Si existe un daño en las mitocondrias de una persona ¿cuál de los siguientes procesos se verían directamente afectados?, explíquelos brevemente:

a) Glucólisis

La glucólisis tiene lugar en el fluido citoplasmático de la célula, fuera de las mitocondrias y no requiere la presencia de oxigeno. Por esta razón, se dice que la degradación glucolítica de la glucosa es anaeróbica.

La glucólisis produce dos moléculas de ATP directamente y dos moléculas de NADH. Estas moléculas de NADH, producidas en el citoplasma, no pueden cruzar la membrana interna de la mitocondria, pero otras moléculas transfieren los electrones contenidos en el NADH al interior de la mitocondria.

Debido a que la glucólisis no es un proceso aeróbico, es decir que no requiere de oxigeno para su desarrollo, y además se lleva a cabo en el citoplasma; no se vería afectado por el daño mitocondrial.

b) Ciclo de krebs

El ciclo de krebs que tiene lugar dentro de las mitocondrias, completa la ruptura de la glucosa al descomponer un derivado del acido pirúvico hasta dióxido de carbono. Produce dos moléculas de ATP, seis de NADH y dos de FADH2, o un total de 24 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

El ciclo de Krebs ocurre en la matriz de las mitocondrias, por lo tanto se vería afectado ante un daño mitocondrial.

c) Transporte de electrones

El sistema de transporte de electrones conocido también como cadena de transporte de electrones o cadena respiratoria, se localiza en la membrana mitocondrial interna. Esta formado por varios complejos de proteínas grandes y por dos pequeños componentes independientes, la ubiquinona y el citocromo c.

Las células de todos los eucariotas contienen orgánulos intracelulares conocidos con el nombre de mitocondrias que producen ATP. Las fuentes de energía como la glucosa son inicialmente metabolizados en el citoplasma y los productos obtenidos son llevados al interior de la mitocondria donde se continua el catabolismo usando rutas metabólicas que incluyen el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, la beta oxidación de los ácidos grasos y la oxidación de los aminoácidos. El resultado final de estas rutas es la producción de dos donadores de electrones: NADH y FADH2. Los electrones de estos dos donadores son pasados a través de la cadena de electrones hasta el oxígeno, el cual se reduce para formar agua. Esto es un proceso de múltiples pasos que ocurren en la membrana mitocondrial interna. Entonces al verse afectada la membrana mitocondrial, se ve afectado también el transporte de electrones.

d) Fosforilación oxidativa

La fosforilación oxidativa atrapa la energía en la forma de ATP de alta energía. Para que la fosforilación oxidativa continúe, se deben reunir dos condiciones principales. Primero, la membrana mitocondrial interna debe estar físicamente intacta de tal manera que los protones solamente puedan re-ingresar a la mitocondria por el proceso que esta acoplado a la síntesis de ATP. Segundo, se debe desarrollar una concentración alta de protones fuera de la membrana mitocondrial interna.

La energía del gradiente de protones se conoce con el nombre de potencial quimioosmotico, o fuerza motil de protones (PMF). Este potencial es la suma de las diferencias de concentración de protones a través de la membrana y de la diferencia en la carga eléctrica a través de la membrana. Los dos electrones del NADH generan un gradiente de 6 protones. Así, la oxidación de un mol de NADH lleva a una disponibilidad de PMF con una energía libre de aproximadamente –31,2 kcal (6 x –5,2 kcal). La energía del gradiente se utiliza para la síntesis de ATP cuando los protones se transportan siguiendo su gradiente termodinámico dentro de la mitocondria.

Los electrones regresan a la matriz mitocondrial a través de la proteína de membrana denominada ATP sintasa (o complejo V). La sintasa de ATP es complejo proteico compuesto de múltiples subunidades que se une al ADP y al fosfato inorgánico en su sitio catalítico, y que requiere un gradiente de protones para su actividad. La ATP sintasa esta compuesta de 3 fragmentos: F0, que se localiza en la membrana; F1, que protruye desde la membrana mitocondrial interna hacia la matriz mitocondrial; y la proteína que le confiere sensibilidad a la oligomicina (OCSP), que conecta los fragmentos F0 y F1. Cuando la membrana mitocondrial esta dañada, es permeable a los protones, la reacción de la ATP sintasa es activa pero en la dirección reversa y actúa como una hidrolasa de ATP o ATPasa.

e) Fermentación

En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.

BIBLIOGRAFÍA

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· Principios de Anatomía y Fisiología. Novena Edición, Gerar J. Tortora- Sandra Reynolds Grabowski. Pág. 86 – 87

LINKOGRAFÍA

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· http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/mitocondria.html

· http://es.wikipedia.org/wiki/Fermentaci%C3%B3n

·http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/oxidative-phosphorylation-sp.html http://mediateca.educa.madrid.org/reproducirFS.php?id_video=oa267ythtai3otfd

ADN Mitocondrial. Aplicaciones en Medicina Forense. Mitocondriopatías

La mitocondria es un organelo con doble membrana que cumple una función central en la producción de ATP; se le conoce comúnmente como “generador” de la célula.

La matriz mitocondrial o mitosol contiene menos moléculas que el citosol, aunque contiene iones, metabolitos a oxidar, ADN circular bicatenario muy parecido al de las bacterias, ribosomas tipo 70S similares a los de bacterias, llamados mitorribosomas, que realizan la síntesis de algunas proteínas mitocondriales, y contiene ARN mitocondrial; es decir, tienen los orgánulos que tendría una célula procariota de vida libre. En la matriz mitocondrial tienen lugar diversas rutas metabólicas clave para la vida, como el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de los ácidos grasos; también se oxidan los aminoácidos y se localizan algunas reacciones de la síntesis de urea y grupos hemo.

Funciones de la Mitocondria:

Los nutrientes se escinden en el citoplasma celular para formar ácido pirúvico que penetra en la mitocondria. En una serie de reacciones, parte de las cuales siguen el llamado ciclo de Krebs o del ácido cítrico, el ácido pirúvico reacciona con agua para producir dióxido de carbono y diez átomos de hidrógeno. Estos átomos de hidrógeno se transportan hasta las crestas de la membrana interior a lo largo de una cadena de moléculas especiales llamadas coenzimas. Una vez allí, las coenzimas donan los hidrógenos a una serie de proteínas enlazadas a la membrana que forman lo que se llama una cadena de transporte de electrones.

La cadena de transporte de electrones separa los electrones y los protones de cada uno de los diez átomos de hidrógeno. Los diez electrones se envían a lo largo de la cadena y acaban por combinarse con oxígeno y los protones para formar agua.


La energía se libera a medida que los electrones pasan desde las coenzimas a los átomos de oxígeno y se almacena en compuestos de la cadena de transporte de electrones. A medida que éstos pasan de uno a otro, los componentes de la cadena bombean aleatoriamente protones desde la matriz hacia el espacio comprendido entre las membranas interna y externa. Los protones sólo pueden volver a la matriz por una vía compleja de proteínas integradas en la membrana interior. Este complejo de proteínas de membrana permite a los protones volver a la matriz sólo si se añade un grupo fosfato al compuesto difosfato de adenosina (ADP) para formar ATP en un proceso llamado fosforilación.

El ATP se libera en el citoplasma de la célula, que lo utiliza prácticamente en todas las reacciones que necesitan energía. Se convierte en ADP, que la célula devuelve a la mitocondria para volver a fosforilarlo.

Entonces podemos decir que la mitocondria tiene como funciones:

• Oxidación de metabolitos (ciclo de Krebs, beta-oxidación de ácidos grasos)
• Obtención de ATP mediante la fosforilación oxidativa.
• También sirve de almacén de sustancias como iones, agua y algunas partículas como restos de virus y proteínas.
• La principal función de las mitocondrias es generar energía para mantener la actividad celular mediante procesos de respiración aerobia.

Si la mitocondria se daña puede ocasionar enfermedades ya que el ADN mitocondrial humano contiene información genética para 13 proteínas mitocondriales y algunos ARN; no obstante, la mayoría de las proteínas de las mitocondrias proceden de genes localizados en el ADN del núcleo celular y que son sintetizadas por ribosomas libres del citosol y luego importadas por el orgánulo. Se han descrito más de 150 enfermedades mitocondriales, como la enfermedad de Luft o la neuropatía óptica hereditaria de Leber. Tanto las mutaciones del ADN mitocondrial, como del ADN nuclear dan lugar a enfermedades genéticas mitocondriales, que originan un mal funcionamiento de procesos que se desarrollan en las mitocondrias, como alteraciones de enzimas, ARN, componentes de la cadena de transporte de electrones y sistemas de transporte de la membrana interna; muchas de ellas afectan al músculo esquelético y al sistema nervioso central.

El ADN mitocondrial puede dañarse con los radicales libres formados en la mitocondria; así, enfermedades degenerativas relacionadas con el envejecimiento, como la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y las cardiopatías pueden tener relaciones con lesiones mitocondriales.

Investigación reciente sobre la mitocondria

Las mitocondrias se utilizan para buscar los ancestros de organismos que contienen células eucarióticas. Entre los mamíferos, las mitocondrias tienden a seguir una pauta de herencia materna.

Cuando una célula se divide, las mitocondrias se reproducen con independencia del núcleo. Las dos células hijas formadas después de la división reciben cada una la mitad de las mitocondrias. Cuando el espermatozoide fecunda al óvulo, sus mitocondrias quedan fuera del huevo. El cigoto fecundado hereda sólo las mitocondrias de la madre. Esta herencia materna crea un árbol familiar que no se ve afectado por la recombinación de genes que tiene lugar entre el padre y la madre.

Una comparación reciente de muestras de mDNA humano sugiere que la humanidad desciende de una mujer que vivió en África hace entre 140.000 y 290.000 años. Muestras genéticas tomadas de grupos étnicos africanos, asiáticos, australianos, europeos y de Nueva Guinea han revelado un número específico de tipos de mDNA. La comparación de estos tipos ha permitido a los científicos construir un árbol genealógico que sugiere que los distintos grupos empezaron probablemente a evolucionar por separado. En este árbol, el mDNA africano ocupa la rama más larga y antigua y de ella brotan los demás grupos étnicos. Probablemente había muchas otras mujeres vivas en la época de la llamada Eva mitocondrial, pero sus líneas de herencia materna se han extinguido. Esto ocurre habitualmente cuando una generación de una familia no produce ninguna hija.

El análisis de mDNA se aplica también en investigación forense. Recientemente se ha establecido la identidad de unos esqueletos atribuidos a Nicolás II, último zar de Rusia, y a su familia utilizando mDNA. El obtenido de un pariente vivo de la familia del zar resultó ser idéntico al encontrado en los restos de Alejandra de Rusia, esposa de Nicolás, y en tres de sus hijos. Como el mDNA se hereda por línea materna, el del esqueleto del zar no coincidía con el hallado en los restos de la zarina y de sus hijos.

Según investigaciones recientes, unas pocas enfermedades heredadas por línea materna son imputables a defectos del mDNA, entre ellas algunas patologías neuromusculares y ciertas formas de diabetes mellitus.

Fisiopatología de la Lesión Medular

El trauma raquimedular abarca simultáneamente las meninges, los vasos sanguíneos y el tejido nervioso.

Las características del trauma son multifacéticas y se pueden relacionar con los siguientes cuatro aspectos:

• Cambios morfológicos de la médula
• Hemorragia y daño vascular
• Cambios estructurales en la sustancia gris y blanca
• Respuesta bioquímica secundaria al trauma.

En la mayoría de las lesiones medulares, la dura y la aracnoides permanecen intactas. Las arterias espinales anterior y posterior usualmente son respetadas. Sin embargo, aun con grados moderados de trauma, pequeños vasos intramedulares pueden ser lesionados, lo cual produce hemorragia y lesión tisular; la disrupción traumática de estos vasos produce disminución del flujo tisular, lo cual conduce a necrosis hemorrágica de la sustancia gris central y a cambios vasculares y quísticos que se extienden a la sustancia blanca. Las alteraciones ultraestructurales consisten en la apertura de las pequeñas uniones del endotelio vascular, separación del endotelio de su membrana basal y acumulación de numerosos trombos de plaquetas. Estas alteraciones llevan a extravasación de proteínas y edema. Cambios similares no se han encontrado en la sustancia blanca. Dos aspectos deben tenerse siempre presentes:

• Los cambios patológicos primarios son secundarios a una alteración de la microcirculación
• Puede ocurrir alguna reacción metabólica lesiva después del trauma.

Lesiones más comunes de la médula espinal

Las lesiones de la médula espinal se producen debido a accidentes de tránsito, caídas desde altura. La mayor parte de las lesiones de la columna vertebral no afectan su estabilidad intrínseca, porque la médula espinal y las raíces nerviosas están adecuadamente protegidas. Fuerzas de mayor magnitud y especialmente aquellas con un elemento de torsión llevan a rupturas ligamentosas y lesión o desplazamiento óseo. En estas lesiones la médula espinal puede ser sobreestirada rasgada o dañada por choque directo con el hueso. Estas fuerzas externas son modificadas por factores internos, tales como la fortaleza del hueso, los ligamentos y si los músculos están "en guardia" anticipando el golpe.

Los sitios más comunes para las lesiones de fractura dislocación son las uniones C5-C6, C6-C7 y D12-L1. Las regiones torácicas superior y lumbar inferior se encuentran relativam3ente protegidas de lesiones.

De acuerdo al nivel de la lesión se clasificarán como paraplejía o cuadriplejía. La paraplejía es una parálisis de las extremidades inferiores de todo el tronco o una porción de él. Cuando se afectan también los brazos se utiliza el término cuadriplejía. La dislocación fractura de la columna cervical es el resultado de una flexión repentina o violenta o con menor frecuencia de una extensión o de fuerzas rotativas u horizontales. La dislocación fractura vertebral puede derivar de un golpe directo o de lesiones de aceleración.

Las fracturas dislocaciones toracolumbares son más frecuentes al nivel de D12-L1 y siguen a una flexión violenta tal como la que se produce en una caída de altura. En este caso la fuerza inicial puede golpear el calcáneo con probabilidad de fracturar estos segmentos óseos, tras lo cual la fuerza resultante provoca un suficiente grado de flexión en la unión toracolumbar para producir una fractura dislocación.

Cambios que ocurren después de la lesión inicial.

Algunas veces la médula espinal está únicamente inflamada después de la lesión inicial. Cuando la inflamación cede, los nervios pueden comenzar a trabajar otra vez. Por ahora no existe ningún examen, si hay alguno, para saber cuantos nervios pueden comenzar a trabajar otra vez. Entre más tiempo pase sin evidente mejoría, es menos probable que pueda ocurrir alguna mejoría. Si hay alguna leve mejoría en la función, entonces existe notablemente mayor esperanza. Esto no garantiza que una mayor recuperación pueda ocurrir.

Algunas personas tienen movimientos involuntarios, como temblores o movimientos nerviosos. Estos movimientos son nombrados espasmos. Los espasmos no son un signo de recuperación. Un espasmo ocurre cuando un mensaje equivocado desde un nervio causa que un músculo se mueva. Frecuentemente las personas no pueden controlar este movimiento.

Además del movimiento y sensación, una lesión en la médula espinal afecta otras funciones del cuerpo. Los pulmones, intestinos y vejiga urinaria pueden no trabajar de la misma manera que ocurría antes de la lesión. También ocurren cambios en la función sexual. Durante la rehabilitación, el equipo médico enseña a las personas con una lesión en la médula espinal, nuevas formas para llevar a cabo sus funciones corporales.

Traumatismo Vértebro Medular en Pediatría

El traumatismo vértebro medular-TVM es la lesión ósea vertebral con o sin lesión mielo-radicular o viceversa, producida por aceleración o deceleración, generalmente de manera accidental. Por lo que es muy frecuente su atención en los servicios de emergencia general, de donde son o deben ser transferidos a centros de atención neuroquirúrgica especializada en el primer día del evento.

Se excluyen en el presente protocolo los casos de malformaciones congénitas de la columna vertebral.

El TVM en niños, que tienen médula espinal inmadura es infrecuente; siendo la deformidad esquelética post TVM más frecuente en niños, que en adultos.

Tratamientos biológicos, una respuesta adaptada para cada paciente

Por la Dra. Ana Ageitos, servicio de Oncología Hospital Quirón Madrid

La bioterapia puede ser efectiva por sí sola o en combinación con la cirugía, quimioterapia o radioterapia. Se denominan modificadores de la respuesta biológica (MRB) a los agentes cuyo mecanismo de acción causa una respuesta biológica propia del individuo. Estos compuestos actúan de diferentes maneras: aumentan las defensas del huésped, incrementan la respuesta antitumoral individual, elevan la respuesta del individuo usando células tumorales modificadas o vacunas, interfieren con los factores de crecimiento producidos por las células tumorales y se unen a las células tumorales causando su muerte.

Los modificadores de la respuesta biológica se conocen desde hace más de 40 años, como la vacuna contra la tuberculosis en el melanoma y el carcinoma de vejiga. En la actualidad, los avances en biología tumoral han permitido la aparición de nuevos agentes biológicos con eficacia clínica probada.

Asocian enfermedades cardíacas a contaminación del aire, según AHA

Las personas expuestas a la contaminación del aire enfrentan un alto riesgo de ataques cardíacos, derrames y una muerte por problemas cardiovasculares, según adviertió el lunes la Asociación Estadounidense del Corazón (AHA, siglas en inglés).

La AHA apuntó a las partículas finas como la amenaza más evidente, ya que debido a su pequeño tamaño tienen más posibilidades de infiltrarse incluso en la más pequeña de las vías respiratorias.

Las partículas finas, llamadas PM 2.5 por los científicos ya que tienen un diámetro de 2,5 micrometros o menor, es el tipo de contaminación atmosférica que puede causar enfermedades cardiovasculares, indicó la AHA en un informe sobre la contaminación del aire.

"Al parecer las partículas finas incrementan directamente el riesgo al provocar eventos en individuos suceptibles en un periodo de horas o días de un creciente nivel de exposición, incluso entre aquellos que de otra forma podrían estar sanos por años", indicó en el último anuncio de la AHA el jefe del informe, el doctor Robert D. Broook.

"La creciente evidencia también muestra que una exposición al PM 2,5 a largo plazo, en un periodo de un par de años, puede conducir a un incremento en los riesgos a la salud", agregó el doctor.

Como resultado, las partículas finas "deberían ser reconocidas como un 'factor modificable' que contribuye a la morbilidad y mortalidad cardiovascular", según el reporte de la AHA.

Aquellos que tienen más riesgo frente a la exposición del PM 2,5 son los ancianos, personas con enfermedades cardíacas y posiblemente aquellos con diabetes, según el reporte.

Las mayores fuentes de PM 2,5 incluyen la quema de combustible fósil de la industria, el tráfico vehicular y la generación eléctrica, según la información.

Factores que contribuyen a la obesidad

La actividad regular previene un 80% de casos de hipertensión, enfermedades cardiovasculares y hasta un 90% de diabetes mellitus y 30% de cánceres.

Alimentos como las hamburguesas, galletas, chocolates y el pan siempre han estado presentes en nuestra alimentación, la diferencia es la forma de consumirlos, antes se hacia en porciones adecuadas y con actividad física incluida.

Sin embargo, desde que la obesidad se ha convertido en un problema de salud pública se insiste que el alimento es la principal causa de esta enfermedad, sin considerar que el otro 50% de responsabilidad está en la vida inactiva que llevan las personas.

Hoy el mundo nos ofrece la gran tecnología que nos ayuda mucho pero que también nos hace más sedentarios y, por ende, propensos a la obesidad. Demos un repaso a nuestra vida diaria:

- Se usa el control remoto en lugar de pararse para cambiar de canal.

- Ya no se camina hacia el correo porque tiene el correo electrónico.

- Antes movía los brazos para bajar o subir las ventanas del auto, ahora aprieta un botón y la ventana sube sola.

- Para cambiar de estación en la radio del auto antes estiraba el brazo, ahora todos los controles están en el timón.

- De chicos jugábamos 3 horas diarias en el parque, hoy gracias a la tecnología los niños juegan 3 horas sentados frente al computador moviendo solo los dedos índice y pulgar.

Bajo estas condiciones de sedentarismo, no importa si el régimen es saludable o no porque los riesgos de enfermedad son los mismos. La OPS sugiere que una persona delgada y sedentaria tiene riesgo de enfermedad mayor que una persona con problemas de peso pero que es activo.

La actividad regular previene un 80% de casos de hipertensión, enfermedades cardiovasculares y hasta un 90% de diabetes mellitus y 30% de cánceres.

Según MINSA (2009), en el mundo, las enfermedades crónicas no transmisibles (cáncer, enfermedades del corazón, diabetes y enfermedades crónicas de las vías respiratorias) son responsables del 60% de la mortalidad y, en el Perú, del 38%.

El tratamiento principal de muchas de estas enfermedades crónicas es la actividad física y el ejercicio, más allá del farmacológico y el dietario, la prevención de estas y otras enfermedades como el cáncer se basan en un estilo de vida saludable con actividad física.

Enfermedades Cardiovasculares

•Las ECV son la principal causa de muerte en todo el mundo. Cada año mueren más personas por ECV que por cualquier otra causa.

•Se calcula que en 2005 murieron por esta causa 17,5 millones de personas, lo cual representa un 30% de todas las muertes registradas en el mundo; 7,6 millones de esas muertes se debieron a la cardiopatía coronaria, y 5,7 millones a los AVC.

•Las muertes por ECV afectan por igual a ambos sexos, y más del 80% se producen en países de ingresos bajos y medios.

•Se calcula que en 2015 morirán cerca de 20 millones de personas por ECV, sobre todo por cardiopatías y AVC, y se prevé que sigan siendo la principal causa de muerte.

¿Qué son enfermedades cardiovasculares?

Enfermedades cardiovasculares se refiere a todo tipo de enfermedades relacionadas con el corazón o los vasos sanguíneos (arterias y venas). Este término técnicamente se refiere a cualquier enfermedad que afecte al sistema cardiovascular (usado en MeSH), es utilizado comúnmente a aquellos relacionados con la ateroesclerosis (enfermedades en las arterias). Estas condiciones tienen causas, mecanismos, y tratamiento similares. En la práctica, las enfermedades cardiovasculares son tratadas por cardiólogos, cirujanos torácicos, cirujanos vasculares, neurólogos, y radiólogos de intervención, dependiendo del sistema del órgano tratado. Existe un considerable enlace entre estas especialidades, y es común para ciertos procesos que estén diferentes especialistas en el mismo hospital.

Tipo de enfermedades cardiovasculares

- Aneurisma

- Angina

- Ateroesclerosis

- Accidente cerebro vascular apoplejía

- Enfermedades cerebro vasculares

- Insuficiencia cardíaca congestiva

- Enfermedad de la Arteria Coronaria

- Infarto agudo de miocardio (Ataque de Corazón)

- Enfermedad vascular periférica