Estrategias Metabólicas de los Seres Vivos

 La estrategia básica del metabolismo es formar ATP, poder reductor y precursores para la biosíntesis. Revisemos brevemente estos temas centrales:

El ATP es la unidad biológica universal de energía. El elevado potencial para transferir grupos fosforilos capacita al ATP para ser utilizado como fuente de energía en la contracción muscular, transporte activo, amplificación de señales y biosíntesis.

El ATP se genera en la oxidación de moléculas combustibles, como glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. El intermediario común en la mayoría de estas oxidaciones es el acetil-CoA. Los carbonos del fragmento acetilo se oxidan completamente a CO2 en el ciclo del ácido cítrico, con formación simultánea de NADH y FADH2, que transfieren sus electrones de elevado potencial a la cadena respiratoria, con formación final de ATP.

La glucólisis es otro proceso generador de ATP, pero la cantidad que se forma es mucho menor que en la fosforilación oxidativa (2 vrs. 30 0 32 ATP‘s). Sin embargo, la glucólisis puede transcurrir rápidamente durante un corto tiempo en condiciones anaeróbicas, mientras que la fosforilación oxidativa requiere del suministro continuado de O2.

Ilustración 47Estrategias Metabólicas de los Seres Vivos

Existen dos principios importantes en el metabolismo; El metabolismo puede dividirse en tres categorías principales:

Catabolismo: Procesos relacionados con la degradación de las sustancias complejas.

Anabolismo: Procesos relativos fundamentalmente a la síntesis de moléculas orgánicas complejas.

Anfibolicas: Doble función (catabólica y anabólica).

 CLASIFICACIÓN DE NUTRIENTES

Según la importancia:

En función de la participación en las reacciones metabólicas del organismo en su conjunto, los nutrientes pueden ser:

Nutrientes no esenciales

           Los que no son vitales para el organismo y que, bajo determinadas condiciones, se sintetizan a través de moléculas precursoras (generalmente, nutrientes esenciales). Por tanto, el organismo no necesita el aporte regular de las mismas a condición de que obtenga las sustancias precursoras de su medio ambiente. Estas son producidas por el metabolismo del organismo.

Nutrientes esenciales

            Los que son vitales para el organismo, dado que no los puede sintetizar. Es decir, son las sustancias que de forma ineludible se tienen que obtener del medio ambiente.

Para los humanos, éstos incluyen ácidos grasos esenciales, aminoácidos esenciales, algunas vitaminas y ciertos minerales. El oxígeno y el agua también son esenciales para la supervivencia humana, pero generalmente no se consideran nutrientes cuando se consumen de manera aislada. Los humanos pueden obtener energía a partir de una gran variedad de grasas, carbohidratos, proteínas y etanol y pueden sintetizar otros compuestos (por ejemplo, ciertos aminoácidos) a partir de nutrientes esenciales.

            Los nutrientes tienen una función significativa sobre la salud, ya sea benéfica o tóxica. Por ejemplo, el sodio es un nutriente que participa en procesos de equilibrio hidroelectrolítico cuando se proporciona en cantidades adecuadas. Pero su aporte excesivo en la dieta puede favorecer la hipertensión arterial.

Según la cantidad de nutrientes:

En función de la cantidad necesaria para las plantas y organismos, se clasifican en dos:

Micronutrientes (hidratos de carbono, proteínas y grasas)

Micronutriente

Se requieren en grandes cantidades diarias (habitualmente del orden de gramos). Estos nutrientes participan como sustratos en los procesos metabólicos.

Micronutrientes (minerales y vitaminas)

Micronutriente

Se requieren en pequeñas cantidades (habitualmente en cantidades inferiores a miligramos). Estos nutrientes participan en el metabolismo como reguladores de los procesos energéticos, pero no como sustratos.

Los conocidos como micronutrientes son una serie de sustancias químicas de carácter orgánico e inorgánico que, pese a no aportar valor energético a nuestro organismo, son esenciales para su correcto funcionamiento. A diferencia de los macronutrientes, los necesitamos en cantidades muy pequeñas, del orden de miligramos e incluso microgramos. En función de su naturaleza podemos hablar de micronutrientes orgánicos (vitaminas) e inorgánicos (los minerales).

La ingesta de estas sustancias es fundamental para que se produzcan los diferentes procesos metabólicos y bioquímicos del organismo, y en consecuencia para el buen funcionamiento del cuerpo humano. El déficit o carencia de alguno de estos micronutrientes puede acarrear deficiencias en el crecimiento, en el desarrollo de las funciones cognitivas y fisiológicas, además de provocar inmunodeficiencias y otro tipo de problemas. Pero es importante señalar que un exceso de los mismos también afectará de forma negativa a nuestra salud, algo que pone de relieve la enorme importancia de estas sustancias catalizadoras del metabolismo. 

            En ocasiones su demanda es tan pequeña que no necesitamos ingerirlos diariamente, como es el caso de la vitamina A, la vitamina D o la vitamina B12. Aunque variados (como veremos a continuación), destacan por su enorme importancia tres de estos micronutrientes: la citada vitamina A, el hierro y el yodo. Los dos primeros se obtienen normalmente a través de la ingesta de alimentos, el hierro puede estar presente en los alimentos en el orden de miligramos, mientras que la demanda de vitamina A es tan escasa como importante (está presente en los alimentos en un orden de microgramos). En el caso del yodo su presencia en los alimentos es también del orden de microgramos y, como señala Unicef, debido a una cada vez menor presencia de yodo en los suelos del planeta, debe ser adicionado a los alimentos de consumo básico, especialmente a través de la sal yodada.

Según su función:

Aunque un mismo nutriente puede realizar varias funciones, se pueden clasificar en:

Energéticos

Los que sirven de sustrato metabólico para obtener energía, con el fin de que el organismo pueda llevar a cabo las funciones necesarias. Por ejemplo, las grasas (lípidos) y los glúcidos.

Plásticos o estructurales

Los que forman la estructura del organismo. También permiten su crecimiento. Por ejemplo, las proteínas, los glúcidos, ciertos lípidos (colesterol), y algunos elementos minerales tales como calcio, fósforo, etc.

Reguladores

Los que controlan las reacciones químicas del metabolismo. Los nutrientes reguladores son las vitaminas y algunos minerales (sodio, potasio, etc.).

Sustancias que proveen energía.

Carbohidratos

Los carbohidratos son azúcares integrados por monosacáridos. Los carbohidratos son clasificados por el número de unidades de azúcar: monosacáridos (tales como la glucosa, la fructosa y la galactosa), disacáridos (tales como la sacarosa, lactosa y maltosa) y polisacáridos (tales como el almidón, el glucógeno y la celulosa). Los carbohidratos brindan energía por más tiempo que las grasas.

Proteínas

Las proteínas son compuestos orgánicos que consiste en aminoácidos unidos por enlaces pepiticos. El organismo no puede fabricar alguno de los aminoácidos (llamados aminoácidos esenciales). Las proteínas crean enzimas, queratina, energía, anticuerpos, aumenta el sistema inmune y ayudan al crecimiento y desarrollo celular. En nutrición, las proteínas son degradadas por la pepsina, hasta aminoácidos libres, durante la digestión.

Bibliografia