TALLER BIOENERGÉTICA-BOIQUIMICA -2 PERIODO-AÑO 2010

A continuación se ilustra el mecanismo de cadena respiratoria. Los complejos respiratorios se designan con números romanos, pero además poseen otras denominaciones como es el caso del complejo III que recibe el nombre de Citocromo reductasa. Completar los nombres de los demás complejos indicando las sustancias inhibidoras.

Cada uno de los complejos posee una constitución especifica, que en el caso del gráfico están designados por números (1,2,3,4,5,6,7). Relacionar los números con los siguientes transportadores electrónicos:

Citocromo b (+0.07), Citocromo a3 (+0.55), FMN (-0.30), Fe-S, Citocromo c1 (+0.23), Citocromo a (+0.29). El número que se encuentra entre paréntesis corresponde al potencial redox que se expresa en voltios.

Completar los nombres de los demás complejos indicando las sustancias inhibidoras.

- Complejo I: Recibe el nombre de NADH Deshidrogenasa. Tiene como inhibidores la Rotenona, el Amital y Prericidina A.

- Complejo II: Recibe el nombre de Succinato Deshidrogenasa. Tiene como inhibidor al Malonato.

- Complejo IV: Recibe el nombre de Citocromo Oxidasa. Tiene como inhibidores al Cianuro, el Monóxido de Carbono, el Azida y el Ácido Sulfúrico.

Complejo IV

Citocromo Oxidasa

Inhibidor: Cianuro

Complejo I

NADH deshidrogenasa

Inhibidor: Rotenona

Complejo III

Citocromo reductasa

Inhibidor: antimicina A

Q

(+0.04)

C

(+0.25)

6

7

4

5

2

3

O2

(+0.82)FADH2

(-0.12)

NADH+H

(-0.32) Complejo II

Succinato Deshidrogenasa

Inhidor: Malonato

Cada uno de los complejos posee una constitución especifica, que en el caso del gráfico están designados por números (1,2,3,4,5,6,7). Relacionar los números con los siguientes transportadores electrónicos:Citocromo b (+0.07), Citocromo a3 (+0.55), FMN(-0.30), FeS, Citocromo c1

(+0.23), Citocromo a (+0.29). El número que se encuentra entre paréntesis corresponde al potencial redox que se expresa en voltios

- 1 FMN2, 3 FeS4 Citocromo b5 Citocromo c1

6 Citocromo a7 Citocromo a3

¿Qué se necesita para que un compuesto pueda oxidar a otro?Para que un compuesto oxide a otro se necesita que exista afinidad entre ellos. La afinidad está expresada por la necesidad de los compuestos de captar y ceder electrones para alcanzar su estabilidad electrónica. En este proceso, la dirección del flujo de electrones depende del potencial electrónico de los compuestos y un puente de sal sirve como vía para el movimiento de los electrones. Además también es inevitable que para que un compuesto pierda electrones otro los de gane: así surge estrechamente ligado al concepto de oxidación el de reducción; así pues, cada vez que nos refiramos a la oxidación tendremos que hablar también de la reducción (ya que es el proceso contrario, y sin uno de ellos no existiría el otro tampoco).

Analizando el concepto de potencial redox ¿qué conclusión sobre la cadena respiratoria se pueden hacer?Con respecto a la cadena respiratoria, podemos concluir que los potenciales redox son de mucha importancia ya que permiten el paso de electrones a través de transportadores como NADH o FADH 2 , de la cadena, permitiendo su salida haciendo parte de una molécula de oxígeno, a su vez estas reacciones están acopladas a la creación de un gradiente de protones generado por los complejos I, II, III

¿Cuál es la función de cada una de las subunidades? Mencione que sustancias pueden bloquear la actividad de la ATP sintasa, explicando el mecanismo de acción.

La ATPsintasa también conocida como ATP mitocondrial actúa como catalizadora en la fosforilacion oxidativa, esta proteína está compuesta por dos subunidades F0 que actua como un canal para q pasen los protones atreves de la membrana (impermeables básicamente a los protones) F1 que tiene como función la formación ATP a partir de ADP, utilizando la energía derivada del flujo de protones. F0: Canal de H+ transmembrana hidrofóbico que contiene tres tipos de proteínas integrales de membrana, designadas A, B y C, las subunidades C componen un anillo con forma de rosquilla en el plano de la membrana. Las subunidades A y B están rígidamente conectadas entre sí pero no al anillo de subunidades C. Las subunidades B forman un baston que evita que el hexámero (αβ)ɜ se mueva mientras reposa sobre la subunidad γ.

F1: Proteína periférica hidrosoluble, compuesta de 5 tipos de subunidades: αɜ, βɜ γ, δ, ε.

Las subunidades β de F1 se alternan entre tres estados conformacionales que difieren en su afinidad por el ATP, el ADP y el fosfato. Después de que el ADP y el fosfato se unen a una de las 3 subunidades β cuyo sitio de unión a nucleótidos se encuentra en la conformación O (abierta), el flujo de protones impulsa una rotación de 120 grados de la subunidad γ en relación a las subunidades β fijas. Esto provoca un incremento de la afinidad de unión de una de las subunidades β1 por el ADP y el fosfato a la conformación L (Bajo), un incremento de la afinidad de unión de las subunidades β3 por el ADP y el fosfato de L a T (fuerte) y una disminución de la afinidad de unión de las subunidades β2 por el ATP de T a O, que provoca una liberación del ATP unido. El ADP y el fosfato en el sitio T forman ATP una reacción que no requiere un aporte de energía, y el ADP y el fosfato se unen a la subunidad β2 que se encuentran el estado O. Esto genera un complejo F1 idéntico al que comenzó el proceso excepto que esta rotado 120 grados, otra rotación de γ otros 120 grados provoca los cambios conformacionales o LTO en las subunidades β ya descritas. La repetición de los pasos conduce a la formación de 3 moleculas de ATP por cada rotación de γ de 120 grados. La subunidad γ está permanentemente unida a una de las subunidades α F1 y también a la subunidad B Fo.

La  se fija en el tallo de la ATP sintasa, inhibiendo el canal de protones, por tanto previniendo el reingreso de protones en la matriz mitocondrial. Como los gradientes de pH y eléctricos no se pueden disipar en presencia de la oligomicina, el transportador de protones se detiene por la dificultad para el bombeo de más protones contra los gradientes muy inclinados. Causa una acumulación de protones en el espacio intermembrana.

EJERCICIOS 1. Una mujer de 33 años de edad se halla en tratamiento con hormonas tiroideas porque sufre tiroiditis de Hashimoto. El tratamiento que recibe ahora le permite un gasto energético diario de 2.200 kcal. Si el 20% de las kcal que toma procede de proteínas. ¿Cuántos gramos de proteínas debería consumir para mantener su peso?

- 2.200 kcal --- 100% x --- 20%

x = 2.200 kcal x 20% = 44.000 kcal% = 440 kcal

100% 100%

Si la persona tiene un gasto energético de 2.200 kcal, y el 20% las obtiene de las proteínas, entonces podemos calcular que este gasto es de 440 kcal.

440 kcal --- x

4 kcal --- 1 gr

x = 440 kcal x 1 gr = 440 kcal.gr = 110 gr.

4 kcal 4 kcal

Gracias a este cálculo podemos decir que esta persona debe ingerir 110 gr. de proteínas para mantener su peso.

2. Una mujer de 38 años ve un anuncio de una nueva medicación para adelgazar. El anuncio proclama que el fármaco induce al organismo a quemar calorías sin tener que hacer ejercicio. Teóricamente, ¿cuál de los siguientes compuestos podría cumplir con dicha afirmación? Justifique para cada uno.A-RotenonaB-AntimicinaC-DinitrofenolD-AmitalE-Atractilósido

ROTENONA: Este compuesto no cumple con la afirmación dada puesto que es un compuesto producido por plantas toxicas , que inhibe el paso de los e- desde el complejo I al complejo Q. Si se mide consume de oxigeno en presencia y ausencia de rotenona se ve que no inhibe todo porque todavía entraba FADH2 al complejo II. La formación de agua disminuye y la síntesis de ATP disminuye, al igual que la del oxigeno.

ANTIMICINA: Es otro compuesto producido por ciertos hongos en inhibe el complejo III (entre el Citocromo B y c1), lo cual bloquea el consumo de oxigeno, bloque el paso de e-; la síntesis de ATP se detiene, no hay paso de protones tampoco por lo tanto se bloquea el consumo de oxigeno, síntesis de agua y síntesis de ATP. Por lo que tampoco cumple con la afirmación dada.

DINITROFENOL: Este si ayudaría a esta mujer a quemar calorías sin hacer ejercicios ya que es un fármaco que interviene o bloquea la producción de ATP. Como no se da el correcto almacenamiento de la energía, la energía potencial producida por la degradación de carbohidratos, ácidos grasos y proteínas pasa a convertirse directamente en calor.Los otros fármacos no podrían usarse para realizar este proceso ya que inhiben la síntesis de ATP imposibilitando la producción de energía.

AMITAL: Este compuesto no cumple con la afirmación debido a que bloquea el transporte de electrones del complejo I llamado NADH Deshidrogenasa a la Coenzima Q, impidiendo la utilización del NADH como donante de equivalentes de reducción a la cadena respiratoria. Cabe resaltar que el flujo de electrones que resulta de la reducción-oxidación del complejo II llamado Succinato Deshidrogenasa no es afectada, ya que los electrones entran después del punto de bloqueo por medio de la Coenzima Q.

ATRACTILÓSIDO: Este compuesto no cumple con la afirmación, debido a que es un inhibidor de la translocasa ADP/ATP, bloqueando la fosforilación oxidativa en mitocondrias, sin embargo, en particulas submitocondriales no tiene este efecto. En conclusión al inhibir la translocasa, el ADP que resulta de la hidrólisis del ATP en la célula, no entra a la matriz mitocondrial para ser de nuevo fosforilado, y a su vez tampoco sale el ATP que recientemente es sintetizado.

3. ¿Cuál es la diferencia entre la fosforilación oxidativa y la fosforilación al nivel del sustrato?

Fosforilación oxidativa: síntesis de ATP impulsada por la transferencia de electrones hacia el O2. Este es el proceso de transfusión de energía mas importante, junto con la fosforilación, ya que son los procesos que sintetizan la mayor cantidad de ATP en los organismo aeróbicos. Los electrones van a fluir desde intermediarios catabólicos hacia el oxigeno para la formación de energía que lleva a la formación a ATP a partir de ADP y Pi. Así, las moléculas formadas en estos procesos se van a reoxidar, generando energía para la síntesis de ATP.

Fosforilación a nivel del sustrato: es únicamente la fosforilación del ADP a ATP por transferencia de un fosfato de un sustrato metabólico del ADP, o se puede hablar también de fosforilación a nivel de sustrato para cualquier reacción de fosforilación en el metabolismo que no sea fosforilación oxidativa. En este sentido es la primera reacción de la glucolisis (glucosa + ATP glucosa 6P + ADP) una fosforilación a nivel de sustrato.

4. Papel del transporte de Hidrógenos mitocondriales en la obtención de energía.

El papel del transporte de hidrogenos es muy importante ya que, en un primer lugar, la obtención de hidrogenos desde el ciclo de Krebs y de los demás procesos mitocondriales por parte de las coenzimas NAD y FAD, proporcionaran la cantidad de protones suficiente para poner en marcha la cadena respiratoria en la membrana interna de la mitocondria, lo que generara la producción de ATP, molecula de energía. En segundo lugar, el bombeo de hidrogenos desde la matriz hacia el espacio intermembrana, llamado fuerza proton motriz, generara un gradiente electroquímico como resultado de la acumulación de protones en el espacio intermembranoso . Esto es aprovechado para la formación de moléculas de ATP.

5. Papel del translocador ATP-ADP en la obtención de energía.

El translocador ATP-ADP se encarga del intercambio de ATP presente en la matriz mitocondrial (recientemente obtenido y listo para su uso en las reacciones) por ADP que se encuentra en el espacio intermembranoso. Esto con el fin de que dentro de la matriz haya la concentración necesaria de ADP que será convertido en ATP, y de que el ATP abandone la mitocondria.

6. Explique la regulación de la respiración celular.

Ciclo de Krebs

Transporte de electrones.

Fosforilación oxidativa.

a. Los cofactores que intervienen en los procesos de obtención de energía de la mitocondria son FAD y NAD. Estos cofactores captan hidrogenos resultantes de las muchas reacciones que ocurren en el proceso de metabolismo oxidativo. Estos hidrogenos son captados por los cofactores, quienes se reducen; En este estado ellos actúan como transportadores, llevando esos hidrogenos a la cadena respiratoria para la producción de ATP. Si hay mas de estos cofactores reducidos que oxidados, la producción de ATP va a ser relativamente mayor ya que habra mayor transporte de electrones.

b. Al haber mas ADP en el espacio intermembranoso, aumentara la actividad del translocador ATP-ADP, trayendo como resultado una mayor expulsión de ATP al espacio intermembranoso y un ingreso excesivo de ADP dentro de la matriz.

c. Si no hay oxigeno en la mitocondria, por ejemplo si se interrumpe la llegada de este por una isquemia, al ser el oxigeno el aceptor electrónico terminal de toda la cadena respiratoria los electrones que se encuentran recorriendo la cadena quedaran encerrados dentro del complejo cuatro de la cadena respiratoria, ya que el oxigeno toma estos electrones y forma una molecula de agua por la cual estos son expulsados. Si no hay oxigeno, no habrá molecula de agua, los electrones quedaran detenidos dentro de la cadena respiratoria y se presentara una pausa en todo el proceso.

7. ¿Por qué el magnesio es importante en el buen funcionamiento del metabolismo?

El magnesio es un cofactor de todas las reacciones enzimáticas que involucran al ATP y forma parte de la bomba de membrana que mantiene la excitabilidad eléctrica de las células musculares y nerviosas (la bomba de sodio- potasio o ATP-asa)

El magnesio participa en múltiples funciones dentro del organismo, siendo una fuente importante en el buen funcionamiento del metabolismo, como:

- El buen funcionamiento de los nervios y de los músculos, ya que transmite los impulsos nerviosos y en la relajación muscular posterior a los mismos.

- La coagulación de la sangre, favorece la fluidez de la misma.- Ayuda a formar el esmalte de los dientes y el buen estado de los huesos. El

magnesio (Mg) ayuda a fijar el calcio y el fósforo en los huesos y dientes.- El metabolismo corporal. Al activar ciertas enzimas, participa en funciones

corporales básica, como síntesis de proteínas, el metabolismo de los hidratos de carbono, la formación de DNA. El Magnesio regula la duplicación de los ácidos nucleícos (constituyentes fundamentales de la memoria de la célula) en el interior de las células, participa en todas las reacciones enzimáticas que intervienen en la utilización del ATP e interviene en gran cantidad de fenómenos orgánicos.

- El magnesio es un tranquilizante natural que mantiene el equilibrio energético en las neuronas y actúa sobre la transmisión nerviosa, manteniendo al sistema nervioso en perfecta salud. Ampliamente recomendado para los tratamientos anti estrés y anti depresión.

- Previene los cálculos renales ya que moviliza al calcio.- Auto regula la composición y propiedades internas (homeostasis).- Actúa controlando la flora intestinal. El Magnesio incrementa la flora intestinal y

permite la absorción de los nutrientes. Neutraliza los elementos químicos de mal olor en las materias fecales y mejora el aroma corporal, especialmente en las axilas y en los pies.

- El Magnesio corrige las arritmias y la insuficiencia cardíaca congestiva; es un sedante cardíaco que disminuye la excitabilidad del miocardio.

8. ¿Cómo la deficiencia de riboflavina podría alterar la síntesis de ATP?

Una deficiencia de B2 afectaría muchísimo la síntesis de ATP, ya que la riboflavina hace parte de dos cofactores muy importantes: FMN y FAD. En el caso de FMN, causaría un problema en el complejo I ya que al no poder contar con dicho cofactor, no sería posible la entrada (a través sólo de éste porque el complejo II seguiría siendo funcional) de los 2 electrones de alta energía provenientes del NADH, a la cadena respiratoria. En cuanto a FAD, ocasionaría un freno en las rutas metabólicas conocidas como ciclo del ácido cítrico y beta oxidación de ácidos grasos, ya que, como se menciona en el punto 11, funciona como cofactor de diversas enzimas que actúan a nivel de estos dos procesos y sin su presencia las reacciones en las que se ve involucrado no se realizarían, lo cual redundaría en una disminución de la síntesis de ATP.

Los neonatos que presentan hiperbilirrubinemia son tratados con fototerapia ya que cuando la bilirrubina conjugada se expone a la luz, se forman fotoisómeros polares que se excretan por el hígado sin necesidad de conjugación. Sin embargo, ésta misma luz afectaría a la B2 , la cual es sensible a la luz y pierde actividad en presencia de ésta.

9. ¿Cómo se sintetizan las enzimas que participan en los procesos mitocondriales? Explique.

El ADN mitocondrial humano contiene información genética para 13 polipéptidos mitocondriales:

7 subunidades que contribuyen a la formación de la NADH-CoQ reductasa mitocondrial

Subunidades 1, 2 y 3 de la Citocromo oxidasa

2 subunidades de ATP sintetasa

Apocitocromo b

Esta síntesis de proteínas mitocondriales se realiza del mismo modo que la síntesis de proteínas en el hialoplasma, pero utilizando los ribosomas presentes en la mitocondria.

No obstante, la mayoría de las proteínas de las mitocondrias proceden de genes localizados en el ADN del núcleo celular y que son sintetizadas por ribosomas libres del citosol y luego importadas por el orgánulo. Los genes que codifican las proteínas requeridas para la replicación y expresión del ADN mitocondrial se encuentran en el núcleo. Además el núcleo contiene los genes que codifican la mayoría de las proteínas mitocondriales requeridas para la fosforilación oxidativa y todas las enzimas que intervienen en el metabolismo mitocondrial. (p. ej., las enzimas del ciclo de Krebs). Las proteínas codificadas por estos genes (más del 95 por ciento de las proteínas mitocondriales) son sintetizadas en ribosomas citosólicos libres e introducidas en las mitocondrias como cadenas polipeptídicas completas. Debido a las estructura de doble membranas de las mitocondrias, la internalización de las proteínas es considerablemente complicada y llevada a cabo gracias a la presencia del complejo Tom y los complejos Tim en las membranas externa e interna respectivamente.

10. Busque la estructura de la cardiolipina. ¿Por qué cree usted que su abundancia en la membrana interna de la mitocondria sea la que le confiera propiedades diferentes en cuanto a su permeabilidad con respecto a la membrana externa?

La membrana interna de la mitocondria está constituida en un 20% por cardiolipina(difosfatidilglicerol), lo cual contribuye a su impermeabilidad. Es un

fosfolípido que posee 2 fosfatos y 4 cadenas de ácidos grasos (generalmente de 18carbonos) en lugar de sólo 2. Estos ácidos grasos además poseen cada uno 2enlaces insaturados, lo que dificultad el acoplamiento entre ellos, disminuyendola fluidez. Esta disminución de la fluidez es probablemente una de las causas de la impermeabilidad de la membrana interna. Otra explicación que podría plantearse sería en cuanto a la organización espacial de la molécula: obsérvese que entre los dos pares de cadenas de ácidos grasos existe un espacio por el cual las sustancias apolares (que son las que normalmente pasan a través de la membrana sin ayuda de una proteína) no podrán atravesar la membrana, ya que no tendrán alrededor suyo, cadenas apolares que les brinden una solubilidad en la membrana plasmática: lo semejante disuelve lo semejante.

11. Las principales vías alimentadoras de la cadena respiratoria son el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de ácidos grasos. Señale a partir de qué reacciones se producen esos alimentadores y a qué nivel de la cadena ingresan.

Glucólisis : se producen 2 moléculas de NADH a partir de NAD+, durante la fosforilación del de gliceraldehído 3-fosfato a 1,3 difosfoglicerato. Recordemos que durante la glicólisis se producen una molécula de gliceraldehído 3-fosfato y una de dihidroxiacetona fosfato por la escisión de la fructosa -1,6-difosfato, pero dicha dihidroxiacetona se isomeriza como gliceraldehído 3-fosfato, por lo cual se formarían 2 moléculas de NADH (una por cada gliceraldehído 3-fosfato).

Ciclo de Krebs:

NADH

-Paso de Isocitrato a α-Cetoglutarato

-Paso de α-Cetoglutarato a Succinil-CoA

-Paso de malato a oxalacetato

FADH2

-Paso de Succinato a Fumarato.

β-Oxidación de ácidos grasos

NADH

-Cuando el hidróxi acil-CoA sufre una segunda deshidrogenación catalizada por una enzima deshidrogenasa dependiente de NAD. Esta es la tercera reacción durante la β-Oxidación de ácidos grasos (Esta vía está conformada por cuatro reacciones)

FADH2

-Cuando el acil-CoA se convierte en un α,β insaturado, siendo catalizada la reacción por una deshidrogenasa dependiente de FAD. Esta es la primera reacción que se lleva a cabo.

¿A qué nivel de la cadena de transporte de electrones ingresan estos cofactores?

NADH: sus electrones en la cadena de transporte de electrones en el complejo I o NADH-ubiquinona reductasa, que incluye la NAD deshidrogenasa. Estos electrones se transfieren desde el NADH a un mononucleótido de flavina, y después a la Coenzima Q.

FADH2: el complejo II o succinato-ubiquinona reductasa, que incluye a la succinato deshidrogenasa, recibe los electrones del succinato que un producto intermedio en el ciclo de Krebs. Estos electrones son transferidos al FADH2 , y después a la coenzima Q.

12. Casos clínicos y actividades complementarias del capítulo 6 del libro de Bioquimica Humana: De Las Bases a la Clínica

1. Un adolescente de 16 años acude con cefalea, convulsiones, perdida visual. Presenta antecedente de larga data de evolución, de incapacidad para hacer ejercicio físico debido a debilidad muscular. A presentado episodios de hemianopsia y hemiparesia leve. Su tía materna presento un trastorno similar. La acumulación de lactato durante y después de la realización de ejercicio físico sugiere un defecto de metabolismo oxidativo mitocondrial. Se aíslan mitocondrias musculares, y la actividad respiratoria del complejo I esta reducida por una mutación puntual en ADN mitocondrial.

¿Cuál es el posible diagnostico de este paciente?R/ Sospechamos de una Neuropatía Óptica Hereditaria de Leber, ya que esta enfermedad causa ceguera la cual suele aparecer entre los 15 y 35 años, a su vez afecta mayormente a los varones que a las mujeres. Esta enfermedad se debe a una mutación en el ADN mitocondrial en el par de bases 11.778 que afecta a una de las subunidades del complejo I (NADH deshidrogenasa) de la cadenas de trasporte de electrones; hay otra mutación en el par de bases 14.459 que afecta a una subunidad del complejo I, que puede producir neuropatías óptica o enfermedades musculares, lo que hace relación con la debilidad muscular que presenta el paciente del caso. Todas las mutaciones disminuyen la capacidad de las mitocondrias para llevar a cabo la fosforilación oxidativa y generar ATP, lo que afecta aquellos tejidos que son más dependientes de la fosforilación oxidativa como lo son el sistema nervioso central (incluyendo el cerebro y el nervio óptico), y por deducción el tejido muscular que demanda un gran gasto de energía.

¿Cómo se hereda la enfermedad?R/ Las enfermedades mitocondriales siempre son transmitidas por las madres, y la tendencia a que la padezcan los hombres sugiere que sea una enfermedad ligada al cromosoma X, sin embargo esto no es así, ya que los hombres nunca trasmiten la neuropatía óptica a su descendencia.

Esta característica concuerda con una herencia citoplasmática en lugar de nuclear ya que el citoplasma de los óvulos fecundados procede casi por completo del oocito.

¿Las mujeres también pueden padecerla?R/ Solo un 10% de las mujeres puede presentar perdida de la visión a causa de una neuropatía óptica hereditaria de Leber.

¿Qué significa mutación puntual?Una mutación particular puede ser un evento único o muy escaso en la historia de una población, caso en el cual la posibilidad de alterar permanentemente las frecuencias génicas en la población son muy escasas y difícilmente tendrán importancia evolutiva. Pero un evento mutacional que ocurra repetidamente entre los individuos de la población y entre las generaciones si puede ser una fuente importante de variación genética y considerarse una mutación puntual.

Para lo cual debe cumplir con los siguientes criterios: a) estar presentes en pacientes y no en controles, b) afectar a poblaciones étnicas diferentes, c) existencia de una

correlación entre el porcentaje de la mutación y el fenotipo, d) segregar junto con el fenotipo, e) afectar una base muy conservada evolutivamente.

Posible TratamientoUna aproximación es el tratamiento metabólico dirigido a mejorar la fosforilación oxidativa mediante la administración de sustratos o cofactores de la vía de trasporte de electrones como Succinato o Coenzima Q. Otra posibilidad que se ha considerado es la terapia génica mediante la que se colocaría un alelo de un gen normal en el núcleo. Se añadiría una señal apropiada para dirigir el producto del gen a la mitocondria donde podría sustituir la proteína codificada por la mitocondria defectuosa.

2. Intoxicación por Cianuro: Una mujer de 17 años de edad ingreso a la sala de urgencias de un hospital con cefalea, vértigo, excitación, ansiedad, quemazón en la boca, disnea, taquicardia, hipertensión, su aliento tenia olor a almendras amargas y presento episodios cortos de convulsiones. Un compañero de la mujer que trabajaba en una tienda de productos químicos le consiguió 25 mg de cianuro de potasio, solicitado por ella para exterminar una plaga de roedores que habitaba en su casa. La madre de la mujer expreso que los últimos días le había notado bastante deprimida por haber terminado su relación amorosa. Se le diagnostico intoxicación por cianuro, se le hizo un lavado gastrointestinal, se le administro inmediatamente nitrito de amilo, tiosulfato de sodio y oxigeno a altas dosis. Al final del dia la mujer se recupero de una manera sorprendente.

¿Cuál es el mecanismo bioquímico de acción del cianuro?R/=El cianuro se une al fe3+ del hemo del citocromo a3, componente de la citocromo oxidasa, e impide el transporte electrónico al oxigeno. Cesan la respiración mitocondrial y la producción de energía y rápidamente tiene lugar la muerte celular.

¿Cómo explicaría usted la elevación del lactato sérico en este paciente?R/=El transporte electrónico hacia el oxigeno se afecta, por tanto la glucosa no se puede oxidar totalmente en el ciclo de kreps, predominado entonces la glucolisis anaeróbica, en donde el piruvato se desvia a la producción del lactato.

¿Cómo se diagnostica la intoxicación por cianuro?R/=La realización de una gasometría y examen bioquímico que incluya acido láctico, constituyen la exploración elemental para valorar el grado de intoxicación, en especial la aparición de acidosis metabólica.

¿Cuál es el fundamento bioquímico de usar nitrito, tiosulfato y oxigeno como antídoto? ¿Cómo actuaria el azul de metileno y la vitamina v12?

R/=Los nitritos oxidan el hierro de la hemoglobina, transportándolo de fe2+ a fe 3+

(metahemoglobina). El fe3+ de la hemoglobina posee mayor afinidad hacia el cianuro fe2+.El tiosulfato reacciona con el cianuro de la hemoglobina para convertirse en tiocianatouna forma excelente excretable.Al haber bloqueo de la cadena respiratoria, se debe implementar oxigenoterapia.El azul de metileno alivia la inhibición del Complejo IV aceptando electrones del complejo III, lo que permite que los complejos I y III bombeen protones y que prosiga la síntesis de ATP. El cianuro también puede unirse

a iones metaliticos como el cobalto, que puede suministrarse en forma de un complejo de cobalto, o como hidroxicobalamina(vitamina B12) .

¿Qué es la rodanesa y qué función cumple en el metabolismo del cn?R/=La reacción del tiosulfato con el cianuro para originar tiocinato, se realiza en el hígado por enzima rodanesa.

Actividades complementarias.1. Describa las características de los citocromos mitocondriales.

R/= Son hemoproteinas, cuyo mecanismo de acción consiste en la transferencia de equivalentes reductores asociados a un cambio reversible, es decir, aceptan y liberan alternativamente un electrón que pasa a otro citocromo en la cadena de transferencia de electrones. Se clasifican según su grupo hemo, citocromo A contiene cobre, citocromos B y C contienen hierro.

2. Que cambios se producirán por el tratamiento de mitocondrias con dinitrofenolR/= El dinitrofenol permite el transporte electrónico en las mitocondrias pero impide la fosforilacion del ADP a ATP, al desacoplar el transporte electrónico y la síntesis de ATP. Esto sucede porque el dinitrofenol aumenta la permeabilidad de la membrana interna mitocondrial hacia los iones H, por lo tanto se ve alterado el gradiente electroquímico que impulsa a la ATP sintetasa.

3. Que cambios se producirán por el déficit de la UCP-1.R/= No se podrá dar la termogénesis adaptativa ante un cambio súbito de temperatura, también se presentaran deficiencias en la regulación del peso.

Jorge Camilo Moreno