UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO CARRERA DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA CICLO ACADÉMICO: SEPTIEMBRE 2017 – FEBRERO 2018 BIOQUÍMICA II DATOS INFORMATIVOS: Estudiantes: Campaña J., Rodríguez A., Siza C. Profesor: Lic. Danae Fernández Rivero Mg. Auxiliar de Laboratorio: Ing. Cristina Bustos Nivel: Sexto Práctica de Laboratorio N°: 4 Fecha de Realización: 08 de diciembre de 2017 Fecha de Presentación: 15 de diciembre de 2017 TEMA: “DETERMINACIÓN DE CUERPOS CETÓNICOS” 1. OBJETIVOS Objetivo General:
Determinar la presencia de cuerpos cetónicos en diferentes muestras de orina. Objetivos específicos:
Verificar la presencia de ácido acetoacético y ácido β – hidroxibutirico en distintas muestras de orina. Determinar la razón de la coloración rojo-vino en las muestras con presencia de cuerpos cetónicos en muestras de orina en personas con distintas condiciones de salud 2. RESULTADOS Y DISCUSIÓN RESULTADOS Tabla N°1: Resultados obtenidos para la obtención de cuerpos cetónicos en diferentes muestras. Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 (Ejercicio (Normal) (Embarazo) (Ayuno Temáticas físico) prolongado) Con Cloruro Férrico al 10%.
Presencia /Ausencia
Presencia
Presencia
Presencia
Baja Presencia
Existe la presencia de cuerpos cetónicos debido a la coloración que Descripción presentó en la muestra
Existe la presencia de cuerpos cetónicos por la coloración que presentó en la muestra.
Existe poca presencia de cuerpos cetónicos es esta muestra.
La presencia de cuerpo cetónicos es baja que en las demás muestras ya que presentó una coloración muy baja con respecto a las demás muestras.
DISCUSIÓN La oxidación de ácidos grasos en la mitocondria juega un papel importante en la obtención de energía a partir de los lípidos. En la Tabla Nº1 se muestran los resultados de la presencia de los cuerpos cetónicos en cada una de las muestras, en donde, una persona que se encuentra en condiciones normales de salud los cuerpos cetónicos son metabolizados completamente en el hígado específicamente en los hepatocitos, de tal manera que estos llegan a presentarse en cantidades mínimas en la orina, lo cual no se pudo observar en la muestra obtenida siendo un factor muy probable que la muestra haya sido recolectada en la mañana y el individuo hubiese estado en ayuno dando positivo la presencia de cuerpos cetónicos en la muestra. En el caso de la muestra de la persona que tiene diabetes los cuerpos cetónicos son fácilmente detectados en la orina. Cabe recalcar que la diabetes es un grupo de enfermedades caracterizadas por un alto nivel de glucosa resultado de defectos en la capacidad del cuerpo para producir insulina (ADA; 2013). Como es conocido, la insulina es importante para la regulación de glucosa y para disminuir la liberación de ácidos grasos, por lo tanto, el aumento de ácidos grasos aumenta la síntesis de cuerpos cetónicos ya que hay mayor disponibilidad de acetil CoA. La falta o la inactivación de la insulina limita la utilización de la glucosa, el proceso de glucólisis y la producción de ácido pirúvico. Hay una vinculación estrecha entre los procesos enzimáticos del ciclo de Krebs y de la oxidación de las grasas. Se admite que una de dichas enzimas del ciclo tricarboxílico sirva de detonador para iniciar la oxidación de las moléculas grasas. El acetil coenzima A es transformada en ácido diacético y betahidroxibutírico, en cantidades crecientes a medida que se intensifica la inactivación de la insulina o su falta en el organismo. Parte de la acetilcoenzima A es también transformada en colesterol (Isla; 2005). En la muestra de la persona en períodos de ayuno, los ácidos grasos son usados para la síntesis de cuerpos cetónicos y proveen la mayor parte de la energía requerida (Stanley; 2000). Al no ingerir alimentos por un tiempo indefinido, el organismo deja consumir glucosa y glucógeno que están almacenados en el hígado y músculos y optan por consumir grasas ubicadas en tejidos subcutáneos, alrededor de los riñones. Durante las primeras etapas del ayuno, hay una disminución en la producción de insulina, pero aumenta la liberación de glucagón dando lugar a la glucogenólisis, que es la estimulación de lipólisis, es decir, inhibición en la síntesis de triacilglicéridos y aumento en la Beta-oxidación y producción de cuerpos cetónicos. Si el ayuno es prolongado se presenta un desequilibrio entre el metabolismo de carbohidratos y lípidos, lo que ocasiona que los niveles de cuerpos cetónicos se eleven en sangre y sean eliminados por orina donde son detectados fácilmente (Cañas; 2016), por lo que se debe evidenciar
la presencia de cuerpos cetónicos, en este caso no fue de esta manera, lo cual se puede deber a distintos factores que intervienen en el metabolismo de la persona de la cual se tomó la muestra ya que no todos los organismo son iguales o reaccionan igual. Para el caso de la persona que realizó ejercicio se observa la presencia de cuerpos cetónicos debido a que el complejo enzimático AMPK es activada por adenosin monofosfato, (AMP), un metabolito que aumenta en la medida que disminuye la carga energética de la célula, se considera que esta enzima juega un papel principal en la regulación de los flujos metabólicos dentro del músculo, actuando como un verdadero sensor energético y activando la oxidación de ácidos grasos y carbohidratos. De esta manera, la disminución de glicógeno intramuscular, propio de estados de ayuno, así como de ejercicio de alta intensidad, provocaría la activación de la AMPK, favoreciendo el switch metabólico que conduce a una mayor oxidación de ácidos grasos (Trujillo; 2015). La coloración rojo-vino se debe al reaccionar los cuerpos cetónicos con el cloruro férrico se obtuvo una coloración más intensa la cual indica que existe una cantidad enorme de acetona y ácido acetil-acético acetona mientras que las que tienen una coloración tenue contienen ácido β – hidroxibutirico en grandes cantidades (Silva C; 2006).
3. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR: ¿Cuáles son los cuerpos cetónicos? Esquematiza la ruta metabólica para obtenerlos Los cuerpos cetónicos son: Acetona Acetoacetato D- beta-hidroxibutirato
Gráfica N°1: Formación de grupos cetónicos
(Suarez, 2015). ¿En qué condiciones metabólicas se producen cuerpos cetónicos? La síntesis de cuerpos cetónicos ocurre en respuesta a bajos niveles de glucosa y después del agotamiento de las reservas celulares de glucógeno, donde el hígado empieza a producir cuerpos cetónicos para hacer disponible la energía que es guardada como ácidos grasos; los cuales son enzimáticamente descompuestos en la βoxidación para formar acetil-CoA. Bajo condiciones normales, la oxidación del acetilCoA se produce en el ciclo de Krebs y su energía se transfiere como electrones a NADH, FADH2, y GTP. Sin embargo, si la cantidad de acetil-CoA generada en el proceso de oxidación de los ácidos grasos es superior a la capacidad de procesamiento del ciclo de Krebs, o si la actividad en este proceso es baja dada la poca cantidad de elementos intermedios como el oxaloacetato, el acetil-CoA se usa para la biosíntesis de los cuerpos cetónicos vía acetil-CoA y β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) (Berg, 2008).
¿A partir de qué macro moléculas es posible sintetizar cuerpos cetónicos?
En los seres humanos y en la mayoría de los otros mamíferos, la acetil-CoA formada en el hígado durante la oxidación de ácidos grasos puede entrar en el ciclo de ácido cítrico o sufrir conversión a los "cuerpos cetónicos", acetona, y D-β-hidroxibutirato, para su exportación a otros tejidos. (El término "cuerpos" es un artefacto histórico, el término se aplica ocasionalmente a las partículas insolubles, pero estos compuestos son bastante solubles en la sangre y la orina.) La acetona, producida en cantidades más pequeñas que los otros cuerpos cetónicos, es exhalada. (Lehninger N & Cox M.) ¿Qué nombre recibe la presencia de cuerpos cetónicos en sangre y orina cuando se encuentran en cantidades más altas que las normales? Los cuerpos cetónicos en la sangre y en la orina de los diabéticos no tratados pueden alcanzar niveles extraordinarios: una concentración sanguínea de 90 mg / 100 ml (en comparación con un nivel normal de 3 mg / 100 ml) y una excreción urinaria de 5.000 mg / 24 hr Tasa normal de 125 mg / 24 h). Esta condición se llama cetosis (Mejía, 2013). 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Conclusiones: Se determino la presencia de cuerpos cetónicos en las muestras de orina de diferentes individuos en diferentes estados siendo la mayoría positivos de acuerdo con los resultados que se obtuvieron, siendo la muestra de orina de un individuo que ha hecho ejercicio la que mas denoto la presencia junto con la muestra normal tomando en cuenta que la recolección de la muestra de orina normal tuvo un error y por ello no fue lo que se esperaba. Se verifico la presencia en las distintas muestras utilizadas en la práctica, en donde la aparición de cuerpos cetónicos fue en la persona con diabetes, con actividad de ejercicio, una persona denominada normal (sin perturbaciones), observando el cambio de coloración en la muestra de orina con diabetes presentando una cantidad de acetona y ácido acetil-acético acetona y en la persona con ayuno prolongado su coloración tenue que denota ácido β-hidroxibutírico. Se determino la razón de la coloración rojo-vino debido a que al reaccionar los cuerpos cetónicos con el cloruro férrico se obtiene una coloración más intensa la cual indica que existe una cantidad enorme de acetona y ácido acetil-acético acetona mientras que las que tienen una coloración tenue contienen ácido β – hidroxibutirico en grandes cantidades. Recomendaciones:
Usar la indumentaria respectiva para comenzar a trabajar con las muestras de orina debido a que contiene sustancias tóxicas que pueden afectar a la salud. Tener muestras de orina diferentes (persona en estado de gestación, persona normal, persona en actividad física, persona en ayuno prolongado y diabetes) necesarias disponibles para el desarrollo de la experimentación. Seguir el protocolo de recolección de muestras de orinas para obtener resultados esperados y asi concluir una práctica exitosa.
5. BIBLIOGRAFÍA: Berg, A. (2008). “Bioquímica”. Actividad Catalítica. Sexta Edición. Editorial Reverté SA. México. Pp- 282-298.
Mejía,
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(2013).
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Suarez, A. (2015). Identificación de cuerpos cetonicos en orina. Recuperado de: http://documents.mx/documents/cuerpos-cetonicoslab.html el 10-12-2017 ADA. (2013). Asociación Americana de Diabetes. Obtenido de Información básica de la Diabetes: http://www.diabetes.org/es/informacion-basicade-la-diabetes/ Cañas,
A.
(2016).
Determinación de cuerpos cetónicos. Disponible en: https://anacanas.wordpress.com/laboratorio/practica-9determinacion-de-cuerpos-cetonicos/
Devlin, T. M. (2004). “Bioquímica” 4ª edición. Reverté, Barcelona. ISBN 84-291-7208-4 Disponible en: https://diabetesmadrid.org/conoces-queson-los-cuerpos-cetonicos-la-cetoacidosis-diabetica-ycomo-actuar-cuando-aparece/ Graff. (2007). Análisis de orina: atlas color. Buenos Aires: Medica Panamericana. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10634967 Isla
Pilar.
(2005). Cetósis diabética. (disponible en) http://diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/97194/1/0689 07.pdf
Lehninger N & Cox M. Cuarta edición. Principles of Biochemistry. Catabolismo de ácidos grasos. Capítulo 17. Pág. 632-650 Medical
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Actualizado. “Lípidos”. Obtenido https://themedicalbiochemistrypage.org/es/fatty-acidoxidation-sp.php
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Stanley, C. (2000). Disorders of fatty acid oxidation, Inborn Metabolic Diseases, editores Fernandes J, SaudubrayJ.-M,, van den Berghe G. editorial Springer-Verlag, Berlín y Heidelberg, pp 139-150. Trujillo Luz. (2015). Beneficios metabólicos de realizar ejercicio en estado de ayuno. (disponible en) http://www.scielo.cl/pdf/rchnut/v42n2/art05.pdf