del hospedero para activar el inicio de la respuesta inflamatoria causando gingivitis y en algunos casos periodontitis. 
El daño directo se debe a que las enzimas bacterianas producen degradación de las proteínas (colágeno, inmunoglobulinas, fibrina, y otras) de los tejidos, y toxinas (indol, amoníaco, sulfato de hidrógeno, etc.) que resultan nocivas para el metabolismo del periodonto. 
La respuesta del hospedador frente a la agregación microbiana se traduce en una respuesta inmune e inflamatoria, los tejidos responden con una vasodilatación y un incremento del número de leucocitos, principalmente los neutrófilos, posteriormente hay un infiltrado de linfocitos T y B y macrófagos. Las células B forman anticuerpos.
 En la Enfermedad Periodontal los granulocitos, neutrófilos juegan un importante rol en el mantenimiento de la homeostasis huésped-bacteria. Los neutrófilos y otras células de defensa migran hacia el tejido gingival inflamado después de la invasión bacteriana, y predominan en el tejido conectivo adyacente a la bolsa periodontal. La bolsa periodontal es el espacio entre la encía y el diente que se profundiza a medida que se acumulan las bacterias debajo de la encía y se forma la placa sub gingival provocando la destrucción del hueso de soporte y el agravamiento de la enfermedad periodontal, debido a la liberación por el organismo de prostaglandinas y citocinas principalmente interleuquinas 2, 6 y 1 beta, interferón y el Factor de Necrosis Tumoral.
 Las reacciones inflamatorias e inmunitarias que desarrollan en respuesta de la placa bacteriana, son las características predominantes de la gingivitis y de la periodontitis
Regulación de la actividad proteolítica en los tejidos
El control celular se realiza a varios niveles, que incluye: síntesis y secreción, activación e inhibición.
· Inhibidores tisulares de proteasas
El papel de los inhibidores de proteasas en la etiopatogenia de la EPI, adquiere gran relevancia, puesto que un desbalance inhibidores/proteasas a favor de las últimas, puede desencadenar la destrucción de los tejidos periodontales.
· Citocinas
En la regulación de la síntesis y actividad de las proteinasas y sus inhibidores, intervienen diferentes factores, como por ejemplo las citocinas
Durante el inicio y desarrollo de la EPI, las proteínas de la matriz del tejido conectivo son degradadas por la acción de proteasas como: las metaloproteinasas de la matriz, la elastasa y catepsina G leucocitarias y la argingipaína bacteriana. La regulación de la actividad proteolítica en los tejidos periodontales, serealiza a través de diferentes factores, que actúan simultáneamente sobre las proteínas del tejido conectivo, las proteasas y sus inhibidores, induciendo un fenotipo degradativo o formativo.