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bioquimica 1 21 gy siuagcrt014 cbenpanR 10, 2016 47 pagos Bioquímica y medicina Robert Murray, MD, PhD ObjetivOs Después de estudiar este capítulo, usted debe ser capaz de: PACE 1 oral to View nut*ge p lo Explicar de qué trata la bioquímica y valorar su papel fundamental en las ciencias de la vida. Entender la relación de la bioquímica con la salud y la enfermedad, para entender su papel en la medicina. estos propósitos; algunas de ellas se resumen en el cuadro 1-1.

Otros objetivos de la bioquímica son ayudar a entender los orígenes de la vida sobre la Tierra, e integrar el conocimiento ioquímico en aras de mantener la salud y entender las enfermedades y tratarlas con eficacia. el conocimiento de la bioquímica es esencial para todas las ciencias de la vida La bioquímica de los ácidos nucleicos ocupa un lugar funda mental justo en el corazón de la genética; a su vez, el uso de métodos genéticos ha sido crucial para dilucidar muchas áreas de la bioquímica. La biología celular se halla en estrecha corre lación con la bioquímica.

La fisiología, el estudio de la función del cuerpo, se superpone con la bioquímica casi por completo. En la inmunología se emplean

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muchas técnicas bioquímicas, y umerosos métodos inmunológicos han encontrado amplio uso por parte de los bioquímicos. La farmacología y la farmacia se fundamentan en un sólido conocimiento de la bioquímica y la fisiología, en particular, casi todos los fármacos son metaboliza dos mediante reacciones catalizadas por enzimas. Los venenos actúan sobre reacciones o procesos bioquímicos; éste es el tema de estudio de la toxicología.

Los métodos bioquímicos cada vez reciben un uso más amplio en la investigación relacionada con los aspectos básicos de la patología (el estudio de la enferme dad), como la inflamación, la lesión celular y el cáncer. Muchos investigadores en microbiología, zoología y botánica emplean métodos bioquímicos de manera casi exclusiva. Estas relaciones no sorprenden, porque la vida, como se le conoce, depende 2 OF manera casi exclusiva. Estas relaciones no sorprenden, porque la vida, como se le conoce, depende de reacciones y procesos bioquímicos.

De hecho, las antiguas barre ras entre las ciencias de la vida están derrumbándose y la bioquí mica está llegando a ser, cada vez de manera más frecuente, su lenguaje común Una relación recíproca entre la bioquímica y la medicina ha estimulado avances mutuos Las dos preocupaciones más importantes para los investiga dores en las ciencias de la salud —y en particular para los mé dicos— son tanto el entendimiento y el mantenimiento de la salud, como la comprensión y el tratamiento eficaz de las en fermedades.

La bioquímica tiene enormes repercusiones so bre estas dos preocupaciones fundamentales de la medicina. De hecho, la interrelación de la bioquímica y la medicina es una http://booksmedicos. org 01 Murray_C01 . indd 11/15/12 12:04 PM 2 CAPÍWLO Bioqu[mica y medicina CIJaDRO 1—1 Los principales métodos y preparaciones usados en laboratorios bioquímicos Métodos para separar y purificar las biomoléculas 1 Fraccionamiento de sal (p. ón de proteínas con 3 OF sulfato estructuras biomoleculares Análisis elemental Espectroscopia con luz ultravioleta (uV), visible, infrarroja y con resonancia magnética nuclear (NMR) uso de hidrólisis en ácido o alcalina para degradar la biomolécula en estudio hacia sus constituyentes básicos uso de un conjunto de enzimas de especificidad conocida para degradar la biomolécula en estudio (p. ej. , proteasas, nucleasas, glucosidasas) Espectrometría de masa Métodos de secuenciación específicos (p. ej. para proteínas y ácidos nucleicos) ristalografía con rayos X Preparaciones para estudiar procesos bioquímicos Animal entero (incluye animales transgénicos y con deleciones de gen) Órgano perfundido aislado corte de tejido células enteras Homogeneizado organelos celulares aislados Subfraccionamiento de organelos Metabolitos y enzimas purificados Genes aislados (incluso reacción en cadena de polimerasa y mutagénesis dirigida hacia sitio) casi todos estos métodos son idóneos para analizar los componentes presentes en homogeneizados de células y en otras preparaciones bioquímicas.

El uso secuencial de varias técnicas por lo general permitirá la urificación de casi todas las biomoléculas. E-l lector enc les en libros sobre 4 métodos de investigación se muestran algunos ejemplos de esta avenida de dos direcciones. Por ejemplo, el conocimiento de la estructura y la función de las proteínas fue necesario para dilucidar la diferen Cla bioquímica única entre la hemoglobina normal y la de células falciformes.

Por otra parte, el análisis de la hemoglobina de células falciformes ha contribuido de manera significativa al en tendimiento de la estructura y la función tanto de la hemoglo bina como de otras proteínas normales. Cabria citar ejemplos nálogos de beneficio recíproco entre la bioquímica y la medici na para los otros incisos pareados que muestra la figura 11 .

Otro ejemplo es la investigación pionera de Archibald Garrod, médlco que ejerció en Inglaterra a pnncpios del siglo xx, quien estudió a pacientes con diversos trastornos hasta cierto punto raros (alcaptonuria, albinismo, cistinuria y pentosuria; los cua les se describen en capítulos posteriores), y estableció que estas enfermedades estaban determinadas por mecanismos genéticos. Garrod designó a estas enfermedades como errores congénitos del metabolismo (metabolopatías); sus ideas proporcionaron n importante fundamento para el desarrollo de la genética bio química humana.

Los esfuerzos más recientes por entender la base de la enfermedad genética conoclda como hipercolesterolemia familiar, que origina aterosclerosis grave a una edad temprana, han llevado a alcanzar un avance evidente del enten dimiento de los receptores celulares y de los mecanismos de cap tación del colesterol hacia las células. Los estudios de oncogenes y genes supresores de tumor en células cance OF colesterol hacia las células. Los estudios de oncogenes y genes supresores de tumor en células cancerosas han dirigido a atención hacia los mecanismos moleculares comprendidos en el control del crecimiento celular normal.

Tales ejemplos y mu chos otros recalcan la manera en que el estudio de la enferme dad llega a abrir áreas de la función celular para investigación bioquímica básica. La relación entre medicina y bioquímica tiene inferencias importantes para la primera. Mientras el tratamiento médico esté fundamentado con firmeza en el conocimiento de la bioquí mica y otras ciencias básicas, la práctica de la medicina tendrá una base racional capaz de adaptarse para dar cabida al nuevo conocimiento.

Esto contrasta con cultos de salud no ortodoxos y con al menos algunas prácticas de “medicina alternativa” que a menudo están fundamentadas en poco más que mitos e ilusio nes y, por lo general, carecen de base intelectual alguna. La bioquímica es un área importante de la ciencia. Las mu chas maneras en las cuales la ciencia es importante para los médicos (al igual que para otros trabajadores del cuidado de la salud o de la biolog(a, sea dedicados a seres humanos o a anima les) han sido bien expresadas en un artículo escrito por Cooke (2010). Incluyen. ) ofrecer un entendimiento fundamental con ase en el cual debe construirse el ejercicio profesional, ii) esti mular la curiosidad y crear los hábitos científicos que son esen ciales para el aprendizaje continuo durante toda la carrera de un profesional, iii) mostrar de qué modo se ha adquirido el conoci miento actual y V) reca 6 OF miento actual y Ñ’) recalcar la inmensidad de lo que aún se des conoce. Por supuesto, es vital que la aplicación de la ciencia para ayudar al paciente se practique con humanidad y con los están dares éticos más altos.

LOS pRocesos bioquímicos NORmaLes SON La base De saLUD La Organización Mundial de la Salud (OMS) define a la salud omo “el estado de completo bienestar físico, mental y social, y no tan sólo la ausencia de enfermedad”. Desde un punto de vista estrictamente bioquímico, cabe considerar a la salud como aquella situación en la cual las muchas miles de reacciones 01 Murray_C01 . indd 2 CAP[WLO I Bioqu[mica Ácidos nucleicos Enfermedades genéticas Proteínas Lípidos OF con la supervivencia máxima del organismo en el estado fisiológico.

Sin embargo, se trata de un punto de vista en extremo reduccionista; debe quedar de manl fiesto que el culdado de la salud de los pacientes no sólo requie e un amplio conocimiento de los principios biológicos, sino también de principios psicológicos y sociales. La investigación bioquímica tiene repercusiones sobre la nutrición y la medicina preventiva Un prerrequisito importante para el mantenimiento de la salud es la ingesta óptima de diversas sustancias químicas en la dieta, entre las cuales destacan vitaminas, algunos aminoácidos, cier tos ácidos grasos, diversos minerales y agua.

Dado que gran parte del tema de estudio tanto de la bioquímica como de la nutrición comprende diversos aspectos de estas sustancias quí micas, hay una estrecha relación entre ambas ciencias. Más aún, se está haciendo hincapié en los intentos sistemáticos por man tener la salud y prevenir la enfermedad, esto es, en la medicina preventiva, asi que se observa un énfasis en los métodos nutri cionales para —por ejemplo— tratar la prevención de ateroscle rosis y cáncer.

El entendimiento de la nutrición depende en gran medida del conocimiento sobre bioquímica. del campo de la bioquímica clínica, que se relacionan principal mente con el uso de pruebas bioquímicas para ayudar al diagnós tico de enfermedad, y al manejo general de pacientes que presentan diversos trastornos. El capítulo 57 ayuda además a ilustrar la re lación entre bioquímica y enfermedad al comentar con cierto detalle aspectos bioquímicos de 1 6 casos médlcos diferentes. OF y enfermedad al comentar con cierto detalle aspectos bioquímicos de 16 casos médicos diferentes. Algunos de los principales desafíos que encaran la medicina y las ciencias de la salud relacionadas también se esbozan muy brevemente al final del capítulo 57. Al abordar estos desafíos, los estudios bioquímicos ya se entrelazan, y seguirán haciéndolo, con estudios en varias otras disciplinas, como genética, biología elular, inmunología, nutrición, patología y farmacología.

Mu chos bioquímicos están muy interesados en contribuir a hallar soluciones de temas clave, como la manera en que puede asegu rarse la supervivencia del género humano, y en educar al público para apoyar el uso del método cientiTico en la resolución de pro blemas importantes (p. ej. , ambientales y de otros tipos) que con fronta la humanidad. CIJaDRO 1—2 Principales causas de enfermedadesl 1 . Agentes físicos: traumatismo mecánico, extremos de temperatura, cambios repentinos de la presión atmosférica, radiación, descarga eléctrica. Agentes químicos, incluso fármacos: ciertos compuestos tóxicos, fármacos terapéuticos, etcétera. Casi todas las enfermedades, y tal vez todas, tienen una base bioquímica Se cree que casi todas las enfermedades, si no es que todas, son manifestaciones de anormalidades de moléculas, reacciones quí micas o procesos bioquímicos. En el cuadro 1-2 se listan los principales factores que causan enfermedades en animales y seres humanos. Todos ellos afectan una o más reacciones químicas o moléculas cruciales en el cuerpo. En este libro se encontrarán muchos ejemplos de la base bioquímica de enferme ruciales en el cuerpo.

En este libro se encontrarán muchos ejemplos de la base bioquímica de enfermedades. En casi todos estos padecimientos, los estudios bioquímicos contri buyen tanto al diagnóstlco como al tratamiento. En el cuadro 561 se resumen algunos usos importantes de las investigaciones bioquímicas y de análisis de laboratorio en relación con enfermedades. En el capítulo 56 se describen muchos aspectos 3. Agentes biológicos: virus, bacterias, hongos, formas superiores de parásitos. 4. Falta de oxigeno: pérdida del aporte sangu(neo, disminución de la capacidad transportadora de oxigeno de la sangre, nvenenamiento de las enzimas oxidativas. . trastornos genéticos: congénitos, moleculares. 6. Reacciones inmunitarias: anafilaxia, enfermedad autoinmunitaria. 7. Desequilibrios nutricionales: deficiencias, excesos. 8. Desequilibrios endocrinos: deficiencias o excesos hormonales. Nota: todas las causas listadas actúan al influir sobre los diversos mecanismos bioquímicos en la célula o en el cuerpo. Fuente: adaptado, con autorización, de Robbins SI, cotram RS, Kumar V: The Pathologic gasis of Disease, 3rd ed. Saunders, 1984. copyright O 1984 Eisevier Inc. con autorización de Elsevier. 01 Murray_C01 . indd 3

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