Bases bioquimica de la fisiologia humana

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Bases bioquímicas de la fisiología humana
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E. Ing. Alimentos y biotecnología
Tairi Armando Covarrubias Castillo
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La bioquímica es la ciencia que estudia la estructura de los seres vivos y las reacciones químicas que se producen dentro de dicho organismo
A su vez también estudia las macro y micro moléculas que participan en el desarrollo del cuerpo, asi como vitaminas y minerales, además de acidos nucleicos.
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Carbohidratos
Son biomoléculas compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el brindar energía inmediata y estructural. Las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía; la celulosa cumple con una función estructural al formar parte de la pared de las células vegetales, mientras que la quitina es el principal constituyente del exoesqueleto de los artrópodos.
Proteínas
Las proteínas son moléculas formadas por aminoácidos que están unidos por un tipo de enlaces conocidos como enlaces peptídicos. El orden y la disposición de los aminoácidos dependen del código genético de cada persona. Todas las proteínas están compuestas por: Carbono
Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno
Y la mayoría contiene además azufre y fósforo.
Lípidos
Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas), que están constituidas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida por oxígeno. También pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno.​
Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y reguladora (como las hormonas esteroides).
Enzimas
Las enzimas​ son moléculas orgánicas que actúan como catalizadores de reacciones químicas, es decir, aceleran la velocidad de reacción. Comúnmente son de naturaleza proteica, pero también de RNA​. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. 
Vitaminas
Las vitaminas son nutrientes que junto con otros elementos nutricionales actúan como catalizadoras de todos los procesos fisiológicos.
Las vitaminas son precursoras de coenzimas, (aunque no son propiamente enzimas) grupos prostéticos de las enzimas. Esto significa que la molécula de la vitamina, con un pequeño cambio en su estructura, pasa a ser la molécula activa, sea esta coenzima o no.
Minerales
Elementos químicos utilizados por distintos órganos y sistemas para realizar diferentes funciones, como por ejemplo ser elementos estructurales (calcio, magnesio), para la formación de hemoglobina (hierro), o bien formando parte de enzimas importantes (zinc). Macronutrientes:  (calcio, fósforo, magnesio, azufre...).
- Micronutrientes:  (hierro, zinc, flúor, yodo, cobre, selenio, manganeso...).
- Electrolitos: (sodio, potasio y cloro).
Bioquímica clínica aplicada:
Enzimología clínica y biomarcadores
Electrolitos y balance de agua
Laboratorio clínico: enfermedades metabólicas y su control de calidad
Enzimología clínica y biomarcadores
Es el estudio y aplicación de la enzimología hacia el área clínica, un ejemplo son las enzimas que están en el plasma, y estas hacen que coagule la sangre.
Los bioensayos de enzimas son fundamentales en detección de enfermedades
-Bilirrubina: El valor de rango de referencia tiene que ser: <1,0 mg/dL . Si los valores plasmáticos de esta enzima superan los 3 mg/dL ese paciente tendrá ictericia.
-Transaminasas: Aspartato aminotransferasa (AST) y Alanina aminotransferasa (ALT). El valor de referencia de ambas es de 5 a 40 U/L . Estas transaminasas están implicadas en la interconversión de aminoácidos y cetoácidos. Ambas transaminasas están localizadas en las mitocondrias.
– Fosfatasa alcalina (FTA) a veces combinada con la γ-glutamil transferasa (γGT): La fosfatasa alcalina se sintetiza en el tracto biliar y en el hueso, pero ambos tejidos contienen isoenzimas distintas de fosfatasa alcalina. Como alternativa, se puede medir la actividad plasmática de la γ-glutamil transpeptidasa. Los valores de referencia son: FTA de 50 a 260 (aumentada de forma fisiológica en niños y adolescentes) y γGT: en hombres es: <90 U/L y en mujeres es:<50U/L. 
ENZIMAS DE GRAN UTILIDAD PARA EL DIAGNÓSTICO DE UN INFARTO AGUDO DE MIOCARDIO:
Bueno, las enzimas son dos y son: la creatinquinasa (CK o CPK)y la lactato deshidrogenasa (LDH).
La creatinquinasa cataliza la transferencia reversible de grupos fosfato entre la creatina y la fosfocreatina.
Al ser una proteína dimérica, (tiene 2 subunidades: M y B) puede formar 3 posibles isoenzimas: la CK-BB (CK-1), la CK-MB (CK-2) y la CK-MM (CK-3).
La CK-1 se encuentra principalmente en el cerebro y una pequeña parte en el músculo, la CK-2 se encuentra principalmente en el músculo(tanto cardíaco como esquelético) y una ínfima parte en el cerebro y la CK-3 se encuentra solamente en el músculo.
Los rangos de referencia de esta enzima son:
Hombres: 160 U/L Mujeres: 130 U/L
-Lactato deshidrogenasa: La lactato deshidrogenasa (LDH) cataliza la conversión del piruvato al lactato y viceversa:
La LDH tiene cinco isoenzimas con 4 polipéptidos, de los cuales hay dos tipos: el M y el H, de tal modo que las isoenzimas son estas:
LDH-1 (H4), LDH-2 (MH3), LDH-3 (M2H2), LDH-4 (M3H) y LDH-5 (M4).
La LDH se mide con mayor frecuencia para evaluar si un tejido está dañado, además se encuentra en muchos tejidos del cuerpo como en el corazón, hígado, riñón, músculo esquelético y pulmones.
El valor de referencia de la LDH está comprendido entre los 100 y los 320 U/L.
Balance normal del agua corporal
El volumen total del agua corresponde al 60-65% del peso corporal. Este volumen se divide en dos grandes compartimentos, el intracelular y el extracelular.La regulación del volumen intracelular, se consigue en parte mediante la regulación de la osmolalidad del plasma, a través de cambios en el balance de agua. En comparación, el mantenimiento del volumen plasmático, lo cual es fundamental para mantener una adecuada perfusión de los tejidos, está directamente relacionado con la regulación del sodio.
-Intercambio de agua y solutos con el exterior
El agua y los solutos mayores no experimentan metabolismo importante (a excepción de las proteínas). Por tanto, las concentraciones de agua y solutos dentro de los compartimentos corporales representan el balance entre los ingresos y las pérdidas. Los valores normales de este balance se muestran a continuación:
Hay grandes diferencias en la composición de los dos compartimentos mayores como se indica en la tabla
A efectos prácticos, la composición del compartimento extracelular se hace equivaler a la del plasma. El sodio, conjugado en su mayoría con el cloro, determina el 90 % de la osmolaridad plasmática. En el compartimento intracelular es el potasio el ion catión más importante y el que determina la osmolaridad del mismo.
Ingestión diaria de agua
El agua ingresa en el cuerpo a través de dos fuentes principales:-
-se ingiere en forma de líquidos o agua del alimento, que suponen alrededor de 2.100 ml/d de líquidos corporales
-se sintetiza en el cuerpo como resultado de la oxidación de los hidratos de carbono, en una cantidad de 200 ml/d
Esto proporciona un ingreso total de agua de unos 2.300 ml/d.
.-Pérdida diaria de agua
Pérdida insensible de agua
Pérdida de agua por el sudor
Pérdida de agua por las heces
Pérdida de agua por los riñones
-Líquido intracelular: constituye alrededor del 40% del peso corporal: 28-42 l de líquidocorporal están dentro de las células.
-Líquido extracelular: constituye alrededor del 20% ó unos 14 litros en un adulto normal, todos los líquidos del exterior de las células. (Líquido intersticial, que supone más de ¾ partes, del líquido extracelular y el plasma, que supone ¼ parte del líquido extracelular).
SODIO
La presencia del sodio en los compartimentos líquidos del organismo no se limita a la regulación de los movimientos del agua. El sodio, localizado en la superficie de la membrana celular, donde asegura la correcta transmisión de los impulsos nerviosos mediante un complejo mecanismo de intercambios de iones, permite la contracción muscular.
El sodio es indispensable para asegurar la transmisión de los impulsos nerviosos en las membranas celulares y la contracción muscular, lo que se conoce como función muscular.
El potasio es el compañero del sodio. Se retiene en los medios inversos del sodio; es decir, al otro lado de la barrera celular, en el interior mismo de las células.
Su concentración en el interior de la célula permite contener la presión del sodio a las puertas de la membrana celular y, por consiguiente, los movimientos de agua que podrían acompañarlo.
Gracias a la acción de la bomba de sodio-potasio a un lado y otro de la membrana celular, el potasio es indisociable del sodio para asegurar, también, la transmisión de los impulsos nerviosos y la contracción muscular.
En este sentido y a semejanza del sodio, el potasio es indispensable para mantener el equilibrio hídrico y un nivel estable de la presión sanguínea, así como para asegurar la transmisión de los impulsos nerviosos y la contracción muscular (sobre todo cardíaca).
Laboratorio clínico: enfermedades metabólicas
Acidosis láctica
Es una afección que se presenta cuando el ácido láctico se acumula en el torrente sanguíneo más rápido de lo que puede ser eliminado. El ácido láctico se produce cuando los niveles de oxígeno en el cuerpo caen.
Su causa principal es la deficiencia del piruvato descarboxilasa
Por su atención gracias
 Correo electrónico: tayri_covarrubias@hotmail.com