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ISSN-1665-1995
REVISTADE EDUCACIN BIOQUMICA
rgano de informacin de laAsociacin Mexicana de
Profesores de Bioqumica, A.C.
Departamento de BioqumicaFacultad de Medicina
UNAMFacultad de Medicina
UNAM
EDITADO DESDE 1982 COMO BOLETN DE EDUCACIN BIOQUMICA
VOL. 29 No. 4 DICIEMBRE 2010
Sociedad Mexicana deBioqumica, A.C.
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COMIT EDITORIAL
EDITOR EN JEFE
JOS VCTOR CALDERN SALINASDepartamento de BioqumicaCentro de
Investigacin y de Estudios Avanzados
EDITORES MARCO ANTONIO JUREZ OROPEZAFacultad de
MedicinaUniversidad Nacional Autnoma de Mxico
MINA KNIGSBERG FAINSTEINDivisin de Ciencias Biolgicas y de la
SaludUniversidad Autnoma Metropolitana-Iztapalapa
LEONOR FERNNDEZ RIVERA ROFacultad de MedicinaUniversidad
Nacional Autnoma de Mxico
GRACIELA MEZA RUIZInstituto de Fisiologa CelularUniversidad
Nacional Autnoma de Mxico
ROCO SALCEDA SACANELLESInstituto de Fisiologa CelularUniversidad
Nacional Autnoma de Mxico
YOLANDA SALDAA BALMORIFacultad de MedicinaUniversidad Nacional
Autnoma de Mxico
ANA CECILIA ZAZUETA MENDIZBALDepartamento de BioqumicaInstituto
Nacional de Cardiologa Dr. Ignacio Chvez
ALEJANDRO ZENTELLA DEHESAInstituto de Investigaciones Biomdicas,
UNAM eInstituto Nacional de Ciencias Mdicas y Nutricin Salvador
Zubirn
ASISTENTE EDITORIAL
MARIVEL ROJAS GARCAFacultad de MedicinaUniversidad Nacional
Autnoma de Mxico
EDITORES FUNDADORES
GUILLERMO CARVAJAL SANDOVALInstituto Nacional de Enfermedades
Respiratorias e Instituto Politcnico Nacional
JESS MANUEL LEN CZARESFacultad de Ciencias Naturales Universidad
Autnoma de Quertaro
ENRIQUE PIA GARZAFacultad de MedicinaUniversidad Nacional
Autnoma de Mxico
YOLANDA SALDAA BALMORIFacultad de MedicinaUniversidad Nacional
Autnoma de Mxico
SERGIO SNCHEZ ESQUIVELInstituto de Investigaciones
BiomdicasUniversidad Nacional Autnoma de Mxico
kk
CORRESPONSALESROCO SALCEDA SACANELLESCoordinadoraInstituto de
Fisiologa CelularUniversidad Nacional Autnoma de Mxico
JORGE LUIS RICO PREZFacultad de Estudios Superiores
CuautitlnUniversidad Nacional Autnoma de Mxico
CARLOS CERVANTES VEGAInstituto de Investigaciones Qumico
BiolgicasUniversidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo
JOS CARLOS GARCA PIEIROFacultad de Ciencias Bsicas Victoria de
GirnInstituto Superior de Ciencias Mdicas. La Habana, Cuba
ALEJANDRO MARTNEZ MARTNEZ Instituto de Ciencias
BiomdicasUniversidad Autnoma de Ciudad Jurez, Chihuahua
MYRNA SABANERO LPEZInstituto de Investigacin en Biologa
ExperimentalFacultad de Ciencias Qumicas, Universidad de
Guanajuato
SERGIO SNCHEZ-ARMSS ACUADepartamento de Fisiologa y
FarmacologaFacultad de Medicina, Universidad Autnoma de San Luis
Potos
MARTHA ANGLICA QUINTANAR ESCORZADepartamento de Bioqumica
Facultad de Medicina Humana, Universidad Jurez del Estado de
Durango
MARA MALDONADO VEGADepartamento de Investigacin. Centro de
Innovacin Aplicada en Tecnologas Competitivas, AC. Len, Gto.,
Mexico
3XEOLFDFLyQLQFOXLGDSRUHO&HQWURGH,QIRUPDFLyQ&LHQWtFD\+XPDQtVWLFDGHOD8QLYHUVLGDG1DFLRQDO$XWyQRPDde
Mxico en la base de datos Peridica, Iresie, Redalyc y Latindex.
(OFRQWHQLGRGHORVDUWtFXORV\ODVRSLQLRQHVH[SUHVDGDVHQHOORVVRQUHVSRQVDELOLGDGGHORVDXWRUHV\QRUHHMDQnecesariamente
las del Comit Editorial.
REVISTA DE EDUCACIN BIOQUMICA (REB), publicacin trimestral. La
presentacin y disposicin en conjunto y de cada pgina de la Revista
de Educacin Bioqumica son propiedad del editor. Derechos reservados
Asociacin Mexicana de Profesores de Bioqumica, A.C. Queda
estrictamente prohibida la reproduccin parcial o total por
cualquier sistema o mtodo mecnico o
HOHFWUyQLFRVLQDXWRUL]DFLyQSRUHVFULWRGHOHGLWRU&HUWLFDGRVGH/LFLWXGGH7tWXOR/LFLWXGGH&RQWHQLGRH[SHGLHQWH1R5HVHUYDDOWtWXORHQ'HUHFKRVGH$XWRU1R,6615HVHUYDGHWtWXORHQ'HUHFKRVGH$XWRUSDUDSXEOLFDFLyQHOHFWUyQLFD1R,661'LVHxR&HOLD9LUJLQLD6iQFKH]0H]D81$0'HSDUWDPHQWRGH%LRTXtPLFD\)DFXOWDGGH0HGLFLQD'LVWULEXFLyQHOHFWUyQLFD3URJUDPD8QLYHUVLWDULRGH,QYHVWLJDFLyQHQ6DOXG38,681$0KWWSFRPSXWRVLGXQDPP[%LRTXLPLFDRELHQKWWSZZZSXLVXQDPP[&RUUHV-SRQGHQFLD&RPLWp(GLWRULDO$SDUWDGR3RVWDO&R\RDFiQ&30p[LFR')&RUUHRHOHFWUyQLFRUHE#ETXQDPP[
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REB 2010 Vol 29 Nm. 4 Diciembre 2010
CONTENIDO
COMIT EDITORIAL
EDITORIAL
POR UNA DIVULGACIN CIENTFICA SIN AMARILLISMOGraciela Meza
Ruz....................................109
ARTCULOS
IMPORTANCIA DE LA GRASA PARA LA SUPERVIVENCIA EN EL AYUNO, VISTA
A TRAVS DE UNA ENZIMOPATAAurelio Mendoza
Medelln......................111
LA INTERNET COMO RECURSO DIDCTICO PARA LA ENSEANZA Y EL
APRENDIZAJE DE LA BIOLOGAJavier Gutirrez-Jimnez,Mara Adelina
Schlie-Guzmn,Lorena Mercedes Luna-Cazres, Daniel Daz-Prez y Dolores
Guadalupe Vidal-Lpez..............120
LA MEMBRANA PLASMTICA: MODELOS, BALSAS Y SEALIZACINUlises Meza,
Ana Catalina Romero-Mndez, Yamhilette Licn y Sergio
Snchez-Armss..........................125
OTRAS COMUNICACIONES
CRUCIBIOQENZIMAS: LIGASASYolanda Saldaa
Balmori.......................135
CONVOCATORIA DE LA ASOCIACIN MEXICANA DE PROFESORES DE
BIOQUMICA, A. C...............................137
SOLUCIN AL CRUCIBIOQENZIMAS: LIGASASYolanda Saldaa
Balmori.......................138
NDICE ANUAL DE LA REVISTA DE EDUCACIN BIOQUMICA
2010.............139
INSTRUCCIONES PARA LOS COLABORADORES DE LA REVISTA DE EDUCACIN
BIOQUMICA....................142
-
/DGLYXOJDFLyQFLHQWtFDHVXQDQHFHVLGDGDFWXDO\SUHWHQGHFRPXQLFDU
ORVDYDQFHVGHOTXHKDFHUFLHQWtFRRGHDOJXQDRWUDGLVFLSOLQDDWLVEDGDFRQULJRUFLHQWtFRDODSREODFLyQHQJHQHUDORSDUDTXHHVWXGLDQWHVGRFHQWHVHLQYHVWLJDGRUHVHQULTXH]-FDQ
VX DFHUER GH FRQRFLPLHQWRV H[DPLQDQGR
HOiUHDGHWUDEDMRGHLQYHVWLJDFLyQGHFDGDXQRGHORVHVSHFLDOLVWDV(QJHQHUDOVHLQYLWDDORVH[SHUWRVDQDUUDUVXVH[SHULHQFLDVHQWpUPLQRVVHQFLOORVDPHQXGRFRORTXLDOHVFRPSUHQVLEOHVSDUDXQPD-\RUQ~PHURGHSHUVRQDVFRQXQDFXOWXUDJHQHUDOOLPLWDGD1DGLHGLFHTXHDIXHU]DGHVHUVHQFLOORWHQGUtDTXHVHUFRQIXVRRVLQSURIXQGLGDGHV
'HODVGLVWLQWDVPDQHUDVGHSHUFLELUHOPXQGRODPDVFRQDEOHHVODFLHQWtFDSRUTXHHVWiED-VDGDHQKHFKRVFRPSUREDGRV/DVDVHYHUDFLRQHVFLHQWtFDVVRQHOUHVXOWDGRGHGLVFXVLRQHVULJXURVDVHQWUHORVSDUHVXWLOL]DQGRDUJXPHQWRVVXVWHQWDGRVHQKDOOD]JRVSUHYLRV(VREOLJDFLyQGHORVFLHQWt-FRVGHVFULELUHVWRVFRQFHSWRVGHDFXHUGRFRQODWHFQRORJtDXWLOL]DGD\DFWXDOL]DUORVGHDFXHUGRDODYDQFHGHODPLVPDSRUORTXHXQPLVPRWHPDHVWUDWDGRXQD\RWUDYH]GHFRQIRUPLGDGFRQORVDYDQFHVFURQROyJLFRV
/DSURPRFLyQGHODFXOWXUDFLHQWtFDHVLQGLV-SHQVDEOH\VXGLYXOJDFLyQVHKDLQFUHPHQWDGRHQIRUPDH[SRQHQFLDO$VtFRPRDUPDPRVTXHXQSDtVVLQFLHQFLDQRWLHQHQLQJXQDRSRUWXQLGDGGHVDOLUDGHODQWHWDPELpQVRVWHQHPRVTXHWLHQHTXHGDUODDFRQRFHUVyORTXHDYHFHVXWLOL]DPHWRGROR-JtDSDUDVXGLYXOJDFLyQTXHQRHVQHFHVDULDPHQWHODFRUUHFWD
$HVWHUHVSHFWRHVWiGHPRGDPH]FODUWpUPLQRVUHOLJLRVRV FRQGDWRV FLHQWtFRV
R
DOPHQRVTXHWLHQHQTXHYHUFRQODFLHQFLDyGLVFLSOLQDVDQHV(VWDSUiFWLFDHVXQDEXUGDFRSLDGHDFWLYLGDGHVSXEOLFLWDULDVFRQWpFQLFDVGHPHUFDGRPHUFDGR-WHFQLDDYHFHVDPDULOOLVWDVXVDGDVSDUDDWUDSDUODDWHQFLyQGHXQJUDQQ~PHURGHOHFWRUHVLQFDX-WRV\KDFHUOHVFUHHUTXHUHFLELUiQLQIRUPDFLyQGHSULPHUDOtQHDHQWpUPLQRVFLHQWtFRVGHDOJXQRVPLVWHULRVTXHWRGDYtDSHUPDQHFHQGHVFRQRFLGRV3RU
HMHPSOR OOHJy DPLVPDQRV HO WtWXOR GH
XQUHFLHQWHOLEURGH-RVp/XLV7UXHEDUHODFLRQDGRFRQORVFHQWHQDULRVTXHFHOHEUDPRVHQHO\TXHWUDWDVREUH0LJXHO0LUDPyQSHUVRQDMHKLVWyULFRPX\GHVSUHVWLJLDGRSRUVXDVRFLDFLyQFRQODOOHJDGD
GH0D[LPLOLDQRLQWLWXODGR/DGHUURWDGHGLRV
(ODXWRUDFODUDTXHVHWRPyODOLEHUWDGGHDVtWLWXODUVXOLEURHQYH]GH/D'HUURWDGHODLJOHVLD\GHOFDWROLFLVPRPLOLWDQWHGHOVLJOR;,;HQ0p[LFR
SRU-TXHHUDXQWtWXORPX\ODUJRSHURPDVELHQFUHRTXHIXHSRUVHJXLUODFRQWURYHUVLDFDGDYH]PiVDFHQGUDGDHQWUHORVFRQFHSWRVFLHQFLD\UHOLJLyQ
1XQFD KXER RSRVLFLyQ HQWUH IH \ UD]yQ
SHURVLHPSUHKDKDELGRRSRVLFLyQHQWUHORTXHDUPDQSHUVRQDV FRQ XQD
IRUPDFLyQ FLHQWtFD D
YHFHVWDPELpQOODPDGDIHFLHQWLVWD\ORTXHGHHQGHQSHUVRQDVFRQDQWHFHGHQWHVUHOLJLRVRVIHUHOLJLRVD
/DOLWHUDWXUDHVWiOOHQDGHIUDVHVDFXxDGDVHQHOSDVDGRSDUDGDUDFRQRFHUDGHODQWRVWHFQROyJLFRVTXHSHUPLWLHURQHQWHQGHUPiVDODPDWHULDYLYD(QHVSHFLDOKDQVLGRH[LWRVDVDOJXQDVFRQXQDFRQ-QRWDFLyQUHOLJLRVDSRUHMHPSORHOGRJPDFHQWUDOGRJPDFUHHQFLDLQGLYLGXDORFROHFWLYDQRVXMHWDDQLQJXQDSUXHEDGHYHUDFLGDGUHULpQGRVHDODDVRFLDFLyQHQWUH$'1
$51 3URWHtQDTXHGHVSXpVIXHUHIXWDGRSRUTXHWDPELpQHVUHYHUVLEOH
7DPELpQVHKDXVDGRPXFKR
ODIUDVH-XJDQ-GRDVHU'LRVSOD\LQJ*RGORPLVPRTXHHOSURWRFRORGH'LRV
(QLQJOHVWRSOD\VHUHHUHJHQHUDOPHQWHDXQDDFWLYLGDGSRFRVHULDGHGL-YHUVLyQTXHQRHVQHFHVDULDPHQWHORTXHTXLVRGHFLUHOTXHDFXxyODIUDVHHQUHIHUHQFLDDDOJXLHQTXHVHGHGLFDDOGHVDUUROORGHPDFURPROpFXODVVLQ-WpWLFDVFRQHOiQLPRGHHQWHQGHUFyPRIXQFLRQDQODVELRPROpFXODV\FRQHVHFRQRFLPLHQWRTXL]iHQHOIXWXUROOHJDUDVLQWHWL]DUXQDIRUPDGHYLGDSULPLWLYDTXHVHD~WLOHQODSURGXFFLyQGHDOJXQDVXEVWDQFLD
FXUDWLYD SRU HMHPSOR OD VtQWHVLV
GHLQVXOLQDUHFRPELQDQWHSRUXQDEDFWHULD
(OXVRGHHVDIUDVHHVPX\GHVDIRUWXQDGRFRPRORHVHOHPSOHRGHODSDODEUDSURWRFRORTXHWLHQHPXFKDVDFHSFLRQHVORTXHSXHGHFDXVDUFRQIXVLyQHQHOTXHODOHH3URWRFRORFyGLJRGHFRQGXFWDUHJODVSDUDXQFRPSRUWDPLHQWRDGHFXDGRDFXHUGRIRUPDOPDQXVFULWRRULJLQDOGHXQGRFXPHQWR'HOD$FDGHPLDGHOD/HQJXDDPDQXVFULWRDXWRUL]D-GRSRUXQQRWDULRE$FWDRFXDGHUQRGHDFWDVGHXQDVXQWRF5HJODFHUHPRQLDOG3ODQHVFULWR\GHWDOODGRGHXQH[SHULPHQWRFLHQWtFR(VWD~OWLPD
5(%29
EDITORIAL
POR UNA DIVULGACIN CIENTFICA SIN AMARILLISMO
HOOHFWRUTXHTXLHUDSURIXQGL]DUVREUHHVWHGLOHPDSXH-GHFRQVXOWDUFLHQFLD\UHOLJLyQHQHOEXVFDGRU*RRJOH
-
*UDFLHOD0H]D5Xt]
GHVFULSFLyQSRGUtDXVDUVHFRQPD\RUFRUUHFFLyQTXHODTXHVHDFXxy(QFRQWUDSRVLFLyQ6WHSKHQ+DZ-NLQJHOFpOHEUHDVWURItVLFREULWiQLFRQRQHFHVLWyLPSOLFDUQDGDUHOLJLRVRRVHQVDFLRQDOHQVXQXHYROLEUR7KHJUDQGGHVLJQHOJUDQGLVHxRHQHOTXHH[SOLFDODVEDVHVItVLFDVGHORULJHQGHOXQLYHUVR\KDWHQLGRXQJUDQp[LWRGHYHQWDV(VWRGHPXHVWUDTXHXQKHFKRFLHQWtFRELHQFRPXQLFDGRSXHGHVHUWDPELpQXQp[LWROLWHUDULR
8QDGHODVFDUDFWHUtVWLFDVGLVWLQWLYDVGHODFLHQFLDHVTXHD
WUDYpVGHHQWHQGHU
ODQDWXUDOH]DQRVSHUPLWHPRGLFDUODSRUHMHPSORDWUDYpVGHODELR-WHFQRORJtD(QHVWRUDGLFDVXSRGHU\VXSHOLJUR\SRUHOOR
ODVSHUVRQDVFRQSRFRVFRQRFLPLHQWRVOHWHPHQSRUWDQWRVyOROHVOODPDODDWHQFLyQXQDVXQWRTXHVHSUHVHQWDHQIRUPDHQJDxRVD\FRQXQWtWXORPX\VXSHUFLDO
/DUHODFLyQHQWUHODUHOLJLyQ\ODFLHQFLDHVLQQH-JDEOHSHURHVXQDUHODFLyQFRQLFWLYD\HQDSD-ULHQFLDRSXHVWD/DFLHQFLDGHVDUWLFXODODVFRVDVSDUDFRQRFHUFyPRIXQFLRQDQ/DUHOLJLyQODVMXQWDSDUDYHUTXpVLJQLFDQVRQGRVHPSUHVDVLQWHOHF-
WXDOHVGLVWLQWDVLQFOXVR~OWLPDPHQWHVHSRVWXODTXHVXFRPSUHQVLyQRFXSDGLIHUHQWHVKHPLVIHULRVHQHOFHUHEUR
/D FLHQFLD UHTXLHUH DGRSWDU XQD SRVWXUD
QD-WXUDOLVWD\ODLFDTXHH[FOX\DODFUHHQFLDHQVHUHVVREUHQDWXUDOHV(VRQRLPSOLFDQHJDUODH[LVWHQFLDGHXQGLRVSHURVtGHMDUWDOFUHHQFLDIXHUDGHOiP-ELWRGHOWUDEDMR+D\TXHUHFRQRFHUTXHPXFKRVFLHQWtFRV
VRQ DWHRV QR FUHHQ HQ OD
H[LVWHQFLDGHXQGLRVyDJQyVWLFRVQRVDEHQVLH[LVWHRUHOLJLRVRV GHFODUDGRV
VLQ HPEDUJR WRGRV
GHMDQGHODGRWDOSRVLELOLGDGPLHQWUDVWUDEDMDQ7DOYH]VLVLJXLpUDPRVHOHMHPSORGH+DZNLQJFRQWULEXL-UtDPRVDTXHQXHVWUDVDFWLYLGDGHVGHGLYXOJDFLyQFLHQWtFDIXHUDQPiVREMHWLYDVHYLWDQGRFDHUHQHODPDULOOLVPRFRQWDOTXHHOS~EOLFRHQJHQHUDOVHLQWHUHVHHQWHPDVFLHQWtFRV
'UD*UDFLHOD0H]D5Xt] 'LYLVLyQGH1HXURFLHQFLDV
,QVWLWXWRGH)LVLRORJtD&HOXODU81$0
-
Aurelio Mendoza Medelln
RESUMENEl ayuno y el estrs metablico activan la oxidacin de
cidos grasos para dar soporte energtico al organismo, generando
cantidades importantes de cuerpos cetnicos HQ OD
SHUVRQDQRUPDO&XDQGR VH KDOOD GHFLHQWH OD
DFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHcadena media se afecta la oxidacin de
cidos grasos, impidiendo la produccin de
DFHWLO&R$\SRUORWDQWRGHFXHUSRVFHWyQLFRVFRQODDFXPXODFLyQGHPHWDEROLWRVTXHQRSXHGHQVHJXLUVHR[LGDQGR/RVSDFLHQWHVFRQGLFKDGHFLHQFLDHQ]LPiWLFDsometidos
a ayuno o estrs metablico presentan hipoglucemia hipocetognica con
compromiso neurolgico severo. ste se debe a la hipoglucemia que
aparece por
VREUHXWLOL]DFLyQGHJOXFRVDDOQRGLVSRQHUHORUJDQLVPRGHODHQHUJtDGHULYDGDGHla
grasa, y al amonio que se acumula debido a que no se transforma en
urea por la afeccin heptica que se asocia con la alteracin
metablica.
ABSTRACTBoth starvation and metabolic stress activate fatty acid
oxidation in order to support energetically the organism, yielding
important amount of ketone bodies in normal VXEMHFWV
,QSDWLHQWVZLWKPHGLXPFKDLQDF\O&R$GHK\GURJHQDVHGHFLHQF\
WKHIDWW\DFLGR[LGDWLRQFDQQRWEHFRPSOHWHGDQGERWKDFHW\O&R$DQGNHWRQHERGLHVare
not produced. In addition, metabolites which can not suffer further
oxidation are accumulated and are responsible for hepatic damage
associated with no transformation of ammonia into urea. Patients on
starvation or metabolic stress develop hypoketogenic hypoglycemia
with severe neurological compromise. Neurological alterations are
due to both hypoglycemia itself, which occurs as a consequence of
H[FHVVLYHXWLOL]DWLRQRIJOXFRVHEHFDXVHRIWKHXQDYDLODELOLW\RIIDWGHULYHGHQHUJ\and
hyperammonemia due to hepatic damage.
5HFLELGRGHMXQLRGH$FHSWDGRGHDJRVWRGH
INTRODUCCIN
La supervivencia de los organismos depende estrictamente del
aporte energtico, para lo cual deben encontrarse disponibles
combustibles biolgicos que, al ser oxidados, liberan su
HQHUJtDSDUDVHUFRQVHUYDGDHQIRUPDGH$73\de otros nucletidos similares,
con cuya participacin pueden ocurrir los mltiples procesos
FHOXODUHVGHPDQGDQWHVGHHQHUJtD Entre los principales combustibles
biolgicos se encuentran los cidos grasos, sustancias que,
gramo por gramo, contienen ms del doble de la
HQHUJtDGHORVFDUERKLGUDWRV\ODVSURWHtQDV(OWHMLGRDGLSRVRHVHOWHMLGRHVSHFLDOL]DGRTXHDOPDFHQDiFLGRVJUDVRVSDUDORFXDOORVHVWHULFDcon
glicerol, convirtindolos en triacilgliceroles.
/DXWLOL]DFLyQGHODJUDVDDOPDFHQDGDVHDFWLYDfundamentalmente en el
ayuno, condicin en la
FXDOORVWULDFLOJOLFHUROHVVHKLGUROL]DQOLEHUiQGRVHORViFLGRVJUDVRVDODFLUFXODFLyQVDQJXtQHDpor
medio de la cual llegan a los distintos tejidos
TXHSXHGHQXWLOL]DUORV (OSURSyVLWRGHHVWHDUWtFXORHVGHVWDFDU OD
REB 29 111
PALABRAS CLAVE: Hipoglucemia,
GHFLHQFLDGHDFLO&R$GHVKLdrogenasa de cadena media, ayuno, estrs
metablico, hipocetognesis, hiperamonemia
'HSDUWDPHQWRGH%LRTXtPLFD)DFXOWDGGH0HGLFLQDGHOD8QLYHUVLGDG$XWyQRPDGHO(VWDGRGH0p[LFR7ROXFD(VWDGRGH0p[LFR0p[LFR&RUUHR(PHQPHDX#KRWPDLOFRP
KEY WORDS:Hypoglycemia,
PHGLXPFKDLQDFLO&R$GHK\GURJHQDVHGHciency, starvation, metabolic
stress, hypoketogenesis, hyperammonemia
IMPORTANCIA DE LA GRASA PARA LA SUPERVIVENCIA EN EL AYUNO, VISTA
A TRAVS
DE UNA ENZIMOPATA*
-
112 0HQGR]D0HGHOOtQ$
LPSRUWDQFLDGH ODXWLOL]DFLyQHQHUJpWLFDGH ORViFLGRV JUDVRV D OD
OX] GH ODVPDQLIHVWDFLRQHVpatolgicas que se presentan cuando dicho
proFHVRQRSXHGHOOHYDUVHDFDERSRUGHFLHQFLDGHXQDGHODVHQ]LPDVLQYROXFUDGDV
UTILIZACIN DE CIDOS GRASOS
Poco despus de que se secretan glucagon o adrenalina, estas
hormonas se unen a los reFHSWRUHV HVSHFtFRV TXH VH HQFXHQWUDQ HQ
ODPHPEUDQD GH ORV DGLSRFLWRV UHFHSWRUHV
HQHOFDVRGHODDGUHQDOLQDGHWRQDQGRGHVGHODVXSHUFLHFHOXODUXQPHFDQLVPRGHVHxDOL]DFLyQintracelular
que culmina con la activacin por fosforilacin de la lipasa sensible
a hormonas /6+ /D SHULOLSLQD SURWHtQD TXH URGHD ORVglbulos grasos
dentro de los adipocitos, tambin es fosforilada en las condiciones
mencionadas, lo cual detona dos efectos importantes, la
translocacin de la LSH activa del citosol a
ORVJOyEXORVOLStGLFRVURGHDGRVSRUODSHULOLSLQD\XQDUHPRGHODFLyQGHODVJRWLOODVGHJUDVDTXH
VH GLYLGHQ HQ LQQLGDG
GHPLFURJRWLOODVIDFLOLWDQGRDVtODDFWLYLGDGOLSROtWLFD
8QDYH]DFRQGLFLRQDGDODFpOXODSDUDODOLSylisis, la LSH, inicia la
hidrlisis de los triacilgliFHUROHVDOPDFHQDGRV OR FXDOSURYRFDXQXMRde
cidos grasos de cadena larga hacia la circulacin, donde forman
complejos con molculas
GHDOE~PLQDSDUDVHUPRYLOL]DGRVDORVWHMLGRVFDSDFHVGHXWLOL]DUORVHQHUJpWLFDPHQWH
$OVHULQFRUSRUDGRVDODVFpOXODVORViFLGRVJUDVRVTXHGDQXQLGRVDSURWHtQDVMDGRUDVGHcidos
grasos que facilitan su manejo
intraceluODU/DIRUPDDFWLYDGHORViFLGRVJUDVRVHQHOPHGLRLQWUDFHOXODUHVHODFLO&R$TXHVHIRUPDDOUHDFFLRQDUHOiFLGRJUDVRFRQODFRHQ]LPD$SRUPHGLRGHODFDWiOLVLVGHODHQ]LPDDFLO&R$VLQWHWDVD)LJ
El catabolismo de los cidos grasos se lleva a cabo en las
mitocondrias. Sin embargo, los JUXSRVDFLO&R$
IRUPDGRVDSDUWLUGHHOORVQRtienen acceso al interior de estos
organelos y HVQHFHVDULRTXHVHFRQYLHUWDQHQDFLOFDUQLWLQD
ORVFXDOHVVtSXHGHQSHUPHDUODPHPEUDQDLQWHUQDSDUDLQFRUSRUDUVHDODPDWUL]PLWRFRQGULDO\XQDYH]HQHVHHVSDFLR
ORVJUXSRVDFLO&R$YXHOYHQDIRUPDUVH)LJ\VHFRQVWLWX\HQDVtHQVXVWUDWRVGHODR[LGDFLyQ
2;,'$&,1/DR[LGDFLyQHVXQSURFHVRFDWDEyOLFR a
traYpVGHOFXDOORVJUXSRVDFLO&R$LQWUDPLWRFRQGULDOHV VH WUDQVIRUPDQ
HQ DFHWLO&R$ JUXSRDFLOR GHO iFLGR DFpWLFR VXVWDQFLD FODYH
GHOmetabolismo energtico aerbico, ya que es la sustancia
alimentadora del ciclo de Krebs, YtD IXQGDPHQWDO SDUD TXHPDU
FRPEXVWLEOHVELROyJLFRV\DVtFDQDOL]DUVXHQHUJtDKDFLD ODIRUPDFLyQGH$73
/DR[LGDFLyQHVXQSURFHVRUHSHWLWLYRSRUel cual, en cada ciclo se reduce
la longitud del cido graso en dos carbonos, que se liberan en
IRUPDGHDFHWLO&R$/DVUHDFFLRQHVLQYROXFUDGDVHQHOSURFHVRVHHVTXHPDWL]DQHQODJXUD3,
donde puede observarse que al terminar un
FLFORVHIRUPDXQDPROpFXODGHDFHWLO&R$\HOcido graso remanente queda
formando un gruSRDFLO&R$FRQGRVFDUERQRVPHQRVUHVSHFWRal original.
$XQTXHWHMLGRVFRPRHOP~VFXORHVTXHOpWLFRHOP~VFXORFDUGLDFR\HOKtJDGRXWLOL]DQVLHPSUHcidos
grasos como fuente energtica, los
utili]DQHQPD\RUPHGLGDGXUDQWHHOD\XQR3RUHOFRQWUDULRRWURVWHMLGRVQRVRQFDSDFHVGHXWLOL]DUdirectamente
cidos grasos, destacando entre ellos el cerebro, que depende
normalmente de la glucosa para satisfacer sus requerimientos
energticos. Para el soporte energtico de los tejidos que dependen
de la glucosa en un conWH[WR PHWDEyOLFR DHUyELFR FHUHEUR R
DQDHrbico (eritrocitos, crnea, cristalino, ciertas ]RQDV GH OD
UHWLQDPpGXOD UHQDO WHVWtFXORV
\OHXFRFLWRVGXUDQWHHOD\XQRVHDFWLYDQHQHOFRUWRSOD]RPHFDQLVPRVTXHSHUPLWHQDOKtJDGRformar
glucosa a partir de otras sustancias, de manera relevante a partir
de aminocidos glucognicos que liberan los tejidos hacia la
sangre
CH3(CH2&22+&R$6+FLGRJUDVR&RHQ]LPD$
CH3(CH2&6&R$+2OO
FLOFRHQ]LPD$
Figura 1. Activacin de un cido graso, catalizada por la enzima
acil-CoA sintetasa o cido graso tiocinasa, asociada a la membrana
mitocondrial externa. Se utiliz el ejemplo del cido palmtico, que
se transforma en palmitoil CoA. Los grupos acil-CoA pueden formarse
a partir de cualquier cido graso, aunque el tejido adiposo
solamente contiene cidos grasos de cadena larga, fundamentalmente
de 16 y 18 carbonos, formando triacilgliceroles. Por lo tanto
durante el ayuno son estos cidos grasos los que se activan en los
tejidos para ser utilizados como fuente de energa.
-
113REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR
HVSHFLDOPHQWH HO P~VFXOR HVTXHOpWLFR \
GHOJOLFHUROTXHVHSURGXFHSRUODDFWLYLGDGOLSROtWLFDen el tejido
adiposo. El lactato tambin es una sustancia que se convierte en
glucosa, pero no VHSURGXFHHQPD\RUFXDQWtDGXUDQWHHOD\XQRpor lo cual
su participacin en la adecuacin
metablica al ayuno no es tan importante como la de los
aminocidos y el glicerol. Conforme se extiende el periodo de ayuno,
las
GRVJUDQGHVUHVSXHVWDVRUJiQLFDVODXWLOL]DFLyQGHJUDVD\ODXWLOL]DFLyQGHJOXFRVDVLQWHWL]DGDa
partir de aminocidos y otras sustancias, se
mme mmi
Acil CoA
Acil-carnitina
CPT-I
Acil-carnitina
Carnitina/acil-carnitina
translocasa
CoASH Acil CoA
Carnitina
Carnitina CPT-II
mm
-OXIDACIN
+ CoASH
Figura 2. Incor-poracin de cidos grasos unidos a carnitina a la
matriz mitocondrial. El efecto neto es la incorporacin de los
grupos acil-CoA. Carnitina palmitoil transferasa I (CPT-I);
carnitina palmi-toil transferasa II (CPT-II); membrana mitocondrial
externa (mme); membrana mitocondrial interna (mmi); matriz
mito-condrial (mm).
FAD FADH2
ACIL CoA DESHIDROGENASA
H2O
ENOIL CoA HIDRATASA
NAD+ NADH+H+
-HIDROXIACIL CoA DESHIDROGENASA
CoASH
-CETOACIL CoA TIOLASA -cetoacil CoA
O O CH3(CH2)12 C CH2 CSCoA
Acil CoA (14 C)
O CH3(CH2)12 CSCoA +
Acetil CoA
O CH3CSCoA
-cetoacil CoA
O O CH3(CH2)12 C CH2 CSCoA
O CH3(CH2)12CH2 CH2CSCoA
Acil CoA (16 C)
-hidroxiacil CoA
OH O CH3(CH2)12 CH CH2 CSCoA
-hidroxiacil CoA
OH O CH3(CH2)12 CH CH2 CSCoA
O CH3(CH2)12 CH = CH CSCoA
Enoil CoA
O CH3(CH2)12CH = CH CSCoA
Enoil CoA
Figura
3.5HDFFLRQHVTXHFRQJXUDQODR[LGDFLyQUXWDPHWDEyOLFDDWUDYpVGHODFXDOORViFLGRVJUDVRVGHFDGHQDODUJDFRPRJUXSRVDFLO&R$VHFDWDEROL]DQDDFHWLO&R$/DJXUDPXHVWUDODSULPHUDYXHOWDGHODR[LGDFLyQGHOiFLGRSDOPtWLFRFRQFDUERQRV$OWpUPLQRGHODFXDUWDUHDFFLyQVHOLEHUDXQDPROpFXODGHDFHWLO&R$FDUERQRV\XQQXHYRJUXSRDFLO&R$FRQFDUERQRViFLGRPLUtVWLFRPLVPRTXHHVSURFHVDGRDWUDYpVGHUHDFFLRQHVVLPLODUHVSDUDIRUPDUXQDVHJXQGDPROpFXODde
acetil-CoA y un cido de 12 carbonos (cido lurico). El catabolismo
sigue ocurriendo en la misma forma hasta que el cido
RULJLQDOVHKDWUDQVIRUPDGRFRPSOHWDPHQWHHQDFHWLO&R$PROpFXODVSDUDHOFDVRGHOiFLGRSDOPtWLFRGHVSXpVGHYXHOWDV
O O
O OOH
OH O
O O O O
O O
-
0HQGR]D0HGHOOtQ$
modulan de manera tal que se limita el gasto
GHDPLQRiFLGRV\VHDXPHQWDODXWLOL]DFLyQGHJUDVD(VWRSHUPLWHFRQVHUYDUGXUDQWHPiVWLHPSRODVSURWHtQDVGHORVWHMLGRVORFXDOWLHQHVHQWLGRVLVHFRQVLGHUDTXHODVSURWHtQDVQRVRQuna
forma de almacenamiento de aminocidos ni
GHHQHUJtDVLQRTXHFDGDXQDGHHOODVWLHQHXQDIXQFLyQTXHFXPSOLUHQHOFRQWH[WRVLROyJLFREn
cambio, la funcin primordial de la grasa es la reserva energtica.
$OPLVPRWLHPSRHOFHUHEURVHDGDSWDDODVnuevas condiciones y en una
medida muy importante disminuye su demanda de glucosa para
PHWDEROL]DUHQVXOXJDUVXVWDQFLDVGHSHTXHxRpeso molecular e
hidrosolubles que, a diferencia de los cidos grasos, pasan
fcilmente la barrera KHPDWRHQFHIiOLFDORVFXHUSRVFHWyQLFRV
CETOGNESIS
&XDQGRODLQVXOLQHPLDHVEDMDHOKtJDdo forma FXHUSRV FHWyQLFRV D
SDUWLU GH DFHWLO&R$ (Qestas condiciones, en el tejido adiposo
se halla activa y en aumento la liplisis, liberando
canWLGDGHVFUHFLHQWHVGHiFLGRVJUDVRV8QDLPSRUtante cantidad de estas
sustancias es captada
SRUHOKtJDGRGRQGHVHDFWLYDODR[LGDFLyQFRQODFRQVHFXHQWHSURGXFFLyQGHDFHWLO&R$$OHVWDUEORTXHDGDVODVYtDVDQDEyOLFDVTXHSRGUtD
VHJXLU OD DFHWLO&R$ FRPR VRQ OD VtQWHVLV GHcidos grasos y de
colesterol por la ausencia de insulina y la desactivacin
consecuente de ODV HQ]LPDV UHJXODGRUDV GH GLFKRV
SURFHVRVODDFHWLO&R$VHFDQDOL]DKDFLDODIRUPDFLyQGHFXHUSRVFHWyQLFRVHVGHFLUDFHWRDFHWDWR'KLGUR[LEXWLUDWR\DFHWRQD)LJ
(ODFFHVRGH ODDFHWLO&R$DOFLFORGH.UHEVen las mitocondrias
hepticas solo ocurre en la medida en que se encuentre disponible el
oxalacetato, metabolito con el que reacciona para dar inicio a
dicho ciclo. Durante el ayuno, el oxalacetato intramitocondrial en
los hepatocitos tiende a disminuir puesto que, adems de ser un
metabolito necesario para el ciclo de Krebs,
WDPELpQHVXQDSLH]DIXQGDPHQWDOGHODJOXFRneognesis, proceso a travs del
cual se forma glucosa a partir de los aminocidos y otras
susWDQFLDV'HKHFKRODHQ]LPDTXHFRPELQDR[DODFHWDWRFRQDFHWLO&R$OODPDGDFLWUDWRVLQWDVDWLHQHXQGLVHxRPROHFXODUTXHOHSHUPLWHXQLUDFHWLO&R$~QLFDPHQWHVLSUHYLDPHQWHKDXQLGRR[DODFHWDWRGHWDOPDQHUDTXHDOQRKDEHUR[DODFHWDWRGLVSRQLEOHODDFHWLO&R$TXHGDOLEUHpara
transformarse en cuerpos cetnicos. La
JXUDPXHVWUDORVHOHPHQWRVUHJXODGRUHVGHeste contexto metablico.
1RGHEHSHUGHUVHGHYLVWDTXHODR[LGDFLyQes un proceso que aporta en cada
vuelta cofac
Figura . Va metablica que forma cuerpos ce-tnicos en las
mitocon-drias hepticas. La va se inicia con la combi-nacin de
acetil-CoA mi-tocondrial para formar sucesivamente
aceto-DFHWLO&R$\KLGUR[LPHWLOJOXWDULO&R$generndose
posterior-mente el primer cuerpo cetnico, acetoacetato, al tiempo
que se libera XQDPROpFXODGHDFHWLOCoA. El acetoacetato es precursor
de los otros dos cuerpos cetnicos: por reduccin se
con-YLHUWHHQ'KLGUR[Lbutirato y en menor grado se descarboxila y
produce acetona.
CoASH
TIOLASA
HMG-CoA SINTASA
CoASH
HMG-CoA LIASA
-HIDROXIBUTIRATO DESHIDROGENASA
NAD+
ACETOACETATO DESCARBOXILASA
Acetona
O CH3 - C CH3
CO2
OH O CH3 CH CH2 C-O
-D-hidroxi-butirato
NADH+H+
Acetoacetato
O O CH3 C CH2 C-O
-hidroxi -metil glutaril CoA
O OH O O CCH2 C CH2 CSCoA CH3
O CH3CSCoA
Acetoacetil CoA
O O CH3 C CH2 CSCoA
Acetil CoA
O CH3 CSCoA 2
O CH3CSCoA Acetil CoA
O O O O
O
O O
O
O
O O
OH
OH
-
115REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR
WRUHVUHGXFLGRV1$'+++\)$'+2FRPRSXHGHYHUVHHQODJXUD(VWRVHOHPHQWRVWDPELpQse
producen en el ciclo de Krebs, ya que son QHFHVDULRV SDUD OD
JHQHUDFLyQ GH $73 HQ
ODVPLWRFRQGULDV\VLELHQODHVFDVH]GHR[DODFHWDWRlimita la reduccin de
cofactores por el ciclo de
.UHEVORVTXHSURGXFHODR[LGDFLyQVHDSOLFDQHFD]PHQWHDODIRUPDFLyQGH$73ORTXHD\XGDa
cubrir la demanda energtica de los propios hepatocitos.
/RVFXHUSRVFHWyQLFRVSDVDQGHOKtJDGRDODFLUFXODFLyQVDQJXtQHD\VHGLVWULEX\HQDWUDYpVde
ella para ser captados por diversos tejidos,
GRQGHHODFHWRDFHWDWR\HO'KLGUR[LEXWLUDWRvuelven a ser transformados
en las mitocondrias
HQDFHWLO&R$PHGLDQWHGRV\WUHVUHDFFLRQHVUHVSHFWLYDPHQWH)LJ/DIDFLOLGDGFRQODFXDOORVFXHUSRVFHWyQLFRVVHWUDQVIRUPDQHQDFHWLO&R$HVODFDXVDGHTXHDGLFKDVVXVWDQFLDVVHOHVUHHUDFRPRDFHWLO&R$FLUFXODQWH
$OH[WHQGHUVHHOSHULRGRGHD\XQRHOFHUHEURsufre una adaptacin metablica
consistente en
GLVPLQXLUODXWLOL]DFLyQGHJOXFRVD\DXPHQWDUODXWLOL]DFLyQGHFXHUSRVFHWyQLFRV(VWRVHPDQLHVWDFODUDPHQWHHQTXHDORVGtDVGHD\XQRel
30% del requerimiento energtico del cerebro es satisfecho por
cuerpos cetnicos, mientras
TXHHQXQD\XQRGHGtDVGLFKDVVXVWDQFLDVOOHJDQDFXEULUHO/RVFXHUSRVFHWyQLFRVTXHQRXWLOL]DHOFHUHEURVRQXWLOL]DGRVSRURWURVtejidos
con metabolismo aerbico,
particularPHQWHHOP~VFXORHVTXHOpWLFR\HOFDUGLDFRo se eliminan por la
orina. $SHVDUGHOVXPLQLVWURGHFXHUSRVFHWyQLFRVel cerebro sigue
dependiendo en un grado
sigQLFDWLYRGHODSRUWHGHJOXFRVDORFXDOVHKDFHpatente por el hecho de
que la hipoglucemia marcada se asocia con alteraciones neurolgicas
que pueden producir estado de coma, entidad
FOtQLFDGHJUDQULHVJRSDUDODYLGD'HELGRDHVWRla gluconeognesis debe
mantenerse activa en XQJUDGRVXFLHQWHSDUDSUHVHUYDUODYLDELOLGDGdel
organismo.
9$5,('$''($&,/&2$'(6+,'52*(1$6$63DUD FDGD UHDFFLyQ GH OD
R[LGDFLyQ H[LVWHQ
YDULDVHQ]LPDVTXHLQWHUYLHQHQVHJ~QHOWDPDxRGHORVLQWHUPHGLDULRVTXHKDQGHSURFHVDUVH$Vten
la reaccin de deshidrogenacin de grupos
DFLO&R$LQWHUYLHQHQDOPHQRVDFLO&R$GHVhidrogenasas distintas,
aunque todas asociadas
FRQ)$'(QHOKtJDGRXQDGHHOODVODDFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDODUJD$&'&/FDWDOL]DODGHVKLGURJHQDFLyQGHiFLGRVJUDVRVFRQDFDUERQRVRWUDODDFLO&R$GHVKLGURJHQDVD
GHFDGHQDPHGLD$&'&0DFW~DVREUHiFLGRVFRQ D FDUERQRV \ OD
WHUFHUD
ODDFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDFRUWD$&'&&WLHQHFRPRVXVWUDWRVVRODPHQWH
ORViFLGRVGH\FDUERQRV/DVWUHVHQ]LPDVGHRULJHQKXPDQRhan sido
ampliamente estudiadas, clonado y
VHFXHQFLDGRHO'1$DSDUWLUGHVXV51$PHQVDMHURVFRUUHVSRQGLHQWHV'1$F
'(),&,(1&,$'($&,/&2$'(6+,'52*(1$SA DE CADENA
MEDIA
En un importante nmero de casos
independienWHVVHKDHQFRQWUDGRODGHFLHQFLDGHOD$&'&0XELFDFLyQJHQpWLFDSFRQGLFLyQD
ODFXDOse asocian manifestaciones muy variadas en los distintos
pacientes, aun en miembros afectados
GHXQDPLVPDIDPLOLD/DVLQWRPDWRORJtDVHSUHVHQWDJHQHUDOPHQWHHQHOSULPHUDxRGHYLGDaunque
se han documentado casos en los que esto ocurre hasta la segunda
dcada de la vida o
LQFOXVRGHVSXpV(QORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGHOD$&'&0IUHFXHQWHPHQWHVHREVHUYDQYyPLto
y letargo durante el ayuno, debido a la prdida del apetito, que se
presenta generalmente por efecto de una infeccin viral
gastrointestinal RGHYtDVUHVSLUDWRULDVGHWRQiQGRVHHQWRQFHVla
hipoglucemia. Cuando el paciente llega al hospital puede hallarse
comatoso, con glucosa VDQJXtQHDEDMDDXVHQFLDRFRQFHQWUDFLyQEDMDde
cuerpos cetnicos en orina, hiperamonemia
Figura 5. Reacciones que transforman cuerpos cetnicos en
DFHWLO&R$(O'KLGUR[LEXWLUDWRVHR[LGDDDFHWRDFHWDWR\pVWHVHWUDQVIRUPDHQDFHWRDFHWLO&R$FRQODSDUWLFLSDFLyQGHsuccinil
CoA, que dona la coenzima A. Finalmente el
aceto-DFHWLO&R$VHGLYLGHHQPROpFXODVGHDFHWLO&R$
-D hidroxibutirato
Acetoacetato
NAD+
NADH+H+
Acetoacetil CoA
Succinil CoA
Succinato
-D HIDROXIBUTIRATO
DESHIDROGENASA
-CETOACIL CoA
TRANSFERASA
2 Acetil CoA
TIOLASA
-
116 0HQGR]D0HGHOOtQ$
y pruebas de funcionamiento heptico
anorPDOHVSURGXFLpQGRVHXQDUiSLGDPHMRUtDHQHOestado del paciente
mediante la administracin GHJOXFRVDLQWUDYHQRVD0iVGHOGHORV SDFLHQWHV
FRQ HVWD GHFLHQFLD HQ]LPiWLFDmueren en su primera infancia en
condiciones tales que se consideran casos de muerte sbita. La
respuesta normal del organismo a la falta de ingesta de
carbohidratos es la produccin de abundantes cuerpos cetnicos
derivados de la DFWLYLGDGOLSROtWLFD(QFRQGLFLRQHVQRUPDOHVODVpersonas
producen cantidades muy limitadas de cuerpos cetnicos cuando se
hallan bien DOLPHQWDGDV PHQRV GH PJG/ HQ VDQJUHpero cuando se halla
exacerbada la respuesta
OLSROtWLFDFHWRJpQLFDSXHGHQHQFRQWUDUVHPJG/6LQHPEDUJRORVSDFLHQWHVGHFLHQWHVHQ$&'&0SUHVHQWDQKLSRJOXFHPLDVLQSUHVHQFLDVLJQLFDWLYDGHFXHUSRVFHWyQLFRVKLSRJOXFHPLDKLSRFHWRJpQLFD(OKHFKRGHTXHODR[LGDFLyQno
pueda completarse determina por una parte,
ODHVFDVDSURGXFFLyQGHDFHWLO&R$TXHH[SOLFDque no se formen cuerpos
cetnicos o lo hagan en medida muy limitada, y por la otra, la
acumulacin de productos de la oxidacin parcial de los cidos grasos.
En lo que a este ltimo punto concierne, debe observarse que la
orina de los pacientes afectados presenta cantidades
LPSRUWDQWHVGHPHWDEROLWRVGLFDUER[tOLFRVGHULYDGRVGHORViFLGRVGHFDGHQDPHGLD/DUD]yQGHTXHVHSURGX]FDQHVWRVPHWDEROLWRVHVTXHen
el organismo existe una forma alternativa de oxidacin de cidos
grasos, conocida como tR[LGDFLyQ En los cidos grasos, el carbono t
ocupa la posicin ms extrema contraria al carbono del
FDUER[LOR$WUDYpVGHODtR[LGDFLyQGLFKRFDUERQRVHR[LGDJUDGXDOPHQWHDDOFRKRODOGHKtGR\iFLGR
FDUER[tOLFRRFXUULHQGRSULQFLSDOPHQWHFRQVXVWUDWRVGHDFDUERQRV/DYtDHVnormalmente
minoritaria pero en el caso de que
ODR[LGDFLyQVHHVWDQTXHFRPRRFXUUHHQODGHFLHQFLDGH$&'&0VHSURGXFHQLQWHUPHGLDrios
metablicos dicarboxilados como adaptacin D ODV OLPLWDFLRQHV
LPSXHVWDVSRU ODGHFLHQFLDGH OD R[LGDFLyQ DXQTXH GH
WRGDVPDQHUDVdichos intermediarios no son mayormente
caWDEROL]DGRVSRUHIHFWRGHODGHFLHQFLDPLVPD(ORUJDQLVPRSURFXUDFRQVHUYDUODFRHQ]LPD$\
HVWRV JUXSRV DFLO&R$ WHUPLQDQ VLHQGR DFLOcarnitina, los cuales
son capaces de salir de las mitocondrias y de las clulas,
encontrndoseles en elevada concentracin tanto en la sangre
FRPRHQODRULQD4XL]iODSpUGLGDGHODFDUQLtina que ocurre asociada a
estos metabolitos es la causa de que comnmente los pacientes
con
GHFLHQFLDGH$&'&0SUHVHQWHQFRQFHQWUDFLRQHVbajas de
carnitina. Entre las sustancias que se acumulan por el bloqueo
metablico se encuentra el derivado del
iFLGRRFWDQRLFRRFWDQRLOFDUQLWLQD6HVDEHTXHesta sustancia es txica
para las mitocondrias,
ORFXDOSRGUtDH[SOLFDUODDOWHUDFLyQPHWDEyOLFDresponsable de que el
amonio no se incorpore DODVtQWHVLVGHXUHDDFXPXOiQGRVHSRUORtanto en
la sangre y ejerciendo efectos deletreos sobre los tejidos, en
particular el cerebral, que es muy sensible a la hiperamonemia, por
las limitaciones energticas que promueve en dicho tejido. Por otra
parte, el cido octanoico reduce la oxidacin de la glucosa en
homogenados de FHUHEURGHUDWDKDVWDHQXQVLHQGRSRVLEOHque ocurra algo
similar en el organismo humano,
ORFXDOFRQWULEXLUtDDOGHWHULRURQHXUROyJLFRTXHVHREVHUYDHQORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0
$GHPiVGH ORV GDWRV FOtQLFRV \ GH ODERUDWRULRque ya se han
mencionado, para fundamentar el GLDJQyVWLFR GH OD GHFLHQFLD GH
DFLO&R$ GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDPHGLDVHDQDOL]DODRULQDHQbusca de
los metabolitos derivados de cidos
graVRVGHFDGHQDPHGLD$WUDYpVGHODUHDFFLyQHQFDGHQDGH ODSROLPHUDVDSXHGHQ
LGHQWLFDUVH ODVPXWDFLRQHVHQHOJHQGHODHQ]LPDGHFLHQWH
+,32*/8&(0,$$GHPiV GH OD KLSHUDPRQHPLD \ GH OD posible
reduccin en la capacidad oxidativa de glucosa en el cerebro,
atribuible al cido octanoico, la hipoglucemia es otro factor
involucrado en la HWLRORJtDGHODDIHFFLyQQHXUROyJLFD/DLQVWDODcin de
la fase hipoglucemiante en los pacientes
FRQGHFLHQFLDGH$&'&0VHKDOODUHODFLRQDGDFRQXQDPD\RUXWLOL]DFLyQGHJOXFRVDGXUDQWHHOD\XQRGDGDODLPSRVLELOLGDGGHXWLOL]DUiFLGRVJUDVRVSRUHIHFWRGHODHQ]LPRSDWtD6HHPSLH]DDXWLOL]DUODUHVHUYDGHJOXFRVDH[LVWHQWHHQforma
de glucgeno heptico, el cual se depleta en poco tiempo, de manera
que el organismo del paciente depende de la gluconeognesis para
formar este valioso carbohidrato. Sin embargo, la regulacin a que
se halla
VRPHWLGDODJOXFRQHRJpQHVLVREVWDFXOL]DVXDFWLYDFLyQHFD]HQORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0SXHVODWUDQVIRUPDFLyQGHSLUXYDWRen
oxalacetato depende de que exista en las
miWRFRQGULDVXQDFRQFHQWUDFLyQHOHYDGDGHDFHWLO&R$ORFXDODFWLYDDODHQ]LPDTXHFDWDOL]DODUHDFFLyQHVGHFLU
ODSLUXYDWRFDUER[LODVD)LJOLPLWiQGRVHVHULDPHQWHODWUDQVIRUPDFLyQGHpiruvato
en oxalacetato cuando la concentracin
-
REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR
GHDFHWLO&R$HVEDMD(VWRSRGUtDSDUHFHULUUHlevante al considerar
que el oxalacetato tambin se forma a partir de algunos aminocidos
glucoJpQLFRVFRQSDUWLFLSDFLyQGHOFLFORGH.UHEV)LJ VLQ HPEDUJR OD
LQDFWLYLGDGGH ODSLUXYDWRcarboxilasa presenta efectos severos porque
HO DPLQRiFLGR TXH OOHJD DO KtJDGR HQ PD\RUFXDQWtD GHVGH ORVP~VFXORV
GXUDQWH HO D\XQRes la alanina, la cual, mediante un proceso de
transaminacin se convierte en piruvato en el
KtJDGR'HHVWDPDQHUDODQRDFWLYDFLyQGHODpiruvato carboxilasa priva a la
gluconeognesis
de la contribucin del piruvato, cuantitativamente muy
importante.
TRATAMIENTO
El principal componente del tratamiento de los SDFLHQWHV FRQ
GHFLHQFLD GH $&'&0 HV XQDdieta apropiada, ms rica en
carbohidratos que en grasas, evitando de manera prioritaria el
D\XQRGHPiVGHRKRUDVSDUDSUHYHQLUODDFWLYDFLyQGHODUHVSXHVWDOLSROtWLFD
La suplementacin de la dieta con carnitina ha sido motivo de
controversia. La gran cantidad de carnitina que se excreta unida a
los metabolitos que no pueden oxidarse mayormente por efecto del
bloqueo metablico pudo haber dado origen a esta prctica teraputica.
Sin embargo, no existe evidencia formal de que la suplementacin con
FDUQLWLQDSURGX]FDEHQHFLRVWHUDSpXWLFRV La mayor parte de la
carnitina de las persoQDVRPQtYRUDVQRUPDOHVSURYLHQHGHDOLPHQWRVde
origen animal, aunque se ha documentado que dicha sustancia se
produce en el organismo KtJDGR ULxyQ \ FHUHEUR D SDUWLU GH OLVLQD
\metionina, y aunque las concentraciones de
carQLWLQDVRQVLJQLFDWLYDPHQWHPHQRUHVHQORVYHJHWDULDQRVHVWULFWRV\ORVRYRODFWRYHJHWDULDQRVUHVSHFWRDORVRPQtYRURVDTXHOORVQRSUHVHQWDQDOWHUDFLRQHVFOtQLFDV3RVLEOHPHQWHHQORVSDFLHQWHV
FRQ GHFLHQFLD GH $&'&0
WHUPLQDQIRUPiQGRVHFDQWLGDGHVGHFDUQLWLQDVXFLHQWHV\en funcin de eso
no es estrictamente necesaria la suplementacin. 6HKDXWLOL]DGR
ODVXSOHPHQWDFLyQFRQULERDYLQDHQHOWUDWDPLHQWRGHHVWDSDWRORJtDKDELpQGRVHREWHQLGRPHMRUtDFOtQLFDUiSLGD
SECUELAS
3HVHDTXHVHWHQtDODFRQFHSFLyQGHTXHXQDYH]GLDJQRVWLFDGRVORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0HOWUDWDPLHQWRLQGLFDGRVHUtDVXFLHQWHSDUDORJUDUVXQRUPDOL]DFLyQH[LVWHQGDWRVTXHrevelan
que a pesar de un tratamiento adecuado, proporciones importantes de
los pacientes que sobreviven llegan a presentar problemas del
desarrollo general, retardo para hablar,
DOWHUDFLRQHVFRQGXFWXDOHVGpFLWGHDWHQFLyQGHELOLGDGPXVFXODU\RWURV$OPHQRVHQHOFDVRde
la debilidad muscular se ha documentado una fuerte correlacin entre
el grado en que se presenta y el tiempo transcurrido antes de
establecer el diagnstico correcto e iniciar el
WUDWDPLHQWR3RVLEOHPHQWHRFXUUDDOJRVLmilar con las otras secuelas que
se presentan, por lo cual es altamente conveniente que pueda
Piruvato
Acetil CoA
GLUCOSA
Oxalacetato
Citrato ()
cidos grasos
Colesterol
CUERPOS
CETNICOS
cidos grasos
Aminocidos
glucognicos
PDH
PC
CICLO DE KREBS
&8(5326&(71,&26
$PLQRiFLGRVglucognicos
Figura 6.5HJXODFLyQGHOPHWDEROLVPRHQHUJpWLFRHQODVPL-tocondrias
hepticas durante el ayuno en personas normales. La oxidacin parcial
de la importante cantidad de cidos grasos que llegan al hgado desde
el tejido adiposo hace que
DXPHQWHPXFKRODFRQFHQWUDFLyQGHDFHWLO&R$'HELGRDTXHlas vas
anablicas que utilizan acetil-CoA se hallan deprimidas durante el
ayuno, el exceso de acetil-CoA se canaliza hacia la formacin de
cuerpos cetnicos. Por otra parte, el piruvato y
HOR[DODFHWDWRIRUPDGRVDSDUWLUGHDPLQRiFLGRVJOXFRJpQLFRVVHFDQDOL]DQKDFLDODIRUPDFLyQGHJOXFRVDHFKDVJUXHVDV/DDFWLYDFLyQGHODJOXFRQHRJpQHVLVSURYRFDTXHODFRQFHQ-tracin
intramitocondrial de oxalacetato se halle disminuida debido a que
este metabolito es un intermediario de dicha va.
'XUDQWHHOD\XQRODJOXFRVDQRVHFDWDEROL]DHQHOKtJDGRpor la va glucoltica
para formar piruvato debido a que se desactiva la
fosfofructocinasa-1, la principal enzima regula-dora de la va, por
la ausencia de su metabolito activador, la fructosa 2,
6-bisfosfato. La descarboxilacin del piruvato que se forma a partir
de varios aminocidos durante el ayuno, especialmente a partir de
alanina, se halla bloqueada por la regulacin a la baja que ejerce
el exceso de acetil-CoA sobre
ODSLUXYDWRGHVKLGURJHQDVD3'+3RURWUDSDUWHHOH[FHVRde acetil-CoA activa
la piruvato carboxilasa (PC), favoreciendo as la transformacin de
piruvato en oxalacetato, y con esto la formacin de glucosa.
-
118 0HQGR]D0HGHOOtQ$
establecerse el diagnstico oportuno. Esto desde luego redundar
en una mejor calidad de vida de los pacientes.
COMENTARIO
/DGHFLHQFLDGHODHQ]LPD$&'&0SHUPLWHYDlorar en su justa
dimensin la importancia del catabolismo de cidos grasos durante el
ayuno o el estrs metablico asociado con las enfermedades. En la
persona sana se toleran bien estas condiciones debido a la
capacidad de respuesta
TXHWLHQHHOKtJDGRSDUDODSURGXFFLyQGHJOXFRVD\GHFXHUSRVFHWyQLFRV)LJ
&XDQGRVHEORTXHDODXWLOL]DFLyQGHORViFLGRVgrasos y por tanto la
cetognesis, el organismo XWLOL]D JOXFRVD SDUD VDWLVIDFHU FDVL WRGRV
ORVrequerimientos energticos del organismo,
reVXOWDQGRHQXQDPD\RUXWLOL]DFLyQGHHVWHD]~FDUfundamental. Durante el
ayuno, las condiciones
PHWDEyOLFDVGHOKtJDGRHQORVSDFLHQWHVFRQGHFLHQFLDGH$&'&0OLPLWDQHQJUDGRLPSRUWDQWHODproduccin
de cuerpos cetnicos a partir de los cidos grasos, y de glucosa a
partir de aminocidos glucognicos, propiciando la hipoglucemia
severa, con consecuencias deletreas sobre el cerebro.
(OGDxRKHSiWLFRVHFXQGDULRDODGHFLHQFLDGH$&'&0VHHYLGHQFLDSRUODKLSHUDPRQHPLDla
cual comnmente presentan los pacientes en
FULVLVSRUD\XQRRHVWUpVPHWDEyOLFR(OKtJDGRes el nico tejido donde se
forma urea a partir del amonio, compuesto txico que se forma
continuamente a partir del metabolismo de los aminocidos. La
hiperamonemia, la hipoglucemia y posiblemente la incapacidad del
cerebro para oxidar la poca glucosa que recibe, son responsables de
las alteraciones neurolgicas TXH HO FOtQLFR GHWHFWD FRPRXQ VtQGURPH
WLSRReye en los pacientes.
/DGHFLHQFLDGHDFLO&R$GHVKLGURJHQDVDGHFDGHQDPHGLDQRHV
OD~QLFDHQ]LPRSDWtDTXHDIHFWD
ODXWLOL]DFLyQGHiFLGRVJUDVRV6HKDQdescrito ms de 25 alteraciones
genticas que afectan dicho proceso, todas ellas con
herenFLDDXWRVyPLFDUHFHVLYDSHURODGHFLHQFLDGH$&'&0HV ODPiV
IUHFXHQWH DIHFWDQGR HVSHFLDOPHQWHDODSREODFLyQFDXFiVLFD La
frecuencia con que se presenta esta
patoORJtDQRVHKDGRFXPHQWDGRHQODPD\RUtDGHORVSDtVHVLQFOX\HQGRGHVGHOXHJRHOQXHVWURSolamente
se tienen datos formales de algunas UHJLRQHV FRPR
%DYDULD$OHPDQLDGRQGH VHencontr 1 caso por cada 8,500 nacimientos
DOJXQDVUHJLRQHVGHO5HLQR8QLGRFRQFDVRSRUQDFLPLHQWRV\HQ3HQVLOYDQLD(VWDGRV8QLGRVGH$PpULFDFDVRSRUFDVLQDFLPLHQWRV
La relativa baja frecuencia de presentacin de
ODGHFLHQFLDGH$&'&0
ODDPSOLWXGGHVXHVSHFWURFOtQLFR\ODIDOWDGHSHUVSLFDFLDGHPXFKRVPpGLFRV
VRQ IDFWRUHV TXH LQX\HQ HQ TXH HVWDHQ]LPRSDWtD VH KDOOH
VXEGLDJQRVWLFDGD
1XHVWURSDtVQRHVODH[FHSFLyQDSHVDUGHTXHODQRUPDRFLDOPH[LFDQD12066$HQVXDSDUWDGRHVWDEOHFHTXHORVGHIHFWRVTXHse
presentan al nacimiento deben recibir atencin prioritaria,
encontrndose entre ellos los
metabliFRVDSDUWDGRFRPRVRQODVDOWHUDFLRQHVGHODR[LGDFLyQGHiFLGRVJUDVRVDSDUWDGR
(OPpGLFRGHEHUtDWHQHUDPSOLRVFRQRFLPLHQWRV GH ORV SURFHVRV
ELRTXtPLFRV
LQYROXFUDGRVHQHOFDWDEROLVPRGHiFLGRVJUDVRV\ODVtQWHVLVGHJOXFRVDSRUHOKtJDGRDVtFRPRGHODVPDQLIHVWDFLRQHVFOtQLFDVTXHVHSUHVHQWDQFXDQGRdichos
procesos metablicos no se activan con normalidad, como ocurre por
efecto de la deFLHQFLDGH$&'&0(VWRD\XGDUtDVLQGXGDDdetectar
con oportunidad los casos que llegaran a presentarse.
REFERENCIAS
+DXQHUODQG1+6SHQHU))DWW\DFLGbinding proteins insights from
genetic maQLSXODWLRQV3URJ/LSLG5HV
+DUULV5$&DUERK\GUDWHPHWDEROLVPmajor metabolic pathways and
their control. (Q 7H[WERRN RI %LRFKHPLVWU\ZLWK
FOLQLFDOFRUUHODWLRQV:LOH\/LVV86$S
2ZHQ2(.HWRQHERGLHVDVDIXHOIRUWKHEUDLQGXULQJVWDUYDWLRQ%LRFKHP0RO%LRO(GXFDW
1. 6]WDOU\G & ;X * 'RUZDUG + 7DQVH\-7&RQWUHUDV
-$.LPPHO$5 /RQGRV& 3HULOLSLQ $ LV HVVHQWLDO IRU
WKHWUDQVORFDWLRQRIKRUPRQHVHQVLWLYHOLSDVHduring lipolytic
activation. J. Cell Biol.
%UDVDHPOH '/ 6XEUDPDQLDQ 9 *DUFLD $0DUFLHQNLHZLF] $ 5RWKHQEHUJ $
3HULOLSLQ$DQGWKHFRQWURORIWULDF\OJO\FHUROPHWDEROLVP0RO&HOO%LRFKHP
-
REB 29,PSRUWDQFLDGHODJUDVDSDUDODVXSHUYLYHQFLDHQHOD\XQR
'LDJQyVWLFR GHO GpFLW GH $FLO &R$deshidrogenasa de cadena
media mediante la reaccin en cadena por la polimerasa HQ WLHPSR
UHDO 4XtPLFD &OtQLFD
9D])0:DQGHUV5-$&DUQLWLQHELRV\QWKHVLVLQPDPPDOV%LRFKHP-
5LYOLQ565LERDYLQYLWDPLQ%(QHandbook of Vitamins. Editores:
Zempleni J,
5XFNHU5%0F&RUPLFN'%6XWWLH-:&5&3UHVV86$SS
*DUFtD&XDUWHUR5/DJH$OIUDQFD
-
Javier Gutirrez-Jimnez1, Mara Adelina Schlie-Guzmn1, Lorena
Mercedes Luna-Cazres1, Daniel Daz-Prez2, Dolores Guadalupe
Vidal-Lpez1
RESUMENLa Internet es una de las tecnologas de informacin y
comunicacin (TICs) que permite el intercambio de informacin
mediante un sistema de documentos que conducen a otros textos
relacionados y enlazados entre s, este tipo de tecnologa est
impactando en todas las actividades de la vida cotidiana del ser
humano, siendo particularmente notoria en la educacin. La Biologa
es una ciencia sujeta de estas vertientes novedosas y los
materiales didctico-interactivos que se encuentran en esta red
virtual, son recursos poderosos para la enseanza y el aprendizaje
de esta ciencia. Sin embargo, la localizacin de los recursos es
difcil sobre todo por el des-conocimiento de estos sitios virtuales
adems de la aparicin constante de nuevas pginas. El propsito de
este trabajo es dar a conocer una compilacin de direcciones
electrnicas cuyo contenido didctico apoye el proceso de enseanza
aprendizaje de la Biologa.
ABSTRACTThe Internet is one of the information and communication
technologies (ICTs) that does not place space-timely barriers,
since it allows information exchange through a system of documents
that lead to other related and interlinked texts; this kind of
technology is having an impact upon every other daily-life
activities of mankind,
SDUWLFXODUO\QRWLFHDEOHLQWKHHOGRI%LRORJ\%LRORJ\LVDQDUHDRIVFLHQWLFNQRZOHG-ge
subject to these new trends, and teaching and interactive materials
found on the Internet are powerful resources for the teaching and
learning of this science.
+RZHYHUWKHORFDOL]DWLRQRIWKHVHUHVRXUFHVLVGLIFXOWHVSHFLDOO\EHFDXVHRIODFNRIknowledge
of the proper web sites, plus the constant appearance of new sites.
In this order of ideas, the purpose of this paper is to offer a
compilation of electronic web sites whose didactic content supports
the process of teaching and learning in biology.
*Recibido: 23 de julio de 2010 Aceptado: 28 de octubre de
2010
INTRODUCCIN
La humanidad ha entrado a la era de la infor-macin y el
conocimiento. La sociedad actual est desarrollndose como
audio-visual-telein-teractiva ya que son las nuevas tecnologas de
la informacin y la comunicacin (TICs) las que estn impactando en
todas las actividades de la vida cotidiana del ser humano. La
educacin no puede quedar excluida de este fenmeno, por lo que los
educadores del nuevo milenio necesitan
interpretar la realidad educativa en trminos de informacin,
utilizando todas las ventajas que ofrece este tipo de tecnologa
(1). Dentro de las TICs, la Internet o red mundial para el
intercambio de informacin WWW (por sus siglas en ingls world wide
web) es uno de ORVPiVJUDQGHVGHVDUUROORVGHQDOHVGHOVLJORXX. Esta red
virtual se conforma por un sistema de documentos que conducen a
otros textos re-lacionados y enlazados entre s conocidos como
hipertextos (2), siendo un poderoso instrumento
REB 29(4): 120-124, 2010 120
PALABRAS CLAVE: Internet, TIC, recurso didctico, biologa
1 Facultad de Ciencias Biolgicas, Universidad de Ciencias y
Artes de Chiapas, Libramiento Norte PonienteNo. 1150, Col. Lajas
Maciel, Tuxtla Gutirrez, Chiapas, Mxico, C.P. 29039. 2Escuela
Preparatoria del Estado
Ocozocoautla, Carretera Panamericana km. 1050, Ocozocoautla,
Chiapas, Mxico. C.P. 29140.Correo E:
[email protected]
KEY WORDS:Internet, ICT, didactic resource, biology.
LA INTERNET COMO RECURSO DIDCTICO PARA LA ENSEANZA Y EL
APRENDIZAJE DE LA BIOLOGA*
-
121REB 29(4): 120-124, 2010 La membrana plasmtica: modelos,
balsas y sealizacin
para el procesamiento de la informacin, con la posibilidad de
facilitar el aprendizaje mediante el uso de materiales didctico
interactivos. As, se abre un nuevo paradigma de la enseanza, sin
barreras espacio-temporales para el acceso a la informacin y para
la comunicacin inter-personal, ofreciendo mltiples posibilidades de
innovacin educativa en el marco de la ense-anza ms personalizada y
de un aprendizaje cooperativo acorde con los planteamientos
socio-constructivistas. Para el proceso de en-seanza-aprendizaje de
las ciencias biolgicas, la Internet representa una estrategia
didctica que permite la promocin del conocimiento y la generacin de
nuevos tipos de aprendizaje (2, 3); incluso la prestigiosa revista
Science ha desarrollado el premio SPORE para reconocer el
desarrollo de recursos educativos virtuales para las ciencias (4).
Para favorecer y privilegiar el aprendizaje co-operativo a travs de
la Internet, muchas insti-tuciones educativas que ofrecen
licenciaturas en el rea de la medicina y ciencias de la salud han
integrado esta tecnologa y sus recursos como parte de sus planes y
programas de estudio (5). En la Universidad de Arizona y en la
Uni-versidad Texas A & M se emplearon servidores
LQIRUPiWLFRVSDUDXQFXUVRGHVLRORJtDGLULJLGRa los estudiantes del
primer ao de medicina. Los estudiantes tuvieron acceso al correo
elec-trnico, bibliotecas en lnea y pginas Web con contenido
didctico (5). Para un curso de ciencia de los animales y aves
domesticas, la Universi-dad de Arkansas Fayetteville de Estados
Unidos de Amrica dispuso un servidor tipo UNIX para la conexin a la
Internet y los estudiantes parti-ciparon proporcionando pginas del
Internet con informacin relevante al curso (6). El Instituto de
Tecnologa Mdica Tampere de Finlandia, dispuso una serie de imgenes
microscpicas para la enseanza de la histopatologa del seno a sus
estudiantes en la direccin electrnica
http://www.webmicroscope.net/breastatlas (7) y de manera similar,
el Instituto Sueco para el Control de las Enfermedades Infecciosas
dispuso imgenes para la enseanza de la parasitologa mdica
(www.webmicroscope.net/parasitology) (8). En las ltimas dcadas, el
proceso de ense-anza-aprendizaje ha experimentado grandes avances,
sobre todo cuando se conjunta con los recursos didcticos virtuales
que se desarrollan y disponen en la Internet, siendo la biologa un
iUHDGHOFRQRFLPLHQWRFLHQWtFRVXMHWDGHHVWDVvertientes novedosas para
la educacin (9). Sin embargo, la localizacin de tales recursos
puede
tornarse difcil para docentes y alumnos debido a: i) el
desconocimiento de direcciones elec-trnicas de estos recursos y ii)
el surgimiento constante de nuevas pginas que se suman a la red de
informacin (10). Por ello, el propsito de este trabajo es dar a
conocer una relacin de direcciones electr-nicas de acceso gratuito
que se enlistan abajo, cuyo contenido didctico apoye el proceso de
enseanza-aprendizaje de la biologa general. La compilacin de estos
sitios web se hizo consul-tando la literatura y otras son parte de
nuestro conocimiento virtual y que hemos utilizado en la docencia
de la biologa. 1. Pginas con contenidos en ingls y espaol
(QODOLJDhttp://learn.genetics.utah.edu/ de la Universidad de
Utah, USA, se encuentran materiales multimedia acerca de la
estructura de las protenas, el ADN, la transcripcin y la traduccin.
Se encuentran tambin ensayos para la extraccin del ADN usando
detergente y alcohol comercial (11).
(OGHSDUWDPHQWRGH%LRTXtPLFD\%LRItVLFD0ROH-cular de la Universidad
de Arizona, USA, dispo-ne en la liga
http://www.biology.arizona.edu/, recursos interactivos acerca de la
bioqumica, la biologa celular, la biologa del desarrollo, la
biologa humana, la inmunologa, la gentica y la biologa molecular
(12).
(OOLEUR0LFURELRORJtDH,QPXQRORJtDHQOtQHDque se ubica en la pgina
de la Escuela de Me-dicina de la Universidad de Carolina del Sur,
USA, puede consultarse mediante la liga
http://pathmicro.med.sc.edu/book/welcome.htm. Este libro virtual
aborda tpicos sobre inmu-nologa, bacteriologa, virologa,
parasitologa y micologa (12).
(ODUWLVWD\ELyORJRQRUWHDPHULFDQR-RKQ.\UNdispone en la direccin
http://johnkyrk.com animaciones de biologa molecular que abor-dan
tpicos sobre aminocidos y protenas, anatoma y funcin celular,
membrana celular, cromosomas, difusin, estructura del ADN,
re-plicacin, transcripcin, traduccin, evolucin, JOLFyOLVLV DSDUDWR
GH *ROJL FLFOR GH .UHEVmitosis, meiosis, transporte de electrones,
pH, fotosntesis y agua (13).
2. Pginas con contenidos en ingls
(QHOSRUWDOhttp://biowww.net desarrollado en Estados Unidos de
Norteamrica, se puede acceder a recursos que apoyan el trabajo en
el laboratorio de biologa tales como experimen-
-
122
*XWLpUUH]-LPpQH]-6FKOLH*X]PiQ0$/XQD&D]iUHV/0'tD]3pUH]'9LGDO/ySH]'*
tos de laboratorio, mtodos en biologa mole-cular, biologa
celular, gentica, inmunologa, neurociencias, bioinformtica y
protemica; tambin se encuentra disponible un foro para plantear a
los expertos los problemas que se presenten en el laboratorio.
0HGLDQWHODGLUHFFLyQYLUWXDO KWWSSUROH.nlm.nih.gov/, la Librera
Nacional
de Medicina de Estados Unidos de Norteamrica muestra la historia
de las ciencias biomdicas mediante una coleccin que incluye
materia-OHV FRPR OLEURV SDQHWRV GLDULRV FDUWDVmanuscritos,
fotografas y archivos de audio y video acerca de lderes en la
investigacin biomdica y la salud pblica (14).
(O0XVHR1DFLRQDOGHOD6DOXG86$FX\DGLUHFFLyQvirtual es
http://www.accessexcellence.org/ exhi-be recursos como artculos,
materiales multimedia y actividades para el aula sobre las
bio-ciencias y la salud, que pueden utilizar profesores y
estu-diantes (15).
/D8QLYHUVLGDGGHO(VWDGRGH'DNRWDGHO1RU-te, USA dispone en la
liga
http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/ una serie de animaciones
e imgenes de alta calidad acerca de procesos celulares (ATP
sintetasa, la cadena de transporte de
HOHFWURQHVWUiFRGHSURWHtQDVPRGLFDFLyQreciclaje y secrecin de
protenas, fotosntesis y fotosistema II) as como de procesos
mo-leculares (transcripcin, procesamiento del ARNm, traduccin y el
opern Lac). Mediante un registro en lnea, estos recursos pueden
grabarse en el ordenador (16).
(O$'1,QWHUDFWLYRHVXQSRUWDOGHOODERUDWR-rio Cold Spring Harbor de
Nueva York, USA, al cual se accede mediante la direccin
http://www.dnai.org/index.htm.
Aqu pueden encontrarse clases interactivas acerca de la historia
del ADN, el cdigo ge-ntico, la manipulacin de genes, el genoma y
sus aplicaciones. Las clases incluyen foto-grafas, animaciones,
entrevistas y pelculas (17).
/DSiJLQD(O$'1GHVGHVXVFRPLHQ]RVHVotro portal del laboratorio Cold
Spring Har-bor al cual se accede mediante la liga
http://www.dnaftb.org/dnaftb/. El material dispo-nible
(animaciones, imgenes, entrevistas, problemas, biografas y otras
ligas de inters) se encuentra distribuido en tres secciones:
organizacin y control gentico, gentica clsica y molculas de la
herencia (17).
/D$VRFLDFLyQ$PHULFDQDSDUDHO$YDQFHGHlas Ciencias (AAAS) dispone
el portal deno-minado: Red para la educacin en Biociencias
(BEN por sus siglas en ingls) en la direccin
http://www.biosciednet.org/portal/. En este sitio virtual pueden
consultarse de manera gratuita ms de 15,000 recursos para la
enseanza y el aprendizaje de las ciencias biolgicas (18).
/D 8QLYHUVLGDG GH$OEHUWD GH (GPRQWRQ $O-berta, Canad, dispone de
una base de datos con ms de 8,000 recursos digitales para la
enseanza de la Biologa, a travs del portal de-nominado Bio-Ditrl. A
este portal que se accede a travs de
http://bio-ditrl.sunsite.ualberta.ca/, el usuario puede grabar en
su computadora imgenes, videos y documentos de texto luego de una
suscripcin gratuita. Los criterios para la bsqueda de informacin
pueden ser mediante palabras clave, nombres de autor, etc., o bien
realizar la bsqueda de materiales que se en-cuentran organizados
por jerarquas: taxono-ma, conceptos, niveles educativos o cursos de
biologa (13).
(Q OD SiJLQD YLUWXDO %LR(G DXVSLFLDGD SRU HOColegio de Medicina
de Baylor en Houston, Texas, USA, se encuentran una gran diversidad
de recursos como videos y presentaciones en Power point que abordan
tpicos sobre la clula, diversidad de la vida, herencia, el
organismo humano, interdependencia de la vida y evolu-cin; la
direccin es www.bioedonline.org (19).
(OSRUWDOYLUWXDOGHORV6HUYLFLRVGH'HVDUUROORde Multimedia Sumanas,
Inc. de Pasadena, California, USA ofrece a travs de la direccin
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animation.html una serie de
animaciones que cubren disci-
plinas como biologa general, microbiologa,
biopsicologa/neurociencias, astronoma, qumica, biologa molecular,
biotecnologa general, ecologa, estadstica y ciencias del medio
ambiente; estas animaciones son es-pecialmente dirigidas a
estudiantes del nivel universitario (20).
/D6RFLHGDG$PHULFDQDGH0LFURELRORJtDDWUD-vs de la direccin
www.microbelibrary.org, dispone la Librera de microbios, a travs de
la cual estudiantes y profesores pueden acceder de forma gratuita a
ms de 2,500 recursos en-tre animaciones, imgenes y videos, as como
a una coleccin de atlas y protocolos estndar usados en
microbiologa.
Las direcciones electrnicas mencionadas arriba, constituyen
herramientas valiosas para el proceso de enseanza-aprendizaje de la
biologa, dado que contienen material animado cuyo contenido visual
favorece el aprendizaje y la retencin de los conceptos
-
123REB 29(4): 120-124, 2010 La membrana plasmtica: modelos,
balsas y sealizacin
en biologa, aunado a ello tienen carcter gratuito (21). Otro
tipo de recursos virtuales recientemente desarrollados son las
herra-mientas cooperativas basadas en la Internet, principalmente
los wikis, los blogs y los po-dcasts. Un wiki es un sitio virtual
construido por diversos colaboradores mediante el cual los
visitantes pueden editar el contenido me-diante un permiso; un
ejemplo lo constituye la enciclopedia gratuita Wikipedia. Un blog
es un sitio virtual que contiene registros en orden cronolgico
acerca de un tpico en particular, stos pueden ser escritos por una
persona o por un grupo de colaboradores. Algunos blogs del rea
mdica enriquecen la informacin contenida en los casos clnicos
mediante la adicin de fotografas utilizando el
VRIWZDUH3LFDVD(OSRGFDVWLQJVHUHHUHDODdistribucin de archivos
multimedia (de audio
o video) a una determinada audiencia para que sta pueda
reproducirlas en el momento y lugar deseados en su computadora.
Algunas aplicaciones educativas de este recurso son la modalidad de
educacin a distancia, para que los estudiantes puedan repasar las
clases previamente grabadas (22). La educacin cuenta en la
actualidad con es-tas herramientas novedosas, siendo la biologa una
de las ciencias en las que pueden emplear-se estos ambientes
virtuales para optimizar tanto la enseanza como el aprendizaje.
Finalmente, consideramos que los ambien-tes virtuales ofrecen
oportunidades educativas excitantes, por lo que estas innovaciones
tec-nolgicas cambiarn los cursos de enseanza tradicionales y podrn
estimular a los educado-res a tomar ventaja a partir de las
maravillas que ofrece la Internet.
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0F&OHDQ3-RKQVRQ&5RJHUV5'DQLHOV/5HEHU-6ODWRU%07HUSVWUD-:KLWH$Molecular
and cellular biology animations:
-
Ulises Meza, Ana Catalina Romero-Mndez, Yamhilette Licn y Sergio
Snchez-Armss
RESUMENLa membrana plasmtica es la estructura que delimita a la
clula. Inicialmente conceptualizada como una barrera inerte,
divisoria del interior y exterior celular, en la actualidad se le
reconoce como un elemento dinmico y fundamental en el mantenimiento
de la integridad de la clula. Su pltora de componentes lipdicos y
proteicos propicia su participacin en muy diversos e importantes
procesos por ejemplo: transporte y permeabilidad selectiva de
sustancias e iones, excitabilidad, movilidad, diferenciacin,
exocitosis, reconocimiento intercelular y transduccin de seales
extracelulares. La presente revisin incluye un breve recuento de
los principales modelos que han conducido a la concepcin actual de
su estructura y de sus propiedades funcionales y destaca las
implicaciones del modelo vigente de balsas de membrana en procesos
de sealizacin intracelular.
ABSTRACTThe plasma membrane is the structure that delimits the
cell. Originally, it was just considered a physical barrier that
separates the inside from the outside of the cell. But now, it is
visualized as a dynamic structure, enclosing diverse lipids and
proteins elements, which is involved in several important processes
e.g., ion permeability and transport, excitability, cell migration,
hormone and neurotransmitter secretion, extracellular signal
transduction, cell differentiation, and cell to cell recognition.
This review contains a brief overview of the development of the
plasma membrane concept, including its current model that involves
the dynamic nanoscale heteroge-neities denominated membrane rafts.
The functional relevance of membrane rafts is also discussed.
*Recibido: 14 de junio de 2010 Aceptado: 28 de octubre de
2010
REB 29(4): 125-134, 2010 125
PALABRAS CLAVE: Balsas lipdi-cas, caveolas, sealizacin,
colesterol
Departamento de Fisiologa. Facultad de Medicina. Universidad
Autnoma de San Luis Potos. Av. Venustiano Carranza # 2405. San Luis
Potos, SLP. CP. 78210. Mxico.
Correo E: [email protected], [email protected]
KEY WORDS:Lipid rafts, caveolae, signaling, cholesterol
LA MEMBRANA PLASMTICA: MODELOS, BALSAS Y SEALIZACIN*
1. Origen y desarrollo del concepto de membranas biolgicas
Una de las primeras referencias al concepto de membrana biolgica
se adjudica al botnico alemn Pfeffer (1887) (1), quien lo habra
postulado al describir la similitud del comportamiento osmtico
HQWUHFpOXODV\PHPEUDQDVDUWLFLDOHV7DEODEn particular, Pfeffer observ
que las propiedades osmticas exhibidas por las membranas de algunos
tipos de clulas vegetales semejaban a las de las membranas
obtenidas al precipitar ferrocianuro cprico sobre paredes porosas
de cermica. Pos-teriormente, Overton (1899) (1) demostr que las
sustancias lipoflicas penetraban la clula con ma-yor facilidad
que aquellas que no lo eran, lo que le llev a concluir que la
estructura que delimita a la clula debera estar constituida por una
capa lipdi-ca. Ms tarde, el valor de la capacitancia elctrica de la
membrana plasmtica fue reportado. En este sentido, Fricke (1923)
(2) determin el valor de 1.0 Fcm-2 para la membrana de eritrocitos,
mientras TXHHQRWURVWLSRVFHOXODUHVHOYDORUXFWXyHQWUH1.0 y 6.0 Fcm-2.
Esta aparente inconsistencia fue adjudicada a la variabilidad en el
espesor de las membranas analizadas. En su estudio clsico, Gorter y
Grendel (1925) (3) determinaron el valor del rea ocupada por los
lpidos extrados a partir
Luis Enrique Beltran Gonzalez
Luis Enrique Beltran Gonzalez
Luis Enrique Beltran Gonzalez
Luis Enrique Beltran Gonzalez
Luis Enrique Beltran Gonzalez
Luis Enrique Beltran Gonzalez
-
126 Meza U, Romero-Mndez AC, Licn Y, Snchez-Armss S
Ao Autores Observacin Ref.
1887 Pfeffer Similitud del comportamiento osmtico entre clulas
vegeta-OHV\PHPEUDQDVDUWLFLDOHV 1
1899 Overton Naturaleza lipdica de la membrana plasmtica. 1
1923 Fricke
'HWHUPLQDFLyQGHOYDORUGHFDSDFLWDQFLDHOpFWULFDHVSHFtFDde la membrana
plasmtica. 2
1925 Gorter y Grendel Organizacin de los lpidos de la membrana
plasmtica en bicapa. 3
1934 Danielli y Harvey Presencia de protenas en la membrana
plasmtica. 4
Danielli y Davson Teora paucimolecular de las biomembranas.
5
1959 Robertson Teora unitaria de las membranas biolgicas. 6
1972 Singer y Nicolson 0RGHORGHOPRVDLFRXLGR 7
1975 Chapman Segregacin de dominios lipdicos en el plano lateral
de la membrana. 8
1988 Simons y van Meer ([LVWHQFLDGHPLFURGRPLQLRVGHHVQJROtSLGRV
14
1997 Simons e Ikonen Modelo de balsas lipdicas e importancia del
colesterol como elemento de las mismas. 15
2002 Anderson y Jacobson Incorporacin de protenas a balsas
lipdicas a travs de un proceso jerrquico. 24
Zacharias y cols.Presencia de nanodominios lipdicos en la
monocapa interna de la membrana plasmtica sin correspondencia
necesaria con balsas lipdicas en la capa externa.
16
2006 Pike Sustitucin del concepto de balsa lipdica por el de
balsa de membrana. 17
2010 Ligwood y Simons Revaloracin del modelo de balsas como
principio organiza-dor de las funciones de las membranas biolgicas.
20
TABLA 1CRONOLOGA DEL MODELO DE LA MEMBRANA PLASMTICA
de la membrana plasmtica de eritrocitos e inespe-radamente,
encontraron que dicho valor
correspon-GtDDOGREOHGHOGHODVXSHUFLHFDOFXODGDSDUDXQnmero conocido de
estas clulas (asumiendo una forma discoidal para ellas). Estos
investigadores LQULHURQDFHUWDGDPHQWHTXHODPHPEUDQDGHORVeritrocitos
est constituida por una bicapa de lpidos con un espesor de 5.0 6.0
nm. Posteriormente, DOFRPSDUDUODWHQVLyQVXSHUFLDOGHODPHPEUD-na
plasmtica de ovocitos de erizo de mar (0.2
dinascm-1FRQODGHXQDLQWHUIDVHDUWLFLDOOtSLGRsolucin acuosa (10.0
-15.0 dinascm-1), Danielli y Harvey (1934) (4) evidenciaron el
requerimiento de un factor adicional que explicaba la atenuacin de
este parmetro en las membranas biolgicas,
el cual adjudicaron a la presencia de protenas.
2WURDYDQFHVLJQLFDWLYRHQ OD FRQVROLGDFLyQGHOconcepto de biomembrana
se atribuye a Danielli y Davson (1934) (5), quienes propusieron la
teora paucimolecular de la membrana, segn la cual las membranas
biolgicas presentan un grupo mnimo de constituyentes moleculares
que incluye: una regin central de naturaleza lipdica no polar y
es-pesor variable, bordeada (a ambos lados) por una monocapa de
fosfolpidos cuyos extremos polares estaran orientados hacia el
exterior y una monoca-pa ms externa de protenas globulares. En
1959, Robertson (6) postul la denominada teora unitaria de la
membrana, la cual establece que todas las membranas biolgicas estn
constituidas por una
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127REB 29(4): 125-134, 2010 La membrana plasmtica: modelos,
balsas y sealizacin
bicapa lipdica. El sustento de esta propuesta fue-ron imgenes de
membranas celulares obtenidas por microscopa electrnica en las que
era posible distinguir una regin intermedia de baja densidad
electrnica delimitada por estructuras perifricas de mayor densidad;
la regin intermedia corres-ponda a las cadenas hidrocarbonadas de
los lpidos \ODVHVWUXFWXUDVSHULIpULFDVDORVJUXSRVKLGUyORVde los
lpidos y/o a las protenas asociadas. El an-lisis detallado de este
tipo de imgenes permiti a Robertson hacer extensivo su modelo al
conjunto de membranas intracelulares. El modelo unitario estableca,
adicionalmente, que los componentes proteicos se alojan
principalmente sobre las
su-SHUFLHVGHODELFDSDOLStGLFD\VyORXQDSURSRUFLyQmuy reducida de su
estructura se localiza en la regin central hidrfoba de la membrana.
An FXDQGR HVWHPRGHOR GHQtD D OD ELFDSD
OLStGLFDFRPRXQDEDUUHUDDOOLEUHXMRGHLRQHV\PROpFX-ODVKLGUyODVQRGHVFDUWDEDODSRVLEOHSUHVHQFLDde
canales acuosos a travs de los cuales pudiese darse el transporte
de estos materiales. Esto l-timo, bajo la condicin de que dichos
canales, de existir, deberan expresarse en muy baja densidad ya que
su presencia difcilmente era detectable en las micrografas
electrnicas.
1.1. Propiedades dinmicas de las biomembranas
Los modelos hasta aqu mencionados sHUHHUHQbsicamente, a las
caractersticas estructurales estticas de las membranas biolgicas. Y
no fue VLQR KDVWD QDOHV GH ORV DxRV VHVHQWDV FXDQGRVXUJH HO
FRQFHSWR GH XLGH] GHPHPEUDQD TXHincorpora los aspectos dinmicos
(por ejemplo: difusin, recambio, intercambio e interacciones
moleculares) que se presentan en, o se dan entre, los elementos
constitutivos de las biomembranas (7, 8). En 1972, Singer y
Nicolson (7) incluyeron esta novedosa perspectiva en su conocido
modelo GHPRVDLFR XLGR DO SRVWXODU TXH
ODPHPEUDQDSODVPiWLFDHVWiFRQVWLWXLGDSRUXQDELFDSDXLGDde lpidos capaz
de alojar diversos conglomerados o mosaicos proteicos. Estos
ltimos, pueden estar parcialmente inmersos, o bien, pueden
atravesar la bicapa lipdica y, en ambos casos, protruir de ella.
(OPRGHORGHPRVDLFRXLGRDGLFLRQDOPHQWHUHVDO-ta las interacciones
hidrfobas que se establecen entre las protenas y los lpidos
constitutivos de la membrana, as como la distribucin aleatoria que
ambos elementos guardan como resultado de su difusin en el plano de
la membrana. Posterior a su planteamiento, surgieron diversas
observaciones y crticas a este modelo. Por ejemplo, estudios sobre
las propiedades mecano-qumicas de las membra-
nas de eritrocitos indicaron que los parmetros intrnsecos de los
materiales de la membrana (por ejemplo: densidad, mdulo elstico,
viscosidad, HQHUJtDOLEUHVXSHUFLDO\PyGXORGHGHIRUPDFLyQPRVWUDEDQ
GLIHUHQFLDV VLJQLFDWLYDV FRQ UHVSHFWRD ORV REVHUYDGRV HQ ELFDSDV
OLStGLFDV DUWLFLDOHVEste hallazgo resultaba inconsistente con el
mo-GHORGHPRVDLFRXLGR\DTXHXQDELRPHPEUDQDconteniendo estructuras
proteicas muy separadas (a manera de icebergs) y sin restriccin de
mo-vimiento, se esperara que exhibiera propiedades muy semejantes a
la de una bicapa lipdica
arti-FLDO&XHVWLRQDPLHQWRVGHHVWHWLSRSURPRYLHURQGLYHUVDVPRGLFDFLRQHVDOPRGHORRULJLQDO$VtSRUejemplo,
se incorpor la nocin de asimetra entre las dos monocapas de la
membrana (9, 10) y se resalt la naturaleza selectiva de las
interacciones moleculares que propician la difusin y segregacin
lateral de sus variados elementos lipdicos en domi-nios discretos
(8, 11). Estos ltimos, presentaron
JUDQGHVGLFXOWDGHVHQODGHQLFLyQGHVXWDPDxRforma y vida media.
Problemas que se adjudica-ron, en gran medida, a la variabilidad
entre ellos y entre las membranas que los alojaban (12). Una
estrategia alternativa para su estudio consisti en caracterizar las
fases lipdicas en equilibrio en mo-delos de membrana generados a
partir de mezclas GHQLGDVGHOtSLGRVSRUHMHPSORFRPSRQHQ-tes),
asumiendo que dichas fases, conceptualmen-te, representaban sus
anlogos. La caracterizacin de estas fases en monocapas y bicapas
sintticas permiti establecer los principios termodinmicos que
subyacen la segregacin de fases inter e intra-monocapas. Un modelo
ampliamente utilizado en este tipo de estudios es el de las
vesculas gigantes unilamelares. Estas bicapas lipdicas esfricas
(di-PHWUR!PLQFRUSRUDQFRORUDQWHVXRUHVFHQWHVque se particionan de
manera diferencial en las fases segregadas, permitiendo la
discriminacin de estas ltimas a travs de imgenes de microscopa
GHXRUHVFHQFLD
1.2. El modelo vigente: balsas de membrana
El concepto de segregacin de lpidos fue retomado por Simons y
van Meer (1988) (14) en su modelo de microdominios lipdicos, el
cual postularon a partir de sus estudios sobre la distribucin
diferencial de
HVQJROtSLGRVKDFLDODPHPEUDQDDSLFDOGHFpOXODVepiteliales. En dicho
modelo, se plantea el
ensam-EODMHGHPLFURGRPLQLRVGHHVQJROtSLGRVGHPDQHUDHVSHFtFDHQODPRQRFDSDOXPLQDOGHODPHPEUDQDdel
aparato de Golgi, donde operaran como centros de reclutamiento de
aquellas protenas destinadas a incorporarse a la monocapa externa
de la membra-na apical de dichas clulas. Un elemento adicional
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128 Meza U, Romero-Mndez AC, Licn Y, Snchez-Armss S
al modelo de la estructura de las membranas biol-gicas, el
colesterol, fue incorporado ms tarde por Simons e Ikonen (1997)
(15) como un importante coorganizador de nanodominios o balsas
lipdicas. El planteamiento de estos autores es que los com-SOHMRV
GHJOLFRHVQJROtSLGRVFROHVWHURO VHPDQWLH-nen estrechamente
empaquetados y se comportan como unidades o balsas dentro de la
monocapa externa de la membrana plasmtica. A pesar que desde 1973
ya se haban expuesto consideraciones tericas que predecan el que la
fase ordenada de la monocapa externa podra inducir el
empaqueta-miento de regiones de la monocapa interna
corres-pondiente, hasta mediados de los aos 1990s la
SRVLEOHH[LVWHQFLDGHEDOVDVVHKDOODEDFRQQDGDDla monocapa externa de
las membranas biolgicas. Posteriormente, se ha mostrado que una
organi-zacin equivalente de nanodominios est tambin presente en la
monocapa citoplsmica (16), a pesar
GHTXHHVWD~OWLPDHVSREUHHQHVQJROtSLGRVHVSH-FLDOPHQWHHQHVQJRPLHOLQD6LQHPEDUJRQLsu
correspondencia fsica con las balsas de la mo-nocapa externa, ni
sus propiedades y componentes estructurales han sido totalmente
caracterizados. Otro aspecto importante de este modelo tiene que
ver con la interaccin que se da entre protenas y balsas lipdicas;
donde slo algunos elementos proteicos son incluidos o anclados a
las balsas, mientras que otros son excluidos de sus lmites en
funcin de su naturaleza molecular y de sus propie-dades
termodinmicas (15). Ms recientemente,
VHKDFRQVHQVXDGRODUHGHQLFLyQGHOFRQFHSWRGHbalsas lipdicas (lipid
rafts) en favor del de balsas de membranas (membrane rafts): Las
balsas de membrana son dominios pequeos (10-200 nm), heterogneos,
altamente dinmicos, enriquecidos
HQHVWHUROHV\HVQJROtSLGRVTXHFRPSDUWLPHQWDQprocesos celulares. Estas
pequeas balsas pueden, eventualmente, ser estabilizadas para formar
plata-formas de mayor tamao a travs de interacciones
protena-protena y protena-lpido (17). Es
impor-WDQWHVHxDODUTXHHVWDGHQLFLyQGDGDODQHFHVDULDLQFOXVLyQGHHVQJROtSLGRVH[FOX\HDORVGRPLQLRVordenados
de la capa interna de la membrana plas-mtica como balsas de
membrana. A la fecha, se reconocen dos tipos de balsas de membrana:
balsas planas y caveolas (18, Fig. 1). Las primeras estn alineadas
en el plano de la membrana y su carac-terizacin ha sido muy difcil
debido a su pequeo tamao (10-200 nm) y gran dinamismo (17). Las
caveolas, por su parte, corresponden a invagina-ciones de la
membrana plasmtica (50-100 nm de dimetro) y, aun cuando estn
involucradas en los procesos de transcitosis y potocitosis,
muestran un dinamismo mucho menor que el de las balsas planas (15).
Una caracterstica distintiva de las caveolas es
su asociacin con protenas de soporte relativamen-te pequeas
(21-24 kDa) denominadas caveolinas, las cuales contribuyen a
estabilizar su estructura a travs de su interaccin con la monocapa
interna de la membrana plasmtica. Las caveolinas funcionan como
estructuras de andamiaje para diversas pro-tenas de sealizacin y
como transportadores del colesterol (sintetizado de novo) desde el
retculo endoplsmico hacia la membrana plasmtica. Se
KDQLGHQWLFDGRWUHVLVRIRUPDVGHFDYHROLQDV'RVde ellas se expresan
ubicuamente (Cav-1 y Cav-2), mientras que la expresin de la tercera
(Cav-3) est restringida a miocitos cardiacos y esquelticos (19). En
neuronas, las caveolinas generalmente estn ausentes, aunque se ha
reportado un grupo
GHSURWHtQDVDQiORJDVGHQRPLQDGDVRWLOLQDV/DVLJQLFDQFLDIXQFLRQDOGHODVEDOVDVOLStGLFDVHVun
tema vigente y de gran inters debido a la pro-puesta de que la
compartimentacin subcelular de procesos podra acompaarse de un
incremento en VXHVSHFLFLGDG\HFLHQFLD
1.3. Problemas del modelo de balsas de membrana
Una crtica inicial muy fuerte al modelo de balsas tiene que ver
con el aislamiento y caracteriza-cin de los dominios de membrana
resistentes a GHWHUJHQWHV 05'V GHQLGRV RSHUDFLRQDOPHQ-te como
balsas lipdicas (21). Diversos autores han argumentado que los MRDs
corresponden a agregados de dominios de membranas promovi-dos por
las condiciones establecidas durante su aislamiento (es decir, uso
de Tritn X-100 a 4oC; ambos tratamientos inducen cambios de fase) y
no necesariamente al estadio que tales dominios pudieran haber
guardado previo a su aislamiento
2WURFXHVWLRQDPLHQWRLPSRUWDQWHVHUHHUHa la localizacin que guardan
las protenas trans-membranales (por ejemplo: receptores, canales
inicos, ATPasas o acarreadores) en el plano de la membrana. Con
respecto a la posibilidad de que su insercin pudiera darse al
interior de las bal-sas de membrana, se han esgrimido argumentos
termodinmicos que sealan la baja probabilidad de este evento (23).
Sin embargo, tambin existe un cmulo de evidencias bioqumicas y
biofsicas que sustenta su insercin en tales dominios de la membrana
(18, 24, 25). Ms an, se ha propuesto que su incorporacin pudiera
ser un factor clave en el establecimiento y patrn de distribucin de
las balsas en la membrana plasmtica (20). El ensamble de ciertas
protenas al interior de las balsas de membrana pudiera ser,
asimismo, condicin indispensable para promover su funcio-nalidad
(26). Una hiptesis muy provocativa con
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129REB 29(4): 125-134, 2010 La membrana plasmtica: modelos,
balsas y sealizacin
relacin al proceso de incorporacin de protenas
DODVUHJLRQHVRUGHQDGDVGHODPHPEUDQDUHHUHDun proceso jerrquico (20,
24) en el que la etapa inicial correspondera a la asociacin de
protenas individuales con una cubierta o monocapa lipdica (lipid
shell HQULTXHFLGD HQ JOLFRHVQJROtSLGRV \colesterol (~7 nm), lo que
facilitara su incorpo-racin a balsas de membrana de mayor tamao
QP\HYHQWXDOPHQWHVXFRQXHQFLDHQplataformas funcionales asociadas a
procesos de VHxDOL]DFLyQ\RWUiFRGHPHPEUDQDV)LQDOPHQ-te, tampoco se
descarta la posibilidad de que las protenas transmembranales
pudieran localizarse en la frontera comn entre las regiones
desorde-nadas y las balsas de membrana. Con respecto a las
denominadas protenas pe-rifricas (no transmembranales) asociadas a
la membrana plasmtica, es generalmente aceptado que stas se
particionan en los dominios ordenados
y/o las MRDs como resultado de su fuerte anclaje a la monocapa
exterior a travs de anclas lipdicas de glicosilfosfatidilinositol
(GPI) o bien, mediante su asociacin a la monocapa interna va
procesos de acilacin o prenilacin (16) (Fig. 1). Ejemplos
representativos de protenas perifricas asociadas a la monocapa
interna de la membrana plasmtica
VRQODVSURWHtQDVGHODIDPLOLD6UFODVXEXQLGDGGHODVSURWHtQDV*ODVRWLOLQDVDWUDYpVGHVXVprocesos
de acilacin), caveolinas (mediante su unin al colesterol) y
anexinas (por medio de su asociacin con fosfolpidos).
2. Lipidmica de las biomembranas
El contenido total de colesterol y de fosfolpidos (incluyendo el
tipo de cidos grasos que los com-ponen) en la membrana plasmtica y
membranas intracelulares est bien caracterizado en distintos
Figura 1. Tipos de balsas de membrana. La membrana plasmtica
incluye dos tipos de balsas de membrana:
SODQDV\FDYHRODV(QDPERVVHGHVWDFDODSUHVHQFLDGHFROHVWHUROHVQJRPLHOLQD\SURWHtQDVDVRFLDGDV6HLOXVWUDWDPELpQODORFDOL]DFLyQHVSHFtFDGHFDYHROLQDHQFDYHRODV
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130 Meza U, Romero-Mndez AC, Licn Y, Snchez-Armss S
tejidos, tipos celulares y organelos intracelulares (12, 27,
28). En general, el porcentaje de coles-terol alojado en la
membrana plasmtica es
signi-FDWLYDPHQWHPD\RUaGHOWRWDOGHOtSLGRVDOGHODSDUDWRGH*ROJLaUHWtFXORHQGRSOiVPLFRUXJRVRaUHWtFXORHQGRSOiVPLFROLVRaRPLWRFRQGULDVa/DLQQHJDEOHrelevancia
de la lipidmica de membranas biol-gicas conocida a la fecha,
desafortunadamente es eclipsada por la mnima proporcin de elementos
comnmente referidos (
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131REB 29(4): 125-134, 2010 La membrana plasmtica: modelos,
balsas y sealizacin
RUGHQDGDV\XLGDVSXHGHQLQWHUFDODUVHHQHOSODQRde la membrana
plasmtica. La asimetra lipdica tambin est presente en la membrana
del aparto de Golgi y de endosomas. En contraste, sta no se observa
en la membrana del retculo endopls-mico (30). La asimetra lipdica
entre las mono-capas de las biomembranas se genera a travs de
distintos procesos: transferencia espontnea de componentes lipdicos
entre las monocapas (LSRS), actividad de ATP-asas transportadoras
GH HVSHFLHV OLStGLFDV \ UHWHQFLyQ HVSHFtFD GHciertos lpidos en una
u otra de las monocapas. La distribucin asimtrica de los lpidos
reviste gran importancia, ya que previene el desarrollo de ciertos
tipos de sndromes autoinmunes que pudieran comprometer la
integridad de la mem-brana plasmtica y, por lo tanto, la viabilidad
celular. El patrn de distribucin de colesterol entre las monocapas
es un aspecto que a la fecha no est del todo dilucidado; existen
reportes que lo ubican de manera preferente en la monocapa interna
de la membrana plasmtica, otros que lo
sitan principalmente en la monocapa externa o, incluso, aquellos
que sostienen que su rpida trasferencia entre las dos monocapas
propicia su distribucin homognea (29).
4. Viscosidad de la membrana
La viscosidad es una propiedad de losXLGRVTXHprovee informacin
acerca de su orden molecu-lar. En el caso de las membranas
biolgicas este parmetro vara entre 1.5 y 3.8 P (P, poise = 1 gcms),
dependiendo del tipo celular (12),
PLHQWUDVTXHHQODIDVHXLGDGHOFLWRSODVPDHQausencia de colisiones o
uniones a macromolcu-las citoplsmicas del indicador de viscosidad)
su valor es similar al del agua: 0.007 P, a 37oC. La monocapa
externa de la membrana posee una menor viscosidad que su
contraparte interna (31) y cada una de ellas, a su vez, presenta un
gradiente de viscosidad decreciente de la periferia hacia el centro
(31). Interesantemente, la incorporacin de colesterol modula en
ambos sentidos la viscosidad
Figura 3.
(IHFWRGXDOGHOFROHVWHUROVREUHODYLVFRVLGDGGHELFDSDVOLStGLFDV(OFROHVWHUROGLVPLQX\HRDXPHQWDODYLVFRVLGDGGHELFDSDVOLStGLFDVDOLQFRUSRUDUVHDUHJLRQHVHQIDVHFULVWDOLQDROtTXLGRGHVRUGHQDGRUHVSHFWLYDPHQWH/DVFDGHQDVDFLODGDVGHODIDVHUHVXOWDQWHOtTXLGRRUGHQDGRSUHVHQWDQPHQRUPRYLPLHQWRWpUPLFRTXHODVGHODIDVHOtTXLGRGHVRUGHQDGR1yWHVHTXHORVFDPELRVGHWHPSHUDWXUDLQGLFDGRV&DORUWUDVSDVDQVXYDORUFUtWLFR7FRGHWUDQVLFLyQ7VUHSUHVHQWDODWHPSHUDWXUDGHOVLVWHPD'LDJUDPDPRGLFDGRGH&KDSPDQ
.
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132 Meza U, Romero-Mndez AC, Licn Y, Snchez-Armss S
de las bicapas lipdicas en funcin de la fase en que se
encuentren las cadenas aciladas; la disminuye al actuar sobre fases
cristalinas (L) y la aumenta al
LQFRUSRUDVHDODIDVHGHOtTXLGRGHVRUGHQDGR/(26, 32) (Fig. 3). Mediante
la tcnica de 31P-NMR (resonancia magntica nuclear) se ha demostrado
que la presencia de colesterol disminuye de ma-nera importante la
difusin lateral de fostatidil-colina en liposomas. El efecto
promotor de orden del colesterol se adjudica primordialmente a su
estructura tetracclica, la cual favorece su interac-cin con cidos
grasos saturados en conformacin DOOWUDQV (26, 32). Este aumento en
la viscosidad de la membrana se acompaa de un incremento en su
grosor, una reduccin en su permeabilidad a
FRPSXHVWRVKLGUyORV\ODVHJUHJDFLyQGHDOJXQRVde sus componentes debido
al desfasamiento (mismatch) hidrfobo generado por la incorporacin
del colesterol. La reduccin de la permeabilidad a
FRPSXHVWRVKLGUyORVSRUODDGLFLyQGHFROHVWHUROa bicapas lipdicas se
puede explicar por el efecto aditivo o la interaccin de los
siguientes meca-nismos: a) Efecto condensante del colesterol que
promueve una reduccin en el rea molecular de los fosfolpidos; en
ausencia de colesterol las molcu-las de fosfolpidos (a 0oC) ocupan
un rea de 0.60 nm2 y con colesterol 0.51 nm2. b) Formacin de un
cinturn de puentes de hidrgeno en la interfase
GHODELFDSDHQWUHHOKLGUR[LORGHOFROHVWHUROHOFDUERQLORGHOiFLGRJUDVRHVWHULFDGR\HODJXDAproximadamente,
11 molculas de agua se unen al grupo polar de un fosfolpido en la
bicapa. A partir de mediciones de la capacitancia elctrica de
liposomas se ha determinado que (partiendo del extremo carbonilo)
las molculas de agua penetran la bicapa hasta alcanzar el tercer o
cuarto residuo metileno. En consistencia con lo anterior, estudios
de resonancia del spin del electrn (ESR) sugieren
Figura 4. Balsas de membrana y sealizacin. Las balsas de
membrana favorecen la transduccin de seales
H[WUDFHOXODUHVDODFWXDUFRPRHVWUXFWXUDVGHDQGDPLDMHGRQGHFRQYHUJHQGLVWLQWRVHOHPHQWRVLPSOLFDGRVHQODVYtDVGHVHxDOL]DFLyQ
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133REB 29(4): 125-134, 2010 La membrana plasmtica: modelos,
balsas y sealizacin
que las molculas de agua penetran al menos has-ta el segundo
residuo metileno. c) La estructura tetracclica rgida del colesterol
restringe los mo-vimientos de los carbonos 2 -10 de las cadenas
aciladas que lo rodean, sin afectar la movilidad del metilo
terminal de la cadena hidrocarbonada. La insercin de colesterol en
regiones ordenadas de ODPHPEUDQDHQFRQWUDVWHSURPXHYHVXXLGH]DOinhibir
el empaquetamiento de las cadenas aclicas de los cidos grasos o su
cristalizacin. Otros com-SXHVWRVFRPRHVQJRPLHOLQD&D2+ y Mg2+,
tambin VHKDUHSRUWDGRTXHPRGLFDQODYLVFRVLGDGGHODVbiomembranas
(32).
5. Balsas de membrana y sealizacin
Diversos estudios han adjudicado un papel impor-tante a las
balsas de membrana en la organizacin espacial y temporal de los
distintos elementos involucrados en la transduccin de seales
extra-celulares, apoptosis, infeccin viral, adhesin y mi-gracin
celular, transmisin sinptica, organizacin del citoesqueleto y
direccionamiento de protenas durante los procesos de endocitosis y
exocitosis (15, 18). Una estrategia ampliamente utilizada en la
evaluacin de estas tareas consiste en propiciar el desacople de los
elementos constitutivos de las balsas de membrana (planas o
caveolas) mediante el uso de frmacos que secuestran (por ejemplo:
OLSLQD QLVWDWLQD \ DQIRWHULFLQD R
GLVPLQX\HQSRUHMHPSORPHWLOFLFORGH[WULQDHOFROHVWHUROalojado en las
membranas celulares (Fig. 4). En el caso de las caveolas, su
desmantelamiento tambin se logra al eliminar o interferir con el
funcionamiento de sus protenas constitutivas: las caveolinas. La
efectividad de ambos procedimien-tos est bien documentada (18). As
por ejemplo, HO SUHWUDWDPLHQWR FRQPHWLOFLFORGH[WULQD HOL-mina la
tpica inhibicin de los canales de potasio sensibles al voltaje
(KV7.2/7.3) inducida por la
estimulacin de receptores muscarnicos (M1 o M3) co-expresados en
clulas HEK293 (33). Por otra parte, se ha demostrado que la
expresin de caveolina-3 en miocitos cardiacos es esencial para que
se d la modulacin de los canales CaV1.2 (tipo
/SRUUHFHSWRUHV2-adrenrgicos (34). Finalmente, tambin se ha
reportado que la desestabilizacin de las balsas puede afectar la
expresin y/o la actividad (tanto en el sentido de prdida como de
ganancia de funciones) de diversas protenas de
PHPEUDQDDOPRGLFDUHODPELHQWHOLStGLFRTXHODVrodea (33-35).
6. Conclusin
El concepto de membrana plasmtica ha cambiado radicalmente desde
su propuesta inicial, basada
HQVXVSURSLHGDGHVRVPyWLFDVDQDOHVGHOVLJORXIX. La incorporacin de
diversas y novedosas ca-ractersticas estructurales y funcionales a
lo largo de estos aos ha propiciado el establecimiento de un modelo
dinmico que incluye la presencia de heterogeneidades denominadas
balsas de mem-brana. Segn este modelo, tales dominios repre-sentan
plataformas estructurales lpido-proteicas
TXHSURSLFLDQODHFLHQWHPRGXODFLyQGHSURFHVRVVLROyJLFRVDVRFLDGRVDODPHPEUDQDSODVPiWLFDLos
principios que subyacen la dinmica de en-samblaje-disociacin de las
balsas de membrana, as como sus posibles repercusiones funcionales
(como la sealizacin) en los diferentes ambientes y contextos
celulares, incluso en las membranas intracelulares, actualmente son
materia de intenso estudio.
Agradecimientos. La realizacin de este trabajo fue apoyada
parcialmente por los siguientes convenios: CONACyT 61248 y
C09-FRC-07-28.28-UASLP a U.M.; C10-FAI-05-46.75-UASLP a S.SA.;
P/PIFI 2009-24MSU0011E-12 a U.M. y S.SA.
REFERENCIAS
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membrane. Circulation 26:1013-1021.
2. Fricke H (1923) The electric capacity of cell suspensions.
Phys Rev Series II 21:708-709.
3. Gorter E, Grendel F (1925) On bimolecular layers of lipoids
on the chromocytes of the blood. J Exp Med 41: 439-443.
4. Danielli JF, Harvey EN (1934)