CASO CLÍNICO II

ALMACENAMIENTO DE GLUCOGENO

David SegoviaAlmacenamiento de glucógeno Tipo I

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DAVID, un niño de cinco meses de edad, fue llevado por su madre a la guardia del hospital de Niños con un cuadro de fiebre muy alta, tos y dificultades respiratorias.

El examen físico indicó que David era un niño pálido, por debajo del peso corporal correspondiente a su edad, extremadamente débil y letárgico.

Tenía antecedentes de episodios frecuentes de sudoración y debilidad que desaparecían comiendo. Durante el examen físico el médico notó que la velocidad respiratoria de David era 80 (valor normal: 40 respiraciones completas por minuto para un niño de 6 meses a un año), y su ritmo cardíaco era 220 pulsaciones por minuto (normal: 90-100). El hígado y el bazo del niño se presentaban agrandados y de consistencia firme.Los análisis de laboratorio indicaron

SangreDavid Valores normales

HCO3- 5 mEq/l 25 – 28 mEq/lpH 7,25 7,35 –7,45Hematocrito 29 % 33 – 40 %Glucosa 2.8 mM 90 mg/ %ALT (alanina aminotransferasa) 40 U/L 5-10 U/LLDH (lactato deshidrogenasa) 587 U/L 208 – 378 U/LProteinas totales 8,9 g/dl 6 – 8 g/dlTriacilgliceridos 480 mg/dl 10 – 150 mg/dlBilirrubina directa 0,1mg/dl 0,1.-0,4 mg/dlAcido úrico 8,5 mg/dl 3,5 – 7,2 mg/dlLactato 15 mM 0,6 – 1,5 mMUrea 40 mg/dl 21 – 40 mg/dlGlutamina 15 mg/dl 4,5 – 10 mg/dlColesterol total 270 mg/dl 110-200 mg/dl

La biopsia hepática mostró la presencia de cantidades anormales de glucógeno y de lípidos dentro de los hepatocitos. La estructura del glucógeno era normal

Los resultados de las determinaciones enzimáticas realizadas en la biopsia de tejido hepático son las siguientes:

David Valores normales Enzima U/g de tejido hepático U/g de tejido hepático

Glucosa 6 fosfatasa 22 214Glucosa-6P DH 0,07 0,05Fosfoglucomutasa 27 25

1

Fosforilasa 24 22Fructosa 1,6 bifosfatasa 8,4 10

A David se le administró un antipirético (ácido acetilsalicílico, aspirina) y un antibiótico en base a tetraciclinas. A las 24 horas la fiebre había desaparecido y el cuadro respiratorio mejorado notablemente.

David SegoviaCuestionario de nutrición

1.- ¿Cuáles son las precauciones que deben tomarse en la alimentación de David?

2.- ¿Qué condición se debe evitar?

3.- ¿La acumulación de que sustancia hay que tener cuidado que no se produzca ya que la misma derivaría en una acidosis láctica?

4.- ¿Cómo debe ser el suministro de alimentos? ¿Qué alimentos propondrías?

A David se le dió de alta luego de 2 semanas de internación con la recomendación de que cada 4 horas se le suministrara leche libre de lactosa, enriquecida con glucosa (2g/kg de peso), junto con una dieta para bebes.

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Cuando cumplió tres años su dieta de glucosa fue eliminada gradualmente y se lo alimentó con almidón de maíz crudo varias veces al día. Se lo despertaba por lo menos una vez en la noche para alimentarlo. También se evitó la ingestión de fructosa.

5.- Compara las estructuras de la glucosa,la galactosa y la fructosa. Explica a que grupo de biomoléculas pertenecen estas sustancias ¿Con que alimentos se ingieren?

6.- ¿Son los glúcidos alimentos esenciales? ¿Por qué se le recomienda a David que ingiera leche enriquecida en glucosa y libre de lactosa?Explica porqué se elige el almidón de maíz poco cocido para la alimentación de David.

En los adultos sanos sólo el 20 al 25 % de la glucosa de la dieta es metabolizada por el hígado luego de una comida rica en glúcidos. Esta proporción es aún menor en niños debido al relativamente mayor tamaño del cerebro de los niños, comparado con el de los adultos. Al cerebro le corresponde el 70% del metabolismo basal, en niños.

7.- ¿Qué indica el metabolismo basal?David pesaba 5,5 Kg. y medía 70 cm. al ingresar al hospital.Para un niño varón entre 0 y 3años el metabolismo basal se calcula mediante la ecuación:(60,9 x peso Kg) – 54 a) Explica porqué en el caso de un bebé de la edad de David no se puede aplicar la fórmula Peso(kg) x 24 Calcula el metabolismo basal de David.¿Cuántas de esas calorías utiliza el cerebro? Cómo las obtiene? En que las utiliza? Indica 5 funciones del organismo que utilizan las calorías del metabolismo basal.

David Segovia Cuestionario de H2O

1.- Calcula la pCO2 del plasma de David2.- Clasifica el estado ácido-base de David. Justifica Explica por qué desechas las otras alteraciones del equilibrio ácido base.

3.- ¿A qué se debe el aumento de la velocidad respiratoria de David al ingresar al hospital?

4.- ¿Cómo explicas la disminución de CO2?

5.- ¿De los resultados de laboratorio podrías inferir si el problema se encuentra a nivel de la membrana pulmonar, que impediría un buen intercambio de gases?

6.- Indica el origen del HCO3- de la sangre. Explica la función del mismo.

Escribe las reacciones correspondientes.

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A causa de la fiebre a David se le suministra aspirinetas por vía oral. El principio activo de las aspirinetas es el ácido acetilsalicílico, un ácido débil cuyo pK es 3,5. Se absorbe a la sangre a través de las células que recubren el estómago y el intestino delgado, para lo que tienen que atravesar las membranas plasmáticas. El pH del contenido del estómago es 1,5 y el pH de los contenidos del intestino delgado es de alrededor de 6,0. 7.- ¿Dónde se absorbe mayor cantidad de aspirineta en el estómago o en el intestino? Justifica aclarando el significado del pK

8.- a) Dibuja las curvas de titulación del ácido salicílico y del bicarbonato (pK 6.1).b) Compara las dos curvas. Establece semejanzas y diferencias.c) Determina en el gráfico la fracción predominante a pH fisiológico.

9.- Los valores del lactato plasmático de David están aumentados.a) ¿Por qué se informa como lactato y no como acido láctico? b) Explica la relación que hay entre esta observación y los valores de bicarbonato hallados.c) ¿Qué otros sistemas buffer participan en la regulación del pH de la sangre?d) El sistema buffer bicarbonato/acido carbónico es un sistema abierto, ¿que significa esta

afirmación y cual es la ventaja que así sea?

10.- Explica l significado y la importancia en la determinación del “anión gap”, hueco aniónico.El valor normal del anión gap es 12 a 16 meq/litro. Explica como estará este valor en David.¿Crees que las aspirinetas que tomó David contribuyen a modificar el “anión gap”Explica tu respuesta

11.- Todos los procesos de absorción y secreción de agua implican el pasaje de agua a través de membranas biológicas. a) Explica los mecanismos de difusión de agua a través de las membranas biológicas.b) Describe una nefrona. Todas las porciones de la misma son igualmente permeables al agua? Explicac) Explica las funciones de las acuaporinas. A que se debe la existencia de distintas isoformas de acuaporinas? En que se diferencian?d) Explica el papel de las acuaporinas en la regulación de la reabsorción de agua por el riñón.e) Compara la participación de la hormonas en la regulación del equilibrio hídrico teniendo en cuenta para cada hormona, lugar de síntesis, en respuesta a que estimulo se libera, donde actúa, cuál es su efecto.f) La retención de agua¿ produce un aumento de volumen del liquido extracelular, intracelular o ambos?

La cantidad total de agua y de electrolitos en el cuerpo depende del balance entre ingesta y pérdida12.- Explica el significado de equilibrio hídrico. Compara este concepto con el de balance hídrico.

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David SegoviaCuestionario: Estructura de glúcidos

David padece de una enfermedad de almacenamiento de glucógeno. La biopsia hepática mostró la presencia de cantidades anormalmente altas de glucógeno y de triacilgliceridos. La estructura del glucógeno era normal.

1.- Describe la estructura del glucógeno. ¿En qué grupo de biomoléculas la ubicas? ¿Por qué?

2.- ¿Qué dos disacáridos se obtienen por hidrólisis del glucógeno? Escríbelos y nómbralos indicando el significado de cada uno de los términos utilizados. 3.- ¿Cuál es la función del glucógeno? ¿Qué ventajas fisiológicas presentan la gran ramificación del mismo? ¿En que tejidos se almacena en mayor cantidad? Explica la función del glucógeno en cada uno de los tejidos que mencionaste.

4.- ¿Qué ventajas presenta almacenar los glúcidos como glucógeno y no como glucosa que es la fuente de energía inmediata?

5.- ¿Puede una célula hepática o muscular almacenar glucógeno indefinidamente? Explica.

6.- a) Ubica al glucógeno dentro de la clasificación de los glúcidos.b) ¿Qué otros homopolisacáridos conoces? Indica la función de cada uno. Establece la relación entre la estructura y la función correspondiente.

7.- Dentro de la clasificación de los polisacáridos se encuentran los heteropolisacáridos. a) ¿Que son los glicosaminglicanos (GAG)?b) Confecciona una tabla con los distintos GAGs que tenga en cuenta: productos de hidrólisis, ubicación tisular y función.c) En base a su estructura explica las funciones de los glicosaminglicanos

8.- Compara las estructuras de los GAGs (proteoglicanos) con otros heteropolisacáridos: las glicoproteínas

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David SegoviaCuestionario de lípidos

1.- Los triacilgliceridos (TAG) son lípidos. Justifica

2.- a) Escribe con formulas la ecuación de hidrólisis de un triacilglicerido (palmitoil C16:0, oleil C18:1, estearil C18:0, glicerol). b) Nombra los productos de hidrólisis. Marca los grupos funcionales y nómbralos.

3.- ¿Cuál es la función de los triacilgliceridos? ¿En qué tejidos se almacenan en mayor cantidad?

4.- a) ¿Qué ventajas le proporciona al organismo utilizar como reserva de energía triacilglceridos?b) ¿Qué significa "reserva de energía"? Ejemplifíca.

5.- Explica cual de las dos sustancias de reserva de energía: glucógeno o TAG, proveerán más rápidamente a las células del organismo el dador directo de energía, glucosa o ácido graso respectivamente. 6.- El análisis de laboratorio también indica un aumento del colesterol plasmático de David.a) Dibuja la estructura del colesterol. Compáralo con el TAG.b) ¿Contienen algún grupo funcional en común? c) Sin embargo a ambos se los ubica dentro del mismo grupo de sustancias. ¿Qué características comunes presentan?

7.- a) Menciona las funciones del colesterol. b) ¿Que esteroides biológicamente activos derivan del colesterol?c) Dibuja:

una hormona esteroide (nómbrala) un ácido biliar la vitamina D

Compara sus estructuras marcando semejanzas y diferencias

8.- Siendo el colesterol un lípido, a) ¿cómo crees que es transportado en la sangre? b) ¿Y la glucosa? Explica teniendo en cuenta la estructura del agua.

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David SegoviaCuestionario de proteínas El defecto de David radica en la baja actividad de la enzima glucosa 6-fosfatasa (glu-6-Fasa). Aproximadamente el 99% de las enzimas son proteínas globulares

1.- ¿Qué son las proteínas? Descríbelas teniendo en cuenta los distintos niveles de organización, nombrando las uniones que estabilizan cada nivel. Describe cada uno de los tipos de unión que participan en el mantenimiento de la estructura de las proteínas., clasifícalas en fuertes y débiles.

2.- La glucosa 6 fofatasa es una proteína de la membrana del retículo endoplásmico (RE), formada por 9 hélices de transmembrana. Es una proteína formada por 387 aminoácidos, muy hidrofóbica. El extremo N terminal y el sitio activo se encuentra en el lado luminal del RE y su extremo C terminal se proyecta del lado citoplamático. Aminoácidos escenciales como arginina, lisina, histidina se encuentran formando el sitio activo. Define los términos en negritas.Menciona aminoácidos que se encuentran en las hélices hidrofóbicas.En base a las estructuras de los aminoácidos escenciales mencionados explica porque se encuentran en el lado luminal del RE.Dibuja a la Glu-6-Fasa inserta en el RE

3.- ¿En qué se asemejan y en que se diferencian las estructuras de las cientos de enzimas diferentes que se conocen?¿Cómo explicas que las enzimas presenten especificidad de sustrato y de reacción?

4.- El hematocrito indica el porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los glóbulos rojos y da una idea de la concentración de la hemoglobina sanguínea.¿Cuáles son las funciones de la hemoglobina?

5.- Siendo David un niño de 5 meses, cual hemoglobina predomina en los glóbulos rojos del niño? ¿Cuál en la del recién nacido?

6.- Compara la estructura de ambas hemoglobinas, indicando semejanzas y diferencias. Explica como incide la diferencia estructural en la función que realizan.

7.- Dibuja las curvas de saturación del O2 de ambas hemoglobinas. ¿Mediante que parámetro se expresa la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno? ¿Cómo se define dicho parámetro?Márcalo en el gráfico

8.- Explica la ventaja que representa para el feto la presencia de HbF. ¿Por qué tiene que ir desapareciendo en la vida extra uterina?

9.- Modifican la afinidad de la hemoglobina F por el oxígeno los niveles de CO2 y de H+?Explica utilizando los valores de estos parámetros de David

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David SegoviaCuestionario de ácidos nucleicos

La enfermedad de Von Gierke, enfermedad del glucógeno Tipo I, es una enfermedad genética, autosómica recesiva.Los errores congénitos hereditarios del metabolismo son causados por genes mutados que producen proteínas anormales cuyas actividades funcionales normales se encuentran alteradas 1.- ¿Qué son los genes? ¿Cuál es su localización intracelular? ¿Cuál es su composición? Explica:

La relación entre gen y cromosoma. La diferencia ente célula haploide y célula diploide. La diferencia entre cromosoma sexual y cromosoma autosómico.

2.- Describe la estructura del DNA.

3.- ¿Que relación existe entre genes y proteínas? ¿Qué establece el Dogma Central de la Biología Molecular? ExplícaloDefine código genético. Indica sus características.

4.- Establece un cuadro comparativo entre DNA y RNA

ADN ARNProducto de hidrólisisNúmero de cadenasTamañoLocalización celularLugar de síntesisFunciones Lugar en que realizan su funciónVida media

6.- ¿Qué entiendes por mutación? ¿Qué tipos de mutaciones se pueden observar en el DNA?

7.- Siempre una mutación en el ADN es hereditaria? Siempre se expresa en una proteína biológicamente inactiva? ¿La mutación del ADN de cualquier tipo celular es hereditario? Discútelo

8.- ¿Por qué se verá alterada la actividad funcional normal de la enzima por una mutación en el ADN?

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David SegoviaCuestionario: Genética

La deficiencia en la glucosa-6-fosfatasa es una enfermedad genética autosómica recesiva.Explica el significado de esta afirmación

El gen que codifica para esta enzima tiene su locus en el cromosoma 17 y contiene 5 exones. Esta enfermedad es producida por numerosas variantes alélicas (alelos). En un paciente la mutación consiste en una inserción de dos nucleótidos en la posición 459 del exón 3. Esto produce un corrimiento en el marco de lectura y genera un codón de terminación temprana. En una familia japonesa se identificó una mutación en el sitio de “splicing” que producía una proteína con 146 aminoácidos menos que el producto del gen normal. Otras mutaciones encontradas corresponden a mutaciones sin sentido, puntuales, inserciones o deleciones

1.- Explica el significado de cada uno de los términos en negrita.

2.- Distingue entre cromatina y cromosoma. ¿Se puede diagnosticar la enfermedad de David en un estudio del cariotipo?

3.- Si ambos padres de David son sanos, indica cual es el fenotipo y el genotipo de los padres. Compáralo con los David

5.- Esquematiza el par de cromosomas 17 en metafase mitótica de uno de los padres de David y señala los alelos para el gen de la glucosa-6-fosfatasa

6.- Explica que es una mutación. Analiza los ejemplos de mutación que presenta el texto y su relación con los productos génicos obtenidos.

7.- ¿Qué es el “splicing” ¿Cuál es su función? ¿Cuál es la consecuencia de una mutación en un sitio del splicing?

8.- Teniendo en cuenta la localización tisular de la enzima glucosa-6-fosfatasa explica a) ¿Qué células de David poseen el alelo enfermo?b) ¿Por qué no se observa las consecuencias de la mutación en los riñones o en el intestino?

9.- ¿Cómo se produce la regulación de la expresión de los genes?

10.- Durante la hipoglucemia de David, el glucagón induce enzimas de la gluconeogenesis. Explica el mecanismo por medio del cual el glucagón afecta a la expresión de los genes.

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David SegoviaCuestionario de bioenergética y enzimas

El defecto de David se encuentra en la falta de actividad de la enzima glucosa 6 fosfatasa que cataliza la siguiente reacción

Glucosa 6P + H2O glucosa + Pi Go´= -13,8 kj/mol (-3,3 kcal/mol)

1.- Escribe la reacción con formulas. Indica la importancia de esta enzima en el mantenimiento de la glucemia.Indica también los tejidos que participan en la regulación de la glucemia.¿Podrías utilizar la enzima para sintetizar glucosa 6P? Explica.¿En que fracción subcelular se encuentra esta enzima?

2.- Explica las funciones de las enzimas¿Qué ventajas presenta sobre los catalizadores inorgánicos? Explica como afecta la enzima a los siguientes parámetros de la reacción: la energía de activación

el G°' el G la Keq

Justifica definiendo cada uno de los parámetros.

3.- Calcula la Keq de la reacción. ¿Hacia que sentido esta desplazada? ¿Cuál de los siguientes gráficos podría responder a la Keq que hallaste? Explica

4.- El Km de la enzima por su sustrato, glucosa 6P, es alto, alrededor de 3mM, con respecto a la concentración intracelular normal que es de alrededor de 0,2 mM.Señala estos valores en un grafico de Vo en función de la concentración de sustrato.

5.- La glucosa 6 fosfatasa es reprimida por insulina e inducida por glucagón y cortisol.¿Sobre que biomoléculas se ejerce la represión y la inducción?

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[R][P]

Tiempo

[R][P]

Tiempo

[R][P]

Tiempo

6 .- Representa el gráfico de las curvas correspondientes antes y después de la acción de la insulina

7.- La cinética de la enzima mostró los siguientes resultados[S]mmoles Velocidad mmoles /min0,5 6,5 1 14,5 3 22.510 41.3 20 42.6

¿Cuál es el valor del Km de la enzima? Justifique definiendo Km

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David SegoviaCuestionariode Oxidaciones Biológicas

Las diferentes células del organismo obtienen su energía a partir de combustibles exógenos y endógenos. La respiración celular es el proceso mediante el cual las células aerobeas obtienen su energía a partir de la oxidación de los nutrientes con participación del oxígeno.1.- Explica el significado de la afirmación en negrita. ¿Significa esta afirmación que el oxígeno interviene en todos los pasos de óxido-reducción de las vías involucradas? Explica.

2.- Esquematiza las etapas de la respiración celular utilizando como nutrientes glucosa y ácidos grasos, señala la ubicación intracelular de las mismas, indica en cuál de las etapas participa el oxígeno. ¿Cuál es la función del oxígeno en esta vía metabólica? ¿Qué características estructurales del oxígeno las adecuan para esta función?

3.- Los niveles de lactato de la sangre de David están muy elevados. Escribe con fórmulas la reacción catalizada por la lactato dehidrogenasa: Piruvato + NADH + H+ lactato + NAD+

Señala las sustancias que se oxidan y las que se reducen. Justifica

¿Puede haber oxidación sin reducción? Explica.¿Tienen todos los aceptores de electrones la misma afinidad por estas partículas? ¿Los dadores de electrones, los liberan todos con la misma fuerza? Explica.

4.- ¿Cómo se expresa la fuerza de una sustancia reductora?¿Cuáles de las siguientes sustancias ceden electrones con mayor facilidad?

Oxidante/reductor E°’NAD+/NADH -0.32FAD/FADH2 -0.00Citocromo b (Fe3+/Fe2+) 0.07Citocromo c (Fe3+ /Fe2+) 0.22Citocromo a (Fe3+ /Fe2+) 0.29½ O2 /H2O 0.82

¿Cuál es el de menor y cuál el de mayor afinidad por los electrones?

El potencial redox E‘ del piruvato/lactato = -0.19 volt y y del NAD+/ NADH+H+ = -0.32 volt Calcula el E‘de la reacción. ¿Qué indica el E‘? ¿En qué difiere del E‘ real de la reacción?

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5.- La relación entre E°’ y G°’ es

G°’ = -nF E°’

Calcula la variación de energía libre estándar que se produce por el pasaje de electronesdesde el NADH al oxígeno.

¿Se obtendrá la misma cantidad de energía si el dador de electrones es el FADH? JustificaExplica como obtienen los electrones esta energía que luego liberan.

El metabolismo energético de los hepatocitos de David es el siguiente:

Glucosa-6-P ácidos grasos TAG VLDL

Lactato FAD NAD+

malato piruvato FADH2 c.cetonicosNAD+ NADH oxaloacetato acetilCoA NADH + H+ citrato

Acidos grasos

6.- Escribe con fórmulas la reacción catalizada por la enzima piruvato dehidrogenasa. Describe la estructura de la coenzima A, ¿cuál es la función de esta sustancia?Indica las vitaminas que forman parte de las estructuras de cada una de las coenzimas que participan en la reacción. 7.-Explica los diferentes mecanismos que participan en la regulación de la actividad de la PDH. ¿Cómo crees que estará la actividad de la enzima en los hepatocitos de David?Aumentada, disminuida o normal. Explica.

8.-Explica el mecanismo por el cual las mitocondrias utilizan la energía liberada durante el pasaje de electrones para la síntesis de ATP.¿Qué significa que ambos procesos están acoplados? ¿Puede haber cadena de transporte de electrones sin fosforilación oxidativa? ¿Y fosforilación oxidativa sin transporte de electrones? Explica

9.- En la cadena de transporte de electrones estos fluyen desde el NADH hasta el oxígeno a través de una serie de intermediarios de óxido reducción.Menciona los componentes de la cadena de transporte de electrones. Observa la estructura de cada uno, descríbelos y compáralos. A pesar de ser estructuras diferentes, todas tienen una característica funcional común.¿Cuál es esta característica?

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10.- Observa la tabla de potenciales de reducción. Explica la razón del orden de los componentes en la cadena transportadora de electrones.

11.- La relación glucagón /insulina en David es alta. ¿Cuál es el combustible energético utilizado por el hígado del niño en el momento de ser ingresado al hospital?¿Cómo crees que estarán los niveles energéticos de sus hepatocitos?¿La relación ATP/ADP será alta o baja? ¿Cómo afectará dicha relación a la velocidad de la cadena transportadora de electrones? Explica. Establece una relación entre los niveles energéticos de la célula y la velocidad del transporte de electrones por la cadena respiratoria.¿Qué es el control respiratorio? Explícalo

12.- Explica el destino normal del acetilCoA proveniente de la oxidación de los nutrientes en estado post absortivo de una dieta equilibrada. Indica las funciones del Ciclo de Krebs. ¿Qué son las reacciones anapleróticas o de reabastecimiento del ciclo? ¿Por qué siendo un ciclo estas reacciones son importantes?Escribe con fórmulas dos reacciones anapleróticas.

13.- Analiza el ciclo de Krebs. Señala las reacciones de óxido-reducción y las reacciones reguladoras del mismo, indicando los efectores alostéricos correspondientes.

De acuerdo al esquema del metabolismo energético de David, ¿cómo crees que será la velocidad del ciclo de Krebs cuando ingresa al hospital? Justifica.En este caso, ¿qué destino podría tener el acetilCoA? ¿Con que datos del análisis de laboratorio lo correlacionas?

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David Segovia Cuestionario de transducción de señales

1- Explica el concepto de transducción de señales.

2- ¿Puedes considerar a las siguientes sustancias hormonas? Justifica. Indica la estructura de cada una. NO (óxido nítrico), insulina, glucagón, cortisol, progesterona, citoquinas, prostaglandinas, acetilcolina.

3- ¿Qué entiendes por ligando? ¿Cómo explicas que distintas células respondan de manera diferente al mismo ligando?

4- ¿Cómo defines receptor? Explica la función y la estructura general de un receptor. ¿Por qué se dice que un receptor es una molécula bifuncional?

5- ¿Qué características debe tener un receptor en relación a su ligando? Dibuja un gráfico de [L-R] (complejo ligando receptor) en función de [L] (ligando). Compáralo con el gráfico de velocidad en función de la concentración de sustrato de una enzima

6- Para la siguiente reacción: L-R L + R

La Keq = [L] x [R] es aproximadamente de 10-9 a 10-12 [L-R] ¿Qué indican estos valores y cómo se relacionan con la función del receptor?

7- ¿Cómo explicas que el mismo receptor produzca distintas respuestas en distintos tipos celulares?

En David, la deficiencia en glucosa-6-fosfatasa se manifiesta principalmente durante el ayuno. El estado de ayuno está caracterizado por un predominio de las hormonas glucagón y cortisol.

8.- Compara los receptores de glucagón y cortisol en cuanto a localización celular, estructura y mecanismo de transducción de señales. ¿Qué significa la expresión “el receptor de glucagón está acoplado a proteína G”? ¿Qué función cumple la proteína G en el mecanismo de transducción de señales? ¿Por qué se dice que las proteínas G forman una superfamilia?

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¿Cuál es la estructura de la proteína G? ¿Cuántos tipos existen? ¿Cómo se activa y cómo se inactiva una proteína G? ¿Cuál sería la consecuencia de la inhibición de la actividad GTPasa de la proteína? Justifica. ¿Qué proteína G participa en el mecanismo de transducción de señales del glucagón? ¿Cuál es su función? ¿Qué son segundos mensajeros? Menciona ejemplos. ¿A que se debe que no todas las hormonas utilizan segundos mensajeros en su mecanismo de acción? ¿Qué segundo mensajero participa en el mecanismo de transducción de señales del glucagón? ¿Cómo se sintetiza? ¿Cómo se degrada? ¿Cuál es su función? ¿El cortisol utiliza segundos mensajeros? ¿Por qué? ¿Cuál es la importancia de las proteínas de choque térmico en el mecanismo de acción del cortisol? ¿Qué dominios funcionales presenta el receptor del cortisol? ¿Cómo se produce la respuesta biológica?

9- La adrenalina tiene distintos efectos en distintos tejidos. ¿Cómo puede ser esto posible? a) La adrenalina promueve la contracción del músculo cardíaco a través de sus receptores

beta1 y la contracción del músculo liso a través de sus receptores alfa2. Compara el mecanismo de transducción de señales en ambos casos.

b) Explica por qué un fármaco como el atenolol, actúa bloqueando la acción de la adrenalina a nivel del corazón y no del músculo liso. Explica por qué a altas dosis el atenolol puede bloquear los receptores beta2.

c) La adrenalina estimula la glucogenolisis muscular y hepática. En el músculo utiliza receptores beta2 y en el hígado receptores alfa1. Compara el mecanismo de transducción de señales en ambos casos.

10- ¿Qué señales originan un aumento de calcio citoplasmático y cuál es la función del calcio en el mecanismo de transducción de señales?

11.-a) ¿Qué son los receptores ionotrópicos?b) ¿Cuál es su función?c) ¿En qué se diferencian de los receptores metabolotrópicos?d) ¿Puede un mismo ligando tener un receptor ionotrópico y uno metabotrópico? Ejemplifica.

12- Explica el mecanismo de transducción de señales del NO

Después de analizar los diferentes mecanismos generales, responde las siguientes preguntas integradoras

13- ¿Cuáles son los componentes básicos de todos los sistemas de transducción de señales?

14- ¿Cuáles son los mecanismos de amplificación de la señal? ¿Cuál es su importancia?

15- a) ¿Qué entiendes por desensibilización del sistema de transducción de señales?

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¿A qué nivel del sistema de transducción de señales se produce la desensibilización? ¿Por qué es tan importante este proceso? b) Explica el mecanismo de desensibilización

del receptor del glucagon de la proteína G de la adenilato ciclasa de la pKA

16- ¿Qué significa sinergismo y antagonismo en la transducción de señales?

17- ¿Cuáles son las respuestas celulares que se producen a partir de una señal?

18- ¿Cuál es la importancia de que la membrana plasmática sea fluida en el mecanismo de transducción de señales de receptores de membrana?

19.- ¿Cuáles son las consecuencias sobre los efectos de un factor de crecimiento de drogas inhibidoras de:

a) la síntesis de proteínasb) la PKAc) la PKCd) fosfatasase) la transcripciónf) desacoplante de la cadena respiratoria

David Segovia: Cuestionario del Metabolismo de glúcidos

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1.- David tiene una hipoglucemia muy pronunciada, más marcada que en aquellos pacientes con enfermedad de almacenamiento del glucógeno debida a la falla de la enzima glucógeno fosforilasa. a) Explica estos resultados. b) Explica por qué a pesar de la deficiencia enzimática el hígado libera una pequeña proporción

de glucosa a la sangre (mecanismo de la glucogenolisis).c) ¿Cuál será el efecto de una hipoglucemia tan marcada sobre los niveles hormonales de

David? Explica

2.- ¿Se podría pensar en un daño hepático agudo en base a los datos del laboratorio clínico del niño? Justifica .

3.- Una vez estabilizado el cuadro febril, se procedió a tratar y estudiar la hipoglucemia de David. Se observó que cuando se le suministro una única dosis de glucosa, la glucemia del niño subió a valores normales, pero al cabo de 4 horas bajo a 14 mg %. David no podía mantener la glucemia en el ayuno. Indica las vías metabólicas involucradas en el mantenimiento de la glucemia en el ayuno teniendo en cuenta: los tejidos que participan, los sustratos a partir de los cuales se sintetiza la glucosa, la regulación enzimática y hormonal de cada vía

4.- David tampoco respondió a la administración de glucágon 1M por vía endovenosa.a) ¿Que te sugiere esta observación? b) ¿Por qué no se administra el glucagón por vía oral?

5.- ¿Cómo se encontrarán los niveles de insulina en el plasma de David, cuando ingresó al Hospital?

6.- En base a las observaciones antes mencionadas el estudio de la biopsia se realizó sobre la fracción microsomal de las células hepática. Esta fracción que se obtiene por ruptura de las células y centrifugación diferencial a gran velocidad está enriquecida en membranas del retículo endotelial ¿Por qué crees que se buscó el defecto en esa fracción celular?

7.- La biopsia mostró la presencia de cantidades anormales de glucógeno de estructura normal.¿Por qué crees que se acumula glucógeno en el hígado de este paciente? Justifica.

Describe: la vía metabólica de síntesis de glucógeno, localización tisular y celular, la enzima marcapaso de la vía y forma de regulación de la misma. 9.- ¿Que otra vía metabólica de la glucosa, esta aumentada en este paciente? Relaciónala con la hiperuricemia que presenta David.

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10.- Cuando David fue dado de alta se le recomendó un régimen con leche libre de lactosa enriquecida con glucosa 2g/kg de peso, cada 4 horas, día y noche. Cuando David alcanzó los 3 años su fórmula de leche glucosada fue gradualmente reemplazada por almidón de maíz crudo varias veces por día y por lo menos una vez por noche.a) Describe la digestión de los componentes de la dieta de David teniendo en cuenta enzimas,hormonas, absorción, transporte, destino de productos.

a) ¿Por qué se elimina la lactosa de la leche que se le suministra a David? b) Esquematiza el metabolismo de la galactosa. c) ¿Cómo estará la actividad de la glucoquinasa en el hepatocito de David en el momento en

que lo internaron? Recuerda que es una enzima inducible por insulina. d) Compárala con la de la hexoquinasa. Recuerda que el metabolismo hepático de la galactosa

no está sujeto a un control estricto. e) ¿Por qué esto se reflejaría en la formación excesiva de intermediarios glucolíticos? ¿Cuál

sería la consecuencia de este aumento? ¿Por que se sustituyó la leche glucosada por almidón de maíz?

David SegoviaCuestionario de Metabolismo de lípidos

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1.- El hígado produce normalmente triacilgliceridos. a) Compara mediante las ecuaciones correspondientes la síntesis de TAG en hepatocitos y en

el enterocito.b) Indica los orígenes de los sustratos en la síntesis endógena de triacilgliceridos en hígado en

ayuno y saciedad. c) Explica a qué se debe que en David se acumulen TAG en sus hepatocitos. Explica en qué

tejidos se originan los sustratos correspondientes y por acción de qué hormonas

2.- El perfil de apoproteínas mostró apoproteínas B,C y E aumentadas y A y D ligeramente disminuidas.a) Explica las funciones de cada apolipoproteínab) ¿Esperas encontrar aumentadas las lipoproteinas? ¿Cuáles? Explica.c) Explica a que se debe el perfil de lipoproteínas hallado en David.

A David de le suministro aspirina (ácido acetilsalicílico), un antipirético que actúa en el metabolismo de las prostaglandinas. Las prostaglandinas, al igual que los tromboxanos y los leucotrienos son hormonas de acción endocrina y paracrina, sintetizados por casi todos los tejidos. 3.- a) Explica el significado de esta afirmación.Las prostaglandinas actúan a través de un receptor de membrana aumentando los niveles intracelulares del cAMP. b) Describe el mecanismo de transducción de señales en el que participa el cAMP.

4.- a) ¿Cuál es el principal precursor de las prostaglandinas? b) ¿En que compuestos se encuentra? ¿Cómo se libera de los mismos? c) Escribe con fórmulas la reacción catalizada por la enzima fosfolipasa A2

5.- El ácido araquidónico puede seguir dos caminos diferentes.

a) ¿Cuáles son estos caminos y cuales los productos finales de los mismos? b) ¿Como explicas el efecto antipirético de la aspirina? Justifica.

David SegoviaCuestionario: metabolismo de aminoácidos y proteínas

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1.- Vimos que David presenta una hipoglucemia muy marcada, así como una acidosis metabólica mixta producida por los aumentos de ácido láctico y de cuerpos cetónicos. El organismo de David responde a la hipoglucemia modificando su esquema hormonal.a) Explica en que consiste el cambio. b) Discute la acción del cortisol sobre los tejidos muscular y hepático.

Recuerda que el cortisol es también un antiinflamatorio. c) ¿Sobre que vía metabólica actúa? Mediante que mecanismo de transducción de señales? El

producto de este mecanismo ¿que enzima inhibe?

2.- El organismo de David trata de aumentar la glucemia mediante la gluconeogénesisa) ¿En qué tejidos se realiza la gluconeogénesis en las condiciones de David? b) Compara los sustratos usados por ambos tejidos. Indica el origen de estos sustratos.c) ¿Qué otros tejidos están involucrados en este proceso? Explica d) Esquematiza la formación de piruvato a partir de alanina teniendo en cuenta las reacciones

de transdeaminación (con fórmulas) de la alanina y el destino del grupo NH2. e) Compara el gasto de energía de la gluconeogénesis a partir de lactato y de alanina.

3.- David está en acidosis. Recuerda los mecanismos reguladores del pH del plasma.a) ¿Cuál es la función de los pulmones, del hígado y de los riñones en este proceso? En los riñones, en un estado de acidosis, la glutamina es tanto un dador de NH3 en la regulación del pH del plasma, además es un sustrato gluconeogénicob) Indica qué tejido es el principal productor de glutamina en el ayuno.c) Escribe con fórmulas, la reacción de síntesis de la glutamina y la catalizada por la

glutaminasa .d) Compara la regulación de la actividad de la enzima glutaminasa en hígado, riñón, neuronas.

Cómo explicas esta diferencia en la regulación de la enzima. Explica la importancia en cada tejido.

e) Explica las funciones de la glutamina, indica los orígenes del NH3 que interviene en la síntesis y los destinos de la glutamina

En el hígado la glutámina sintetasa y la glutaminasa se encuentran en células parenquimatosas en diferentes segmentos. Así en la región periportal, en contacto con sangre que llega del intestino y del músculo esquelético, las células contienen glutaminasa y las enzimas del ciclo de la urea; mientras que el área perivenosa, que representa el 5% de las células parenquimatosas y del que fluye la sangre hacia los riñones, contienen glutamina sintetasa. Su función sería asegurarse de que no escape NH3 no incorporado a la urea, a la circulación.a) Explica porqué es tan importante mantener el nivel del amoníaco plasmático muy bajo.b) En base a lo descrito en el párrafo anterior explica cómo se metabolizará el NH3 en los

hepatocitos de David. ¿Cómo será la velocidad del ciclo de la urea? ¿Cuál será el destino del HCO3

- no utilizado en la síntesis de urea? ¿Cómo redunda esto en el pH del plasma?c) Cuál es la ventaja de que la glutaminasa hepática sea inhibida por H+

En los riñones la captación de glutamina por las mitocondrias está inhibida por el cetoglutarato. A su vez el glutamato inhibe a la glutaminasa, y los H+ activan a la enzima cetoglutarato deshidrogenasa.

d) Explica las ventajas para el organismo de esta regulación. Cuál será el destino de la glutamina cuando el pH de la sangre se encuentra en valores normales.

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5.- En situaciones en que aumenta la [H+] plasmática, se activa la enzima cetoglutarato dehidrogenasa, con lo que disminuyen los niveles del sustrato de la enzima.a) ¿Cómo afectará esta activación la captación de glutamina por las mitocondria renales?b) Escribe con fórmulas las reacciones que liberan NH3 de la glutamina. c) Esquematiza el destino del amoníaco y de la cadena carbonada de la glutamina en riñón Relaciónalo con la gluconeogénesis renal.

David SegoviaCuestionario del Metabolismo de nucleótidos

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David presenta ácido úrico elevado en sangre, producto de la degradación de las bases púricas.

1.- ¿Cuales son los precursores de la síntesis de novo de los nucleótidos de purina?.

2.- ¿Que consecuencias trae la falta de ácido fólico en la dieta? Justifica. El ácido fólico es una vitamina, explica esta afirmación.

3.-Los nucleótidos de purina contienen un monosacárido. Indica el origen del mismo.

4.- ¿Cuales son las enzimas involucradas en la regulación de la vía de síntesis de los nucleótidos de purinas? ¿Qué metabolitos la regulan y como? Justifica.

5.- Explica cuales son las causas del aumento de los niveles plasmáticos de acido úrico en David.

6.- David puede desarrollar “gota”. Describe las etapas involucradas en la aparición de la crisis de gota.

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