5.1 Fenómeno fotoquímico

La fotoquímica es el estudio de las transformaciones químicas provocadas o catalizadas por la emisión o absorción de luz visible o radiación ultravioleta. Una molécula en su estado fundamental (no excitada) puede absorber un quantum de energía lumínica, esto produce una transición electrónica y la molécula pasa a un estado de mayor energía o estado excitado. Una molécula excitada es más reactiva que una molécula en su estado fundamental.

El fenómeno fotoquímico precisa de fases principales:

1.     Recepción de la energía luminosa

2.     Reacción química propiamente dicha.

Según se opere con una sustancia única o con un sistema de varios cuerpos en presencia, se realizará, bien una descomposición de la sustancia en sus elementos (fotólisis), bien una combinación de varios cuerpos en uno solo (fotosíntesis).

Leyes fundamentales.

1. Ley de absorción de Grotthus-Draper: Una radiación no puede provocar acción química más que si es absorbida por un cuerpo (o un sistema de cuerpos); si no, no puede haber transmisión de energía luminosa.

Es conveniente señalar que las radiaciones que constituyen el color de un cuerpo son justamente las no absorbidas. No tienen, por lo tanto, efecto sobre el mismo. Por el contrario las radiaciones complementarias de éste color son absorbidas y son susceptibles de acción. Por ejemplo, una sustancia de color verde emite el verde pero absorbe el rojo y el azul. No podrá ser descompuesta más que por estos dos últimos colores.

2. Ley energética: Para que una radiación luminosa actúe eficazmente, debe poseer una energía, por lo menos, igual a la necesaria para la transformación química.

Se sabe que la radiaciones poseen tanta más energía cuanto más cortas sean sus longitudes de onda (o más elevadas sean sus frecuencias). La energía transportada por un fotón viene dada por la expresión:

 ( c= velocidad de la luz)

en la que h es la constante de Plank, igual a 6,55x10-27 ergios.

3. Ley de la equivalencia fotoquímica (o ley de Einstein): A cada fotón absorbido, corresponde una molécula descompuesta o combinada.

Se sobreentiende que los fotones activos satisfacen la ley energética precedente.

Según esto se comprueba que prácticamente el número de fotones activos absorbidos en una reacción química, corresponde raramente al número de moléculas descompuestas con el número de fotones absorbidos,

se obtiene un rendimiento cuántico que varía entre amplios límites, de 0,1 a 1000 (y más). Sólo algunas reacciones tienen un rendimiento teórico igual a la unidad.

A pesar de estas contradicciones, no se puede poner en duda la validez de la ley de Einstein, y la razón de las variaciones experimentales es simple:

a) Cuando la reacción química exige una aportación de energía (reacción endotérmica), como en el caso de los haluros de plata, r es todo lo más igual a 1. En general es más pequeño, como en la descomposición fotoquímica del clorhídrico gas, pues esta reacción es reversible.

Para descomponer el amoníaco NH3 en nitrógeno e hidrógeno, por los rayos ultravioletas, son precisos cuatro fotones por molécula (= 0,25.).

Según la longitud de onda, se puede modificar el equilibrio fotoquímica a un sentido u otro. Así, en la reacción reversible

ácido maléico   ácido fumárico

donde con el ultravioleta  = 313 mm existe 44 % de ácido maleico y 56 % de ácido fumárico, mientras que con una onda más corta  = 200 mm, el ácido maleico se regenera, con un 75 % de ácido maleico y 25 % de ácido fumárico. En el primer caso, el rendimiento cuántico es de 0,03 mientras que se eleva a 0,1, por la reacción inversa.

b) Cuando las radiaciones absorbidas provocan primero una activación de la molécula, que reacciona a continuación sobre una segunda molécula neutra para dar productos de descomposición, según el esquema siguiente:

AB + hv = (AB)

(AB) + AB = 2A + 2B

el rendimiento cuántico es casi igual a 2.

Referencias:

http://www.textoscientificos.com/fotografia/fotoquimica

V. F O T O B I O L O G I A

La Fotobiología es la ciencia que estudia el efecto de la radiación no ionizante sobre los sistemas vivos. Se diferencia así de la Radiobiología que estudia el efecto de las radiaciones ionizantes sobre ellos.

Los efectos generales de la radiación no ionizante sobre el cuerpo son complejos, como por ejemplo, la síntesis de vitamina D en la piel inducidos por irradiación ultravioleta a partir de precursores como esteroles, cambios en los constituyentes químicos y celulares de la sangre acción sobre la psique; acción fisiológica de la luz en animales, actuando a través de los ojos y de la glándula pineal. Hay efectos locales y son los que se ejercen sobre la piel.


Para la comprensión del mecanismo por el que la radiación no ionizante actúa sobre la piel es necesario conocer conceptos básicos relativos a la luz, a la materia y la interacción de radiación lumínica y materia que están en el campo de la Biofísica, por lo que previamente haremos un breve recuerdo de ellos.

El Espectro de Absorción es la medición "in vitro" de la energía absorbida por una molécula y es determinado por un espectrofotómetro que nos da una gráfica de la probabilidad de absorción de la fracción de radiación versus la longitud de onda. Conociendo el espectro de absorción de algunas especies moleculares, se puede predecir si la radiación de una cierta longitud de onda puede producir un efecto fotoquímico en dichas especies moleculares. El Espectro Activo o de Acción es la cantidad de radiación lumínica no ionizante absorbida que es eficaz para producir la reacción fotoquímica; por tanto, no es necesariamente paralela con el  Espectro de Absorción, sin embargo los límites de este último deben contener longitudes de onda que se encuentren en el espectro activo. Este concepto es fundamental en fotobiología para definir el nivel de riesgo de piel normal y fotosensible frente a una porción dada del espectro de RUV El Espectro de Acción normal mejor estudiado en piel humana es para el eritema.

La fotobiología comprende una franja estrechísima de 300 a 1100 nanómetros, de la que dependen la visión, las taxias, los tropismos, la dormición, la floración, la maduración, y sobre todo la fotosíntesis que es la conversión biológica de la energía solar en energía química. Estos procesos no pueden tener lugar en la región ultravioleta o la del infrarrojo lejano, porque las radiaciones de estas longitudes de onda no son apropiadas para las reacciones fotobiológicas.

Los límites energéticos de la fotobiología se sitúan más o menos, entre 100 y 400 kJ/mol de fotones, siendo las radiaciones de longitud de onda inferior a 300 nm, es decir con una energía superior a 400 kJ/mol, incompatibles con la vida porque pueden romper enlaces en las macromoléculas biológicas, tales como ácidos nucléicos y proteínas.

Referencias:

http://sisbib.unmsm.edu.pe/BvRevistas/dermatologia/v12_n2/fotobiologia_cutanea.htm

 D N A   m i t o c o n d r i a l

Resumen video:

Teoría endosimbiótica: el origen de las células eucariotas se da a partir de una relación simbiótica entre 2 arqueobacterias.

DNA mitocondrial:

·       Es un DNA bicatenario, circular, sin intrones.

·       Tiene 16569 nucleótidos repartidos en 2 cadenas: cadena pesada y cadena ligera.

·       Se forma por 37 genes de los cuales 13 codifican para RNAm, 22 codifican para RNAt y 2 codifican para RNAr.

·       Tiene variaciones en el código genético estándar. 

V i d e o:  g e n o m a  m i t o c o n d r i a l

http://www.unav.es/genetica/GMH/1_13.swf

Este video se ilustra de modo esquemático la estructura del genoma mitocondrial. Se muestran ambas cadenas con sus orígenes de replicación, todos los genes que codifican los ARNt, los ARNr y las proteinas mitocondriales, con la posición de los promotores. También se muestran algunas deleciones que son causa de enfermedades.

4.6 Genoma mitocondrial y enfermedades relacionadas

La mitocondria es un orgánulo de probable origen endosimbióntico que se ha adaptado a su nicho intracelular: para aumentar su tasa de replicación y asegurar la transmisión a las células hijas después de cada división mitótica, el genoma de las mitocondrias de mamíferos se ha ido reduciendo de tamaño hasta alcanzar las 16.569 kb en el caso del genoma mitocondrial humano. Las mitocondrias son las verdaderas centrales térmicas de nuestro organismo ya que en ellas tiene lugar la fosforilación oxidativa (OXPHOS), es decir, la respiración celular acoplada a la producción de energía en forma de ATP. El funcionamiento del sistema OXPHOS tiene, además, importancia médica por la generación de especies reactivas de O₂ (Reactive Oxygen Species,ROS) y por la regulación de la muerte celular programada o apoptosis. Las proteínas incluidas en el OXPHOS se localizan dentro de la membrana mitocondrial interna, e incluyen: (1)Componentes de la cadena transportadora de electrones (Cadena respiratoria mitocondrial, CRM);(2) ATPasa de membrana; (3) Translocador de nucleótidos de Adenina (ANT).

El ADNmt humano es una molécula circular de 16.569 pares de bases. El número de moléculas de ADNmt por célula varía entre unos pocos cientos en los espermatozoides a unas 200.000 copias en el oocito, pero en la mayor parte de los tejidos el rango está comprendidoentre unas 1.000 y 10.000 copias por célula, con 2 - 10 moléculas de ADN por mitocondria. Este genoma contiene información para 37 genes:

• Genes que codifican las 2 subunidades 12S y 16S del ARNr (ARN ribosomal) de la matriz mitocondrial.
• Los genes para los 22 ARNt (ARN transferente), requeridos para la síntesis de proteínas mitocondriales en la misma matriz mitocondrial.
• Genes que codifican 13 polipéptidos que forman parte de los complejos multienzimáticos del sistema OXPHOS. En concreto, en el genoma mitocondrial se codifican 7 subunidades del Complejo I, 1 subunidad del Complejo III, 3 subunidades del Complejo IV, y 2 subunidades de la ATPasa (Complejo V).

Es importante no perder de vista que el resto de las subunidades polipeptídicas de estos complejos, así como el Complejo II completo, están codificados en el genoma nuclear, de manera que no todas las enfermedades mitocondriales están necesariamente causadas por alteraciones en el ADN mitocondrial.

La característica estructural más sorprendente del ADNmt es que los genes se encuentran situados uno a continuación del otro, sin apenas intrones ni regiones no codificantes entre los genes. Al contrario que el genoma nuclear, en el que las regiones no codificantes son mayoritarias, el ADN mitocondrial sólo posee un 3% de secuencias no codificantes.Veintiocho de los genes mitocondriales (2 ARNr, 14 ARNt y 12 polipéptidos) se encuentran en una de las cadenas (cadena H ó pesada), mientras que los 9 genes restantes (1 polipéptido y 8 ARNt) están en la cadena complementaria (cadena L ó ligera). La única zona del ADNmt que no codifica ningún gen es la región del bucle de desplazamiento (bucle-D), localizada alrededor del origen de replicación de la cadena H. Esta región contiene también los promotores de la transcripción y los elementos reguladores de la expresión génica. Otra de las peculiaridades de la organización genética del ADNmt es que los genes de los ARNt se distribuyen entre los genes de los ARNr y los codificantes de proteínas; esta disposición tiene consecuencias muy importantes para el procesamiento del ARN. Para la replicación del ADNmt hacen falta dos orígenes diferentes, uno para cada cadena (O_H y O_L). Ambos orígenes de replicación están muy separados, haciendo que el proceso sea unidireccional y asimétrico. La síntesis del ADN se inicia en OH y es realizada por una polimerasa específica de la mitocondria, la DNApol, que alarga un ARN iniciador fruto del procesamiento de un transcrito primario que se sintetiza a partir del promotor L. La replicación continúa de modo unidireccional hasta alcanzar OL , momento en el cual comienza la síntesis de la segunda cadena del ADN, alargando también un pequeño iniciador de ARN.

En la transcripción del ADNmt intervienen una polimerasa de ARN, al menos un factor de transcripción implicado en la iniciación (mtTFA), y uno de terminación (mTERF). Las dos cadenas del ADNmt se transcriben completamente a partir de tres puntos de iniciación diferentes, dos para la cadena pesada (H1 y H2) y uno para la cadena ligera (L), originando tres moléculas policistrónicas que se procesan posteriormente por cortes endonucleolíticos precisos en los extremos 5´ y 3´ de las secuencias de los ARNt, para dar lugar a los ARNr, ARNt y ARNm maduros. De esta forma los ARNt, situados entre los genes de los ARNr y ARNm, actúan como señales de reconocimiento para los enzimas de procesamiento. En particular, la cadena H se transcribe mediante dos unidades de transcripción solapadas en la región de los ARNr: la primera de estas unidades comienza delante del gen para el ARNt^Phe (lugar de iniciación H1), termina en el extremo 3´ del gen para el ARNr 16S y es responsable de la síntesis de los ARNr 12S y 16S, del ARNt^Phe y del ARNt^Val. El factor de terminación (mTERF) se une a una secuencia situada en el gen del ARNt^Leu y provoca la terminación de esta unidad. La segunda unidad de transcripción comienza cerca del extremo 5´ del gen del ARNr 12S (lugar de iniciación H2) y transcribe la casi totalidad de la cadena pesada; el procesamiento de este ARN policistrónico origina los ARNm de 12 péptidos y los otros 12 ARNt codificados en esta cadena. La transcripción de la cadena ligera comienza cerca del extremo 5´ del ARN 7S (en el bucle-D) y da lugar al iniciador de la replicación de la cadena pesada, 8 ARNt y 1 péptido (ND6).

La síntesis de las proteínas mitocondriales tiene lugar en ribosomas específicos de la mitocondria, cuyos componentes están codificados en el ADNmt (ARNr 12S y 16S) y en el genoma nuclear (84 proteínas ribosomales). En este sistema de traducción se sintetizan las trece proteínas codificadas en el ADNmt utilizando un código genético que difiere ligeramente del código genético universal. Así, UGA codifica el aminoácido triptófano (Trp) en vez de ser un codón de terminación, y los codones AUA y AUU se utilizan también como codones de iniciación.

La biogénesis de la mitocondria depende de la expresión coordinada de los genomas mitocondrial y nuclear, pero hasta ahora se conoce muy poco acerca de los mecanismos que regulan la interacción de ambos sistemas genéticos. La expresión del ADNmt parece estar regulada por el factor de iniciación de la transcripción mtTFA, codificado en el genoma nuclear. Este factor podría ser el responsable tanto de los niveles de ARN como del número de copias de ADNmt, ya que la replicación depende de la síntesis de un iniciador de ARN a partir del promotor de la cadena ligera. La regulación de la relación entre los ARNr y los ARNm mitocondriales se realiza fundamentalmente mediante la selección del lugar de iniciación de la transcripción de la cadena pesada, que a su vez está relacionada con el factor mtTERF (que causa terminación de la transcripción después de la síntesis de los ARNr) y con el procesamiento de los ARN primarios. Asimismo, la actividad transcripcional puede estar regulada por estímulos hormonales, especialmente por hormonas tiroideas que actúan tanto de un modo indirecto (por activación de genes nucleares) como directamente sobre el propio ADNmt.

Las enfermedades mitocondriales

Las enfermedades mitocondriales son un grupo heterogéneo de alteraciones, caracterizadas por un fenotipo complejo en el que la mayoría de los pacientes presentan encefalopatía y pueden afectarse los músculos y otros órganos como corazón, hígado, riñones, retina, médula ósea, nervios periféricos y páncreas. La variación en sus manifestaciones clínicas puede explicarse no solo por la heterogeneidad en las mutaciones del ADNmt, sino también por mutaciones en el ADN nuclear que codifica gran parte de las subunidades proteicas de la cadena respiratoria, y más importante aún, por alteraciones del funcionamiento de las numerosas etapas que requiere esta cadena, las cuales están codificadas por ADN nuclear. Su diagnóstico requiere del reconocimiento previo de la presentación clínica y se apoya fundamentalmente en la biopsia de músculo y los estudios moleculares para buscar las mutaciones en el ADNmt. Representan un reto para los médicos y deben ser tratadas por equipos multidisciplinarios.

Las enfermedades mitocondriales, también conocidas como encefalomiopatías mitocondriales o afecciones de fosforilación oxidativa, son un grupo heterogéneo de alteraciones, caracterizadas por un fenotipo complejo en el que la mayoría de los pacientes presentan encefalopatía y lesiones musculares, además de que pueden dañarse otros órganos como hígado, riñones, corazón, retina, médula ósea, nervios periféricos y páncreas. 

Las mitocondrias son orgánulos citoplasmáticos encargados de producir energía en forma de ATP, mediante un sistema denominado OXPHOS y localizado en su membrana interna; aunque también tienen otras funciones en la fisiopatología celular, tales como: regulación intracelular de Ca²⁺, termogénesis y control de la apoptosis. Son los principales generadores de especies reactivas del oxigeno en la célula y pueden provocar la muerte celular por necrosis en condiciones de estrés oxidativo. 

Estos orgánulos tienen reproducción intracelular independiente y contienen su propio genoma, lo cual coadyuva a la complejidad de sus alteraciones, causadas por mutaciones en los genes nucleares o mitocondriales.

La genética del ácido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNmt) se diferencia de la del ADN nuclear por 4 aspectos fundamentales:

1.    Herencia materna: Las mitocondrias y, por tanto, el ADNmt , solo se transmiten a través del óvulo, cuyo citoplasma es mucho más grande que el del espermatozoide que no contribuye con mitocondrias en la fecundación.

2.    Poliplasmia: En cada célula hay cientos o miles de moléculas de ADNmt.

3.    Segregación mitótica: Durante la división celular, las mitocondrias se distribuyen al azar entre las células hijas.

4.    Alta velocidad de mutación: La tasa de mutación espontánea del ADNmt es 10 veces mayor que en el ADN nuclear.

El ADN mitocondrial, que se halla empaquetado en una molécula circular de 16 569 pares de bases, ha sido completamente secuenciado y se conoce que contiene información para 37 genes: 2 tipos de ácido ribonucleico ribosomal (ARNr), 22 ARN de transferencia (ARNt) y 13 polipéptidos que son subunidades de enzimas de los complejos de la fosforilación oxidativa (7 subunidades del complejo I, 1 del complejo III, 3 del complejo IV y 2 del complejo V). El complejo II es codificado completamente por el ADN nuclear.

La fosforilación oxidativa: proceso mediante el cual se obtiene energía ATP en la célula a través del sistema generador OXPHOS, que está compuesto por 5 complejos enzimáticos proteinlipídicos:

I. NADH – ubiquinona oxidorreductosa

II. Succinato – ubiquinona oxirreductosa

III. Ubiquinona – citocromo C oxirreductosa

IV. Citocromo C oxidasa

V. ATP sintetasa

Estas enzimas contienen flavina, coenzima Q10 (biquinona), grupos hierro-sulfuro, heme y proteína fijadora de cobre. Los complejos I y II recogen electrones procedentes del metabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas y los transfieren secuencialmente a la co-enzima 10, complejo III y complejo IV. 

1.    La variación de las manifestaciones de las enfermedades mitocondriales pueden ser explicadas no solo por la heterogenicidad en las mutaciones del ADNmt , sino también por las que se producen en el ADN nuclear -- que codifica gran parte de las subunidades proteicas de la cadena respiratoria – y, más importante aun, por alteraciones del funcionamiento de las numerosas etapas que requiere esta cadena, las cuales están codificadas por el ADN nuclear.

2.    Transporte de proteínas codificadas por ADN nuclear del citoplasma a la mitocondria. Se estima que son necesarias aproximadamente 1 000 proteínas para el adecuado funcionamiento de la fosforilación oxidativa. Los defectos hereditarios de esta compleja maquinaria pueden causar enfermedades mitocondriales.

3.    Factores nucleares para el ensamblamiento correcto de los complejos de la cadena respiratoria. Las mutaciones de estas proteínas se asocian con las afecciones mitocondriales, como es el caso del síndrome de Leigh.

4.    La integridad del ADNmt y la replicación demandan factores codificados en el ADN nuclear. Se han descrito trastornos de señalización intergenómica, incluidos síndromes asociados con deleciones en el ADNmt y reducción de este último.

5.    La cadena respiratoria está ¨embebida¨ en la bicapa lipídica de la membrana interna de las mitocondrias. Las modificaciones de esta bicapa pueden producir cuadros morbosos, como ha sido descrito en el síndrome de Barth, por síntesis alterada de cardiolipina.

6.    Las mitocondrias se mueven en la célula, se dividen por fisión y se fusionan entre sí. Si estas funciones varían, pueden causar enfermedad mitocondrial, como se ha demostrado en la neuropatía óptica autosómica dominante.

A todo lo anterior se añade que las mitocondrias pueden lesionarse por al incremento del Ca²⁺ citosólico, el estrés oxidativo, la fragmentación de los fosfolípidos a través de la fosfolipasa A2 y de la esfingomielina, y por los productos de fragmentación lipídicos que proceden de estos mecanismos, tales como: ácidos grasos libres y ceramidas. La lesión se manifiesta a través de la formación de un canal de elevada conductancia, llamado transición de permeabilidad mitocondrial, en la membrana interna de la mitocondria. ^12-16

Las células que más energía requieren en el organismo humano, son las neuronas y las células, tanto musculares como cardíacas; por tanto, ante una disfunción mitocondrial se verán gravemente afectadas.

Las neuronas son particularmente sensibles a la disfunción mitocondrial porque, de hecho, la fosforilación oxidativa las provee de ATP y la mitocondria, al participar en la homeostasis celular del Ca²⁺, interviene decisivamente en la modulación de la excitabilidad neural y la transmisión sináptica. La disfunción de las mitocondrias por estrés oxidativo puede generar convulsiones epilépticas. La epilepsia aparece comúnmente en las enfermedades mitocondriales, particularmente en los síndromes MERRF (epilepsia mioclónica con fibras rojasrasgadas) y MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios parecidos al accidente vascular encefálico) (Servidei S, Della Marca G. Epilepsia and obstructive sep apnoea in genetically proven mitochondrial encephalomyopathies.

Como si todo lo anterior fuera poco, la disfunción mitocondrial ocasionada por estrés oxidativo ha sido implicada en la patogénesis de enfermedades neurodegenerativas como el síndrome de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y la ataxia de Friedreich.

Las manifestaciones clínicas de estas afecciones son muy variadas, de modo que pueden consistir en: deterioro de las funciones mentales, trastornos motores, cansancio, intolerancia al ejercicio, epilepsia, accidentes vasculares encefálicos, oftalmoplejía, ptosis palpebral, retinosis pigmentaria, hipoacusia/sordera, ceguera, cardiopatía, insuficiencia hepática y pancreática, anemia sideroblástica, seudoobstrucción intestinal, acidosis metabólica y otras. 

Seguidamente se mencionan las enfermedades asociadas a los defectos nucleares.

Enfermedades asociadas con mutaciones puntuales

A) Síndrome MERRF (epilepsia mioclónica y fibras rojas rasgadas): Se caracteriza por epilepsia mioclónica, debilidad proximal, ataxia, sordera y demencia. El inicio puede ser a cualquier edad y hacerlo con otras manifestaciones, tales como: neuropatía periférica, degeneración corticoespinal, atrofia óptica, disfunción multiorgánica con miopatía, disfunción tubular renal proximal, cardiomiopatía y aumento del ácido láctico. Se debe a una mutación en el ADNmt.

B) Síndrome MELAS (encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y episodios parecidos a un accidente vascular encefálico): Además de la tríada que le da nombre, puede haber migraña, vómitos, demencia, epilepsia, sordera, ataxia, retinosis pigmentaria, cardiomiopatía, disfunción tubular renal proximal y miopatía. Su inicio ocurre a cualquier edad. Se asocia con la mutación A-G en el ARNt , en la posición 3243 en 80 % de los casos descritos, aunque se han notificado otras mutaciones.

C) Síndrome NARP: Se presenta con neuropatía, ataxia y retinosis pigmentaria, sin fibras rojas rasgadas en la biopsia del músculo. Se asocia a una mutación en el ADNmt , con transición heteroplástica T-G en la posición 8993. 

D) Neuropatía óptica hereditaria de Leber: Puede limitarse a una atrofia óptica bilateral subaguda o estar asociada a otras manifestaciones, con distonía. Se inicia entre los 12 y 30 años, predominantemente en varones. La mutación más comúnmente informada es A-G en la posición 11778 en el gen ND4, seguida de G-A en el gen ND1, posición 3460. 

Enfermedades atribuibles a reorganizaciones del ADNmt por inserciones o deleciones, o ambas

Se caracterizan por una deleción larga o, más raramente, por una duplicación de 1,3 a 7,6 kb. Estas mutaciones, esporádicas y heteroblásticas, se asocian a enfermedades como: 

•  Síndrome de Kearns-Sayre

•  Síndrome de Pearson

•  Oftalmoplejía externa progresiva crónica esporádica

•  Síndromes leucoencefalopáticos

- Síndrome de Kearns-Sayre y síndromes de oftalmoplejía externa progresiva crónica (CPEO): Tienen una triada clásica, cuya presencia hace sospechar una mutación del ADNmt : ptosis, oftalmoplejía y miopatía con fibras rojas rasgadas. Estas manifestaciones clínicas permiten clasificar a los pacientes en 3 grupos, de acuerdo con la edad de inicio y la gravedad del cuadro:

a) Síndrome de Kearns-Sayre: Forma más grave, que comienza antes de los 20 años con oftalmoplejía externa, retinosis pigmentaria, alteraciones cardíacas (cardiomiopatías o defectos de la conducción), diabetes mellitas, sordera, ataxia cerebelosa y proteínas en el líquido cefalorraquídeo por encima de 1 g/L.

b) Síndrome de Pearson: Comienza más temprana y gravemente en la infancia con anemia, leucopenia, trombocitopenia y disfunción pancreática exocrina; puede estar asociado o no con manifestaciones multisistémicas. Los niños que sobreviven a esta enfermedad, evolucionan hacia el síndrome de Kearns-Sayre. 

c) Oftalmoplejía crónica progresiva externa (CPEO): Se inicia en la juventud, su gravedad es intermedia y se caracteriza por ptosis bilateral, oftalmoplejía, debilidad e intolerancia al ejercicio. Su forma dominante está asociada con mutaciones del ADN nuclear y múltiples deleciones del ADNmt en el músculo o con mutaciones en el ARNt. 

Referencias:

 http://www.unav.es/ocw/genetica/tema-1-5.html

http://bvs.sld.cu/revistas/san/vol8_n1_04/san08104.htm

4.5 Medición del consumo de oxígeno

Una de las metodologías posibles para determinar la respiración celular o mitocondrial es cuantificar el consumo de oxígeno en preparados de células o mitocondrias. Esta cuantificación se puede realizar mediante diferentes técnicas; una de las más sencillas es el electrodo un oxígeno.

El electrodo de oxígeno comprende un cátodo de platino central (B) unido a una resina y un ánodo de plata (C)

concéntrico unido por un puente electrolítico y conectados al módulo control.

La cámara del electrodo es preparada por aplicación de un espaciador de papel muy fino y una fina membrana

de poli-tetra-fluor-etileno (P.T.F.E.) que es cuidadosamente fijada a la placa base donde se encuentran los electrodos

por un anillo-O. En la presencia de oxígeno una pequeña corriente fluye a través de los electrodos que es proporcional a

la concentración de oxígeno en la muestra. Esta señal es digitalizada por la unidad de control y presentada directamente.

Estos electrodos pueden ser acondicionados para medidas en fase líquida o en fase gaseosa; aquí vamos a medir en fase líquida.

Todas las unidades del electrodo deben mantenerse a temperatura constante durante las determinaciones. Esteefecto se consigue por circulación de agua a la temperatura deseada alrededor de la cámara y controlando la temperatura de los componentes de la muestra. 

Este control es importante por dos razones:

  

1º.- El electrodo es sensible a la temperatura.

2º.- El contenido en oxígeno de las muestras acuosas saturadas de aire cambia con la temperatura.