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Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 1 PRACTICA Nº 6 INTEGRACIÓN Y REGULACION DEL METABOLISMO RELACION DE EXPERIMENTOS 1.- Determinación de glucosa en sangre 2.- Determinación de glucosa en orina 3.- Determinación de cuerpos cetónicos en orina 4.- Curva de tolerancia a la glucosa INTRODUCCION El metabolismo intermediario de cada clase de sustrato por lo general es considerado por separado; sin embargo, estos procesos ocurren en nuestro organismo en forma concertada, donde las diferentes vías metabólicas se hallan enlazadas, formando una verdadera red metabólica controlada rigurosamente por diferentes mecanismos regulatorios. Esta integración exquisitamente regulado, es la que permite a cada célula llevar a cabo sus funciones bioquímicas y sin duda, de esta intima y armoniosa organización dependerá la función integrada de todas las células que conforman un organismo, caso contrario sobrevendrá una enfermedad. Un aspecto muy interesante en la regulación del metabolismo celular corresponde a la participación de las hormonas que son sintetizadas en tejidos específicos (Glándulas) secretadas a la sangre y luego transportadas hasta alcanzar sus células “blanco”, donde previa interacción con sus receptores ejercerán sus efectos regulatorios fundamentalmente a través de : - Activación o desactivación de enzimas ya existentes en las células “blanco”, a través de segundos mensajeros - Inducción de la síntesis de enzimas o alguna otra proteína. Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 2 En esta práctica centraremos nuestra atención en algunas acciones metabólicas de la insulina usando como modelo experimental el estado diabético. La Diabetes Mellitus es una enfermedad producida por la carencia absoluta o relativa de insulina en el organismo, se conoce dos tipos de esta enfermedad: La diabetes tipo I o insulino dependiente y La diabetes tipo II o insulino no dependiente. Hay varias diferencias en cuanto a la etiología y alteraciones metabólicas entre los dos tipos mencionados; pero lo que caracteriza a cada uno de ellas y les da el nombre es el hecho de que en la diabetes tipo I, la causa primaria es un defecto o destrucción de las células beta del páncreas, productores de insulina, y el paciente solo se alivia con la administración de insulina. La diabetes tipo II la causa primaria es un defecto en la respuesta a la insulina, aquí el paciente alivia sus síntomas por administración de antidiabéticos que estimulan la secreción de insulina por las células beta del páncreas y raramente hacen cetosis. Además este tipo II de diabetes aparece generalmente en épocas tardías de la vida (después de lo cuarenta años) y la herencia juega un rol importante. En cambio en la Diabetes tipo I La cetosis es común y aparece en etapas tempranas de la vida niñez o juventud. La tabla I resume las características más importantes de ambos tipos de diabetes. Hay muchas sustancias que pueden producir los síntomas diabéticos cuando son administrados al organismo debido a que pueden producir un deterioro o destrucción de las células beta del páncreas, con la consiguiente ausencia parcial o total de insulina. Una de las sustancias que produce diabetes es el aloxano (2,4,5,6 tetraoxipirimidina o pirimina tetrona). Causa un daño permanente de las células beta de los islotes de Langerhans, produciéndose un cuadro de diabetes mellitus humana. Esta sustancia también es toxica y hepatotóxica pero a dosis mayores. Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 3 TABLA I. Características distintivas entre la diabetes mellitus insulino dependiente (tipo I) y la diabetes mellitus no dependiente de insulina (Tipo II). CARACTERÌSTICAS TIPO I TIPO II Edad de inicio Cetosis Peso corporal Prevalencia Presencia de anticuerpos contra islotes Complicaciones Secreciòn de insulina Tratamiento con insulina Resistencia a la insulina Menos de 30 años Común No obeso 0,2- 0,3% SI Frecuentes Casi nula o nula Siempre necesario Ocasional Mas de 40 años Raro Obeso (80%) 2-4% NO Frecuentes Normal o casi normal No es necesario Usual Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 4 La estreptozotocina es otra sustancia que causa diabetes, es un antibiótico de amplio espectro obtenido de Streptomyce achromogenes produce necrosis de las células beta y su acción es más selectiva sobre dichas células que el aloxano razón por la cual ahora se el usa mas en diabetes experimental. Otras sustancias con capacidad de producir diabetes por afectar a las células beta de los islotes de Langerhans son el acido dehidroascórbico, la 8- hidroxiquimolina, la ditizona y otras quimolinas; pero su acción diabetogénica es menos pronunciada y menos específica que el aloxano y estreptozotocina. EXPERIMENTO 1 DETERMINACIÒN DE LA GLICEMIA Objetivo : Determinar la concentraciòn de glucosa en sangre de un paciente, utilizando el método colorimétrico ( Nelson y Somogy). NOTA: EL uso de este método requiere la desproteinización de la muestra sanguínea a fin de evitar interferencia en las reacciones que deben depender únicamente de la glucosa) Fundamento : El filtrado libre de proteínas se calienta en presencia de una solución cúprico-alcalino (Cu++) obteniéndose la reducción del cobre a Cu2O (Cu +), el cual actúa luego sobre el arsenomolibdato produciéndose un complejo de molibdeno reducido de color azul, cuya intensidad se mide en el fotocolorímetro Procedimiento: - Desproteinizado: En un tubo de ensayo medir: 3,0 ml de NaCl 0,9 % 0,2 ml de sangre 0,4 ml de Sulfato de Zinc al 5% 0,4 ml de hidròxido de Bario al 0,3% Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 5 Mezclar bien y dejar en reposo por 5 minutos, luego filtrar o centrifugar para recuperar el filtrado libre de proteínas - Determinación de glucosa : En tubo de Folin Wo medir lo siguiente : 1 ml de filtrado libre de proteínas 1 ml de reactivo cúprico alcalino Mezclar y calentar en baño maría hirviente por 15 minutos Enfriar en agua corriente y luego añadir: 1 ml de reactivo arseno-molibdato Mezclar suavemente; añadir agua destilada hasta la marca de 25 ml, mezclar por inversión, dejar en reposo por 5 minutos y leer en el fotocolorímetro con filtro verde. Preparar un blanco usando 1 ml de agua destilada en lugar del filtrado. Preparar un estándar de glucosa que contenga 50 mg/ml. Medir 1 ml de esta solución y colocarla en un tubo de Folin Wo y proceder como para el caso de la muestra. La lectura en el fotocolorímetro fue de 67 UK ( D:O: 0,134). Resultados 1. Estimar el Factor de calibración porcentual Absorbancia blanco __________________ Absorbancia bruta del estándar __________________ Absorbancia neta del estándar __________________ Concentración del estándar ___________________ Factor de calibración __________________ Factor de calibración % ___________________ 2. Completar los espacios en blanco Lectura Bruta Lectura Neta Tubo blanco ____________ ____________ Tubo Muestra (N) ____________ ____________ Tubo Muestra (P) ____________ ____________ Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 6 Concentración de Glucosa en la muestra (N) es de ___________mg/100 ml Escriba en el espacio en blanco si el valor obtenido es Normal, Alto o Bajo _________ Concentración de Glucosa en la muestra (P) es de ___________mg/100 ml Escriba en el espacio en blanco si el valor obtenido es Normal, Alto o Bajo _________ EXPERIMENTO 2 DETERMINACION DEGLUCOSA EN ORINA Objetivo : Determinarla concentración de glucosa en orina utilizando la prueba de Benedict Fundamento : Esta reacción redox ocurre más rápidamente en medio alcalino; así cuando se calienta una suspensión de hidróxido cúprico en medio alcalino y en presencia de una sustancia reductora, como algunos carbohidratos (glucosa) , el hidróxido cúprico se reduce a oxido cuproso (precipitado de color rojo ladrillo) Procedimiento : - Colocar 5 ml del reactivo de Benedict en un tubo de ensayo - Añadir 8 gotas de muestra de orina. Mezclar bien - Hervir durante 3 minutos - Anotar el resultado explicando lo observado Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 7 Resultados : Llene el espacio en blanco escribiendo (+) cuando hay precipitado o coloración rojo ladrillo y (-) cuando no lo hay. ORINA N _______________ DIAGNOSTICO : ___________________ ORINA P _______________ DIAGNOSTICO : ___________________ EXPERIMENTO 3 DETERMINACIÒN CUALITATIVA DE CUERPOS CETÒNICOS EN ORINA Objetivo : Identificar la presencia de cuerpos cetónicos en orina utilizando la reacción del nitroprusiato en medio alcalino Fundamento : El método se basa en que la acetona y el acetoacetato al reaccionar con el nitroprusiato de sodio en medio alcalino forman un complejo de color violeta indicando la positividad de dicha reacción. Procedimiento : - Colocar unas gotas de orina sobre el reactivo nitroprusiato de sodio en medio alcalino - Mezclar bien y esperar unos minutos para observar la aparición de color Resultados : Anotar el resultado, explicando lo observado _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 8 EXPERIMENTO 4 CURVA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA Objetivo : Estimar las variaciones de la glicemia luego de la administración de una sobrecarga oral de glucosa Procedimiento : Seguiremos el procedimiento recomendado por la asociación americana de diabetes con las modificaciones propuestas por el “Nacional Diabetes Data Group”. - Indicar al paciente que en los días previos a la prueba , haga una dieta sin restricción alguna , pero que contenga por lo menos 150 gr de carbohidratos por día - La prueba se realiza en la mañana, después de 10 a16 horas de ayuno del paciente, al que solo se le permitirá la ingesta de agua - Se obtiene una muestra de sangre en ayunas, para hacer la primera determinación de la glicemia - Se disuelve 75 gramos de glucosa en agua y se administra al paciente por vía oral - Se retiran muestras de sangre del paciente cada 30 minutos hasta completar las tres horas Resultados Se practicó la prueba en un sujeto aparentemente normal ( control) y en un paciente que en una determinación previa a la glicemia en ayunas se encontró 137 mg%. Las determinaciones de la glicemia se hicieron por el método de Nelson y Somogy. Luego de practicadas las lecturas se hicieron los cálculos correspondientes de la glucosa plasmática y los resultados fueron los siguientes: Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 9 TIEMPO CONTROL (GLUCOSA mg%) PACIENTE (GLUCOSA mg%) Basal 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 87 115 121 94 76 85 148 220 256 297 288 275+ Con los resultados mostrados en la tabla anterior construya en el siguiente espacio en papel milimetrado las curvas correspondientes, anotando en el eje vertical las concentraciones de glucosa sanguínea y en el horizontal los tiempos respectivos Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 10 INTERROGANTES 1.- Por que razón se produce cetonuria en el estado diabético _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2.- Cuales son los mecanismos moleculares de la acción de la insulina? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3,.- Que tipo de dieta le daría Ud. a un diabético insulino no dependiente? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 4.- Como se explica la hiperglicemia y glucosuria que presentan los diabéticos de tipo II _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Como se encontraran los ciclos alanina- glucosa y cori en un diabético no tratado _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Prácticas Bioquímica Facultad de Medicina 11 6.- En que casos se indica la prueba de tolerancia a la glucosa ¿ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 7.- Cuál es la razón de emplear fluor en la mezcla anticoagulante para la sangre cuando se va a determinar glucosa en la muestra _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 8.- Considerando los tipos de diabetes I y II, la diabetes causado por aloxano , a cuál de ellos se asemeja. Por qué _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 9.- Que es la hemoglobina glicasada, y que importancia tiene en el estudio de la diabetes _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 10.- Haga la interpretación de la curva de tolerancia a la glucosa en el paciente y control del experimento 4. _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________
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