BIOQUÍMICA NUTRICIONAL

1. BIOQUÍMICA NUTRICIONAL Lic. Jackeline Galindo V.Nutricionista

2. Bioquímica • La bioquímica o química biológica es la ciencia encargada de estudiar las moléculas que constituyen los seres vivos, su estructura, su localización en los tejidos y órganos, las reacciones químicas por las cuales se forman y se destruyen y por ultimo sus funciones. • La Bioquímica utiliza las leyes de la física, química general (Mineral y Orgánica).

3. Proteína: • Compuesto cuaternario de elevado peso molecular formado por cadenas de alfa aminoácidos unidos entre si mediante enlaces peptídico. • .Los oligopeptidos son peptidos constituidos por pocos aminoácidos (menos de 10)

4. Aminoácidos Definición: Son ácidos carboxílicos portadores de grupos amino, son moléculas de bajo peso molecular. • Aminoácidos esenciales • Aminoácidos no esenciales

5. Propiedades Físicas de los Aminoácidos • Solubilidad: Son solubles en agua y su solubilidad varia con el pH. • Actividad Óptica: La mayoría de los aminoácidos poseen carbonos asimétricos y en consecuencia actividad óptica.

6. Clasificación de las Proteínas • Por su solubilidad: • Albúminas • Globulinas • Protaminas • Histonas

7. Clasificación de las Proteínas 2. Por su función: • Estructurales • Catalíticas • Transporte • Hormonales • Defensa

8. Clasificación de las Proteínas 3. Por sus relaciones especiales o propiedades axiales: Globulares y Fibrosas. 4. Por su composición: Simples: solo cadenas alfa de aminoácidos. Conjugadas: Proteínas simples + Grupo prostéticos: nucleoproteínas, metaloproteinas, lipoproteínas, glucoproteinas, flavoproteinas, Hemoproteinas. Derivadas: Productos de hidrólisis, oxidación y reducción.

9. Fuerzas de Unión • Enlace peptídico • Puente de hidrogeno • Atracciones electrostáticas Puentes disulfuro fuerza de Van Der Walls

10. Desnaturalización • Perdida de la estructura 3ª y 4ª con perdida de la actividad biológica aumento de la susceptibilidad a la hidrólisis, disminución de la solubilidad. Debido al calor, exposición a ácidos, bases fuertes, detergentes, disolventes orgánicos. • Hidrólisis: Procedimiento mediante el cual una proteína pierde su estructura primaria (ruptura del enlace covalente la unión peptídico).

11. Enzimas • Definición: Son catalizadores biológicos de naturaleza proteica, producidos por la célula viva, que aceleran una reacción, dando como resultado, el producto mas la enzima, realizándose a gran velocidad y con un PH y temperatura estable. • Catalizador: Factor de la velocidad de una reacción química sin intervenir en ella. • Físicos • Químicos • Biológicos

12. Enzimas Casi todas las enzimas son proteínas, pero no todas las proteínas son enzimas, Las enzimas tienen diferentes participaciones en su acción así tenemos: • Apoenzimas + Coenzimas = Holoenzimas parte proteica grupo suplementa no proteico enzima activa • Isoenzimas – Distinta naturaleza.

13. Las reacciones y las enzimas que las catalizan se dividen en la clases principales: • Oxido – reductasas • Transferasas • Hidrolasas • Liasas • Isomerasas • Ligasas • El nombre de la enzima tiene 2 partes la 1ª es el nombre de el o los substratos la 2ª con terminación Asaindica el tipo de reacción que cataliza.

14. Coenzimas Se clasifican de acuerdo al grupo cuya transferencia facilitan: • Transferencia de grupos distintos al hidrogeno: Fosfatos de Azucares Coenzimas A – SH Pirofosfato de tiamina Fosfato de piridoxal Coenzimas al folato Biotina Coenzimas de cobamida (Br2) Acido Lipoico

15. Coenzimas • Transferencia de H: NAD, NADP, FMN, FAD , Acido lipoico, Coenzima Q. • Biotina – Biocitina Acido Fólico – Folato (FH4) tetrahidrofolato Cobamida Ac. Lipoico – Lipoil – Lisina.

16. Cinemática Enzimática Factores que modifican la velocidad de una acción Enzimática: • pH • Temperatura • Conc. De la enzima • Conc. Del substrato

17. Oxidación • Químicamente la oxidación se define como la perdida de e- y la reducción como ganancia de e-. • En las reacciones que implican la oxidación y la reducción el intercambio de energía libre es proporcional a la tendencia de las substancias reaccionantes para donar o aceptar e- se expresa numéricamente como potencial redox Eo.

18. Enzimas Oxido - reductasas • Oxidasas: Catalizan la eliminación de H de un substrato usando oxigeno como aceptor de H formando H2O o H2O2 como producto de la reacción. • Deshidrogenasas: • Transferencia de H de un substrato en una reacción acoplada. • Como componente de una cadena respiratoria del susbstrato al oxigeno. • Hidroperoxidasas • Oxigenasas

19. Reacciones de Oxido - reducción Intercambio de electrones entre las sustancias reaccionantes: • Oxidación significa: Perdida de electrones • Reducción signfica: Ganancia de electrones • Reductor es el donador de electrones • Oxidante: es el aceptor de electrones

20. Reacciones de Oxido - reducción • Agente Oxidante: Es el metal que gana electrones, ósea reduce y por lo tanto provoca la oxidación de su pareja en la relación. • Agente Reductor: Es el metal que pierde electrones ósea se oxida y fuerza la reducción del otro componente en la reacción.

21. Reacciones de Oxido - reducción • La capacidad oxidante o reductora se mide en Potenciales Oxido – Reductores o Redox. • Mientras mas poder reductor tenga una substancia mayor será su potencial redox negativo, en cambio las substancias muy oxidantes tienen Potencial Redox muy positivo.

22. Bioquímica Trabajo Mecánico • ATP Trabajo de Transporte Trabajo de Síntesis

23. Química de los Carbohidratos • Definición • Funciones – Energética – Glucosa - Reserva • Almidón • Glicógeno • Clasificación • Características estructurales • Prop. Físicas • Prop. Químicas • Digestión • Metabolismo

24. Monosacáridos Azucares Simples • De acuerdo a su No. De carbonos: • Triosas • Tetrosas • Pentosas • Hexosas • Heptosas • De acuerdo a su agrupamiento funcional: • Aldosas • Cetosas

25. Propiedades Químicas de los monosacáridos • Oxidación • En posición 1 acido adónico • En posición 6 acido adónico • Reducción: Ganancia de 2H Sorbitol • Fosforilación: Es el primer paso para la utilización de la glucosa por la célula. Incorporación de P • Aminacion: Incorporación del grpo NH2

26. Digestión Conjunto de modificaciones que experimentan los alimentos antes de ser absorbidos. La digestión es un proceso que sirve de enlace entre la nutrición y el metabolismo. Exceptuando el H2O, vitaminas, minerales, el resto de los componentes de la dieta son hidrolizados sucesivamente mediante las enzimas digestivas (Hidrolasas).

27. Hidrolasas Presentes en: • Saliva • Jugo gástrico • Jugo Intestinal • Jugo Pancreático • Bilis

28. Composición Química Saliva: Contiene una enzima denominada ptialina o amilasa salival. Es una endoamilasa, su PH es de 7 y necesita de Ca y Cl en el medio. Degrada amilosa, amilopectina y glicógeno a maltosas y dextrinas limite. La acción de la ptialina es limitada, porque es inhibida por la acidez del jugo gástrico, al pasar el bolo alimenticio al estomago.

29. Composición Química Jugo Gástrico: Ligeramente acuoso, 97 – 99% H2O pH 1 – 2 3% sólidos (HCl, Na+, K+, Cl-, renina, pepsina, lipasa) • Células Parietales HCl • Células Principales Enzimas • Células Cilíndricas Moco Gástrico

30. Composición Química • Jugo Pancreático:Contiene poderosas HIDROLASAS, cuyo PH es de 8 a 8,5.La tripsina es una endopeptidasa que posee avidez por lisina y arginina. • La quimotripsina es una endopeptidasa con selectividad por aminoácidos aromáticos • La carboxipeptidasa, es una exopeptidasa, cataliza la hidrólisis de la ultima unión peptídica. • La elastasa, actúa sobre la elastina. • La amilosa degrada a la amilosa por la misma acción de la ptialina salival. • La lipasa cataliza la ruptura de uniones esteres de alcoholes primarios y del glicerol de grasas neutras. • La colesterolesterasa hidroliza esteres del colesterol. • La fosfolipasa A2 cataliza la hidrólisis de glicerofosfolipidos

31. Composición Química • Jugo Intestinal: pH 5.6 disacaridosas (Maltosa, lactosa, sacarosas) endo y exopeptidasas nucleosidasas. • El destino de los componentes de la dieta después de la digestión y la absorción constituye el metabolismo intermedio.

32. Las vías metabólicas pueden clasificarse en 3 categorías: • Vías anabólicas: se ocupan de la síntesis de los componentes que constituyen la estructura y la maquinaria corporal. • Vías catabólicas: realizan procesos oxidativos que producen energía libre. • Vías anfibolicas: tienen mas de una función en las vías anabólicas con vías catabólicas.

33. Bioquímica • Glucólisis • Glucogénesis • Glucogenolisis • Gluconeogenesis • Ciclo de Krebs • Vías de las pentosa fosfato

34. Glucólisis • El producto final es el lactato apartir de la formacion de triosas, cada paso se lleva a cabo con 2 moléculas. Sitio de la actividad de las enzimas glucólisis anaerobia.

35. Gluconeogenesis Lactato Glicerol Piruvato Glucosa Aminoacidos Propionato Enzimas Reguladoras: Glucosa 6 Fosfato Fructuosa 6 Difosfatasa ATP Piruvato Carboxilasa Fosfoenolpiruvato carboxicinasa

36. Metabolismo del glucogeno • El glucogeno es la forma principal de almacenamiento de carbohidratos en los animales se encuentra en proporción mayor en el hígado 6% y en el músculo. • Es un polímero ramificado de la glucosa la función del glucogeno muscular es actuar como fuente de fácil disponibilidad de unidades de hexosa para la glucólisis dentro del propio músculo.

37. Metabolismo del glucogeno • El glucogeno hepático sirve en gran parte para exportar unidades de hexosa para la conservación de la glucosa sanguínea en particular entre comidas. • Después de 12 – 8 horas de ayuno, el hígado casi agota su reserva de glucogeno. • El glucogeno muscular solo disminuye de manera significativa después del ejercicio vigoroso prolongado.

38. Metabolismo del glucogeno • Las enzimas principales que regulan el metabolismo del glucogeno: La Glucogeno Sintetasa y Fosforilasa están controladas a su vez por una serie compleja de reacciones que comprende mecanismos alostericos y modificaciones covalentes debidas a la fosforilación y desfosforilacion.

39. Vía de la Pentosa Fosfato o derivación de la Hexasomonofosfato • La HMP es un camino alterno para la oxidación de la glucosa. Es un proceso multicidico en el cual: 3 G – 6 – P 3 CO2 + 3 residuos de la HMP no genera ATP pero tiene 2 funciones importantes: • generación de NADPH + H para las síntesis reductoras (ej. Síntesis ácidos grasos y esteroides). • La provisión de ribosa para la síntesis de nucleótidos y acido nucleicos.

40. Vía de la Pentosa Fosfato o derivación de la Hexasomonofosfato • La deficiencia de ciertas enzimas de la HMP son causa importante de hemólisis de eritrocitos. • La HMP es notablemente diferente a la glucólisis, la oxidación se produce en las primeras reacciones, utiliza NADP y genera CO2. • La HMP en el eritrocito proporciona NADPH para la reducción del glutation oxidado (G-5-5-G) a glutation reducido ( 2 G – SH ) G – S – S – G + NADPH + H 2 G – SH + NADP+ 2G – SH + H2O2 G – S – S – G + 2H2O

41. Ciclo de Krebs o Ciclo de Acido Tricarboxilico (TCA) Ciclo del Acido Cítrico • Es la vía final comun para la oxidacion de carbohidratos, lípidos y proteínas mediante su conversion H3C – C – S – CoA O Acetil Coenzima A: Su localización es mitocondrial.

42. Lipidos • Los lípidos son compuestos organicos insolubles en agua pero solubles en solventes organicos. • Se acumula las cal. En tejido adiposo y muscular

43. LIPIDOS Los lípidos mas importantes son: • Los triglicéridos o grasas neutras • Los fosfolipidos • El colesterol

44. Trigliceridos • La grasa acumulada de peso mas ligero son los TG. • TG = Glicerol + 3 Ac. Grasos Betaoxidacion En el AG se elimina los atomos de carbono para producir Acetil (2C) + CoA= Acetil CoA el resultado interviene en el ciclo de krebs

45. Colesterol • Es un alcohol esteroideo insaturado, constituye un componente estructural importante de las membranas celulares y un precursor de las sales biliares y de las hormonas esteroides. • Debe considerarse que la concentración plasmática del colesterol no es simplemente la suma de la ingestión en la dieta y su síntesis endógena, sino que esta refleja también las velocidades de síntesis proteínas acarreadoras de colesterol y la eficiencia de los mecanismos receptores para determinar su catabolismo.

46. Colesterol • El colesterol es transportado en la sangre mediante lipoproteínas, en los siguientes porcentajes: • 60 a 70% por lipoproteínas de baja densidad (LDL) • 20 a 30% por lipoproteínas de alta densidad (HDL) • 5 a 12% por lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL)

47. Colesterol • Aproximadamente 2/3 partes del colesterol del plasma se encuentra eterificado con ácidos grasos de cadena larga. La síntesis de los esteres de colesterol se lleva a cabo en el plasma mediante la transferencia de un acido graso de la lecitina al colesterol libre.

48. GRACIAS