manual amir - 3° edición - bioquimica

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BIOQUMICAY BIOLOGAMOLECULAR

BIOQUMICAY BIOLOGAMOLECULAR

TEMAS CLAVETEMAS CLAVE

4. EDICIN4. EDICIN

Todd A. SwansonSandra I. KimMarc J. Glucksman

Todd A. SwansonSandra I. KimMarc J. Glucksman

La obra Bioqumica y Biologa molecular, de Todd. A. Swanson, pertenece a la coleccinTemas Clave, cuyo objetivo es presentar al estudiante textos sencillos, resumidos y bienredactados en un formato gil y fcil de manejar. El texto y los tests de autoevaluacin seadaptan a las directrices y requerimientos de los principales exmenes de medicina, comoel MIR (Mdico Interno Residente) o el USMLE (United States Medical LicensingExamination). El diseo general facilita la lectura de los captulos y minimiza el tiempo deestudio, a la vez que maximiza la comprensin de la materia. El texto incluye:

Consideraciones clnicas para destacar la funcin y la regulacin de genes y protenasrelacionados con enfermedades o medicamentos.

Tests de autoevaluacin que aparecen al final de cada captulo y contienen un totalde casi 500 preguntas, con respuestas razonadas y explicadas en detalle.

Examen global al final del libro con respuestas claramente argumentadas y queayuda al lector a evaluar sus conocimientos y su grado de comprensin.

Numerosas tablas e ilustraciones que resumen la informacin esencial.

Los Ttulos de la Coleccin Temas Clave:Anatoma - Bioqumica y Biologa Molecular - Biologa Celular e Histologa - Fisiologa - Embriologa -Neuroanatoma.

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BIOQUMICA YBIOLOGA MOLECULAR4.a EDIC IN

TEMAS CLAVE

BIOQUMICA YBIOLOGA MOLECULAR4.a EDIC IN

Todd A. Swanson, Ph.D.Resident in Radiation Oncology,William Beaumont Hospital,Royal Oak, Michigan

Sandra I. Kim, M.D., Ph.D.Resident in Internal Medicine,Beth Israel Deaconess Medical Center,Harvard Medical School,Boston, Massachusetts

Marc J. Glucksman, Ph.D.Professor of Biochemistry and Molecular Biology,Director of Midwest Proteome Center,Rosalind Franklin University of Medicine and Science,The Chicago Medical School,North Chicago, Illinois

TEMAS CLAVE

Av. Prncep dAstries, 61, 8.o 1.a08012 Barcelona (Espaa)Tel.: 93 344 47 18Fax: 93 344 47 16e-mail: [email protected]

Traduccin

Dra. Rosa M.a Artigot Cnovas

Elisabet Carreras i GoicoecheaBiloga

Marta Vigo AngladaBiloga

El editor no es responsable de los errores u omisiones del texto ni de las consecuencias que se derivende la aplicacin de la informacin que contiene. Esta publicacin contiene informacin generalrelacionada con tratamientos e interacciones farmacolgicos que no debera utilizarse en pacientesindividuales sin antes contar con el consejo de un profesional mdico. Se insta al lector a consultarlos prospectos informativos de los frmacos para obtener la informacin referente a las indicaciones,contraindicaciones, dosis, advertencias y precauciones que deben tenerse en cuenta.El editor ha hecho todo lo posible para confirmar y respetar la procedencia del material quese reproduce en este libro. En caso de error u omisin, se enmendar en cuanto sea posible.

Derecho a la propiedad intelectual (C. P. Art. 270)Se considera delito reproducir, plagiar, distribuir o comunicar pblicamente, en todo o enparte, con nimo de lucro y en perjuicio de terceros, una obra literaria, artstica o cientfica,o su transformacin, interpretacin o ejecucin artstica fijada en cualquier tipo de soporte ocomunicada a travs de cualquier medio, sin la autorizacin de los titulares de loscorrespondientes derechos de propiedad intelectual o de sus cesionarios.

Reservados todos los derechos.Copyright de la edicin en espaol 2008 Wolters Kluwer Health Espaa, S.A.ISBN edicin espaola: 978-84-935583-1-4Edicin espaola de la obra original en lengua inglesa Broad Review Series. Biochemistry and MolecularBiology, 4th edition, de Todd A. Swanson, Sandra I. Kim y Marc J. Glucksman, publicada por Lippincott Wi-lliams & Wilkins.

Copyright 2007 Lippincott Williams & Wilkins351 West Camden StreetBaltimore, MD 21201530 Walnut StreetPhiladelphia, PA 19106ISBN edicin original: 978-0-7817-8624-9

Composicin: Anglofort, S.A.Impresin: Data Reproductions Corp.Impreso en: USA

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A Roberta SwansonPor toda su ayuda y dedicacin a este proyectoy a todos mis afanes. S que tener una madrecomo t ha sido una verdadera bendicin.

Agradecimientos

Nosotros (T. A. S. y S. I. K.) queremos agradecer el apoyo y el entusiasmo de Arthur Schneider,M.D. Su ayuda ha sido un instrumento indispensable en nuestro camino para convertirnos en edu-cadores en el campo de la medicina.

M. J. G. quiere agradecer a su familia y amigos las sugerencias recibidas durante este proyectode formacin en medicina. Este libro no habra sido posible sin los miles de estudiantes a los queha dado clases y de los que ha sido tutor a lo largo de los ltimos 20 aos en tres de las mejo-res facultades de medicina del pas. Por haber pedido mi participacin, tambin querra agrade-cer de manera especial la colaboracin de dos de mis alumnos ms recientes y brillantes miscoautores.

Tambin querramos agradecer la ayuda de Michael Myers, M.D. Como alumno de medicina con-tribuy de manera significativa a la realizacin de las preguntas que aparecen en este libro y quepretenden ser como las del USMLE.

Por ltimo, pero no por ello menos importante, querramos dar las gracias a los diferentes edi-tores de Lippincott Williams & Wilkins, as como a Nancy Duffy, Acquisitions Editor; Stacey Sebring,Managing Editor, y Julie Montalbano, Production Editor. Tambin damos las gracias a Dvora Kons-tant por el cuidadoso seguimiento de la edicin del libro.

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Prefacio

Hemos escrito este libro siguiendo el consejo de varios estudiantes de medicina que han reali-zado el examen USMLE (United States Medical Licensing Examination) a lo largo de los ltimosaos. Hemos odo decir muchas veces que es muy difcil hallar un buen manual de bioqumica y bio-loga molecular cuyo nivel sea suficientemente alto y que trate la materia con la suficiente profundi-dad para poder utilizarlo como herramienta bsica de estudio. Nuestra intencin ha sido crear unmanual que fuera breve aunque exhaustivo, y que, a pesar de la presin por la falta de tiempo a queest sometido el estudiante, ste pueda centrarse en l y familiarizarse de manera cmoda con sucontenido.

Incluso si uno cree que ya tiene un buen dominio de la bioqumica y biologa molecular, es impor-tante ser consciente de que en la facultad de medicina estas materias ponen especial nfasis endeterminados conocimientos fundamentales. En los exmenes de bioqumica y biologa moleculardel USMLE Steps 1 y 2, el estudiante se examina de bioqumica y biologa molecular mdicas (esdecir, por qu tal enzima es importante en determinada enfermedad y su medicacin, qu son losratones con genes inactivados, cmo se regula esta enzima, etc.) en lugar de examinarse estricta-mente de bioqumica y biologa molecular bsicas (es decir, qu convierte la tercera enzima del ci-clo de Krebs en qu, calcular el G, etc.).

Este manual centra su atencin en los procesos de bioqumica y biologa molecular aplicadas ala medicina, de los que el estudiante se examinar en el USMLE y acerca de los cuales se le pre-guntar en las clases de medicina o en los exmenes que realizar a lo largo del curso. Hemos di-seado los captulos para que sea ms fcil y ms rpido localizar los temas especficos que unono comprende bien. Se han incluido varias Consideraciones Clnicas en cada captulo para atraer laatencin sobre la funcin y la regulacin de los genes y las protenas que son ms importantes enlas diferentes patologas o tratamientos farmacolgicos. Tambin se incluyen ms de 500 pregun-tas con respuestas razonadas, tanto al final de cada captulo como al final del libro.

Se agradecer cualquier sugerencia que permita mejorar el presente texto, que puede remitirsea los autores por correo electrnico a travs de LWW.com.

Todd A. SwansonSandra I. Kim

Marc J. Glucksman

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ndice de captulos

Prefacio vii

Agradecimientos ix

1 Biomolculas: bloques constructores de vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1I. Breve revisin de qumica orgnica 1

II. cidos, bases y tampones 3

III. Estructura de los hidratos de carbono 5

IV. Proteoglucanos, glucoprotenas y glucolpidos 10

V. Aminocidos 11

VI. Lpidos 15

VII. Membranas 17

VIII. Nucletidos 18

Test de autoevaluacin 20

2 Estructura y funcin de las protenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26I. Aspectos generales de la estructura de las protenas 26

II. Ejemplos de protenas mdicamente importantes 33


3 Enzimas y cintica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46I. Propiedades generales de las enzimas 46

II. Dependencia de la velocidad respecto a las concentraciones

de enzima y sustrato, la temperatura y el pH 49

III. Ecuacin de Michaelis-Menten 50

IV. Representacin de Lineweaver-Burk 51

V. Inhibidores 51

VI. Enzimas alostricas 53

VII. Regulacin de la actividad enzimtica mediante modificacin

postraduccional (covalente) 54

VIII. Regulacin mediante interacciones protena-protena 54

IX. Isoenzimas 55


ix

4 Bioenergtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61I. Combustibles metablicos y componentes de la dieta 61

II. Bioenergtica 66

III. Oxidaciones biolgicas 67

IV. Propiedades del adenosintrifosfato de descenso in vivo) 68


5 Bioqumica de la digestin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76I. Digestin de carbohidratos 76

II. Digestin del triacilglicerol de la dieta 78

III. Digestin de protenas y absorcin de aminocidos 80


6 Gluclisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90I. Revisin general 90

II. Transporte de glucosa al interior de las clulas 90

III. Reacciones de la gluclisis 91

IV. Reacciones especiales en los eritrocitos 93

V. Enzimas reguladoras de la gluclisis 93

VI. El destino del piruvato 96

VII. Generacin de ATP en la gluclisis 97


7 El ciclo de los cidos tricarboxlicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106I. El ciclo de los cidos tricarboxlicos 106


8 La cadena de transporte de electrones y el metabolismo oxidativo . 120I. Cadena de transporte de electrones y fosforilacin oxidativa 120

II. Especies reactivas de oxgeno 126


9 Metabolismo del glucgeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136I. Revisin de la estructura y metabolismo del glucgeno 136

II. Estructura del glucgeno 137

III. Sntesis del glucgeno 137

IV. Degradacin del glucgeno 139

V. Degradacin lisosmica del glucgeno 140

VI. Regulacin de la degradacin del glucgeno 141

VII. Regulacin de la sntesis del glucgeno 143

10 La gluconeognesis y el mantenimiento de la glucemia . . . . . . . . . . 151I. Revisin 151

II. Reacciones de la gluconeognesis 152

III. Mantenimiento de la glucemia 157


x NDICE DE CAPTULOS

11 Metabolismo de los carbohidratos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168I. Metabolismo de la fructosa y la galactosa 168

II. Va de la pentosa fosfato 172

III. Proteoglucanos, glucoprotenas y glucolpidos 175


12 Sntesis de cidos grasos y de triacilglicerol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186I. Sntesis de cidos grasos y de triacilglicerol 186

II. Almacenamiento de triacilglicerol en el tejido adiposo 192


13 Oxidacin de los cidos grasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200I. Oxidacin de los cidos grasos 200


14 Metabolismo del colesterol y lipoprotenas sanguneas . . . . . . . . . . 212I. El colesterol y el metabolismo de las sales biliares 212

II. Lipoprotenas sanguneas 216


15 Cetonas y otros derivados lipdicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227I. Sntesis y utilizacin de cuerpos cetnicos 227

II. Metabolismo de los fosfolpidos y esfingolpidos 229

III. Metabolismo de los icosanoides 233

IV. Sntesis de hormonas esteroideas 236


16 El metabolismo de los aminocidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244I. Adicin y eliminacin del nitrgeno de los aminocidos 244

II. Ciclo de la urea 246

III. Sntesis y degradacin de aminocidos 249


17 Productos derivados de los aminocidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264I. Productos especiales derivados de los aminocidos 264

II. Tetrahidrofolato y S-adenosilmetionina 272


18 Metabolismo de nucletidos y porfirinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282I. Metabolismo de purinas y pirimidinas 282

II. Metabolismo del grupo hemo 287


19 Relacin entre metabolismo y nutricin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297I. Revisin 297

II. El metabolismo durante el estado de saciedad o de absorcin 303

NDICE DE CAPTULOS xi

III. Ayuno 306

IV. Ayuno prolongado (inanicin) 308

V. Funciones bioqumicas de los tejidos 309


20 Endocrinologa molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320I. Mecanismos generales de la accin hormonal 320

II. Regulacin de los niveles hormonales 322

III. Accin de hormonas especficas 326


21 Replicacin y transcripcin del ADN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344I. Estructura del cido nucleico 344

II. Sntesis del ADN (replicacin) 350

III. Sntesis de ARN (transcripcin) 356


22 Traduccin del ARN y sntesis de protenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368I. Sntesis de protenas (traduccin del ARN mensajero [ARNm]) 368

II. Regulacin de la sntesis de protenas 374


23 La bioqumica del cncer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388I. Ciclo celular 388

II. Control del ciclo celular 390

III. Oncogenes 391

IV. Genes de inhibicin tumoral 393

V. Apoptosis 395

VI. Mecanismos de oncognesis 396

VII. Carcinogenia molecular 398

VIII. Reparacin del ADN y carcinogenia 400

IX. Progresin molecular del cncer 401

X. Marcadores moleculares en la biologa del cncer 403


24 Tcnicas de bioqumica y biologa molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410I. Biotecnologa asociada al ADN recombinante 410

II. Tecnologa en la que intervienen protenas 421


xii NDICE DE CAPTULOS

La gluconeognesisy el mantenimiento

de la glucemia

I. Revisin (fig. 10-1)

A. La gluconeognesis, que se produce principalmente en el hgado y en menor grado en el rin,es la sntesis de glucosa a partir de compuestos que no son carbohidratos.

B. Los principales precursores de la gluconeognesis son lactato, aminocidos (que forman pro-ductos intermedios de piruvato o del ciclo de los cidos tricarboxlicos [CAT]) y glicerol (que formadihidroxiacetona fosfato [DHAP]). Los cidos grasos de cadena par son productores de glucosaneta.

C. La gluconeognesis consta de varias etapas enzimticas que no tienen lugar en la gluclisis;por tanto, la glucosa no se genera a partir de una simple inversin de la gluclisis.

D. La sntesis de 1 mol de glucosa a partir de 2 moles de piruvato requiere aproximadamente elequivalente de energa de 6 moles de adenosintrifosfato (ATP).

E. La glucemia se mantiene en un intervalo de variacin muy estrecho, aun cuando la dieta de unapersona puede variar ampliamente y cualquier persona normal come peridicamente durante el day no ingiere nada entre comidas y durante la noche. Incluso en circunstancias en que se deja decomer durante perodos prolongados, la glucemia se reduce slo ligeramente.

F. Las principales hormonas que regulan la glucemia son la insulina y el glucagn.

G. Tras una comida, los carbohidratos de la dieta proporcionan glucosa que pasa al torrente cir-culatorio. Sin embargo, durante el ayuno, el hgado mantiene la glucemia gracias a la glucogenli-sis y gluconeognesis.

H. Todas las clulas obtienen energa a partir de la glucosa; sin embargo, la produccin de gluco-sa durante el estado de ayuno es particularmente importante para tejidos como el cerebro y los eri-trocitos.

C A P T U L O

10

151

I. Durante el ejercicio, la glucemia tambin se mantiene gracias a la glucogenlisis y gluconeo-gnesis hepticas.

II. Reacciones de la gluconeognesis

A. Conversin de piruvato a fosfoenolpiruvato (fig. 10-2)1. En el hgado, el piruvato se convierte en fosfoenolpiruvato (PEP).2. Primero, el piruvato (producido a partir de lactato, alanina y otros aminocidos) (Etapa 1)

se convierte en oxalacetato (OAA) (Etapa 2) gracias a la accin de la piruvato carboxilasa,una enzima mitocondrial que requiere biotina y ATP.a. El oxalacetato no puede atravesar directamente la membrana mitocondrial interna.b. Por tanto, es convertido a malato (Etapa 3) o a aspartato, que puede atravesar la mem-

brana mitocondrial y reconvertirse a oxalacetato en el citosol.

152 BIOQUMICA Y BIOLOGA MOLECULAR

Figura 10-1. Reacciones clave de la gluconeognesis desde los precursores, alanina, lactato y glicerol. Las fle-chas negras indican etapas que difieren de las de la gluclisis. Las flechas grises son reacciones que estn in-hibidas en condiciones en las que se produce la gluconeognesis. CAT, ciclo de los cidos tricarboxlicos; Pi, fs-foro inorgnico.

Glucosa 6-fosfato

glucosa 6-fosfatasa

fosfoenolpiruvato carboxicinasa

piruvatocarboxilasa

Amino-cidos

Amino-cidos

Glucosa

Pi

Dihidroxiacetona-P Gliceraldehdo-3-P

Fosfoenolpiruvato

CAT

Piruvato

Glicerol-3-P

Oxalacetato

Glicerol

Alanina

Lactato

Fructosa 1,6-bisfosfato

Glucosa 6-fosfato

fructosa 1,6-bisfosfato

Pi

3. El oxalacetato es descarboxilado por la fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK) para for-mar fosfoenolpiruvato (Etapa 4). Esta reaccin requiere guanosintrifosfato (GTP).

4. El fosfoenolpiruvato es convertido a fructosa 1,6-bisfosfato por reversin de las reaccionesglucolticas (fig. 10-3).

B. Conversin de fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa 6-fosfato (fig. 10-3)1. La fructosa 1,6-bisfosfato se convierte en fructosa 6-fosfato en una reaccin que libera fs-

foro inorgnico y es catalizada por la fructosa 1,6-bisfosfatasa.2. La fructosa 6-fosfato se convierte en glucosa 6-fosfato por la accin de la misma isomera-

sa de la gluclisis.

LA GLUCONEOGNESIS Y EL MANTENIMIENTO DE LA GLUCEMIA 153

Figura 10-2. Conversin de piruvato a fosfoenolpiruvato (PEP). Hay que seguir el esquema empezando por losprecursores alanina y lactato (a la derecha). ADP, adenosindifosfato; AG, cido graso; AMPc, adenosinmonofos-fato cclico; Asp, aspartato; ATP, adenosintrifosfato; GDP, guanosindifosfato; GTP, guanosintrifosfato; OAA, oxa-lacetato; Pi, fsforo inorgnico; TG, triacilglicerol.

El oxalacetato sale de lamitocondria como aspartatoo malato

fosfoenolpiruvatocarboxicinasa

piruvatocarboxilasa

piruvatodeshidrogenasa

piruvatocinasa (PK)

PK P inactiva

Glucosa

Citosol

Glucagn va AMPc

Piruvato

Piruvato

TGadiposo

OAA

OxalacetatoAsp

Asp

Malato

Malato Acetil-CoA

AG

AG

NADH

Cuerpos cetnicos

Mitocondria

PEP

CO2

GDPADP

GTP

CO2

Biotina

ATP

ADPPi

ATPAlanina

Lactato

+

Glucagnva AMPc

+

+

1

1

2

2

NADH

NADH

NADH

NAD+

NAD+

NAD+

Activado por

Inhibido por

Enzima inducible

Enzima inactiva

1

2

3

4

C. Conversin de glucosa 6-fosfato a glucosa1. La glucosa 6-fosfato libera fsforo inorgnico (Pi), que produce glucosa libre y entra en la

sangre. La enzima de la reaccin es la glucosa 6-fosfatasa.2. La glucosa 6-fosfatasa participa tanto en la gluconeognesis como en la glucogenlisis

(v. fig. 9-5).


cc10.1 La deficiencia de glucosa 6-fosfatasa, llamada enfermedad de von Gierke, es una gluco-genosis. El resultado de la imposibilidad de convertir glucosa 6-fosfato en glucosa es laacumulacin intracelular de glucosa 6-fosfato y una hipoglucemia grave que puede causar letargia,convulsiones y lesiones cerebrales. Con frecuencia, los pacientes presentan hepatomegalia, propen-sin a las hemorragias (por disfuncin plaquetaria) y retraso del crecimiento. Las comidas frecuentesy la alimentacin nocturna mediante sonda nasogstrica contribuyen al control de la enfermedad.

Figura 10-3. Conversin de fosfoenolpiruvato y glicerol a glucosa. Las flechas negras indican la va. F-2,6-P,fructosa 2,6-bisfosfato; ADP, adenosindifosfato; AMP, adenosinmonofosfato; ATP, adenosintrifosfato; Pi, fsforoinorgnico.

Glucosa Pi

Glucosa 6-fosfato

glucocinasa

Fructosa 6-fosfato

ATP

ADP (Retculoendoplasmtico)

ATPAMP y F-2,6-P bajos

Pi

Pi

Fructosa 1,6-bisfosfato

Gliceraldehdo 3-fosfato

1,3-Bisfosfoglicerato

Dihidroxiacetonafosfato

Glicerol3-fosfato

fosfofructocinasa 1

glicerolcinasa

glucosa 6-fosfatasa

fructosa 1,6-bisfosfatasa

ATP

ADP

NADH

NAD+

NAD+

CitosolNADH

3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato (PEP)

H2O

ADP

ATP

ADPATP

Glicerol

Inhibido por

Enzima inducible

Enzima inactiva

D. Enzimas reguladoras de la gluconeognesis1. En condiciones de ayuno, los niveles de glucagn son elevados y ello estimula la gluco-

neognesis.a. A causa de los cambios en la actividad de ciertas enzimas, se evita la aparicin de ciclos

ftiles y el flujo global de carbono va del piruvato a la glucosa (v. figs. 10-2 y 10-3).b. Un ciclo ftil es el reciclado continuo de sustratos y productos con un consumo neto de

energa y sin resultado til.2. Piruvato deshidrogenasa (PDH) (v. fig. 10-2)

a. El descenso de la insulina y la elevacin del glucagn estimulan la liberacin de cidosgrasos del tejido adiposo.

b. Los cidos grasos van al hgado y son oxidados, produciendo acetil-coenzima A (acetil-CoA), NADH y ATP, que inactivan la piruvato deshidrogenasa.

c. Puesto que la piruvato deshidrogenasa es relativamente inactiva, el piruvato es conver-tido a oxalacetato, no a acetil-CoA.

d. Vase CC 7.3 sobre la deficiencia del complejo piruvato deshidrogenasa.3. Piruvato carboxilasa

a. La piruvato carboxilasa, que convierte el piruvato a oxalacetato, es activado por la ace-til-CoA.

b. Ntese que la piruvato carboxilasa es activa tanto en el estado posprandial como en elestado de ayuno.

c. Vase CC 7.6 sobre la deficiencia de la piruvato carboxilasa.4. Fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK)

a. La fosfoenolpiruvato carboxicinasa es una enzima inducible.b. La transcripcin del gen que codifica la sntesis de la fosfoenolpiruvato carboxicinasa es

estimulada por la unin de protenas que son fosforiladas en respuesta al adenosinmo-nofosfato cclico (AMPc) y la unin de complejos glucocorticoide-protena a elementos re-guladores en el gen.

c. El incremento de la produccin del ARN mensajero (ARNm) de la fosfoenolpiruvato car-boxicinasa aumenta la traslacin, lo que da como resultado concentraciones superioresde PEPCK en la clula.

5. Piruvato cinasa (PK)a. El glucagn, a travs del AMPc y la proteincinasa A, fosforila e inactiva la piruvato cinasa.b. Puesto que la piruvato cinasa es relativamente inactiva, el fosfoenolpiruvato formado a

partir de oxalacetato no es reconvertido a piruvato sino que, en una serie de etapas, for-ma fructosa 1,6-bisfosfato, que es convertida a fructosa 6-fosfato.

c. Vase CC 6.9 sobre la deficiencia de piruvato cinasa.6. Fosfofructocinasa 1 (v. fig. 10-3)

a. La fosfofructocinasa 1 es relativamente inactiva, porque las concentraciones de sus ac-tivadores, el adenosinmonofosfato (AMP) y la fructosa 2,6-bisfosfato, son bajas, y la desu inhibidor, el ATP, es relativamente alta.

b. Vase CC 6.8 sobre la deficiencia de fosfofructocinasa.7. Fructosa 1,6-bisfosfatasa (F-1,6-BP)

a. La concentracin de fructosa 2,6-bisfosfato, un inhibidor de fructosa 1,6-bisfosfata-sa, es baja durante el ayuno. Por tanto, en ayuno la fructosa 1,6-bisfosfatasa es msactiva.

b. La accin de la fructosa 1,6-bisfosfatasa es inducida por el estado de ayuno.


cc10.2 La deficiencia de fosfoenolpiruvato carboxicinasa es un defecto metablico raro, perograve. Las consecuencias de la ausencia de la forma citoslica de la enzima son atrofiacerebral grave, atrofia ptica, infiltracin grasa heptica y renal e hipoglucemia intratable.

8. Glucocinasaa. La glucocinasa es relativamente inactiva, porque tiene una alta Km para la glucosa y, en

condiciones que favorecen la gluconeognesis, la concentracin de glucosa es baja. Portanto, la glucosa libre no se reconvierte a glucosa 6-fosfato.

b. Vase CC 6.7 sobre la diabetes mellitus juvenil de inicio en la madurez (MODY, maturity-onset diabetes mellitus of the young).

E. Precursores de la gluconeognesis1. El lactato, los aminocidos y el glicerol son los principales precursores de la gluconeogne-

sis en el ser humano.2. El lactato es oxidado por el NAD+ en una reaccin catalizada por la lactato deshidrogena-

sa y para formar piruvato, que puede convertirse en glucosa (v. fig. 10-2). Las fuentes delactato consisten en los eritrocitos y el msculo en ejercicio.

3. Los aminocidos destinados a la gluconeognesis proceden de la degradacin de la pro-tena muscular.a. Los aminocidos son liberados directamente en sangre a partir del msculo, o bien los

carbonos de los aminocidos son convertidos a alanina y glutamina y liberados.(1) La alanina tambin se forma por transaminacin del piruvato derivado de la oxida-

cin de la glucosa.(2) La glutamina es convertida a alanina por tejidos como el intestino y el rin.

b. Los aminocidos van al hgado y proporcionan carbonos para la gluconeognesis. Cuan-titativamente, la alanina es el principal aminocido glucognico.

c. El nitrgeno de los aminocidos es convertido a urea.4. El glicerol, derivado de los triacilgliceroles de los depsitos adiposos, reacciona con el ATP

para formar glicerol 3-fosfato, que es oxidado a dihidroxiacetona fosfato y convertido en glu-cosa (v. fig. 10-3).

F. Funcin de los cidos grasos en la gluconeognesis1. cidos grasos de cadena par

a. Los cidos grasos son oxidados a acetil-CoA, que entre en el CAT.b. Por cada 2 carbonos de acetil-CoA que entran en el CAT se liberan 2 carbonos como CO2.

Por tanto, no hay sntesis neta de glucosa a partir de la acetil-CoA.c. La reaccin de la piruvato deshidrogenasa es irreversible y, por tanto, la acetil-CoA no

puede ser convertido a piruvato.d. Aunque los cidos grasos de cadena par son fuente de carbonos para la gluconeognesis, la

b-oxidacin de los cidos grasos proporciona ATP, el cual s impulsa la gluconeognesis.2. cidos grasos de cadena impar

a. Los 3 carbonos del extremo w-terminal de un cido graso de cadena impar son converti-dos a propionato.

b. El propionato entra en el CAT como succinil-CoA, que forma malato, un producto inter-medio de la formacin de glucosa (v. fig. 10-2).


cc10.3 La deficiencia de fructosa 1,6-bisfosfatasa frecuentemente cursa con hipoglucemianeonatal, junto con acidosis, irritabilidad, taquicardia, disnea, hipotona y hepatome-galia moderada. Esta deficiencia se relaciona tpicamente con la enzima heptica, mientras que la ac-tividad de la fructosa 1,6-bisfosfatasa muscular es normal.

cc10.4 Se ha descrito la deficiencia gentica de lactato deshidrogenasa. Tras el ejercicio inten-so, estos pacientes presentan calambres musculares y mioglobinuria.

G. Requerimientos energticos para la gluconeognesis1. A partir de piruvato (v. figs. 10-2 y 10-3)

a. La conversin de piruvato a oxalacetato por la piruvato carboxilasa requiere 1 ATP.b. La conversin de oxalacetato a fosfoenolpiruvato por la fosfoenolpiruvato carboxicinasa

requiere 1 GTP (el equivalente de 1 ATP).c. La conversin de 3-fosfoglicerato a 1,3-bisfosfoglicerato por la fosfoglicerato cinasa

requiere 1 ATP.d. Puesto que se requieren 2 moles de piruvato para formar 1 mol de glucosa, se requie-

ren 6 moles de fsforo de alta energa para la sntesis de 1 mol de glucosa.2. A partir de glicerol

a. El glicerol entra en la va gluconeognica en el nivel de la dihidroxiacetona fosfato.b. La conversin de glicerol a glicerol 3-fosfato, que ser oxidado a dihidroxiacetona fosfa-

to, requiere 1 ATP.c. Puesto que se requieren 2 moles de glicerol para formar 1 mol de glucosa, se requieren

2 moles de fsforo de alta energa para la sntesis de 1 mol de glucosa.

III. Mantenimiento de la glucemia

A. Glucemia en estado posprandial1. Cambios de las concentraciones de insulina y glucagn (fig. 10-4)

a. La insulinemia aumenta con la ingesta, una vez que se ha producido una elevacin de laglucemia.


cc10.5 El resultado de la reduccin de la produccin de insulina, habitualmente causada porla destruccin autoinmune de las clulas b del pncreas, es la aparicin de una diabetesmellitus tipo 1 (anteriormente denominada insulinodependiente). La diabetesmellitus de tipo 1 se ca-racteriza por una hiperglucemia, que se produce como resultado de la reduccin de la captacin deglucosa por las clulas y del incremento de la produccin de glucosa por el hgado (debido a la baja in-sulinemia y la elevada glucagonemia). La supervivencia de estos pacientes depende de la administra-cin de insulina exgena.

Figura 10-4. Variaciones de la glucemia, insulinemia y glucagonemia en respuesta a una ingesta con conteni-do de glucosa o protena.

30

0 1 2 3(h)

70

50

Glucagn

pg/ml

50

100

Insulina

U/m

lGlucosa

mg/dl

Glucagn

pg/ml

Insulina

U/m

lGlucosa

mg/dl

50

0 1 2 3(h)

150100

1020

100200

100200

Comida con glucosa Comida con protena

(1) La glucosa entra en las clulas bb pancreticas gracias a un transportador de gluco-sa independiente de insulina, GLUT-2, que estimula la liberacin de insulina prefor-mada y promueve la sntesis de nueva insulina.

(2) Adicionalmente, los aminocidos (particularmente, arginina y leucina) inducen la liberacin de la insulina preformada de las clulas b del pncreas.

b. La glucagonemia vara en funcin del contenido de la ingesta.(1) Una comida rica en carbohidratos reduce la glucagonemia.(2) Una comida rica en protenas aumenta la glucagonemia (v. fig. 10-4).(3) En una dieta variada y normal, los niveles de glucagn se mantendrn relativamen-

te constantes tras una comida, mientras que los de insulina aumentarn.

2. Destino de la glucosa de la dieta en el hgadoa. La glucosa entra en el hepatocito gracias al transportador GLUT-2, que es independien-

te de insulina.

b. La glucosa es oxidada para obtener energa. El exceso de glucosa se convierte en glu-cgeno y en los triacilgliceroles de las lipoprotenas de muy baja densidad (VLDL, verylow-density lipoprotein).

c. La glucocinasa es una enzima con una alta Km para la glucosa (aproximadamente de 6 mM); su actividad aumenta tras la ingesta, cuando la glucemia est elevada. Una die-ta rica en carbohidratos induce la actividad de la glucocinasa.

d. La sntesis de glucgeno es potenciada por la insulina, que estimula la accin de la fos-fatasa que desfosforila y activa la glucgeno sintasa.

e. La sntesis de triacilgliceroles tambin resulta estimulada. Los triacilgliceroles son con-vertidos a VLDL y liberados a la sangre.

3. Destino de la glucosa de la dieta en los tejidos perifricosa. Todas las clulas oxidan glucosa para obtener energa.b. La insulina estimula el transporte de glucosa hacia los adipocitos y miocitos.


cc10.6 El resultado de la reduccin de la liberacin de insulina por el pncreas o la reduccinde la sensibilidad tisular a la insulina (insulinorresistencia) es la aparicin de una dia-betes mellitus tipo 2 (anteriormente denominada no insulinodependiente). Esta enfermedad tambinse caracteriza por hiperglucemia.

cc10.7 Las sulfonilureas constituyen un grupo de frmacos empleados en el tratamiento de ladiabetes mellitus tipo 2. Estos frmacos estimulan la liberacin de la insulina prefor-mada en las clulas de los islotes pancreticos y con ello contribuyen a reducir la glucemia y evitar lahiperglucemia.

cc10.8 Los tumores de las clulas a pancreticas, que son la fuente de glucagones, se conocencomo glucagonomas. Como resultado de la elevacin de las concentraciones circulantesde glucagones, los pacientes presentan diabetes mellitus leve, lesiones cutneas caractersticas y anemia.

cc10.9 La deficiencia gentica del transportador GLUT-2 heptico se ha descrito como una glu-cogenosis de tipo XI, tambin denominada sndrome de Fanconi-Bickel. Los pacientescon este sndrome presentan problemas similares a los pacientes con la enfermedad de von Gierke,consistentes en hipoglucemia, cetonuria e hipercolesterolemia.

c. En el msculo, la insulina estimula la sntesis de glucgeno.d. Los adipocitos convierten la glucosa en una fraccin glicerol para la sntesis de triacil-

gliceroles.4. Retorno de la glucemia a los valores basales

a. La captacin de la glucosa de la dieta por parte de los tejidos (particularmente, hgado,tejido adiposo y msculo) reduce la glucemia.

b. A las 2 h tras una comida, la glucemia ha vuelto a su valor basal, de 5 mM o 80-100 mg/dl.

B. Glucemia en estado de ayuno (fig. 10-5)1. Cambios de la insulinemia y la glucagonemia

a. Durante el ayuno, la insulinemia se reduce y la glucagonemia aumenta.b. Estos cambios hormonales promueven la glucogenlisis y la gluconeognesis en el

hgado, de manera que se mantiene la glucemia.

2. Estimulacin de la glucogenlisisa. Unas horas despus de una comida, la glucagonemia aumenta.b. Como resultado, se estimula la glucogenlisis y empieza el aporte de glucosa a la san-

gre (v. fig. 9-5).3. Estimulacin de la gluconeognesis

a. A las 4 h de una ingesta, el hgado suministra glucosa a la sangre a partir de los proce-sos de la gluconeognesis y la glucogenlisis (fig. 10-6).

b. Los mecanismos reguladores evitan la aparicin de ciclos ftiles y promueven la conver-sin de los precursores gluconeognicos a glucosa (v. figs. 10-2 y 10-3).

4. Estimulacin de la liplisis (v. fig. 10-5)a. Durante el ayuno se estimula el catabolismo de los triacilgliceroles de los adipocitos y

se liberan a la sangre cidos grasos y glicerol.b. Los cidos grasos son oxidados por ciertos tejidos y convertidos en cuerpos cetnicos

por el hgado. El ATP y NADH producidos por la b-oxidacin de los cidos grasos promue-ven la gluconeognesis.

c. El glicerol es una fuente de carbono para la gluconeognesis en el hgado.5. Funciones relativas de la glucogenlisis y la gluconeognesis en el mantenimiento de laglucemia (v. fig. 10-6)


cc10.10 Otra clase de frmacos empleados en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 sonlas llamadas tiazolidinadionas, entre las cuales podemos citar la rosiglitazona y la pio-glitazona. Estos frmacos inducen la expresin de genes que incrementan la reactividad de las clu-las a la insulina circulante.

cc10.11 La prueba oral de tolerancia a la glucosa se emplea para el diagnstico de la diabetesmellitus. Los pacientes ingieren un lquido que contiene 75 g de glucosa disuelta enagua. A las 2 h, se determina la glucemia. Una glucemia inferior a 139 mg/dl es normal, mientras queuna glucemia de 140 a 199 mg/dl representa una prediabetes mellitus o una alteracin de la tole-rancia a la glucosa. Una glucemia superior a 200 mg/dl es diagnstica de diabetes mellitus.

cc10.12 La diabetes mellitus se diagnostica con frecuencia a partir de la determinacin de la glu-cemia basal. Esto requiere que los pacientes ayunen durante un mnimo de 8 h; la prue-ba es ms fiable por la maana. Normalmente, la glucemia debe ser inferior a 100 mg/dl; una gluce-mia superior a 126 mg/dl es indicativa de diabetes mellitus, si el valor se repite al menos en dos me-diciones diferentes, mientras que un valor de 100 a 125 mg/dl indica una alteracin de la toleranciaa la glucosa (prediabetes mellitus).


Figura 10-5. Interrelaciones tisulares en la produccin de glucosa durante el ayuno. Rastreo de los precurso-res lactato, aminocidos y glicerol hasta la glucosa de la sangre. AMPc, adenosinmonofosfato cclico; CoA, coen-zima A; DHAP, dihidroxiacetona fosfato; OAA, oxalacetato; P, fosfato; PEP, fosfoenolpiruvato.

+

+

+

Orina

Tejido adiposo

TriacilglicerolSangre

Cuerpos cetnicos Urea

Msculo

Aminocidos

Lactato

Eritrocitos

Cerebro

CO2

Glucosa-1-P Glucosa-6-P Glucosa

Fructosa-6-P

Fructosa-1,6-P

GlucgenoHgado

AMPc

Glucagn

Glicerol

Glicerol

cidos grasos

cidos grasos

Acetil-CoA

Cuerpos cetnicos

Urea

N Aminocidos

LactatoPiruvato

OAAPEP

Gliceralde-hdo-3-P

DHAP

Rin

Glucosa

Glucagn

AMPc

8 16 24 2 8 16 24 32 40Horas Das

20

40

Glu

cosa

oxid

ada

(g/h)

Glucogenlisis

Glucosa ingerida

Gluconeognesis

Estado postabsortivo

Estado de ayuno

Inanicin

Figura 10-6. Fuentes de glucosa en los estadospostabsortivo o posprandial, de ayuno y de inanicin.Obsrvese que la escala cambia de horas a das. (Mo-dificado de Hanson RW y Mehlman MA (eds.). Gluco-neogenesis: its regulation in mammalian species. p. 518. Copyright 1976 by John Wiley & Sons, Inc. Re-producido con permiso de John Wiley & Sons, Inc.)

a. Cuando la glucemia desciende hasta el valor basal tras la ingesta, se estimula la gluco-genlisis. sta es la principal fuente para el mantenimiento de la glucemia durante lassiguientes 8 a 12 h.

b. Unas horas despus (4) de una comida se activa y estimula la gluconeognesis, que pasaa ser una va de suministro de glucosa en una proporcin creciente a medida que persis-te el estado de ayuno.

c. Tras unas 16 h de ayuno, la gluconeognesis y la glucogenlisis contribuyen de mane-ra aproximadamente igual a la glucemia.

d. A medida que se produce la deplecin de los depsitos de glucgeno heptico aumentael predominio de la gluconeognesis.

e. Despus de unas 30 h de ayuno, aproximadamente, se produce la deplecin del gluc-geno heptico y, a partir de este momento, la gluconeognesis pasa a ser la nica fuen-te de glucemia.

C. Glucemia durante el ayuno prolongado (inanicin)1. Incluso despus de 5 a 6 semanas de inanicin, la glucemia an se mantiene aproximada-

mente en torno a 65 mg/dl.2. Los cambios en el uso de combustible por los diferentes tejidos evita que la glucemia des-

cienda bruscamente durante el ayuno prolongado.3. La concentracin de cuerpos cetnicos aumenta en la sangre y el cerebro usa los cuerpos

cetnicos para la obtencin de energa, reduciendo la utilizacin de glucosa.4. Se reduce la velocidad de la gluconeognesis y, por tanto, de la produccin de urea en el

hgado.5. Se preserva la protena muscular y se reduce su empleo para suministrar aminocidos para

la gluconeognesis.

D. Glucemia durante el ejercicio1. Durante el ejercicio, la glucemia se mantiene esencialmente por los mismos mecanismos

empleados durante al ayuno.2. Uso de combustibles endgenos

a. A medida que se contrae el msculo durante el ejercicio, se mantiene el uso de ATP.b. El ATP es regenerado inicialmente a partir de la creatinfosfato.c. El glucgeno muscular es oxidado para producir ATP. El AMP activa la fosforilasa b y la

Ca2+-calmodulina activa la fosforilasa cinasa. La adrenalina es una hormona que inducela produccin de AMPc, que estimula el catabolismo del glucgeno (v. fig. 9-5).

3. Uso de combustibles a partir de la sangrea. A medida que la sangre fluye hacia el msculo en ejercicio, ste capta y oxida la gluco-

sa y los cidos grasos.b. A medida que la glucemia empieza a reducirse, el hgado acta para mantener la gluce-

mia a travs de la glucogenlisis y la gluconeognesis.


cc10.13 El grupo de frmacos conocido como biguanidas, por ejemplo la metformina, es impor-tante en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2. Aunque su mecanismo de accinno se ha dilucidado por completo, estos frmacos actan principalmente inhibiendo la gluconeog-nesis heptica, porque la velocidad de la gluconeognesis en el paciente medio con diabetes melli-tus tipo 2 es el triple de la normal. El efecto de este frmaco es una reduccin de la glucemia en el es-tado posprandial o postabsortivo.

1. Cul de las siguientes afirmaciones definemejor la regulacin de la actividad del complejopiruvato deshidrogenasa (PDH)?

(A) Se produce por fosforilacin a una formams activa.

(B) Es estimulada directamente por el adeno-sinmonofosfato cclico (AMPc).

(C) La forma activa sintetiza oxalacetato.(D) Dicha actividad es estimulada por el adeno-

sintrifosfato (ATP), el NADH y la acetil-CoA.(E) Est inactivado por la oxidacin de cidos

grasos en el hgado.

2. Cul de las siguientes afirmaciones descri-be mejor la actividad de la fosfoglicerato cinasa?

(A) Es dependiente del NAD+.(B) Proporciona ATP por fosforilacin oxidativa

en las mitocondrias.(C) Puede intervenir en la gluconeognesis y la

gluclisis.(D) Consume ATP durante la gluclisis.(E) Utiliza 2-fosfoglicerato como sustrato.

3. Cul de los siguientes es uno de los princi-pales precursores de la gluconeognesis?

(A) Glucgeno(B) Glicerol(C) Glucagn(D) Galactosa(E) Glucosa 1-fosfato.

4. Tras la unin de la adrenalina a sus recepto-res hepatocticos, se suceden una serie de acon-tecimientos, incluido cul de los siguientes?

(A) Reduccin de las concentraciones intrace-lulares de AMPc

(B) Activacin de fosforilasa(C) Inhibicin de la forma activa de glucgeno

sintasa(D) Inhibicin de la adenilato ciclasa(E) Inhibicin de la proteincinasa

5. Un cociente insulina/glucagn elevado puede:

(A) Promover la gluconeognesis.(B) Promover la glucogenlisis.(C) Promover el almacenamiento de triacilgli-

crido.(D) Aparecer en la diabetes mellitus tipo 1.(E) Aparecer en estado de ayuno.

6. La conversin de piruvato a fructosa 1,6-bis-fosfato por la va glucognica requiere, cul delos siguientes compuestos?

(A) Requiere lactato deshidrogenasa.(B) Requiere hexocinasa.(C) Produce 2 ATP + 2 guanosintrifosfato (GTP).(D) Requiere 4 ATP + 2 GTP.(E) No se requiere acetil-CoA para activar la va.

7. Cul de las siguientes enzimas glucolticasinterviene en la gluconeognesis?

(A) Glucocinasa(B) Fosfofructocinasa 1(C) Piruvato cinasa(D) Aldolasa B(E) Fosfoglicerato cinasa

8. En la conversin de piruvato a glucosa duran-te la gluconeognesis:

(A) Se requiere biotina.(B) Aparece CO2, que se incorpora a una de las

reacciones, en el producto final.(C) La energa slo se usa en forma de GTP.(D) Todas las reacciones se producen en el ci-

tosol.(E) La piruvato deshidrogenasa es la enzima

alostrica participante.

9. Cul de los siguientes es un producto inter-medio comn en la conversin de glicerol y lac-tato a glucosa?

(A) Piruvato(B) Oxalacetato(C) Malato(D) Glucosa 6-fosfato(E) Fosfoenolpiruvato


TEST DE AUTOEVALUACIN

Instrucciones: cada una de las preguntas o afirmaciones incompletas numeradas de este aparta-

do va seguida de la respuesta o de la finalizacin de la afirmacin. Seleccione la respuesta o la

finalizacin de la frase correctas en cada caso.

10. En el caso de un individuo en reposo queha ayunado durante 12 h, cul de las siguien-tes afirmaciones es cierta?

(A) La gluconeognesis es el principal procesopor el que se mantiene la glucemia.

(B) La adenilato ciclasa es inactivada en el h-gado.

(C) Se produce la deplecin de los depsitosde glucgeno.

(D) Fosforilasa, piruvato cinasa y glucgenosintetasa son fosforiladas en el hgado.

(E) La glucgeno sintasa se activa en el h-gado.

11. Un culturista de 32 aos ha decidido seguiruna dieta consistente slo en claras de huevopara asegurar la disponibilidad ptima de pro-tena para el desarrollo muscular. Tras unas se-manas, nota una disminucin de la energa y seobserva que presenta hipoglucemia. Un nutricio-nista le comenta al paciente que probablementepresente una deficiencia de la vitamina biotina.Cul de las siguientes enzimas es incapaz decatalizar la reaccin que le corresponde en lasntesis de glucosa a partir de piruvato?

(A) Piruvato carboxilasa(B) Fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK)(C) Fructosa 1,6-bisfosfatasa(D) Glucosa 6-fosfatasa(E) Fosfoglicerato cinasa

12. Un nio de 8 aos presenta frecuentes epi-sodios de debilidad acompaados de sudora-cin y sensacin de vrtigo. La exploracin fsi-ca demuestra un aumento palpable del tamaode hgado y riones. Los anlisis de laboratoriodemuestran hipoglucemia e hiperlactacidemia.Al paciente se le diagnostica una deficiencia dela enzima glucosa 6-fosfatasa, que normalmen-te slo se expresa en:

(A) Hgado y msculo(B) Hgado y cerebro(C) Hgado y rin(D) Eritrocitos(E) Hgado y tejido adiposo

13. Una estudiante de 14 aos, extremada-mente preocupada por su imagen, ha estadotodo un da sin comer. Tiene la esperanza de po-der ponerse un vestido que ha comprado delibe-radamente en una talla menos para lucir el dadel baile del instituto. Cul de los siguientes

rganos contribuye a la sntesis de glucosa atravs de la gluconeognesis?

(A) Bazo(B) Eritrocitos(C) Msculo esqueltico(D) Hgado(E) Cerebro

14. Se observa que un neonato presenta hipo-glucemia persistente, a pesar de que se han re-ducido los intervalos alimentarios. El nio tam-bin est irritable y presenta un grado moderadode hepatomegalia. Se observa que las concen-traciones de fructosa 1,6-bisfosfatasa muscularson normales, pero existe una reduccin de lasconcentraciones de la isoforma heptica de estaenzima. Cul de las siguientes afirmaciones esverdadera para la fructosa 1,6-bisfosfatasa?

(A) Es inducida por la adenosina monofosfato(AMP).

(B) Es inducida por la insulina.(C) Es inhibida por la fructosa 2,6-bisfosfato.(D) Es inducida por el estado posprandial.(E) Es inhibida durante el ayuno.

15. Un nio de 6 aos empieza a jugar al ftbolen una liga de la comunidad. Tras jugar su pri-mer partido del ao, le llevan a su pediatra porcalambres musculares graves y lo que pareceser sangre en orina. Posteriormente, se obser-va que presenta una deficiencia de lactato des-hidrogenasa. Esta enzima es importante, encul de las siguientes conversiones?

(A) Piruvato a acetil-CoA(B) Piruvato a alanina(C) Piruvato a oxalacetato(D) Piruvato a lactato(E) Piruvato a fosfoenolpiruvato

16. Un varn obeso de 33 aos con importan-tes antecedentes familiares de diabetes melli-tus tipo 2 est preocupado por la posibilidad dedesarrollar la enfermedad. Durante una revi-sin, su mdico de familia solicita varias prue-bas de laboratorio para evaluar al paciente.Cul de los siguientes resultados implicara undiagnstico de diabetes mellitus?

(A) Una nica glucemia aleatoria de 190 mg/dl(B) La presencia de un glcido reductor en orina(C) Una nica glucemia basal de 160 mg/dl(D) Un resultado a las 2 h en una prueba oral

de tolerancia a la glucosa de 210 mg/dl(E) Una nica glucemia basal de 110 mg/dl

BIOMOLCULAS: BLOQUES CONSTRUCTORES DE VIDA 163

17. Una mujer de 56 aos a la que se acaba dediagnosticar diabetes mellitus tipo 2 fracasa enun intento inicial de controlar la diabetes conmedidas dietticas exclusivamente. Consulta asu mdico de familia, que inicia la administra-cin de una sulfonilurea. Cul de los siguien-tes es el mecanismo de accin del frmaco?

(A) Estimula la produccin de GLUT-2.(B) Estimula la sntesis de nueva insulina.(C) Antagoniza los efectos de la arginina sobre

las clulas pancreticas.(D) Inhibe la liberacin de glucagn.(E) Estimula la liberacin de insulina prefor-

mada.

18. Un varn obeso de 62 aos refiere polidipsia(aumento de la sed), poliuria (aumento de la diure-sis) y astenia. Una prueba de tolerancia a la gluco-sa confirma el diagnstico de diabetes mellitus.Se inicia el tratamiento con metformina, que ac-ta por cul de los siguientes mecanismos?

(A) Inhibe la gluconeognesis heptica.(B) Incrementa las concentraciones de gluca-

gn.(C) Incrementa la reactividad celular a la insuli-

na circulante.(D) Estimula la liberacin de insulina preformada.(E) Sustituye a la insulina endgena.

19. Una mujer de 34 aos presenta obesidadcentral, extremidades relativamente delgadas yestras prpura en el abdomen. El estudio de-

muestra hipercortisolemia y una hiperglucemiade 258 mg/dl. Cul de las siguientes es la cau-sa ms probable de su hiperglucemia?

(A) Un adenoma pancretico secretor de hor-mona adrenocorticotrpica (ACTH) y gluca-gones

(B) Una traslacin de fosfoenolpiruvato carboxi-cinasa potenciada por glucocorticoides

(C) Un incremento de los sustratos de la gluco-neognesis por un exceso de degradacinde cidos grasos

(D) Una inhibicin por cortisol de la secrecinde insulina

(E) Un exceso de consumo de carbohidratosprocesados

20. Se est estudiando el caso de un nio de 4 meses que presenta convulsiones, retrasopsicomotor e hipotona. Las exploraciones de-muestran concentraciones elevadas de lactato,alanina, piruvato y cetocidos. A partir de la pre-sentacin clnica, se determina la actividad dela piruvato carboxilasa a partir de los fibroblas-tos de una biopsia cutnea, y se observa una re-duccin sustancial. Esta enzima normalmenteacta en la sntesis directa de cul de las si-guientes molculas?

(A) Piruvato(B) Oxalacetato(C) Malato(D) Acetil-CoA(E) -cetoglutarato


1-E. Uno de los mecanismos de regulacin de la actividad de la piruvato deshidrogenasa (PDH) actaa travs de la oxidacin de los cidos grasos en el hgado, que produce acetil-CoA, NADH y adenosin-trifosfato (ATP), e inactiva el complejo (opcin D). La forma activa produce acetil-CoA. El oxalacetatoest producido por la piruvato carboxilasa. La fosforilacin inactiva la piruvato deshidrogenasa, ascomo el adenosinmonofosfato cclico (AMPc).

2-C. La fosfoglicerato cinasa es una de las enzimas que participan tanto en la gluconeognesiscomo en la gluclisis. La reaccin no es una deshidrogenacin y no proporciona ATP (requiere 1 ATPen la gluconeognesis). El sustrato es el 3-fosfoglicerato.

3-B. Uno de los principales precursores de la gluconeognesis es el glicerol, que forma dihidroxia-cetona fosfato (DHAP). El glucgeno est destinado al almacenamiento de glucosa y no es un pre-cursor de la gluconeognesis. El glucagn es una hormona que regula la glucemia. Ni el disacridogalactosa ni la glucosa 1-fosfato son precursores principales de la gluconeognesis.

4-B. La adrenalina es una hormona que activa la fosforilasa y aumenta la produccin de AMPc. La adrenalina estimula el catabolismo del glucgeno inhibiendo la actividad de la glucgeno sinta-sa, y adems activa la adenilciclasa y la proteincinasa.

5-C. Un cociente insulina:glucagn alto indica sntesis de triacilgliceroles. La gluconeognesis y laglucogenlisis, as como el ayuno, reducen los niveles de insulina y aumentan los glucagones. Ladiabetes mellitus tipo 1 causa una reduccin de la captacin de glucosa por las clulas (por una in-sulinemia baja y una glucagonemia alta).

6-D. Puesto que se requieren 2 moles de piruvato para formar 1 mol de fructosa 1,6-bisfosfato, lasntesis requiere 6 moles de fsforo de alta energa en forma de 4 ATP y 2 guanosintrifosfato (GTP).La va glucognica no requiere de la accin de la hexocinasa ni de la lactato deshidrogenasa, perorequiere la presencia de acetil-CoA.

7-D. Durante la gluconeognesis, las enzimas glucocinasa, fosfofructocinasa 1 y piruvato cinasano estn activas y, por tanto, no se producen ciclos ftiles. La aldolasa B, la isoenzima heptica, ac-ta tanto en la gluclisis como en la gluconeognesis. La fosfoglicerato cinasa est presente sloen la gluconeognesis.

8-A. En la mitocondria, el CO2 se incorpora al piruvato para formar oxalacetato. La enzima que in-terviene es la piruvato carboxilasa, que requiere biotina y ATP. El oxalacetato sale de la mitocondriaen forma de malato o aspartato y es regenerado en el citosol. El oxalacetato es convertido a fos-foenolpiruvato en una reaccin que consume GTP y libera el CO2 incorporado en la mitocondria. Elresto de las reacciones se producen en el citosol. La piruvato deshidrogensa est inactiva; el piru-vato no se convierte en acetil-CoA.

9-D. El nico producto intermedio que el glicerol tiene en comn con el lactato, de las opciones pro-puestas, es la glucosa 6-fosfato. El glicerol entra en la gluconeognesis como dihidroxiacetona fos-fato (DHAP). Por tanto, puentean o bypasean el resto de compuestos.


RESPUESTAS RAZONADAS

10-D. Tras 12 h de ayuno, los depsitos de glucgeno heptico an son importantes. La gluco-genlisis es estimulada por el glucagn, que activa la adenilato ciclasa. El AMPc activa la pro-teincinasa A, que fosforila la fosforilasa cinasa, la piruvato cinasa y la glucgeno sintasa. Comoresultado, se activa la fosforilasa y se inactivan la glucgeno sintasa y la piruvato cinasa. La glu-coneognesis no pasa a ser el principal proceso de mantenimiento de la glucemia hasta que hantranscurrido de 18 a 20 h de ayuno. Tras unas 30 h, se produce la deplecin del glucgeno hep-tico.

11-A. La piruvato carboxilasa requiere la presencia de un cofactor, la biotina, para catalizar la car-boxilacin irreversible de piruvato a oxalacetato. Aunque la conversin de oxalacetato a fosfoenol-piruvato tambin es irreversible y requiere energa en forma de GTP, la enzima catalizadora de estaetapa, la fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK), no requiere ningn cofactor. Como sucede conla piruvato carboxilasa y la fosfoenolpiruvato carboxicinasa, la fructosa 1,6-bisfosfatasa y la glu-cosa 6-fosfatasa se utilizan para bypasear las fases irreversibles de la gluclisis. La fosfoglice-rato cinasa es la nica enzima, adems de las dos primeras de la va de la gluconeognesis, queusa ATP.

12-C. La glucogenosis tipo 1, la enfermedad de von Gierke, es una deficiencia de glucosa 6-fosfa-tasa. Esta deficiencia bloquea la liberacin de glucosa de los depsitos de glucgeno y tambin blo-quea la sntesis de glucosa en la ltima etapa de la gluconeognesis. Por tanto, la glucosa slo estdisponible a partir de la dieta, y esto causa una hipoglucemia grave durante el ayuno. Aunque elmsculo es el principal depsito de glucgeno, la glucosa 6-fosfato es convertida a glucosa en el hgado antes de que el msculo pueda utilizarla como fuente de energa. El cerebro y los eritroci-tos dependen de la glucosa como fuente de energa, mientras que el tejido adiposo utiliza cidosgrasos, que entran en el ciclo de Krebs, como principal fuente de energa.

13-D. Los dos rganos que traducen las enzimas necesarias para la gluconeognesis son el hga-do y los riones. Aunque los riones slo proporcionan el 10% de la glucosa de nueva formacin,su participacin se vuelve de gran importancia durante la inanicin. Los eritrocitos maduros care-cen de ncleo y, por tanto, son incapaces de transcribir el ARN mensajero (ARNm) necesario paratraducir y sintetizar las enzimas necesarias para la gluconeognesis. El msculo esqueltico y el ce-rebro tambin carecen de la capacidad para transcribir y traducir las enzimas de la gluconeogne-sis y dependen de la glucosa proporcionada por la dieta, de la gluconeognesis y de la glucogenli-sis para sus requerimientos energticos.

14-C. La fructosa 1,6-bisfosfatasa constituye una importante fase reguladora en la gluconeogne-sis. Es inhibida por la fructosa 2,6-bisfosfato y por el adenosinmonofosfato (AMP). Adems, es in-ducida durante el estado de ayuno, pero no durante el estado posprandial. La insulina no tiene unefecto directo sobre esta enzima reguladora de importancia crtica.

15-D. El lactato se forma a partir del piruvato gracias a la lactato deshidrogenasa. El piruvato de-sempea una funcin crtica en el metabolismo, porque se encuentra en la encrucijada de variasvas. El piruvato puede convertirse en acetil-CoA para entrar en la va del metabolismo lipdico. Laconversin de piruvato a alanina por la accin de la alanina aminotransferasa hace converger elmetabolismo de la glucosa y el de los aminocidos. La conversin de piruvato a oxalacetato por lapiruvato carboxilasa permite la interconversin entre el metabolismo de la glucosa y el ciclo de loscidos tricarboxlicos (CAT). Finalmente, la conversin de piruvato a fosfoenolpiruvato para la glu-coneognesis consta de dos etapas: la reaccin anterior, para producir oxalacetato, y una etapaadicional para convertir oxalacetato a fosfoenolpiruvato, mediada por la fosfoenolpiruvato carbo-xicinasa.


16-D. De todos los valores de las pruebas de laboratorio, el nico que permite diagnosticar una dia-betes mellitus en un nico episodio/medida de 200 mg/dl en la prueba oral de tolerancia a la glu-cosa a las 2 h. Una nica medida aleatoria de glucosa superior a 200 mg/dl, con sntomas de dia-betes mellitus, confirmara el diagnstico. En cuanto a la glucemia basal, deben observarseglucemias superiores a 126 mg/dl al menos en dos ocasiones diferentes. Dos glucemias basalesde entre 100 mg/dl y 125 mg/dl indican una alteracin de la tolerancia a la glucosa o prediabetesmellitus. La presencia de un glcido reductor en la orina no basta, porque los pacientes con fructo-suria benigna daran positivo y no seran necesariamente diabticos.

17-E. Las sulfonilureas estimulan la liberacin de la insulina preformada a partir de los islotes pan-creticos y han tenido su importancia en el tratamiento de la diabetes mellitus. Las sulfonilureastienen la misma accin como en la respuesta a la arginina, en la que se libera insulina preformada.Ni las sulfonilureas ni la arginina son capaces de estimular la produccin de nueva insulina. Ningu-no de los agentes enumerados inhibe directamente el glucagn. La produccin de GLUT-2 es inde-pendiente de insulina y el tratamiento con sulfonilurea no la modificara.

18-A. La metformina, una biguanida, es beneficiosa en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2porque inhibe la gluconeognesis heptica, que frecuentemente est aumentada en pacientes condiabetes mellitus tipo 2. Ningn agente conocido para el tratamiento de la diabetes mellitus afectadirectamente al glucagn. Las tiazolidinadionas se emplean para el tratamiento de la diabetes me-llitus porque incrementan la reactividad celular a la insulina. Las sulfonilureas estimulan la libera-cin de insulina preformada. Ninguno de estos agentes sustituye completamente los requerimien-tos de insulina exgena en pacientes con diabetes mellitus insulinodependiente.

19-B. El sndrome de Cushing causa un incremento de los glucocorticoides circulantes, principal-mente cortisol. Los glucocorticoides se unen a receptores proteicos citoslicos que atraviesan lacubierta nuclear, se unen a secuencias especficas del gen PEPCK e inducen un aumento de su ex-presin. El ARN de PEPCK se traduce en la protena PEPCK en el citosol. El incremento de la con-centracin de protena PEPCK cataliza la formacin de fosfoenolpiruvato a partir de oxalacetato,que es una etapa iniciadora previa a la gluconeognesis; el resultado es una hiperglucemia. Habi-tualmente, los tumores pancreticos producen insulina o glucagn. Se han descrito casos de tu-mores pancreticos secretores de ACTH, aunque es mucho ms improbable que se trate de otraforma de sndrome de Cushing, como indican los signos y sntomas del paciente. La degradacinde cidos grasos produce principalmente 2 unidades de carbono, que bypasean la gluco-neog-nesis y entran en el CAT. El cortisol estimula la secrecin de insulina, aunque paradjicamente, re-duce la sensibilidad tisular a la hormona. Un consumo excesivo de carbohidratos causara hipoglu-cemia, no hiperglucemia.

20-B. La piruvato carboxilasa convierte el piruvato en oxalacetato, que puede entrar en el ciclo deKrebs (o CAT) o en la va de la gluconeognesis, segn las necesidades energticas. En estado pos-prandial, est activa la gluconeognesis en el hgado, y se desva el oxalacetato hacia la formacinde glucosa (por la va del fosfoenolpiruvato). Cuando las necesidades energticas son altas, se pro-duce acetil-CoA, por ejemplo, a partir de la b-oxidacin de los cidos grasos. En estas condiciones,el oxalacetato se condensa con la acetil-CoA para entrar en el ciclo de Krebs y despus en la fosfo-rilacin oxidativa. Finalmente, si el piruvato es catalizado por la piruvato deshidrogenasa para for-mar acetil-CoA (que entra en el CAT) se sintetizar tanto -cetoglutarato como malato.


1. Un hombre de 40 aos presenta sensacinde quemazn en la parte superior-central delabdomen. Esta sensacin aparece despus dela ingesta de comidas picantes. Se le prescribeun frmaco inhibidor de la bomba de protones,que evita la produccin de cido clorhdrico(HCl) en le estmago. HCl:

(A) Es un cido fuerte.(B) Es un cido dbil.(C) Se disocia hasta cierto punto.(D) Tiene un pH de 7.(E) Acepta protones.

2. Una mujer de 30 aos presenta fiebre, unainfeccin grave y presin arterial baja. Se descu-bre que tiene una concentracin srica elevadade cido lctico, lo que causa acidosis metab-lica. Su cuerpo intenta contrarrestar esta acido-sis metablica utilizando uno de los tamponesprincipales de la sangre, que es:

(A) Bicarbonato(B) Agua(C) cido sulfrico(D) cido fosfrico(E) cido clorhdrico

3. Un chico de 12 aos con asma presenta res-piracin sibilante y dificultades al respirar. Se leadministra un frmaco antiasmtico que contie-ne enantimeros R- y S-. Los enantimeros soncompuestos que:

(A) Difieren en la posicin del grupo hidroxiloslo en un carbono asimtrico.

(B) Difieren en la posicin del grupo hidroxiloen uno o ms carbonos asimtricos.

(C) Son imgenes especulares.(D) Son epmeros.(E) Tienen diferentes frmulas qumicas.

4. Una mujer de 20 aos presenta sensacinde hormigueo en el labio superior. Su mdico lediagnostica infeccin por el virus del herpessimple 1 con inflamacin. Para crecer y funcio-nar adecuadamente, el virus requiere un amino-cido cargado positivamente, como:

(A) Glicina(B) Prolina

(C) Arginina(D) Aspartato(E) Glutamato

5. Un nio de 5 aos presenta tos y produccinabundante de esputos. Ya ha tenido infeccionesbacterianas frecuentes en los pulmones con losmismos sntomas y se le diagnostica fibrosisqustica. Esta enfermedad se hereda de la ante-rior generacin a travs del:

(A) ADN(B) ARN(C) Protenas(D) Fenilalanina(E) Hidratos de carbono

6. Un hombre de 75 aos presenta prdida pro-gresiva de memoria y demencia. Se le diagnosti-ca la enfermedad de Alzheimer, una afeccinasociada a la formacin de mltiples placas deamiloide en el cerebro. Estas placas son dep-sitos de protenas compuestas por hojas .Cul de las siguientes descripciones corres-ponde a las hojas ?(A) Estructura primaria(B) Estructura secundaria(C) Superestructura secundaria(D) Estructura terciaria(E) Estructura cuaternaria

7. Un hombre de 50 aos presenta movimien-tos de tipo danza en los brazos y demenciaprogresiva. No puede controlar los movimientosde los brazos. Declara que sabe que tiene la en-fermedad de Huntington porque su madre tienela misma enfermedad. Esta enfermedad es cau-sada por el plegamiento anormal de las prote-nas. Cul de las siguientes molculas mediaen el apropiado plegamiento de las protenas?

(A) ATP(B) Cierres de leucina(C) Dedos de zinc(D) Factores de transcripcin(E) Chaperonas

8. Un hombre de 81 aos presenta prdida depeso, tos implacable y fatiga. Ha fumado du-


TEST FINAL

rante los ltimos 50 aos. Una radiografa detrax muestra un ndulo pulmonar. La biopsiadel ndulo muestra clulas cancerosas. Se leadministra un frmaco que inhibe la modifica-cin postraduccin de protenas. Cul de lassiguientes es una modificacin postraduc-cin?

(A) Desnaturalizacin(B) Renaturalizacin(C) Plegamiento(D) Fosforilacin(E) Unin a ADN

9. Un hombre de 70 aos presenta dolor de es-palda, fatiga e infecciones frecuentes en el trac-to urinario. Se le diagnostica un mieloma mlti-ple, un cncer de clulas sanguneas, y se le sele administra un frmaco que inhibe el complejoendopeptidsico multicataltico (proteasoma).El proteasoma:

(A) Media la unin de la ubiquitina a protenas.(B) Media en el plegamiento inadecuado o

errneo de protenas.(C) Degrada las protenas intracelulares en

pptidos.(D) Digiere las protenas extracelulares.(E) Inhibe las proteasas.

10. Una mujer de 80 aos presenta encas san-grantes y pequeos edemas maleolares sangran-tes. Se descubre que tiene una deficiencia gra-ve de vitamina C debida a la falta de ingesta enla dieta. En la deficiencia de vitamina C, los pa-cientes tienen problemas de sangrado porqueel tejido conectivo que rodea los vasos sangu-neos se compone de colgeno, y en estos casosste se forma de forma inadecuada. En la snte-sis de colgeno, se requiere O2 y vitamina Cpara:

(A) Adicin de residuos de glicina(B) Hidroxilacin de prolina y residuos de lisina(C) Disociacin de la secuencia seal de pre-

procolgeno(D) Formacin de la triple hlice de procol-

geno(E) Adicin de glucosa y galactosa

11. Un hombre de 55 aos presenta dificulta-des respiratorias e hinchazn maleolar. Se des-cubre que tiene insuficiencia cardaca y, comoresultado, la sangre vuelve a sus pulmones y ledificulta la respiracin. Se le administra un fr-maco que inhibe la enzima conversora de la an-

giotensina (ECA). Al inhibir esta enzima, qucambiar en la reaccin que cataliza?

(A) Energa de activacin(B) Cambio de energa libre neta(C) Equilibrio de la concentracin de sustrato(D) Equilibrio de concentracin de producto(E) Termodinmica

12. Una mujer de 37 aos presenta dificulta-des para abrir los prpados, as como para le-vantarse de su posicin cuando est sentada.Se le diagnostica una miastenia grave, una en-fermedad que no permite la neurotransmisinadecuada mediante acetilcolina en los mscu-los. Se le prescribe fisostigmina, un inhibidorcompetitivo de la acetilcolinesterasa, que incre-menta la cantidad de acetilcolina disponible.Cul de las siguientes afirmaciones es verdaden relacin con los inhibidores competitivos?

(A) Inactivan la enzima.(B) La Vmx permanece sin cambios.(C) La Km aparente disminuye.(D) Son distintos del sustrato.(E) Se unen covalentemente a la enzima.

13. Un hombre de 50 aos ha tenido mltiplesataques de dolor, inflamacin y enrojecimientodel dedo gordo del pie. Se le diagnostica gota,una enfermedad en la cual se depositan crista-les de cido rico en las articulaciones y quecausa un gran dolor. La xantina oxidasa convier-te la hipoxantina en cido rico. Para disminuirla concentracin srica de cido rico, al pacien-te se le prescribe alopurinol, un inhibidor com-petitivo que:

(A) Tiene una estructura similar a la de la xan-tina oxidasa.

(B) Se une a la hipoxantina y evita que se stauna a la xantina oxidasa.

(C) Se une a un lugar de la xantina oxidasa queno es el sitio activo.

(D) Inactiva la xantina oxidasa.(E) Su actividad puede invertirse incrementan-

do la concentracin de hipoxantina.

14. Un hombre de 30 aos est deprimido y sesuicida ingiriendo sales de cianuro. El cianuroes un inhibidor no competitivo de la citocromo coxidasa. Los inhibidores no competitivos indu-cen la disminucin de la Vmx porque:

(A) El sustrato experimenta un cambio de con-formacin.

TEST FINAL 433

(B) La actividad de la enzima disminuye.(C) La enzima es inactivada.(D) El sitio activo de la enzima est ocupado

por un inhibidor.(E) La cantidad de sustrato disminuye.

15. Una mujer de 35 aos presenta fatiga cr-nica. Se descubre que est anmica, con unaconcentracin anormalmente baja de hemoglo-bina en la sangre. En la hemoglobina, la uninde O2 a una subunidad facilita la unin del O2 alas subunidades adyacentes. Esto es un ejem-plo de:

(A) Cascada enzimtica(B) Activacin alostrica(C) Retroinhibicin(D) Inhibicin alostrica(E) Cintica de Michaeles-Menten

16. Una mujer de 19 aos corre en una cintasin fin. El ejercicio incrementa su cociente respi-ratorio. El cociente respiratorio es:

(A) Ms alto para las grasas que para los hi-dratos de carbono

(B) Ms alto para las protenas que para los hi-dratos de carbono

(C) El cociente entre CO2 producido y O2 utili-zado

(D) Se incrementa en caso de ejercicio para elmetabolismo de las grasas

(E) Ms alto para un msculo en reposo queen situacin de ejercicio

17. Un hombre de 25 aos es intubado en launidad de cuidados intensivos. Se le est tra-tando una infeccin masiva. Se le suministranprotenas a travs de un tubo gstrico, prote-nas que son degradadas a aminocidos. La si-tuacin en que su ingesta de nitrgeno excedesu excrecin de nitrgeno se denomina, de for-ma ms precisa:

(A) Equilibrio negativo de nitrgeno(B) Equilibrio positivo de nitrgeno(C) Equilibrio de nitrgeno(D) Biosntesis(E) Un estado anablico

18. Un hombre de 20 aos sufre dolor de cabe-za. Toma un analgsico para este dolor, frmacoque es metabolizado en dos productos. Paraesta reaccin bioqumica, el G tiene un valorampliamente positivo, que significa que la reac-cin:

(A) No tendr lugar espontneamente.(B) Liberar energa.(C) Est en equilibrio.(D) Tiene lugar a una velocidad elevada.(E) Como resultado no hay cambio neto en la

concentracin de sustrato.

19. Un hombre de 30 aos presenta tumefac-cin maleolar y ha ganado peso. Se le diagnos-tica insuficiencia renal. Se le administra un fr-maco que es reducido en una reaccin querequiere una gran cantidad de ATP. Este frma-co, por lo tanto:

(A) Da electrones.(B) Tiene un valor de E positivo.(C) Es un oxidante.(D) Tiene un valor de G negativo.(E) Es reducido en un proceso energticamen-

te favorable.

20. Una mujer de 45 aos presenta palpitacio-nes y vrtigo. Se le diagnostica un ritmo carda-co anormalmente rpido. Se le administra ade-nosina, una sustancia que puede bloquearlos impulsos elctricos en el corazn. La adeno-sina:

(A) Es un nucletido.(B) Contiene adenina y ribosa.(C) Puede transferir grupos fosfato.(D) La hidrlisis tiene un G de 7,3 kcal/mol.(E) Contiene un grupo fosfato esterificado al

5-hidroxilo de su glcido.

21. Un hombre asitico de 30 aos presentahinchazn, calambres abdominales y diarrea.Declara que desarrolla estos sntomas cuandobebe leche o come productos lcteos. Se lediagnostica intolerancia a la lactosa, una afecta-cin bastante frecuente en que la lactosa no sedigiere normalmente y se acumula en el intesti-no. La lactasa convierte la lactosa en:

(A) Dos residuos de glucosa(B) Glucosa y fructosa(C) Glucosa y galactosa(D) Fructosa y galactosa(E) Sacarosa y maltosa

22. Una mujer de 50 aos presenta dolor abdo-minal superior grave. Las concentraciones deamilasa y lipasa sricas son anormalmente ele-vadas, y se le diagnostica pancreatitis. Qu en-laces entre los residuos de glucosa rompe laamilasa?


(A) -1,4(B) -1,6(C) -1,4(D) -1 a -2(E) -4,6

23. Una mujer de 40 aos presenta hinchazn,molestias abdominales y diarrea. Declara quesus heces flotan en la taza del bao. Se descu-bre que sufre esteatorrea, que es un exceso delpidos en las heces debido a una malabsorcinde stos. En la digestin de lpidos, cul de lasmolculas siguientes digiere triacilgliceroles a2-monoacilgliceroles y cidos grasos libres?

(A) Sales biliares(B) Amilasa pancretica(C) Lipasa pancretica(D) Micelas(E) Bicarbonato

24. Un hombre de 35 aos ha estado siguien-do la dieta Atkins y ha estado ingiriendo unagran cantidad de protenas. En el intestino del-gado, cul de las siguientes enzimas es res-ponsable de la escisin de los enlaces pept-dicos proteicos en que el grupo carboxilo esaportado por la arginina o la lisina?

(A) Tripsina(B) Quimotripsina(C) Carboxipeptidasa A(D) Carboxipeptidasa B(E) Aminopeptidasas

25. Una mujer de 45 aos presenta sensacinde quemazn en el abdomen superior y el pe-cho. Se le diagnostica una enfermedad por reflu-jo gastroesofgico, una situacin en que loscontenidos del estmago causan lesiones en elesfago. Cul de las siguientes molculas esresponsable de los sntomas de esta paciente?

(A) cido clorhdrico(B) Pepsingeno(C) Endopeptidasas(D) Exopeptidasas(E) Enteropeptidasa

26. Un hombre de 50 aos presenta dolor mus-cular grave y orina oscura. Se descubre que pre-senta rabdomilisis (destruccin de clulasmusculares) debido a una deficiencia de aldola-sa. La aldolasa es una enzima de la gluclisisque rompe el 1,6-bisfosfonato en triosas fosfa-to, y cuya deficiencia inhibe la gluclisis en las

clulas musculares. En la gluclisis, culesson el sustrato inicial y el producto final?

(A) Glucosa a piruvato(B) Piruvato a lactato(C) Glucosa a acetil-CoA(D) Piruvato a acetil-CoA(E) Piruvato a glucosa

27. Un hombre de 40 aos se presenta en ur-gencias despus de ser golpeado por un coche.Presenta hemorragia interna grave y se le reali-za una transfusin de sangre con mltiples uni-dades de glbulos rojos para reemplazar la san-gre que ha perdido. Para que la hemoglobinalibere oxgeno a los tejidos, cul de los si-guientes compuestos se forma en los glbulosrojos?

(A) 1,3-Bisfosfoglicerato(B) 2,3-Bisfosfoglicerato(C) Dihidroxiacetona fosfato(D) Gliceraldehdo 3-fosfato(E) Fosfoenolpiruvato

28. Un hombre de 65 aos llega a la unidad decuidados intensivos con fiebre, confusin, hipo-tensin y disminucin de la produccin de orina.Se descubre que presenta sepsis (un estadoinfeccin sistmica grave), y acidemia srica,con una concentracin de lactato muy alta, de6,0 mmol/l. Cuando el piruvato es convertidoen lactato, cul de las siguientes molculas esproducida?

(A) NADH(B) NAD+

(C) CO2(D) H2O(E) Acetil-CoA

29. Una mujer de 55 aos mentalmente enfer-ma rechaza la comida durante 2 semanas pormiedo a ser envenenada. Se la traslada al hos-pital para suministrarle una solucin de glucosapor va intravenosa. Cuando la glucosa entra enla gluclisis es convertida en glucosa 6-fosfatopor la hexocinasa. La hexocinasa tiene una bajaKm por la glucosa (aprox. 0,1 mM). Cul de lassiguientes es una caracterstica de la hexoci-nasa?

(A) Es inducida slo cuando las concentracio-nes de insulina son altas.

(B) Es inhibida por altas concentraciones deglucosa.

TEST FINAL 435

(C) Su actividad se acelera si las concentracio-nes de glucosa 6-fosfato son altas.

(D) Trabaja a una tasa elevada, incluso a con-centraciones sanguneas de glucosa pro-pias del ayuno.

(E) Slo se encuentra en el hgado.

30. Un nio ingresa en urgencias despus dehaberse tragado un juguete. A su llegada, elnio presenta flaccidez, la piel azulada, y no res-pira. Incluso en ausencia de oxgeno, la glucli-sis proporciona ATP a los tejidos. Cul es laproduccin neta de ATP en una vuelta del ciclode la gluclisis?

(A) 2 ATP(B) 4 ATP(C) 6 ATP(D) 24 ATP(E) 36 ATP

31. Una mujer de 35 aos presenta fatiga, res-piracin difcil y prdida de energa. Ha estadosiguiendo una dieta equilibrada y durmiendobien. Un anlisis de sangre muestra que estanmica (bajo recuento de eritrocitos). En loseritrocitos, el ATP se genera en la gluclisis,pero no en el CAT, porque ste ltimo tiene lugaren:

(A) Lisosomas(B) Citosol(C) Membrana plasmtica(D) Aparato de Golgi(E) Mitocondrias

32. Un nio presenta letargia grave, alimenta-cin escasa y taquipnea (respiracin rpida). Sedescubre que presenta deficiencia de piruvatodeshidrogenasa. El complejo piruvato deshidro-genasa es inhibido por el aumento de la concen-tracin de su producto, el cual induce la fosfori-lacin del complejo enzimtico. Cul de lassiguientes molculas es ms probable que in-duzca la fosforilacin?

(A) Acetil-CoA(B) CoASH(C) NAD+

(D) Piruvato(E) Glucosa

33. Un hombre de 40 aos presenta un doloratroz en su costado derecho, dolor que irradiahacia su testculo derecho. Se descubre que tie-ne una piedra en el rin y se le receta citrato

para evitar que se formen otras piedras en el fu-turo. En el ciclo CAT, el citrato es isomerizado aisocitrato. A continuacin, el isocitrato es oxida-do a -cetoglutarato por una isocitrato deshidro-genasa, una enzima reguladora clave del CAT.Cul de las siguientes molculas inhibir conmayor probabilidad la isocitrato deshidrogena-sa?

(A) ADP(B) Acetil-CoA(C) CoASH(D) NADH(E) FAD+

34. Un hombre sin techo de 45 aos llega a ur-gencias despus de ser encontrado inconscien-te. Tiene una concentracin srica alta de cuer-pos cetnicos, lo que indica que ha estadopasando hambre. En situacin de inanicin, eloxalacetato se utiliza para sintetizar glucosa ypor lo tanto no est disponible para condensar-se con la acetil-CoA y formar citrato, que inicia-ra el CAT. La acetil-CoA es desviada, pues, delciclo CAT para formar cuerpos cetnicos. Si1 mol de oxalacetato estuviera disponible paracondensarse con 1 mol de acetil-CoA para elCAT, cuntos moles de ATP se produciran?

(A) 2(B) 12(C) 24(D) 36(E) 38

35. Un hombre alcohlico de 50 aos presentadolor, parlisis, hormigueo y debilidad en lospies. Se le diagnostica una deficiencia de tiami-na y, con la reposicin de esta vitamina, sus sn-tomas desaparecen. La tiamina y el ATP formantiamina pirofosfato, un cofactor importante paralas enzimas que catalizan las descarboxilacio-nes oxidativas del CAT (descarboxilacin de-cetocidos), como:

(A) -cetoglutarato deshidrogenasa(B) Citrato sintasa(C) Isocitrato deshidrogenasa(D) Fumarasa(E) Malato deshidrogenasa

36. Un estudiante de 18 aos llega a urgenciasinconsciente, con una concentracin srica dealcohol elevada. El metabolismo del alcoholpude producir altas concentraciones de NADH.Cuando el NADH entra en la cadena de transpor-


te de electrones, cul de las siguientes se-cuencias de transferencia de electrones es lacorrecta?

(A) NADH, coenzima Q, citocromo c, FMN, O2(B) NADH, citocromo c, coenzima Q, FMN, O2(C) NADH, FMN, coenzima Q, citocromo c, O2(D) NADH, FMN, citocromo c, coenzima Q, O2(E) NADH, coenzima Q, FMN, citocromo c, O2

37. Una mujer de 40 aos presenta hiperten-sin grave, con una presin ar terial de250/150 mm Hg (normal, 120/80 mm Hg). Sele empieza a administrar un goteo de nitropru-siato sdico para disminuir su presin arterial.Por error, la tasa de infusin de nitroprusiato s-dico establecida es demasiado rpida, y el pa-ciente muestra agitacin y vrtigo, y empieza atener convulsiones. El nitroprusiato sdico esmetabolizado en varias sustancias, incluyendoel cianuro. El cianuro inhibe la respiracin celu-lar en combinacin con:

(A) El complejo NADH deshidrogenasa(B) O2(C) Citocromo oxidasa(D) F0-F1 ATPasa(E) El cotransporte ATP-ADP

38. A un hombre de 25 aos se le administraun anestsico para una ciruga de rutina. Sutemperatura llega a los 40,5 C, est empapadoen sudor y se le coloca una manta de enfria-miento en un esfuerzo por hacer descender sutemperatura corporal. Se le diagnostica hiper-termia maligna, que es una reaccin que algu-nos individuos pueden presentar a algunosanestsicos. Cul de las siguientes etiologases la ms probable de la excesiva generacin decalor?

(A) Excesiva actividad de la F0-F1 ATPasa(B) Desacoplamiento de la fosforilacin oxida-

tiva del transporte de electrones(C) Oxidacin de NADH con fosforilacin del

ADP para formar ATP(D) Cese del cotransporte ATP-ADP(E) Generacin no controlada de especies

reactivas de oxgeno

39. Un fumador de 70 aos presenta prdidade peso, sangre en el esputo y fatiga. Las tcni-cas de imagen muestran la presencia de un n-dulo pulmonar que es diagnosticado como cn-cer a partir de la biopsia. Se ha especulado conque las especies reactivas de oxgeno pueden

inducir mutagnesis y contribuir al inicio del cn-cer. Cul de las siguientes es la fuente princi-pal de superxido en las clulas?

(A) Complejo NADH deshidrogenasa(B) FMN(C) Coenzima Q(D) Citocromo b(E) Citocromo c

40. Una nia de 3 aos presenta fatiga y piel yojos amarillentos. Se determina que est an-mica (recuento de eritrocitos anormalmentebajo) y se le diagnostica deficiencia de piruvatocinasa. Esta enfermedad es la enzimopata mshabitual de la gluclisis, y tiene como resultadola produccin deficiente de NADH. Por cadaNADH que entra en la cadena de transporte deelectrones y es oxidado, cuntos ATP se produ-cen?

(A) 1(B) 2(C) 3(D) 4(E) 5

41. Poco despus de nacer, un nio presentatemblores, irritabilidad y convulsiones. Su con-centracin de glucosa en sangre es muy baja, yse le empieza a administrar glucosa a travs deuna sonda nasogstrica. Se le diagnostica unaenfermedad de almacenamiento de glucgenotipo 1, que causa excesiva acumulacin de glu-cgeno heptico y la incapacidad de liberar glu-cosa; el resultado es una concentracin anor-malmente baja de glucosa en sangre. En elglucgeno, el enlace en los puntos de ramifica-cin es -1,6, y el enlace entre residuos de glu-cosa es:

(A) -1,3(B) -2,3(C) -1,4(D) -1,3(E) -2,3

42. Un nio presenta cardiomegalia, debilidadmuscular e hipoventilacin. Se le diagnosticauna enfermedad de almacenamiento de gluc-geno tipo 2, que causa una acumulacin anor-mal de glucgeno en el corazn y los msculosesquelticos y respiratorios. La glucgeno sinta-sa es la enzima reguladora de la sntesis de glu-cgeno. Aade residuos de glucosa al extremono reductor de un cebador de glucgeno de:

TEST FINAL 437

(A) Glucosa 1-fosfato(B) Glucosa 6-fosfato(C) UDP-glucosa(D) UTP(E) ATP

43. Un hombre de 30 aos presenta calambresmusculares intensos y dolor mientras hace ejer-cicio. Se encuentra que tiene una deficiencia deglucgeno fosforilasa (enfermedad de McArdle,patologa de almacenamiento de glucgeno detipo 5). La glucgeno fosforilasa degrada el glu-cgeno para producir:

(A) Glucosa(B) Glucosa 1-fosfato(C) Glucosa 6-fosfato(D) UDP-glucosa(E) Cebador de glucgeno

44. Un adolescente de 15 aos con diabetesde tipo 1 se desvanece despus de inyectarseinsulina. Se le administra glucagn y recuperarpidamente la consciencia. El glucagn inducela actividad de la enzima:

(A) Glucgeno sintasa(B) Glucgeno fosforilasa(C) Glucocinasa(D) Hexocinasa(E) UDP-glucosa pirofosforilasa

45. Un hombre de 30 aos presenta vmitosresistentes al tratamiento y ha sido incapaz decomer o beber en los ltimos 3 das. Su concen-tracin de glucosa en sangre es normal. Culde los siguientes rganos es ms importantepara el mantenimiento de la glucosa en sangre?

(A) Hgado(B) Corazn(C) Msculo esqueltico(D) Lisosoma(E) Bazo

46. Una nia de 5 aos presenta debilidadmuscular, hepatomegalia e hipoglucemia resis-tente al tratamiento. Se le diagnostica deficien-cia de fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK),una enfermedad metablica infrecuente. Culde las siguientes reacciones es la que catalizala fosfoenolpiruvato carboxicinasa (PEPCK)?

(A) Piruvato a fosfoenolpiruvato(B) Piruvato a oxalacetato(C) Oxalacetato a fosfoenolpiruvato

(D) Fosfoenolpiruvato a oxalacetato(E) Fosfoenolpiruvato a fructosa 1,6-bisfosfo-

nato

47. Un chico de 10 aos presenta calambresmusculares y una orina oscura despus de rea-lizar ejercicio riguroso. Se encuentra que tieneuna deficiencia de lactato deshidrogenasa. Estaenzima convierte el lactato para formar piruva-to, que puede ser convertido en glucosa duran-te la gluconeognesis. Cul de los siguienteses otro precursor importante de la gluconeog-nesis?

(A) Urea(B) Aminocidos(C) cidos grasos de cadena par(D) ADP(E) Acetil-CoA

48. Un nio presenta retraso del crecimiento,tono muscular dbil y letargia. Se le diagnosticauna deficiencia de piruvato carboxilasa. Culde las siguientes molculas no puede ser produ-cida por este nio?

(A) Piruvato(B) Cuerpos cetnicos(C) Oxalacetato(D) Lactato(E) Acetil-CoA

49. Un chico de 15 aos presenta un aumentode la sed, el hambre, la miccin, y prdida depeso. Su concentracin de glucosa en sangre enayunas es de 400 mg/dl (normal < 110 mg/dl),y se le diagnostica diabetes mellitus de tipo 1.Cmo se explica la incapacidad de este pacien-te para mantener una concentracin normal deglucosa en sangre?

(A) Disminucin de la captacin de glucosa porlas clulas

(B) Respuesta anmala al glucagn(C) Disminucin del cociente glucagn:insulina(D) Disminucin de la salida de glucosa del h-

gado(E) Incremento de la produccin de cuerpos ce-

tnicos

50. Un hombre obeso de 45 aos se somete auna exploracin fsica de rutina. Lleva un estilode vida sedentario y su dieta tiene un alto conte-nido en grasas. La concentracin de triglicridos(triacilgliceroles) es anormalmente elevada.Cuando el glicerol (que procede de los triacilgli-


ceroles del tejido adiposo) es convertido en glu-cosa, cuntos moles de fosfato de alta energase necesitan?

(A) 1(B) 2(C) 3(D) 4(E) 6

51. Un nio de 5 aos presenta respiracinacelerada, ictericia ligera (piel amarillenta) y he-patomegalia. Su madre afirma que se pone ascada vez que come fruta o azcar de mesa. Des-pus de someterle a varias pruebas, se le diag-nostica una deficiencia de aldolasa B. Cul delas siguientes reacciones es la que cataliza estaenzima?

(A) Fructosa a fructosa 1-fosfato(B) Fructosa 1-fosfato a DHAP y gliceraldehdo(C) Sorbitol a fructosa(D) Glucosa a sorbitol(E) Galactosa a galactosa 1-fosfato

52. Un hombre de 30 aos presenta fatiga y di-ficultades respiratorias con el mnimo esfuerzo.Hace poco que empez a tomar frmacos anti-paldicos como preparacin de un viaje a frica.El recuento de eritrocitos es anormalmentebajo. Se le diagnostica una deficiencia de gluco-sa 6-fosfato deshidrogenasa (G6PD). Esta enzi-ma es importante para la produccin de:

(A) NAD+

(B) NADH(C) NADPH(D) FAD+

(E) FADH

53. Un hombre de 20 aos presenta dolor derodillas. El dolor empez despus de sufrir unplacaje jugando al futbol. Las pruebas de ima-gen revelan la existencia de una rotura del cart-lago,

manual amir - 3° edición - bioquimica

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