Bioquímica y el Cuerpo Humano

Objetivo de la bioquímica

• El principal objetivo de la bioquímica en relación con el cuerpo humano es comprender la composición química de los seres vivos y los procesos químicos que ocurren en ellos.
• La bioquímica busca explicar el funcionamiento del organismo a nivel molecular.

Reacciones químicas en el cuerpo

• La rama de la bioquímica que se enfoca en las reacciones químicas dentro del organismo se llama metabolismo.

Bioelementos

• Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen la materia viva.

Anabolismo

• El anabolismo es el conjunto de reacciones metabólicas que construyen moléculas complejas a partir de moléculas simples.
• Es un proceso endergónico, es decir, requiere de energía para llevarse a cabo.

Oxidorreducción

• Las reacciones de oxidorreducción (redox) implican la transferencia de electrones.
• En la oxidación, una molécula pierde electrones y aumenta su estado de oxidación.
• En la reducción, una molécula gana electrones y disminuye su estado de oxidación.

Composición química del ser humano

• El agua, las proteínas, los lípidos, los carbohidratos y los ácidos nucleicos constituyen la composición química del cuerpo humano.
• Los metales pesados, como el plomo o el mercurio, no forman parte de la composición química normal del ser humano.

Energía y metabolismo

• Un componente clave en la bioquímica relacionada con energía y metabolismo son las enzimas.
• Las enzimas aceleran las reacciones químicas en el cuerpo.

Nutrición y bioquímica

• Un nutricionista, en el contexto de la bioquímica nutricional, se encarga de analizar la composición de los alimentos y su impacto en el cuerpo.
• También determina las necesidades nutricionales individuales y elabora planes de alimentación.

Función de las enzimas

• La función principal de las enzimas es catalizar reacciones químicas, acelerándolas sin alterarse en el proceso.
• Las enzimas rebajan la energía de activación, haciendo que las reacciones ocurran más rápido.

Catalizadores

• Los catalizadores, como las enzimas, disminuyen la energía de activación al proporcionar una vía alternativa para la reacción.
• Esta vía alternativa requiere menos energía para llegar al estado de transición.

Adaptación de las células

• Las células pueden adaptarse a cambios en el ambiente gracias a la regulación de la actividad de las enzimas.
• Los cambios en el ambiente modifican las condiciones de las reacciones químicas.

Control de la actividad enzimática

• Se puede regular la actividad enzimática mediante mecanismos como la concentración de sustrato, la temperatura, el pH y la presencia de inhibidores.

Nomenclatura de las enzimas

• El sufijo "-asa" generalmente se utiliza para nombrar a las enzimas.
• Por ejemplo, "proteasa" es una enzima que digiere proteínas.

Clasificación de las enzimas

• Se estableció un sistema de clasificación para nombrar sistemáticamente a las enzimas.
• Se categorizan según el tipo de reacción química que catalizan.

Equilibrio enzimático

• Las enzimas no alteran el equilibrio de las reacciones químicas.
• Solo aceleran la velocidad a la que se alcanza el equilibrio.

Categorías de enzimas

• Existen seis categorías de enzimas según la clasificación mencionada:
  • Oxidorreductasas
  • Transferasas
  • Hidrolasas
  • Liasas
  • Isomerasas
  • Ligasas

Conductividad eléctrica del agua

• La conductividad eléctrica del agua se debe a la presencia de iones.
• A mayor concentración de iones, mayor conductividad.

Temperatura y conductividad

• La temperatura afecta la conductividad eléctrica del agua.
• A mayor temperatura, mayor movilidad de iones y mayor conductividad.

Soluciones con alta conductividad

• Las soluciones que contienen sales disueltas tienen alta conductividad eléctrica.
• La presencia de iones libres facilita la conducción de la electricidad.

Concentración de sales y conductividad

• La conductividad eléctrica aumenta a medida que aumenta la concentración de sales en solución.
• Más iones disponibles conducen a mayor flujo de electricidad.

Efecto inverso de la conductividad

• Una consecuencia inversa de la conductividad eléctrica en soluciones acuosas es el calentamiento.
• El movimiento de iones genera calor.

Movilidad de los iones

• La movilidad de los iones en una solución acuosa afecta la conductividad eléctrica:
  • Mayor movilidad, mayor conductividad.
  • Menor movilidad, menor conductividad.

Conductividad de soluciones orgánicas

• Las soluciones acuosas de solutos orgánicos (no iónicos) presentan baja conductividad eléctrica.
• La falta de iones libres limita la conducción de electricidad.

Movimiento de iones en soluciones concentradas

• En soluciones concentradas, el movimiento de iones puede restringirse debido a la interacción entre ellos y la molécula del solvente.
• Esta restricción disminuye la conductividad.

Cantidad de agua necesaria

• Se necesitan al menos 1.5 litros de agua por día para eliminar los sólidos derivados del metabolismo.
• La cantidad puede variar según la actividad física, el clima y otros factores individuales.

Excreción de agua

• La cantidad promedio de agua excretada en la orina al día es de 1.5 litros.

Filtración de sodio

• Se filtran aproximadamente 300 miligramos de sodio por cada litro de plasma en los riñones.

Densidad máxima de la orina

• La densidad máxima de la orina rara vez excede 1.030, en condiciones de escasez de agua.
• La orina se concentra para conservar el agua.

Pérdidas insensibles de agua

• Las pérdidas insensibles de agua, es decir, la evaporación por la piel y la respiración, representan aproximadamente 0.5 litros al día.

Pérdidas urinarias complementarias

• Se requieren 0.5 litros adicionales de agua al día para cubrir las pérdidas urinarias complementarias.

Agua para excreción de sólidos

• Se necesita al menos 1.5 litros de agua diariamente para eliminar sólidos a través de diversas excreciones.

Mecanismo de reabsorción

• La reabsorción de agua y sodio en los riñones se lleva a cabo principalmente por un mecanismo de transporte activo.
• Este proceso requiere energía para mover los iones en contra de su gradiente de concentración.

Energía de los espermatozoides

• Los espermatozoides utilizan fructosa como su principal fuente de energía.
• La fructosa es un monosacárido que se encuentra en el semen.

Función de la galactosa

• La galactosa es uno de los monosacáridos simples que se encuentran en el organismo.
• Se utiliza para formar lactosa, un disacárido presente en la leche.
• También interviene en la formación de glucolípidos y glucoproteínas.

Disacárido de glucosa y fructosa

• El sacarosa es un disacárido formado por glucosa y fructosa.
• La sacarosa se encuentra en el azúcar de mesa.

Galactosemia

• La galactosemia es una condición genética que impide la correcta degradación de la galactosa.
• Puede causar problemas hepáticos, renales y neurológicos.

Digestión de disacáridos

• La digestión de los disacáridos en el cuerpo humano ocurre mediante la acción de enzimas específicas:
  • La lactasa descompone la lactosa.
  • La sacarasa descompone la sacarosa.
  • La maltasa descompone la maltosa.

Dulzura de la fructosa

• La fructosa es considerada más dulce que la sacarosa.
• La fructosa es 1.7 veces más dulce que la sacarosa por gramo.

Deficiencia de enzimas digestivas

• La deficiencia en enzimas necesarias para la digestión de disacáridos puede provocar intolerancia a ciertos tipos de azúcares.
• Esto puede causar problemas digestivos, como diarrea, hinchazón y gases.

Enlace en disacáridos

• Los monosacáridos se unen en los disacáridos mediante un enlace glucosídico.
• Este enlace se forma por la reacción de deshidratación.

Piperina y metabolismo lipídico

• La piperina, un compuesto presente en la pimienta negra, tiene un papel en el metabolismo lipídico.
• Puede incrementar la termogénesis y reducir la absorción de grasas.

Piperina y reloj circadiano

• La piperina se ha relacionado con el reloj circadiano.
• Puede afectar la expresión de genes relacionados con el ritmo circadiano.

Objetivo de la bioquímica nutricional

• Un objetivo de la bioquímica nutricional es comprender cómo los nutrientes de los alimentos interactúan con el cuerpo.
• También busca determinar las necesidades nutricionales específicas para mantener la salud.

Piperina y prevención de trastornos

• La piperina puede ayudar a prevenir trastornos metabólicos como:
  • Obesidad
  • Diabetes
  • Síndrome metabólico

Papel de los alimentos

• Los alimentos desempeñan un papel fundamental en el organismo humano, proporcionando:
  • Nutrientes esenciales para el crecimiento y desarrollo.
  • Energía para las funciones corporales.
  • Componentes estructurales para los tejidos.

Procesos fisiológicos

• La bioquímica nutricional explica diversos procesos fisiológicos, como:
  • Digestión
  • Absorción
  • Metabolismo
  • Transporte de nutrientes

Enfoque de la bioquímica nutricional

• El enfoque de la bioquímica nutricional frente a enfermedades se centra en:
  • Identificar los factores nutricionales implicados en el desarrollo de enfermedades.
  • Desarrollar estrategias dietéticas para prevenir y tratar enfermedades.

Metabolismo lipídico

• Una afirmación correcta sobre el metabolismo lipídico es que los ácidos grasos se pueden utilizar como combustibles en las células.
• Los ácidos grasos se descomponen para producir energía.

Regulación del metabolismo lipídico

• La insulina se relaciona estrechamente con la regulación del metabolismo lipídico.
• La insulina estimula la absorción de glucosa y la síntesis de ácidos grasos.

Genes implicados en los efectos de la piperina

• Los genes PPARα, PPARγ y CPT1A están parcialmente implicados en los efectos de la piperina sobre el metabolismo lipídico.
• Estos genes regulan la expresión de enzimas que participan en la oxidación de ácidos grasos.