UNIDAD 3: Fase 5- Metabolismo-trabajo colaborativo 2

INTRODUCCIÓN.

Los organismos vivos están compuestos por átomos los cuales conforman las células y estas a su vez conforman las moléculas que interactúan con cada uno de sus sustratos y proporcionar energía y funcionalidad al cuerpo, por otra parte se unen para formar unidades funcionales más grandes.

Cuando se habla de bioquímica, se hace referencia a las bases por las cuales están constituidos los seres vivo, su composición atómica, ubicación, sus enlaces químicos y tipos de enlace son los factores que me van ayudar a determinan la estructura y las formas de las moléculas y las funciones específicas que estas desempeñan en todos los  organismos vivos. De esta forma la bioquímica interviene en el nacimiento, desarrollo y funciones de las células que conforman los tejidos, los órganos y sistemas funcionales de los organismos vivos. 

Las biomoleculas pueden clasificarse en orgánicas (Ácidos nucleicos, proteínas, glúcidos y lípidos)  e inorgánicas (Agua, sales minerales y gases) y se forman a partir de bioelementos como el carbono, oxigeno, hidrogeno y nitrógeno.  

OBJETIVOS.

En este trabajo se pretende comprender y profundizar los conceptos relacionados con el metabolismo celular, del módulo de Bioquímica. El catabolismo y biosíntesis de las Biomoleculas específicamente hablando de glúcidos, lípidos y aminoácidos, también serán estudiados en esta Unidad.

Situación problema

ABP-Glicólisis: Durante la fermentación láctica, la glucosa se transforma en lactato (ácido láctico) en condiciones anaeróbicas (sin consumo de oxígeno), con un rendimiento energético neto de 2 moléculas de ATP por molécula de glucosa consumida. 

1. Analice el estado de oxidación tanto del precursor de esta ruta (glucosa) como del producto final (lactato). 

¿Hay oxidación neta? 

R/ No se realiza la oxidación neta porque el ATP no logra consumirse el 100% de la energía que se encuentra en la molécula de glucosa, por ende queda un residual de energía, que a su vez no interviene o afecta en la reacción y se logra presentar.

2. Analice Si ha contestado negativamente ¿Cómo se puede producir la oxidación en dos etapas desde 3-fosfogliceraldehído (3PGA) hasta 3-fosfoglicerato (3PG)? 

R/ Dicha reacción se forma gracias a una enzima llamada fosfoglicerato quinasa el cual cataliza la reacción y genera la liberación de ADP, este genera la oxidación necesaria para que se de el cambio de 3-fosfogliceraldehído (3PGA) hasta 3-fosfoglicerato (3PG). 

3. Analice Durante la glicólisis se forman 2 moléculas de ATP mediante fosforilación a nivel de substrato. Si no ha habido oxidación neta durante el proceso, ¿de dónde sale la energía para esta fosforilación?.

R/ La energía resulta de la reacción que se explico anteriormente, debido a la enzima fosfoglicerato quinasa la cual genera una reacción demasiado fuerte, la cual sirve como ayudante para las demás moléculas convirtiéndose en una recarga para las demás moléculas de ADP y empujando las demás reacciones en cadena.

NOTA-1: Estudie el estado de oxidación del gliceraldehído (su estado de oxidación es el mismo que el 3-fosfogliceraldehído) y del ácido láctico, por un lado a nivel de la molécula completa, y por otro comparando carbono a carbono para entender qué reacciones de oxidación y reducción se han producido realmente en la molécula durante la segunda fase de la glicólisis – fermentación láctica. 

Alcances de la solución del problema: 

En el contenido del producto final debe tener una continuidad y orden para que se entienda la redacción como en enlace de ideas con sentido cuando se realiza la lectura. De lo contrario simplemente es un corte y pega.

Recuerden la apropiación del conocimiento es una acción individual y de responsabilidad consigo mismo y con el trabajo que da al interior del grupo (Aportes, Discusión, consensos y construcción del producto final)    

b) Investigadores daneses, llamados Bang y Dyerberg en Groenlandia. Compararon a los esquimales que seguían la típica dieta de la zona, con sus compatriotas que se habían trasladado a vivir a zonas más industrializadas y habían modificado sustancialmente su alimentación, adoptando una dieta más típicamente occidental. Observaron que la población Inuit que vivía en su hábitat natural, llamados comúnmente esquimales, tenía una incidencia muy baja de determinadas enfermedades que son las principales causas de mortalidad en la población occidental, es decir de patologías cardiovasculares, tumores de mama, diabetes y enfermedades debidas a procesos inflamatorios.

Estudios posteriores demostraron que la población Inuit presentaba bajos niveles de colesterol, triglicéridos, VLDL que corresponden a lipoproteína de muy baja densidad y LDL Lipoproteínas de baja densidad, además de altos niveles de Lipoproteínas de alta densidad HDL (que actúa como factor protector cardiovascular), comparados con los daneses que habían adoptado la dieta occidental. El buen estado de salud era debido a la elevada ingesta de alimentos ricos en ácidos grasos omega-3, la grasa de mamíferos marinos, como la foca groenlándica son ricos en estos. 

Los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPICL) son componentes dietarios que participan en múltiples procesos fisiológicos, donde cumplen un rol estructural en los fosfolípidos de las membranas celulares y son sustratos para la síntesis de diversos mediadores fisiológicos. Dentro de los AGPICL encontramos dos grupos principales; los ácidos grasos omega-3 (ω-3) y omega-6 (ω-6), los cuales son ácidos grasos esenciales (AGE) para el ser humano debido a que carecemos de la maquinaria enzimática necesaria para bio sintetizarlos.

1. Analice. La ß-oxidación oxidación que es un proceso metabólico oxidante y se conoce como catabolismo en espiral en el cual se transforma los ácidos grasos a través de cuatro reacciones (oxidación, hidratación, oxidación y tiólisis). 

R/ La ruta catabólica de espiral surge cuando se repite una secuencia de 4 RXA (oxidación, hidratación, oxidación y tiólisis), la cadena del ácido graso se acorta en dos átomos de carbono, que salen en forma de acetil-coA.

Se entiende por estas reacciones lo siguiente:

1. Oxidación: La oxidación del acil graso-CoA a transΔ2-enoil-CoA por acción de una acil-CoA deshidrogenasa, una flavo enzima cuyo FAD se reduce a FADH2, por acción de la oxidación.

2. Hidratación: Se da cuando se incorpora una molécula de agua al doble enlace entre los carbonos 2 y 3 catalizada por la enoil-CoA hidratasa (que solo actúa sobre dobles enlaces trans) para dar L-3-hidroxiacil-CoA.

3. Oxidación: Esta es catalizada por la hidroxiacil-CoA deshidrogenasa, con NAD+ como coenzima, que transforma el grupo hidroxilo en carbonilo y produce 3-cetoacil-CoA y NADH + H+.

4. Tiólisis: Se da entre los carbonos α y ß, catalizada por la tiolasa, que libera una molécula de acetil-CoA al tiempo que la entrada de coenzima A permite que se forme un acil graso-CoA con dos carbonos menos que el de partida.

2. Analice. La importancia que tiene los ácidos grasos omega-3 (ω-3) y omega-6 (ω-6) y omega-9 (ω-9) en la alimentación humana.

R/ El omega 3 y 6 son ácidos grasos polinsaturados, de origen animal y vegetal, el cuerpo humano no puede producirlos por ende son grasas esenciales y de gran utilidad para nosotros y se deben consumir, sus fuentes son: el Omega 3 se consigue principalmente en (el pescado, los frutos secos y los aceites vegetales como el aceite de canola y de girasol) que son ricos en este acido graso y nos ayuda a prevenir enfermedades crónicas, como cáncer, problemas cardiovasculares y disminuye el colesterol malo, por otro lado esta el Omega 6 que se obtiene principalmente de ( las carnes rojas y de aves, los huevos, las frutas secas y los aceites vegetales como el aceite de canola y de girasol, el ácido linóleico). El exceso de estos acidos nos puede ocasionar unas inflamaciones en el organismo y causar enfermedades coronarias como cáncer, asma, artritis y depresión. 

El omega 9 no es esencial debido a que el cuerpo humano dentro de todo lo que realiza es capas de producirlo, sin embargo este acido grado insaturado que resulta muy bueno para la salud humana se puede incorporar o reforzar consumiendo(el aceite de canola, girasol, oliva y nuez) y contribuye a disminuir el riesgo de enfermedades cardiovasculares y problemas cerebrovasculares. Se ha comprobado que aumentan el nivel de colesterol HDL ("bueno") y disminuyen el nivel de colesterol LDL ("malo")

3. Analice. En que consiste las Grasas cis y trans y la importancia que las mismas tienen para la salud humana.  

R/ Consiste en moléculas de ácidos grasos saturados e insaturados, pueden ser cis o trans dependiendo de la orientación de los átomos de hidrogeno con respeto al carbono que lo contiene y al enlace por el cual están unidos que puede ser doble o simple. Cis nos indica que ambos hidrógenos se encuentran orientados en el mismo lado pero en carbonos diferentes y que por lo general se presenta mucho en los enlaces dobles y  trans indica que se encuentran en lados opuestos, es decir, se ubican en diagonal el uno del otro en su respectivo carbo y el enlace que los une por lo general es un enlace simple el cual es constituyente de las grasas saturadas. 

La mayoría de grasas cis se encuentran en una dieta balanceada y las grasas trans en una dieta desbalanceada por el tema de salud, ya que las grasas trans están asociadas a las grasas insaturadas por ende son mas benéficas para la salud y las cis a las grasas saturadas las cuales por su configuración son mas difíciles de destruir y se consideran grasas malas y que ocasionan problemas de salud, además pueden generar por transformación bacteriana de los ácidos grasos, procesos de hidrogenación y cocción de aceites a altas temperaturas, estas afectan el perfil lipídico de las grasas y van directamente al alimento, causando enfermedades cardiovasculares, infarto, resistencia a la insulina, diabetes, depresión del sistema inmune, cáncer, retrasa el crecimiento entre otras, por el contrario las grasas cis son consideradas grasas buenas y entre estos encontramos el Omega 3 y 6.

Configuración CIS y TRANS

Conclusiones

• Este trabajo sobre el Metabolismo de las células fue muy importante para nosotros como ingenieros de alimentos en la medida que se desglosaron subtemas como Ácidos grasos esenciales, su importancia, su relación con la salud humana, sus respectivos ácidos grasos cis/trans, la beta oxidación, glicolisis entre otros la cual nos llevó a profundizar y empoderarnos de los procesos que se llevan a cabo en la industria alimenticia y la importancia que tienen estas y sus procesos en el organismo del ser humano como es el caso de el omega 3 y 6.

• Se logró identificar los fundamentos a los que se refiere el metabolismo, la forma como ha avanzado en la alimentación y su importancia, la misma interpretación de cómo interactúan los alimentos, enzimas y demás.

• Logramos plantear solución a cada uno de los temas relacionados e identificar sus subtemas. Ademas de profundizar en el metabolismo celular y como este influye en la salud humana, su alimentación y pudimos entender la importancia, el comportamiento de los ácidos grasos y su interacción con los alimentos, además de las posibles enfermedades que nos ayuda a prevenir.