Bioquimica anestesica

DR FRANCISCO JAVIER URIBE ROA

RESIDENTE 1ER AÑO ANESTESIOLOGÍA

13 DE ABRIL DEL 2015

iMSSH.G.R. C/M.FNo.1 Lic. Ignacio Garcia Tellez

BIOQUIMICA APLICADA A LA ANESTESIA

PROPIEDADES DELAS MEMBRANAS BIOLOGICAS

INTRODUCCION

FRONTERAS ENTRE COMPARTIMENTOS

SELECCIONAR LO QUE ENTRA Y SALE (TRASNPORTADORES ESPECIFICOS

DINAMICAS Y MOVILES

Dr Villarejo D.M. Programa de Actualizacion continua para el anestesiólogo. Bioqimica anestesicaEdit medica científica latinoamerica. Pp 24-64

Modelo estructural actual

Tipo mosaico por Singer y Nicolson en 1970

Doble capa de fosfolípidos y proteínas. SEMIPERMEABLE!!!

FOSFATIDILCOLINA Y FOSFATIDILIETANOLAMINA

PROTEINAS DE TRANSPORTE, DE ADHESION MOLECULAR, BOMBAS.

Jhone W. Baynes. Bioquimica medica. Membranas y trasnporte. Pp 81-81, edit elsevier Mosby

LIPIDOS

ANFIPATICOS

POLAR: HIDROFILICANO POLAR:

HIDROFOBICA

MICELAS


Bicapa lipidica

2 caras polares y un

centro no polarColesterol:

No forma micelas ni bicapas lipídicas

Estabilizacion.


Proteinas

De acuerdo a su localización: Intrinsecas: a lo largo de la membrana liidica

Extrinsecas: están asociadas solo a la membrana lipídica

Glucocalix: proteínas a sociadas a carbohidratos en la membrana. Diferenciacion celular


Fisiologia de la membrana

Seleccionar y regular las moléculas que entran y sales de la celula

Receptor y procesador de diferentes estimulos

Las moléculas se distribuyen por el movimiento de lípidos proteínas y carbohidratos que forman la membrana y al movimiento que tienen las moléculas que las circundan

Movimiento cinetico

temperatura

TamañoDiferencia de cocentracion

Tipo de trasnporte


Movimiento a través de la membrana

Gasto o NO de energiA (ATP)

PASIVO ACTIVO

SOLUBILIDAD

MOLECULAR:


Movimiento de sustancias por una

membrana semipermeable SIN GASTO DE ENERGIA

ESPACIOS O ABERTURASSIMPLE

YFACILITADA

William Ganong. Fisiologia Medica. Fisiologia celular. Pp 3-49. edit manual moderno. Edicion 20

agua, gases disueltos o moléculas liposolubles por

la capa doble de fosfolípidos de la

membrana citoplasmática.

IONESMOL.

PEQUEÑAS


Otro factor que influye en la permeabilidad de los canales es el GRADIENTE DE PRESION (vaso sanguino cercano a la membrana) y la energía de HIDRATACION.

Molécula diluida en agua la cual tiene interacciones con ella.


osmosis

Paso de agua de un lado a otro de una membrana

Equilibrio continuo sin cambios en su volumen

Presion osmótica:

IONES

Presion oncotica

Presion coloido-osmotica


Transporte activo

ATP

En contra de un gradiente de concentración

2 tipos:

Primario: bombas ionicas y enzimas membranales

El que requiere capas celulares: fagocitosis, pinocitosis


Bombas ionicas

Na, K, Ca, Cl, H

Tambien en retículo endoplásmico y mitocondria

ATP ASA: compledo de 2 proteínas que forman un transportador

Parte interna: 3 sitios donde se uno el Na

Parte externa 2 sitios para el k


endocitosis

PINOCITOSIS: moléculas grandes (proteínas) ingresan a la celula

Receptores específicos en la membrana

Invaginaciones “Hoyuelos”----clatrina, actina y miosina

Vesícula pinocitica


Fagocitosis: células de defensa

Receptores de mebrana se unen a la particula que se endocitara

Protuyen partes de la membrana alrededor de la particula: FAGOSOMAS

VACUOLA FAGOCITICA. Va la citoplasma


Respiracion aerobica

y anaerobica

Respiracion celular

La degradación de la glucosa mediante el uso de O2 o sustancia inorgánica se conoce como RESPIRACION CELULAR

La respiración que necesita oxígeno se llama RESPIRACION AEROBICA


GLUCOLISIS

Conversion de glucosa en 2 moléculas de Ac Piruvico

Se usan 2 moléculas de ATP pero se producen 4

El H junto con electrones se unen a una conenzima NAD+ (nicotin adenin dinucleotido) y forman NADH

Citoplasma


Libera solamente el 10% de la energía disponible en la glucosa

El resto se libera al romperse cada molécula de acido pirúvico en H20 y Co2

El 1er paso es la converison del Ac pirúvico en acido acético el cual esta unido a la coenzima A (coA)

Produce una molecula de Co2 y NADH


El ciclo del acido citrico

A continuación el acetilCoA entra en una serie de reacciones conocidas como el ciclo del acido citrico en el cual se completa la degradación de la glucosa.

El acetil CoA se une al Ac oxaloacetico: Acido cítrico

El ac. Citrico se vuelve a convertir en ac. Oxaloacetico

Se libera Co2, se genera NADH o FADH2 --- 2 ATP


La cadena de trasnporte de electrones

En el ciclo de Krebs se ha producido CO2 que se elimina, y una molecula de ATP

Sin embargo, la mayor parte de la energía de la glucosa la llevan el NADH y el FADH2, junto a los electrones asociados.

Cadena de transporte de electrones (transferencias entre compuestos portadores de electrones) MITOCONDRIA.


Uno de los portadores de electrones es una coenzima, los demás contienen hierro y se llaman citocromos

Cada portador esta en un nivel de energía mas bajo que el anterior, y la energía que se libera se usa para formar ATP

Esta cadena produce 32 ATP por cada molecula de Glucosa degrada, + 2 ATP de glucollisis + 2 ATP del ciclo de acido cítrico------36 ATP por cada glucosa que se degrada de CO2 y H2O


Respiracion anaerobica

No todas las formas de respiración requieren O2

Algunos organismos degradan su alimento por medio de la respiración anaeróbica

El aceptor final de electrones es otra sustancia inorgánica diferente al O2

Se produce menos ATPJhone W. Baynes. Bioquimica medica. Membranas y trasnporte. Pp 81-81, edit elsevier Mosby

fermentacion

Degradación de glucosa y liberación de energía utilizando sustancias orgánicas como aceptores finales de electrones

Bacterias y células musculares humanas pueden producir energía mediante fermentación

La primer parte de la fermentación es la glucolisis


Fermenation alcoholica

Este tipo de fermentación produce alcohol etílico y CO2 a partir de Ac. Piruvico

Celulas de levadura (hongo)


Fermentacion lactica

Se convierte el Ac pirúvico en acido láctico

Es anerobica y tiene una ganacia de 2 ATP por cada glucosa degradada.

Es importante en la producción de lácteos.


Cadena respiratoria y la fosforilacion oxidativa

La cadena respiratoria : via metabólica en la cual ocurren transferencias de electrones desde diversos sustratos hasta el O2

Membrana interna de la mitocondria

laa fosforilación oxidativa es un proceso metabólico que utiliza energía liberada por la oxidacIon de nutrientes para producir ATP


Cadena respiratoria y la fosforilacion oxidativa

Cambios electroquímicos:

ATP

Coenzima ox

ido-

reducc

ion

ROTENONAPIERICIDINA A

“BARBTURICOS”BLOQUEANDO

TRANSFERENCIA DE ELACTRONES / FLAVINA Y

UBIQUINONA

DIMECARPROLANTIMICINA A.

CITOCROMO B Y C1

CIANURO MONOXIDO DE

CARBONO.

HEMO A 3 DE LA CITOCROMOOXIDASA.


ANESTESIA GENERAL

MOLECULAR

Estado inducido por drogas, reversible y caracterizado por cambios en los componentes del comportimento y la percepción resultando en la perdida de la respuesta de la respuesta ante estimulos externos.

Que es la anestesia??

componentesConciencia(sedación e

hipnosis)

amnesia

Analgesia inmovlidad

Respuesta autonomica

Sitios de acción anestésica en el SNC

Medula espinal: los anestésicos inhiben las respuestas útiles ante un estimulo nocivo

Estudios electrofisiológicos muestran inhibición de la transmisión sináptica exitatoria en la medula espinal

Sistema reticular activador ascendente

SRRA

Estado despierto/alerta

Los anestésico muestran incremento en la latencia y disminución en la amplitud de los potenciales corticales, (inhiben trasnferencia de información)

Halotano

Enflurano

isoflurano

Corteza cerebral

Sitio principal de almacenamiento y recuperación

Interfieren en funciones complejas (memoria, consciencia)

l

A dosis de sedante----afecta la actividad neuronal cortical (volátiles)

A dosis de hipnotico---afecta a nivel de estructuras subcorticales ( talamo, hipotálamo, SRRA)

resumen

Efectos en varias estructuras del SNC

SI BIEN CIERTOS EFECTOS ANESTESICOS PUEDEN ATRIBUIRSE A LOCALIZACIONES ESPECIFICAS

NO HAY UN SOLO PUNTO QUE ORIGINE ANESTESIA

ketamina

Estado disociativo

Analgesia y amnesia sin perdida del estado de conciencia.

Alteraciones de vías talamoCorticales (ondas gamma)

No afecta el metabolismo celular neuronal

Suprimen NMDA

Excitabilidad neuronal

Potencial de accion

Potencial de membrana en

reposo

Potencial del umbral para

la generación de un

potencial de accion

Funciones de los canales de

sodio controlados por voltaje

Los anestésicos hiperpolarizan (potencian en reposo mas negtivo) tanto a las neuronas motoras medulares como a neurona corticales.

Supresion de la gestación espontanea de un potencial de acción.

Funcion sinaptica

Suprimen la transmisión sináptica excitatoria en varias preparaciones (ganglios simpáticos, corteza olfatoria, hipocampo, medula espinal).

Concentraciones anestésicas altas

Efectos presinapticos

Modifican la liberación presinaptica de neurotrasmisores ya que afectan la síntesis, almacenamiento o secreción.

Evitan la liberación de neurotransmisores excitatorios e inhibitorios.

Impiden la entrada de calcio a la celula

Efectos postsinapticos

Los anestésicos también pueden alterar la función sináptica al mdificar la respuesta postsinaptica al neurotrasmisor liberado.

Los efectos de los anestésicos sobre la acción neurotransmisora excitatoria varían según el tipo de neurotransmisor, el agente anestésico y la preparación

INTRODUCCION:

The MEYER-OVERTON rule (1900)

La potencia de un gas es directamente proporcional

a su solubilidad en aceite.

Mecanismos moleculares y celulares de anestésicos

Mecanismos moleculares y celulares de anestésicos

No grupo heterogéneo

Estructura química completamente diferente y que de acuerdo a sus características físicoquimicas son capaces de inducir anestesia

Enlaces de éter (volátiles)dietileter, isoflurano, sevofluorano, desfluorano

Gases: oxido nitroso, xenón (gas noble)

Barbituricos inyectables. Tiopental y metohexital

Hipnoticos (sin analgesia ni potencia anestésica).

Derivado alquifenol propofol

Derivado imidazolico etomidato

Benzodiacepinas midazolam y flunitrazepam

Como se explican los efectos farmacologicos???

Toda molecula pequeña lipofilica,

organica e inorgánica en dosis

suficientemente altas, tienen efecto

anestesico

El efecto de los anestésicos en la sinapsis es mejor cuanto mayor sea la tasa metabolica

de las células.

La potencia anestésica de los iestereisomeros en general se diferencia claramente

Isomero

Misma forma molecular

Mismos enlaces

Dif. Orientacion en el espacio

Propietario

Teoria biofísica (lípidos)

Estimulacion inespecífica de mebranas biológicas por los

anestesicos

Moleculas organicas

(inorgánicas) pequeñas lipofilicas

modifica orden de la membrana

Estado liquido de lipoproteínas

aun mas desordenado

Compromiso de canales iónicos

Inhibicion de flujo de iones.

Alteracion de la carga eléctrica. De las células y alteraciones en exitabilidad cel-

La expansión de la membrana de las neuronas (desorden) es reversible a través de aumentar la presión externa

Disminucion o inhibición de la anestesia

Efecto de corte

• Anestesicos inhalatorios

• barbituricosholoencefalicos

La potencia anestésica de los volátiles y gaseosos aumenta a medida que

se incrementa su lipofilia

Teoria bioquímica (proteínas o receptores)

Determinados anestésicos (intravenosos) interaccionan con RECEPTORES PROTEICOS de la membrana e interfieren asi con la acción de los neurotransmisores

Canales proteicos

Moduladores de los canales proteicos

Membrana celular circundante

A través de interaccion fármaco-receptor se transmiten efectos específicos de acuerdo al tipo y densidad del receptor

Propiedad sedantes y ansiolíticas de las benzodiacepinas

Efecto hipnótico del propofol y etomidato

Analgesia por opioides

Carecen de efectos

holoencefalicos

(Anetesia parcial)

Gracias

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