trabajo investigacion bioquimica Val Espinoza (Autoguardado)

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA AMAZONÍA PERUANA
FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUIMICA
TÍTULO
Desacoplamiento Mitocondrial por la proteína UCP3: un controlador clave del proceso biológico en el metabolismo muscular de los ácidos grasos y enfermedades diabetes tipo 2.
	
Presentado por:
Est. Espinoza Zevallos, Rosa Valeria.
Asesor:
Q.F. Wilfredo Oswaldo Gutiérrez Alvarado.
IQUITOS –PERÚ
2021
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción de la situación problemática 
El panorama social en la vida cotidiana es de suma importancia los casos de la enfermedad Diabetes Tipo 2, dado la cantidad de casos de esta enfermedad, de manera considerable en adultos. Por ello se lleva a cabo la investigación de la proteína UCP3, gracias al avance de la ciencia y la tecnología podremos ayudar a mejorar la calidad de vida de las personas.
La investigación sobre proteínas desacoplantes mitocondriales (UCP) ha estado ligada históricamente al estudio del equilibrio energético en el organismo. El peso corporal es el resultado del equilibrio entre la entrada de energía metabólica (dieta) y el gasto energético. Conocer los mecanismos moleculares que determinan el gasto energético es esencial para la comprensión de la etiopatogenia de la obesidad y otras alteraciones metabólicas en que el exceso de energía se acumula en forma de grasas.
Desde el punto de vista fisiológico, existen varios componentes que determinan el gasto energético en mamíferos: el ejercicio físico, la tasa metabólica basal, el efecto térmico de la comida y la termogénesis adaptativa. En humanos, diversos estudios han establecido que una reducción en la termogénesis adaptativa es una de las alteraciones en la homeostasis energética que dan lugar a la obesidad. Estudios en varias poblaciones de obesos, y especialmente en subpoblaciones que muestran resistencia a la disminución del peso corporal en respuesta a dietas hipocalóricas, han revelado una disminución en el gasto energético. La obesidad puede ser, por tanto, explicada no sólo sobre la base de un aumento en la ingestión de alimentos, sino también por un defecto en el gasto energético, y por ello los mecanismos moleculares que determinan este proceso son objeto de una activa investigación.
Por lo antes expuesto, se plantea la siguiente pregunta de investigación.
1.2. Formulación del problema
¿Cómo participa la proteína UCP3 en el desacoplamiento Mitocondrial en el proceso biológico en el metabolismo muscular de los ácidos grasos y enfermedades tales como diabetes tipo 2?
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivo General
· Conocer la participación de la proteína UCP3 en el desacoplamiento mitocondrial
1.3.2. Objetivos Específicos
· Estudiar el proceso biológico en el metabolismo muscular de los ácidos grasos en el cual actúa el desacoplamiento mitocondrial
· Conocer los efectos del desacoplamiento mitocondria en las enfermedad tal como la diabetes tipo 2
1.4. Justificación 
La presente investigación se enfocará en estudiar la proteína UCP3, como actúa o interviene en el desacoplamiento mitocondrial y como ello participa en el metabolismo muscular de ácidos grasos y en enfermedades como la Diabetes tipo2.
El desacople o desacoplamiento mitocondrial se refiere a la disipación del gradiente electroquímico a través de la membrana interna, lo cual disminuye la producción de ATP, inhibiendo la actividad de la ATPasa F1 F0. Subsecuentemente, el transporte de electrones y el consumo de oxígeno se aceleran porque se pierde el control ejercido por el ADP, y la utilización de ATP excede la síntesis. En este sentido, esta condición es análoga al ejercicio intenso.
Los modelos experimentales de sobreexpresión de las proteínas UCP2, UCP3 y UCP4 han indicado de todas ellas que poseen la capacidad de desacoplar la fosforilación oxidativa de la cadena respiratoria. Sin embargo, la relevancia fisiológica de dicha observación y la posibilidad de que dichas proteínas estuvieran actuando de forma análoga a UCP1 fue cuestionada rápidamente por los estudios acerca de su expresión génica. Así, el ARNm de UCP2 se expresa de forma ubicua, aunque mayoritariamente en macrófagos, bazo, intestino o pulmón, es decir, tejidos y órganos no asociados a los procesos de termogénesis inducida por la dieta en humanos. De forma análoga, la expresión del ARNm de UCP4 se produce de forma preferente en el cerebro. Por el contrario, se pudo establecer que UCP3 se expresaba de forma casi exclusiva en el tejido musculo esquelético, el principal tejido termogénico en humanos. Asimismo, tanto en animales de experimentación como en humanos, la expresión del gen UCP3 se induce tras el nacimiento o tras una dieta rica en grasas, estímulos fisiológicos en que la termogénesis adaptativa se ve estimulada. No obstante, de nuevo la hipótesis de que UCP3 podría ser un mediador de la termogénesis adaptativa se vio cuestionada por una observación acerca de su expresión génica: el gen UCP3 incrementaba su expresión intensamente en respuesta al ayuno tanto en animales experimentales como en humanos, situación en la que promover el gasto energético no tendría sentido. Todos los resultados posteriores y la evidencia actualmente recopilada a través de múltiples trabajos indica que la expresión del gen UCP3 en el tejido musculo esquelético no responde al estatus energético global del organismo y a sus necesidades globales de mayor o menor gasto energético según la situación fisiológica, sino específicamente a la disponibilidad de ácidos grasos como sustrato metabólico.
En relación a las proteínas de desacople, la función fisiológica de la proteína de desacople-3 (UCP3) aún no ha sido dilucidada. Estudios previos muestran que el ejercicio induce aumentos muy considerables de la proteína UCP3 en el músculo esquelético. Como la expresión de UCP3 parece estar regulada por los mismos mecanismos que rigen otros componentes mitocondriales, resultaba poco probable que el ejercicio produjera esos cambios tan impresionantes y divergentes en la composición mitocondrial.
Jones y Col, testearon la hipótesis de que los principales cambios en la concentración de proteína UCP3 no ocurren independientemente de la biogénesis mitocondrial, y que UCP3 aumenta como parte del incremento de mitocondrias inducido por el ejercicio.
Ellos encontraron un gran aumento del ARNm de UCP3 inmediatamente y 3hs. después de una sesión de natación. La concentración de proteína UCP3 se incrementó aproximadamente 35% 18hs después de una única sesión de ejercicio, aproximadamente 63% luego de 3 días, y aproximadamente 84% luego de 10 días. Estos resultados son consistentes con la interpretación acerca de que el ejercicio de resistencia induce un incremento adaptativo en la mitocondria que posee un contenido normal de UCP3. Esta proteína también aumenta durante el ayuno y las comidas altas en grasa. En estas situaciones la disponibilidad de ácidos grasos excede la capacidad de metabolizarlos, sugiriendo que la UCP3 cumpliría un rol de regulación y manejo de estos ácidos grasos no metabolizables. Para testear la hipótesis que indica que esta proteína actuaría como exportadora de ácidos grasos no metabolizables desde la matriz mitocondrial, Schrauwen y Col., le suministraron a pacientes Etomoxir (bloqueador de la entrada de ácidos grasos a la mitocondria), o un placebo, durante 36hs en una cámara respiratoria. El etomoxir inhibió la oxidación de grasa durante 24hs y la oxidación de grasas durante el ejercicio aproximadamente entre 14-19%. Sorpresivamente, el contenido de UCP3 en el músculo vastus lateralis, sufrió una marcada up-regulación en las 36hs de la administración de Etomoxir. Este aumento de la UCP3 fue acompañado por una glucosa sanguínea en ayuno más baja, y un incremento de la traslocación del transportador de glucosa 4 (GLUT-4).
Estos datos apoyan la hipótesis que supone que la función fisiológica de la UCP3 es facilitar la salida de los ácidos grasos no metabolizables desde la matriz mitocondrial hacia el citosol, lo cuál preserva a la mitocondria de los potenciales efectos deletéreosde niveles altos de ácidos grasos. Además los datos muestran que la regulación aumentada de la UCP3, puede ser beneficiosa en el tratamiento de la diabetes tipo2 (Schrauwen, 2002).
1.4.1. Importancia
Esta investigación ayudara a proporcionar información de cómo una función fisiológica del organismo como es el desacoplamiento mitocondrial, tiene participación en varios procesos.
La investigación beneficiara a personas con problemas de salud como la Diabetes tipo2 e indicara aspectos a seguir para ayudar a su problema
No es posible dar con la corrección del problema o enfermedad, sino comprenderlo, pero incluso eso muestra un impacto favorable para salud de la personas. También ayuda a comprender mejor la situación, la importancia de esta investigación sería abrir camino a futuros estudios.
1.4.2. Viabilidad
En el proceso de la realización de la investigación. Tiene que ver con la disponibilidad de los recursos necesarios tales como libros, material audiovisual, recurso humano, tecnología, exámenes e investigaciones en laboratorio etc.
1.5. Limitaciones
Puede ser que existan todos los criterios para justificar la investigación y la idea a desarrollar sea muy buena, pero no se cuenten con los recursos necesarios para llevarla a cabo, pero la presente investigacion no realizará la recolección de los datos de manera presencial por las medidas de prevención de la pandemia por COVID 19