ENZIMAS

Los enzimas son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamente son proteínas Como catalizadores, los enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan indefinidamente.No llevan a cabo reacciones que sean energéticamente desfavorables, no modifican el sentido de los equilibrios químicos, sino que aceleran su consecución.

El mecanismo de acción de una enzima se puede entender desde dos perspectivas. La primera trata a la catálisis desde el punto de vista de los cambios en energía que ocurren durante la reacción; las enzimas proveen una vía alterna, energéticamente favorable que es diferente de la reacción no catalizada. La segunda describe cómo el sitio activo facilita químicamente la catálisis de la enzima.

Cambios de energía que ocurren durante la reacción.

Virtualmente todas las reacciones químicas tienen una barrera energética que separa a los reactivos, reactantes o substratos de los productos. Esta barrera se denomina energía libre de activación que es la diferencia en energía que existe entre los reactivos y los productos. El lugar donde la energía libre de activación es máxima, se denomina estado de transición. En la siguiente figura se ejemplifica la transformación del reactivo A en el producto B a través del estado de transición T*:

A D T* D B

Figura: Representación del cambio en la energía libre de una reacción catalizada enzimáticamente (línea continua) y la misma no catalizada (línea punteada).

Energía libre de activación.

Este máximo de energía representa el estado de transición en el cual se forma el intermediario rico en energía durante la conversión de los reactivos en los productos. Debido a la gran energía de activación que separa a los reactivos de los productos, a menudo la misma reacción es más lenta si no es catalizada, que si la cataliza una enzima.

Velocidad de reacción.

Las moléculas que reaccionarán en un evento químico, deben contener suficiente energía para sobrepasar la energía de activación del estado de transición en su camino para transformase en los productos. En ausencia de la enzima, solo una pequeña porción de la población de estas moléculas posee la energía suficiente para realizar la transición hacia los productos. La velocidad de la reacción estará determinada por el número de moléculas que se encuentren en ese estado energético particular. En general, al disminuir la energía de activación, la mayoría de las moléculas tienen energía suficiente para pasar sobre el estado de transición y por tanto aumenten la velocidad de la reacción.

Vía de reacción alterna.

Una enzima permite que una reacción se lleve a cabo rápidamente bajo las condiciones que reinan en la célula. Lo anterior se realiza al disminuir la energía de activación. La enzima no modifica la energía contenida en los reactivos o producto; de la misma forma, no altera el equilibrio de la reacción.

Química del sitio activo.

El sitio activo de las enzimas no es un receptáculo pasivo para la unión del substrato, por el contrario es una maquinaria molecular muy compleja que emplea una amplia diversidad de mecanismos químicos que facilitan la interconversión de los substratos y los productos. Dentro de los factores que están relacionados con la eficiencia catalítica de las enzimas están los siguientes:

Estabilización del estado de transición.

El sitio activo de la enzima a menudo actúa como un molde molecular flexible en donde el substrato se une de forma geométricamente adecuada para transformarse en el estado de transición de la molécula. Al estabilizar al substrato en el estado de transición, la enzima aumenta de manera considerable la concentración de este intermediario reactivo que puede ser transformado en el producto(s) y, por tanto, acelerar la reacción.

Otros factores.

El sitio activo posee grupos catalíticos que incrementan la probabilidad de que se forme el estado de transición. En algunas enzimas, estos grupos pueden participar en una catálisis tipo ácido-base en la cual algunos residuos de aminoácidos proveen o aceptan protones. En otras enzimas, la catálisis involucra la formación temporal de un complejo covalente enzima-substrato.

“HIDRÓLISIS ALCALINA DE LOS LIPIDOS”

OBJETIVO
Al término de la práctica, el alumno comprenderá la saponificación de un aceite vegetal y demostrará la acción detergente de los jabones.

INTRODUCCIÓN
La hidrólisis de las grasas neutras pór medio de un álcali fuerte (hidróxido de sodio o de potasio), se denomina saponificación. Los iones carboxilo formados en presencia de un catión, se trasforman en jabones; los productos de la saponificación: jabón y glicerina son solubles en agua e insolubles en éter. La función fisiológica de los jabones es promover la emulsión y solubilización de los lípidos, es decir, son detergentes al igual que las sales biliares. La primera reacción de los lípidos en el duodeno es una saponificación y el jabón formado actúa como detergente iniciando la emulsificación de los lípidos, esta es la función principal de las sales biliares.
La función fisicoquímica de un jabón es disminuir la tensión superficial del agua, incrementando su poder de penetración por su propiedad de emulsificar a los aceites y a las grasas, forman micelas que se dispersan en el agua de lavado, permitiendo solubilizar en agua un gran número de sustancias normalmente insolubles en este medio.
Saponificación:La saponificación consiste en una hidrólisis alcalina de la preparación lipídica (con KOH o NaOH). Los lípidos derivados de ácidos grasos (ácidos monocarboxílicos de cadena larga) dan lugar a sales alcalinas (jabones) y alcohol, que son fácilmente extraíbles en medio acuoso. No todos los lípidos presentes en una muestra biológica dan lugar a este tipo de reacción. Se distinguen por tanto dos tipos de lípidos: lipidos saponificables y no saponificables
Emulsión: Mezcla en la cual dos sustancias inmiscibles, como el agua y el aceite permanecen unidas entre sí gracias a una tercera sustancia llamada emulsificante. El emulsificante es por lo general un jabón, cuyas moléculas tienen un extremo soluble en agua y otro extremo soluble en solventes orgánicos. Las moléculas de jabón formas pequeñas bolitas llamadas micelas, en las cuales los extremos solubles en agua se dirigen hacia el agua y los extremos solubles en solventes orgánicos se dirigen hacia el interior de las bolitas. El aceite es estabilizado en el agua ocluyéndose en el centro de la micela. De esa forma, el agua y el aceite permanecen mezclados.
Jabones: La estructura de un jabón puede considerarse formada por dos partes:

a. Una cadena larga, formada por carbonos en unión covalente;
b. El grupo carboxilo, que, al estar disociado, tiene cargas eléctricas.

La cadena hidrocarbonada no es soluble en agua, pero tiene afinidad con las grasas, por lo que se la denomina cola lipofílica o liposoluble. El extremo iónico tiene cargas eléctricas y tiende a disolverse en el agua. Se lo llama cabeza hidrofílica o hidrosoluble.

Si se disuelve jabón en agua y se agrega un aceite, éste (por su menor densidad) forma una fase sobre el agua. Las moléculas de jabón se orientan y se disponen en la interfase con la cabeza hacia el agua y la cola hacia el aceite.

Si se agita este sistema, el aceite se subdivide en gotitas y cada una es rodeada por agua. Las moléculas de jabón se orientan de la manera indicada.

Cada glóbulo de grasa tiene a su alrededor cargas eléctricas del mismo signo que, al repelerse, hacen que las partículas grasas queden separadas entre sí, formando una emulsión estable. En caso contrario, si no existiera el jabón, al agitar el sistema agua - aceite, se formaría en el primer momento una emulsión, pero al cesar la agitación, debido a la gran atracción entre sus moléculas, las gotitas se unirían entre si formando nuevamente dos capas. Se dice, por esta propiedad, que el jabón emulsifica las grasas.

MATERIAL
1 Vaso de precipitados de 100 ml.
1 Vaso de precipitados de 250 ml.
1 Vaso de precipitados de 600 ml.
1 Anillo.
1 Rejilla.
1 Mechero Bunsen.
1 Soporte Universal.
1 Varilla de vidrio.
1 Probeta graduada de 250 ml.
2 Tubos de ensaye de 15 x 150 mm.
1 Embudo de 75 mm de diámetro.
1 Balanza.
1 Gasa de 15 x 15 cm.
1 Gradilla.
REACTIVOS
Solución de Hidróxido de Sodio al 30 %.
Solución saturada de Cloruro de Sodio.
Hielo en cubos.
Aceite de coco.

DESARROLLO
Pesar 15 g. de lípido en un vaso de 250 ml.
Añadir al vaso de 600 ml, 100 ml de agua.
Introducir el vaso de 250 ml en el vaso de 600 ml y calentar durante 15 min (baño María).
En un vaso de 100 ml, mezclar 20 ml de hidróxido de sodio con 20 ml de alcohol étilico.
Agregar lentamente la mezcla anterior al vaso de 250 ml, agitar y calentar la mezcla resultante durante 15 min.
Agregar al vaso de 250 ml, 30 ml de solución saturada de cloruro de sodio y seguir agitando y calentando durante 5 min. mas.
Suspender el calentamiento y sacar el vaso del baño María, añadir dos o tres cubos de hielo y agitar
Decantar lo anterior sobre una grasa colocada en al boca del embudo, recibir el filtrado en un vaso y tirarlo posteriormente.
Sobre la gasa quedará el jabón, tomar una pequeña porción de este y añadirla a un tubo con agua hasta la mitad de su capacidad.
Agita el tubo anterior y observa si se forma o no espuma, lo que demostrará la presencia de jabón.
En otro tubo agregar agua hasta la mitad de su capacidad, 1 ml de lípido y un poco de la sustancia obtenida en el numero 9, agitar y observar.
Describe a manera de conclusión lo que sucedió en el desarrollo de la práctica tomando en cuenta los resultados que obtuviste.
Después de calentar a baño maria la mezcla, se enfrió con hielo lo que provoco que la sustancia se volviera sólida formando asi un jabón, esto se pudo comprobar agregándolo a un tubo de ensayo con agua y agitando obteniendo como resultado espuma.

OBSERVACIONES y RESULTADOS
En el tubo de ensayo con agua, al ser agregado el jabón y posteriormente agitar se crea espuma, manteniendo la mezcla en forma heterogénea, lo que nos indica que si resulto el procedimiento que se siguió, por haber sido formado el jabón. Posteriormente te agrega el lípido y agitar provoca que solución se una por completo, o sea el agua con el jabón, obteniendo como resultado solo espuma homogénea

CUESTIONARIO
1.¿Qué sensación táctil experimentas al manejar el jabón con las manos?
Algo grumoso, espeso , suave, y resbaloso, sólido pero manipulable.
2.¿Qué es un detergente?
son las sustancias que tienen la propiedad química de disolver la suciedad o las impurezas de un objeto sin corroerlo. En medicina se entiende por deterger, limpiar una úlcera o herida, y se denominan detersorios las sustancias que se emplean para ello. Esto implica que puedan calificarse como detergentes sustancias tan dispares como la saliva, el jabón o la gasolina dependiendo de sobre qué superficies sean empleadas, ya que cuando limpian tienen un efecto detergente. También podríamos definir que detergente es cualquier sustancia que tiene propiedades de disolver a otra sustancia incorporando la sustancia disuelta en la sustancia detergente inicial.
3¿El jabón es un detergente?
Los jabones ejercen su acción limpiadora sobre las grasas en presencia del agua debido a la estructura de sus moléculas. Éstas tienen una parte liposoluble y otra hidrosoluble.
El componente liposoluble hace que el jabón moje la grasa disolviéndola y el componente hidrosoluble hace que el jabón se disuelva a su vez en el agua.
Las manchas de grasa no se pueden eliminar sólo con agua por ser insolubles en ella. El jabón en cambio, que es soluble en ambas, permite que la grasa pase a la disolución desapareciendo la mancha de grasa.
4.¿Cuáles son los detergentes más importantes en la digestión de los lípidos?
El ácido cólico ( hidroxilado en posición 3-7 y 12α ).
El ácido litocólico ( hidroxilado en posición 3α y 24α ).
El ácido desoxicólico ( hidroxilado en posición 3-7 y 12α ).
El ácido ursodesoxicólico( hidroxilado en posición 3-7 y 24α ).
El ácido 3-α 7-β-hidroxicolánico.
La acción farmacológica de estos ácidos, se caracteriza porque al disminuir la tensión superficial, emulsionan las grasas y facilitan la acción de la lipasa.
5.¿Qué diferencia hay entre la saponificación y la hidrólisis enzimático de una triacilglicerol?
La saponificación es un proceso de unión de los ácidos grasos y el glicerol, y la hidrólisis del triglicérido rinde el glicerol y los ácidos grasos.

CONCLUSION
La saponificación es un proceso por el cual los lípidos se vuelven jabones, los jabones promueven la emulsión o solución de lípidos en agua, por que trabajan como detergentes disolviendo los lípidos.
Conclusión

La practica nos ayuda a comprender que es el proceso de saponificación, y como en nuestro organismo existen detergentes que nos ayudan a la emulsión de los lípidos o grasas que consumimos, cuales son los mas importantes y como trabajan.

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE DESPUES DEL EJERCICIO MUSCULAR Y DE LA INGESTIÓN DE BICARBONATO DE SODIO

Objetivos

1. Al finalizar la práctica, el alumno constatará las actividades reguladoras del pulmón y el riñón para mantener el equilibrio ácido-base en condiciones que tienden a romperlo.
2. Mediante la determinación del pH observará la variación de la concentración de hidrogeniones en la orina de un individuo que ha realizado ejercicio muscular intenso.
3. Relacionará los resultados obtenidos con los cambios metabólicos originados por el ejercicio muscular intenso.

Material
Diez probetas o vasos de precipitado.
Orina.
Potenciómetro.
Piceta.

Método
Un alumno por equipo desayunará o comerá normalmente (evitar ingestión de jugos ácidos); después hará lo que se indica a continuación:

1. Tomar 250 ml de agua una hora antes de la clase práctica. Vaciar la vejiga y descartar esa orina.
2. Tomar 250 ml de agua inmediatamente antes de la clase práctica.
3. Orinar en un vaso de precipitado de 100 ml. Anotar el volumen de la muestra.
4. Ingerir 250 ml de agua.
5. Realizar ejercicio muscular intenso, como subir y bajar varias veces las escaleras de tres o cuatro pisos u otro ejercicio sugerido por el profesor.
6. Obtener muestras de orina cada 15 minutos, como en el inciso 3, hasta completar por lo menos cinco muestras.
7. A cada muestra se le determinará el pH inmediatamente después de haber sido obtenida ya que con el tiempo el pH tiende a aumentar debido a la pérdida de dióxido de carbono y a que el crecimiento bacteriano produce amoniaco a partir de la urea.
Análisis de resultados

Segunda parte

Objetivos

1. El alumno constatará el papel del riñón en el mantenimiento del equilibrio ácido-base en una situación de alcalosis metabólica provocada por la ingestión de bicarbonato de sodio.
2. Mediante la medición del pH, observar la variación de la concentración de hidrogeniones en la orina de un individuo que ha ingerido una carga de bicarbonato de sodio.

Material
Orina.
Solución de bicarbonato de sodio a 3%.
Potenciómetro.

Método
1. Tomar 250 ml de agua una hora antes de la clase práctica. Vaciar la vejiga y descartar esa orina.

2. Tomar 250 ml de agua inmediatamente antes de la clase práctica.
3. Orinar en una probeta de 100 ml. Anotar el volumen de la muestra.
4. Ingerir 250 ml de agua con 7.5 g de bicarbonato de sodio.
5. Obtener muestras de orina cada 15 minutos, hasta completar por lo menos 5 muestras.
6. A cada muestra se le determinará el pH inmediatamente después de haber sido obtenida.



EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE: LA REGULACIÓN DEL PH

Todas los procesos fisiológicos que tienen lugar en nuestro organismo, incluyendo la contractilidad muscular, las reacciones metabólicas, la conformación de las proteínas y el funcionamiento del SNC, entre otros, están profundamente influidos por el pH de nuestro medio interno. Por esta razón las variaciones del equilibrio ácido-base (que determinan el pH) deben estar finamente reguladas. El mantenimiento del pH dentro de límites estrechos, es de vital importancia para los seres vivos. Desarrollaremos a continuación conceptos bioquímicos que nos permitan comprender el concepto de pH y los diferentes sistemas del organismo que se encargan de regularlo.

Ácidos y Bases

Definimos ácido como una sustancia que, en solución, desprende protones (H+), mientras que una base es una sustancia que, en solución, desprende iones oxhidrilo (OH-) o capta protones. Cuando un ácido libera un protón se convierte en una base conjugada, y a la inversa, cuando una base acepta un protón se convierte en un ácido conjugado. Si las cantidades de H+ y OH- son idénticas la solución resulta neutra. Si la concentración de H+ excede la concentración de OH-, la solución resultara ácida. Por el contrario si la concentración de OH- excede la concentración de H+, la solución resultara básica o alcalina.

La escala de pH se extiende desde 0 a 14 en solución acuosa. Las soluciones con pH menor a 7 son consideradas ácidas; las que poseen un pH mayor a 7 son básicas o alcalinas; finalmente un pH de valor 7 indica la neutralidad de la solución.
Debido a que el principal disolvente que encontramos en nuestro organismo es el agua, podemos establecer las siguientes relaciones entre concentraciones de protones y oxhidrilos.

En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. Pero, siendo más precisos, el pH al cual la disolución es neutra estará relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje. Al ser nuestro plasma sanguíneo una solución que presenta algunas características que lo diferencian del agua, su valor de neutralidad se fija en 7,40± 0,02 para la sangre arterial (el pH de la sangre venosa es levemente menor, pero en la práctica médica su valor no es tomado en cuenta). En otras palabras designaremos neutro a nuestro pH cuando este se encuentre entre 7,38 y 7,42, siendo básico cualquier valor que lo supere este rango (llevando a un estado llamado alcalosis) y ácido cualquier valor que este por debajo de 7,38 (implicando una acidosis). Todos los mecanismos que regulan el pH en el hombre, se encargan de mantener su valor dentro de este estrecho margen de neutralidad.

Regulación del pH


Existen tres sistemas de regulación de pH o del Equilibrio Ácido-Base

1) Sistemas Buffer de los Líquidos Corporales, de respuesta inmediata.
2) Riñón, excretando excedentes por orina
3) El sistema respiratorio, eliminando o reteniendo CO2

SISTEMAS BUFFER DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES

Los denominados sistemas tampón o buffer representan la primera línea de defensa que posee nuestro organismo ante los cambios desfavorables en el pH. Esto se debe a su capacidad de aceptar o ceder protones de manera tal de compensar los desequilibrios de nuestro medio interno, manteniendo los valores de pH dentro de un rango estricto.
Las soluciones buffer están constituidas por un ácido débil y su base conjugada. Ahora bien, que es un ácido débil? Si AH es un ácido débil significa que la unión AH no es vencida fácilmente por la interacción de las especies químicas A- y H+ con el agua. Por lo tanto AH se disociará parcialmente. En este caso A- es la base conjugada del ácido AH ya que posee la capacidad de aceptar protones para convertirse en AH.

Bicarbonato

El sistema Ácido Carbónico-Bicarbonato es el buffer más importante de nuestro organismo. Existen múltiples características que hacen de este sistema un regulador de pH el más eficaz en el hombre. En primer lugar se trata de un sistema que está presente en todos los medios tanto intracelulares como extracelulares. A primera vista su pKa parecería corresponder a un buffer poco útil para nuestro organismo ya que su valor es de 6,10. Sin embargo este hecho se ve compensado por la posibilidad de regular independientemente las concentraciones tanto de la especie aceptora de protones como la dadora de protones. El H2CO3 está en equilibrio con el CO2.

De este modo la concentración de la especie aceptora de protones (H2CO3) va a estar regulada por un sistema de intercambio de solutos a nivel renal y la concentración de la especie dadora de protones (CO2) será regulada por un sistema de intercambio de gases a nivel pulmonar.
Si tomamos los valores de concentración para el CO2 y el H2CO3 y calculamos el valor del pH utilizando la ecuación de Henderson-Hasselbach obtendremos 7,40 como resultado, lo que implica que este buffer es ideal para mantener la homeostasis de nuestro pH.

REGULACIÓN RESPIRATORIA DEL PH

Nuestro sistema respiratorio se encarga de regular la presión parcial de dióxido de carbono (PCO2) arterial. El CO2 es barrido en los pulmones por la ventilación. La presión parcial de dióxido de carbono es proporcional a su concentración. Nuestros pulmones regulan indirectamente la concentración de ácido del organismo. Al ser la PCO2 de la sangre mayor que la alveolar, en condiciones normales se va a producir una difusión neta de CO2 hacia el interior del alveolo desde donde será eliminado.
La respuesta ventilatoria ante los cambios de pH es una respuesta rápida y está mediada por los quimiorreceptores de los cuerpos carotídeos y aórticos y del centro respiratorio bulbar. Dichos receptores son sensibles a los cambios de la concentración de protones del líquido extracelular y a los cambios en la PCO2, de manera que ante un descenso del pH (o el ascenso de la PCO2), el aumento en la concentración de H+ estimula a los quimiorreceptores provocando una hiperventilación, aumentando de este modo la eliminación de CO2, y disminuyendo por tanto la PCO2 arterial. Por el contrario, si el pH se eleva el descenso de la concentración de protones inhibe los quimiorreceptores provocando un descenso rápido de la ventilación, una reducción de la eliminación de CO2, y por tanto una elevación de la P CO2 arterial.
La capacidad del sistema respiratorio como sistema buffer es 1 a 2 veces mayor que el del resto de los sistemas. La duplicación de la tasa ventilatoria (hiperventilación) implica un ascenso del pH en 0,25 unidades. Una disminución a la mitad de la tasa ventilatoria (hipoventilación) implica in descenso de 0,25 unidades de pH.

REGULACIÓN RENAL DEL PH

El sistema renal tiene una participación clave en la homeostasis del pH ya que por medio de tres mecanismos regula la concentración de HCO3-.

Regula el HCO3- recuperado o reabsorbido del filtrado glomerular. El bicarbonato es filtrado continuamente hacia la luz del túbulo renal de modo que en el filtrado glomerular intacto la concentración de bicarbonato es prácticamente igual a la del plasma, de ahí la importancia del proceso de reabsorción del mismo. A la concentración fisiológica de bicarbonato plasmático (24 mEq/l), prácticamente todo el bicarbonato filtrado va a ser reabsorbido. Este proceso tiene lugar fundamentalmente en el túbulo contorneado proximal (TCP) donde se reabsorbe un 85%. El resto es reabsorbido en el asa de Henle (10-15%) y en el túbulo contorneado distal (TCD) y colector.

Genera HCO3- nuevo que reemplaza al que se pierde amortiguando ácidos producidos por el organismo
Si a pesar del proceso de reabsorción la concentración de bicarbonato plasmático permanece por debajo del valor normal, en las células tubulares se va a sintetizar bicarbonato. Esto sucede fundamentalmente en el túbulo contorneado distal a partir del CO2 procedente de la sangre o del propio metabolismo de la célula tubular por acción de la anhidrasa carbónica. El H2CO3 así generado se disocia en bicarbonato que se reabsorbe hacia la sangre y un protón que es eliminado..

Secreta HCO3- en condiciones de alcalosis crónica. El sistema renal es lento en su ejecución como sistema amortiguador, requiriendo entre 10 y 20 horas para iniciar una actuación eficaz y 4-5 días para desarrollarse por completo. Es por eso que su accionar es muy eficaz en condiciones de desequilibrio crónico.

Alteraciones Acido-Base

Acidosis respiratoria: se caracteriza por la incapacidad de los pulmones para eliminar todo el CO2 producido por el organismo, por lo que la PCO2 aumenta. De este modo se produce una disminución en la relación bicarbonato / ác. carbónico. La causa primaria es la Hipoventilacion que puede deberse al uso de psicofármacos o a la existencia de enfermedades pulmonares por ejemplo. La Respuesta Compensatoria es llevada a cabo por el sistema renal que producirá un incremento de la concentración de HCO3-.


Alcalosis Respiratoria: se caracteriza por una eliminación excesiva de CO2 a través de los pulmones con una consecuente disminución de la PCO2. La causa primaria es la Hiperventilacion. Esta situación puede deberse a estados de ansiedad, fiebre alta, la exposición a grandes alturas o la intoxicación con ciertos fármacos, entre otras. La Respuesta Compensatoria también surge en los riñones, que se encargarán de disminuir la concentración de HCO3-.


Acidosis Metabólica: se caracteriza por la disminución en la concentración de HCO3- debido a una disfunción en su recuperación del filtrado. Un nivel disminuido de bicarbonato en presencia de una pCO2 normal produce unta disminución de la relación entro el bicarbonato y el ácido carbónico, por lo que ocasiona una reducción del pH por acumulación anormal de ácidos orgánicos. La Respuesta Compensatoria es llevada a cabo por los pulmones que tienden a compensar eliminando cantidades mayores de CO2, hiperventilando. También existe una pequeña respuesta compensatoria llevada a cabo por el propio riñón que disminuye la velocidad de filtrado glomerular.


Alcalosis Metabólica: se caracteriza por la presencia de bicarbonato en exceso. Esto puede deberse a una pérdida de líquidos (vómitos, diarrea, diuréticos) o la ingesta de un exceso de base, entre otros. La Respuesta Compensatoria surgirá en el sistema respiratorio. El centro de control respiratorio inducirá una hipoventilación y su consecuente retención de CO2. En este caso el sistema renal también genera su aporte compensatorio aumentanto el filtrado glomerular.

No debemos olvidar que, en términos generales, cuando el trastorno primario es metabólico (renal), la compensación es respiratoria y se produce inmediatamente. Por el contrario, cuando la alteración primaria es de origen respiratorio, la compensación es metabólica y los mecanismos renales que se ponen en marcha requieren varios días para llevar a cabo dicha compensación.

EJERCICIO

El ejercicio máximo, de corta duración produce grandes desbalances de pH por la gran producción de ácido láctico. Este proceso provoca valores de ph = 7 en sangre y pH = 6,4 en músculo (la concentración de acudo láctico es más elevada en músculo y además los sistemas buffer de la sangre son mas efectivos que los que encontramos en los miocitos).

La primera línea de defensa ante los cambios del pH está en la misma célula. Los sistemas buffer intracelulares las comunes como las proteínas (60%) y los grupos fosfato (10-20%). Las concentraciones de bicarbonato intracelular también son importantes (20-30%).

Parece razonable admitir que en descenso del pH puede ser un factor limitante del desarrollo del ejercicio de alta intensidad. El grado de acidosis con pH menor a 7.0 puede acarrear mareos, cefaleas y dolor en los grupos musculares. Puede el entrenamiento mejorar las capacidades buffer del organismo?

Entrenamientos muy intensos pueden capacitar a una persona a tolerar concentraciones mayores de ácido láctico y niveles menores de pH sanguíneo. Pero no se evidencia un mayor rendimiento de los sistemas buffer. La mayor resistencia puede estar relacionada con influencias motivacionales, ya que el hecho de enfrentarse constantemente durante los entrenamientos a descensos del pH importantes, puede modificar la aptitud del sujeto para resistir consecuencias adversas y tolerar el trabajo físico en esas condiciones.


Conclusión: el pulmón y el riñón mantienen actividades reguladoras para mantener el equilibrio acido-base en condiciones que tienden a romperlo; El sistema renal tiene una participación clave en la homeostasis del pH ya que por medio de tres mecanismos regula la concentración de HCO3-. ; Nuestro sistema respiratorio se encarga de regular la presión parcial de dióxido de carbono (PCO2) arterial. El ejercicio máximo, de corta duración produce grandes desbalances de pH por la gran producción de ácido láctico. Este proceso provoca valores de ph = 7 en sangre y pH = 6,4 en músculo
Alcalosis Metabólica se caracteriza por la presencia de bicarbonato en exceso.

REACCIONES DE OXIDO-REDUCCIÓN

PRACTICA
REACCIONES DE OXIDO-REDUCCIÓN
(Identificación de grupos funcionales)

OBJETIVO :
AI término de la práctica, el alumno establecerá mediante reacciones químicas cual es el producto de oxidación de :
Un alcohol primario.
Un alcohol secundario.
Un aldehido.

INTRODUCCIÓN
Todos los compuestos orgánicos son combustibles, es decir, si se calientan suficientemente en presencia de oxigeno, se produce bióxido de carbono, agua y calor, de acuerdo con la siguiente reacción:
Compuesto orgánico + O2 + calor —> CO2 +H2O + Energía
Si el agente oxidante es moderado en su acción, se puede observar en forma gradual los productos de las oxidaciones sucesivas, por ejemplo:
Si un alcohol primario se oxida, el producto será un aldehido
O
ll
R-CH2-OH + O2 -» R-C-H
Y si un aldehido se oxida, el producto será un ácido carboxílico:
O O
ll ll
R-C-H + O2-»R-C-OH
En cambio un alcohol secundario al oxidarse produce una cetona:
R-CH-OH + O2-> R-C = O
Una cetona al oxidarse, no da un ácido carboxílico como lo hace el aldehido. Si utilizamos como agente oxidante un reactivo que cambie de color al reducirse, mediante este cambio, podemos comprobar si la reacción es positiva o no; además una prueba organoléptica como lo es el olor, nos ayuda a comprobar si se lleva -a cabo la reacción o no. En general estos reactivos son sales que contienen un metal, que al cambiar su número de oxidación cambia de color, tales como: las sales de cobre cúpricoíCu^) que son azules cambian a cobre cuproso(Cu+) que son rojas, otros ejemplos son el reactivo de Fehling (azul) que al oxidarse cambia a negro y la solución de dicromato de potasio que es de color anaranjado y que al reducirse cambia a color verde.

MATERIAL Y EQUIPO
1 Gradilla para tubos de ensaye. 6 Tubos de ensaye de 13x100 mm. 1 Soporte Universal completo. 1 Vaso de precipitados de 100 ml. 1Pinza para tubo de ensayo.
8 Pipetas de 5.0 ml. 2Pipetas de 2.0 ml.

REACTIVOS
Reactivo de Fehling A y B
Solución de glucosa al 1%
Solución de sacarosa al 1%
Solución de maltosa al 1%
Solución de lactosa al 1 %
Formaldehído.
Acetona.
Solución de dicromato de potasio al 3%
Ácido sulfúrico concentrado.

DESARROLLO
I. OXIDACIÓN DE UN ALDEHIDO Y UNA CETONA CON DICROMATO DE POTASIO.
En dos tubos de ensaye marcados como A y B, hacer el siguiente experimento:
En el tubo A colocar 1 ml de Formaldehído y en el B 1 mi de acetona,
agregar a ambos tubos 1 ml de dicromato de potasio y 2 gotas de ácido
sulfúrico.
Anotar las observaciones hechas y las reacciones que se llevan a cabo en
ambos tubos.
c) En el tubo A ¿Cual es el agente oxidante y cual el reductor?
Formaldehído(agente reductor), bicromato de potasio (agente oxidante)

d) En el tubo B ¿Hubo reacción? ¿Porque?
cetona (agente reductor), bicromato de potasio (agente oxidante)



Experimento I

Observaciones:

En el tubo A con formaldehído, al agregar el bicromato de potasio, se vuelve de una coloración amarillenta casi naranja, en el segundo paso que es agregar acido sulfúrico se vuelve de color azul oscuro casi negro

En el tubo B con cetona, al agregar bicromato de potasio la coloración se vuelve amarilla casi naranja, posteriormente al agregar acido sulfúrico no sucede nada y mantiene su coloración.

Se explica que en el tubo A se aplica formaldehído(agente reductor) y después bicromato de potasio que dando como color predominante el color naranja del bicromato de potasio, al aplicar acido sulfúrico el formaldehído se hidroliza, provocando que el bicromato de potasio (agente oxidante) se reduzca y cambie su coloración a un azul oscuro.

En el tubo B con cetona (agente reductor) se aplica bicromato de potasio (agente oxidante) dando una coloración naranja propia del bicromato al aplicar acido sulfúrico la cetona no reacciona dado a que los grupos alquilo actúan como dadores de electrones por efecto inductivo.

II. OXIDACIÓN DE UN ALDEHIDO (GLUCOSA) , CON EL REACTIVO DE FEHLING:
Marcar cuatro tubos de ensayo con las letras A, B, C y D respectivamente.
En el tubo de ensaye marcado como A, colocar 2 mi. de solución de glucosa.
En el tubo marcado como B, colocar 2 mi. de solución de sacarosa.
En el tubo marcado como C, colocar 2 mi. de solución de maltosa.
En el tubo marcado como D, colocar 2 mi. de solución de lactosa.
Agregar a cada tubo, 1 mi del reactivo de Fehling A y 1 mi. de Fehling B.
Calentar los cuatro tubos a baño María de 5 a 10 minutos.
h) Hacer observaciones, comparando las reacciones en los cuatro tubos. i) ¿Cual es el agente oxidante y cual el reductor en este caso?
j) ¿Hubo reacción en el tubo B? ¿Porque?
En el tubo B no hubo reacción por:
La sacarosa es un azúcar constituida por una molécula de glucosa + una de fructosa, con las funciones aldehídos bloqueadas, ( estas funciones son las que son capaces de reducir al reactivo de Fehling) por lo tanto al llevar a ebullición una solución de sacarosa con el reactivo de Fehling no se observa ningún cambio.

Experimento II observaciones

Después del baño maria cambian su color excepto el tubo B
A cambia a un color café fuerte y se nota una sedimentación en el fondo
C color naranja opaco casi café y tiene sedimentación
D color café opaco y tiene sedimentación

En todos los casos el agente oxidante es el reactivo de Fehling y los agentes reductores serán los aldehídos excepto la sacarosa.

Fundamento: Se basa en el carácter reductor de los monosacáridos y de la mayoría de los disacáridos (excepto la sacarosa). Si el glúcido que se investiga es reductor, se oxidará dando lugar a la reducción del sulfato de cobre (II), de color azul, a óxido de cobre (I), de color rojo-anaranjado.

Conclusión
Los aldehídos resultan de la oxidación de un alcohol primario, la cetona resulta de la oxidación de un alcohol secundario; Con la oxidación de un aldehído (formaldehído en el experimento) se forma un ácido carboxílico y en el caso de la cetona es difícil lograr las condiciones para que esta se oxide.

Y los aldehídos se puede saber con esta practica si son agentes reductores u oxidantes por medio del reactivo fehling conociendo así como es que reaccionan y por que.

Micelas

Formación de micelas

Introducción

Muchas biomoleculas pueden ser hidrofilicas e hidrófobas al mismo tiempo, por contener grupos polares y regiones apolares

El agua tiende a hidratar las porciones hidrofilicas de anfifilo, pero excluye a la porción hidrofóbica. Los antipáticos forman estructuras de agregados, como: monocapa, bicapas, liposomas, y micelas, además membrana celular.

Las micelas son agregados anfifilos cuya parte polar esta en contacto directo a través de los puentes de hidrogeno con las moléculas del agua. Este arreglo elimina los contactos desfavorables entre el agua y partes hidrofobicas de los anfifilos permitiendo la solvatación de los grupos polares.

Las micelas se forman hasta que la concentración anfifilo sobrepase la concentración mí celar crítica y el valor cmc depende del anfifilo y condiciones de la solución.

Objetivo
Reconocer en una solución acuosa las micelas formadas por diferentes ajetes de las moléculas antipáticas.

Material

2 pipetas
2 agitadores de vidrio
2 catalizadores
Cerillos

Reactivos
Agua
Aceite vegetal
Colorante
Vela (parafina)
Vinagre

Procedimiento

Colocar distintos catalizadores con agua
Agregar al catalizador con agua, aceite y observar
Agradar al catalizador con agua, cera y observar
Agradar al catalizador con agua, colorante y observar
Agregar al catalizador con agua, vinagre y observar
Se pueden hacer las combinaciones que se quieran sin dejar de hacer las anteriores que son básicas

Resultado

Agua-aceite vegetal forma micelas liquidas
Agua- colorante no forma micelas; se mezclan
Agua- cera de vela se forman micelas sólidas
Agua- vinagre no forman micelas; se mezclan
Esquemas


Formación de micelas
















Sin formación de micelas

Proteinas

Las proteínas son moléculas de enorme tamaño; pertenecen a la categoría de macromoléculas; son polímeros, es decir, están constituidas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño, cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersiones coloidales, con características que las distinguen de las soluciones de moléculas más pequeñas.
Por hidrólisis, las moléculas proteínicas son escindidas en numerosos compuestos relativamente simples, de pequeño peso, que son las unidades fundamentales constituyentes de la macromolécula. Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Cientos y miles de estos aminoácidos pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteína.
Todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y casi todas poseen también azufre. Si bien hay ligeras variaciones en diferentes proteínas, el contenido de nitrógeno representa, término medio, 16% de la masa total de la molécula; es decir, cada 6,25 g de proteínas contienen 1 g de N. El factor 6,25 se utiliza para estimar la cantidad de proteína existente en una muestra a partir de la medición de N de la misma.
La síntesis proteica es un proceso complejo cumplido por las células según las directrices de la información suministrada por los genes.

Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.

Lìpidos

Son moléculas orgánicas compuestas fundamentalmente por carbono e hidrógeno. Aunque son lo que de forma intuitiva se conoce como “grasas”, en realidad son sustancias muy diversas que sólo tienen en común el hecho de que son insolubles en el agua pero pueden disolverse en disolventes orgánicos.
Los lípidos pueden tener composición de ácidos grasos (saponificables) o no (insaponificables). Los lípidos saponificables pueden ser simples o complejos mientras que los insaponificables se dividen en terpenos, esteroides y prostaglandinas.
Los ácidos grasos son moléculas que están formadas por una larga cadena lineal hidrocarbonada con un grupo carboxilo en el extremo. Pueden ser saturados (con enlaces simples entre los átomos de carbono) o insaturados (con uno o más enlaces dobles y cambios de dirección en ellos).
Los lípidos componen la principal reserva de energía del organismo, recubren los órganos y protegen determinadas zonas del cuerpo, son catalizadores que favorecen las reacciones químicas que tienen lugar en el organismo y realizan funciones transportadoras dentro del intestino.

La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter polar, además de poseer una gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o "rechaza al agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes polares como el agua. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que ama el agua" o "que tiene afinidad por el agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua; cuando una molécula tiene una región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene carácter anfipático. La región hidrófoba de los lípidos es la que presenta solo átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno, como la larga "cola" alifática de los ácidos grasos o los anillos de esterano del colesterol; la región hidrófila es la que posee grupos polares o con cargas eléctricas, como el hidroxilo (–OH) del colesterol, el carboxilo (–COO–) de los ácidos grasos, el fosfato (–PO4–) de los fosfolípidos, etc.

Ácidos grasos

Estructura 3D del ácido linoleico, un tipo de ácido graso. En rojo se observa la cabeza polar correspondiente a un grupo carboxilo.
Artículo principal: Ácido graso
Son las unidades básicas de los lípidos saponificables, y consisten en moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada con un número par de átomos de carbono (12-22) y un grupo carboxilo terminal. La presencia de dobles enlaces en el ácido graso reduce el punto de fusión. Los ácidos grasos se dividen en saturados e insaturados.
Saturados. Sin dobles enlaces entre átomos de carbono; por ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignogérico.
Insaturados. Con uno o más dobles enlaces entre átomos de carbono; por ejemplo, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico.
Los denominados ácidos grasos esenciales no pueden ser sintetizados por el organismo humano y son el ácido linoleico, el ácido linolénico y el ácido araquidónico, que deben ingerirse en la dieta.

Propiedades físicoquímicas
Carácter Anfipático. Ya que el ácido graso esta formado por un grupo carboxilo y una cadena hidrocarbonada, esta última es la que posee la característica hidrófoba; siendo responsable de su insolubilidad en agua.
Punto de fusión: Depende de la longitud de la cadena y de su número de insaturaciones, siendo los ácidos grasos insaturados los que requieren menor energía para fundirse.
Esterificación. Los ácidos grasos pueden formar ésteres con grupos alcohol de otras moléculas
Saponificación. Por hidrólisis alcalina los ésteres formados anteriormente dan lugar a jabones (sal del ácido graso)
Autooxidación. Los ácidos grasos insaturados pueden oxidarse espontáneamente, dando como resultado aldehídos donde existían los dobles enlaces covalentes.