Universidad Central Del Este U C E Facultad de Ciencias de la Salud Escuela de Medicina

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1 Universidad Central Del Este U C E Facultad de Ciencias de la Salud Escuela de Medicina Programa de la asignatura: Descripción General: Total de Créditos: 5 Teórico: 4 Práctico: 2 Prerrequisitos: MED-091 Correquisitos: ******** La asignatura de Bioquímica Clínica tiene como propósito proveer al estudiante de las herramientas básicas para el estudio de los procesos metabólicos que ocurren en el organismo humano, lo cual constituye la base para la comprensión, detección y solución de los problemas clínicos que se presentan en la práctica profesional. El mismo consta de cinco unidades teóricas, en las cuales se estudiarán los procesos mediante los cuales se libera y almacena la energía en los seres vivos, es decir, las transformaciones metabólicas que sufren las diferentes biomoléculas y los mecanismos que regulan estos procesos. Objetivo(s) General(es): MED-092 Bioquímica II 1. Describir cómo la célula adquiere la energía necesaria para la realización de los procesos que en ella ocurren, lo cual se traducirá en el desarrollo de la vida. 2. Analizar los diferentes procesos metabólicos que ocurren en el organismo sano, a fin de obtener la energía necesaria para efectuar sus funciones vitales. 3. Aplicar los conocimientos adquiridos sobre estos procesos metabólicos en la solución de problemas clínicos, lo cual permitirá una mejor comprensión de los mecanismos bioquímicos involucrados en las patologías humanas. Sistema de Evaluación: 30 % Calificación Acumulada: Hasta la 6ta Semana 30 % Calificación Acumulada: Desde la 7ma hasta 11va Semana 40 % Calificación: 15ta - 16ta Semana (Evaluación Final)

2 Bibliografía Básica 1. Murray, Robert. Granner, Harper, Bioquímica Ilustrada, 16ava edición, México, Editorial El Manual Moderno, Bibliografía Complementaria 1. Benyon S. Metabolismo y Nutrición, 2da edición, Madrid, España, Editora Harcourt Brace, Cardelá R.; Hernández R. Bioquímica Médica, La Habana, Cuba. Editora Ciencias Médicas, Tomo III (Metabolismo), Champe P., Harvey R. Biochemistry, 2 edición, Philadelphia, USA, Lippincott Company, Díaz, A. Guía de Ejercitación en Bioquímica,Santo Domingo, R. D. Editora Universitaria, 2003.

3 UNIDAD I. RESPIRACIONCELULAR Conferencia 1.1. Metabolismo Concepto. Anabolismo y magistral por el catabolismo. Relación entre ambos procesos. profesor. Secuencias metabólicas (vías y ciclos) y sus componentes Explicar el concepto de metabolismo enfatizando el acoplamiento existente entre el anabolismo y catabolismo Diferenciar un ciclo de una vía metabólica, señalando sus componentes Identificar los enlaces de alta energía y los compuestos macro y micro ergios Describir la estructura del ATP, destacando su papel en el metabolismo intermediario Analizar la importancia de la respiración celular Interpretar el significado metabólico del ciclo de Krebs Señalar las diferentes reacciones que ocurren en el ciclo, enzimas principales y co factores que utilizan, así como su principal alimentador Generalidades Clasificación de las células según la fuente de energía que utilizan. Compuestos macro y micro ergios. Definición y ejemplos. Estructura del ATP y su importancia biológica. Ciclo del ATP. Esquema general de las oxidaciones biológicas Respiración celular Definición e importancia. Procesos que la constituyen. Localización de estos procesos El ciclo de Krebs Concepto. Funciones. Localización. Naturaleza. El Acetilco A como principal alimentador del ciclo y sus orígenes. Reacción del complejo piruvato deshidrogenasa. Secuencia de reacciones del ciclo, enzimas y co factores. Relación del ciclo con otras vías metabólicas. Reacciones anapleróticas. Agentes inhibidores del ciclo. de guías de trabajo: Introducción al metabolismo. grupal trabajo práctico #1. Presentación de maquetas sobre la estructura del ATP. Conferencia magistral por parte del profesor. guía de trabajo #2 Respiración celular retroproyector, data show, Pruebín escrito de la unidad. Reporte oral y escrito de actividades prácticas.

4 1.5. Cadena respiratoria Definición. Lluvias de ideas. Características estructurales y funcionales de sus componentes y su organización. Complejos respiratorios. Cambio de energía y bombeo de Conferencia magistral protones asociado al transporte de electrones. por el profesor. Inhibidores del transporte de electrones 1.8. Analizar la relación existente entre el ciclo y otras vías metabólicas Describir las diferentes reacciones anapleróticas que proveen metabolitos intermediarios al ciclo Calcular el rendimiento energético neto del ciclo de Krebs, al oxidarse una molécula de acético A Explicar el ordenamiento de los componentes de la cadena transportadora de electrones, así como sus características estructurales y funcionales Esquematizar los diferentes complejos respiratorios, señalando los que actúan como bomba de protones Fosforilación oxidativa Definición. Sitios de la fosforilación oxidativa. Hipótesis química y con formación al. Teoría quimios motica y formación del gradiente electroquímico de protones. Estructura de la ATP sin tasa. Inhibidores y agentes desacoplantes Balance y regulación Balance de materia y energía en la oxidación de Acetil-CoAhastaCO2y agua. Rendimiento energético. Eficacia del proceso. Regulación de la respiración celular: Regulación del complejo piruvato deshidrogenasa, control directo del ciclo de Krebs y control respiratorio. Exposición grupal e individual. guía de trabajo #2 Respiración celular. grupal trabajo práctico #2. Presentación de maquetas sobre los procesos de la respiración celular. retroproyector, data show, Reporte oral y escrito de las actividades prácticas Identificar algunos agentes inhibidores del transporte de electrones, señalando su sitio de acción. Plenaria final de la unidad.

5 UNIDADII: Lluvias de ideas. METABOLISMODELOS CARBOHIDRATOS 2.1. Digestión, absorción y destino Principales Conferencia magistral glúcidos de la dieta. Digestión bucare intestinal. por el profesor. Intolerancia a la lactosa. Mecanismo de absorción de los monosacáridos. Fosforilación Exposición grupal e de las hexosas y su significado biológico. individual. Esquema general del metabolismo de los carbohidratos Analizar el fundamento de la teoría quimios motica para explicar el mecanismo molecular de la fosforilación oxidativa Diferenciar las íntesis de ATP por fosforilación oxidativa y a nivel del sustrato Explicar el mecanismo de acción de los agente desacoplantes Explicar los diferentes mecanismos reguladores de los procesos que integran la respiración celular Enumerarlos principales glúcidos de la dieta, las enzimas que actúan sobre ellos y los productos finales de su digestión. guía de trabajo # 2 Respiración celular. grupal trabajo práctico #2. Presentación de maquetas sobre los procesos de la respiración celular. Plenaria final de la unidad. Reporte oral y escrito de actividades prácticas. 1er examen parcial. Pruebín escrito de la unidad. Reporte oral y escrito de las actividades prácticas Describirlos mecanismos de absorción intestinal de los monosacáridos. Conferencia magistral por el profesor. de guía de trabajo: Metabolismo de los Hidratos de Carbono. Presentación de maquetas de los procesos metabólicos: Glucólisis, Gluconeogénesis Glucogénesis Glucogenólisis.

6 2.2. Glucólisis Definición, características generales, clasificación. Enzimas, cofactores y conjunto de reacciones. Relación de la vía con otros procesos metabólicos. Shunt de Rappoport- Luebering. Rendimiento energético en condiciones aeróbicas y anaeróbicas. Regulación de la vía Explicar la fosforilación inicial de las hexosas Analizar la vía glucolítica tanto aeróbica como anaeróbica enfatizando las etapas de fosforilación a nivel del sus trato y la formación de intermediarios de alta energía Describir los mecanismos por los cuales, compuestos no carbohidraticos son convertidos en glucosa. 2.6 Explicar, en términos moleculares, la síntesis y de gradación del glucógeno Gluconeogénesis Definición, características generales, conjunto de reacciones, enzimas y cofactores que participan en esta vía metabólica. Regulación. Ciclo de Cori. Ciclo glucosa al anina Metabolismo del glucógeno Generalidades. Glucogénesis y glucogenolisis: conjunto de reacciones. Enzimas. Diferencias de la glucogenólisis en hígado y músculo. Balance y regulación de ambos procesos Analizar los mecanismos moleculares que regulan la glucogénesis y glucogenólisis y su importancia biológica Vías alternas para la oxidación de la glucosa. Ciclo de las pentosaso vía de la hexosamonofosfato. Concepto. Generalidades. Conjunto de reacciones y enzimas. Principales intermediarios.

7 2.8. Interpretar el papel de la Relación de la vía con otros procesos vía de las pentosas en la metabólicos. Significado metabólico en producción de intermediarios diferentes órganos y tejidos. Vía del ácido requeridos para algunos urónico. Productos principales e importancia procesos biosintéticos. metabólica. 2.9 Explicar la importancia de la vía del ácido urónico como ruta alternativa para la oxidación de la glucosa Describir las rutas metabólicas que incorporan otras hexosas y alcoholes derivados al metabolismo de los hidratos de carbono Analizar el control hormonal del metabolismo de los hidratos de carbonos y su importancia en el mantenimiento de la glicemia dentro de límites normales Interpretar las causas y consecuencias de algunas enfermedades que se originan por trastornos en el metabolismo de los glucidos Incorporación de otras hexosas a las vías oxidativas de la glucosa. Metabolismo de la fructosa y galactosa. Reacciones y enzimas principales Vía de los polialcoholes Metabolismo del sorbitol, galactitol y etanol. Reacciones y enzimas principales Alteraciones del metabolismo de los glúcidos Diabetes mellitus. Glucogenosis. Deficiencia de glucosa-6fosfato Deshidrogenasa. Pentos uria esencial. Galactosemia. Intolerancia a la fructosa. Concepto, tipos fundamentales y de fecto enzimático. Bases bioquímicas de las manifestaciones clínicas. Fundamentos de la terapéutica.

8 UNIDADIII Conferencia magistral METABOLISMODELOS LIPIDOS por el profesor Digestión y absorción Principales lípidos de la dieta. Digestión gástrica e intestinal: Enzimas. Papel de las sales biliares. Absorción de lípidos. Rectificación Describir el proceso mediante el cual los lípidos son digeridos y absorbidos Explicar el papel de las lipo proteínas en el transporte de lipidos Describir la biosíntesis de ácidos grasos y los triglicéridos Analizar la beta oxidacion de los ácidos grasos y su rendimiento energético Describir el proceso de degradación de los triglicéridos de almacén Interpretar mecanismos molecular es que intervienen en la regulación de la lipo génesis y la lipólisis Describirla síntesis y de gradación de fosfolípidos y es fingolípidos Transporte de lípidos Lipo proteínas: Tipos, composición lipídica y funciones. Apoproteínas. Síntesis y degradación de lipo proteínas: enzimas principales y tejidos donde ocurre Lipogénesis Concepto. Síntesis de novo de ácidos grasos: Localización celular. Precursores. Conjunto de reacciones. Acidograsos intetasa como enzima multifuncional. Regulación. Fase de elongación y de saturación: Enzimas principales, tejidos donde ocurre y productos finales. Síntesis de triglicéridos: Vía del alfa glicerol fosfato y de la dihidroxiacetona fosfato. El ácido fosfatídico como metabolitocomúndela síntesis de los triacilgliceroles y de los fosfolípidos. de guías de trabajo: Metabolismo de los lípidos. Presentación de maquetas de los diferentes procesos metabólicos. Analisis grupal de casos clínicos: Hiperquilo micronemia. Hiper colesterinemia familiar. Aterosclerosis. Abeta lipo proteinemia. Obesidad. Enfermedad de Gautcher. Ceto acidosis diabética. Socialización entre el profesor y los estudiantes de textos escritos sobre la asignatura.

9 3.4. Lipólisis Concepto, degradación de los Conferencia magistral triacilglicerole sin tracelularmente y destino de por el profesor. sus productos. Activación de los ácidos grasos: Localización celular, mecanismo y significado biológico. Beta-oxidación de los ácidos grasos: Generalidades. Localización celular. Conjunto de de guías de trabajo: reacciones y enzimas. Balance de materia y Metabolismo de los energía. Regulación de la lipólisis. lípidos Analizar el papel del ácido fosfatídico como metabólico común a la síntesis de triglicéridos y fosfolípidos Describirla síntesis y degradación de fosfolípidos y esfingolípidos. retroproyector, data show, Reporte oral y escrito de las actividades prácticas Analizar las vías metabólicas mediante las cuales se obtiene el colesterol intracelular Explicar el papel del colesterol en la síntesis de otros compuestos de importancia biológica Interpretar los mecanismos moleculares que controlan la síntesis de colesterol Describir los procesos de síntesis y degradación de cuerpos cetónicos Metabolismo de los fosfolípidos Síntesis de fosfolípidos y esfingolípidos: esquema general, tejidos donde ocurre y funciones de los productos. Esquema general de la de gradación de fosfolípidos y esfingolípidos Metabolismo del colesterol Fuentes de colesterol. Colesterogénesis: Etapas y control. El colesterol como precursor de sustancias de importancia biológica. Presentación de maquetas de los diferentes procesos metabólicos. Análisis grupal de casos clínicos: Hiperquilomicronemia Hiper colesterolemia familiar. Aterosclerosis. A beta lipo proteinemia. Obesidad. Enfermedad de Gautcher. Ceto acidosis diabética. Lluvias de ideas. Exposición. Discusión. Socialización de experiencia previa.

10 3.7. Metabolismo de los cuerpos cetónicos Conferencia magistral Cetogénesis y cetólisis: Generalidades, se por el profesor. cuencias de reacciones, principales tejidosdondeocurre. HMG- Co A como metabolito común de la cetogénesis y la colesterogénesis. Balance y regulación. Importancia biomédica (cetosis y cetoacidosis) Analizar el esquema general de la síntesis de ecosanoides enfatizando su papel biológico Describir las diferentes alteraciones del metabolismo de los lípidos Síntesis de eicosanoides Prostaglandinas y compuestos relacionados. Tromboxanos y le ucotrienos: Esquema general y acciones biológicas principales. de guías de trabajo: Metabolismo de los lípidos. Plenariafinalde launidad. retroproyector, data show, Pruebín escrito de la unidad Alteraciones del metabolismo de los lípidos Dislipidemias: clasificación, tipos y características principales. Obesidad. Cetoacidosis. Enfermedades por de pósitos liso somales: Tay-Sach, Gautcher.Tanger, etc.

11 UNIDADIV. METABOLISMODELOS Conferencia magistral COMPUESTOS NITROGENADOS por el profesor Generalidades Importancia de lnitrógeno en los seres vivos. Ciclo de lnitrógeno en la naturaleza. Formas de ingreso de lnitrógeno metabólicamente útilalorganismo Analizar el proceso de digestión de las proteínas, señalando las enzimas que participan en el mismo Identificar los procesos que aportan y sustraen aminoácidos al pool. 4.3.Explicar las vías degradativas de las proteínas intracelulares Digestión y absorción Principales proteínas de la dieta. Digestión de las proteínas. Absorción de aminoácidos. El pool de aminoácidos. Procesos que aportan y sustraen aminoácidos al pool. guías de trabajo: Metabolismo de los compuestos nitrogenados. retroproyector, data show, Pruebín final de la unidad. Reporte oral y escrito de las actividades prácticas. 4.4.Describir las rutas generales mediante las cuales es removido el nitrógeno de los aminoácidos Analizarlos mecanismos que intervienen en la eliminación del amoníacointra celular, enfatizando el papel del ciclo de la urea Explicar el ciclo de la urea, destacando los puntos por donde se incorpora el nitrógeno de los aminoácidos Degradación intracelular de proteínas Vía de la ubiquitina. Vía lisosomal. Señales para la degradación Catabolismo de los aminoácidos Reacciones generales de los aminoácidos: Transaminación, desaminación oxidativa y transdesaminación. Eliminación de la moniaco intracelular: Fuentes del amoniaco en el organismo. Excreción renal directa. Síntesis de glutamina: Principales tejidos. La glutamina como fuente de nitrógeno para las íntesis de otros compuestos. Flujo de lnitrógeno en el organismo.

12 Ciclo de la úrea. Localización celular y tisular. Conferencia magistral Secuencia de reacciones y enzimas principales. por el profesor. Consumo energético. Relación del ciclo de la urea y el ciclo de krebs. Regulación. Utilización de los aminoácidos como fuente de energía: Aminoácidos gluco y cetogénicos. Vías degradativas de los aminoácidos Diferenciar los aminoácidos, según las rutas particulares que los catabolizan Identificar los precursores a partir de los cuales se sintetizan los aminoácidos en el organismo. 4.9 Describir las vías mediante las cuales ciertos aminoácidos son convertidos en compuestos nitrogenados especializados, haciendo énfasis en la importancia biológica de los mismos Interpretar el papel de órganos diferentes en las síntesis del grupo hemo Describir el proceso de síntesis del grupo hemo, destacando la participación de precursores diferentes Identificar los pigmentos biliares producto de la degradación del grupo hemo Síntesis de aminoácidos Biosíntesis de aminoácidos no esenciales o dispensables Conversión de aminoácidos a productos especializados Síntesis y degradación de la creatina. Creatinina. Esquema general de la síntesis de: Aminasbiógenas (histamina, serotonina y catecolaminas),melanina.hormonastiroideas. Niacina. Glutatión. Colina y Acetilcolina. Carnitina Metabolismo de las por firinas y pigmentos biliares Estructura general y funciones de las por firinas. Biosíntesis de por firinas y grupo hemo: Localización celular y tisular. Precursores. Secuencia de reacciones y enzimas. Regulación. guías de trabajo: Metabolismo de los compuestos nitrogenados Desarrollo y exposición de maquetas relacionadas con un proceso metabólico. Discusión de casos clínicos: Hiperamonemia. Encefalopatía hepática. Fenilcetonuria. Alcaphonuria Homo cistinuria. Por firiacutánea tarda. Ictericia. Gota. Síndrome de Lesh Nyhan. retroproyector, datas how,

13 4.8. Metabolismo de los nucleótidos Digestión Conferencia magistral de los ácidos nucleicos de la dieta. Principales por el profesor. enzimas. Absorción de nucleótidos. El pool de nucleótidos. Procesos que aportan y sustraen al pool. Funciones de los nucleótidos. Biosíntesis de nucleótidos purínicos y pirimidínicos: guías de trabajo: Esquema general. Enzimas principales. Metabolismo de los Regulación. Formación de nucleósidos compuestos trifosfatados. Mecanismo de recuperaciónde nitrogenados bases nitrogenadas: enzimas e importancia. Catabolismo de los nucleótidos purínicos y pirimidínicos: Conjunto de reacciones y productos finales. Conversión de ribonucleótidos en de soxirribo nucleótidos Analizar la participación de múltiples precursores en los estudios de los nucleótidos Describir los procesos de síntesis y degradación de los nucleótidos purínicos y pirimidínicos Analizar los mecanismos de control que aseguran la eficiencia de los procesos de síntesis de nucleótidos. Desarrollo y exposición de maquetas relacionadas con un proceso metabólico. retroproyector, datas how, 4.16 Identificar el defecto bioquímico involucrado en ciertos trastornos del metabolismo de los compuestos nitrogenados. 5.1.Describir las acciones de los diferentes tejidos en el organismo. 5.2.Analizar la importancia dela integración ínter- celular e interorgánica del metabolismo. UNIDADV: INTEGRACIONY REGULACIONMETABOLICA 5.1. Actividades metabólicas en tejidos específicos. El hígado: sus procesos metabólicos y los nutrientes que distribuye. Tejido muscular. Cerebro. La sangre. Discusión de casos clínicos: Hiperamonemia. Encefalopatía hepática. Fenilcetonuria. Alcaphonuria Homo cistinuria. Por firiacutánea tarda. Ictericia. Gota. Síndrome de Lesh Nyhan

14 5.2. Regulación metabólica Generalidades. Conferencia magistral Importancia. Papel de las enzimas en los por el profesor. mecanismos de regulación metabólica: Disponibilidad de sustrato. Compartamentalización Celular. Modificación covalente. guías de trabajo: Modificación a los térica. Inducción enzimática. Metabolismo de los Especialización celular. Regulación múltiple. compuestos nitrogenados 5.3.Explicar el papel dela actividad catalítica de las enzimas como base de la regulación del metabolismo. 5.4.Analizar los mecanismos que modifican la actividad de enzimas claves en los procesos metabólicos. retroproyector, data show, 5.5.Explicar el papel de la confluencia metabólica en la integración del metabolismo Identificar los diferentes metabolitos de encrucijada, señalando como conectan las secuencias metabólicas. 5.7.Analizar la importancia del ciclo de krebs y su papel central en el metabolismo. 5.8.Describir las características generales del mecanismo hormonal de regulación metabólica. 5.9.Explicar los mecanismos moleculares básicos de acción las hormonas Integración metabólica La confluencia en metabolito integrador. Con fluencia en secuencia metabólica. Papel integrador de otros metabolitos y ciclos de encrucijada. Relaciones generales de integración entre el anabolismo y catabolismo Papel regulador e integrador de las hormonas Concepto de Hormonas. Mecanismo de acción. Características Generales. Clasificación y sus órganos de síntesis. Receptores hormonales. Complejo hormona receptor. Organosdiana. Especificidad de la respuesta metabólica. Organización del sistema endócrino en mamíferos. Desarrollo y exposición de maquetas relacionadas con un proceso metabólico. Discusión de casos clínicos: Hiperamonemia. Encefalopatía hepática. Fenilcetonuria. Alcaphonuria Homo cistinuria. Por firiacutánea tarda. Ictericia. Gota. Síndrome de Lesh Nyhan

15 5.5. Principios generales de los mecanismos de Conferencia magistral acción hormonal por el profesor. 1. Estimulación de la Adenilato Ciclasa: AMP cíclico. Síntesis y degradación. Proteínas quinasas y su modificación. Modelo del glucagon y sus efectos metabólicos Clasificar las hormonas según su estructura química y glándula que la produce Señalar los tipos de receptores hormonales y su localización Describirla organización del sistema endocrino en los mamíferos Comparar los ajustes metabólicos que se producen en el organismo durante el ejercicio físico, el ayuno, embarazo y la diabetes mellitus. 2. Inducción de la síntesis de enzimas: Receptores intracelulares. Modelo del cortisol y sus efectos metabólicos. 3. Receptores con actividad enzimática: Modelo de la insulina. Efectos metabólicos de esta hormona. Control hormonal por mecanismo de retroalimentación o feedback. Regulación a la baja de los receptores. guías de trabajo: Metabolismo de los compuestos nitrogenados Desarrollo y exposición de maquetas relacionadas con un proceso metabólico. retroproyector, data show, Señalar las fuentes de energía para el trabajo muscular Explicar la importancia del ciclo de cori durante el ejercicio físico Señalar las principales reservas de que dispone el organismo en caso de ayuno. Discusión de casos clínicos: Hiperamonemia. Encefalopatía hepática. Fenilcetonuria. Alcaphonuria Homo cistinuria. Por firiacutánea tarda. Ictericia. Gota. Síndrome de Lesh Nyhan Analizar los cuadros de cetosis durante el ayuno y la diabetes mellitus.

16 Reservas energéticas. Glucogenólisis, lipólisis, Conferencia magistral proteólisis. Autofagia celular. Valor de los por el profesor. cuerpos cetónicos en super vivencia durante el ayuno. Cetosis. Límites y consecuencias metabólicas del ayuno. El ayuno y la obesidad. Diabetes mellitus: repercusión metabólica. de guías de trabajo: Cetoacidosis diabética.adaptaciones Integración y metabólicas durante el embarazo. regulación metabólica retroproyector, data show, Pruebín final de la unidad. Reporte oral y escrito de las actividades prácticas. Microponencias grupales con presentación de esquemas de los mecanismos de acción de diferentes hormonas: Glucagon, cortisol, tiroxina, adrenalina, GH. Examen final. Mesa redonda: Adaptaciones metábolicas a condiciones específicas Elaboración y presentación grupal de un mapa que integre diferentes procesos metabólicos.