METABOLISMO DE NUCLEÓTIDOS
I.. Reseña
Los ribonucleósidos y los desoxirobonucleósidos fosfato (nucleótidos) son esenciales para todas las células.
Sin ellas, ninguno DNA, ni el RNA pueden ser producidos, y por tanto las proteínas no pueden ser sintetizadas o las células proliferadas. Los nucleótidos también sirven como transportadores de actividad intermediaria en la síntesis de algunos carbohidratos, lípidos y proteínas y son componentes estructurales de un número coenzimas escenciales como la coenzima A, FAD, NAD+ y NADP+. En adición, los nucleótidos juegan un rol importante como moneda energética en la célula.
Finalmente, los nucleótidos son importantes compuestos regulatorios para muchas de las rutas del metabolismo intermediario, inhibiendo o activando enzimas claves. Las bases de purina y pirimidina que se encuentran en nucleótidos pueden ser sintetizadas de novo o pueden ser obtenidos a través de rutas de salvamento que permiten el reuso de las bases preformadas resultado de un ciclo celular normal o por la dieta.

II. Estructura de los nucleótidos
Los nucleótidos están compuestos de una base nitrogenada, un monosacárido pentosa, y una, dos o tres grupos fosfato. Las bases que contienen nitrógeno pertenecen a dos familias de compuestos: las purinas y las pirimidinas.
 Estructuras de purina y pirimidina
Ambos DNA y RNA contienen la misma base de purina: adenina (A) y guanina (G). Ambos DNA y RNA contienen la citosina pirimidina (C), pero ellas difieren en su segunda base pirimidina: el DNA contiene timina (T) mientras que el RNA contiene uracilo (U); T y U difieren solo porgrupo metilo presente en T pero ausente en U (Nota: inusualmente bases son encontradas ocasionalmente en especies de DNA y RNA, por ejemplo, en algunos DNA virales y RNA de transferencia. Las modificaciones de las bases incluyen por ejemplo la metilación, hidroximetilación, glicosilación, acetilación o alteración de los átomos en el anillo de pirimidina. La presencia de una base inusual en una secuencia nucleotídica puede ayudar a su reconocimiento por enzimas específicas o protegerla de iniciar una degradación por nucleasas.
 Nucleósidos
La adición de un azúcar pentosa a una base produce un nucleósido. Los ribonucleósidos de A, G, C, T y U son llamados adenosina, guanosina, histidina, timidina y uridina respectivamente. Si el azúcar es una ribosa un ribonucleósido es producido, si el azúcar es 2-desoxirribosa, un deoxyribonucleósido es producido.
Los átomos de carbono y nitrógeno en los anillos de la base y el azúcar son numerados por separado. Note que los átomos en los anillos de las bases son enumeradas de 1 a 6 en pirimidinas, y de 1 a 9 en purinas, de donde los carbonos en la pentosa son enumerados 1' a 5'. Además, cuando tú te refieres al carbono 5' de un nucleósido ( o nucleótido), tú estás especificando un átomo de carbono en la pentosa en vez que un átomo en la base.

 Nucleótidos.
Los nucleótidos son mono, di ó tri ésteres fosfato de nucleósidos . El grupo fosfato es atrapado por una unión éster a el 5'-OH de la pentosa. Tal compuesto es llamado un nucleósido 5'fosfato o un 5'nucleótido. El tipo de pentosa es denotado por el prefijo en los nombres“5'desoxirribonucleótido”. Si un grupo fosfato es unido al carbono 5' de la pentosa, la estructura es un nucleósido monofosfato (NMP) como el AMP o CMP. Si un segundo o tercer fosfato es adicionado al nucleósido, un nucleósido difosfato (por ejemplo, ADP) o el trifosfato (por ejemplo, ATP) es obtenido. (Nota: Los grupos fosfato son los responsables de las cargas negativas asociadas con nucleótidos y ácidos nucleicos.)
III Síntesis de Nucleótidos de Purina por la ruta de NOVO.
Los átomos del anillo de purina son contribuidos por un número de compuestos, incluyendo aminoácidos (ác.aspártico, glicina, y glutamina), CO2 y derivados de tetrahidrofolato. El anillo de purina es construido por unas series de reacciones que adicionan los carbonos y los nitrógenos donados a una ribosa 5-fosfato preformada.
 Síntesis de 5-fosforribosil-1-pirofosfato
La ribosa fosfato pirofosfocinasa (PRPP sintetasa) es activada por Pi e inhibida por un nucléosido de purina di y trifosfato. (Nota: La mitad del azúcar de PRPP es ribosa. En la síntesis de nucleótidos, los ribonucleótidos son producidos primero, y pueden subsecuentemente ser reducidos a desoxiribonucleótidos. El PRPP también participa en la síntesis de pirimidinas y en el salvamento de las reacciones de bases de purinas y pirimidinas.
 Síntesis de 5'-fosforibosilamina
El grupo amida de la glutamina reemplaza al grupo pirofosfato unido al carbono 1 del PRPP. La enzima glutamina: fosforibosil pirofosfato amidotransferasa es inhibida por la purina 5' nucleotido AMP, GMP y IMP, los productos finales de ésta ruta. Este es el paso obligado en la biosíntesis de nucleósidos depurina. La velocidad de la reacción es también controlada por la concentracion intracelulare de los sustratos de glutamina y por el PRPP. Nota: La concentración intracelular de PRPP es normalmente 10-5 a 10-6 mol / L, de este modo la Km de la amidotransferasa es 3 x 10-4 mol / L por tanto, por esta causa la concentración de sustrato esta muy por debajo de la Km , cualquier pequeño cambio en las concentraciones de PRPP es proporcional al cambio de la velocidad de la reacción.
 Síntesis de inosina monofosfato, el padre del nucleótido de purina
Los próximos nueve pasos en la biosíntesis de los nucleótidos de purina llevan a la síntesis de IMP. Ésta ruta requiere de 4 moléculas de ATP como fuente de energía.
 Inhibidores de síntesis de purinas:
Algunos inhibidores de la síntesis de purina son específicos para la inhibición del crecimiento de la rápida división de microorganismos ( por ejemplo, las sulfonamidas). Los análogos estructurales del ácido fólico ( por ejemplo, el metotrexato) son usados farmacológicamente para el control del desarrollo del cáncer, interfiriendo con la síntesis de nucleótidos, y por tanto de DNA y RNA. (Nota: Los inhibidores específicos de la síntesis de purinas son extremadamente tóxicos a tejidos humanos, especialmente las células tumorales, estructuras desarrollando estructuras tales como en un feto o células tipo que normalmente se replican rápidamente incluyendo las de la médula ósea, piel, tracto gastrointestinal, o los folículos del cabello. Debido a que los inhibidores son usados para alentar el crecimiento de las células cancerosas también afectanlas replicaciones de las células normales, pueden causar anemia, piel escamosa o costrosa, perturbación de la ruta GI y calvicie.
 Conversión de IMP a AMP y GMP
La conversión de IMP a otros AMP ó GMP utiliza dos pasos de energía requeridos en la ruta. Note que la síntesis de AMP requiere GTP como recurso de energía, por tanto la síntesis de GMP requiere ATP. También, la primera reacción en cada ruta es inhibida por el producto final de la ruta. Esto provee un mecanismo divertido de IMP a la síntesis de especies de purina presentes en menores cantidades. (Nota: Si ambos AMP y GMP están presentes en cantidades adecuadas, la ruta de novo de síntesis de purina es cambiada en el paso de amidotransferasa.
 Conversión de nucleósidos monofosfatos a nucleósidos difosfato y trifosfato
Los nucleósido difosfato (NDP) son sintetizados del correspondiente nucleósido monofosfato (NMP) por la base específica nucleósido cinasa monofosfato. (Nota: Estas cinasas no distinguen entre ribosa o desoxirribosa en el sustrato). ATP es eneralmente la fuente del fosfato transferido debido a que este está presente en altas concentraciones mayores que los otros nucleósidos trifosfato.
Por ejemplo, adenilato cinasa
AMP + ATP 2 ADP
Por ejemplo, guanilato cinasa:
GMP + ATP GDP + ADP
Adenilato cinasa es particularmente activa en el hígado y en el músculo, donde el ciclo de utilización de energía de ATP es alta. Su función es mantener un equilibrio de cantidades de AMP, ADP y ATP:
2 ADP AMP + ATP
Los nucleósidos difosfato y trifosfato son interconvertidos por nucleósido difosfato cinasa, una enzima que, adiferencia de las monofosfato cinasas, tiene una amplia especificidad:
Por ejemplo, GDP + ATP GTP + ADP
Por ejemplo, CDP + ATP CTP + ADP
Vía de Salvamento para purinas
Las purinas son resultado de un ciclo celular normal de ácidos nucléicos o son obtenidas a través de la dieta y no degradadas, pueden ser reconvertidas a nucleósidos trifosfatos y ser usadas por el cuerpo humano. Esto es lo referente a la vía de salvamento de las purinas. Dos enzimas son incluídas en ésta vía: la adeninafosfoforibosil transferasa (APRT) y la hipoxantina-guanina fosforibosil transferasa (HGPRT). Ambas enzimas utilizan PRPP como la fuente de un grupo de ribosa 5 fosfato.
La liberación del pirofosfato hace esta reacción irreversible. Una deficiencia de HGPRT causa el síndrome de Lesch Nyhan.
Degradación de los nucleótidos de Purina
Los nucleótidos de purina son secuencialmente degradados por la eliminación o alteración de posiciones del nucleótido. El producto final del catabolismo de purina en humanos es el ácido úrico. Los mamíferos y otros primates oxidan ácido úrico más remoto a alantoides, quiénes, en algunos animales mamíferos, puede ser degradado posteriormente a urea o aún a amoniaco.
 Formación de ácido úrico
Una suma de pasos en la producción de ácido úrico y enfermedades genéticas asociadas a la deficiencia de enzimas específicas degradativas.
 Un grupo amino es transferido de AMP para producir IMP, una forma de adenosina que produce inosina. (hipoxantina-ribosa).
 IMP y GMP son convertidos en las formas de nucleósidos inosina y guanosina por la acción de 5'nucleotidasa.
 La nucleósidofosforilasa de purina convierte inosina y guanosina en sus respectivas bases púricas, hipoxantina y guanina.
 La guanina es desaminada a la forma xantina.
 La hipoxantina es oxidada por la xantina oxidasa a xantina, quien es posteriormente oxidada por la xantina oxidasa hasta ácido úrico, el producto final de la degradación de purina humana. El ácido úrico es excretado en la orina.
Degradación de los ácidos nucleicos en el intestino delgado
Las ribonucleasas y las desoxiribonucleasas, son secretadas en el jugo pancreático, hidrólisis de RNA y DNA primariamente a oligonucleótidos. Los oligonucleótidos son posteriormente hidrolizados por las fosfodiesterasas pancreáticas, produciendo una mezcla de 3' y 5' mononucleótidos. Una familia de nucleotidasas elimina los grupos fosfato hidrolíticamente, liberando nucleósidos que pueden ser absorbidos por las células de la mucosa intestinal o pueden ser posteriormente degradadas a bases libres antes de ser tomadas. Nota: Las purinas y las pirimidinas de la dieta no son utilizadas como grandes extensiones para la síntesis de los tejidos de los ácidos nucleicos. Las purinas son generalmente convertidas a ácido úrico por las células de la mucosa intestinal y son excretadas a la orina. El restante de purinas de la dieta son metabolizadas por la flora intestinal.
Síntesis de Pirimidinas
De diferente forma la síntesis del anillo de purina donde el anillo es construido de una ribosa 5 fosfato preformada, el anillo de pirimidina es sintetizado antes de ser unido a la ribosa 5 fosfato, quien es donado por la PRPP. Las fuentes de átomos de carbono onitrógeno son la glutamina, el CO2, el ácido aspártico.
Síntesis de carbamoil fosfato
El paso obligado de esta vía en las células de mamíferos es la síntesis de carbamoil fosfato de la glutamina y CO2, catalizada por la carbamoil fosfato sintetasa II. De diferente manera las enzimas carboxilasas, CPSII no requieren de biotina como la coenzima. CPSII es inhibida por la UTP y es activada por la ATP y PRPP. Nota la carbamoil fosfato es también un precursor de urea. Sin embargo, en la vía de síntesis de pirimidina, la carbamoil fosfato es hecha en el citosol, por cuanto en el ciclo de la urea, la carbamoil fosfato es sintetizada en la mitocondria por el amoniaco como la fuente de nitrógeno, donde la CPSII utiliza el grupo -amida de la glutamina . Además la glutamina es requerida para ambas síntesis de purina y pirimidina.
Síntesis de ácido Orótico.
El segundo paso en la síntesis de pirimidinas es la formación de carbamoilaspartato, catalizada por la aspartato transcarbamoilasa. El anillo de pirimidina es luego cerrado hidrolíticamente por la dihidroorotasa. La resultante dihidroorotato es oxidada para producir ácido orótico. Nota: Las primeras tres enzimas en esta vía (CPSII, aspartato transcarbamoilasa, y dihidroorotasa) son todas dominadas por la misma cadena polipeptídica. Este es otro ejemplo de un polipéptido multifuncional o multicatalítico que facilita el orden de síntesis de un importante compuesto.
Formación del nucleótido de pirimidina
El anillo completo de pirimidina es convertido a el nucleótido orotidina 5'monofosfato (OMP) en la segunda etapa de la síntesis de pirimidina. El PRPP esotra vez el donador del 5 fosfato. La enzima orotato fosforibosil transferasa produce el nucleótido (OMP) con la liberación del pirofosfato, haciendo una reacción biológicamente irreversible. Nota: ambas síntesis de purinas y pirimidinas además requieren glutamina y PRPP como precursores esenciales. El OMP, el padre del mononucleótido de pirimidina, es convertido a uridina monofosfato (UMP) por el orotidilato descarboxilasa, quien remueve el grupo ácido carboxi. El orotato fosforibosiltransferasa y la orotidilato descarboxilasa son también dominio de una cadena polipeptídica simple. El ácido orótico resulta de una deficiencia de esta enzima bifuncional resultando un ácido orótico en la orina.
Síntesis de uridina trifosfato y histidina trifosfato
La histidina trifosfato (CTP) es producido por la aminación de UTP por la CTP cintaza. Nota: el nitrógeno es provisto por glutamina- otro ejemplo de una reacción en la biosíntesis de nucleótidos donde este aminoácido es requerido.
Degradación de los nucleótidos de Pirimidina
De otra manera los anillos de purina, quienes no son adheridas a las células humanas, el anillo de pirimidina puede ser abierto y degradado a una estructura altamente soluble, como la -alanina y la - aminoisobutirato, que pueden servir como precursores de acetil CoA y succinil CoA respectivamente. Alternativamente, las pirimidinas pueden ser salvadas y convertidas en nucleótidos por la enzima pirimidina fosforibosiltransferasa en reacciones de salvamento de purinas, utilizando PRPP como la fuente de ribosa-P.
Conversión de los ribonucleótidos a desoxiribonucleótidos
Losnucleótidos sintetizados pueden ser usados como bloques constructores en la síntesis de RNA o como transportadores de nucleótidos de otros compuestos como los azúcares. Los nucleótidos que requieren de DNA para la síntesis son 2'desoxirobonucleótidos, quienes son producidos por ribonucleósidos difosfato.
 Ribonucleótido reductasa.
Los ribonucleótidos reductasa (ribonucleósido difosfato reductasa) es una enzima multisubunitaria (dos subunidades idénticas B1 y dos subunidades idénticas B2) que es específica para la reducción de los nucleósidos difosfato (ADP, GDP, CDP y UDP) a su formas desoxi (dADP, dGDP, dCDP y dUDP El donador inmediato de los átomos de hidrógeno necesitada para la reducción de el grupo 2'hidroxi son dos grupos sulfidrilos en la propia enzima, quien, durante la reacción, forma un puente disulfuro.
 Regeneración de la enzima reducida.
De manera que para la ribonucleótido reductasa continua produciendo desoxirobonucleótidos, el puente disulfuro creado durante la producción del 2'-desoxi carbono puede ser reducido. La fuente de equivalentes reductores es un péptido de coenzima de ribonucleótido reductasa, tioredoxina, quien contiene dos residuos de cisteína separados por dos aminoácidos en la cadena peptídica. Los dos grupos sulfidrilos de tioredoxina donan sus átomos de hidrógeno a la ribonucleótido reductasa en el proceso formando una unión disulfuro.
 Regeneración de la tioredoxina reducida.
La tioredoxina puede ser convertida de regreso en una forma reducida con el objetivo de continuar el desempeño de su función.
 Regulación de la síntesis dedesoxiribonucleótidos.
La ribonucleótido reductasa es la responsable para el mantenimiento de un equilibrado balance de suplemento de los desoxiribonucleótidos requeridos para la síntesis de DNA. Para ejecutar esto, la regulación de la enzima es un complejo. Además en el sitio activo , hay dos sitios en la enzima envueltos en su actividad regulatoria.
 Sitio activo. La unión de dATP a un sitio alostérico ( conocido como sitio activo) en la enzima inhibe la actividad catalítica total de la enzima, y además previene la reducción de cualquiera de los cuatro nucleósidos difosfato. Esto explica la toxicidad de los niveles incrementados de dATP vistos en condiciones como la deficiencia de la adenosina desaminasa.
 Sitio específico del sustrato. La unión del nucleósido trifosfato a un sitio adicional alostérico (conocido como el sitio específico del sustrato) en la enzima regula la especificidad del sustrato causando un incremento en la conversión de diferentes especies de ribonucleótidos a desoxiribonucleótidos como son requeridos para la síntesis de ADN.
Síntesis de Timidina Monofosfato de dUMP
EL dUMP es convertido a dTMP por la timidilato sintetasa , quien utiliza N5N10metilén tetrahidrofolato como la fuente del grupo metilo. Esta es una reacción inusual en que el tetrahidrofolato (THF) contribuye no solo a una unidad de carbón pero también a dos átomos de hidrógeno del anillo de pterina, resultando en la oxidación del THF a dihidrofolato DHF. Los inhibidores de la timidilato sintetasa incluyen los análogos de la timina como la 5-fluorouracil, que se utiliza como un exitoso agente antitumoral. Además,la DHF puede ser reducida en la presencia de fármacos como la metotrexano. Por una disminución del suplemento de THF, estos análogos del folato no solo inhiben la síntesis de purinas , pero previenen la metilación de dUMP a dTMP. Ellos también disminuyen la concentración celular de este componente esencial del DNA. La síntesis de DNA es además inhibida y el crecimiento celular disminuida. Por su disponibilidad de los precursores de nucleótidos, éstos fármacos son utilizados para disminuir la velocidad de crecimiento de las células cancerosas.
Hieero
Definición extendida
Funciones del hierro en el organismo
Alimentos con mayor aporte - Principales fuentes
Deficiencia - Consecuencias de la carencia
Dosis diaria recomendada
Toxicidad
Definicion Breve
Este micromineral u oligoelemento, interviene en la formación de la hemoglobina y de los glóbulos rojos, como así también en la actividad enzimática del organismo.
Dado que participa en la formación de la hemoglobina de más esta decir que transporta el oxígeno en sangre y que es importante para el correcto funcionamiento de la cadena respiratoria
Las reservas de este mineral se encuentran en el hígado, el bazo y la médula ósea.
Se clasifica en hierro hémico y no hémico:
El hémico es de origen animal y se absorbe en un 20 a 30%. Su fuente son las carnes (especialmente las rojas).
El no hémico, proviene del reino vegetal, es absorbido entre un 3% y un 8% y se encuentra en las legumbres, hortalizas de hojas verdes, salvado de trigo, los frutos secos, las vísceras y la yema del huevo.
Para mejorar la absorción del hierro nohémico siempre es bueno consumir conjuntamente alimentos que contengan vitamina C.
Los inhibidores de la absorción de hierro no hémico son: el té, café, la leche bovina, la clara del huevo, el salvado de trigo y los productos de soya.
La falta de hierro en el organismo puede producir mala síntesis proteica, deficiencia inmunitaria, aumento del ácido láctico, aumento de noradrenalina, menor compensación de enfermedades cardiopulmonares y anemia.
La forma de identificarlo que demuestra carencia de hierro es una menor respuesta al estrés, menor rendimiento laboral, alteración en la conducta y mala regulación térmica.
Las necesidades diarias de hierro son del orden de los 8 a 11 mg día, requiriendo un 50% adicional las mujeres y los hombres deportistas y hasta doble las mujeres deportistas (20 a 25 mg./día)
Recomendaciones:
 Efectuar una adecuada selección de alimentos,
 Incluir carne en las comidas,
 Incluir fuentes de Vitamina C en cada comida,
 Suprimir grandes cantidades de té o café con las comidas,
 Suprimir cantidades excesivas de ácido acético (vinagre).

Definición extendida
El hierro es uno de los metales más abundantes en la Tierra. Representa alrededor del 5 % de la corteza terrestre y es el segundo metal en abundancia luego del aluminio y el 4to en abundancia por detrás del oxígeno, silicona y aluminio. Es el componente principal del núcleo terrestre (80%). Es un metal esencial para la mayoría de las diferentes formas vivientes y para la fisiología humana normal. La cantidad promedio de hierro en nuestro organismo es de alrededor de 4,5 gr. lo querepresenta el 0.005%.
El hierro es un componente fundamental en muchas proteínas y enzimas que nos mantienen en un buen estado de salud. Alrededor de dos tercios de hierro de nuestro organismo se encuentra en la hemoglobina, proteína de la sangre que lleva el oxígeno a los tejidos y le da la coloración característica. El resto se encuentra en pequeñas cantidades en la mioglobina, proteína que suministra oxígeno al músculo, y en enzimas que participan de reacciones bioquímicas (oxidación intracelular).
El hierro se absorbe en forma diferente según sea hierro hémico o hierro no hémico. En promedio solo se absorbe el 10% a 15% del hierro ingerido a través de la dieta.
Clasificación
El hierro hémico es fácil de absorber mientras que el hierro no hémico es convertido por medio del ácido clorhídrico presente en el estómago a hierro ferroso y así es capaz de ser absorbido en el intestino delgado, precisamente en el duodeno y parte alta del yeyuno.
El transporte se realiza en la sangre, mayormente a través de una proteína proveniente del hígado, llamada transferrina y es distribuido en los tejidos. Es almacenado en forma de ferritina o hemosiderina en el bazo, el hígado y la medula ósea. En ausencia de sangrado (incluyendo la menstruación) o embarazo su pérdida es mínima. Se excreta principalmente en las heces.

Funciones:
Transporte y depósito de oxígeno en los tejidos:
El grupo hemo o hem que forma parte de la hemoglobina y mioglobina está compuesto por un átomo de hierro. Estas son proteínas que transportan y almacenan oxígeno en nuestro organismo. La hemoglobina, proteína de las sangre,transporta el oxígeno desde los pulmones hacia el resto del organismo. La mioglobina juega un papel fundamental en el transporte y el almacenamiento de oxígeno en las células musculares, regulando el oxígeno de acuerdo a la demanda de los músculos cuando entran en acción.
Metabolismo de energía:
Interviene en el transporte de energía en todas las células a través de unas enzimas llamadas citocromos que tienen al grupo hemo o hem (hierro) en su composición.
Antioxidante:
Las catalasas y las peroxidas son enzimas que contienen hierro que protegen a las células contra la acumulación de peroxido de hidrógeno (químico que daña a las células) convirtiéndolo en oxígeno y agua.
Síntesis de ADN:
El hierro interviene en la síntesis de ADN ya que forma parte de una enzima (ribonucleótido reductasa) que es necesaria para la síntesis de ADN y para la división celular.
Sistema nervioso:
El hierro tiene un papel importante en sistema nervioso central ya que participa en la regulación los mecanismos bioquímicos del cerebro, en la producción de neurotransmisores y otras funciones encefálicas relacionadas al aprendizaje y la memoria como así también en ciertas funciones motoras y reguladoras de la temperatura.
Detoxificación y metabolismo de medicamentos y contaminantes ambientales:
El Citocromo p450 es una familia de enzimas que contienen hierro en su composición y que participa en la degradación de sustancias propias del organismo (esteroides, sales biliares) como así también en la detoxificacion de sustancias exógenas, es decir la liberación sustancias que no son producidas por nuestroorganismo.
Sistema inmune:
La enzima mieloperoxidasa está presente en los neutrófilos que forman parte de las células de la sangre encargadas de defender al organismo contra las infecciones o materiales extraños. Esta enzima, que presenta en su composición un grupo hemo (hierro), produce sustancias (ácido hipocloroso) que son usadas por los neutrófilos para destruir las bacterias y otros microorganismos.
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Fuentes naturales de Hierro
Las siguientes tablas mencionan los miligramos (mg) de hierro hémico y no hémico presentes en una porción de alimento.
Alimentos con hierro no hémico
Alimento
Porción
Hierro
en mg (miligramos)



Cereales, 100% fortificados con hierro
Ÿ taza
(30 gr)
18



Avena, instantánea, fortificada, preparada con agua
1 taza
10



Semilla de soja, hervidas
1 taza
(170 gr)
8.8



Lentejas, hervidas
1 taza
(200 gr)
6.6



Espinaca, fresca, hervida, escurrida
1 taza
(180gr)
6.4



frijoles/judías , hervidas
1 taza
5.2



Espinaca, enlatada, escurrida
1 taza
(215 gr)
4.9



Cereales, fortificado con 25% de hierro
Ÿ taza
(30 gr)
4.5



Habas, hervidas
1 taza
4.5



Tofu, crudo, firme
œ taza
3.4



Sémola, blanca, enriquecida, preparada con agua
1 taza
1.5



Pasas de uva, sin semilla
œ taza
1.5



Almendras, pistachos
30 gr
1.2



Pan de harina integral/harina blanca
1 rodaja
0.9



Yema de huevo
1
0.45



Alimentos ricos en hierro hémico
Alimento
Porción
Hierro
en mg (miligramos)



Hígado de pollo, cocido
100 gr
12
Almejasy otros moluscos, enlatados
85 gr
23
Carne de pavo, cocida
145 gr
11
Carne de vaca, picada 80 % magra
100 gr
2.5
Hígado de vaca, cocido
100 gr
6.2
Pollo, pechuga asada
100 gr
1.1
carne de cerdo, asada
100 gr
0.9
Atún, enlatado en agua
100 gr
0.9
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Deficiencia de Hierro
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) la deficiencia de hierro se considera el primer desorden nutricional en el mundo. Aproximadamente el 80 % de la población tendría deficiencia de hierro mientras que el 30 % padecería de anemia por deficiencia de hierro.
El desarrollo de la deficiencia de hierro es gradual y el comienzo se da con un balance negativo de hierro es decir cuando la ingesta de hierro de la dieta no satisface las necesidades diarias. Se produce una disminución en el depósito de hierro del organismo pero los niveles de hemoglobina permanecen normales.
Por otro lado la anemia por deficiencia de de hierro (anemia ferropénica) es un estadío avanzado en la disminución del hierro. Aquí los niveles de hemoglobina se encuentran por debajo de lo normal.
Absorción y factores que afectan la misma
Un adulto sano absorbe aproximadamente entre 10% y 15% del hierro de la dieta. Pero dicha absorción estará influenciada por diferentes factores que pueden favorecerla o disminuirla.
Así mismo depende del tipo de hierro que se consuma. La absorción de hierro hémico es del 15% al 35% y no es significativamente afectada por la dieta. Contrariamente la absorción del hierro no hémico es del 2% al 20% y tiene gran influencia de otros componentes de la dieta.Favorecen la absorción:
Vitamina C (ácido ascórbico): mejora la absorción del hierro no hémico ya que convierte el hierro férrico de la dieta en hierro ferroso, el cual es más soluble y puede atravesar la mucosa intestinal.
Otros ácidos orgánicos: ácido cítrico, ácido láctico y ácido málico también benefician la absorción de hierro no hémico.
Proteínas de la carne: además de proveer hierro hémico (altamente absorbible) favorecen la absorción de hierro no hémico promoviendo la solubilidad del hierro ferroso.
Vitamina A: mantiene al hierro soluble y disponible para que pueda ser absorbido ya que compite con otras sustancias, polifenoles y fitatos, que unen hierro y lo hacen poco absorbible. La combinación de vitamina A con hierro se usa para mejorar la anemia ferropénica (por deficiencia de hierro).

Reducen la absorción:
Ácido fítico (fitatos): se encuentra en arroz, legumbres y granos enteros. Si bien las legumbres y los cereales tienen alto contenido de hierro no hémico, no se los considera una buena fuente de hierro ya que también son ricos en fitatos, los que inhiben la absorción del hierro no hémico. Pequeñas cantidades de ácido fítico (5 a 10 mg) pueden disminuir la absorción del hierro no hémico en un 50 %. La industria alimenticia ha disminuído el contenido de fitatos utilizando enzimas, como las fitasas, capaces de degradar el ácido fitico y así aumentar el uso del mismo.
Taninos: se encuentran en algunas frutas, vegetales, café, té (negro, verde) vinos, chocolate, frutos secos y especias (orégano). Pueden inhibir la absorción ya que se combinan con el hierro formando uncompuesto insoluble.
Proteínas vegetales: las proteínas de la soja (tofu) tiene un efecto inhibitorio en la absorción del hierro no hémico que no depende del contenido de fitatos.
Calcio: cuando el calcio se consume junto al hierro en una comida, el calcio disminuye la absorción de hierro hémico como el no hémico. El calcio tiene un efecto inhibitorio que depende de sus dosis.

Anemia por deficiencia de hierro (ferropénica)
Se caracteriza por ser microcítica e hipocrómica es decir que los glóbulos rojos tiene un tamaño más pequeño que el normal y el contenido de hemoglobina es menor dando glóbulos rojos pálidos.
Existe carencia de hierro por aumento de la demanda de hierro, por malnutrición o dieta deficitaria o por malabsorción lo que trae como consecuencia disminución de la hemoglobina y de la cantidad de glóbulos rojos o hematíes (a veces el numero es normal). Sin el hierro, la hemoglobina no puede suministrar el oxígeno necesario a los tejidos de nuestro organismo.
Síntomas: palidez, cansancio o debilidad, irritabilidad, taquicardia, dificultades en el aprendizaje, mayor susceptibilidad a infecciones, dificultades respiratorias, glositis (inflamación de la lengua), dificultad para mantener la temperatura corporal, uñas quebradizas, dolor de cabeza.

sQuiénes necesitan dosis extras de hierro para prevenir su deficiencia?
A continuación se nombran a aquellos que tienen mayor necesidad de hierro, que tienden a perder más hierro y aquellos que no lo absorben normalmente.
Mujeres embarazadas: requieren alrededor del doble de hierro debido a que el volumen sanguíneo aumenta duranteel embarazo, a las necesidades en aumento del bebe y por la perdida de sangre que ocurre durante el parto. Utilizan el hierro para el normal desarrollo del feto y la placenta.
Bebes prematuros o con bajo peso al nacer: tienen niveles bajos de hierro en comparación con un bebe en buen estado de salud ya que el bebe no logra una acumulación significativa de hierro que se da pasadas las 32 semanas de gestación.
Niños entre 6 meses y 4 años: debido al rápido crecimiento que se produce durante esta etapa.
Adolescentes: también es una etapa de crecimineto tanto para varones como mujeres por lo cual el requerimiento de hierro es alto durante esta etapa. Además las mujeres presentan perdidas menstruales
Mujeres en edad reproductiva: la pérdida de hierro se da ante la menstruación.
Individuos con alteraciones gastrointestinales: no pueden absorben el hierro normalmente. Se da, entre otros, en casos de enfermedad celiaca y Síndrome de Crohn.
Individuos con fallo renal: el riñón no puede formar suficiente eritropoyetina (hormona que estimula a la medula ósea para formar glóbulos rojos). Aquellos que están bajo diálisis pueden desarrollar anemia ya que el hierro como la eritropoyetina pueden perderse durante la diálisis
Individuos con pérdida crónica de sangre: por hemorragia gastrointestinal (ulcera peptica, hernia hiatal, varices esofágicas, cáncer, parasitosis, colitis ulcerosas), por donación de sangre, hemorragias genitourinarias.
Vegetarianos: aquellos vegetarianos que no comen ningún tipo de producto animal necesitan alrededor del doble de hierro por día comparado a los novegetarianos. Esto se da debido a que la absorción de hierro no hémico provenientes de legumbres, vegetales, etc. es mucho menor. Se recomienda consumir alimentos con hierro no hémico junto a vitamina C (cítricos) para así aumentar la absorción del mismo.
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Dosis diarias recomendadas de hierro
En la siguiente tabla se exponen los valores de la ingesta diaria recomendada de hierro según el Departamento de Nutrición del IOM (Institute of Medicine: Instituto de Medicina) tanto para infantes, niños y adultos.
Edad
Hombres
(mg/día)
Mujeres
(mg/día)
0-6 meses
0.27 (IA)*
0.27
7-12 meses
11
11
1-3 años
7
7
4-8 años
10
10
9-13 años
8
8
14-18 años
11
15
19-50 años
8
18
>50 años
8
8
Embarazo

27
Lactancia

9-10
* Los niños recién nacidos y en buen estado de salud cuentan con una reserva de hierro que dura entre 4 a 6 meses. Hasta el momento no existe evidencia disponible para establecer la dosis diaria recomendada desde nacimiento hasta los 6 meses de edad. La ingesta de hierro recomendada para bebes de hasta 6 meses se basa en la Ingesta Adecuada (IA) que refleja la ingesta promedio de hierro de bebes saludables que se alimentan con leche materna.
El hierro de la leche materna es bien absorbido por los infantes. Se estima que los infantes utilizan mas del 50% del hierro presente en la leche materna comparado con menos del 12% del hierro presenta en la formula. Se recomienda la lactancia materna durante al menos los primeros 6 meses de vida y luego la incorporación gradual de comidas sólidas con contenido de hiero desde los 7 a 12 meses deedad. En caso contrario las fórmulas deben estar fortificadas con hierro (4 a 12 miligramos de hierro por litro).
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Toxicidad
Se puede producir una sobredosis de hierro (toxicidad aguda) en los niños menores de 6 años ante una ingesta accidental de suplementos de hierro dando vómitos , diarrea, dolor abdominal llegando a dificultades respiratorias, coma y muerte.
Altas dosis de suplementos de hierro en adultos pueden traer complicaciones gastrointestinales como constipación, nausea, vómitos, diarrea, especialmente si son tomados con el estomago vacío.
Existe un alto potencial de tener toxicidad de hierro dado que muy poca cantidad d hierro es excretado por el organismo. Además el hierro tiende a acumularse en los tejidos y órganos cuando sus depósitos están saturados.
Los individuos con hemocromatosis pueden desarrollar una sobrecarga de hierro. La hematocromatosis es una enfermedad hereditaria que altera el metabolismo del hierro haciendo que se acumule en grandes cantidades en el organismo a lo largo de toda su vida ocasionando daño a distintos órganos.
Los individuos con anemias severas (que no son causadas por deficiencia de hierro) que necesitan trasfusiones de sangre también pueden desarrollar una sobrecarga de hierro.
Ante la deficiencia de hierro, la terapia con suplementos de hierro puede ocasionar si: irritación gastrointestinal, nausea, vómitos, diarrea, constipación, heces oscuras.
El Instituto de Medicina de la Academia Nacional de Ciencias (Institute of Medicine of the National Academy of Sciences) ha establecido la ingesta máximatolerable de hierro para individuos sanos. Personas con hemocromatosis hereditaria, con cirrosis hepática y otros problemas hepáticos pierden tener efectos adversos con ingestas menores a éstas.
Edad
Hombres
(mg/día)
Mujeres
(mg/día)
0-12 meses
40
40
1-13 años
40
40
14-18 años
45
45
>19 años
45
45
Embarazo

45
Lactancia

45
cervezaSaccharomyces cerevisiae
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Saccharomyces cerevisiae

Clasificación científica
Reino:
Fungi
División:
Ascomycota
Clase:
Hemiascomycetes
Orden:
Saccharomycetales
Familia:
Saccharomycetaceae
Género:
Saccharomyces
Especie:
S. cerevisiae
Nombre binomial
Saccharomyces cerevisiae
Meyen ex E.C.Hansenlalita me llaman
La levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae Meyen ex E.C.Hansen) es un hongo unicelular, un tipo de levadura utilizado industrialmente en la fabricación de pan, cerveza y vino. El ciclo de vida de las levaduras alterna dos formas, una haploide y otra diploide. Ambas formas se reproducen de forma asexual por gemación. En condiciones muy determinadas la forma diploide es capaz de reproducirse sexualmente. En estos casos se produce la meiosis en la célula formándose un asca que contiene cuatro ascosporas haploides.
S. cerevisiae es uno de los modelos más adecuados para el estudio de problemas biológicos. Es un sistema eucariota, con una complejidad sólo ligeramente superior a la de la bacteria pero que comparte con ella muchas de sus ventajas técnicas. Además de su rápido crecimiento, la dispersión de las células y la facilidad con que se replican cultivos y aíslan mutantes,destaca por un sencillo y versátil sistema de transformación de ADN. Por otro lado, la ausencia de patogenicidad permite su manipulación con las mínimas precauciones.
S. cerevisiae es un sistema genético que, a diferencia de la mayoría de los otros microorganismos, presenta dos fases biológicas estables: haploide y diploide. La fase haploide permite generar, aislar y caracterizar mutantes con mucha facilidad, mientras que en la diploide se pueden realizar estudios de complementación. Una levadura haploide contiene 16 cromosomas que varían en tamaño de 200 a 2200 kilobases (kb).
Una ventaja adicional de este microorganismo consiste en que se conoce la secuencia completa de su genoma y se mantiene en constante revisión. Ello ha permitido la manipulación genética de los casi 6600 genes que codifica el genoma de levadura, el uso extensivo de micromatrices de ADN para investigar el transcriptoma y estudios a escala genómica de, entre otros muchos aspectos, la expresión génica, localización de proteínas y la organización funcional del genoma y el proteoma.
La maquinaria molecular de muchos procesos celulares se encuentra conservada tanto en levaduras como en plantas y en mamíferos. Esto se ilustra con el hecho de que rutinariamente se han introducido genes de eucariotas superiores en levaduras para el análisis sistemático de su función.
Por estas razones, S. cerevisiae se ha convertido en una importante herramienta a gran escala de análisis de genómica funcional, proporcionando un punto de partida para el análisis de organismos eucariotas más complejos. Al ser un organismo unicelular con una tasa decrecimiento rápida, la levadura se puede utilizar para los estudios de células que resultarían muy complicados o costosos en organismos multicelulares.
Las utilidades industriales más importantes de esta levadura son la producción de cerveza, pan y vino, gracias a su capacidad de generar dióxido de carbono y etanol durante el proceso de fermentación. Básicamente este proceso se lleva a cabo cuando esta levadura se encuentra en un medio muy rico en azúcares (como la D-glucosa). En condiciones de escasez de nutrientes, la levadura utiliza otras rutas metabólicas que le permiten obtener un mayor rendimiento energético, y por tanto no realiza la fermentación.
Desde el punto de vista científico, este microorganismo se ha empleado como modelo simple de la célula eucariota. Esto se debe a una serie de ventajas como su facilidad de cultivo y su velocidad de división celular (aproximadamente dos horas).
Contenido
1 Nutrición de S. cerevisiae
2 Apareamiento en levaduras
2.1 Ciclo sexual de Saccharomyces cerevisiae
2.1.1 Diferencias entre células a y α
2.1.2 Diferencias entre células haploides y diploides
2.2 Cambio sexual en levaduras
2.2.1 HML y HMR
2.2.2 Mecanismo del cambio sexual
2.2.3 Direccionalidad del cambio sexual
3 Genoma de S. cerevisiae
3.1 Patogenia
4 Referencias
5 Enlaces externos
6 Véase también
Nutrición de S. cerevisiae
Las fuentes de carbono utilizadas por las levaduras varían desde los carbohidratos hasta los aminoácidos. Además, la capacidad de utilizar ciertos tipos de azúcares ha sido tradicionalmente empleada para la caracterización de las distintas razas queesta especie presenta. Entre los azúcares que puede utilizar están monosacaridos como la glucosa, fructosa, manosa y galactosa, entre otros. También son capaces de utilizar disacáridos como la maltosa y la sacarosa y trisacáridos como la rafinosa. Uno de los azúcares que no puede metabolizar es la lactosa, utilizándose este azúcar para distinguir esta especie de Kluyveromyces lactis . También es capaz de utilizar otras fuentes de carbono distintas a carbohidratos y aminoácidos. Entre las más destacadas se encuentra la capacidad de utilizar tanto etanol como glicerol. Por norma general, las levaduras mantienen dos tipos de metabolismo muy bien diferenciados. Por una parte, en condiciones en las que existen altas concentraciones de glucosa, fructosa o maltosa, la tendencia es a realizar una fermentación alcohólica de estos, es decir, se realiza la glucólisis y posteriormente se forma etanol. Una vez que estos azúcares escasean, se produce la respiración del etanol, vía ciclo de Krebs. Evolutivamente esto es un proceso que, a priori, no es ventajoso por ser energéticamente desfavorable para la reproducción del organismo, dado que se obtiene mucha menos energía en el primer proceso que en el segundo. No obstante, la gran mayoría de los organismos son muy sensibles al etanol, por lo que se ha entendido como un proceso de competencia por sustrato. Las levaduras, además de necesitar una fuente de carbono, necesitan tanto fuentes de nitrógeno —como podrían ser el amonio, la urea o distintos tipos de aminoácidos— como fuentes de fósforo. Además, son necesarias vitaminas como la Biotina, tambiénllamada Vitamina H, y distintos elementos traza
Apareamiento en levaduras
El apareamiento sexual de las levaduras sólo puede ocurrir entre células haploides de distinto sexo. Se definen por tanto dos tipos sexuales de levaduras, las células a y las células alfa. En el caso de las levaduras, la determinación sexual no se debe a un cromosoma distinto entre sexos sino más bien a una diferencia en un único locus. Dicho locus se conoce con el nombre de MAT y gobierna el comportamiento sexual entre células haploides y células diploides.
Ciclo sexual de Saccharomyces cerevisiae


Ciclo sexual de Saccharomyces cerevisiae.
Las levaduras pueden ser haploides o diploides según el estadio del ciclo. No obstante, ambos tipos celulares son estables y se pueden reproducir de forma asexual mediante mitosis. La división es por gemación, es decir, las células hijas son de tamaño inferior al de las células madre. Como ya se ha comentado antes, sólo las células haploides se pueden reproducir sexualmente, por lo que si una célula de tipo a se encuentra con una célula de tipo α se fusionarán en una sola célula, la cual también sufrirá una fusión de núcleos, formándose un diploide estable que también es capaz de reproducirse de forma asexual. Cuando las condiciones exteriores son desfavorables para las células diploides, sobreviene la meiosis, que provocará la aparición de cuatro esporas haploides, dos de las cuales serán de tipo sexual a y las otras dos de tipo sexual α
Diferencias entre células a y α
Las células a producen el 'Factor a', que es una feromona peptídica que indica la presencia de células de esemismo tipo a células del sexo opuesto. Las células a no responderán en ningún caso al factor a, pero sí lo harán si en las inmediaciones existe Factor α. Este tipo de respuesta desencadena la formación de una protuberancia en las células hacia la fuente de las feromonas de sexo contrario y es recíproco. En la actualidad se conocen las bases moleculares que rigen este comportamiento, el cual se debe a la transcripción o represión de genes en los dos tipos sexuales de levaduras. Las células a transcriben los genes que producirán el factor a, además de un receptor de membrana que se conoce con el nombre de Ste2p. Dicho receptor es capaz de unirse al factor α y desencadenar una serie de señales intracelulares mediadas por la proteína G. Además, las células a reprimen la expresión de los genes que formarán las proteínas necesarias para la síntesis del factor α y el receptor de membrana Ste3p. En las células α ocurre exactamente lo contrario a lo descrito. Todas estas diferencias entre activación y represión transcripcional son causadas por la presencia de uno de los dos alelos de un locus denominado MAT: MATa o Matα. El alelo Mata codifica para una única proteína denominada a1. El alelo Matα codifica para α1 y α2, que en los haploides dirigen la transcripción del programa específico de las células α.
Diferencias entre células haploides y diploides
Las células haploides de cualquiera de los sexos responde a la feromona producida por el sexo contrario. Las células de sexo opuesto podrán fusionarse, formando una célula diploide. Las células haploides nunca podrán realizar la meiosis en condicionesnormales. Por el contrario, las células diploides no producen ni responden a ninguno de los dos tipos de feromonas, pero sí pueden realizar meiosis bajo condiciones ambientales muy determinadas. Al igual que existen patrones de expresión génica entre células a y α, también existen diferencias entre la expresión génica entre células haploides y diploides. Un ejemplo de esto último es el caso de la endonucleasa HO, que es expresada en las células haploides, o el caso de IME1, cuya expresión está reprimida en los diploides. Las diferencias entre los patrones de expresión entre haploides y diploides son producidas por el locus MAT. Las células haploides sólo contienen una copia del locus MAT, en cualquiera de sus varientes alélicas, y esta determinará el sexo de la célula. Los diploides resultan de la fusión celular entre células de distinto sexo, por lo que presentan los dos loci. La combinación en la información contenida en ambos loci genera el programa transcripcional, es decir, la combinación entre las proteínas a1, α1 y α2.
Cambio sexual en levaduras
Una levadura haploide es capaz de cambiar de sexo. De tal forma que si una única célula de tipo a o α está en un medio sin la presencia del sexo contrario, al cabo de unas cuantas generaciones se advierte la presencia de la feromona contraria y un incremento en células diploides. Esta aparición de diploides puede ser tan alta que desplaza la población de haploides, ya que esta última población tiene una alta tendencia a aparearse. Las cepas de levaduras utilizadas en los laboratorios no suelen realizar este cambio de sexo debido a que estánalteradas en el gen HO, que es determinante para el cambio de sexo. Esto genera una propagación estable de cualquiera de los tipos celulares de los haploides, y nunca se llegan a formar diploides, en condiciones normales.
HML y HMR


Localización de los loci HML y HMR con respecto al locus activo MAT en el cromosoma III de Saccharomyces cerevisiae.
sCómo pueden cambiar las levaduras de sexo si este fenotipo viene dado por un único locus MAT? La respuesta es simple: las levaduras poseen copias del locus MAT que están silenciadas y por tanto no interfieren en la determinación sexual. Cuando se produce un cambio en el sexo de las levaduras, se produce un reemplazamiento génico del locus MAT por una de las copias adicionales. Las copias silenciosas se denominan HML (que generalmente llevan una copia silenciosa del alelo MATα) y HMR (que generalmente lleva una copia silenciosa del alelo MATa). Ambos loci se encuentran en el cromosoma III y están situados a derecha (HMR, donde la R es de right) y a izquierda (HML, donde la L es de left) del locus MAT en cualquiera de sus variantes alélicas.
Mecanismo del cambio sexual
El proceso de cambio sexual en las levaduras viene dado por la conversión génica iniciada por la endonucleasa HO. La expresión de dicha endonucleasa está regulada específicamente en los haploides y sólo es activa en las células haploides durante la fase de ciclo celular G1. La endonucleasa HO genera un corte específico en el ADN del locus MAT. Una vez se realiza el corte, los extremos libres generados son atacados por exonucleasas, produciéndose la degradación del locus MAT en ambossentidos. Esta ausencia de parte de un locus genera la activación de sistemas de reparación del ADN que conllevan el reemplazamiento del locus ausente por una de las copias adicionales HMR o HML.
Direccionalidad del cambio sexual
Por razones que todavía no se conocen muy bien, la reparación del locus MAT cortado por la endonucleasa HO permite el cambio sexual, ya que, por norma general, se reemplaza por el alelo contrario al que estaba en un principio. De esta forma cuando una célula a decide realizar un cambio sexual, el alelo MATa es degradado y reemplazado por la copia HML. Esto da como resultado el cese de la expresión del antiguo MATa y el inicio de la expresión del nuevo MATα, con todo lo que esto conlleva.
Genoma de S. cerevisiae
El genoma de esta levadura contiene aproximadamente 12.156.677 pares de bases (12 Mb) con 6.275 marcos abiertos de lectura, o genes, de los que se cree que solo 5.800 son genes realmente funcionales. Está organizado en un conjunto de dieciséis cromosomas completamente caracterizados con tamaños entre 200 a 2.200 kb. Se estima que comparte aproximadamente el 23% del genoma con el ser humano.
Patogenia
Saccharomyces cerevisiae no se considera un patógeno común. Actualmente cobra importancia su papel oportunista en sepsis en enfermos de leucemia y otras infecciones oportunistas en enfermos de sida.
Referencias
Lewin B (2001). Genes VII. Marban
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Saccharomyces cerevisiae.
Ciclo vital de S. cerevisiae (en inglés
Saccharomyces Genome Database
Levaduras vínicas