El gran Laboratorio CF Nº 66

Autora:María Cristina Chaler.
CIENCIA FÁCIL Número: 66

Bioquímica, la química de la vida.
El Gran Laboratorio
Repetidas veces en notas anteriores hemos mencionado al Gran laboratorio cuando nos referíamos al cuerpo humano. Si quisiéramos construir un laboratorio que reemplazase las reacciones químicas que se realizan en cada uno de los tejidos de nuestro cuerpo seria imposible lograrlo y en el caso de que pudiésemos hacerlo ocuparía una enorme superficie del planeta, por eso lo llamamos Gran Laboratorio.

El conjunto de reacciones químicas biológicas que se producen dentro de un organismo vivo constituyen su metabolismo.
Cuanto más complejo es el ser, más complicadas son las reacciones que se dan en él, pero básicamente todos los organismos vivos desde el unicelular hasta el hombre tienen una serie de vías metabólicas similares, ya que la naturaleza ha dotado a los componentes del bioma de funciones básicas elementales que les son comunes.
Las investigaciones sobre los procesos metabólicos han sido largas y complicadas, uno de los primeros estudios fue observar el comportamiento de las levaduras en la transformación de la glucosa (C6H12O6) en dióxido de carbono (CO2) y alcohol etílico (CH3CH2OH) y los balances de energía y materia que esta reacción tenia

¿Cuál es la finalidad de estas reacciones químicas?
A través de estas reacciones químicas se degradan sustancias (catabolismo) como por ejemplo las moléculas que aportan los diferentes alimentos que ingerimos y se obtienen otras (anabolismo). A su vez todos estos procesos proveen la energía necesaria para que el organismo pueda sostener todas sus funciones vitales.
Como sabemos por notas anteriores, los alimentos están formados por moléculas que deben ser degradados en otras más simples para que puedan ser asimilados, y a su vez el cuerpo humano biosintetiza aquellas que le son necesarias, algunas de estas reacciones liberan energía (exergónicas) y otras necesitan de energía para que se produzcan (endergónicas).
Se llama metabolismo basal a la cantidad necesaria de energía que el ser humano necesita para mantenerse vivo, es decir:
Para que su corazón siga funcionando.
Para respirar.
Mantener los impulsos nerviosos.
Mantener la constancia de los fluidos corporales.
Mantener la temperatura corporal.
Un adulto joven y varón necesita 1600 Kcal por día para mantener su metabolismo basal, la mujer necesita un 10 por ciento menos. Esto significa que requiere de 1600 calorías el solo hecho de permanecer en la cama, sin moverse y sin comer.
Por supuesto que la energía total que se necesita para el desarrollo las actividades diarias en diferentes personas, variará de una a otra de acuerdo a la edad, al sexo, al peso, las proporciones corporales y el tipo de vida que desarrolle. Los diferentes trabajos requieren de diferentes cantidades de energía.
El aumento de temperatura corporal hace que se aceleren las reacciones químicas de nuestro organismo, de modo, que se requerirá mucha más calorías para ello, es por esto que luego de un proceso febril en general se produce una baja del peso corporal.
Para poner en funcionamiento el aparato digestivo se requieren 200 Kcal, por ello comiendo poca cantidad, repetidas veces al día, se adelgaza, porque se gasta más energía en la función digestiva, que la repuesta en la alimentación.

El metabolismo está compuesto por una serie de reacciones que reciben el nombre de vías metabólicas, estas se dan de diferentes formas:
Lineales
A = B = C = D = E = F
Observemos que A es la molécula inicial o reactivo que da como producto final F mediante una secuencia lineal.
A su vez el producto de la primera reacción se transforma en el reactivo de la segunda y así sucesivamente.
Ramificadas
A = B
B = C = D =E
B = M = N = R
Observemos que del producto B salen dos cadenas, que son las ramificaciones..
Reversibles
Si las reacciones se dan en ambos sentidos, de derecha a izquierda y de izquierda a derecha, la cadena metabólica se puede recorrer también en ambos sentidos.
Irreversibles
Las reacciones se dan en un solo sentido es decir es difícil volver al reactivo inicial y para ello es necesario usar otro camino.
Ciclos
A = B = C =D =E =A
Vemos que E vuelve a generar A de modo que se realiza un circuito
Ciclos interconectados
A = B = C = D = E = A

M = F = G = C = J =L = M
Vemos que estos dos ciclos tienen un elementos en común C que es el que interconecta a ambos.
Reacciones en cascada
En este tipo de reacciones el producto de la primera reacción es el activador de la segunda y a su vez este lo es de la tercera y así sucesivamente..
Lo podemos simbolizar:
A = B
M = N Activado por B
S = P activado por N
Y = V activado por P
Este tipo de reacciones se necesitan cuando se requiere gran velocidad en la fabricación de determinados productos como en el caso de la coagulación sanguínea.
A su vez en todos estos tipos de vías entran y salen moléculas como reactivos o productos que a su vez interconectan vías.
La relación entre las diferentes reacciones del metabolismo, es necesaria para que haya equilibrio, de modo que la alteración de alguno de los sistemas, influye en todo el metabolismo.
Las vías metabólicas se clasifican en:
Catabólicas
Las moléculas iniciales son reducidas a moléculas más simples.
Estas vías son oxidativas y en general liberan energía, es decir que son exergónicas. La energía liberada es conservada en forma de ATP (adenosin tri Fosfato)
Anabólicas
Forman moléculas más complejas que las iniciales y en general necesitan energía que la obtienen de la hidrólisis del ATP, es decir que son endergónicas y su carácter es reductivo compensándose así con las vías catabólicas
Vías anfibólicas
Estas vías funcionan como anabólicas y catabólicas según sea la necesidad.

Todas las vías metabólicas se aceleran, desaceleran y regulan mediante la participación de las diferentes enzimas (ver notas anteriores). Estas están distribuidas en todos los tejidos del organismo y ubicadas en los lugares estratégicos para que su funcionamiento sea eficiente en el momento en que se las requiera, de modo que estén a disposición rápidamente en la concentración y la posición correcta para poder participar y así asegurar la continuidad de las diferentes reacciones.

Un ser vivo permanentemente esta degradando y sintetizando nuevas sustancias, así el anabolismo y el catabolismo se encuentran en equilibrio. Se produce un balance continuo de energía y materia, y se mantiene el estado de salud, por ello es necesario llevar una dieta equilibrada. El desequilibrio en la alimentación no permite que el Gran Laboratorio funcione adecuadamente, dando lugar a la enfermedad por déficit o por exceso y perjudicando a todos y cada uno de los sistemas.