Reacción de la catalasa del higado con agua oxigenada

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1.- Introducción:

1. Contexto científico:

Como el hígado es un órgano destoxificador (se encarga de eliminar toxinas del organismo), contiene una gran cantidad de una encima llamada catalasa, que transforma el agua oxigenada o peróxido de hidrógeno producido en las reacciones de detoxificación del metabolismo celular, en agua y oxígeno gaseoso. Esto es debido a que el peróxido de hidrogeno tiene como una de sus principales funciones la protección de algunos microorganismos patógenos y además es un oxidante fuerte y por tanto puede ser fisiológicamente nocivo y hay que transformarlo rápidamente en compuestos menos peligrosos. [pic 4][pic 5]

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Si el hígado se macera, las células se rompen, por lo tanto, la reacción con peróxido de hidrogeno se realiza con una mayor rapidez y la espuma que sale resultante de la reacción es el desprendimiento del oxígeno gaseoso de la mezcla de la reacción.

La enzima catalasa, al tratarse de una proteína se puede desnaturalizar. La desnaturalización de una proteína consiste en la alteración de sus estructuras cuaternaria, terciario o secundaria, dejando sin modificar su estructura primaria; el resultado de esto es que la proteína inicial, pierde su actividad biológica y por tanto no tendría lugar la reacción presentado anteriormente.

La ausencia de catalasa en los peroxisomas del organismo es debido a una enfermedad de carácter hereditario denominada acatalasemia. Esta enfermedad se produce por una mutación en la parte reguladora del gen CAT del cromosoma 11, lo que provoca una disminución en la síntesis de esta enzima. Esta enfermedad se puede diagnosticar vertiendo agua oxigenada en una gota de sangre del paciente, en una persona sana se produciría la reacción esperada y saldría espuma, sin embargo, en una persona con acatalasemia, no se produciría espuma y la sangre adoptaría un color marronáceo.

Algunos síntomas que se presentan por esta enfermedad ulceras y grangena en la boca causadas principalmente por el daño tisular producido por el peróxido de hidrogeno. Este peróxido también daña las células beta del páncreas, por tanto, se dificulta la secreción de insulina y como resultado la acatalasemia suele ir acompañada de una diabetes.  

1.2.-Implicacion personal:

Me he interesado por este experimento, porque me he dado cuenta de la importancia que tiene esta enzima en nuestro día a día y lo nocivo que sería para nuestro organismo la ausencia de esta como se puede apreciar en los síntomas de la acatalasemia. Me interesaba conocer cómo actúa esta enzima en nuestro organismo para mantenerlos sano y protegido, y por tanto poder ver de primera mano como transformaba el peróxido de hidrogeno en otras sustancias menos dañinas como es el caso del agua y el oxígeno gaseoso.

1.3.-Breve descripción:

En esta investigación quiero ver cómo afecta la concentración de peróxido de hidrogeno (disolución de peróxido de hidrogeno y agua) a la temperatura de la reacción resultante de juntar esta disolución con una determinada masa de hígado triturado, haciendo las medidas a los 2,4,6 y 8 minutos. Para ello voy a hacer tres réplicas de cada disolución de peróxido y en todas las reacciones voy a echar la misma masa de hígado. Así tras varias medidas poder determinar si la concentración afecta a la temperatura de la reacción y como se va modificando esta temperatura con el paso del tiempo.

1. Exploración:

2.1.-Pregunta de investigación e hipótesis:

Objetivo:

El objetivo de esta investigación como ya he mencionado, es investigar como varia la temperatura a lo largo del tiempo en función de la concentración de peróxido de hidrogeno de una disolución de este compuesto y agua.

Pregunta de investigación:

¿Cómo varia la temperatura de la disolución en función de la concentración de agua oxigenada a los 2,4,6 y ,8 minutos de producirse la reacción?

Hipótesis:

Se sabe que la reacción entre la catalasa y el peróxido de hidrogeno es muy exotérmica, por lo que al realizar esta reacción se va a producir un aumento de la temperatura. Además, se puede decir que contra más peróxido de hidrogeno se hecho mayor será el aumento de la temperatura porque la catalasa tendrá que transformar en agua y en oxigeno una mayor cantidad de esa sustancia. Como resultado, la reacción durará más tiempo y por tanto la cantidad de calor que se desprenda será mayor. Posteriormente, con el paso del tiempo se espera que la reacción comience a reducir su temperatura al estar en un medio más frio.

2.2 y 2.3.-Selección y control de variables:

Tabla de variables:

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