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CBCC - 2020
Unidad Curricular Biología Celular y Molecular
Estudio de Casos
CASO 7 : ALTERNATIVA REDUCTORA
Docente: Lamas, Sara.
GRUPO 67
Secretarios:
Castro, Micaela.
Ferracano, Verónica.
Pérez, Florencia.
Pérez, Guillermo.
Ríos, Lucas.
OBJETIVOS
- Comprender las causas subyacentes de los síntomas que presenta el paciente.
- Incorporar conceptos como los de: anemia hemolítica e hiperbilirrubinemia.
- Analizar sobre la deficiencia de la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa
(G6PD).
- A partir de esto, intentar comprender cuál es la relación existente entre la ingesta
de sulfonamida, y la deficiencia de G6PD en el organismo del paciente.
MARCO TEÓRICO
Anemia hemolítica:
Es una enfermedad en la que el cuerpo no presenta suficientes glóbulos rojos, ya que
estos se destruyen más rápido que lo que la médula ósea los puede producir.
Usualmente estos tienen una duración aproximada de veinte días en el cuerpo.
Los eritrocitos pierden su mitocondria a medida que maduran y carecen de núcleo y a
consecuencia de ambos motivos, carecen de la maquinaria celular que les permita
sintetizar sus reacciones. Por tanto, necesita de una enzima reguladora que guíe su
mecanismo: G6PD ( Glucosa 6 fosfato deshidrogenasa).
Esta enzima es muy importante en la regulación del funcionamiento de los glóbulos
rojos. A su vez es quien interviene en la primera reacción de la ruta de las pentosas
catalizando la reacción desde glucosa 6- fosfato para obtener 6-fosfogluconato y
NADPH. La deficiencia de G6PD puede causar hemólisis, lo cual varía en la producción
de NADPH. (1)
Hiperbilirrubinemia e Ictericia:
La hiperbilirrubinemia se produce cuando existe un exceso de bilirrubina en el
organismo. A su vez, la bilirrubina se produce a causa de la descomposición de glóbulos
rojos. Cuando una persona padece de hiperbilirrubinemia, es común que manifieste
síntomas como lo son el color amarillento en piel y mucosas (ictericia). (2)
Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD):
En la mayoría de tejidos el destino catabólico principal de la Glucosa 6-Fosfato (Glucosa
6-P) es la degradación glucolítica a piruvato, sin embargo, también tiene otro destinos
catabólicos necesarios para la célula. La vía de las pentosas fosfato es una alternativa
para el metabolismo de la glucosa. La glucosa 6-fosfato se oxida a pentosas fosfatos sin
producir ATP y por lo tanto, tiene otras funciones importantes como, formar NADPH para
la síntesis de ácidos grasos, esteroides y para reducir el glutatión. Además, la síntesis
de ribosa para la formación de nucleótidos y ácido nucleico. En esta ruta la oxidación se
logra por medio de la deshidrogenación siendo el NADP+ el aceptor electrónico, dando
NADPH.
La ruta puede dividirse en dos fases, oxidativa (producción de NADPH a partir de la
oxidación de glucosa a ribosa 5-fosfato) y no oxidativa (se dan interconversiones de
azúcares de 3,4,5,6 y 7 carbonos con el objetivo de generar glucosa 6-fosfato).
En la fase oxidativa, “la primera reacción es la oxidación de glucosa 6-fosfato por la
glucosa 6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) para formar 6-fosfoglucono- δ -lactona.”
Siendo la G6PD dependiente de NADP dando lugar a una molécula de NADPH. La
lactona se + hidroliza dando el ácido libre 6-fosfogluconato por una lactonasa específica
y en el paso siguiente, este se oxida y descarboxila por la 6-fosfogluconato
deshidrogenasa (dependiente de NADP ) formando la cetopentosa ribulosa 5-fosfato y
generando una + 1 segunda molécula de NADPH. La ribulosa 5-fosfato es convertida a
su isómero aldosa 7 ribosa 5-fosfato por acción de la fosfopentosa isomerasa. En
algunos tejidos la ruta termina en este punto obteniendo como resultado neto, la
producción de NADPH. Este es utilizado para reducir glutatión, importante en la
prevención de lesiones oxidativas.
En la fase no oxidativa, la ribosa 5-fosfato se isomeriza a xilulosa 5-fosfato. En una serie
de reordenamientos de los esqueletos carbonados seis azúcares fosfato de cinco
carbonos se convierten en cinco azúcares fosfato de seis carbonos, completando el ciclo
y permitiendo la oxidación continua de glucosa 6-fosfato con producción de NADPH y
conversión de la glucosa 6-P en seis CO
2
.
Las enzimas que actúan en las interconversiones de azúcares son la transcetolasa y
transaldolasa. La transcetolasa cataliza la transferencia de una unidad de dos carbonos
que incluye los carbonos 1 y 2 desde un dador cetosa a un aceptor aldosa. La
Transaldolasa cataliza la transferencia de un fragmento de tres carbonos desde la
cetosa sedoheptulosa 7-fosfato y se condensa con gliceraldehído 3-Fosfato, formando
fructosa 6-fosfato y eritrosa 4-fosfato. A continuación la transcetolasa vuelve a actuar,
formando fructosa 6-fosfato y gliceraldehído 3-fosfato a partir de la eritrosa 4-fosfato y la
xilulosa 5-fosfato. Dos moléculas de Gliceraldehido 3-P obtenido por dos repeticiones de
estas reacciones pueden convertirse en una molécula de fructosa 1,6-bisfosfato.
Finalmente la FBPasa-1 y la fosfohexosa isomerasa convierte la fructosa 1,6-BP en
glucosa 6-fosfato. De esta forma, el ciclo queda completo.(3)
Espectrofotometría
La espectrofotometría UV-visible es una técnica analítica que permite determinar la
concentración de un compuesto en solución. Se basa en que las moléculas absorben las
radiaciones electromagnéticas, entre ellas las radiaciones dentro del espectro UV-visible
y a su vez que la cantidad de luz absorbida depende de forma lineal de la concentración.
Se pueden identificar y cuantificar biomoléculas en solución y en muestras biológicas,
con el empleo de reactivos específicos que reaccionan con el compuesto a analizar y
forman un producto coloreado que permite detectarlo en muestras complejas. Las
moléculas pueden absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía
interna. Como consecuencia, la absorción que presenta una molécula a distintas
longitudes de onda, es su espectro de absorción el cual es una representación gráfica de
esto y constituye un indicador de la identidad de la misma. Por último, la molécula en
forma excitada libera la energía absorbida hasta el estado energético fundamental.(4)
Las enzimas de óxido-reducción actúan en el centro del metabolismo celular energético.
Las deshidrogenasas, enzimas de óxido-reducción, necesitan como coenzimas al NAD o
al NADP . Las deshidrogenasas NAD-dependientes, intervienen de manera primordial en
la transferencia de electrones desde los sustratos hasta el oxígeno, en la respiración
metabólica, proceso a través del cual obtiene energía la célula La utilidad del NAD+ (+
por su forma oxidada) y del NADP+. (4) (5)
DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN:
Los signos y síntomas presentes en el niño como la palidez cutánea, taquicardia e
ictericia se pueden adjudicar a la anemia hemolítica y a la hiperbilirrubinemia. A su vez
los vómitos pueden deberse a un efecto secundario del antibiótico (sulfonamida) que el
niño ingiere.
Teniendo en cuenta la función de la enzima que carece Pablo se puede determinar
la causa de la lisis de eritrocitos que produce la anemia. Este diagnóstico lo
podemos confirmar mediante la actividad enzimática G6PD, a través del estudio de la
actividad enzimática glucosa 6 fosfato deshidrogenasa midiendo la producción de
NADPH en la fase oxidativa de la ruta de las pentosas. Para ello debemos agregar
NADP+ y glucosa 6-fosfato. Otro método podría ser el PCR.
Se analizó el gráfico que el estudiante halló y se puede observar que el NADPH
aumentó, teniendo una diferencia de longitud de onda de 340 nm en su absorción óptica,
con el NAD+. Los NADP+ que son reducidos generan una mayor densidad a 340 nm, en
cambio
para los oxidados es menor. Cuando una molécula se oxida pierde dos electrones. En
este caso NADP+ (forma oxidada) acepta un electrón y se transforma en NADPH
reduciéndose; el otro electrón se convierte en H2O. En las células la cantidad de
NADPH es mayor que la de NADP+ favoreciendo la transferencia de hidrógeno desde
NADPH a un sustrato. Por último, tomando en cuenta el gráfico se podría hacer un
estudio in vitro a partir de los eritrocitos del paciente, viendo si se forma NADPH al
agregar glucosa fosfato y NADP+. Luego con las propiedades del gráfico y utilizando un
espectrógrafo para medir la absorbancia de la muestra alrededor de 340 nm y relacionar
la misma con la concentración de NADPH.
Si tomamos en cuenta lo nombrado anteriormente podemos concluir que el usuario sufre
“deficiencia de Glucosa 6-fosfato Deshidrogenasa”. Produciendo la anemia hemolítica,
esta se debe a que la mayor parte de los eritrocitos presentan deficiencia de NADPH
capaz de reducir el glutatión que los protege y evita una hemólisis. La precoz y rápida
muerte de los eritrocitos genera un exceso de bilirrubina en la sangre, ocasionando la
ictericia. Por lo tanto se puede decir que la ingesta de sulfonamida debe ser evitada para
que los eritrocitos no sean expuestos a lesiones oxidativas y el cuerpo se mantenga en
homeostasis, en este caso el equilibrio entre la oxidación y la reducción.
1. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. SCH. [Internet] . Bahía, San Francisco. Stanford Children's Health [consultado el 14 de
Octubre de 2020]. Disponible en:
https://www.stanfordchildrens.org/es/topic/default.page?id=hemolytic-anemia-in-children-90-P054
30
2. Katán, J. Publicación de Medwave. Hiperbilirrubinemia. Diciembre, 2003. [Documento en
línea] Disponible en:
https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/PuestaDia/APS/1962?ver=sindiseno
3. Nelson D, Cox M. Lehninger Principios de Bioquímica. 5 ed. Barcelona: Ediciones Omega;
2009: 558-563. Fig.1 : Bioquímica II. (2013) La ruta de las pentosas fosfato. [Figura] Disponible
en:
http://bioquimica2usc.blogspot.com/2013/05/tema-9-la-ruta-de-las-pentosas-fosfato.html
4. Díaz N , Bárcena J, Fernández E, Galván A, Jorrín J, Peinado J et al. Espectrofometría:
Espectros de absorción y cuantificación colorimétrica de biomoléculas. Departamento de
Bioquímica y Biología Molecular,Facultad de Medicina. Córdoba. Disponible en:
file:///C:/Users/inter/Downloads/espectrofotometra-1231267514009011-1.pdf
5. Silva A, Godínez J.R. Fernández M, Haro E. Espectroscopía de Fluorescencia inducida por
láser en células. Departamento de Física, Laboratorio de Óptica Cuántica, UAM. México.
Disponible en:
https://luz.izt.uam.mx/mfg/arti/06-10/Capitulo26.pdf
Informe del caso 6-719620e77d71659f31a058bd7c2f2ddc.pdf
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