Discusion 2 de bioquimica TRANSPORTE DE CO2 Y O2.

EXPERIMENTO No. 2

TRANSPORTE DE CO2 Y O2.

OBJETIVOS

1. Comprender el equilibrio acido- base respiratorio
2. Estudiar la función, localización y modo de acción de la anhidrasa carbónica.
3. Valorar la importancia de la Hemoglobina en el transporte de CO2 y O2
4. Analizar los resultados obtenidos y correlacionarlos con la práctica médica[pic 1]

  INTRODUCCIÓN

El metabolismo intracelular genera productos finales (metabolitos) que forman acidos en el H2O en un individuo normal el metabolismo produce alrededor de 12 000 mmol de hidrogeniones (H+) en 24 horas.

Aproximadamente el 98% de esta carga ácida consisten en dioxido de carbono (CO2), que reacciona con el agua para formar ácido carbónico (H2CO3). El ácido carbónico es una sutancia volatil que puede existir reversiblemente en estado líquido o gaseoso. Esta relación química reversible entre el CO2 y el H2CO3 permite que el metabolito CO2 sea transportado por la sangre y excretado por los pulmones, en un procceso denominado tradicionalmente equilibrio ácido-base respiratorio.

Alrededor del 95% del CO2 de la sangre es transportado dentro de los Glóbulos Rojos (GR) que contienen a la enzima Anhidrasa Carbónica, la cual acelera la formación de H2CO3 a un grado tal que queda poco CO2 disuelto dentro del GR.

La Hemoglobina (Hb) es esencial en los grandes organismos para suministrar el O2 necesario a los tejidos. En los seres humanos, la Hb representa el principal componente de los GR y cuando esta oxigenada, es reponsable del color rojo de la sangre. Un solo GR contiene alrededor de 280 millones de moléculas de Hb, cada una de las cuales contiene cuatro atomos de Hierro que son cruciales para el transporte de Oxígeno.

Todas las enzimas investigadas hasta la fecha son proteínas. Las enzimas son catalizadores biológicos, es decir, aceleran la velocidad de una reacción química. Algunos catalizadores biológicos son moléculas pequeñas de RNA; para diferenciarlos de las enzimas, a estas moléculas de RNA catalíticos se les llama Ribozimas.

  La enzima anhidrasa carbónica posee la actividad molar o número de recambio más elevado que cualquiera de las enzimas conocidas: una sola molécula de enzima puede transformar hasta 600 000 moléculas de sustrato por minuto en condiciones óptimas.

Esta enzima se encuentra en los glóbulos rojos, en las células gástricas secretoras de ácido y en las células tubulares renales, donde cataliza reversiblemente  la hidratación  del CO2. Uno de los buffers en el organismo es el ácido carbónico; éste ácido en solución  se encuentra parcialmente disociado en hidrogenión y bicarbonato: 

[pic 2][pic 3]

[pic 4][pic 5][pic 6]

Si a una solución de ácido carbónico le añadimos H+, el equilibrio de la ecuación anterior tiende a desviarse a la izquierda, y por el contrario si agregamos grupos OH- a la solución, el equilibrio tiende a ir a la derecha de la ecuación. Como ejemplo de otros buffers a nivel del organismo tenemos a las proteínas tanto intra como extracelulares.

Dependiendo de las condiciones a su entorno (especialmente en los pulmones), esta misma enzima puede realizar la reacción contraria con la misma facilidad:

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[pic 8][pic 9]

La importancia fisiológica y clínica de la anhidrasa carbónica está asociada a facilitar el intercambio de CO2 a nivel pulmonar en el tiempo en que la sangre pasa a través del lecho capilar impidiendo variaciones importantes del pH. Si se toma en cuenta que el cuerpo humano produce CO2 como producto de desecho de su metabolismo energético. Ese CO2 deberá ser removido del sistema a través de la expiración o exhalación respiratoria. La reacción de la anhidrasa carbónica en los eritrocitos es importante para disolver al CO2,  ingresando a la sangre desde los tejidos, convirtiéndolo en HCO3-  y H+, los cuales se volverán a convertir en CO2  y agua en los pulmones por la acción de la anhidrasa carbónica en los eritrocitos, facilitando su excreción por via respiratoria.

PARTE EXPERIMENTAL

En este experimento la fuente de enzima es sangre de un estudiante.

En vista de que las enzimas pierden actividad rápidamente, la muestra de sangre deberá ser extraída lo más pronto posible.

  REACTIVOS

Sangre desfibrinada        3 gotas

  Azul de Bromotimol al 0,02%        2 mL

Bicarbonato de sodio al 5%        2 mL

MATERIAL Y EQUIPO

 - 1 huacal plástico                                - Algodón

- 1 cápsula de porcelana o                         - 2 pajillas

- Vidrio de reloj                                - 1 probeta de 25 mL

- 2 frascos erlenmeyer de 125 mL                - 1 aplicador de madera

- 2 jeringas de 1 mL                                - Hielo

- 1 termómetro                                 - 1 curita

- 1 pipeta pasteur o plástica

PROCEDIMIENTO

1. Se trabajará por lado de mesa: Se extraen 10 mL de sangre a un estudiante; luego se coloca 1,0 mL de dicha sangre en una cápsula de porcelana o vidrio de reloj. La sangre será desfibrinada inmediatamente  por un estudiante de manera que la agitará suavemente, con un aplicador de madera, proporcionado por el docente, hasta que ya no se colecte fibrina.

Razone: ¿Cuál es el objetivo de efectuar esta acción?

1. Prepare el huacal con hielo y agua para realizar el baño de maría
2. Rotule 2 erlenmeyer de 125 mL (A y B).
3. En cada erlenmeyer vierta 25 mL de agua destilada (medidos con una probeta) y se le agregan las soluciones descritas en el siguiente cuadro:

¿Con qué fin se agrega el HCO3-?

1. Mantenga los  frascos preparados en hielo para lograr mantener una tempertaruta de 4 °C.

¿Cuál es el objetivo de enfriar el frasco a 4 °C?