Facultad de ciencias quimicas ocozocoautla
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| ________________________________________________________________ UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIAPAS  FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS OCOZOCOAUTLA LABORATORIO DE BIOQUIMICA PRÁCTICA #2 Actividad Glucolitica en eritrocitos Alumnos: Balboa Alfredo Coutiño Hernández Diana Cristal Domínguez Velázquez Zuleima Nathali Hernández Pérez Florinda Ruiz Moreno Valeria Guadalupe Dra. Ana Olivia Cañas Urbina Ocozocoautla de Espinosa, Chiapas a 05 de Noviembre de 2014 ________________________________________________________________
Objetivo. Identificar la actividad glucolitica de los eritrocitos. Antecedentes. Cuando los glóbulos rojos se sintetizan en los progenitores nucleados de la médula ósea tiene una alta concentración enzimática, que va disminuyendo paulatinamente a medida que envejece (FCBF, 2014), la forma de los eritrocitos puede cambiar cuando atraviesan los capilares, son células que se deforman desprendiéndose de su núcleo, de organelos como mitocondria y estructuras celulares como los ribosomas, esto para conferirle la ventaja para realizar su función de transportar oxígeno. Por esta razón, el eritrocito maduro no tiene capacidad de fosforilación oxidativo (Ciclo de Krebs), ni síntesis de proteínas o lípidos. En consecuencia, su metabolismo, muy reducido, queda limitado a la glucolisis, ciclo de las pentosas fosfato, ciclo del 2,3bifosfoglicerato, reacciones de oxidorreducción para la detoxificación de sustancias oxidantes y ciertos aspectos del metabolismo nucleotídico. Estas rutas y reacciones son justamente las precisas para mantener sus necesidades metabólicas durante los 4 meses de vida media celular. El eritrocito requiere la energía para la realización del transporte iónico (sodio, potasio y cloro, principalmente), para el mantenimiento del hierro de la hemoglobina en su forma divalente, de los grupos sulfhidrilo de las proteínas enzimáticas y de la hemoglobina en estado reducido y para la conservación de su propia morfología celular. Por otro lado, contiene una concentración de fosfatos orgánicos del orden de 50 a 100 veces superior a la existente en el plasma, la mayoría de los cuales son de naturaleza orgánica (azúcares-fosfatos y ATP). Gracias a la producción de un fosfato orgánico característico, el 2,3bifosfato, el eritrocito puede modular, en combinación con el pH y la presión de CO2, el grado de eficiencia con que el oxígeno es cedido a los tejidos. La glucolisis comienza con la incorporación de monosacáridos a la célula; la glucosa y la fructosa, transportadas al interior de la célula por un proceso de difusión facilitada, mediante un transportador común, son también fosforiladas en el carbono 6 por la hexoquinasa. La velocidad de transporte de la fructosa es mucho mayor que la de la glucosa, por lo que aquella puede acumularse en el interior del eritrocito. La presencia de glucosa a concentración fisiológica, inhibe la utilización in vivo de la fructosa, tanto en el transporte como en la fosforilación. Ello demuestra que la fructosa no es un substrato fisiológico para el eritrocito, y confirma que sólo se emplea metabólicamente en ausencia de glucosa. La galactosa también es transportada por difusión facilitada, y una vez fosforilada a galactosa-1fosfato por la galactoquinasa, se introduce en la glucolisis mediante la intervención de la uridin bisfosfato glucosa (UDPG) y la acción de la galactosa 1fosfato uridil transferasa, la UDPG-4epimerasa y la fosfoglucomutasa. La glucosa 6-fosfato que se forma se isomeriza a fructosa-6-fosfato mediante la fosfohexosa isomerasa, con lo que se inicia la secuencia de reacciones características de la glucolisis hasta la formación de lactato como producto final. Materiales y métodos Se realizó la medición de glucosa a partir de tres muestras con las siguientes características: M1) eritrocito con plasma sin centrifugar, M2) eritrocito reposado de 30 minutos sin centrifugar, M3) plasma centrifugado. Sobre la manipulación de las muestras se utilizó diferentes jeringas para no contaminar o permitir la combinación de estos analitos. Se colocó sobre la ranura de la tira de one touch un 1 microlitro de muestra y después se prosiguió a la medición de glucosa con el equipo de One Touch Ultra Easy dando los resultados en 5 segundos. Por cada lectura obtenida se anotaron los valores en mg/dl. Resultados En la tabla 1 se puede observar los diferentes valores que marcaron en niveles de glucosa con y sin eritrocitos.
Discusión de resultados Los eritrocitos son células capaces de realizar ciertos procesos metabólicos de las cuales uno de ellos es la glucolisis, en base a esto cuando la glucosa se encuentra en sangre los eritrocitos son una de las vastas células que usan la glucosa para cubrir ciertas necesidades (Garrido Pertierra, 2002), con el fin de lograr obtener algo de energía. Con base a lo anterior explicamos entonces que los tubos que tan solo contenían plasma tenían un alto nivel de glucosa ya que estas no serían absorbidas o bien metabolizadas con el hecho de que no hay presencia de celular que usen la glucosa, mientras que en el tubo A2 el cual contenía los eritrocitos presento un bajo nivel de glucosa, eso debido a grandes rasgos a la presencia de células que llevan a cabo la absorción de glucosa con el fin de llevar a cabo el proceso metabólico de la glucolisis y finalmente obtener energía. Aunque por otro lado podríamos atribuir un bajo nivel de la glucosa por el tipo alimentación del paciente, o bien algún padecimiento o enfermedad relacionado con la regularización o absorción de la glucosa, pudiendo ser una cuestión hormonal. Conclusión
Cuestionario 1.-Establezca si hay o no hay diferencia en la cantidad de glucosa medida entre los tubos A1 y A2 y entre los tubos B1 y B2 Entre la medición de la glucosa del contenido de los tubos, se presentaron diferencia entre cada uno de ellos presentando las siguientes cuantificaciones
En tanto que el tubo A1 y el tubo B1 contenían plasma por lo que no tenían presencia de eritrocitos, mientras que el tubo A2 los contenía. 2.-Si usted observó diferencias, explique a qué se deben esas diferencias. Los eritrocitos son células capaces de realizar ciertos procesos metabólicos de las cuales uno de ellos es la glucolisis, en base a esto cuando la glucosa se encuentra en sangre los eritrocitos son una de las vastas células que usan la glucosa para cubrir ciertas necesidades, con el fin de lograr obtener algo de energía. Con base a lo anterior explicamos entonces que los tubos que tan solo contenían plasma tenían un alto nivel de glucosa ya que estas no serían absorbidas o bien metabolizadas con el hecho de que no hay presencia de celular que usen la glucosa, mientras que en el tubo A2 el cual contenía los eritrocitos presento un bajo nivel de glucosa, eso debido a grandes rasgos a la presencia de células que llevan a cabo la absorción de glucosa con el fin de llevar a cabo el proceso metabólico de la glucolisis y finalmente obtener energía. Aunque por otro lado podríamos atribuir un bajo nivel de la glucosa por el tipo alimentación del paciente, o bien algún padecimiento o enfermedad relacionado con la regularización o absorción de la glucosa, pudiendo ser una cuestión hormonal. 3.-Si usted no observó diferencias, diga cuál podría ser la explicación. Si se observó diferencias,si no se hubiera observado diferencia serian debido a mala técnica, o que la muestra no haya sido separada después de 30 minutos ( Carda , 2007) 4.-Diga usted, en el caso de que hubiésemos utilizado células hepáticas, qué podríamos haber observado (teóricamente)? Las células hepáticas se encuentran en el hígado el cual es la central metabólica del cuerpo, ya que en este órgano es donde todos los nutrientes que fueron absorbidos por el intestino delgado con excepción de los ácidos grasos son vaciados directamente a la vena porta la cual es drenada por este órgano (Vazquez , 2003). En el caso de que este haya pasado por la experimentación en el caso de aislamiento de los hepatocitos, estos no podrían consumir nada de glucosa por lo que teóricamente esta se encontraría en un nivel alto, pero este si transforma a los aminoácidos y los lípidos por lo que hace gluconeogénesis, aunque también puede hacer glucogenolisis y con ello poder transformarlo en glucosa que puede salir al torrente sanguíneo por lo que posiblemente se encuentre en niveles mas altos que en los observados en los eritrocitos (Hernandez, 2010).  (Dvorkin, Cardinali, Iermol, Dvorkin, & Cardinal, 2010) En el caso de que si hubiera glucosa este lo consumieria y los niveles se encontrarían teóricamente bajos ya que consumiría a la glucosa para formar piruvato,para después hacer ciclo de Krebs, esta célula también puede hacer ciclo de las pentosas fosfato. 5.-Diga usted, en el caso de que hubiésemos utilizado células musculares, qué podríamos haber observado (teóricamente)? Explíquese El cuerpo precisa movimientos, tanto para la vida de relación-reacciones de huida de depredadores, desplazamiento, etc, como para el mantenimiento de las funciones vegetativas, contracción cardíaca, propulsión de la sangre, movimientos respiratorios, en todos estos casos la contracción musculas es fundamental (Paidotribo, 2006), si en la práctica de laboratorio hubiésemos manipulado células musculares y hubiéramos tomado las concentraciones de glucosa estas hubieras sido menor, ya que las células musculares son grandes consumidoras de glucosa y al tener la oportunidad de metabolizarla de diferentes maneras las concentraciones de glucosa disminuyen convirtiéndose en piruvato en la glucolisis, y esto a su vez introduciéndose al ciclo de Krebs para producir ATP en la fosforilación oxidativa. 6.-Diga usted, si hubiésemos podido medir el pH de los tubos a los cero y a los 30 minutos, ¿habríamos observado alguna diferencia? ¿más alcalino o más ácido? ¿por qué? Si hubiese existido una diferencia debido al metabolismo limitado que tienen los eritrocitos, debido a que usan como única fuente de abasto de energía a la glucosa, que este a su vez se metabolizara en presencia o no de oxígeno, como la respuesta de los eritrocitos al no tener oxígeno y un cambio en el pH de la sangre estos tendrán que encontrar una vía alterna para sobrevivir y producir ATP, por lo que probablemente podrán hacer la vía de formación del ácido láctico como un proceso de emergencia, es por esta razón que al haber mayor concentración de ácido el pH podrá variar de base a ácido, cuya relación radica en la enfermedad conocida como acidosis metabólica (MSD, 2010) 7.- ¿Diga usted, logró observar alguna evidencia de la glucólisis en nuestro experimento? Sí. ¿Cómo? El ciclo de las pentosas, al igual que la glucolisis se da únicamente en los eritrocitos maduros, siendo esta su principal fuente de energía para llevar acabo el transporte iónico del Na, K – TPasa, y con ello mantener la concavidad de dichas células para su deslizamiento en el torrente sanguíneo (Werner Muller, 2008). La célula sanguínea requiere de energía para mantener la estabilidad celular ejemplo: 1) mantenimiento de la integridad de los constituyentes proteicos, la forma celular y la deformidad, 2) mantenimiento del hierro de la hemoglobina en la forma ferrosa y 3) modulación de la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno. Para las diversas actividades tanto interna y externa la célula requiere y hace uso de ATP (M. Devlin, 2004). Una de las formas que ingresa la glucosa a la célula eritrocitaria es a partir de la GLUT 1 siendo esta un catalizador que permite la entrada de la glucosa hacia la membrana, el GLUT 3 indica a la célula que requiere de glucosa y está activa funciones que permite indicar a la célula su necesidad de glucosa (Lodish, Berk, Matsudarira, Kaise, & Krieger, 2006). En el plasma sanguíneo se encuentra cierta cantidad de glucosa que es transferida a la célula si esta la requiere (Ross & Pawlina, 2008). En los tres tubos de los cuales se utilizó en la practica el primero no está separado del plasma con el eritrocito siendo esta una toma sanguínea al momento, se realizó la medición de la glucosa y el valor fue de 103 mg/dl, después se dejó reposar otra cantidad de muestra sanguínea sin separar sus componente durante 30 minutos lo ocurrido fue que al medir los niveles de glucosa esta disminuyo y la glucosa fue de 28 mg/dl. En la tercera muestra dio como resultado 221 mg/dl ya que esta se separó los componentes sanguíneos por medio de la centrifugación y de esta mera el eritrocito no consumió la glucosa presente en plasma ya que los diferentes componentes sanguíneos se fraccionaron. El Equipo one touch solo tiene como margen de lectura 20- 600 mg/dl, si la glucosa se encuentra por debajo o por arriba de los valores de referencia esta marcara un error sobre la lectura. A simple vista no se puede observar los proceso que ocurren dentro de las células sanguíneas pero con respecto a los valores obtenidos en la medición de las glucosas nos percatamos que existe una disminución en los valores de acuerdo a las mediciones y conforme a lo analizado los eritrocitos necesitan de la glucosa para producir fuente de energía y también se demuestra que a nivel plasmático los eritrocitos adsorben la glucosa para mantener la estabilidad de la célula es por ello que al dejar los eritrocitos con el plasma estos tienden a buscar un medio por la cual obtener energía y uno de los componentes plasmáticos es la glucosa y con ello realizar el proceso metabólico de la glucolisis, cuando se deja por un tiempo prolongado los eritrocitos consumen la glucosa presente en el plasma disminuyendo a un 10 o 20% de la glucosa presente. (Nuñez Ochoa, 2007).
ReferenciasCarda . (2007). Patologia Clinica Veterinaria. Mexico: UNAM. Dvorkin, Cardinali, Iermol, Dvorkin, & Cardinal. (2010). Bases Fisiológicas de la Práctica Médica. Buenos Aires: Medica Panamericana. FCBF. (2014). Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Obtenido de Metabolismo de Eritrocitos: http://www.fbioyf.unr.edu.ar/evirtual/pluginfile.php/111545/course/section/3069/METABOLISMO%20DEL%20GR.pdf Garrido Pertierra, A. (2002). Recuperado el 2014, de GENÉTICA MOLECULAR DE LA DEFICIENCIA ERITROCITARIA HUMANA EN PIRUVATO QUINASA: http://biblioteca.ucm.es/tesis/far/ucm-t25661.pdf Hernandez. (2010). Tratado de Nutrición: Bases Fisiológicas y bioquímicas de la ..., Volumen 1. España: Medica Panamericana. Lodish, Berk, Matsudarira, Kaise, & Krieger. (2006). Biologia celular y molecular. Buenos Aires: Panamericana. M. Devlin, T. (2004). bioquimica. España: REVERTE. MSD. (2010). Acidosis Metabólica. Obtenido de http://consumidores.msd.co.cr/manual-merck/012-trastornos-nutricion-metabolismo/138-equilibrio-acidobasico/acidosis-metabolica.aspx Nuñez Ochoa, L. (2007). patologia clinica veterinaria. Mexico: UNAM. Paidotribo. (2006). Editorial Paidotribo de México. Obtenido de Estructura y función del Musculo. Metabolismo Muscular: http://www.paidotribo.com.mx/pdfs/601/601.0.pdf Ross, & Pawlina. (2008). Histologia. Buenos Aires: Panamericana. Vazquez , E. (2003). Bioquimica y biologia celular en linea. Obtenido de Bioquimica y biologia celular en linea: http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/central%20metabolica.html Werner Muller, E. (2008). Bioquimica. Barcelona: REVERTE. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
