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, sería imposible lograrlo; y en el caso de que pudiésemos hacerlo, ocuparía una enorme superficie del planeta.

(04-03-08 – CyTA-Instituto Leloir- María Cristina Chaler) – 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 tenía.

¿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 la totalidad de sus funciones vitales.

Como sabemos por notas anteriores, los alimentos están formados por moléculas que deben ser degradadas en otras más simples para que puedan ser asimiladas. En forma simultánea, el cuerpo humano biosintetiza aquéllas que le son necesarias. Mientras algunas de estas reacciones liberan energía (exergónicas); 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. A la mujer le alcanza con el 10 por ciento menos. Por supuesto que la energía total que se necesita para el desarrollo de las actividades diarias es mayor y variará de una a otra persona de acuerdo con la edad, el sexo, el peso, las proporciones corporales y el tipo de vida que desarrolle. Cabe acotar que los diferentes trabajos requieren de distintas cantidades de energía.

El aumento de temperatura corporal hace que se aceleren las reacciones químicas de nuestro organismo; de modo que se requerirán muchas 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 colaciones de pocas calorías, repetidas veces al día, se adelgaza, porque se gasta más energía en la función digestiva, que lo que ingresa por la alimentación.

El metabolismo está compuesto por una serie de reacciones que reciben el nombre de vías metabólicas. Éstas se expresan de diferentes formas:

Lineales

A = B = C = D = E = F

Observemos que A es la molécula inicial o reactivo que, mediante una secuencia lineal,

da como producto final F.

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 verifican 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 ejecutan en un solo sentido, es difícil volver al reactivo inicial. 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, el producto de la segunda lo es de la tercera; y así, en forma sucesiva.

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. Por eso, 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. La obtienen de la hidrólisis del ATP. Son endergónicas y su carácter es reductivo. Se compensan 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 lugares estratégicos para que su funcionamiento sea eficiente en el momento en que se las requiera, de modo que de manera rápida, estén a disposición en la concentración y la posición correcta para poder participar y así, asegurar la continuidad de las diferentes reacciones.

Un ser vivo esta degradando y sintetizando nuevas sustancias en forma permanente. 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 de manera adecuada. Eso da lugar a la enfermedad por déficit o por exceso y perjudica a todos y cada uno de los sistemas.