organelos citoplasmaticos y oligoelementos

Orgmulos Citoplasmticos y Oligoelementos

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA CURSO: HISTOLOGIA TEMA: OGANULOS CITOPLASMATICOS OLIGOELEMENTOS PROFESORA: Med. Ciruj. GERALDINA PAREDES BOTTONI ALUMNOS: ANICAMA MENDOZA, KARENT BRAVO CHIRRE, PAMELA BARRUETO GALLEGOS, CLAUDIA HUACHO - PER 2007

UNJFSC EAP/MH Histologa


ORGNULOS CITOPLASMTICOS 1.1 MITOCONDRIAS Son orgnulos esfricos o alargados que tienen una anchura de 0.5 a 1.0 m y una longitud de hasta 10 m. Su distribucin en el interior de las clulas es variable, aunque tienden a acumularse en las zonas del citoplasma en las que el gasto energtico es mas intenso, por ejemplo, en el polo apical de las clulas ciliadas, en la pieza intermedia de los espermatozoides y en la parte basal de las clulas que transportan iones. Estos orgnulos transforman la energa que contienen los metabolitos citoplasmticos en energa fcilmente utilizable por la clula. Aproximadamente el 50% de esta energa esta almacenada en enlaces fosfato de ATP, o adenosintrifosfato, mientras que el 50% restante se disipa en forma de calor utilizado para el mantenimiento de la temperatura corporal. La actividad de la enzima ATPasa, que es abundante en las clulas, libera la energa almacenada en el ATP cuando la clula necesita para realizar un trabajo que puede ser osmtico, mecnico, elctrico, qumico o de otra naturaleza. Con el microscopio electrnico, las mitocondrias muestran una ultraestructura caracterstica. Estn constituidas por dos membranas. La membrana interna muestra proyecciones hasta el interior del orgnulo, las crestas mitocondriales. Estas dos membranas delimitan dos compartimientos. El localizado entre ambas membranas se denomina espacio intermembranoso. El otro compartimiento esta limitado por la membrana interna y contiene la matriz mitocondrial, un material finamente granular. En la mayor parte de las mitocondrias suelen tener un aspecto romo y se disponen como si fueran estantes; sin embargo las clulas que sintetizan esteroides, como las de las glndulas suprarrenales muestran adems crestas tubulares. Las crestas incrementan la superficie de la membrana interna de la mitocondria y contienen las enzimas y otros componentes de la fosforilacin oxidativa y del sistema de transporte de los electrones. La degradacin inicial de las molculas de glcidos, lpidos y protenas se realiza en el citosol. El producto final de estas vas extramitocondriales es el acetil-coenzima A, que se introduce en las mitocondrias y se combina con acido oxaloacetico para formar acido ctrico, iniciando as el ciclo del cido ctrico (ciclo de krebs). En este ciclo energtico hay varias reacciones de descarboxilacin que producen CO2 y cuatro pares de hidrogeno negativo que son extrados mediante reacciones especificas catalizadas por deshidrogenadas. Los



iones hidrgenos positivos reaccionan con oxigeno formando el agua a travs de la actividad de los citocromos a, b y c de la coenzima Q y de la citocromo oxidasa, el sistema de transporte de electrones (localizado en la membrana mitocondrial interna) libera energa que es capturada en tres puntos del sistema para formar ATP a partir de ADP y de fosfato inorgnico. En condiciones aerobias, la gluclisis extramitocondrial junto con el ciclo del acido ctrico y con sistemas de transporte de electrones originan 36 moles de ATP por cada mol de glucosa. Este rendimiento es 18 veces que el que se consigue mediante al gluclisis en condiciones anaerobias. Las partculas redondeadas de aproximadamente 9 nm de dimetro (denominadas partculas elementales u oxisomas) se une mediante un pedculo ala cara interna de la membrana mitocondrial interna y contienen las enzimas de la fosforilacin del ADP en el ATP utilizando fosfato inorgnico y energa. La cantidad de mitocondrias y el nmero de crestas por cada orgnulo son proporcionales al metabolismo energtico de las clulas. Las clulas que consumen mucha energa, tal como ocurre con las del msculo estriado cardiaco, tienen una gran cantidad de mitocondrias con un elevado nmero de crestas dispuestas de manera compacta. Entre las crestas mitocondriales hay una matriz amorfa rica en protenas que contienen una pequea cantidad de ADN y de ARN. El ADN de las mitocondriales de las mitocondrias aparece en forma de filamentos dobles y circulares, semejantes a los cromosomas de las bacterias. Las mitocondrias sintetiza estos filamentos y su duplicacin es independiente del ADN de l ncleo celular. Las mitocondrias contienen los tres tipos de ARN: ARN ribosmico (ARNr), ARN (ARNm) y ARN de transferencia (ARNt). Sin embrago sus ribosomas son mas pequeos que los del citosol, semejante a los de las bacterias. Las mitocondrias sintetizan protenas pero, debido a que la cantidad de ADN mitocondrial es pequea, solo se produce unas pocas protenas a nivel local. La mayora de las protenas se sintetiza en los polirribosomas libres que existen en el citosol. Estas protenas tienen una secuencia pequea de aminocidos que presenta una seal que indica su destino, y se transfiere alas mitocondrias por medio de un proceso que requiere energa



Capa mucosa del estmago. Las clulas de mayor tamao muestran abundantes mitocondrias en el citoplasma. Tambin se pueden observar los ncleos, localizados en el centro de estas clulas.

Labilidad estructural de las mitocondrias demostrada mediante microscopia electrnica. A) En la parte central de la microfotografa se observa una mitocondria con sus membranas, sus crestas (C) y su matriz (M). Tambin se pueden observar numerosas vesculas aplanadas correspondientes a retculo endoplasmtico rugoso (RER), con ribosomas en su superficie citoplsmica. B) Electromicrografa correspondiente al msculo estriado



esqueltico de un paciente con una miopata mitocondrial. Las mitocondrias estn muy modificadas (.echas) y muestran una distensin importante de la matriz (cabeza de flecha). I.2 RETICULO ENDOPLASMATICO El retculo endoplasmtico es una red intercomunicantes de vesculas ovoideas, vesculas redondeadas y tbulos formada por una membrana continua que delimita un espacio muy irregular, la vescula del retculo endoplasmtico. En algunas zonas, la superficie citoplasmtica (externa) de la membrana esta cubierta por polirribosomas que sintetizan protenas que son introducidas en las vesculas. Esta secuencia posibilita la distincin entre dos tipos de retculo endoplasmtico: rugoso y liso.

1.2.1 RETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSO El retculo endoplasmtico rugoso (RER) es abundante en las clulas especializadas en la secrecin de protenas, como las clulas acinares del pncreas (enzimas digestivas), los fibroblastos (colgeno) y las clulas plasmticas (inmunoglobulinas). El retculo endoplasmtico rugoso esta constituido por vesculas de configuracin sacular o aplanadas, limitadas por una membrana externa que se continua con la membrana externa de la membrana nuclear. La denominacin de retculo endoplasmtico rugoso se debe a la presencia de polirribosomas en al superficie citoslica de la membrana. La presencia de polirribosomas tambin proporciona una basofilia importante a esta variante del retculo endoplasmtico cuando se estudia con el microscopio ptico. La funcin de Sntesis de protenas, la lleva a cabo el retculo endoplasmtico, las protenas sern transportadas al Aparato de Golgi mediante vesculas de transicin donde dichas



protenas sufrirn un proceso de maduracin para luego formar parte de los lisosomas o de vesculas secretoras.

1.2.2. RETICULO ENDOPLASMATICO LISO El retculo endoplasmtico liso (RER) no tiene adheridos ribosomas y su membrana se dispone generalmente en forma de tbulos abundantes anastomosis. La membrana del retculo endoplasmtico liso se contina con la del retculo rugoso, si bien existen diferencias entre las molculas que constituyen ambas formas de membrana. El retculo endoplasmtico liso participa en diversos procesos funcionales segn cada tipo de clula. Por ejemplo en las clulas que producen esteroides (como la glndula suprarrenal), esta forma de retculo endoplasmtico ocupa una gran parte del citoplasma y contiene algunas de las enzimas necesarias para la sntesis de dichas hormonas. Tambin es abundante en las clulas del hgado, en las que es responsable de los procesos de conjugacin, oxidacin y mutilacin; estos procesos son necesarios para que las clulas puedan inactivar ciertas hormonas y neutralizar sustancias nocivas y toxicas, como los barbitricos y otros frmacos. Otra funcin importante en el retculo endoplasmtico liso es la sntesis de fosfolpidos para todas las membranas celulares. Las molculas de fosfolpidos son transferidos hacia las dems membranas: 1.- por medio de vesculas que se forman y se desplazan mediante protenas con funcin motora a lo largo de los microtbulos 2.- por comunicacin directa con el retculo endoplasmtico rugoso y 3.- por medio de las protenas de transporte de fosfolpidos.



En las clulas musculares estriadas, El retculo endoplasmtico liso recibe la denominacin de retculo sarcoplasmtico e interviene en el proceso de la contraccin muscular.

1.3 RIBOSOMAS Los ribosomas son pequeas partculas electrodensas que tienen unas dimensiones de 20 x 30 nm y que estn compuestas por cuatro tipos de ARN ribosmico, (ARNr) y por cerca de 80 protenas diferentes. Hay dos tipos de ribosomas: uno de ellos existentes en las clulas procariotas (bacterias), en los cloroplastos y en las mitocondrias, y el otro existente en todas las clulas eucariota. Ambos tipos de ribosomas estn constituidas por dos subunidades de tamao distintos, en las clulas eucariotas la mayor parte de ARN de ambas subunidades (ARNr) es sintetizado por el nucleolo. Todas las protenas son sintetizadas en el citoplasma, muestran migracin hacia el ncleo a travs de los poros nucleares y se asocian a los ARN. Debido a la presencia de numerosos grupos fosfatos en el ARNr, los ribosomas son basfilos. Por esta razn, las zonas del citoplasma ricas en ribosomas muestran una tincin intensa con los colorantes bsicos como el azul de metileno o el azul de toluidina. Estas zonas basfilas tambin se tien con la hematoxilina. Los polirribosomas son grupos de ribosomas unidos por una molcula de ARNm. El mensaje contenido en el ARNm es el cdigo para la secuencia de aminocidos en una molcula proteica que esta siendo sintetizada. Los ribosomas desempean un papel muy importante en la descodificacin o traduccin del mensaje para la sntesis de las protenas. Muchas protenas como las que se destinan al citosol, las mitocondrias y los peroxisomas, se producen en polirribosomas que permanecen aislados en el citosol. Los polirribosomas



traducen los ARNm que codifican las protenas que son segregadas en las vesculas del retculo endoplasmtico rugoso unidas a la membrana del retculo por el lado de las subunidades mayores de su ribosomas, cuando estn produciendo Ali protenas respectivas. Estas protenas pueden ser segregadas, tal como las enzimas de las glndulas salivales y del pncreas, o bien almacenadas en las clulas como ocurre con las enzimas de los lisosomas y de los grnulos de los leucocitos. Otras protenas como las protenas integrales de las membranas celulares, tambin se sintetizan en polirribosomas que se unen al retculo endoplasmtico rugoso.

Esquema tridimensional del retculo endoplasmtico rugoso, mostrando la sntesis de protenas I.3 EL COMPLEJO DE GOLGI

El aparato de Golgi, tambin denominado complejo de Golgi, est formado por sacos aplanados, vesculas densas y grandes vacuolas claras. Estos dos ltimos componentes pueden ser el resultado de la modificacin de los sacos aplanados. Es caracterstico que el complejo de Golgi, que se tie relativamente con tetrxido de osmio y sales de plata, tenga una localizacin, un tamao y un desarrollo caracterstico en cada estirpe celular, aunque puedan variar de acuerdo con el estado fisiolgico. El complejo de Golgi est relacionado con procesos de secrecin celular.



En la mayor parte de las clulas, el aparato de golgi se localiza en una determinada regin del citoplama. Sin embargo, en ciertos tipos celulares (como las nerviosas) se pueden encontrar en forma pequeos acumulos dispersos por el citoplasma. El complejo de golgi completa las modificaciones postraslacionales, empaqueta y prepara las molculas sintetizadas por las clulas dirigindolas principalmente hacia las vesculas de secrecin, a los lisosomas o a la membrana celular.



LOS LISOSOMAS Son pequeos sacos, de media micra aproximadamente, provistos de una membrana. Estn llenos de enzimas digestivas del grupo de las hidrolasas, por lo que se pueden considerar como paquetes de enzimas listas para actuar en el momento oportuno. Se piensa que estn emparentados con el retculo endoplsmico y con el complejo de Golgi. En las clulas que se alimentan por fagocitosis, la vacula digestiva se forma por la asociacin de uno o ms lisosomas con la vacuola primitiva o fagosama resultante de la ingestin de partculas. Durante el ayuno, las clulas animales utilizan parte de sus estructuras para obtener la energa que les permita subsistir. A tal fin forman una vacuola autofgica, en la que se lleva a cabo la digestin de algunas porciones del citoplasma y algunos orgnulos. Los lisosomas se forman a partir del Retculo endoplsmico rugoso y posteriormente las enzimas son empaquetadas por el Complejo de Golgi .



PEROXISOMAS Los peroxisomas son vesculas citoplsmica donde se llevan a cabo reacciones metablicas que producen perxido de hidrgeno (H2O2), conocido mejor como agua oxigenada, como subproducto. Al igual que las mitocondrias los peroxisomas utilizan grandes cantidades de oxigeno. El H2O2 se forma por un nmero diferente de enzimas que usan el oxgeno molecular, para oxidar sus respectivos sustratos. El H2O2 es altamente reactivo y txico, por lo que la funcin del peroxisoma sirve de proteccin a la clula. El H2O2 es rpidamente roto por la enzima catalasa. El peroxisoma tiene muchas funciones bioqumicas, las cuales varan de acuerdo al tipo de clula y el organismo donde se localiza. Todos los peroxisomas rompen grasas y aminocidos en molculas ms pequeas, que pueden ser usadas por la mitocondria para producir energa. Morfolgicamente, los peroxisomas estn rodeados por una membrana y a menudo contienen un centro cristalino. II. OLIGOELEMENTOS Los oligoelementos representan una fraccin minscula del peso del cuerpo humano, pero todos ellos son esenciales para la vida, generalmente porque resultan imprescindibles para la funcin de protenas especficas, incluidos los enzimas. Los oligoelemntos podemos dividirlos en dos partes: Macronutrientes formados por minerales como calcio, fsforo, hierro, azufre, magnesio, sodio, cloro, potasio, y micronutrientes formados por cobre, cobalto, manganeso, yodo, flor, cinc, molibdeno, cromo. 2.1 MACRONUTRIENTES 2.1.1 CALCIO El calcio es el mineral ms abundante en el organismo y bsicamente, todos los proceses orgnicos requieren este metal. Por ello, se han desarrollado mecanismos de control homeosttico delicadamente ajustados para mantener constantes las concentraciones sanguneas de calcio, como lo han hecho los mecanismos celulares complejos para controlar el movimiento intracelular de calcio. Desde hace mucho tiempo se relaciona a la osteoporosis con el bajo consumo de este catin y, recientemente, se han establecido varias relaciones "nuevas entre el calcio alimentario y una salud ptima. En los huesos le calcio se encuentra en forma de sales, hidroxiapatita, compuesta de fosfato de calcio y carbonato de calcio dispuesto con una estructura cristalina caracterstica



alrededor de un armazn de material protenico suave (matriz orgnica). La hidroxiapatita sirve para dar resistencia y rigidez a la matriz suave. Muchos otros iones e encuentran en ese complejo cristalino, incluyendo fluoruro, oxhidrilo, magnesio y sodio, los vasos sanguneos y linfticos, nervios y mdula sea pasan a travs de la matriz entre las estructuras cristalinas. Los iones minerales difunden al lquido extracelular, baando los cristales y permitiendo el depsito de nuevos minerales o su absorcin de los huesos. Ese mismo tipo de cristales se encuentra en el esmalte y la dentina de los dientes. Sin embargo, los cristales son mayores, explicando as la resistencia aumentada de los dientes a la emisin cuando hay cantidad adecuada de fluoruros. En el esqueleto el calcio existe en dos formas: un componente estable, el calcio del cristal de apatita y un componente no estable, el calcio combinado en la superficie del cristal. El calcio no estable esta ms o menos en equilibrio con el de los lquido extracelulares. Este ltimo puede considerarse como una reserva que se puede formar cuando la dietas provee una ingestin adecuada de calcio. Esta reserva es almacenada especialmente en las trabculas de los huesos largos. Puede usarse en tiempos de tensin para satisfacer las necesidades aumentadas del organismo si no se proporciona calcio en cantidades adecuadas por los alimentos. Si no hay reserva, el calcio se toma de la sustancia misma del hueso, que debe descompuesta para liberar el calcio. De seto resulta una deficiencia en al estructura sea despus de una prolongada ingestin inadecuada. Adems de las importantes funciones del calcio, de construir y mantener los huesos y dientes, el restante 1 por 100 de calcio orgnico se encuentra en los lquidos orgnicos y en los tejidos suaves. Este calcio presente principalmente en forma inica, tiene importantes funciones metablicas. Es indispensable APRA la actividad de ciertas enzimas, en especial de trifosfatasa de adenosina en al liberacin de energa para la contraccin muscular. En el proceso de coagulacin de la sangre el calcio debe estar presente para iniciar los cambios necesarios para la formacin del cogulo, la fibrina. El calcio ionizado estimula la liberacin de tromboplastina por las plaquetas sanguneas. La tromboplastina cataliza la conversin de protrombina en trombina. Al trombina ayuda en la polimerizacin de fibringeno a fibrina. En el paso de lquidos por las paredes celulares, el calcio controla la permeabilidad de la membrana celular a varios nutrimentos. Regula el paso de nutrientes a al clula. Est estrechamente unido a la lecitina en la membrana celular. En al transmisin nerviosa normal y en la regulacin de los latidos del corazn de ion calcio, junto con las cantidades correctas de sodios, potasio y magnesio, mantienen el tono muscular y controlan la irritabilidad muscular.



2.1.2 FSFORO El metabolismo del fsforo est ntimamente relacionado con el calcio. Es despus del calcio le mineral ms abundante formando el 22% de los minerales totales. La mayora (alrededor de 80%) est en forma de fosfato de calcio, insoluble, cristales que dan resistencia y rigidez a los huesos y dientes. El resto del fsforo est distribuido en todas las clulas del cuerpo y en los lquidos extracelulares en combinacin con los carbohidratos, lpidos, protenas y otros diversos compuestos. El fsforo tiene numerosas funciones en el organismo dado que es una parte importante de la estructura de los huesos y de los dientes; ms que cualquier otro elemento mineral. Es un componente indispensable de los cidos nucleicos. La fosforilacin es el primer paso en el metabolismo de la glucosa y en muchas otras fases de los procesos metablicos. El ATP y el fosfato de cretina sirven para almacenar la energa liberada en la oxidacin. Muchas de las funciones de las vitaminas B como coenzimas sol ejercen en combinacin con el fosfato. El fsforo es un miembro de ciertas protenas conjugadas, de las cuales la casena de la leche es un buen ejemplo. Los fosfolpidos son importantes en la estructura de la membrana celular. El sistema de amortiguadores de fosfato es importante, en particular en los lquidos intracelulares en donde su concentracin es muy superiores que en el lquido extracelular y en los lquidos tubulares del rin. 2.1.3 HIERRO El hierro es el micronutriente mejor investigado y ms conocido. La investigacin sobre el estado nutricional de! hierro se ha hecho ms simple gracias a la relativa facilidad para obtener muestras de sangre (entre las estructuras corporales, los eritrocitos son los que contienen ms hierro). En gran medida, el metabolismo del hierro y los trastornos con l relacionados estn bien definidos. La deficiencia de hierro es la carencia nutricional ms frecuente en los pases en desarrollo y la principal deficiencia de micronutrientes en los pases desarrollados. En los ltimos aos, la preocupacin respecto de la sobrecarga de hierro tambin estimul la investigacin de los aspectos que regulan el metabolismo de este mineral. El hierro juega un papel indispensable en el organismo en el transporte de oxgeno de los pulmones a los tejidos y en los procesos de respiracin celular. La primera de estas funciones es desempeada por la hemoglobina de los eritrocitos. La hemoglobina es una metalprotenas con hem, una ferroporfirina combinada con la mitad protenica. El hierro se combina con el oxgeno en los pulmones en donde su concentracin es alta y lo libera en los tejidos en donde se necesita. La mioglobina y los citocromos son tambin protenas que



contienen hem. La mioglobina, dentro de la clula del msculo, tiene una funcin similar a la de la hemoglobina. Los citocromos no se cambian con el oxgeno, pero funcionan en la cadena respiratoria en la transferencia de electrones a travs de oxidacin y reduccin alternas del hierro. Las enzimas catalasa y peroxidasa tienen un componente hem. En la vida fetal los glbulos rojos son formados principalmente en hgado y bazo. En el adulto se forman principalmente en mdula sea. Los eritrocitos empiezan como clulas inmaduras (eritroblastos). A medida que maduran en la mdula sea el anillo de porfirina del hem es sintetizado a partir de unidades sencillas (glicina e intermedios del ciclo de Krebs) y combinado con la globina. Para la sntesis de la hemoglobina es indispensable la presencia de cobre. La vida media de los eritrocitos es alrededor de 120 das. A medida que envejecen se hacen ms frgiles y se "rompen; se desintegran en el sistema reticuloendotelial. El hierro es liberado de la porfirina y regresado a su almacn para ser empleado nuevamente. La porfirina, libre de hierro, es llevada al hgado para su excrecin en la bilis. Prcticamente todo el hierro liberado es tomado por las molculas de transferrina. Estas regresan la mayor parte del hierro a la mdula sea para la produccin de nuevas clulas sanguneas. La destruccin de eritrocitos se puede presentar con mayor rapidez cuando hay deficiencia de cido ascrbico y vitamina E. 2.1.4 AZUFRE Aparece principalmente como constituyente de los aminocidos cistina y metionina. Se encuentra en todas las protenas, pero es ms abundante en la queratina de la piel y del pelo y en la insulina, la hormona que regula el metabolismo de los carbohidratos. El glutatin, un tripptido que contiene cistena, es importante en las reacciones celulares que comprenden los aminocidos sulfurados de las protenas. El azufre se presenta en forma reducida ( SH) en la cistena y en forma oxidada ( SS) como molcula doble de la cistena. Esto es importante en la configuracin especfica de algunas protenas y en la actividad de algunas enzimas. El azufre se presenta tambin en carbohidratos como la heparina, un anticoagulante que se encuentra en el hgado y en otros tejidos y en el sulfato de condroitina en los huesos y cartlagos. Dos vitaminas, la tiamina y la biotina contienen azufre. 2.1.5 MAGNESIO El carcter del magnesio como complemento alimentario esencial se demostr por primera vez en 1932 con relacin a las ratas y, aos ms tarde, a los seres humanos. Esto refleja el papel del magnesio en la estabilizacin del trifosfato de adenosina (ATP) y otras molculas.



Desde entonces, los nutricionistas se percataron de que la deficiencia franca de magnesio no es comn y aparece solo en ciertas situaciones clnicas, como consecuencia de otra enfermedad. En los ltimos tiempos, se ha sugerido que la deficiencia moderada o marginal de magnesio podra constituir un factor de riesgo para enfermedades crnicas, como la osteoporosis, la enfermedad cardiovascular y la diabetes; estas asociaciones, sin embargo, son materia de controversia. El magnesio es un nutrimento indispensable, que constituye cerca del 0.7 por 100 (20 a 25 g) de los minerales totales del organismo y el 70 por 100 de l se encuentra en los huesos combinado con el calcio y el fsforo en las sales complejas de hidroxiapatita. El restante 30 por 100 se encuentra en los tejidos blandos y en los lquidos orgnicos. La mayora del magnesio se encuentra dentro de las clulas y relativamente poco aparece en el lquido extracelular. Dentro de la clula el ion magnesio tiene una importante funcin como un activador de enzimas del metabolismo de carbohidratos (particularmente de las encargadas de la fosforilacin oxidativa) y del metabolismo de aminocidos. Juega un papel en la contraccin neuromuscular. El magnesio y el calcio tienen funciones similares, sin embargo pueden antagonizarse uno al otro. Una cantidad en exceso de magnesio puede inhibir la calcificacin de los huesos. Una cantidad en exceso de calcio puede inducir signos tpicos de deficiencia en magnesio. La deficiencia en magnesio se manifiesta clnicamente por irritabilidad nerviosa y en algunos casos convulsiones. La tetania que se observa en deficiencia de magnesio es muy similar a la que se observa en casos de hipocalcemia. Esos sntomas de deficiencias en magnesio se ven principalmente en los alcohlicos. Bajos niveles sricos de magnesio son observados en diversas situaciones clnicas incluyendo alcoholismo, diabetes, kwashiorkor, sndromes de mal absorcin, procesos neuromusculares, asociados en algunos casos con enfermedades de la paratiroides y en individuos que se han mantenido largos periodos despus de una operacin con lquidos sin magnesio o con regmenes dietticos restringidos. La deficiencia puede presentarse en estados de ingestin insuficiente y de prdida excesiva. 2.1.6 SODIO, CLORO Y POTASIO Estos tres elementos son constituyentes indispensables, y relacionados tan ntimamente, que conviene presentarlos juntos. El sodio constituye 2 por 100, el potasio 5 por 100 y el cloro 3 por 100, de la concentracin total de minerales del organismo. Se les encuentra en cualquier lquido y tejido del cuerpo, pero el sodio y el cloro son de modo principal elementos



extracelulares, en tanto que el potasio es ms bien intracelular. Sodio, potasio y cloro participan cuando menos en cuatro funciones fisiolgicas importantes: 1. Conservacin de la distribucin y equilibrio normales de agua. 2. Conservacin del equilibrio osmtico normal. 3. Conservacin del equilibrio acido-bsico normal. 4. Conservacin de la irritabilidad muscular normal. Los tres elementos se absorben fcilmente por el intestino y son excretados por orina, heces y sudor; abundan en la naturaleza y en la dieta corriente. En una persona sana es difcil que aparezca deficiencia de ellos. La regulacin de sodio, potasio y cloro se hace por hormonas corticosuprarrenales y hormonas de la zona anterior de la hipfisis. Ejemplos de esta funcin reguladora importante se advierten en la enfermedad de Addison, en que disminuye la secrecin de las hormonas corticosuprarrenales con prdida resultante de cloruro de sodio y retencin de potasio, lo que causa debilidad, calambres, prdida de peso y otros sntomas; pueden aliviarse en forma impresionante al administrar cloruro de sodio solo, o con extracto de corteza suprarrenal. 2.1.6.1 SODIO El sodio es fcilmente absorbido del intestino y llevado por la sangre a los riones, en donde es eliminado por filtracin y regresado a la sangre en las cantidades necesarias para mantener los niveles sanguneos requeridos por el organismo. Cerca del 90 al 95 por 100 es excretado en orina y el resto se pierde por la respiracin y en las heces. Normalmente la cantidad de sodio que es excretada diariamente iguala la cantidad ingerida, de modo que se establece un balance de sodio. La aldosterona, un mineralocorticoide, controla la regulacin del equilibrio de sodio. Cuando los niveles sanguneos de sodio se elevan, los receptores de la sed del hipotlamo estimulan esta sensacin. Cuando los niveles sanguneos son bajos, la excrecin de sodio a travs de la orina, disminuye. Los niveles de sodio en la orina reflejan la ingestin de la dieta. 2.1.6.2 CLORO El cloro est ampliamente distribuido en todo el organismo como cloruro. Es el principal anin de los lquidos extracelulares. Junto con el sodio ayuda a mantener el equilibrio del agua y la presin osmtica. Las concentraciones ms altas estn en el lquido cerebrospinal



y en los jugos gstrico y pancretico del conducto gastrointestinal. En el jugo gstrico el cloruro es secretado como cido clorhdrico el cual es necesario para mantener la acidez normal del estmago. Los cloruros estn en cantidad relativamente baja en el jugo pancretico, alcalino. Junto con los fosfatos y los sulfatos, los cloruros ayudan a mantener el balance cido-base en los lquidos orgnicos. Los iones cloruro participan en el intercambio cloruro-bicarbonato teniendo la capacidad de entrar y salir de los eritrocitos y del plasma sanguneo para mantener el equilibrio osmtico considerando los niveles cambiantes de bixido de carbono, como bicarbonato, en el plasma y en las clulas rojas de la sangre. Los cloruros son absorbidos casi completamente en el intestino y excretados por el rin. La mayora de los cloruros ingeridos en la dieta lo son como cloruro de sodio. 2.1.6.3 POTASIO El potasio constituye 5 por 100 del contenido total de minerales del cuerpo. Es el principal catin del lquido intracelular y hay una pequea cantidad en el lquido extracelular. El potasio y el sodio estn involucrados en el mantenimiento del equilibrio normal del agua, el equilibrio osmtico y el balance cido-base. Con el calcio tiene importancia en la regulacin de la actividad neuromuscular. Cualquier aumento o disminucin considerable de potasio en el lquido extracelular se puede considerar como seal de un trastorno grave en la bioqumica del msculo, dado que estos cambios en el lquido extracelular se presentan tardamente en este proceso. El potasio es fcilmente absorbido del intestino delgado. Es excretado, principalmente en la orina. Muy poco es lo que se pierde en las heces. El rin mantiene los niveles sricos normales a travs de su capacidad para filtrar, resorber, secretar y excretar potasio. La hormona de la corteza suprarrenal, la aldosterona. influye en la excrecin de potasio. Conserva al sodio y el potasio ionizado es excretado en lugar del sodio ionizado por medio de mecanismos de intercambio en el tbulo renal. El nivel de potasio en el msculo est en relacin a la masa muscular; por consiguiente si el msculo se est formando es indispensable un suministro adecuado de potasio; lo mismo se aplica al almacenamiento de glucgeno. Una deficiencia de potasio no es posible en individuos sanos. El potasio est ampliamente distribuido en los alimentos. Una prdida excesiva de lquido extracelular puede traer como consecuencia una deficiencia en potasio. Esta prdida puede deberse a vmito, diarrea, diuresis excesiva o desnutricin prolongada. stas son situaciones en las que el potasio de los lquidos intracelulares es transferido a los extracelulares. El nivel srico de potasio es



bajo y aumenta la excrecin de ion potasio. En la hipopotasemia puede sobrevenir insuficiencia cardiaca por falta de iones potasio en el msculo cardiaco. La acidosis diabtica requiere substitucin del potasio cuando se administran insulina y glucosa. La alimentacin intravenosa puede ser deficiente en potasio. Ciertos diurticos y hormonas corticoadrenales pueden originar disminucin del potasio y deben tomarse medidas para substituir el potasio de la dieta. En hiperpotasemia se eleva el nivel srico como resultado de insuficiencia renal al eliminar los iones potasio. Los sntomas son confusin mental, entumecimiento de las extremidades. 2.2 MICRONUTRIENTES Los micronutrientes indispensables, que constituyen menos de 0.005 por 100 del peso corporal son cobre, cobalto, manganeso, yodo, cinc, molibdeno, flor, cromo y selenio. Algunos tienen funciones importantes, incluso esenciales, en la economa corporal, en tanto que en otros se desconoce su funcin o incluso pueden ser "contaminantes". Suelen asociarse con sistemas enzimticos. Para el funcionamiento tisular normal se necesitan cobre, cobalto, flor, manganeso, yodo y cinc, pero las cantidades necesarias son muy pequeas y la dieta mixta corriente las aporta. En trminos generales, los oligoelementos son txicos cuando la dieta aporta concentraciones algo mayores de las necesarias para las funciones normales. 2.2.1 COBRE Aunque el cobre no es parte de la molcula de hemoglobina est incluido en el estmulo de la maduracin de los eritrocitos y la formacin de hemoglobina e influye en la absorcin del hierro. Ayuda a mantener la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas. Se han identificado protenas y enzimas que contienen cobre, tales como ceruloplasmina, eritrocuprena, hepatocuprena, citocromo C oxidasa, tirosinasa, monoaminooxidasa, cido ascrbico oxidasa y otras, las cuales estn asociadas con las enzimas de oxidorreduccin del organismo. La citocromo oxidasa es miembro de la cadena respiratoria. La tirosinasa acta en la formacin de pigmentos de melamina. El cobre se halla en la butiril Coenzima A deshidrogenasa, una importante enzima en el catabolismo de los cidos grasos, pero que parece no ser indispensable para su actividad. Mahler y sus asociados de Wisconsin comprobaron que el cobre regula la oxidacin de los cidos grasos (cido graso Coenzima A



deshidrogenasa). Aqu est combinado con hierro y riboflavina para actuar con la vitamina cido pantotnico en un extremo de la reaccin en cadena y con el sistema de los citocromos en el otro en donde el oxgeno entra en el ciclo. El cuerpo de un adulto contiene de 75 a 150 mg de cobre. Se encuentra en todos los tejidos, pero la concentracin ms alta est en el hgado, riones, corazn y cerebro. Los huesos y msculos tienen concentraciones menores, pero debido a su gran masa tienen ms del 50 por 100 del cobre total del organismo. El cobre es absorbido de la porcin superior del intestino delgado y es almacenado en especial en hgado. Alrededor del 93 por 100 del cobre srico est combinado a la ceruloplasmina. La excrecin es primordialmente por va biliar. Se encuentran pequeas cantidades en la orina, sudor y flujo menstrual. El cobre no absorbido se encuentra en las heces. No hay peligro de deficiencia en las dietas ordinarias debido a las pequeas cantidades que se necesitan y el suministro relativamente abundante. La deficiencia en cobre es extremadamente rara en el hombre. Se han observado bajos niveles sanguneos de cobre, hipocupremia, en nios con anemia y edema por deficiencia de hierro, kwashiorkor y sndrome nefrtico. En la enfermedad de Wilson, un trastorno hereditario raro, el organismo contina absorbiendo cobre y se almacenan grandes cantidades. La ceruloplasmina que regula el nivel de cobre plasmtico y evita la acumulacin de niveles txicos no es producida en cantidades normales. 2.2.2 COBALTO El cobalto es un componente de la vitamina B12 y como tal es un nutrimento indispensable. Esta es la nica funcin biolgica conocida del cobalto. La vitamina es indispensable para la maduracin de los eritrocitos y para el funcionamiento normal de todas las clulas. La deficiencia de la vitamina es responsable de los sntomas de anemia perniciosa. Esto representa un defecto gentico ms que una dieta inadecuada: insuficiencia de la mucosa gstrica para formar una mucoprotena necesaria para la absorcin de vitamina B12. El cobalto es pobremente absorbido y la mayora de l pasa sin ser absorbido por el conducto intestinal. De la cantidad absorbida la mayor parte es excretada en la orina y pequeas cantidades en la bilis. El cobalto retenido en el organismo se encuentra principalmente en el hgado y un poco en el bazo, rones y pncreas. Se ha demostrado que una alta ingestin de cobalto provoca en los animales policitemia (sobreproduccin de eritrocitos") e hiperplasia de mdula sea. En consideracin de los niveles de cobalto que se requieren se debe considerar como un efecto farmacolgico, ms que fisiolgico.



2.2.3 MANGANESO El manganeso es un elemento indispensable, juega un papel activador de numerosas enzimas. La fosfatasa del hueso y la de la sangre requieren manganeso para actuar. Es parte de la estructura de la arginasa, la cual es indispensable para la formacin de urea. El manganeso es un activador de la carboxilasa, colinesterasa, trifosfatasa de adenosina del msculo y de otras enzimas. Es ms absorbido, especialmente en presencia de grandes cantidades de calcio y fsforo y es excretado por va intestinal en las heces. Se considera que los mecanismos de absorcin del manganeso y del hierro son similares. Se encuentra en todos los tejidos humanos. Su concentracin ms alta es en huesos, hgado, pncreas e hipfisis. Los tejidos gastrointestinales tambin contienen cantidades apreciables. No es probable que se presente deficiencia en los humanos. La toxicidad del manganeso se ha observado en los mineros como resultado de la prolongada exposicin al polvo y la absorcin de manganeso por va respiratoria. El exceso se acumula en hgado y sistema nervioso central. Los sntomas se asemejan a los de las enfermedades de Parkinson y Wilson. 2.2.4 YODO El yodo es un elemento indispensable como parte constitutiva de las hormonas de la glndula tiroides, la tiroxina y la triyodotironina. Su funcin como constituyente de la tiroxina y de otros compuestos sintetizados por la glndula tiroides es, aparentemente, el nico papel del yodo en el organismo humano. Normalmente el cuerpo contiene de 20 a 30 mg de yodo. Alrededor del 60 por 100 de l est en la glndula tiroides y el resto est ampliamente difundido en todos los tejidos, en especial en ovarios, msculos y sangre. Los yoduros son fcilmente absorbidos y excretados (principalmente por la orina). Los yoduros absorbidos del conducto intestinal son rpidamente transportados por el torrente sanguneo a la glndula tiroides en donde son oxidados a yodo e incorporados a las molculas de tirosina de la tiroglobulina, convirtindolas en tiroxina y triyodotironina. La actividad de las enzimas proteolticas rompe la tiroglobulina y libera tiroxina al plasma. En el plasma toda la tiroxina a excepcin de una pequea parte est unida a las protenas. Es posible que esta pequea cantidad de tiroxina libre es la hormona activa. Cuando el nivel de la hormona en la sangre es bajo la hipfisis secreta la hormona estimulante del tiroides (TSH), la cual estimula el tiroides para aumentar la produccin y liberacin de las hormonas. Las clulas del tiroides aumentan de tamao y la glndula se



hipertrofia en situaciones de deficiencia de yodo. El estado se conoce como bocio simple. La hiperfuncin de la glndula produce el bocio txico. La administracin de una cantidad dada de yodo radiactivo se usa como una prueba de la funcin tiroidea. 2.2.5 FLOR Se encuentra normalmente en cantidades pequesimas en muchos tejidos vegetales y animales, y se concentra principalmente en huesos y dientes. Se necesita para la formacin satisfactoria del esmalte de los dientes, a los que confiere resistencia mxima a la caries. La deficiencia de flor causa trastornos en los dientes y mayor frecuencia de caries dental. La fluorosis dental se puede presentar con concentraciones de fluoruro de 2 a 8 ppm y osteoclorosis con 8 a 20 ppm. Niveles superiores detienen el crecimiento y causan la muerte. Hay zonas en varios pases en que la concentracin de flor en el agua es elevada y el manchado de los dientes es endmico: en otras zonas aparece deficiencia de flor, por lo que es muy elevada la frecuencia de caries dental. Se ha demostrado que los cristales de hidroxiapatita del hueso son ms grandes y ms perfectamente formados cuando es alto el contenido de flor en la dieta. El hueso que contiene fluoruros es ms estable y ms resistente a la degeneracin. 2.2.6 CINC El cinc es indispensable para el crecimiento y el desarrollo gonadal en el hombre. Se encuentra en muchos tejidos del cuerpo y alimentos. El cuerpo humano contiene aproximadamente 2.2 g, lo cual es casi la mitad de la cantidad de hierro que hay en el adulto. El hgado, pncreas, rin, huesos y msculos voluntarios tienen la concentracin mxima. Estos tejidos con alta concentracin incluyen las diversas partes del ojo (cristalino, retina, crnea e iris), glndula prosttica y espermatozoides, piel, pelo, uas de manos y pies. La mayora del cinc de la sangre se encuentra en las clulas y la mayor concentracin est en los leucocitos. El cinc es fcilmente absorbido en la parte superior del intestino delgado y las vas principales de excrecin son pncreas y secreciones intestinales. La excrecin urinaria es muy pequea. Se encuentra en el sudor y la cantidad excretada en los climas clidos puede ser significativa. El cinc tiene una diversidad de funciones. La funcin ms importante es la de una coenzima. Es un componente de la anhidrasa carbnica, carboxipeptidasa, lacticodeshidrogenasa, alcohol deshidrogenasa, fosfatasa alcalina y otras metaloenzimas. La anhidrasa carbnica



convierte el bixido de carbono en cido carbnico en las clulas y plasma sanguneo y libera bixido de carbono a partir del cido carbnico en los pulmones. La carboxipeptidasa participa en la eliminacin del grupo carboxilo de los pptidos para formar aminocidos. La lacticodeshidrogenasa es indispensable para la interconversin de cidos lctico y pirvico en la va glucoltica de oxidacin de glucosa. El cinc, junto con hierro, calcio, magnesio y manganeso participan en el metabolismo de los cidos ribonucleicos (RNA). Como parte integral de la molcula de RNA se cree ayudan a mantener la estabilidad de la configuracin molecular. El cinc est asociado a la hormona insulina, la cual es necesaria para el metabolismo de los carbohidratos. Aparentemente no es una parte de la insulina, pero puede estar asociado a ella en el pncreas hasta que es usada. Se ha observado una relacin del papel del cinc para estimular la cicatrizacin de las heridas. El fitato que se encuentra en los granos enteros se combina con el cinc y disminuye su disponibilidad. En presencia de fitato un exceso de calcio disminuye la absorcin de cinc. Una deficiencia diettica en cinc entorpece el crecimiento. Enfermedades en las cuales disminuyen los niveles sricos de cinc y en los eritrocitos, incluyen cirrosis heptica, hepatitis, nefrosis, sndrome de malabsorcin, enfermedades infecciosas crnicas, infarto al miocardio, hipotiroidismo, enanismo masculino e hipogonadismo. Es evidente que la excrecin urinaria de cinc aumenta y disminuye la cantidad almacenada en la cirrosis heptica alcohlica, envenenamiento con plomo y fiebre reumtica aguda. 2.2.7 MOLIBDENO Se ha demostrado que el molibdeno es parte integral de dos enzimas: xantina oxidasa y aldehdooxidasa, una flavoprotena. La xantina oxidasa est involucrada en la formacin de cido rico a partir de una purina xantina y es importante en la movilizacin del hierro de ferritina de las reservas del hgado. La aldehidooxidasa funciona como catalizador en la oxidacin de los aldehdos. El molibdeno se encuentra en pequeas cantidades en el organismo, es fcilmente absorbido del conducto gastrointestinal y es excretado principalmente en la orina. El requerimiento diario no se conoce. 2.2.8 SELENIO El selenio se encuentra en pequeas cantidades en el organismo. Se ha demostrado en animales que la actividad de la cistina para evitar la necrosis del hgado se atribuye a trazas de selenio presentes en la cistina. Las acciones del selenio y de la vitamina E en los



animales est interrelacionada para evitar daos a los tejidos. Se ha observado el papel antioxidante de selenio relacionado a la vitamina E. Se ha observado que las zonas pobres en selenio son tambin usualmente bajas en fluoruros y tienen frecuencia elevada de caries dental. Se busca el dato para asociar los niveles de selenio con la causa de la caries dental. Solo se ha informado de casos aislados de toxicidad de selenio en humanos que viven en zonas en las que es alto el contenido en el terreno. 2.2.9 CROMO Aumentan las pruebas de que el cromo trivalente es un nutrimento traza requerido por el hombre. Hay aproximadamente 20 partes de cromo por mil millones de sangre y algo ms en otros rganos. Ciertas protenas de la clula pueden concentrar el cromo en cantidades mucho mayores. El cromo se encuentra desde el nacimiento y las concentraciones son ms altas durante la primera infancia y hay un descenso neto en algunos tejidos con la edad. Se cree que la ingestin de este mineral no es suficiente para mantener la concentracin de cromo en los tejidos a lo largo de la vida. En animales de experimentacin, el cromo estimula la actividad de las enzimas que conciernen al metabolismo energtico y en el de la glucosa. Tambin estimula la sntesis de cidos grasos y de colesterol en el hgado. El doctor Walter Mertz y sus colaboradores descubrieron en experimentos en animales la importancia biolgica del cromo y aislaron el factor de tolerancia a la glucosa (GTF) requerido para la eficiente utilizacin de la glucosa en los granos de los cereales, patatas, arroz, maz, miel y otros alimentos que tienen un alto contenido en azcar o en almidn. Se considera que el cromo se encuentra en los alimentos en combinacin orgnica (del tipo GTF) e inorgnica. La mayora del tipo GTF es absorbido, pero solo una baja proporcin del cromo inorgnico es absorbida. El cromo GTF, en los animales de experimentacin es el cofactor fisiolgico que ayuda a la insulina para hacer pasar la glucosa al interior de la clula a travs de la membrana. Es almacenado en los tejidos y liberado al torrente sanguneo despus de la ingestin de glucosa. De los primeros experimentos se deduce que la tolerancia pobre a la glucosa en algunos adultos diabticos, de media edad, y en personas de edad y en nios mal nutridos con deficiencia en cromo, puede mejorarse con un suplemento diario de cromo. Se ha supuesto que algunos individuos de este grupo con deficiente tolerancia a la glucosa que no respondieron al suplemento de cromo no pudieron sintetizar suficiente GTF. Se necesitan investigaciones posteriores de la frecuencia de la deficiencia de cromo y del factor de tolerancia a la glucosa en el hombre.



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organelos citoplasmaticos y oligoelementos

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