“MOLECULAS
ORGANICAS EN LOS SERES VIVOS”
(LIPIDOS,
ENZIMAS, VITAMINAS Y HORMONAS)
INTRODUCCION
En el presente
ensayo abarcaremos el tema principal las Moléculas Orgánicas que existen en los
seres vivos, lo que son los
Lípidos, Enzimas, Vitaminas y Hormonas.
Las biomoléculas
son la materia prima con que se encuentran construidos los seres vivos; siendo
la base esencial y fundamental de la vida y de la salud, presentan una armónica
y común afinidad entre las distintas especies vivas, los alimentos naturales y
el cuerpo humano.
En los organismos se
encuentran cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas en gran cantidad:
carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos. Todas estas moléculas
contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contienen
nitrógeno y azufre, y los nucleótidos, así como algunos lípidos, contienen
nitrógeno y fósforo.
Los lípidos son biomoléculas orgánicas que son un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen
en común estas dos características:
1.
Son insolubles en agua
2.
Son solubles en disolventes orgánicos, como éter,
cloroformo, benceno, etc.
Los
esteroides son lípidos que derivan del esterano. Comprenden dos grandes grupos
de sustancias:
1.
Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D.
2.
Hormonas esteroideas: Como las hormonas
suprarrenales y las hormonas sexuales.
Una hormona es una
sustancia química secretada en los lípidos corporales, por una celula o un
grupo de células que ejercen un efecto fisiológico sobre otras células del
organismo. Es decir, las hormonas son sustancias producidas por glándulas
endocrinas ( o también por células epiteliales e intersticiales), que actúan
como mensajeros hacen activar mecanismo para que el organismo se adapte a
diversidad alteraciones que se producen en el ambiente externo e interno.
Todas las vitaminas tienen funciones muy específicas sobre el organismo y deben
estar contenidas en la alimentación diaria para evitar deficiencias. No hay
alimento mágico que contenga todas las vitaminas, solo la combinación adecuada
de los grupos de alimentos hacen cubrir los requerimientos
de todos los nutrimentos esenciales para la vida.
Como ya sabemos las enzimas actúan
como catalizadores, las vitaminas son imprescindibles en los procesos
metabólicos que tienen lugar en la nutrición de los seres vivos, las hormonas
son sustancias segregadas por células especializadas, localizadas en glándulas
de secreción interna y que en los ácidos nucleicos Existen dos ADN(ácido desoxirribonucleico)
y ARN (ácido ribonucleico).
LIPIDOS:
son moléculas hidrofóbicas que, como
los carbohidratos, almacenan energía y son importantes componentes
estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, los
glucolípidos, las ceras, y el colesterol y otros esteroides.
Los
lípidos, son un grupo de compuestos químicamente diversos, solubles en
solventes orgánicos (como cloroformo, metanol o benceno), y casi insolubles en
agua. La mayoría de los organismos, los utilizan como reservorios de moléculas
fácilmente utilizables para producir energía (aceites y grasas). Los mamíferos,
los acumulamos como grasas, y los peces como ceras; en las plantas se almacenan
en forma de aceites protectores con aromas y sabores característicos.
Los fosfolípidos y esteroles constituyen alrededor de la mitad de la
masa de las membranas biológicas. Entre los lípidos también se encuentran
cofactores de enzimas, acarreadores de electrones, pigmentos que absorben luz,
agentes emulsificantes, algunas vitaminas y hormonas, mensajeros
intracelulares y todos los componentes no proteícos de las membranas
celulares.
Los lípidos, pueden ser
separados fácilmente de otras biomoléculas por extracción con solventes
orgánicos y pueden ser separados por técnicas experimentales como la
cromatografía de adsorción, cromatografía de placa fina y cromatografía de fase
reversa.
La
función biológica más importante de losa lípidos es la de formar a las
membranas celulares, que en mayor o menor grado, contienen lípidos en su
estructura. En ciertas membranas, la presencia de lípidos
específicos permiten realizar funciones especializadas, como en las
células nerviosas de los mamíferos. La mayoría de las funciones de los lípidos,
se deben a sus propiedades de autoagregación , que permite
también su interacción con otras biomoléculas. De hecho, los lípidos casi nunca
se encuentran en estado libre, generalmente están unidos a otros compuestos
como carbohidratos (formando glucolípidos) o a proteínas (formando
lipoproteínas).
Estas importantes biomoléculas
se clasifican generalmente en:
Lípidos saponificables y no saponificables.
Además de los anteriores,
existen lípidos anfipáticos en cuya molécula existe una región
polar opuesta a otra apolar. Estos lípidos forman las bicapas lipídicas de las
membranas celulares y estabilizan las emulsiones (liquido disperso en un
líquido).
Los ácidos grasos de importancia
biológica, son ácidos monocarboxílicos (ej. Ác laurico: CH3(CH2)10COOH)
de cadenas alifáticas de diverso tamaño y que pueden contener o noinsaturaciones:
Los ácidos grasos naturales
insaturados (líquidos a temperatura ambiente), son isómeros geométricos cis que
pueden ser monoinsaturados (ej. Ácido oleíco (ácido
9-octadecenoíco)CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH)
o poliinsaturados (ej. Ácido araquidónico (ácido
5,8,11,14-eicosatetraenoico) CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH).
Debido a esta gran
diferencia estructural dentro del conjunto de los lipidos, estos se han
clasificado en diferentes subgrupos, atendiendo a las similitudes estructurales
entre componentes de estas subclases.
Los diferentes subgrupos de lipidos incluyen:
Estructuralmente
son acidos carboxilicos de cadena hidrocarbonada generalmente lineal y con un
numero par de atomos de carbono. Pueden ser saturados o insaturados, esenciales
o no esenciales, cis o trans. (Los diferentes criterios para subclasificar a
los acidos grasos ya fueron discutidos en otro post.)
Acil gliceroles o Grasas neutras
Son esteres de
acidos grasos con glicerol. Dependiendo del numero de acidos grasos
esterificados al glicerol, pueden ser subclasificados en monoacilgliceroles,
diacilgliceroles, y triacilgliceroles. (Debido a que este es el grupo
mas abundante de lipidos, a veces se usa, incorrectamente, el termino “grasas”
como sinonimo de lipidos)
Ceras
Estructuralmente
son esteres de acidos grasos con un alcohol diferente al glicerol.
Desde el punto de vista biomedico, las unicas ceras importantes
(aunque no es una denominacion usada para calificarlos) serian los esteres
de colesterol.
Tienen como
base estructural al fosfatidato: esteres de diacilglicerol con acido fosforico.
Este grupo incluye lasfosfatidil colinas o lecitinas,
las fosfatidil serinas, fosfatidil inositoles, entre otros.
Esfingolipidos
Los lipidos de
este grupo tienen en comun el tener en su estructura el alcohol esfingosina.
Algunos lipidos de este grupo tienen fosfatos (esfingofosfolipidos)
como la esfingomielina, mientras en otros la esfingosina esta unida
a carbohidratos formando los glicoesfingolipidos. La
acumulacion intracelular de esfingolipidos debido a deficit genetico de enzimas
especificas produce las llamadas esfingolipidosis, enfermedades que incluyen a
la Enfermedad de Tay Sachs, Enfermedad de Niemann-Pick, de Gaucher y otras,
dependiendo del tipo de esfingolipido acumulado.
Lipidos isoprenoides
Estos lipidos
tienen en comun el estar formado por unidades de isopreno (metil-butadieno). En
algunos casos la presencia del isopreno es obvia, como ocurre en los terpenos (Vitamina
A, Vitamina E, Vitamina K, Coenzima Q). En otros, las unidades de isopreno son
evidentes en el proceso de sintesis, como ocurre en la biosintesis deesteroides, el otro grupo importante
de lipidos isoprenoides.
Lipidos Eicosanoides
Estos
lipidos tienen en comun ser derivados del Acido araquidonico, un acido graso
insaturado de 20 carbonos (Eico es el prefijo griego para veinte, al igual que
deca lo es para diez o penta para cinco). Este grupo incluye lasprostaglandinas,
leucotrienos y tromboxanos.
ENZIMAS:
La Enzima Como Unidad Fundamental De Vida
Cada célula y
cada tejido tienen su actividad propia, lo que comporta continuos cambios en
su estado bioquímico,
en la base de la cual están las enzimas, que tienen el poder de catalizar,
facilitar, y agilizar determinados procesos sintéticos y analíticos. Los
propios genes son reguladores de la producciónde las enzimas; por tanto, genes y enzimas pueden
considerados como las unidades fundamentales de la vida.
Este concepto poco
difundido casi hasta el siglo XX, se ha desarrollado y concretado cada vez mas,
y constituye un componente esencial de diversas disciplinas: la microbiología,
la fisiología,
la bioquímica,
la inmunología y
la taxonomía,
formando además parte del campo aplicado, en gran variedad de industrias.
El rasgo particular de las enzimas es que pueden catalizar procesos químicos a
baja temperatura,
compatible con la propia vida, sin elempleo de
sustancias lesivas para los tejidos.
La vida es, en síntesis,
una cadena de procesos enzimáticos, desde aquellos que tienen por sustratos losmateriales mas
simples, como el agua (H2O)
y el anhídrido carbónico (CO2), presentes en los vegetales para la formación de
hidratos de carbono,
hasta los mas complicados que utilizan sustratos muy complejos.
La formación de los prótidos, los glúcidos y
los lípidos es
un ejemplo típico: Son a la vez degradados y reconstruidos por otras reacciones
enzimáticas, produciendo energía a una velocidad adecuada
para el organismo, sin el gasto energético que exigen los métodos químicos
de laboratorio.
Sin enzimas, no sería posible la vida que
conocemos. Igual que la biocatálisis que regula la velocidad a la cual tienen
lugar los procesos fisiológicos, las enzimas llevan a cabo funciones definitivos
relacionadas con salud y la
enfermedad. En tanto que, en la salud todos los procesos fisiológicos ocurren
de una manera ordenada y se conserva la homeostasis,
durante los estados patológicos, esta última puede ser perturbada de manera
profunda. Por ejemplo, el daño tisular
grave que caracteriza a la cirrosis hepática pueden deteriorar de manera
notable la propiedad de
las células para producir enzimas que catalizan procesos metabólicos claves
como la síntesis de urea. La incapacidad celular para convertir el amoniaco
tóxico a urea no tóxica es seguida por intoxicación con amoniaco y por ultimo
coma hepático. Un conjunto de enfermedades genéticas
raras, pero con frecuencia debilitantes y a menudo mortales, proporciona otros
ejemplos dramáticos de las drásticas consecuencias fisiológicas que pueden
seguir al deterioro de la actividad enzimática, inclusive de una sola enzima.
Después del daño tisular grave (por ejemplo, infarto del
miocardio o pulmonar, trituración de un miembro) o siguiendo a multiplicación
celular descontrolada (por ejemplo, carcionoma prostatico), las enzimas propias
de tejidos específicos pasan a la sangre.
Por lo tanto, la determinacion de estas enzimas intracelulares en el suero
sanguineo proporciona a los medicos informacion valiosa para el diagnostico y
el pronostico.
Desde el punto de vista químico, las enzimas están
formadas de carbono (C), Hidrógeno (H), oxigeno (O),
Nitrógeno (Ni), y Azufre (S) combinados, pero siempre con peso molecular
bastante elevado y común propiedades catálicas especificas. Su importancia es
tal que puede considerarse la vida como un "orden sistemático de enzimas
funcionales". Cuando este orden y su sistema funcional
son alterados de algún modo, cada organismo sufre mas o menos gravemente y el
trastorno puede ser motivado tanto por la falta de acción como por un exceso de
actividad de enzima.
Las enzimas son catalizadores de naturaleza proteínica
que regulan la velocidad a la cual se realizan los procesos fisiologicos,
producidos por los organismos vivos. En consecuencia, las deficiencias en la
funcion enzimatica causan patologias.
Las enzimas, en los sistemas biológicos
constituyen las bases de las complejas y variadas reacciones que caracterizan
los fenómenos vitales. La fijación de la energía solar y la síntesis de
sustancias alimenticias llevadas a cabo por los vegetales dependen de las
enzimas presentes en las plantas.
Losanimales,
a su vez, están dotados de las enzimas que les permiten aprovechar los alimentos con
fines energéticos o estructurales; las funciones delmetabolismo interno
y de la vida de relación, como la locomoción, la excitabilidad, la
irritabilidad, la división celular, la reproducción,
etc. Están regidas por la actividad de innumerables enzimas responsables de que
las reacciones se lleven a cabo en condiciones favorables para el individuo,
sin liberaciones bruscas de energía a temperaturas fijas en un medio de pH, concentración
salina, etc.; prácticamente constante.
A diferencia de un catalizador inorgánico que
interviene en numerosas reacciones las enzimas producidas por los organismos
vivos habitualmente solo catalizan un tipo de reacción o solo una reacción
determinada; la especificidad de las enzimas es tan marcadas que en general
actúan exclusivamente sobre sustancias que tienen una configuración precisa;
por ejemplo, si solo atacan a los aminoácidos que tienen su carbono a ,
asimétrico, conestructura L-,
no muestran la menor actividad sobre formas idénticas de dichos aminoácidos,
pero que sean del tipo D-.
En los sistemas biológicos se llevan a cabo
diversas reacciones a partir de la misma sustancia; por ejemplo algunos
microorganismos convierten laglucosa en
alcohol y bióxido de carbono, al paso que otros gérmenes la convierten en ácido
láctico o ácido pirúvico o
acetaldehido. Esto quiere decir que la glucosa puede descomponerse en distintos
productos y aunque todas las posibilidades son teóricas y prácticamente
posibles la presencia de ciertas enzimas favorece uno de los caminos que llevan
a la acumulación de determinados compuestos.
Las enzimas, por lo tanto, se consideran como
catalizadores altamente específicos que:
·
Modifican la velocidad de los cambios promovidos
por ellas.
·
Determinan que sustancias particulares, de
preferencia a otras distintas son las que van a sufrir los cambios.
·
Impulsan dentro de los distintos cambios posibles
que pueda seguir una sustancia, cual de ellos en especial, será el utilizado.
Las enzimas representan las sustancias encargadas
de graduar la velocidad de una reacción determinada en el interior de las
células; como en las diversas células se realizan infinidad de reacciones, ya
que en una de ellas se encuentran varios miles de sustancias, se deduce,
también, la presencia de varios miles de enzimas. Es posible, por lo tanto, que
la mayor parte de esta estructura proteínica celular esté formada por enzimas,
encargadas de las diversas funciones de síntesis, degradación, oxidación, etc.
características de la actividad vital de los distintos organismos.
Por su estructura y composición química puede
afirmarse que el origen de las enzimas esta vinculando al origen de las
sustancias proteicas. Al hablar del origen de la vida se
ha citado el éxito de
los experimentos realizados
en el laboratorio para la producción de aminoácidos; estos aminoácidos son los
que precisamente constituyen la base del edificio proteico. También en el
laboratorio se ha intentado la síntesis de proteínas a
partir de aminoácidos.
La sede de las enzimas es el citoplasma. Los
cloroplastos vegetales contienen una amplia gama enzimas encargadas de la función clorofílica,
proceso que a través de reacciones químicas complejas y encadenadas transforman
compuestos inorgánicos, como el agua,
y el anhídrido carbónico, en sustancias complejas adecuadas para ser entre otras
cosas el alimento fundamental de los animales.
En las mitocondrias existe un sistema de transporte de
electrones que determinan importantes fenómenos de oxidorreducción, durante los
cuales se forman notables cantidades de ATP, que es un compuesto altamente
energético del que depende la mayor parte de metabolismo, y coma, por
tanto el trabajo de
las células; en las mitocondrias se produce el metabolismo enzimático de
los ácidos grasos,
los cuales son en parte elaborados también en el citoplasma.
En los ribosomas tiene lugar concretamente todas la
s síntesis de las sustancias proteicas, mientras que en los lisosomas se
producen enzimas hidrolíticos cuya misión escindir,
con la intervención del agua, moléculas grandes en otras menores, que pueden a
su vez ser utilizadas por las células; en cambio,
las enzimas glucolíticos están difundidos en el citoplasma.
La localización de las sedes de las distintas operaciones enzimáticas
antes mencionadas ha sido posible a través del sistema de ruptura de las
células y de la separación de los distintos componentes mediante centrifugación
diferencial del homogeneizado de estas la ruptura celular y la subdivisión de
los componentes subcelulares se realizan actualmente utilizando los tejidos,
por ejemplo con saltos bruscos desde temperaturas inferiores a 0° C hasta
temperaturas mas elevadas con cambios de presión osmótica
o mediante ultrasonidos.
Naturaleza química de las enzimas
Existen numerosas razones para afirmar que las
enzimas son proteinas. La
más importantes son las siguientes:
a.
El análisis de
las enzimas obtenidas en forma más pura, criatalizada, demuestra que son
proteínas.
b.
Las enzimas son inactivadas a altas temperaturas y,
en geeral, la cinética de la desnaturalización térmica de las enzimas da
resultados muy parecidos a los de la desnaturalización térmica de las
proteínas; por ejemplo el Q10 de la mayoría de las reacciones químicas es de 2
a 3, y, en el casod e las enzimas, a temperaturas elevadas, alrededor de 60 a
70 ° C, la actividad neta aumeta varios cientos, como sucede con la velocidad
de la desnaturalización térmica de las proteínas.
c.
Las enzimas son activadas en unas zona muy
restringida de pH, y presenta un punto óptimo de ph donde su actividad es
mayor. Las proteínas en su punto isoeléctrico, muestran propiedades parecidas
desde el punto de vista de viscosidad,
solubilidad, difución, etc., que resulta del todo similares a las propiedades
de este tipo que muestran las enzimas.
d.
Todos los agentes que desnaturalizan a las
proteínas también destruyen o inactivan a las enzimas, ya sea el calor,
los ácidos fuertes, o los metalespesados que puedesn combinarse con ellas.
e.
Los problemas de
solubilidad y de precipitación son comunes a las proteínas y las enzimas; en
general, son solubles en agua o soluciones salinas,
insolubles en alcohol, precipitan con determinadas concentraciones de sales
neutras, etc.
Los conocimientos sobre la composición química de
las enzimas constituyeron materia de
numerosas controversias hasta 1926, cuando J.B Sumner (1887-1955) consiguió
cristalizar la ureasa, enzima que transforma la urea en anhídrido carbonico y
amoniaco, y demostrar que era una sustancia proteica.
A, partir de entonces fueron aisladas otras enzimas
en forma pura, cristalina, y el análisis demostraba siempre la presencia de una
proteina, simple o conjugada. Cuando los analisi químicos demuestran que la
enzima es una proteína conjugada, pueden distinguirse en el dos partes bien
diferenciadas:
·
El grupo prosteico
(Coenzima)
·
La proteina (Apoenzima)
En algunas enzimas oxidantes fue observada la
presencia de la promoporteinas, en las cuales el grupo prospético esta representado
por un compuesto que contiene Fe y otro elemento, el cual desmpeña un papel
importante en la combinación de la proteina con el sustrato; otras veces este
grupo prostético es derivada de vitaminas (como
la vitamina B);
4en muchos casos resulta facil de separar de la molécula proteica. No obstante
una vez separadas, las dos unidades no muestran actividad enzimático; por tanto
el grupo proteico (coenzima) y el grupo proteico (apoenzima) han de estar
íntimamente ligados entre si para ser operativos. Por consiguiente, de las
enzimas pueden distinguirse los formados por:
·
Solo proteínas, que difieren entre si por la
secuencia con que los aminoácidos están combinados, como la ureasa y las
enzimas digestivas (la pepsina y la tripsina)
·
Los conjugados, separados en dos entidades químicas
bien definidas: la coenzima y la apoenzima.
Después del descubrimiento de Sumner, el numero de
la enzimas y el estudio de sus actividades químicas proporcionaron un notable
impulso en la enzimología, y la gran cantidad de las enzimas que rápidamente se
acumulaban determinaron la necesidad de utilizar una clasificación o nomenclaturapara evitar errores y facilitar la comprensión de
futuros investigadores.
Nomenclatura y clasificacion de las enzimas
Cien años atrás solo se conocian enzimas, muchas de
estas, catalizaban la hidrólisis de enlaces covalentes. Algunas enzimas, de
manera especial las que fueron descubiertas en un principio, recibieron nombres
ligados mas bien a su sitio de procedencia anatómica que no siguen ninguna
regla ni sistema; tal es el caso de la ptialina de la saliva, que ataca al
almidón de la pepsina del estómago y de la tripsina del páncreas, que atacan
proteínas; de la renina, que cuagula la leche;
de la papaina, enzima proteolítica que se encuentra en la papaya y de las
catepsinas, también proteasas, que se encuentran en las células. Las enzimas
relacionadas con la cuagulación de la sangre, como son la trombina, la plasmina,
el plasminógeno, etc. reciben también nombres sistematizados.
Al descrubir nuevas enzimas y proceder a su
caracterización estricta se aplicaron reglas de nomenclatura basadas en el
nombre del sustrato atacado, o en el tipo general de sustrato, o en la reacción
catalizada y se ha añadido convencionalmente, la terminación -asa. Por ejemplo:
las lipasas (hidrolizan lipidos o grasas),
las amilasas (hidrolizan almidon), las proteasas (hidrolizan proteinas), las
esterasas (basado en la unión general de tipo éster presentes en muchas
sustancias), colesterol estrerasa (si la esterasa es específica de los esteres
de colesterol) y acetilcolina esterasa (si la estersa de la acetilcolina).
Otros ejemplos: Las fosfatasas son enzimas que atacan las uniones éster, pero
en este caso, toman su nombre del grupo vecino a la unión que van a atacar, de
manera que se denominan fosfatasas (cuando quitan una molécula de monofosfato),
pirofosfatasas (cuando quitan el ácido fosfórico como esteres dobles
(pirofosfatos), o triples, etc.) De la misma manera, las carbohidrasas se
denominan así genericamente, pero pueden comprender enzimas con nombres
proveniente del sustrato particular sobre el que actuan como la amilasa que
ataca al almidón y la celulasa que actúa sobre la celulosa y,
en otras ocaciones, se denominan de acuerdo con la unión atacada, como la b
-glucosidasa que actúa sobre las uniones b -glucosídicas. Los ejemplos se
pueden extender a todos los terrenos de la actividad enzimática, como en las
enzimas proteolíticas, las fosforilasas, las nucleasas, etc.
Esta manera de llamarlas, se demostro que era
inadecuada porque al descubrirse varias enzimas, notaron que varias enzimas
catalizaban reacciones diferentes del mismo sustrato, por ejemplo, oxidacion o
reduccion de la funcion alcohol de un azucar.
Aunque el sufijo –asa continua en uso; actualmente,
al nombrar a las enzimas, se enfatiza el tipo de reaccion catalizada. Por
ejemplo: las hidrogenasas catalizan la eliminacion de hidrogeno y
las transferasas, reacciones de transferencia de grupo. Con el descubrimiento
de mas y mas enzimas, surgieron ambiguedades y con frecuencia no estaba claro
cual era la enzima que un investigador deseaba estudiar. Para remediar esta
deficiencia, la Comisión para el estudio de las enzimas, que constituye con
respecto a los sistemas anteriores un punto de vista más uniforme, preciso y
descriptivo; esta formada por la Union Internacional de Bioquimica (IUB)
adopto, en 1964, un sistema complejo pero inequivoco de la nomenglatura
enzimatica basado en el mecanismo de reaccion.
El sistema se basa en la reacción química
catalizada que es la propiedad específica que caracteriza a cada enzima las
cuales se agrupan en clases, porque catalizan procesos semejantes, y en
subclases que especifican con mayor exactitud la reacción particular
considerada. En general, las enzimas reciben un nombre de acuerdo con el
sustrato o los sustratos que participan en la reacción seguido por el tipo de
reacción catalizada y, por fin, la terminación -asa. A menudo los nombres así
obtenidos resultan largos y complejos, por lo que es muy dificil que en la
práctica se pueda excluir el uso de los nombres triviales, consagrados por la
costumbre. Sin embargo, con fines de sistematización, se reconoce la necesidad
de aceptar el nuevo sistema.
Aunque su claridad y carencia de ambigüedad
recomiendan al sistema de nomenglatura IUB para trabajos de investigacion,
nombres mas ambiguos, pero basante mas cortos persisten en libros de texto y
en el laboratorio clinico. Por esta razon, a continuacion solo se
presenta principios generales
del sistema IUB:
1.
Las reacciones y las enzimas que las catalizan se
dividen en 6 clases principales, cada una con 4 a 13 subclases.
2.
El nombre de la enzima tiene 2 partes: la primera
es el nombre del o los sustratos; la segunda, con terminacion –asa, indica el
tipo de reaccion catalizada.
3.
Informacion adicional, si es necesario aclarar la
reaccion, puede seguir el parentesis. Por ejemplo: la enzima que cataliza
L-malato + NAD= = piruvato + CO2 NADH + H= , se denomina como 1.1.1.37
L-malato:NAD+ oxidorreductasa (descarboxilante).
4.
Cada enzima tiene un numero clave (E.C.) que caracteriza
al tipo de reaccion según la clase (primer
digito), subclase (segundo digito) y subclase (tercer digito). El cuarto digito
es para la enzima especifica. Asi, E.C. 2.7.1.1 denota la clase 2 (una
transferasa), subclase 7 (transferencia de fosfato), sub-clase 1 (una funcion
alcohol como aceptor de fosfato). El ultimo digito denota a la enzima
hexocinasa o ATP: D-hexosa-6-fosforotransferasa, enzima que cataliza la
transferencia de fosfato desde el ATP al grupo hidroxilo de carbono 6 de la
glucosa.
VITAMINAS:
Las Vitaminas son
esenciales en el metabolismo y
necesarias para el crecimiento y para el buen funcionamiento del
cuerpo. Solo la Vitamina D es producida por el organismo, el resto se
obtiene a través de los alimentos.
Todas las vitaminas tienen funciones muy
específicas sobre el organismo y deben estar contenidas en la alimentación diaria para
evitar deficiencias. No hay alimento mágico que contenga todas las vitaminas,
solo la combinación adecuada de los grupos de
alimentos hacen cubrir los requerimientos de todos los nutrimentos esenciales
para la vida.
Tener una buena alimentación es indispensable para
el desarrollo de
todas nuestras habilidades físicas y mentales; además la deficiencia de
vitaminas puede llevarnos a contraer enfermedades graves que
podríamos corregir con una alimentación balanceada. La carencia de vitaminas se
denomina Hipovitaminosis y el exceso de alguna de ellas puede producir
Hipervitaminosis.
Son sustancias indispensables en la nutrición de los seres
vivos; no aportan energía, pero sin ellas el organismo no podría aprovechar
los elementosconstructivos y energéticos suministrados por medio de la
alimentación.
El consumo de tabaco, alcohol o drogas provoca
un mayor gasto de algunas vitaminas por lo cual es necesario
suministrarlas en mayor cantidad o hacer un aporte suplementario teniendo en
cuenta que las que vienen naturalmente en los alimentos son más efectivas que
las que se producen en laboratorio.
Las Vitaminas se dividen en dos grupos,
LIPOSOLUBLES que se disuelven en grasas y
aceites, e HIDROSOLUBLES que se disuelven en agua.
Veremos pues la importancia de estas sustancias, sus características generales,
sus rasgos principales, estructuras,
las consecuencias de su deficiencia, aplicabilidad industrial y algunos
otros datos de
importancia en el estudio de LAS VITAMINAS.
LAS VITAMINAS Las
vitaminas son sustancias orgánicas, de naturaleza y
composición variada. Imprescindibles en los procesos metabólicos
que tienen lugar en la nutrición de los seres vivos. No aportan energía, ya que
no se utilizan como combustible, pero sin ellas el organismo no es capaz de
aprovechar los elementos constructivos y energéticos suministrados por la
alimentación. Normalmente se utilizan en el interior de las células como
antecesoras de las coenzimas, a partir de las cuales se elaboran los miles
de enzimas que
regulan las reacciones químicas de las que viven las células. Su efecto
consiste en ayudar a convertir los alimentos en energía. La ingestión de
cantidades extras de vitaminas no eleva la capacidad física, salvo en el caso
de existir un déficit vitamínico (debido, por ejemplo, a
un régimen de comidas desequilibrado y a la fatiga).
Entonces se puede mejorar dicha capacidad ingiriendo cantidades extras de
vitaminas. Las necesidades vitamínicas varían según las
especies, con la edad y con la actividad.
Las vitaminas deben ser aportadas a través de la
alimentación, puesto que el cuerpo humano no
puede sintetizarlas. Una excepción es la vitamina D, que se puede formar en
la piel con
la exposición al
sol, y las vitaminas K, B1, B12 y ácido fólico, que se forman en pequeñas
cantidades en la flora intestinal.
Ciertas vitaminas son ingeridas como provitaminas
(inactivas) y posteriormente el metabolismo animal las transforma en
activas (en el intestino, en el hígado, en la piel, etc.), tras alguna
modificación en sus moléculas.
Los vegetales, hongos y
microorganismos son capaces de elaborarlas por sí mismos. Los animales,
salvo algunas excepciones, carecen de esta capacidad, por lo que deben
obtenerlas a partir de los alimentos de la dieta. En algunos casos
los animales obtienen algunas vitaminas a través de sus paredes
intestinales, cuya flora bacteriana las producen.
Son sustancias lábiles, ya que se alteran
fácilmente por cambios de temperatura y PH, y también por
almacenamientos prolongados.
Los trastornos orgánicos en relación con las
vitaminas se pueden referir a:
Avitaminosis: si hay
carencias totales de una o varias vitaminas. Hipovitaminosis: si hay carencia
parcial de vitaminas. Hipervitaminosis: si existe un exceso por acumulación de
una o varias vitaminas, sobre todo las que son poco solubles en agua y, por
tanto, difíciles de eliminar por la orina.
Las vitaminas se designan utilizando letras
mayúsculas, el nombre de la enfermedad que ocasiona su carencia o el nombre de
su constitución química.
Tradicionalmente se establecen 2 grupos de
vitaminas según su capacidad de disolución: vitaminas hidrosolubles y
liposolubles.
LAS HORMONAS:
Las hormonas son sustancias secretadas por células especializadas, localizadas en glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas (carentes de conductos), o también
por células epiteliales e intersticiales cuyo
fin es la de afectar la función de otras células. También hay hormonas que
actúan sobre la misma célula que las sintetiza (autocrinas). Hay algunas
hormonas animales y hormonas vegetales como las auxinas, ácido abscísico, citoquinina, giberelina y el etileno.
Son transportadas por vía sanguínea o por el espacio intersticial, solas (biodisponibles) o asociadas a
ciertas proteínas (que extienden su vida media al protegerlas
de la degradación) y hacen su efecto en determinados órganos o tejidos diana (o blanco) a
distancia de donde se sintetizaron, sobre la misma
célula que la sintetiza (acción autócrina) o sobre células
contiguas (acción parácrina) interviniendo en la comunicación celular
Existen hormonas naturales
y hormonas sintéticas. Unas y otras se emplean como tratamientos en ciertos
trastornos, por lo general, aunque no únicamente, cuando es necesario compensar
su falta o aumentar sus niveles si son menores de lo normal.
Las hormonas
pertenecen al grupo de los mensajeros químicos, que incluye también a los neurotransmisores y las feromonas. A veces es difícil
clasificar a un mensajero químico como hormona o neurotransmisor.
Todos los organismos
multicelulares producen hormonas, incluyendo las plantas (fitohormona).
Las hormonas más
estudiadas en animales (y humanos) son las producidas por las glándulas
endocrinas, pero también son producidas por casi todos los órganos humanos y
animales.
La especialidad médica que se encarga del estudio de las enfermedades relacionadas con las hormonas es la endocrinología.
Principales
hormonas humanas
Hormonas
peptídicas y derivadas de aminoácidos
Son péptidos de
diferente longitud o derivados de aminoácidos;
dado que la mayoría no atraviesan la membrana
plasmática de las células diana, éstas disponen de
receptores específicos para tales hormonas en su superficie.
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Nombre
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Abrevia-
tura |
Origen
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Mecanismo de acción
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Efecto
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5-HT
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"5-HT"
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Tallo
encefálico
|
Controla
el humor, el apetito y el sueño.
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T4
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Directo
|
La
menos activa de las hormonas
tiroideas; aumento del metabolismo
basal y de la sensibilidad a las catecolaminas,
afecta la síntesis
de proteínas.
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T3
|
Directo
|
La
más potente de las hormonas
tiroideas: aumento del metabolismo
basal y de la sensibilidad a las catecolaminas,
afecta la síntesis
de proteínas.
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EPI
|
Respuesta de lucha o huida:
aumento del ritmo
cardíaco y del volumen sistólico,vasodilatación,
aumento del catabolismo del glucógeno en
el hígado,
de la lipólisis en
losadipocitos;
todo ello incrementa el suministro de oxígeno y glucosa al cerebro y músculo;
dilatación de las pupilas;
supresión de procesos no vitales (como la digestión y
del sistema
inmunitario).
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NRE
|
No
es una hormona, se considera sólo como neurotransmisor (respuesta
de lucha o huida: como la adrenalina).
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DPM,PIH oDA
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Aumento
del ritmo cardíaco y de la presión
arterial
inhibe la liberación de prolactina y hormona liberadora de tirotropina. |
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AMH
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Acrp30
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Aumenta
la sensibilidad a la insulina por
lo que regula el metabolismo de la glucosa y
losácidos
grasos.
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ACTH
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AGT
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ADH
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variable
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Retención
de agua en el riñón, vasoconstricción moderada;
liberación de Hormona adrenocorticotrópica de
la hipófisis
anterior.
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ANP
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Corazón (células
musculares de la aurícula derecha)
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CT
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CCK
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CRH
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EPO
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FSH
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Hombre:
estimula la espermatogénesis y
la producción de proteínas del semen por
lascélulas
de Sértolis de los testículos.
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GRP
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Estómago(células
parietales)
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GCG
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|
GnRH
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GHRH
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hCG
|
Mantenimiento
del cuerpo
lúteo en el comienzo del embarazo;
inhibe la respuesta
inmunitaria contra el embrión.
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HPL
|
Estimula la
producción de insulina y IGF-1,
aumenta la resistencia a la insulina y la intolerancia a los carbohidratos.
|
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GH ohGH
|
Estimula
el crecimiento y
la mitosis celular,
y la liberación de Factor de crecimiento de tipo insulina tipo I.
|
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INS
|
Páncreas (células
beta)
|
Estimula la
entrada de glucosa desde
la sangre a las células, la glucogenogénesis y
laglucólisis en hígado y músculo;
estimula la entrada de lípidos y
la síntesis de triglicéridos en
los adipocitos y
otros efectos anabólicos.
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IGF
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LEP
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LH
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MSH oα-MSH
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Aumenta el gasto
de energía y el apetito.
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OXT
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PTH
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Aumenta el Ca2+ sanguíneo
e, indirectamente, estimula los osteoclastos;
estimula la reabsorción de Ca2+ en el riñón;
activa la vitamina
D.
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PRL
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RLN
|
Función poco
clara en humanos.
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SCT
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Estimula la
secreción de bicarbonato;
realza los efectos de la colecistoquinina; detiene la producción de jugos
gástricos.
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SRIF
|
Hipotálamo (célulasneuroendocrinas del núcleo
periventricular), islotes
de Langerhans (células delta),aparato gastrointestinal
|
Numerosos
efectos: inhibe la liberación de hormona del crecimiento y hormona liberadora de tirotropina;
suprime la liberación de gastrina, colecistoquinina, secretina,
y otras muchas hormonas gastrointestinales; reduce las contracciones
del músculo
liso intestinal;3 inhibe
la liberación de insulina y glucagón;
suprime la secreción exocrina del páncreas.
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|
T.P.O.
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TSH
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TRH
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Hipotálamo (neuronas
neurosecretoras del núcleo paraventricular)
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PRF
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|
PRH
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BNP
|
Reducción de
la presión
sanguínea por reducción de la resistencia vascular de
la circulación
sistémica, de la cantidad de agua, sodio y grasas en
la sangre.
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NPY
|
Aumento de la
ingestión de alimentos y disminución de la actividad física.
|
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|
Músculo liso del
estómago
|
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Desconocido.
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Regula el dolor.
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Hormonas lipídicas
Su
naturaleza lipófila les permite atravesar la bicapa
lipídica de las membranas celulares; sus receptores
específicos se localizan en el citosol o en el núcleo de
las células diana.
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Nombre
|
Abrevia-
tura |
Origen
|
Mecanismo de acción
|
Tejido diana
|
Efecto
|
|
Directo
|
Estimula
la gluconeogénesis;
inhibe la captación de glucosa en el músculo y
en eltejido
adiposo; moviliza los aminoácidos de
los tejidos extrahepáticos; estimula lalipólisis en
el tejido adiposo; efectos antiinflamatorios e inmunodepresivos.
|
||||
|
Directo
|
|||||
|
Directo
|
la
testosterona es producida principalmente en los testículos de los machos y en
los ovarios de las hembras, aunque pequeñas cantidades son secretadas por las
glándulas suprarrenales. Es la hormona sexual principal masculina y esteroide
anabólico.
|
Crecimiento,
aumento de la masa muscular y
de la densidad ósea;
maduración de los testículos, formación del escroto,
crecimiento del vello púbico y axilar,
modificación del aparato vocal (la voz se hace más grave).
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|
DHEA
|
Directo
|
||||
|
Directo
|
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|
DHT
|
Múltiple
|
Directo
|
Controla
el incremento del pelo en el cuerpo y la cara, influye sobre la secreción de
las glándulas sebáceas (causa acné), produce pérdida de cabello, HPB y cáncer
de la próstata.
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||
|
Estradiol (17β-estradiol)
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E2
|
Directo
|
Crecimiento;
crecimiento del vello púbico y axilar en
la mujer principalmente, promueve la diferenciación de los caracteres sexuales secundarios femeninos;
estimula diversos factores de coagulación;
incrementa la retención de agua y sodio.
Refuerza los cánceres
de mama sensibles a hormonas6 (la
supresión de la producción de estrógenos es un tratamiento para dichos
cánceres). En los hombres, previene la apoptosis de
las células
germinales;7 retroinhibidor
negativo de la síntesis de testosterona en
las células
de Leydig.8
|
||
|
Directo
|
Actúa en el
desarrollo de los caracteres sexuales y órganos reproductores femeninos,
realiza el mantenimiento del control electrolítico y aumenta el anabolismo de
proteínas.
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||||
|
Directo
|
Mantiene
el embarazo:9 convierte
el endometrio en
órgano secretor, hace al moco cervical permeable
al esperma,
inhibe la respuesta
inmunitaria contra el embrión,
disminuye la coagulación sanguínea:
incrementan la formación y la agregaciónplaquetarias, vasoconstricción; broncoconstricción.
|
BIBLIOGRAFIA:
laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/tipos%20lipidos.html
temasdebioquimica.wordpress.com/2008/.../clasificacion-de-los-lipid...
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