1. El Agua y el Equilibrio Ácido-Base

El agua presenta las siguientes características: es una molécula polar, considerada el solvente universal, capaz de formar puentes de hidrógeno y posee un alto calor específico.

• Constante Kw: 1 × 10⁻¹⁴
• pH fisiológico celular: 7.2 – 7.4
• Fórmula del pH: pH = -log[H⁺]
• Escala de pH: Neutro = 7, ácido < 7, básico > 7

2. Carbohidratos: Estructura y Metabolismo

2.1. Clasificación de los Carbohidratos

• Monosacáridos: Glucosa, fructosa, galactosa.
• Disacáridos: Maltosa (glucosa + glucosa), lactosa (glucosa + galactosa), sacarosa (glucosa + fructosa).
• Polisacáridos: Almidón, glucógeno, celulosa (no digerible por humanos).

2.2. Digestión de Carbohidratos

• Boca: Sustrato almidón, enzima amilasa salival, productos dextrinas y maltosa.
• Intestino (Páncreas): Sustrato dextrinas y almidón, enzima amilasa pancreática, producto maltosa.
• Intestino (Borde en cepillo):
  • Sustrato maltosa, enzima maltasa, productos glucosa + glucosa.
  • Sustrato lactosa, enzima lactasa, productos glucosa + galactosa.
  • Sustrato sacarosa, enzima sacarasa, productos glucosa + fructosa.

2.3. Glucólisis

• Lugar: Citoplasma.
• Rendimiento neto: 2 ATP, 2 NADH, 2 piruvatos.
• Enzima reguladora clave: Fosfofructoquinasa-1 (PFK-1). Sustrato: fructosa 6-fosfato; producto: fructosa 1,6-bisfosfato.
• Regulación de PFK-1: Se activa por AMP y ADP; se inhibe por ATP y citrato.

2.4. Destino del Piruvato

• Condiciones aeróbicas (con oxígeno): Sustrato piruvato, enzima piruvato deshidrogenasa, producto acetil-CoA.
• Condiciones anaeróbicas (sin oxígeno): Sustrato piruvato, enzima lactato deshidrogenasa, producto lactato.

2.5. Ciclo de Krebs (Ciclo del Ácido Cítrico)

Ocurre en la matriz mitocondrial. Por cada molécula de glucosa se realizan 2 vueltas.

• Entrada: Acetil-CoA + oxalacetato → citrato (enzima: citrato sintasa).
• Producción de NADH:
  • Isocitrato → α-cetoglutarato (enzima: isocitrato deshidrogenasa).
  • α-cetoglutarato → succinil-CoA (enzima: α-cetoglutarato deshidrogenasa).
  • Malato → oxalacetato (enzima: malato deshidrogenasa).
• Producción de GTP: Succinil-CoA → succinato (enzima: succinil-CoA sintetasa).
• Producción de FADH₂: Succinato → fumarato (enzima: succinato deshidrogenasa).
• Balance por vuelta: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂.

2.6. Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa

• Lugar: Membrana interna mitocondrial.
• Sustratos: NADH y FADH₂.
• Productos: ATP y agua.
• Rendimiento total: 28-30 ATP por glucosa.
• Inhibidores: Rotenona (bloquea complejo I), cianuro y monóxido de carbono (bloquean complejo IV).

2.7. Metabolismo del Glucógeno

• Glucogenogénesis (Síntesis): Ocurre en hígado y músculo. Activada por insulina. Enzima clave: glucógeno sintasa.
• Glucogenólisis (Degradación): Activada por glucagón y adrenalina. Enzima clave: glucógeno fosforilasa. Producto: glucosa-1-fosfato.

2.8. Vía de las Pentosas Fosfato

• Lugar: Citoplasma.
• Enzima clave: Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD).
• Productos: NADPH (antioxidante y síntesis de lípidos) y ribosa-5-fosfato (síntesis de nucleótidos ADN/ARN).
• Clínica: La deficiencia de G6PD causa anemia hemolítica.

2.9. Gluconeogénesis y Ciclo de Cori

• Gluconeogénesis: Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos (lactato, glicerol, aminoácidos). Ocurre en hígado y riñón. No ocurre a partir de ácidos grasos. Enzima clave: PEPCK.
• Ciclo de Cori: Intercambio de lactato y glucosa entre el músculo y el hígado a través de la sangre.

3. Diabetes Mellitus y Valores Glucémicos

• Tipo 1: Deficiencia absoluta de insulina.
• Tipo 2: Resistencia a la insulina.
• Glucosa en ayuno:
  • Normal: 70-99 mg/dL
  • Prediabetes: 100-125 mg/dL
  • Diabetes: ≥ 126 mg/dL
• Hemoglobina glucosilada (HbA1c):
  • Normal: < 5.7%
  • Prediabetes: 5.7% – 6.4%
  • Diabetes: ≥ 6.5%

4. Proteínas y Metabolismo Nitrogenado

4.1. Estructura de las Proteínas

• Enlace peptídico: Enlace covalente entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro.
• Niveles estructurales:
  • Primaria: Secuencia lineal de aminoácidos.
  • Secundaria: Alfa hélice y beta plegada (puentes de hidrógeno).
  • Terciaria: Forma tridimensional (interacciones de cadenas laterales).
  • Cuaternaria: Unión de varias cadenas polipeptídicas.

4.2. Digestión de Proteínas

• Estómago: La gastrina estimula el HCl (desnaturaliza proteínas). La pepsina fragmenta proteínas en polipéptidos.
• Intestino: Las enzimas tripsina y quimotripsina producen péptidos pequeños. La carboxipeptidasa libera aminoácidos libres.
• Regulación: Secretina y colecistoquinina (CCK).

4.3. Recambio Proteico y Ciclo de la Urea

• Degradación: La ubiquitina marca proteínas para su destrucción en el proteasoma.
• Ciclo de la Urea: Ocurre en el hígado para eliminar el amonio tóxico.
  • Paso 1 (Mitocondria): Carbamoil fosfato + ornitina → citrulina.
  • Paso 2 (Citoplasma): Citrulina + aspartato → argininosuccinato.
  • Paso 3 (Citoplasma): Argininosuccinato → arginina + fumarato.
  • Paso 4 (Citoplasma): Arginina → urea + ornitina.

4.4. Proteinuria

• Definición: Presencia de proteínas en orina por daño glomerular.
• Valores: Normal < 150 mg/24h. Patológico ≥ 300 mg/24h.

5. Enzimología

• Características: Catalizadores que disminuyen la energía de activación.
• Clasificación: 1. Oxidorreductasas, 2. Transferasas, 3. Hidrolasas, 4. Liasas, 5. Isomerasas, 6. Ligasas.
• Inhibición:
  • Competitiva: Se une al sitio activo. Aumenta Km, Vmax constante.
  • No competitiva: Se une al sitio alostérico. Km constante, disminuye Vmax.

6. Lípidos y Lipoproteínas

• Clasificación: Ácidos grasos (saturados/insaturados), triglicéridos (reserva), fosfolípidos (membranas), esteroides (colesterol/hormonas).
• Digestión: Requiere bilis para la emulsificación. La lipasa pancreática es la enzima principal.
• Lipoproteínas:
  • Quilomicrones: Lípidos de la dieta.
  • VLDL: Triglicéridos endógenos.
  • LDL: «Colesterol malo» (transporte a tejidos).
  • HDL: «Colesterol bueno» (transporte reverso al hígado).

7. Hemostasia y Coagulación

7.1. Hemostasia Primaria y Plaquetas

• Fases: Vasoconstricción, adhesión (factor de von Willebrand), activación y agregación (fibrinógeno).
• Plaquetas: Vida media 7-10 días. Recuento: 150,000 – 450,000/µL.

7.2. Hemostasia Secundaria (Cascada de Coagulación)

• Vía Extrínseca: Activada por el Factor III (tisular) y Factor VII.
• Vía Intrínseca: Inicia con el Factor XII.
• Vía Común: El Factor X activa la protrombina en trombina, y esta convierte el fibrinógeno en fibrina.
• Vitamina K: Necesaria para los factores II, VII, IX y X.

7.3. Pruebas de Laboratorio

• TP: Vía extrínseca (monitoreo de warfarina).
• TTP: Vía intrínseca (monitoreo de heparina).

8. Evaluación y Casos Clínicos

8.1. Cuestionario de Autoevaluación

1. Verdadero. Los factores de coagulación son proteínas séricas.
2. Falso. La sacarosa es un disacárido, no un componente estructural de las proteínas.
3. Falso. El enlace peptídico es entre amino y carboxilo.
4. Verdadero. Las enzimas no se consumen en la reacción.
5. Falso. El ácido butírico y sulfúrico no son principales en la caries.
6. Verdadero. El ajuste inducido permite flexibilidad en el sustrato.
7. Verdadero. La estructura terciaria incluye hélices alfa y láminas beta.
8. Falso. Los detergentes son anfipáticos, no necesariamente ácidos.
9. Verdadero. Enamelinas y amelogeninas forman el esmalte.
10. Verdadero. Los carbohidratos poseen grupos aldehído, cetona y alcohol.

8.2. Relación de Columnas y Conceptos

• Constante Kw: Regulación del pH y soporte de reacciones bioquímicas.
• Funciones Proteicas: Hemoglobina (Transporte), Insulina (Hormonal), Anticuerpos (Defensa), Actina/Miosina (Contracción).
• Modelo Inducido: Mayor flexibilidad y eficiencia catalítica que el modelo llave-cerradura.
• Ecuación Michaelis-Menten: E + S ↔ ES → E + P.

8.3. Cetoacidosis Diabética (CAD)

La CAD presenta los siguientes síntomas debido a desequilibrios metabólicos:

• Vómito y náuseas: Por acidosis metabólica y cuerpos cetónicos.
• Poliuria: Por diuresis osmótica secundaria a la hiperglucemia.
• Polidipsia: Sed intensa por deshidratación.
• Aliento afrutado: Por la eliminación de acetona vía respiratoria.
• Calambres: Por desequilibrio de electrolitos (potasio).