Material Discusiones Bioquimica-DREMR 2009

Facultad de Medicina
DEPARTAMENTO DE BIOQUIMICA
UTI
DIGESTIVO,
RENAL,
ENDOCRINO,
METABOLISMO Y REPRODUCTOR 2009
MATERIAL
PARA
DISCUSIONES GRUPALES
LAS
Recopilación y elaboración a cargo de Carlos Batthyány, Laura Castro,
Rafael Radi, Homero Rubbo, Andrés Trostchansky y Madia Trujillo.
Objetivos docentes de las Discusiones Grupales
Las Discusiones Grupales desarrollarán dos tipos de actividades que
compartirán el tiempo disponible para cada discusión:
1) Resolución de problemas o preguntas
2) Análisis y discusión de artículos científicos originales
El primer tipo de actividades tiene como objetivo acercar al estudiante a
preguntas o situaciones problema más específicamente ligadas a los
contenidos del curso y que amplían y refuerzan los temas abordados en las
clases teóricas. No se busca una resolución exhaustiva de todas las preguntas
en clase, sino que se tenderá a elegir algunas de ellas para analizar, quedando
el resto para posterior resolución por el estudiante.
El segundo tipo de actividades busca acercar al estudiante a la literatura
científica original de la cual se obtienen nuevos conocimientos que permiten el
desarrollo y avance de las ciencias médicas. A través del análisis de artículos
científicos se busca que el estudiante comience a entrenarse en la lectura de
trabajos científicos recientes (lo que necesariamente implica lectura en inglés
técnico) que se familiarice con procedimientos intelectuales y técnicos
utilizados para la generación de nuevo conocimiento, que aprenda a buscar
material científico médico en las bases de datos existentes y, en general, que
profundice en su capacidad de análisis, estudio y nivel de formación. Los
artículos científicos a analizar son un total de cuatro y tocan aspectos
relacionados a grandes áreas temáticas del componente de Bioquímica del
curso y buscan jugar un rol integrador y de apertura de conocimiento; cada
artículo será analizado en el correr de tres Discusiones Grupales consecutivas.
Adicionalmente encontrarán artículos recientes de revisión y editoriales
científicos para profundizar algunos temas. Recomendamos la utilización del
sitio
web
de
la
biblioteca
nacional
de
medicina
de
USA
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) para realizar búsquedas bibliográficas y utilizar el
diccionario médico.
MODULO NUTRICION Y DIGESTO-ABSORCION
Objetivos de aprendizaje
Nutrición
1. Importancia del tema nutrición para los procesos de salud y enfermedad
2. Requerimientos nutricionales: aspectos energéticos y nutrientes esenciales
3. Factores que afectan los requerimientos nutricionales
4. Importancia de los distintos macronutrientes en la alimentación humana
5. Cantidad y calidad de proteína para la dieta humana: su vinculación con los
procesos de salud y enfermedad
6. Cantidad y calidad de lípidos en la dieta humana: su vinculación con los
procesos de salud y enfermedad
7. Importancia de los distintos micronutrientes en la alimentación humana
8. Rol de la fibra en la dieta humana
9. Requerimientos diarios en la dieta de los diferentes nutrientes y su
vinculación con los fenómenos de salud y enfermedad.
10. Nuevas tendencias en nutrición: aporte de nutrientes específicos para la
prevención de patología
11. Vitaminas y minerales: Importancia Biomédica.
Digesto-Absorción
1. Concepto de digestión y absorción: importancia médica del tema
2. Digestión de carbohidratos, lípidos y proteínas: rol de procesos salivales,
gástricos e intestinales.
3. Secreción gástrica y rol del ácido clorhídrico en el proceso de digestión.
4. Enzimas digestivas. Mecanismos de secreción, activación y acción. Rol del
páncreas.
5. Bilis: producción hepática, composición y propiedades; su rol en la digestión
de grasas y como vehículo para la excreción de sustancias.
6. Origen y función de la fibra en el proceso de digesto-absorción
7. Mecanismos de absorción de glucosa y otros monosacáridos. Transportador
de glucosa de la pared intestinal.
8. Mecanismos de absorción de lípidos. Formación de micelas con sales
biliares y circuito entero-hepático
9. Mecanismos de absorción de aminoácidos
10. Rol del metabolismo bacteriano a nivel intestinal
11. Bases bioquímicas de alteraciones en la digesto-absorción: intolerancia a la
lactosa, deficiencia de lipasa pancreática, intolerancia al gluten
CUESTIONARIO GUIA
1. ¿Cuáles son las fuentes principales de energía provenientes de la
dieta?¿Cuáles son los requerimientos recomendados de energía en
kcal/día?¿De qué dependen estos requerimientos?¿ Qué rol juegan
habitualmente las proteínas en el aporte de energía en una dieta?
2. Independientemente de que una dieta logre cuantitativamente un
balance energético isocalórico, la proporción relativa de macro y
micronutrientes que ingresa debe guardar ciertas relaciones para lograr
una nutrición óptima. Explique el por qué de esta afirmación, aportando
requerimientos específicos de componentes de macro y micronutrientes.
3. ¿Cómo se definen y cuáles son los aminoácidos y ácidos grasos
esenciales?¿Cómo influyen las fuentes de proteína y lípidos en la
calidad de una dieta?
4. ¿Qué importancia juegan las vitaminas y los minerales en la
alimentación humana? Indique vitaminas y minerales relevantes.
5. A través de una dieta apropiada se puede optimizar la salud y prevenir
el riesgo de contraer ciertas patologías. De ejemplos de patologías
relacionadas al:
a. Déficit de ingreso de fibra en la dieta
b. Exceso de ingreso de lípidos en la dieta
6. ¿Qué se entiende por requerimientos diarios de la dieta (RDA =
recommended dietary allowances)? Provea valores de los RDA para
proteína, vitamina E, vitamina C, ácido fólico, hierro para diferentes
sexos y grupos etarios. Discuta que podría pasar con ingresos
persistentes de estos nutrientes por debajo, en la zona y por enzima del
RDA.
NaCl 66 mM
NaCl 150 mM
NaCl 369 mM
los12.8flujos unidireccionales y el
de sangre a luz 7. La siguiente
11.5 gráfica representa
9.6
movimiento
de luz a sangre
21.2neto de agua
12.3a través de la
7.1 mucosa de un segmento de
íleon
en
función
de
la
concentración
de
neto
9.7
2.7
-5.7cloruro de sodio en la luz del
mismo
ABSORCION INTESTINAL DE AGUA EN FUNCION DE LA CONCENTRACION DE
CLORURO DE SODIO
FLUJO DE AGUA ml/10 min.
25
20
15
10
5
0
NaCl 66 mM
-5
NaCl 150 mM
NaCl 369 mM
de sangre a luz
-10
[ NaCl mM ]
de luz a sangre
neto
a.-¿Qué relación hay entre la presión osmótica de la solución de cloruro de
sodio y la absorción?.
b,- Si la presión osmótica del Medio Interno es 310 mOs , cuando la solución de
la luz es isotónica :
¿Hay absorción? ¿Por qué mecanismo se produce?
c.- A 360 mM de cloruro de sodio la absorción neta de agua es negativa; ¿Qué
mecanismos fisiológicos revertirán esta situación?
d.-¿Cómo se explica que el flujo neto es cero (0) recién cuando la solución de
la luz es francamente hipertónica?.
1
2
3
4
0,01
0,015
0,025
0,035
e.- Explique el efecto laxante de sales
glucosa
0,135 cuyos iones
0,24 se absorben
0,31 escasamente
0,36
(por
ej.
SO4Mg
)
glucosa + galactosa 50mM
0,07
0,145
0,205
0,255
glucosa + LiCl
8. +En
este experimento
glucosa
ouabaína
1mM
se estudia
0,01 la absorción
0,015 de glucosa
0,02 en 30 cm.
0,025de
intestino de cobayo que se mantiene viable con borboteo de oxígeno.Se
perfunde la luz intestinal con concentraciones crecientes de glucosa en
4 series de experimentos , midiéndose en todos el flujo de absorción.
5
0,39
0,29
0,04
0,03
Serie 1 : glucosa en solución fisiológica , con NaCl , pH 7,4.
Serie 2 : igual a la anterior más el agregado de galactosa 50 mM.
Serie 3 : igual a serie 1 pero sustituyendo el NaCl por LiCl
Serie 4 : igual a serie 1 más el agregado de ouabaína 1mM
ABSORCION INTESTINAL DE LA GLUCOSA
0
,
0
5
0,45
glucosa absorbida g/30 cm.min
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
Serie1
Serie2
0,05
Serie3
Serie4
0
1
2
3
4
5
6
glucosa perfundida g/100 ml
a.- ¿Puede afirmar con estos datos que existe un único sistema transportador
de la glucosa?. Explíquelo.
b.- ¿Puede afirmar que se trata de un transporte pasivo por difusión simple , de
una difusión facilitada o de un transporte activo ?
c.- ¿Qué tipo de transporte sugieren los datos obtenidos en las series 3 y 4 ?.
d.- ¿Qué efectos tiene la presencia de galactosa sobre la absorción de
glucosa?.
9. Se determinó la concentración de sodio total en cortes transversales
sucesivos de una vellosidad intestinal durante la absorción de una
solución de NaCl isotónico en presencia y ausencia de glucosa. Los
resultados obtenidos se representan en la siguiente gráfica:
a.¿Cómo se explica la diferencia en la concentración de sodio desde la punta
de la vellosidad hasta su base, durante el proceso absortivo?
b.¿Este hecho tendrá alguna influencia sobre la absorción del agua?
c.¿Porqué la presencia de glucosa genera concentraciones de sodio más
altas ?
10. La diarrea aguda es una enfermedad enteral de etiología infecciosa, de
evolución aguda (generalmente menor de 7 días) y autolimitada. Según
la OMS se define como la presencia de 3 o más deposiciones líquidas o
semilíquidas en 12 horas en niños menores de 2 años, 2 o más
deposiciones líquidas o semilíquidas en mayores de 2 años, o una
evacuación líquida o semilíquida con mucus, pus o sangre.
Según el grado de repercusión hidroelectrolítica y metabólica, las diarreas se
clasifican en tres grados, siendo las de 3er grado las más graves, con
importante repercusión que se traduce clínicamente por shock hipovolémico y
acidosis.
La OMS estima que mueren 5 millones de niños al año por causa de la
desnutrición, diarrea y deshidratación. Desde la instalación de la terapia de la
rehidratación oral se ha logrado disminuir en forma significativa la mortalidad
infantil, y con el correcto uso de la misma se puede sustituir en un 80-90 % la
terapia i/v en pacientes deshidratados.
La siguiente es la fórmula del suero de rehidratación oral (SRO) :
NaCl . . . . . . . . . . . . . . . . 3,5 g/l
P.M
KCl . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5 g/l
Na - - 23
Glucosa anh.. . . . . . . . . . 20,0 g/l
Cl- - - -35,4
Citrato trisódico 2H2O . . . 2,9 g/l
K- - - 39,1
Citrato.- -192,1
Glucosa- - 180,0
a.- Calcule la osmolaridad del SRO.
b.- ¿Qué ventajas tiene la hidratación con SRO frente a la utilización de :
agua, suero fisiológico o una solución de glucosa hipertónica ?
c.- ¿Podría sustituir la glucosa del SRO por algún otro compuesto orgánico ?
Señale ventajas y desventajas.
11. La mayoría de proteasas digestivas se sintetizan como zimógenos o
precursores inactivos en las células correspondientes.
a.- ¿Cómo se activan estos zimógenos para generar su actividad enzimática ?
b- ¿Qué factores regulan la liberación de los zimógenos de las células que los
sintetizan ?
c.- En la digestión intestinal de las proteínas intervienen varias enzimas
proteolíticas de origen pancreático. Señale las diferencias existentes entre ellas
en cuanto a la especificidad del sustrato.
d.- La acción combinada de las peptidasas pancreáticas produce cierta
cantidad de aminoácidos libres, pero en los péptidos restantes permanece un
60% de N amínico de las proteínas correspondientes. ¿En qué otra etapa de la
digestión de las proteínas son hidrolizados dichos péptidos?
¿Que enzimas intervienen en ese proceso?
12. Explique
el
mecanismo
de
absorción
intestinal
de
los
aminoácidos.Fundamente las diferencias cualitativas entre los
aminoácidos que entran de la luz intestinal al enterocito y los que salen
del mismo hacia la circulación.
13. El siguiente esquema intenta representar la función de las micelas en la
absorción de los lípidos. Cada una de las flechas representa con el
ancho de su trazo el valor de la difusión de las micelas, o de los ácidos
grasos o monoglicéridos disueltos según se indica.
a.- Si la concentración de ácidos grasos y monoglicéridos en las micelas es
aproximadamente 1000 veces mayor que en la solución acuosa.
¿Qué efecto tendrá este hecho en el proceso de la absorción de estas
moléculas?
b.- Si las micelas como tales, no son absorbidas: ¿cuál es el mecanismo que
permite la absorción de los diferentes componentes de las mismas?
c.- Las micelas que llegan al yeyuno terminal, presentan una mayor
concentración de colesterol en su interior (de color negro), que aquellas que se
encuentran en el duodeno. ¿Cómo explica este hecho ?
14. La ingesta de triglicéridos marcados en la posición uno del ácido graso
con carbono radioactivo produce luego de su absorción la aparición en
la linfa de triglicéridos marcados en posición 2, 1, ó ¨1’ .¿Cómo explica
este hecho?.
15. La absorción de los lípidos genera la aparición en los linfáticos
intestinales de partículas lipoproteicas de tamaño variable.
a.- ¿Cómo se denominan esas lipoproteínas?.
b.- ¿Qué composición química y estructura física tienen?
c.- ¿Qué espera que acontezca si se inhibe la síntesis proteica en el
enterocito?.
Preguntas guía del artículo: “Effect of Protein-Caloric Malnutrition on
tubrculosis in mice” PNAS (1996) 93:14857-14861.
1) ¿Cómo se define en el trabajo la “malnutrición de calorías proteica”?
2) ¿Qué influencia tiene la malnutrición proteica en el desarrollo de la
infección por Mycobacterium tuberculosis?¿Cómo se objetiva esta
influencia?
3) ¿Qué rol cumple la inmunidad celular contra la infección?¿Qué aspectos
se evidenciaron afectados durante las dieta hipoproteica?
4) ¿Cuál es el rol del óxido nítrico durante la respuesta anti-Mycobacterium
tuberculosis?¿Fue afectada durante el desarrollo de la dieta
hipoproteica?¿Cómo?
5) ¿Es posible mejorar el desempeño de la respuesta inmunológica si
animales con dieta hipoproteica pasan a una normoproteica durante el
curso de la infección?¿Cuáles podrían ser las derivaciones médicas de
este resultado?
6) ¿Cuál es su conclusión respecto a los datos presentados en el trabajo
en cuanto a la relación entre malnutrición y inmunosupresión?
MODULO: METABOLISMO GENERAL DE LIPIDOS Y LIPOPROTEINAS
Objetivos de aprendizaje:
1. Fuentes y utilización de ácidos grasos y triglicéridos
a. Dieta
b. Síntesis de ácidos grasos (AG)
c. Concepto de AG esenciales
d. Almacenamiento de AG como Tg y su movilización  tejido
adiposo
e. AG como fuentes de energía:
i. Beta-oxidación
ii. Cuerpos cetónicos
f. Síntesis y utilización de colesterol. Regulación, ruta del
mevalonato
2. Transporte y destino de los lípidos
a. Características estructurales de las lipoproteínas
b. Clasificación, tipos y composición de las diferentes lipoproteínas
c. Transporte de los lípidos de la dieta o exógenos: vía de los
quilomicrones (Qm)
d. Transporte de los lípidos de síntesis o endógenos: vía de VLDLLDL
e. Transporte retrógrado de colesterol: receptor ABCA1, vía HDLVLDL-LDL y receptor SR-BI
f. Receptores para las lipoproteínas: receptor B/E, receptor SR-BI,
receptores scavenger
g. Panorámica general del metabolismo de las lipoproteínas
3. Aspectos clínicos del metabolismo lipídico
a. Dislipemia y aterosclerosis
b. Tejido adiposo y regulación de la masa corporal
c. Tejido adiposo y diabetes (DM2)
Cuestionario guia:
1. El tejido adiposo es el lugar de almacenamiento de energía para el
organismo bajo la forma de triglicéridos. ¿Qué diferencias funcionales
tiene y que ventajes presenta esta forma de almacenar energía con
respecto al almacenamiento de glucógeno hepático y muscular?
2. Resuma las particularidades metabólicas del tejido adiposo.
a) Luego de una ingesta rica en azúcar, la glucosa y fructosa que
exceden los requerimientos energéticos son transformados en
ácidos grasos y almacenados en el tejido adiposo bajo la forma
de triglicéridos.
b) ¿En qué tejido se realiza la conversión de glucosa y fructosa a
ácidos grasos?
c) La síntesis de triglicéridos en el tejido adiposo se realiza
fundamentalmente a partir de ácidos grasos presintetizados por el
hígado o provenientes de la dieta. ¿Cómo se transportan hasta el
adipocito? ¿Qué enzima actúa en la liberación de ácidos grasos a
ese nivel?
d) ¿Qué mecanismos moleculares están involucrados desde la
síntesis de AG en el hígado hasta su almacenamiento como
triglicéridos en el tejido adiposo? ¿Cuál es la principal lipoproteína
involucrada?
e) Los ácidos grasos así sintetizados, pueden tener un destino
metabólico distinto a su almacenamiento en el tejido adiposo?
¿En qué circunstancias metabólicas el tejido adiposo movilizará
sus reservas de triglicéridos? En dicho caso, cuál es el principal
destino metabólico de los mismos y como se transportan?
f) ¿Cuál es la principal enzima reguladora en la síntesis de ácidos
grasos? A través de que mecanismo molecular un hepatocito
desprovisto de energía no puede sintetizar AG?
g) El pool de triglicéridos del tejido adiposo están en permanente
recambio a través de los procesos de lipólisis y re-esterificación.
¿Cuáles son las principales diferencias entre ambos procesos?
¿Cuál es la enzima reguladora de la lipólisis en el tejido adiposo?
¿Cuál es el principal mecanismo de regulación de su actividad?.
3. ¿Por qué la compartimentalización de la -oxidación y de la síntesis de
ácidos grasos es esencial para la regulación del metabolismo de los
ácidos grasos en el hepatocito? ¿Cuáles son las fuentes metabólicas del
NADPH utilizado para la síntesis de ácidos grasos y cuáles son los
orígenes de las unidades de carbono? ¿Qué implicancia tiene esto para
el manejo dietético del sobrepeso en los pacientes?
4. Cuándo ratas jóvenes de experimentación son alimentadas con una
dieta completamente libre de grasas, crecen poco, desarrollan una
dermatitis con pérdida de pelo y mueren en forma precoz. Estos
síntomas pueden ser prevenidos adicionando ácido linoleico o algunos
vegetales a la dieta.
a) ¿Por qué el ácido linoleico es un ácido graso esencial?
b) ¿Cuáles son las fuentes principales de ácidos grasos esenciales?
5. Una cepa de ratones de laboratorio genéticamente modificados no
expresan el gen que codifica para la apolipoproteína E, presentan
niveles elevados de LDL en plasma y aún cuando son alimentados con
dietas normolipémicas desarrollan aterosclerosis.
a) ¿Cómo puede la falta de apoE determinar un aumento de los
niveles de LDL?
b) ¿A través de que mecanismos estos animales son más
susceptibles a desarrollar aterosclerosis?
6. La remoción y catabolismo final de los remanentes de quilomicrones
depende de la adquisición en el plasma de apolipoproteína E, que actúa
como ligando para receptores hepáticos. La hipercolesterolemia familiar
monogénica es una de las enfermedades hereditarias más frecuentes y
se debe a mutaciones en el gen que codifica para el receptor de la LDL
o receptor de las apolipoproteínas B/E. ¿Cómo se explica que en esta
enfermedad no se observe un aumento en los niveles plasmáticos de los
remanentes de los quilomicrones junto con el característico aumento de
la LDL-colesterol?
7. El colesterol en los seres humanos puede provenir tanto de la dieta
como de su síntesis “de novo”. Normalmente y ante una dieta pobre en
colesterol, un adulto sintetiza 600 mg de colesterol por día en el hígado.
Si el contenido de colesterol de la dieta aumenta, la síntesis hepática
disminuye significativamente.
a) ¿Cómo se lleva a cabo esta regulación?
b) ¿Qué mecanismos moleculares están involucrados?
c) Realice una búsqueda bibliográfica acerca del estado actual del
conocimiento en este tema. ¿Cuál sería una palabra clave para
dicha búsqueda?
d) Actualmente en medicina clínica se reconoce que las estatinas
(familia de fármacos que inhiben selectivamente la actividad 3hidroxi-3metil-glutaril-CoA-reductasa,
HMG-CoA
reductasa)
poseen efectos más allá de disminuir los niveles de LDLcolesterol en plasma. ¿Cuál sería la base molecular de estos
efectos pleiotrópicos de las estatinas?
8. La HMG-CoA reductasa es fosforilada, entre otras, por una quinasa de
proteína dependiente de AMP (no AMPc!) en el residuo serina 871 de su
estructura primaria. Tratando de comprender el rol fisiológico de esta
fosforilación, Sato y col. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 9261-5, 1993)
prepararon una HMG-CoA reductasa mutante de hamster en la cual una
alanina sustituye a la serina en la posición 871 de la cadena
polipeptídica (HMG-CoA reductasa Ser-871-Ala):
I. cuándo en células transfectadas se sobreexpresó únicamente la
enzima nativa, la misma resultó marcada con 32P fosfato;
II. cuándo las células fueron cultivadas en presencia de un inhibidor
de fosfatasas de proteínas, solo la enzima nativa y no la mutante
mostró una disminución de su actividad catalítica;
III. si las células eran incubadas con mevalonato, 25-hidroxicolesterol
o LDL, la actividad de la HMG-CoA reductasa disminuía
significativamente tanto en las cepas salvajes como en la
mutante;
IV. cuándo las células fueron deplecionadas de ATP, las células que
expresan la enzima nativa mostraron una disminución significativa
de su actividad, efecto que no fue observado en las células que
expresan la enzima mutante.
a) Analice el significado de los resultados comentados en I. y II.
b) ¿Cómo se encontrará la cantidad de enzima en las cepas
salvajes (expresan la enzima nativa) y mutantes (expresan la
enzima mutada) en las condiciones experimentales comentadas
en III.?
c) ¿Cómo será la carga energética celular en los experimentos
comentados en IV. y que consecuencia tiene sobre la actividad de
la HMG-CoA reductasa nativa y mutada? Analice el significado
fisiológico de la regulación de la HMG-CoA reductasa por la
quinasa dependiente de AMP y discuta las diferencias y/o
semejanzas que tendría si fuera una quinasa dependiente de
AMPc.
d) ¿Conoce alguna otra enzima que se encuentre regulada por una
quinasa dependiente de AMP?
e) Finalmente, ¿qué otros aportes han realizados los autores
principales del trabajo analizado al metabolismo lipídico y
lipoproteico en general y del colesterol en particular? Realice una
búsqueda bibliográfica de los autores en la base de datos de
información biomédica “Medline” (por ejemplo utilizando el
servidor
de
la
Biblioteca
Nacional
de
USA:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ ).
9. El ingreso de lipoproteínas a las células mediado por receptores puede
llevar a un aumento del contenido celular de colesterol, en función del
número de particulas lipoproteicas endocitadas y del contenido de
colesterol de las mismas. A través de la liberación de factores de
transcripción sensibles a los esteroles (SRE-BPs, sterol regulatory
element-binding proteins) y entre otros mecanismos de regulación, los
cambios en el contenido celular de colesterol libre pueden afectar el
metabolismo lipídico global de una célula:
a) ¿Cómo actúan los SRE-BP?
b) ¿Qué genes directamente relacionados al metabolismo lipídico
están bajo regulación por estos factores de trasncripción?
10. Con respecto al transporte retrógrado de colesterol desde las células
hacia el hígado:
a) ¿Cuál es la principal lipoproteína involucrada y cuáles son los
principales mecanismos moleculares involucrados en la llegada
de los esteres de colesterol desde la periferia al hepatocito?
b) La enfermedad de Tangier es una enfermedad autosómica,
codominante caracterizada por bajos niveles de HDL en plasma y
acumulación de esteres de colesterol en varios tejidos, en
particular en hígado, bazo, amígdalas y mucosa intestinal (Proc.
Natl. Acad. Sci. USA, 96: 12685-90, 1999). Los macrófgos
presentes como células espumosas en los tejidos afectados, son
el principal tipo celular que acumula el exceso de colesterol de
dichos tejidos. Se ha propuesto que el defecto genético en esta
enfermedad está asociado el transporte retrógrado de colesterol,
en particular con la salida de colesterol desde las células hacia
las HDL. Si bien estos pacientes no poseen defectos en las
proteínas estructurales de las HDL, presentan niveles muy bajos
de HDL en plasma. ¿Cuál es la base molecular de esta
enfermedad? ¿Cuál es el principal mecanismo por el cuál el
colesterol se transfiere de una célula a la HDL?
11. La lipoproteinlipasa (LPL) es una enzima que juega un rol
preponderante en el metabolismo de las partículas ricas en triglicéridos,
catalizando la lipólisis Intravascular de los quilomicrones y de las VLDL.
a) Si bien esta enzima ha sido detectada en una gran variedad de
tejidos y fundamentalmente a nivel adiposo y muscular, su
actividad plasmática es muy baja. ¿Cómo se explica esta
observación?
b) ¿Cuáles son los sustratos y productos de esta enzima?
c) Se ha sugerido que los ácidos grasos libres inhiben la interacción
de la LPL con su sustrato y con la apolipoproteína CII. ¿Qué
consecuencias bioquímicas y fisiológicas tendría esta inhibición?
¿En que situación clínico-patológica tendría gran relevancia?
12. En el interior de la capa íntima de la pared arterial los macrófagos son
uno de los principales tipos celulares capaces de cargarse de lípidos y
acumular colesterol aportado por lipoproteínas, transformándose en las
etapas incipientes de la aterosclerosis en las características células
espumosas. En cultivo y a pesar de ser incubadas con un exceso de
LDL, diferentes tipos celulares que poseen el receptor para la LDL
acumulan hasta 30 g de colesterol por mg de proteína y no se
transforman en células espumosas. Sin embargo, los macrófagos
pueden llegar a acumular hasta 10 veces más, quedando como células
espumosas.
a) Explique porque una célula que posee receptor para la LDL y es
incubada con un exceso de esta partícula, alcanza un máximo de
colesterol en su citosol.
b) ¿Porqué en el caso de los macrófagos la situación es diferente?
¿Qué diferencia molecular presentan?
Preguntas guía del artículo (Science 271: 518-20, 1996) del módulo
“Metabolismo general de lípidos y lipoproteínas”
1. ¿Cuáles son las principales funciones de la HDL?
2. ¿Cuál es la principal diferencia que existe en el mecanismo utilizado por
las LDL y HDL para la entrega de esteres de colesterol a las células?
¿Qué significa “uptake selectivo” de lípidos y en que se diferencia este
mecanismo del utilizado por las LDL?
3. ¿Qué es un cDNA, que significa clonarlo y transfectarlo a una célula?
4. ¿Qué es el 125I? ¿Para qué sirve iodinar las HDL con 125I?
5. ¿Qué conclusiones se desprenden de la figura 1? ¿La apo E juega algún
rol en la asociación de las HDL al receptor SR-BI? ¿dónde se reporta
dicho resultado?
6. ¿Qué conclusión se desprende de la figura 2? Compare las
características cinéticas del ingreso de los distintos componentes
estudiados de la HDL a las células transfectadas y controles.
7. ¿En que otros modelos se han reportado resultados similares en cuánto
a la transferencia selectiva de lípidos desde las HDL a las células?
¿Algunos de estos resultados reportados están disponibles en forma
pública y gratis?
8. ¿Cuál es el metabolismo celular de los lípidos transferidos desde las
HDL a las células? ¿Es similar al de los lípidos aportados vía LDL?
9. ¿A través de que aproximación experimental se puede estudiar la
expresión tisular del receptor SR-BI? ¿Qué otra información nos aporta
dicho experimento? Finalmente, cuáles son los tejidos de ratón que
expresan en forma significativa este receptor? Este patrón de expresión
tisular, tiene sentido fisiológico?
10. ¿En que resultado se basan los autores para plantear la posibilidad de
que exista una regulación post-transcripcional de la expresión del
receptor SR-BI?
11. ¿Qué otros mecanismos moleculares han sido reportados para la
transferencia de esteres de colesterol desde las HDL a las células?
12. ¿En cuánto al metabolismo de las lipoproteínas, qué otros aportes y
descubrimientos ha realizado el autor “senior” (al que le llega la
correspondencia, habitualmente el último autor)?
13. ¿Cómo captan las HDL el colesterol de las células? ¿Al momento de
publicación de este artículo, dicho mecanismo ya era conocido?
MODULO: METABOLISMO PROTEICO Y DESTINOS DEL NITROGENO
Objetivos de aprendizaje
1. Incorporación del nitrógeno mediante aminoácidos de la dieta. Transferencia
de grupos amino entre aminoácidos: Aminotransferasas.
2. Regulación alostérica de la glutamato deshidrogenasa y producción de
amonio. Proteólisis muscular y transporte hepático y renal del nitrógeno.
3. Ciclo de la urea y eliminación de amonio: Regulación por alosterismo e
inducción enzimática. Interrelación con el ciclo de Krebs. Destinos del fumarato.
4. Síntesis de arginina y ruta del óxido nítrico (NO). Propiedades señalizadoras
y rol crítico en la vasorelajación dependiente del endotelio. Importancia del
tetrahidrofolato.
5. Destinos de la tirosina: síntesis de dopamina, adrenalina, noradrenalina,
melanina, hormona tiroidea.
6. Destinos de la metionina.
7. Correlaciones clínicas: caquexia, hiperamonemia, disfunción endotelial,
deficiencia
de
ácido
fólico,
fenilcetonuria,
Parkinson,
albinismo,
hiperhomocisteinemia.
Cuestionario guía
1) El déficit de enzimas del ciclo de la urea puede traer transtornos en la
eliminación de amonio, una sustancia muy tóxica. Describa las
principales deficiencias en las enzimas del ciclo de la urea y cómo
podría revertirse la hiperamonemia?
2) Porqué el déficit de L-arginina puede llevar a procesos patológicos tales
como la disfunción endotelial, la aterogénesis o la hipertensión arterial?
3) Porqué el déficit de tirosina puede llevar a la enfermedad de Parkinson o
al albinismo?
4) Qué relación hay entre metionina, hiperhomocisteinemia y aterogénesis?
Preguntas sobre el artículo: A mouse model of argininosuccinic
aciduaria: biochemical characterization. Molec Gen Metab 78, 11-16,
200
1) Describir el rol de la argininosuccinato liasa (AL) en el metabolismo
intermediario.
2) Qué relación hay entre la AL y la generación de NO por las óxido nítrico
sintasas?.
3) Qué consecuencias tiene el déficit de AL en humanos?.
4) Describir las alteraciones en el ciclo de la urea observadas en ratones
deficientes en AL. Se observaron alteraciones en la ruta de formación o
degradación del NO?
5) Qué se concluye acerca del posible rol de la síntesis endógena de
arginina en la formación de NO y en la aciduria-dependiente del
argininosuccinato?
MODULO: MECANISMOS DE ACCION HORMONAL Y REGULACION DE LA
GLICEMIA
Objetivos de Aprendizaje:
a) Mecanismos de Acción Hormonal
Diferentes tipos de comunicaciones intercelulares (Autócrino, Parácrino,
Endócrino)
Hormonas polipeptícas, derivadas de aminoácidos y hormonas esteoideas.
Interacciones Hormona-Receptor. Sitios de Unión. Constantes de Afinidad
Receptores de Membrana: Ligados a Proteínas G (ej. glucagón).
Con Actividad Quinasa intrínseca (ej. insulina)
Sin actividad de quinasa intrínseca (ej.citoquinas)
Cascadas de Amplificación de Señales
Receptores de Hormonas esteroideas. Elementos de respuesta a hormonas.
b) Regulación de la Glicemia
Normoglicemia, hipoglicemia e hiperglicemia
Pool de glucosa plasmática, entradas y salidas.
Consumidores obligatorios y facultativos de glucosa. Rol del hígado.
Transportadores de glucosa: GLUTs y su regulación.
Insulina: estructura, regulación de la secreción, mecanismos de acción y
efectos metabólicos.
Hormonas contrainsulares: glucagón, catecolaminas, glucocorticoides.
Adaptaciones metabólicas a distintas situaciones ej. ayuno y ejercicio.
Síndrome metabólico: Alteraciones en la integración y regulación del
metabolismo intermediario e importancia biomédica (ej. Diabetes, Dislipemias).
Cuestionario guía:
1. Las solubilidad diferencial permite separar a las hormonas en 2 grandes
tipos, indique:
a) cuáles son esos tipos
b) qué relación guarda la solubilidad con:
-la existencia de proteína de transporte
-la vida media plasmática
-la eliminación renal
-la localización celular del receptor
2. A un cultivo de hepatocitos se le agrega una hormona y se miden sus
efectos sobre la producción de glucosa según el gráfico A. En un
segundo experimento se agrega la misma hormona, junto a la enzima
fosfodiesterasa en una forma en que sea rápidamente captada por las
células. Los resultados se observan en la gráfica B. ¿Cuál podría ser el
mecanismo de acción de la hormona?
3.0
Glucosa (nmol/l)
2.5
2.0
1.5
A
1.0
B
0
10
20
30
40
50
60
tiempo (min)
HORMONA
3. En un cultivo de hepatocitos se observó que el glucagón no consiguió
activar la enzima adenilato ciclasa a pesar de que se comprobó la
existencia de concentraciones normales de los receptores así como de
la enzima. Mezclando preparaciones de membrana de éstas células con
las de otro tipo de hepatocitos mutantes para el receptor de glucagón, y
en presencia de GTP, se consiguió la síntesis de AMPc al agrgar
glucagón. ¿Cómo interpreta este resultado? ¿Qué función cumple el
GTP?
4. En un experimento se estudia la actividad biológica de insulinas de
diferentes especies sobre el mismo sistema in vitro. Brevemente, la
experiencia consiste en medir el consumo de glucosa por los adipocitos
en cultivo, ante el agregado de la hormona. Los resultados se muestran
en el siguiente gráfico:
Nótese que la actividad de la hormona, por conveniencia se expresa
porcentualmente a partir de aquella actividad máxima obtenida (por ej. nmoles
de glucosa consumidos/min). Analice los resultado. Ordene las 4 insulinas en
términos de su diferente afinidad por el receptor en estudio. ¿Puede obtenerse
la máxima respuesta biológica independientemente de ésta diferencia de
afinidad? ¿La información para desencadenar el efecto biológico, está
contenida en la hormona o en el receptor?
5. Los ésteres lipofílicos del quin-2, son quelantes de calcio que fluorescen
en presencia de éste ion y son capaces de acumularse en forma casi
exclusiva en el citoplasma celular. El siguiente gráfico representa el
efecto del agrgado de una hormona sobre la fluorescencia de un cultivo
celular al que se le había añadido el éster del quin-2.
70
fluorescencia (%)
60
50
40
30
20
hormona
10
0
0
10
20
30
40
tiempo (seg)
a)¿Porqué la fluorescencia en ausencia de estimulación hormonal es baja?
¿Cuál es la concentración de Ca2+ citosólico en condiciones basales?
b) Porqué aumenta la fluorescencia ante el agregado de dicha hormona?
c) Cuáles son los mecanismos responsables del rápido aumento y disminución
del nivel de Ca2+ citosólico?
6. A tres pacientes que llamaremos A, B y C, se les ha efectuado el test de
la tolerancia a la glucosa. Esta prueba consiste en la ingestión de 75 g.
de glucosa con un ayuno previo de 12 hs. y la dosificación de la misma
en sangre a los tiempos: O, 60, 90 y 120 minutos ( en este caso se han
obtenido datos también a los 30 y 150 minutos). Con los resultados
obtenidos se construyeron las curvas siguientes:
A
200
180
glucosa (mg%)
160
140
B
120
100
D
80
60
0
30
60
90
120
150
tiempo (min)
a.- Analice las tres curvas y enumere los hechos bioquímicos o fisiológicos que
han determinado el curso temporal de la glicemia en cada caso.
b.- Qué mecanismos se ha puesto en marcha para explicar el ascenso de la
glicemia que se observa en la gráfica B en el lapso entre 120 y 150 minutos?
c.- En la gráfica A , a pesar de la hiperglicemia existente no se produce flujo de
glucosa hacia el interior del hepatocito .¿Cómo explica este hecho?
7. A un grupo de 5 individuos normales se les ha inyectado por via
intravenosa una dosis única de insulina (0,05 U / k) a tiempo cero y se
ha estudiado el esta hormona sobre la glicemia, el consumo de glucosa
por parte de los tejidos y la producción de glucosa endógena. La media
de los resultados obtenidos se presentan en la siguiente gráfica
insulina
consumo
glicemia
producción
glucosa (µmol/min o mg%)
100
75
50
25
0
-60
-40
-20
0
20
40
tiempo (min)
60
80
100
120
a.- ¿Cómo explica la caída que se produce en los niveles de glucosa en sangre
que se produce en el tiempo cero?
b.- ¿Cuál es el mecanismo que se pone en marcha para restablecer la glicemia
normal?
c.- Indique ¿que células serán las que están implicadas en disminución de la
utilización de glucosa? ¿Cuáles serán los sustratos utilizados para la
producción endógena de glucosa?
8. Una deficiencia genética de la enzima glucosa-6-fosfatasa genera una
enfermedad rara conocida como “enfermedad de von Gierke“, que entre
otras alteraciones se caracteriza por un contenido de glucógeno
hepático anormalmente elevado y por un bajo nivel de glucosa en
sangre.¿Cómo explica estas alteraciones?
9. Los recién nacidos (RN) de madres diabéticas tienen el riesgo de sufrir
diferentes alteraciones patológicas permanentes o transitorias. Es
frecuente encontrar en esta población RN macrosómicos (peso mayor
de 4 k.) que desarrollan hipoglicemia neonatal. ¿Cuál es la posible
explicación de estos hechos?
10. El glucagón, la adrenalina, el cortisol y la hormona de crecimiento ( GH )
tiene efecto hiperglicemiante.
a.- Identifique la diferencia de acción entre ellas en el metabolismo glucídico.
b.- Indique el significado fisiológico de cada una de éstas hormonas.
11. En la siguiente gráfica se muestra la concentración de lactato en el
plasma de un atleta antes, durante y después de un esfuerzo
importante.
a.- ¿Cuál es la causa del rápido incremento de lactato?
b.- ¿Porqué disminuye el lactato luego del esfuerzo? ¿Porqué la disminución es
más lenta que el aumento?
c.- ¿Porqué la concentración de lactato no llega a cero durante el reposo?
12. El ingerir gran cantidad de glucosa antes de un importante partido de
fútbol parece una buena manera de aumentar la reserva de combustible.
Sin embargo los jugadores expertos no toman glucosa antes del partido.
¿Cuál es la razón para justificar esta medida?
13. La hipoglicemia y la acidosis láctica pueden ser los factores más
importantes en el desencadenamiento de un coma alcohólico. Describa
la situación metabólica que se genera ante una ingesta masiva de
alcohol, sobre todo en alcohólicos crónicos, jerarquizando lo que ocurre
con la relación NAD /NADH citosólica.
14. Ciertos tumores malignos del páncreas provocan una producción
excesiva de insulina por las células . Los individuos afectados
manifiestan sacudidas, temblores, debilidad, cansancio, transpiración y
hambre. Si esta situación perdura pueden producirse lesiones cerebrales
importantes.
a.-¿ Cuál es el efecto del hiperinsulinismo en el metabolismo hepático de
glúcidos aminoácidos y lípidos?
b.- Sugiera las posibles causas de los síntomas observados. ¿Cuál sería el
mecanismo por el que se afecta el cerebro?
15)En la siguiente tabla se informan la concentración de algunos combustibles,
metabolitos y hormonas durante el ayuno en el hombre.
Muestra
Unidades
PostAbsorción
4.8
0.61
1 día
mM
mM
AlimenTación
5.5
0.3
4.4
0.5
3
días
3.8
1.18
7
días
3.6
1.14
8
días
3.5
1.88
10
días
3.8
1.36
28-42
días
3.6
1.44
Glucosa
ácidos
grasos
libres
acetoacetato
3-OHbutirato
Cuerpos
cetónicos
Totales
Lactato
Glicerol
Nitrógeno
ureico
Glutamina
sangre
sangre
sangre
mM
0.01
0.02
0.10
0.45
0.95
-
1.00
1.32
sangre
mM
0.01
0.05
0.16
1.36
3.58
-
4.30
6.00
sangre
mM
0.02
0.07
0.26
1.81
4.53
5.3
5.3
7.32
sangre
sangre
sangre
mM
mM
mg%
0.10
-
0.71
0.13
10.9
-
0.74
0.16
16.2
0.60
0.19
13.0
-
0.64
0.17
-
0.61
0.18
5.2
sangre
mM
-
0.59
-
0.51
0.46
-
0.46
0.48
Alanina
Leucina
sangre
plasma
mM
mM
-
0.34
0.11
-
0.32
0.15
-
-
-
0.14
0.07
Insulina
Glucagón
plasma
plasma
µU/ml
pg/ml
50
-
15
100
-
8
150
-
-
-
¿Qué cambios se producen en el metabolismo de los carbohidratos para
mantener los niveles de glicemia reportados? ¿Qué importancia tiene el
mantenimiento de la glicemia dentro de estos valores?
¿Cuál es el interés metabólico de los aminoácidos en el proceso de adaptación
al ayuno? ¿Cómo se afecta el balance nitrogenado?
¿Qué vías metabólicas conducen a la formación de cuerpos cetónicos? ¿En
qué tejidos se forman? ¿Cuál es el destino metabólico de los mismos?
¿Existen diferencias entre el ayuno corto y el prolongado en la utilización de los
cuerpos cetónicos?
¿Cuáles son las modificaciones hormonales que explican los cambios
metabólicos durante el ayuno?
16)Ingresa a la emergencia de un hospital un individuo de aspecto muy
delgado, con pérdida de conocimiento. Se sabe que no ha ingerido alimentos
en las últimas 12 horas, pero se desconocen otros antecedentes personales.
Se le extrae sangre para diversos estudios de laboratorio, entre ellos la
evaluación de la concentración sanguínea de diferentes metabolitos la que
muestra:
Parámetro
Cuerpos cetónicos
Ácidos grasos libres
Glicerol
Glucosa
Aminoácidos
Valor obtenido
5.0 mM
2.0 mM
0.18 mM
16.4 mM
4.5 mM
Valor normal
0.02 mM
0.5 mM
0.06 mM
4.5 mM
4.5 mM
¿Es correcto pensar que este individuo tiene una cetosis por ayuno?
¿Con qué enfermedad metabólica es coherente este perfil de metabolitos
circulantes? Fundamente el análisis a nivel metabólico y hormonal.
Preguntas guía para el artículo: “Insulin-stimulated GLUT4 translocation
is mediated by a divergent intracellular signaling pathway” J Biol
Chem(1995) 270: 27991-27994.
1 ¿Qué objetivos se busca resolver en este artículo?
2. ¿Para qué se utiliza el anticuerpo de burro anti-oveja conjugado con AMCA
(AMCA-conjugated donkey anti-sheep)?
3. ¿Cómo se visualiza la distribución de los GLUT4 en los adipocitos? ¿Qué
diferencia observa en la distribución de GLUT4 en la Fig 1 A y B? ¿Qué
representan las gráficas C y D?
4. ¿Qué efecto se observó en la traslocación de GLUT4 en los adipocitos con la
inyección de N17 Ras, anti-p21ras y anti-p24ras? ¿Y en la proliferación de
fibroblastos?
5. ¿Porqué la microinyección de anticuerpos anti-fosfotirosina inhibe la
translocación de GLUT4 en los adipocitos?
6
120
6. Esquematice la cascada de señales intracelulares generadas por la
interacción de la insulina con su receptor y discuta cuáles estarían implicados
en la traslocación de los GLUT4 según este artículo.
Preguntas guía para el artículo: “Obesity in C57BL/6J mice is charterized
by adipose tissue hypoxia and cytotoxic T-cell infiltration”.
ME Rusch, S. Weisberg, P Vardhana and DV Tortoriello. International Journal
of Obesity (2008) 32, 451-463.
1. ¿Cuál es la hipótesis que plantean los autores?
2. ¿Porqué se observa un aumento de la insulina circulante en los ratones
que recibieron una dieta rica en grasa?
3. Analice como se encuentran las adipoquinas en los diferentes grupos de
ratones
4. ¿Qué significado tiene el aumento de los factores de transcripción HIF1α y HIF-2α y no del HIF-1β?
5. ¿Dónde se encuentran los tranportadores de glucosa GLUT-1?
6. ¿Qué valores de PaO2 presenta el tejido adiposo en cada grupo de
ratones?
7. ¿Qué revelan los estudios de citometría de flujo?
8. Plante las conclusiones generales del trabajo.
MODULO: RENAL
Objetivos docentes
1) Equilibrio ácido base:
1) Concepto de pH. Importancia del mantenimiento del pH del medio
interno. Ácidos volátiles y no volátiles.
2) Mecanismos implicados en el mantenimiento de la homeostasis de la
concentración de protones del medio interno.
3) Concepto de soluciones amortiguadoras. Principales sistemas
amortiguadores a nivel intracelular y a nivel plasmático, ventajas y
desventajas de los mismos.
4) Importancia del sistema bicarbonato/ácido carbónico.
5) Rol de la hemoglobina en la regulación del pH del medio interno.
6) Mecanismos que gobiernan la eliminación pulmonar de CO2.
2) Regulación renal del equilibrio ácido base:
1)
2)
3)
4)
Mecanismos y sitios tubulares de reabsorción de bicarbonato filtrado.
Factores regulan la reabsorción de bicarbonato.
Importancia y mecanismos de formación de bicarbonato nuevo.
Concepto de acidez titulable de la orina
5) Formación y excreción urinaria de ion amonio.
6) Rol y mecanismo de inducción de la glutaminasa renal.
7) Principales alteraciones ácido base y respuestas compensatorias del
organismo.
Cuestionario guía: Regulación del Equilibrio ácido-base
1) En una experiencia se agregan 10 mEq. de HCl a:
a) 1 litro de H2O
b) 1 litro de buffer fosfato pH= 6.8 y de concentración 50 mM
Calcule en ambos casos el pH resultante. Comente los resultados teniendo en
cuenta el mecanismo de acción de un sistema buffer. (El ácido fosfórico tiene
los siguientes pka: pk1= 2.12; pk2 = 6.8; pk3 = 12.32).
2) El siguiente gráfico muestra la variación que se produce en el pH de una
solución 0.1 M de ácido al agregar progresivamente un álcali:
Indique:
a) qué tipo de ácido es
b) qué indica el punto A
c) cuál es la región de mayor amortiguación frente al agregado de álcali
d) qué modificación le impondría a la curva la dilución en 10 veces del
ácido original
e) qué pH obtendríamos si a 1 litro de una solución 0.1 M de este ácido
de pH 7.1 le agregamos 0.01 Eq. de HCl.
3) La siguiente es la curva de titulación del sistema NaHCO3/H2CO3.
12
10
pH
8
6
4
2
0
4
8
12
16
20
Vol NaOH (ml)
a) ubique en qué punto de la curva está el pk: a qué pH corresponde?
b) en qué rango de pH es un buen amortiguador?
c) qué punto de ésta curva corresponde al pH fisiológico; cuál es la relación
sal/ácido a dicho pH?
d) a pH fisiológico, este sistema amortigua mejor el agregado de un ácido o de
un álcali?
e) para la regulación del equilibrio ácido-base, qué ventajas y qué desventajas
tiene éste sistema con respecto al buffer Na2HPO4/NaH2PO4?
4) La concentración plasmática de fosfatos (HPO42- y HPO41-) es de 1 mM; la
concentración en el líquido tubular renal de los mismos es de 50 mM. Sabiendo
que el pK2 = 6.8, compare el rol amortiguador del mismo buffer en el medio
interno y en la orina, calculando cómo variará el pH en cada caso frente al
agregado de 0.7 mEq. de H+ provenientes de un ácido fuerte (asuma en
ambos casos un pH inicial = 7.4). Qué conclusiones saca al respecto?
5) Si una muestra de sangre arterial fresca tiene un pH de 7.43 y una pCO 2 de
33 mmHg; cuál será la concentración de CO2 y de HCO3- ? Cuáal es el pH
resultante luego del agregado de 5 mEq de ácido fuerte? Efectúe el cálculo
para:
a) un sistema cerrado (sin recambio de CO2)
b) un sistema abierto (con recambio de CO2)
6) En la reacción de hidratación del CO2:
CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3Un aumento de la pCO2 producirá según esta reacción un pequeño incremento
en la concentración plasmática de bicarbonato. Aunque un aumento de la
concentración plasmática de bicarbonato determina una elevación del pH, un
incremento de la pCO2 tiene como consecuencia un descenso del pH, cómo
explica este hecho?
7) Cuál es el efecto de la administración de un inhibidor de la anhidrasa
carbónica (por ej. azetazolamida) sobre los siguientes parámetros?
a) reabsorción de bicarbonato
b) pH urinario
c) acidez titulable
d) excresión de amonio
e) excresión total de H+
f) pH arterial
8) Señale qué porcentaje de la excresión diaria de ácido en un sujeto sano se
excreta como:
- NH4+
- acidez titulable
- H+ libre
9) La diferencia arterio-venosa de glutamina en el riñón en condiciones de
balance ácido base normal es menor que el 3 % de la concentración arterial de
glutamina, luego del ayuno nocturno puede llegar al 7%. Pero durante la
acidosis crónica, más de la tercera parte de la glutamina total del plasma puede
ser extraída de la sangre en un único pasaje por el riñón. Explique.
10) Durante la acidosis crónica se incrementan los niveles de actividad
glutaminasa en el riñón ¿A que nivel ocurre? Los aumentos de la actividad
glutaminasa se producen por un incremento a nivel de la síntesis de esta
enzima. Si no existe un aumento de la velocidad de transcripción del gen
correspondiente, ¿Por qué mecanismo se produce?
11) En la figura adjunta se representa el nomograma lineal de SiggaardAndersen, de utilidad para la valoración del equilibrio ácido-base. A la derecha
se representa en escala logarítmica la pCO2. La escala de pH está en el centro.
Hacia la parte izquiera están las escalas para CO2 total y HCO3- del plasma.
Interpuesta existe una escala que representa el exceso de bases (BE) en
sangre correspondiente a las diferentes concentraciones de hemoglobina. Para
familiarizarse con el uso del nomograma y para profundizar en la interpretación
del equilibrio ácido-base, planteamos tres situaciones.
a) paciente con insuficiencia respiratoria crónica
pH = 7.33
pCO2 = 71 mmHg
Hb = 15 gr %
¿Cómo se encuentra el componente metabólico?
b) paciente con cetoacidosis diabética
pH = 6.96
CO2 total = 5 mmol/l
Hb = 15 gr %
¿Cúal es la pCO2?
El nivel de bicarbonato ¿es el que podría esperarse? ¿Por qué?
c) Un hombre haciendo ejercicio intenso a elevada altitud
d) pH = 7.14
HCO3- = 13.5 mEq/l
Hb = 20 gr %
¿Cúal es la pCO2? ¿Por qué el pH es bajo?
10) Una mujer de 40 años es traída a la Emergencia del Hospital Pasteur en
estado de coma. Los familiares relatan que ha ingerido 2 cajas de barbitúricos y
1 de benzodiacepinas. La gasometría muestra:
pH = 7.15
pCO2 = 80 mm Hg
pO2 = 60 mm Hg
HCO3- = 28 mEq/l
BE = 0 mEq/l
Analice el transtorno ácido base que presenta la paciente.
11) Un jóven de 15 años diabético insulino-dependiente ingresa a la
Emergencia del Hospital de Clínicas en estado de coma. La gasometría
muestra:
pH = 7.05
pCO2 = 12 mm Hg
pO2 = 108 mm Hg
HCO3- = 5 mEq/l
BE = -30 mEq/l
a) ¿Qué transtorno ácido-base presenta este paciente?
b) ¿Cuál es su causa?
c) ¿Existe algún tipo de respuesta compensadora?
d) ¿Cómo espera encontrar la concentración plasmática de potasio?
12) Un paciente de 59 años ingresa por un cuadro agudo de abdomen cuyo
diagnóstico fue de ocusión pilórica. La gasometría muestra:
pH = 7.52
pCO2 = 38 mm Hg
pO2 = 90 mm Hg
HCO3- = 33.2 mEq/l
BE = +9 mEq/l
a) ¿Qué alteración ácido-base presenta?
b) ¿Cuál piensa Ud. fue el mecanismo que la desencadenó?
13) Paciente de 40 años alérgico consulta por una dermatitis de contacto. Se le
realiza una gasometría arterial cuyo resultado es:
pH = 7.39
pCO2 = 39 mm Hg
pO2 = 100 mm Hg
HCO3- = 23.5 mEq/l
BE = -1 mEq/l
¿Qué conclusiones le merece la misma?
14) A un paciente de 70 años portador de un EPOC (Enfermedad Pulmonar
Obstructiva Crónica) se le realiza una gasometría de control. Comente los
resultados.
pH = 7.39
pCO2 = 49 mm Hg
pO2 = 65 mm Hg
HCO3- = 29 mEq/l
BE = +4 mEq/l
Preguntas guía del artículo: “Effect of Acute Alterations in Acid-Base
Balance on Rat Renal Glutaminase and Phosphoenolpyruvate
Carboxykinase Gene Expression”. J Biol Chem (1991) 266: 9392-9396.
1) ¿Quiénes son los autores de este artículo? ¿en que año y en que revista fue
publicado? ¿Está disponible en nuestra biblioteca? ¿De que otra forma
podemos acceder a él?
2) ¿Qué reacciones catalizan las enzimas nombradas en el título del artículo?
¿A qué rutas metabólicas pertenecen?
3) ¿Qué ocurre con la concentración plasmática de glutamina durante una
acidosis metabólica aguda? ¿porqué? ¿Cuáles son los artículos citados por los
autores como referencia en el tema?
4) ¿Por qué mecanismos se produce el incremento del metabolismo renal de
glutamina durante una acidosis metabólica crónica?
5) ¿Qué ocurre con los niveles de RNAm de las enzimas glutaminasa (GA)y
fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PCK) durante la acidosis metabólica crónica?
6) ¿ Qué pregunta/s busca responder el presente artículo?
7) ¿Qué animal utilizan de modelo? ¿Cómo les inducen la acidosis metabólica
crónica? ¿Y la aguda?
8) ¿Qué ocurre con los niveles de mRNA para las enzimas GA, PCK y de la
proteína ß-actina durante una acidosis metabólica crónica?¿Por qué
procedimiento determinaron RNAm?
9) ¿Qué conclusión puede extraerse de los datos presentados en la figura 2?
10) Luego de que se produce una acidosis aguda en ratas por sobrecarga
ácida, los niveles de mRNA de PCK y GA aumentan. Sin embargo los autores
plantean qe la inducción de PCK y GA podrían ocurrir por diferentes
mecanismos. Explique.
11) ¿qué ocurre con las velocidades de transcripcion de mRNA para GA, PCK
y ß-actina durante la producción este tipo de acidosis aguda en rata?
12) ¿qué efecto tienen los glucocorticoides sobre la concentración renal del
mRNA para PCK?
13) ¿En qué trabajo científico se estableció que en la acidosis desciende la
síntesis de urea y aumenta la síntesis de glutamina hepática?
14) Según este trabajo, que rol cumplirían los glucocorticoides y los análogos
de cAMP en el aumento de los niveles de mRNA para CA y PCK?
15) ¿cómo se podría explicar el incremento de los niveles de mRNA para GA
que se observan en la figura 3?
Preguntas guias del artículo: “The 3’-nontranslated region of rat renal
glutaminase mRNA contains a pH-responsive stability element” American
Journal of physiology (1996) 271:126-131.
1) Algunos mRNA poseen vida media menor de 1 hora. ¿A qué se debe su
rápida degradación?
2) ¿que ejemplo citan los autores para ilustrar sobre el rol de la estabilidad del
mRNA en la regulación de la expresión génica?
3) ¿Cual es el objetivo de este trabajo y la estrategia experimental utilizada
para cumplirlo?
4) ¿Cuantos mRNA de GA se detectan en riñón de rata y por qué?
Ambos responden ambos a cambios en el balance ácido base, considerando la
secuencia común entre ellos ¿qué hipótesis tienen los autores?
5) Describir los vectores de expresión pG y pG-glutaminasa. ¿Qué es G?
6) la expresión del gen G en células LLC-Pk1-F+ ¿cambia en condiciones de
acidosis durante 18 horas? Y ¿la de G-GA? Explique
7) ¿que conclusión puede sacar del uso del inhibidor DRB en la Figura 3?
8) ¿es esta respuesta al pH del mRNA G-GA específica para algunas líneas
celulares u ocurre en todas las líneas celulares renales por igual?
9) ¿por qué consideran los autores que el vector pG podría ser de utilidad
general en el mapeo de elementos específicos que median cambios en la
estabilidad de mRNAs?
10) ¿qué diferencia encuentran los autores con respecto a la inducción de la
expresión de PCK en células renales en respuesta a la acidosis?
11) ¿cómo podría explicarse la especificidad celular observada?