Practica # 6

1. Cuáles son las proteínas plasmáticas más importantes y el rol que cumplen ellas.

Las proteínas plasmáticas, se clasifican en:

Albúmina : Intervienen en el control del nivel de agua en el plasma sanguíneo, y en el transporte de lípidos por la sangre.

La albúmina es la proteína más abundante en el plasma, constituye aproximadamente el 60% del total de las proteínas. Es sintetizada en el hígado.

Es fundamental para el mantenimiento de la presión oncótica, necesaria para la distribución correcta de los líquidos corporales entre el compartimento intravascular y el extravascular, localizado entre los tejidos. La albúmina tiene carga eléctrica negativa. La membrana basal del glomérulo renal, también está cargada negativamente, lo que impide la filtración glomerular de la albúmina a la orina. En el síndrome nefrótico, esta propiedad es menor, y se pierde gran cantidad de albúmina por la orina.

Valores normales

El rango normal es de 3.4 a 5.4 gramos por decilitro (g/dL).

Funciones de la albúmina

Mantenimiento de la presión oncótica. Transporte de hormonas tiroideas. Transporte de hormonas liposolubles. Transporte de ácidos grasos libres. (Esto es, no esterificados) Transporte de bilirrubina no conjugada. Transporte de muchos fármacos y drogas. Unión competitiva con iones de calcio. Control del pH. Funciona como un transportador de la sangre y lo contiene el plasma. Regulador de líquidos extracelulares, efecto Donnan.

Tipos de albúmina

Seroalbúmina : Es la proteína del suero sanguíneo. Ovoalbúmina : Es la albúmina de la clara del huevo. Lactoalbúmina : Es la albúmina de la leche.

Causas de la deficiencia de albúmina

Cirrosis hepática : Por disminución en su síntesis hepática.

Desnutrición . Síndrome nefrótico : Por aumento en su excreción. Trastornos intestinales: Pérdida en la absorción de aminoácidos durante la digestión y

pérdida por las diarreas. Enfermedades genéticas que provocan hipoalbuminemia, que son muy raras. Algunos procedimientos médicos, como la paracentesis

Globulinas : Relacionadas fundamentalmente con mecanismos de defensa del organismo.

Entre las globulinas más importantes destacan las seroglobulinas (de la sangre), las lactoglobulinas (de la leche), las ovoglobulinas (del huevo), la legúmina, el fibrinógeno, los anticuerpos (gamma-globulinas) y numerosas proteínas de las semillas.

Principales grupos de globulinas

- globulinas alfa 1 y 2 - globulinas beta - globulinas gamma

Algunas de las siguientes globulinas se clasifican como "reactante de fase aguda". Esto quiere decir que son proteínas que van a aumentar o disminuir su concentración en el plasma, a partir de los procesos inflamatorios o infecciosos. Y que van a servir para determinar ciertas patologías.

Globulinas alfa 1

La alfa 1 o antitripsina: Es la encargada de controlar la acción de las enzimas lisosomales.

Nota: es reactante de fase aguda.

La TBG: Se encarga de fijar la hormona tiroidea. Transporta T3 y T4.

La alfa 1 glucoproteína ácida: También conocida como orosomucoide, es un reactante de fase aguda sintetizado en el hígado como respuesta a la inflamación y daño del tejido.

La RBP: Es la hormona fijadora de retinol, la cual transporta vitamina "A". Normalmente se asocia a la prealbúmina.

Globulinas alfa 2

El grupo de las globulinas alfa 2 está compuesto por las siguientes:

La macroglobulina (alfa 2): La función primordial de ésta es neutralizar las enzimas proteolíticas.

La haptoglobina: Es la encargada de fijar la Hb plasmática de los eritrocitos, y la transporta al hígado para que no se excrete por la orina.

La ceruloplasmina: Transporta y fija el 90 por ciento del cobre sérico.

La eritropoyetina: Sintetizada en el riñón ante una hipoxemia, es la resposable de la formación de eritrocitos y plaquetas.

Globulinas beta

La hemopexina: Es la que fija y transporta el grupo hemo de la hemoglobina (Hb) hacia el hígado.

La transferrina: Transporta hierro del intestino a depósitos de ferritina en diferentes tejidos, y de allí a donde sean necesarios.

Nota: Es un reactivo de fase aguda.

El complejo C3 del complemento: Son proteínas séricas que actúan en inmunidad inespecífica, provocando la lisis de distintas bacterias.

Globulinas gamma

Corresponden a las inmunoglobulinas séricas o anticuerpos (IgA, E, G, M).

Fibrinógeno : Proteína esencial para que se realice la coagulación sanguínea.

El fibrinógeno es una proteína soluble del plasma sanguíneo precursor de la fibrina, su longitud es de 46 nm, su peso 340 kDa.

Es responsable de la formación de los coágulos de sangre. Cuando se produce una herida se desencadena la transformación del fibrinógeno en fibrina gracias a la actividad de la trombina.

Es una molécula fibrilar, que en sus extremos tiene cargas fuertemente negativas. Estos extremos, permiten la solubilidad del compuesto y también repelen a otras moléculas del compuesto, previniendo la agregación. Compuesto por tres pares de cadenas de polipéptidos que son, 2 cadenas Aα, 2 Bβ y 2γ (Aα,Bβ,γ) 2 unidas por enlaces desulfuro, estas cadenas además están genéticamente ligadas y reguladas en forma coordinada en el ser humano.

Estas cadenas son sintetizadas en el hígado. Los niveles elevados de fibrinógeno en plasma parecen asociarse con mayor riesgo de alteraciones cardiovasculares, porque podría promover estados protrombóticos o de hipercoagulación. La relación entre hiperfibrinogenemia, aterosclerosis y trombosis es compleja. Ciertos factores trombogénicos, como el fibrinógeno, tendrían importancia en el proceso de patogenia de la aterosclerosis, con efectos subsecuentes en enfermedades cardiovasculares. Además, el fibrinógeno está influido por diversos factores (aumenta con edad, índice de masa corporal, tabaquismo, diabetes, menopausia, insulina, colesterol asociado a lipoproteínas de baja densidad [LDLc], recuento de leucocitos; y disminuye con el consumo moderado de alcohol, la actividad física, los niveles de colesterol asociado a lipoproteínas de alta densidad [HDLc], y la terapia de reemplazo hormonal).

Es sintetizado principalmente a nivel hepático y tiene una vida media de 100 horas. Como factor de la coagulación, el fibrinógeno es un precursor de la fibrina. Además participa en procesos de inflamación, aterogénesis y trombogénesis. También es un reactante de fase aguda. Aumenta la degranulación de las plaquetas en respuesta al difosfato de adenosina.

Funciones de conjunto de las proteínas plasmáticas

1. función oncótica manteniendo el volumen plasmático y la volemia.2. función tampón o buffer colaborando en la estabilidad del pH sanguíneo.3. función reológica por su participación en la viscosidad de la sangre, y por ahí, mínimamente

contribuyen con la resistencia vascular periférica y la presión vascular (tensión arterial).4. función electroquímica, interviniendo en el equilibrio electroquímico de concentración de

iones (Efecto Donnan)5. Respuesta inflamatoria y control de la infección.6. Transporte de compuestos endógenos/exógenos poco solubles en agua.

2. Mecanismo de acción de las proteínas musculares, rol del Calcio IC

La miosina, que es la principal proteína responsable de la contracción muscular, se combina con la actina, y ambas actúan en la acción contráctil del músculo esquelético y en distintos tipos de movimiento celular.

Las proteínas que se encarga de la contracción de los músculos son:

Actina : esta se encuentra en los filamentos delgados.

Además de la actina que se encuentra en los filamentos delgados existen otras dos:

1. Tropomiosina : que es la que se ajusta en las hendiduras dentro del filamento delgado.2. Troponina : es la que tiene contacto con la actina y la tropomiosina y están dispuestas a una

distancia de 40 nm entre ellas sobre el filamento delgado.

Miosína : se encuentra en los filamentos gruesos. Titina: esta es una de las proteínas más abundantes en los músculos de los vertebrados y esta

evita que el sarcómero se rompa durante la contracción muscular.

Cuando los extremos de los filamentos delgados de la actina no están en contacto con los puentes de los filamentos gruesos de la miosina, esto quiere decir que el musculo esta relajado, pero si la actina y los puentes de la miosina están en contacto, se dice que el musculo esta contraído

Las proteínas de los filamentos gruesos y delgados pueden ser clasificadas en actina, miosina y 6 proteínas accesorias. Las proteínas accesorias son α-actinina,

β-actinina, tropomiosina, troponina, proteína C, y la proteína de la línea M.

Ciclo contráctil de la actina – miosina

El movimiento del filamento delgado por la cabeza de miosina genera una fuerza que hace la unión de un ciclo mecánico que incluye unión, movimiento y desprendimiento de la cabeza, con el ciclo químico que implica unión, hidrólisis y liberación de ATP, ADP y P.

Este ciclo comienza con la unión de ATP (paso 1) en la hendidura de la cabeza de miosina, lo que hace que se desprenda de la cabeza del filamento de la actina. La hidrólisis del ATP unido (paso 2) da energía a la cabeza, por lo que se unen débilmente con el filamento de la actina (paso 3). La liberación de P produce una unión mas fuerte de la cabeza de la miosina al filamento delgado y el movimiento de poder (paso 4) que desplaza el filamento delgado hacia el centro de la sarcómera. La liberación de ADP (paso 5) establece las condiciones para un nuevo ciclo.

Regulación del Calcio Sarcoplasmático

Los eventos que estimulan la actividad muscular al elevar el calcio sarcoplasmático empiezan con una excitación neuronal en la unión neuromuscular. La excitación induce despolarización local del sarcolema lo cual se difunde a través del sistema de túbulos T y hacia el interior de la miofibra. La despolarización del túbulo T se difunde al retículo sarcoplasmático (SR), lo cual causa que se abran los canales de calcio voltaje-dependientes localizados en las membranas del SR. A este evento le sigue un movimiento rápido y masivo de calcio desde las cisternas hasta el sarcoplasma el cual se encuentra cerca de las

miofibrillas. Las concentraciones de calcio elevadas influyen en la subunidad Tn-C de la troponina lo cual resulta en múltiples power strokes las cuales se siguen dando siempre y cuando las concentraciones de calcio se mantengan sobre 1 a 5 micromolaresCuando no hay actividad eléctrica en la unión mioneural, la actividad contráctil se detiene y sobreviene un estado de relajación. La membrana sarcoplasmática regresa a su potencial en reposo (más o menos 60 mV más positivo afuera de la célula), al igual que todo el sistema de túbulos T y la membrana del SR. Subsecuentemente, el calcio sarcoplasmático regresa a la cisterna del RS a través de una bomba de calcio ATP-dependiente.

La superficie de la cisterna de la membrana del RS también contiene cantidades altas de una glicoproteína conocida como calsecuestrina. La calsecuestrina se une al calcio con gran avidez lo cual disminuye las concentraciones de calcio en las cisternas y así favoreciendo la acumulación de calcio.

3. Relacionar la función con la estructura del colágeno, los tipos de colágeno y las patologías.

Las fibras colágenas son flexibles, pero ofrecen gran resistencia a la tracción. Su principal función es brindarle al organismo el armazón o matriz de sustentación en la que toman forma los órganos y tejidos, siendo además responsable por la firmeza, elasticidad e integridad de las estructuras e hidratación del cuerpo; por la transmisión de fuerza en los tendones y ligamentos; por la transmisión de luz en la córnea; por la distribución de fluidos en los vasos sanguíneos y conductos glandulares, etc. La elasticidad y la flexibilidad común en los jóvenes, se debe al alto contenido de colágeno que ellos poseen.

Está formado por muchas moléculas de aminoácidos, pero podemos destacar tres principalmente. La glicina, prolina e hidroxiprolina.

Estructura tridimensional

El colágeno está compuesto por tres cadenas que forman una triple hélice. Cada cadena tiene unos 1400 aminoácidos de los cuales uno de cada tres es una glicina. A intervalos regulares se encuentran otros aminoácidos, la prolina y la hidroxiprolina, poco frecuentes en otras proteínas. La presencia de estos aminoácidos particulares permite que las tres cadenas se enrrollen una alrededor de la otra formando una fibra muy resistente. Además, entre las cadenas se establecen puentes de hidrógeno que confieren al colágeno una gran estabilidad

Tipos de colágeno

Colágeno tipo I: Se encuentra abundantemente en la dermis, el hueso, el tendón, la dentina y la córnea. Se presenta en fibrillas estriadas de 20 a 100 nm de diámetro, agrupándose para formar fibras colágenas mayores. Sus subunidades mayores están constituidas por cadenas alfa de dos tipos, que difieren ligeramente en su composición de aminoácidos y en su secuencia. A uno de los cuales se designa como cadena alfa1 y al otro, cadena alfa2. Es sintetizado por fibroblastos, condroblastos y osteoblastos. Su función principal es la de resistencia al estiramiento.

Colágeno tipo II: Se encuentra sobre todo en el cartílago, pero también se presenta en la córnea embrionaria y en la notocorda, en el núcleo pulposo y en el humor vítreo del ojo. En el cartílago forma fibrillas finas de 10 a 20 nanómetros, pero en otros microambientes puede formar fibrillas más grandes, indistinguibles morfológicamente del colágeno tipo I. Están

constituidas por tres cadenas alfa2 de un único tipo. Es sintetizado por el condroblasto. Su función principal es la resistencia a la presión intermitente.

Colágeno tipo III: Abunda en el tejido conjuntivo laxo, en las paredes de los vasos sanguíneos, la dermis de la piel y el estroma de varias glándulas. Parece un constituyente importante de las fibras de 50 nanómetros que se han llamado tradicionalmente fibras reticulares. Está constituido por una clase única de cadena alfa3. Es sintetizado por las células del músculo liso, fibroblastos, glía. Su función es la de sostén de los órganos expandibles.

Colágeno tipo IV: Es el colágeno que forma la lámina basal que subyace a los epitelios. Es un colágeno que no se polimeriza en fibrillas, sino que forma un fieltro de moléculas orientadas al azar, asociadas a proteoglicanos y con las proteínas estructurales laminina y fibronectina. Es sintetizado por las células epiteliales y endoteliales. Su función principal es la de sostén y filtración.

Colágeno tipo V: Presente en la mayoría del tejido intersticial. Se asocia con el tipo I. Colágeno tipo VI: Presente en la mayoría del tejido intersticial. Sirve de anclaje de las

células en su entorno. Se asocia con el tipo I. Colágeno tipo VII: Se encuentra en la lámina basal. Colágeno tipo VIII: Presente en algunas células endoteliales. Colágeno tipo IX: Se encuentra en el cartílago articular maduro. Interactúa con el tipo II. Colágeno tipo X: Presente en cartílago hipertrófico y mineralizado. Colágeno tipo XI: Se encuentra en el cartílago. Interactúa con los tipos II y IX. Colágeno tipo XII: Presente en tejidos sometidos a altas tensiones, como los tendones y

ligamentos. Interactúa con los tipos I y III. Colágeno tipo XIII: Es ampliamente encontrado como una proteína asociada a la membrana

celular. Interactúa con los tipos I y III. Colágeno tipo XIV: Aislado de placenta; también detectado en la médula ósea. Colágeno tipo XV: Presente en tejidos derivados del mesenquíma. Colágeno tipo XVI: Intima asociación con fibroblastos y células musculares lisas arteriales;

no se asocia fibrillas colágenas tipo I. Colágeno tipo XVII: Colágeno de Transmembrana no se halla habitualmente en la

membrana plasmática de las células. Colágeno tipo XVIII: Presentes en las membranas basales, epiteliales y vasculares. Colágeno tipo XIX: Se localiza en fibroblastos y en el hígado. Colágeno tipo XX: Presente en la córnea, en el cartílago esternal y en los tendones. Colágeno tipo XXI: Hallado en encías, músculo cardíaco y esquelético y otros tejidos

humanos con fibrillas de colágeno tipo I.

Defectos en la síntesis de colágeno (patologías)

Las siguientes enfermedades están causadas por defectos en la correcta síntesis del colágeno que conducen a alteraciones en su estructura.

Síndrome de Ehlers-Danlos . Se trata de un grupo de al menos 10 enfermedades que tienen en común síntomas de debilidad estructural en el tejido conjuntivo, relacionados con fragilidad e hiperextensibilidad de la piel y con la hipermovilidad en la articulaciones.

Osteogénesis imperfecta . Es un grupo de cuatro enfermedades que se caracterizan por fracturas múltiples que dan lugar a deformaciones óseas.2

Escorbuto . El escorbuto es una avitaminosis causada por un déficit de vitamina C (ácido ascórbico) en la dieta que causa una disminución en la síntesis de hidroxiprolina debido a que la prolil hidroxilasa requiere ácido ascórbico. La hidroxiprolina proporciona átomos adicionales capaces de formar puentes de hidrógeno que estabilizan la triple hélice de colágeno.2

Síndrome del cuerno occipital o cutis laxa. Una deficiencia en la actividad de la lisil oxidasa da lugar a defectos en la formación de enlaces cruzados que originan una piel laxa y blanda y a la aparición durante la adolescencia de cuernos occipitales óseos.

Síndrome de Marfan : Un desorden del tejido conjuntivo que afecta sobre todo a los sistemas musculoesquéletico y cardiovascular y a los ojos. Los pacientes muestran una complexión asténica, con estatura alta, largos brazos y manos y dedos como los de una araña. La musculatura está pobremente desarrollada, con poca grasa subcutánea y una gran laxitud de las articulaciones y ligamentos. La enfermedad se debe a una mutación del gen FBN1 que codifica la fibrilina-1