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Escuela de Obstetricia Misión: Formamos profesionales científicos altamente competitivos, con actitud emprendedora, sentido ético, equidad y responsabilidad social. Impartimos educación crítica, responsable y creativa dentro de un marco humanístico con libertad de pensamiento. Desarrollamos líneas científicas innovadoras y representativas en el estudio y atención de la salud reproductiva, proponiendo alternativas integrales para el mejoramiento de la salud de la población.


Visión: Ser una escuela con excelencia académica, líder en la formación de profesionales en Obstetricia a nivel nacional e internacional, comprometida con el desarrollo de la Universidad y de la sociedad peruana. Reconocida por su compromiso con el mejoramiento continuo de la calidad académica y alto sentido de la responsabilidad y sensibilidad social en la atención de la salud reproductiva, enmarcado en los valores humanos, investigando y generando conocimiento para mejorar la calidad de vida de la sociedad peruana.


BIOQUÍMICA

SESIÓN 1.INTRODUCCIÓN.- AGUA y IONES ESTRUCTURA PROPIEDADES


COMPETENCIAS Explica, analiza la estructura del agua, describe y reconstruye fen贸menos fisicoqu铆micos que ocurren en el organismo. Valora el papel de los diversos iones en el proceso metab贸lico y asume la importancia de sus requerimientos durante el embarazo.


Hace aproximadamente unos quince o veinte mil millones de años, el universo nació de un cataclismo explosivo que esparció partículas subatómicas extremadamente calientes y ricas en energía. En cuestión de segundos se formaron los elementos más simples. Al tiempo que el universo se expandía y enfriaba, se condensaba la materia bajo la influencia de la gravedad y se formaban las estrellas.


Explosión en la vía láctea

Según la Teoría de la formación de galaxias, es la materia oscura la que se aglomera inicialmente, arrastrando la materia normal, la que forma estrellas y da lugar finalmente a las galaxias visibles.


La Bioquímica se pregunta acerca del modo en que miles de diferentes moléculas inanimadas dieron lugar a las complejas propiedades de los organismos vivos. Cuando estas moléculas se aíslan y examinan individualmente cumplen todas las leyes físicas y químicas que describen el comportamiento de la materia inanimada, del mismo modo que ocurre con todos los procesos que tiene lugar en los organismos vivos.


El estudio de la bioquímica muestra el modo en que las moléculas inanimadas que constituyen los organismos vivos interaccionan para mantener y perpetuar la vida, rigiéndose por las mismas leyes físicas y químicas que gobiernan todo el universo.


FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA Fundamentos Fundamentos Fundamentos Fundamentos Fundamentos

celulares químicos físicos Genéticos evolutivos


Fundamentos celulares

Âż De quĂŠ estĂĄn hechos los seres vivos?


Fundamentos químicos ¿ De qué están hechas las células?


a.- Un elevado grado de complejidad química y de organización microscópica

b.- Sistemas para la extracción, transformación y uso de la energía del entorno c.- La capacidad para autor replicarse y auto ensamblarse.


d.- Mecanismos para detectar y responder a las alteraciones en su entorno. e.- La existencia de funciones definidas para cada uno de sus componentes y la regulaci贸n de las interacciones entre ellos

f.- Un historia de cambio evolutivo


Estudio de la composición química de los alimentos Reconocido que existe una química en los seres vivos, Aparecen los químicos con el desafío de determinar su composición química, por entonces la química de los organismos no es la química orgánica. Por ejemplo Scheele, un químico destacadísimo, logra aislar (entre 1770 y 1786) ácido cítrico a partir del limón, ácido láctico a partir de la leche agria, ácido málico a partir de manzanas, ácido tartárico a partir de vino, ácido úrico a partir de orina, y glicerina calentando grasas animales y vegetales.


Se empieza a aislar una gran cantidad de compuestos orgánicos. En 1773, el químico Rovelle aísla urea a partir de orina, un compuesto que resultará muy importante en esta historia. El médico químico sueco Berzelius, en 1806 definió la química orgánica como: “La parte de la fisiología que describe la composición de los organismos vivos y los procesos químicos que en ellos acontecen”,


Era una visión vitalista de la Q. orgánica, que la química inorgánica era la química del laboratorio donde se podían sintetizar sustancias y la química orgánica era la química de los seres vivos, y que sólo un sistema biológico lo podía sintetizar. Así no era posible crear compuestos orgánicos mediante la síntesis de laboratorio a partir de compuestos inorgánicos, la química inorgánica pertenecía a un mundo y la química orgánica a otro.


Síntesis de los compuestos de los seres vivos En 1828 ocurre un hecho que abre una nueva era en la historia de los compuestos orgánicos. Nacía la química orgánica moderna, con al químico Wöhler, tomo dos compuestos inorgánicos: el cianato de plomo [Pb(OCN)2] y el amoniaco [NH3], para formar un tercer compuesto inorgánico, cianato de amonio [NH4OCN], luego aplicó otro procedimiento, que se sigue usando, es hervir la solución y eliminar el agua para su cristalización.


En este caso al hervir para cristalizar que es lo que quería obtener como el cianato de amonio, se produjo una reacción química orgánica y obtuvo urea [(NH2)2CO].

Pb(OCN)2 + NH3

NH4OCN

(NH2)2CO


Resumen Fundamentos Físicos -. Las células vivas son sistemas abiertos que intercambian materia y energía con su entorno, extrayendo y canalizando energía para mantenerse en un estado estacionario dinámico distante del equilibrio. La energía obtiene de la luz solar o de los combustibles, convirtiendo la energía de un flujo electrónico en energía de los enlaces químicos del ATP.


La tendencia de una reacción química para llegar al equilibrio puede expresarse como la variación en su energía libre, ΔG, que tiene dos componentes: Variación de entalpía, ΔH, y variación de entropía, ΔS, Estas variables se relacionan entre ellas por la ecuación:

ΔG = ΔH - TΔS


Cuando la ΔG de una reacción es negativa, la reacción es exergónica y tiende a llegar a su fin; cuando ΔG es positivo, la reacción es endergónica y tiende a avanzar en la dirección opuesta. Cuando dos reacciones se suman para dar lugar a una tercera reacción, la ΔG de la reacción global es la suma de las ΔG de las reacciones individuales. De esta forma se produce el acoplamiento de reacciones


FUNDAMENTOS GENÉTICOS

-. La información genética está codificada en la secuencia lineal de cuatro desoxirribonucleótidos en el DNA -. La molécula de DNA en doble hélice contiene un molde interno que permite su propia replicación y reparación.


-. La secuencia lineal de aminoácidos de una proteína, codificada en el DNA del gen de esa proteína, da lugar a una estructura tridimensional proteica que es exclusiva para esa proteína. -. Ciertas macromoléculas individuales son afinidad específica para con otras macromoléculas forman complejos supramoleculares.


FUNDAMENTOS EVOLUTIVOS Ciertas mutaciones en la herencia genética dan lugar a organismos mejor adaptados a la supervivencia en un nicho ecológico determinado y a la selección preferente de su progenie. Este proceso de mutación y selección conforma la base de la evolución darviniana que ha dado como resultado los organismos actualmente existentes a partir de la primera célula y explica la similitud entre todos los organismos vivos.


¿QUÉ ES LA BIOQUÍMICA?

DEL GRIEGO BIOS QUE SIGNIFICA ‘VIDA’. SU OBJETIVO

ES CONOCER LA ESTRUCTURA Y COMPORTAMIENTO DE LAS MOLÉCULAS BIOLÓGICAS, QUE SON COMPUESTOS CARBONADOS QUE FORMAN LA ESTRUCTURA DE LA CÉLULA, PARTICIPAN EN LAS DIVERSAS REACCIONES QUÍMICAS Y QUE PERMITEN CRECER, ALIMENTARSE,

REPRODUCIRSE, UTILIZARAR Y ALMACENAR ENERGÍA.


El estudio de la estructura de las proteínas progresó rápidamente con la incorporación de la ultracentrifugación, inventada en 1928 por el sueco Svedberg (recibió El Premio Nóbel de química en 1926 por su trabajo sobre sistemas coloidales) y de la cromatografía, desarrollada por el ruso Tswett. en 1930 el químico alemán Staudinger (Premio Nóbel de química en 1953) sugirió la idea de macromoléculas proteicas.


Estas investigaciones condujeron se marque un hito en 1955, el inglés Sánger demostró la estructura exacta de un polipéptido: LA INSULINA.

EL SIGLO XX, 1950-2000 La Biología Molecular:

- Estructura tridimensional del DNA - Estructura tridimensional de las proteínas - Genómica - Proteómica


NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA: Partículas Sub atómicas: Electrón, protón, neutrón Atomo:

Bioelementos: C,O, N,H, P, Na, Ca, etc...

1.- Biomoléculas inorgánicas:

Agua, Gases: oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, Aniones: Cloruros, Fosfatos, carbonatos

Cationes: Sodio, Potasio, amonio, calcio, magnesio


2.- Biomoléculas orgánicas: 1. Monosacáridos:

monómeros

Glicidos Glúcidos o azúcares

2. Aminoácidos:

3. Los ácidos graso, Glicerol 4. Los nucleótidos


Macromoleculas :

Polisacáridos: Proteínas:

Lípidos:

Resultan de la polimerizaciones de cada uno de los monómeros

polimerización de monosacáridos Polimerización de aminoácidos: insulina, hemoglobina, anticuerpos,Las enzimas.. los triglicéridos o los esteroides

Ac. Nucleicos: Polímeros de los nucleótidos como el DNA y el RNA.


EL AGUA COMO COMPONENTE FUNDAMENTAL DE LOS SERES VIVOS Y EL METABOLISMO DE LOS IONES

El 22 de diciembre de 1993, la Asamblea General de las Naciones Unidas resolvió declarar el 22 de marzo de cada año, Día Mundial del Agua.

EL AGUA.- La molécula de agua es vista como un tetraedro irregular con el átomo de oxígeno al centro


La vida en nuestro planeta se desarrolla en un ambiente acuoso, incluso los seres no acuáticos su medio interno es esencialmente hídrico, la mayoría de las reacciones bioquímicas se desarrollan en el seno del agua y obedecen las leyes físico-químicas de las disoluciones acuosas. El contenido hídrico en el ser humano varía según edad sexo y actividad, normalmente el ingreso del agua a nuestro organismo es vía oral, generalmente pura o mezclada con los alimentos o bebidas, en promedio 2400 a 2500 ml. en 24 horas.


La absorción del agua se realiza en el estómago e intestino delgado, antes debe ser osmotizada en el tubo digestivo, el cual segrega 8 litros en 24 horas y que deberá ser recuperada totalmente a través de la saliva 1500 ml, el jugo gástrico 2500, el ingreso externo en un total de 8,000 ml. En una mujer embarazada el agua cruza la membrana placentaria más rápidamente que cualquier otra sustancia, se calcula que de la madre al feto pasan 500 ml por seg., aunque no es bien conocido su mecanismo pues las presiones osmóticas son similares en la sangre fetal y en la sangre materna.


Pero la presión hidrostática de la sangre fetal de 20 a 35 mm Hg. es superior a la de la sangre materna del espacio ínter velloso (10mm Hg.) por tanto el transporte tendrá que ser el transporte activo

¿Cómo se distribuye el agua en una mujer adulta? El agua total del organismo de una mujer es aproximadamente 50% del peso corporal, distribuida en espacios o compartimentos:

Agua intravascular

Agua extracelular Agua intersticial

Agua total

Agua intracelular


A su vez el contenido en cada espacio se expresa también en porcentajes:

4.5 % 10.5 % 35 %

Espacio intravascular Espacio intersticial Espacio intracelular

La cantidad de agua retenida en todo el curso de una preñez normal oscila entre 6000 y 6500 mililitros (Browne), representa la mitad del aumento del peso en el embarazo; distribuida así: Espacio intravascular (plasma)...

1300 ml

Espacio intersticial (extragenital)

2500 ml

Tejidos nuevos del útero y mamas

700 ml

Feto, placenta, líquido amniótico

1500-2000 ml

Total ...................

6000-6500 ml


PROPIEDADES FÍSICAS: Es un líquido incoloro, inodoro e insaboro. Se transforma fácilmente en los tres estados de agregación (sólido, líquido y gaseoso). El amplio margen de temperatura en que permanece en fase líquida(0 -100º C) proporciona variadas posibilidades de vida: a) Psicrofílicos, próximas a 0º, b) Termofílicos, que viven a 70-80º. A 100º C se produce su ebullición en condiciones normales de presión (es decir, al nivel del mar a 760 mm de Hg). Se solidifica a 0º C en forma de hielo.


Su constante dieléctrica permite la disociación de la mayoría de las sales inorgánicas en su seno. Es el disolvente universal por excelencia; todos los gases, así como numerosos sólidos y líquidos se disuelven en ella.

Su carácter bipolar hace que las moléculas de agua se orienten en torno a las partículas polares o iónicas, formando una envoltura de solvatación, modificándose las propiedades de estas partículas.


Es un compuesto con elevada capacidad calorífica, esto es, requiere mucho calor para elevar su temperatura, su calor específico y calor de vaporización elevados permiten que el calor liberado en reacciones bioquímicas exotérmicas sea fácilmente absorbido y/o eliminado con pequeña variación de la temperatura del individuo. A 4º C adquiere su mayor densidad, que se considera con valor de 1 (es la base para la densidad). Si su temperatura baja a partir de 4º C su densidad se eleva, pues la solubilidad decrece inversamente con la densidad; ésta es la razón por la que el hielo flota, pues ocupa más volumen.


PROPIEDADES QUÍMICAS: Su gran capacidad de formación de enlaces de hidrógeno(4 por molécula) determina, aparte de alguna de las propiedades físicas enumeradas (como el punto de ebullición y fusión), la capacidad de solubilización de moléculas con grupos polares y los mecanismos de muchas reacciones hidrolíticas.


DISOCIACIÓN DEL AGUA Su capacidad de disociación y la rápida emigración de los iones resultantes (H+ y 0H-), explica la importancia crítica del pH en muchos procesos biológicos; el agua se ioniza muy ligeramente formando iones hidronio H30+ e hidroxilo 0H-. Las moléculas de agua tienen una tendencia limitada a disociarse (ionizarse) en iones H+ y 0H- : H20 = H+ + 0H-


Los iones están en constante recombinación formando moléculas de agua y viceversa, no se puede afirmar que un hidrógeno o un oxígeno individual se encuentre como ión o como parte de una molécula de agua. Afortunadamente, los iones o moléculas individuales no necesitan ser considerados. Dado que 1 gramo de agua contiene 3.76 X 1022 moléculas, la ionización del agua se describe estadísticamente. Es suficiente conocer la probabilidad de que un hidrógeno se halle presente como ion o como parte de una molécula de agua.


La probabilidad de que un hidrógeno exista como ion es de 0.01: significa que un átomo de hidrógeno tiene una oportunidad en100 de ser un ion y 99 oportunidades de 100 de estar en una molécula de agua. La probabilidad real de que un átomo de hidrógeno en el agua pura exista como ion hidrógeno es, sin embargo aproximadamente de 0.0000000018 o sea 1.8 X 10-9. En consecuencia, la probabilidad de que sea parte de una molécula es casi la unidad. Por cada ion hidrógeno y cada ion hidroxilo en el agua pura, hay 1,800 millones o 1.8 X 109 moléculas de agua.


La tendencia del agua a disociarse se expresa como sigue:

Donde los términos en corchetes representan las concentraciones molares de los iones de hidrógeno, hidroxilo y de las moléculas de agua indisociadas; K se llama constante de disociación para calcular la constante de disociación para el agua.


Ahora podemos calcular:

= 0.018 X 10-14 = 1.8 X 10-16


pH, término que indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida de la acidez de la disolución. El término (del francés pouvoir hydrogène, “poder del hidrógeno”) se define como el logaritmo de la concentración de iones hidrógeno, H+, cambiado de signo:

pH = -log [H+] Donde [H+] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro. Debido a que los iones H+ se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, H3O+ (véase Ácidos y bases), el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio.


El pH de una disolución puede medirse mediante una valoración, que consiste en la neutralización del ácido (o base) con una cantidad determinada de base (o ácido) de concentración conocida, en presencia de un indicador (un compuesto cuyo color varía con el pH). También se puede determinar midiendo el potencial eléctrico que se origina en ciertos electrodos especiales sumergidos en la disolución.


ESCALA DE PH: SOLUCIONE S COMUNES

El pH de una disolución es una medida de la concentración de iones hidrógeno. Una pequeña variación en el pH significa un importante cambio en la concentración de los iones hidrógeno. Por ejemplo, la concentración de iones hidrógeno en los jugos gástricos (pH = 1) es casi un millón de veces mayor que la del agua pura (pH = 7).


Funciones del agua 1-. Disolver : El agua disuelve sustancias. Ej. Azúcar + agua 2-. Bioquímica: El agua disuelve sustancias dentro del cuerpo. EJ. La saliva disuelve y degrada los alimentos Jugos gástricos = alimentos 3-. Transporte: Transporta sustancias en nuestro cuerpo. 4-. Estructural: El agua da forma a las células 5-. Termorregulador: El agua regula y mantiene la temperatura corporal. homotermios (37 grados Celsius). 6-. Amortiguadora: liquido amniótico (agua que rodea el embrión). Liquido encefalorraquidio (agua que rodea el cerebro y medulas).


METABOLISMO DE LOS IONES INORGÁNICOS: Ca, Na, k, Fe generalmente llamados electrolitos: se hallan disueltos en los líquidos intra y extracelulares, de los iones intracelulares los más importantes son los cationes Na+, K+ y Mg++ así como pequeñas concentraciones del Ca++, y aniones como los fosfatos, y el Cl- anión importante sólo del líquido extracelular , pero podemos encontrar aniones en ambos compartimentos como el HCO3.


Los iones metálicos como el Fe, el Zn, Mn, Cu entre otros, el organismo los utiliza como cofactores, es decir unido a los enzimas porque estos los necesitan, también estos iones conjuntamente con cofactores orgánicos encuentran su actividad enzimática en esta conjunción, El complejo enzima-cofactor calíticamente activo recibe el nombre de holoenzima. Enzimas que contienen iones metálicos.


Zn2+: Alcohol deshidrogenasa, carboxipeptidasa Mg2+: Fosfohidrolaza, Fosfotransferasa

Mn2+: Arginasa, Fosfotransferasa Fe2+, Fe3+: Citocromos, Peroxidasa, Catalasa, Ferrodoxina

Cu2+, (Cu+): Tiroxinasa, Citocromo-oxidasa K+: Piruvato-quinasa (tambiĂŠn necesita Mg2+) Na+ : ATPasa de la membrana plasmĂĄtica


1. Metabolismo ácido/base en la madre y sobre el feto 1.1 Valor Normal Gasometría Arterial: PaCO2

35 - 45 mm Hg

PaO2

> 85 mm Hg

HCO3-

22 - 26 mEq/Lt

Sat

> 95%

1.2 Mecanismos Homeostáticos: • Buffer: Intra y extracelulares.

• Pulmones: Controlan la concentración de CO2 • Riñones: Regula excretando o reteniendo ácidos o bases.


1. GENERALIDADES EQUILIBRIO ÁCIDO - BASE • Metabolismo celular = Producción de Ácidos. La concentración de H+ se expresa como pH

pH Normal: 7.4 +/- 0.05

pH = pK + log base ácido Henderson y Hasselbach

Arterial: 7.45 Venoso: 7.35

HCO3- 20 H2CO3 1


Cuáles son las metas maternas? • Fi02 menor 0,6 • Presión Plateau menor 30 cm H2O. • PaO2 mayor 70 mmHg. • Sat 02 mayor 95%. • PaCO2 menor 45 mm Hg. • pH mayor 7,3.

Campbell LA, Klocke RA Am J Respir Crit Care Med 2001; 163:1051–1054.


Requerimiento de minerales, moléculas inorgánicas que el organismo necesita • Los minerales se obtienen por de la dieta, sea en los alimentos o disueltos en agua, porque el cuerpo no puede fabricarlos. • Los principales minerales necesarios son: calcio, magnesio, fósforo, sodio, potasio, hierro, yodo, formando parte de los iones. • Hay otros minerales que se requieren en cantidades muy pequeñas como: cobre, zinc y selenio, por lo regular forman parte de enzimas.


Control del estado fetal intraparto Clínico: Líquido meconial Auscultación de la FCF. Electrónico: Cardiotocografía (Registro continuo de la FCF. Bioquímico: Equilibrio ácido base de calota y cordón umbilical Otros: Pulsioximetría STAN


Regulación del equilibrio Acido - Base 1. 2. 3. 4.

Mecanismos generales Mecanismos respiratorios Mecanismos renales Alteraciones del equilibrio acido – base 

Acidosis • •

Metabólica Respiratoria

Alcalosis • •

Metabólica Respiratoria


Considerando cualquier conjunto de gases sanguíneos 1. Evolución del estado ventilatorio 2. Evolución del estado hipoxemico 3. Evolución del estado de oxigenación tisular

Evaluación del estado ventilatorio y ácido - base 1.- Clasificación del pCO2 Insuficiencia Ventilatoria - < 30 mmHg Normal - 30 – 50 mmHg Deficiencia Ventilatoria - > 50 mmHg


2. Clasificación del pH Insuf. ventilatoria y pH (pCO2 < 30 mmHg ) Insuf. Ventilatoria aguda - > 7.5 pH Insuf. Ventilatoria crónica – 4 – 7.5 pH Acidosis Metabólica Comp - 7.3 – 7.4 pH Acidosis Metabólica en parte - < 7.3 pH


Estado Ventilatorio Normal y pH (pCO2 – 30 – 50 mmHg)

• Alcalosis Metabólica - > 7.5 pH • Normal - 7.3 – 7.5 • Acidosis Metabólica - 7.3 Deficiencia Ventilatoria y pH ( pCO2 > 50 mmHg • Alcalosis Metabólica Comp. En parte - > 7.5 • Deficiencia Ventilatoria Crónica - 7.3 – 7.5 • Deficiencia Ventilatoria Aguada - < 7.3 pH


VALORES ACIDO-BASE pCO2 = 40 ± 4 mmHg >44 : Acidosis respiratoria <36 : Alcalosis respiratoria HCO3 = 24± 2 mEq/L >26 : Alcalosis metabólica <22 : Acidosis metabólica pH =7.40 ± 0.04

>7.44 : Alcalemia <7.36 : Acidemia


CAMBIOS FISIOLOGICOS DE ADAPTACION AL EMBARAZO

• • • • • • •

CAMBIOS DEL PESO CORPORAL: El aumento del promedio de 9.5 a 11 kg. A ) Feto de 3000 gr . B ) Placenta 400 gr . C ) Líquido amniótico 200 gr. Útero 1000 gr. Mamas 800 gr. Líquido del volumen hemático 1.4 a 1.5 kg.


CAMBIOS DEL METABOLISMO ACUOSO: • • • • •

Aumento de 6.5 lts. en todo el embarazo. A ) 3.5 lts. en placenta, liquido amniótico y feto. B ) 3.0 lts. acumulados en : - Volumen hemático materno. - Tamaño uterino. - Mamas .

CAMBIOS EN EL EQUILIBRIO ACIDO – BASE: • Existe alcalosis respiratoria compensatoria. • Disminuye la osmolarida sérica. • Disminuye la concentración del sodio y el potasio en un 3 %.


El atardecer El misionero Fray José de Guadalupe Mojica (Natural de Mexico) dijo: “En ningún lugar del mundo que he recorrido como artista y como fraile se me ocurrió morir, aquí si y me gustaría que me entierren, pero con una condición: que me dejen en el nicho dos huequecillos para aun de muerto seguir contemplando tanta belleza”

el agua  

( .L)

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