ACTIVIDAD 1: R E S U M E N
- LAS ENZIMAS Y SU FUNCIÓN EN LOS ORGANISMOS -
Las enzimas son catalizadores orgánicos de naturaleza
proteica que aceleran (o retardan) la velocidad de una reacción bioquímica.
Determinan el sentido en que ocurren y activan las moléculas que intervienen en
una reacción determinada y hacen que las propias moléculas puedan disponer de
la cantidad necesaria de energía para reaccionar.
Desde el punto de vista medico las enzimas tienen un papel importante para nuestras vidas, ya que nos permite obtener energía de los alimentos que ingerimos a diario.
FUNCIÓN EN LOS ORGANISMOS VIVOS
Las enzimas presentan una amplia variedad de funciones en los organismos vivos. Son indispensables en latransducción de señales y en procesos de regulación, normalmente por medio de quinasas y fosfatasas.69También son capaces de producir movimiento, como es el caso de la miosina al hidrolizar ATP para generar lacontracción muscular o el movimiento de vesículas por medio del citoesqueleto.70 Otro tipo de ATPasas en lamembrana celular son las bombas de iones implicadas en procesos de transporte activo. Además, las enzimas también están implicadas en funciones mucho más exóticas, como la producción de luz por la luciferasa en lasluciérnagas.71 Los virus también pueden contener enzimas implicadas en la infección celular, como es el caso de la integrasa del virus HIV y de la transcriptasa inversa, o en la liberación viral, como la neuraminidasa del virus de la gripe.
Una importante función de las enzimas es la que presentan en el sistema digestivo de los animales. Enzimas tales como las amilasas y las proteasas son capaces de degradar moléculas grandes (almidón o proteínas, respectivamente) en otras más pequeñas, de forma que puedan ser absorbidas en el intestino. Las moléculas de almidón, por ejemplo, que son demasiado grandes para ser absorbidas, son degradadas por diversas enzimas a moléculas más pequeñas como la maltosa, y finalmente a glucosa, la cual sí puede ser absorbida a través de las células del intestino. Diferentes enzimas digestivas son capaces de degradar diferentes tipos de alimentos. Los rumiantes que tienen una dieta herbívora, poseen en sus intestinos una serie de microorganismos que producen otra enzima, la celulasa, capaz de degradar la celulosa presente en la pared celular de las plantas.
Varias enzimas pueden actuar conjuntamente en un orden específico, creando así una ruta metabólica. En una ruta metabólica, una enzima toma como sustrato el producto de otra enzima. Tras la reacción catalítica, el producto se transfiere a la siguiente enzima y así sucesivamente. En ocasiones, existe más de una enzima capaz de catalizar la misma reacción en paralelo, lo que permite establecer una regulación más sofisticada: por ejemplo, en el caso en que una enzima presenta una actividad constitutiva pero con una baja constante de actividad y una segunda enzima cuya actividad es inducible, pero presenta una mayor constante de actividad.
Las enzimas determinan los pasos que siguen estas rutas metabólicas. Sin las enzimas, el metabolismo no se produciría a través de los mismos pasos, ni sería lo suficientemente rápido para atender las necesidades de la célula. De hecho, una ruta metabólica como la glucolisis no podría existir sin enzimas. La glucosa, por ejemplo, puede reaccionar directamente con el ATP de forma que quede fosforilada en uno o más carbonos. En ausencia de enzimas, esta reacción se produciría tan lentamente que sería insignificante. Sin embargo, si se añade la enzima hexoquinasa que fosforila el carbono 6 de la glucosa y se mide la concentración de la mezcla en un breve espacio de tiempo se podrá encontrar únicamente glucosa-6-fosfato a niveles significativos. Por tanto, las redes de rutas metabólicas dentro de la célula dependen del conjunto de enzimas funcionales que presenten.
- VITAMINAS Y LA DEFICIENCIA EN LOS ORGANISMOS VIVOS -
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.
CLASIFICACIÓN
Las vitaminas se pueden clasificar según su solubilidad: si lo son en agua hidrosolubles o si lo son en lípidos liposolubles. En los seres humanos hay 13 vitaminas que se clasifican en dos grupos: (9) hidrosolubles (8 del complejo B y la vitamina C) y (4) liposolubles (A, D, E y K).
DEFICIENCIA DE LAS VITAMINAS
La falta o deficiencia vitamínica en las reacciones, acarrea en los organismos serias perturbaciones que se conocen con el nombre de carencias vitamínicas o avitaminosis, aunque es mucho mas correcto denominarlas hipovitaminosis, ya que en la practica tales enfermedades obedecen no a la falta total de vitaminas, sino a una notoria disminución en su aporte alimenticio. Sin ellas el organismo no es capaz de aprovechar los elementos constructivos y energéticos suministrados por la alimentación.
A continuación presentamos las consecuencias de la deficiencia de las vitaminas más importantes en el organismo:
La carencia de vitamina C ocasiona el escorbuto de ahí su nombre Ácido ascórbico.La vitamina C también es un factor potenciador para el sistema inmune aunque algunos estudios ponen en duda la capacidad potenciadora del sistema inmune por la vitamina C
La carencia de vitamina B1 o carencia de Tiamina en el ser humano provoca una enfermedad llamada beriberi. Otras deficiencias de menor inportancia ocasionadas por un estado deficitario de vitamina B1 pueden ser problemas conductuales del sistema nervioso, depresión, irritabilidad, falta de memoria y capacidad de concentración, palpitaciones a nivel cardiovascular, falta de destreza mental e hipertrofia del corazón.
La carencia de vitamina B2 o carencia de Rivoflavina puede ocasionar trastornos en el hígado, anemia, resequedad, conjuntivitis, dermatitis de la piel y mucosas, además de úlceras en la boca.
Carencia de vitamina B3. La pelagra es la enfermedad producida por la carencia de vitamina B3 o carencia de Niacina.
La carencia de vitamina B5 o carencia de Ácido Pantoténico es muy rara y no ha sido estudiada en profundidad. El déficit de vitamina B5 puede producir fatiga, náuseas, alergias y dolor abdominal. En raras condiciones se ha visto encefalopatía hepática e insuficiencia adrenal.
La carencia de vitamina B6 o carencia de Piridoxina produce inflamaciones en la piel como resequedad, pelagra, eccemas, además de diarrea, anemia y hasta demencia.
Los síntomas de la carencia de vitamina B7 o carencia de Biotina provocan el deterioro de las funciones metabólicas descritas, eczema, dermatitis seca y descamativa, palidez, náuseas, vómitos, gran fatiga, anorexia y depresión.
La carencia de vitamina B9 o carencia de Ácido Fólico provoca cansancio, insomnio e inapetencia y puede producir malformaciones en el feto a mujeres embarazadas.
La carencia de B12 o carencia de Cianocobalamina tiene como consecuencia anemia perniciosa o debilidad en la mielina, membrana protectora de los nervios de la médula espinal y del cerebro.
La carencia de vitamina A puede producir problemas de acné y de la visión, más concretemente, afecta la visión nocturna. Padecer un estado prolongado de deficiencia de vitamina A puede generar varios trastornos oculares como la xeroftalmia.
La carencia de vitamina D puede cusar Osteomalacia, una enfermedad similar al raquitismo y Ostoeporosis, enfermedad caracterizada por la fragilidad ósea. La falta de vitamina D puede esta relacionada con la aparición de enfermedades de caracter crónico como el cáncer de ovario, cancer de pecho, cancer de colon y cancer de próstata. El déficit de vitamina D puede provocar también debilidad, dolor crónico, fatiga crónica, enfermedades autoinmunes como la la diabetes tipo 1 y la esclerosis múltiple, elevación de la presión arterial, enfermedades mentales, depresión, desórdenes afectivos estacionales, enfermedades del corazón, psoriasis, artritis reumatoide, tuberculosis y enfermedades inflamatorias del intestino.
La carencia de vitamina E es muy rara y se manifiesta en los tres casos siguientes
Personas con una enfermedad metabólica como la enfermedad celiaca o fibrosis cística, dificultades para absorber grasa o secretar bilis.
Bebés cuyo nacimiento es prematuro y tienen un bajo peso al nacer (menos de 1 kilo y medio).
Personas que tienen alguna anormalidad genética relacionada con proteínas transportadoras del alfa tocoferol.
La carencia de vitamina K como consecuencia de la falta de vitamina K puede conllevar un riesgo de hemorragia interna masiva y descontrolada, calcificación del cartílago y severa malformación del desarrollo óseo o deposición de sales de calcio insoluble en las paredes de los vasos arteriales.
- LAS HORMONAS Y SU FUNCIÓN FISIOLOGICA EN LOS ORGANISMOS VIVOS -
Las hormonas son sustancias que, liberadas dentro del flujo sanguíneo desde una glándula u órgano, regulan la actividad de las células en otras zonas del organismo. La mayoría son proteínas compuestas de cadenas de aminoácidos de longitud variable. Otras son esteroides, sustancias grasas derivadas del colesterol. Su característica fundamental es que en pequeñas concentraciones pueden provocar efectos notables en el organismo.
Las hormonas se adhieren a los receptores que están sobre la superficie de la célula o dentro de ella. La unión con un receptor aumenta, disminuye o altera de alguna otra forma la velocidad del funcionamiento de la célula. Finalmente, las hormonas controlan el funcionamiento de órganos enteros. También regulan el crecimiento, el desarrollo, la reproducción y las características sexuales. Por otro lado, influyen en la manera en que el cuerpo utiliza y almacena la energía, y también controlan el volumen de líquidos y las concentraciones de sal y azúcar en la sangre. Algunas hormonas afectan a uno o dos órganos, mientras que otras tienen efectos generales.
La mayor parte de las hormonas de acción general son secretadas por glándulas endocrinas específicas. Por ejemplo, la adrenalina y noradrenalina son secretadas por la glándula suprarrenal como reacción a la estimulación del sistema nervios simpático. Estas hormonas, cuando son liberadas a la circulación general, llegan a todos los tejidos del organismo produciendo reacciones muy diferentes, en especial contracción de los vasos sanguíneos y aumento de la presión arterial.
Algunas de las hormonas generales afectan todas o casi todas las células del organismo. Así, la hormona del crecimiento de la hipófisis anterior hace crecer todas o casi todas las partes del cuerpo, y las hormonas tiroideas, producidas en la glándula tiroides, incrementan la magnitud de la mayor parte de las reacciones químicas en casi todas las células corporales.
Sin embargo, otras hormonas afectan sólo a tejidos determinados. Por ejemplo, la adrenocorticotropina de la hipófisis anterior estimula de manera específica la corteza suprarrenal y la hace secretar las hormonas corticosuprarrenales, mientras que las hormonas ováricas tienen efectos específicos sobre los órganos sexuales femeninos y sobre los caracteres sexuales secundarios del cuerpo de la mujer.
Las hormonas más importantes secretadas por las principales glándulas endocrinas son las siguientes:
1. Hormona del crecimiento. Produce crecimiento de casi todas las células y tejidos del cuerpo
2. Adrenocorticotropina. Hace que la corteza suprarrenal secrete hormonas corticosuprarrenales.
3. Hormona estimulante del tiroides. Hace que la glándula tiroides secrete tiroxina y triyodotironina.
4. Hormona folículo-estimulante (FSH). Causa crecimiento de los folículos ováricos ante de la ovulación y fomenta la formación de espermatozoides en el testículo.
5. Hormona luteinizante (LH). Desempeña una función muy importante para inducir la ovulación; hace que los ovarios secreten hormonas sexuales femeninas y que los testículos secreten testosterona.
6. Prolactina. Fomenta el desarrollo de las mamas y la secreción de leche.
Hormonas de la hipófisis posterior
1. Hormona antidiurética. También llamada vasopresina. Hace que los riñones retengan agua, incrementando así su contenido en el organismo. En grandes concentraciones produce vasoconstricción y eleva la presión arterial.
2. Oxitocina. Produce contracción del útero durante el parto, con lo que ayuda a la expulsión del feto. También hace que se expulse la leche de las mamas cuando el bebé succiona.
Corteza suprarrenal
1. Cortisol. Tiene múltiples funciones para regular el metabolismo de proteínas, carbohidratos y grasas.
2. Aldosterona. Reduce la excreción renal de sodio y aumenta la de potasio, elevando el contenido de sodio en el organismo y disminuyendo el de potasio.
Glándula tiroides
1. Tiroxina y triyodotironina. Incrementan la magnitud de las reacciones químicas en casi todas las células del cuerpo. De esta manera elevan el nivel general del metabolismo corporal.
2. Calcitonina. Fomenta el depósito de calcio en los huesos y, por tanto, disminuye la concentración de éste en el líquido extracelular.
Islotes de Langerhans del páncreas
1. Insulina. Fomenta la entrada de glucosa en la mayor parte de las células del cuerpo y de esta manera regula el metabolismo de casi todos los carbohidratos.
2. Glucagón. Aumenta la liberación de glucosa desde el hígado hacia los líquidos corporales.
Ovario
1. Estrógenos. Estimula el desarrollo de los órganos sexuales femeninos, las mamas y diversos caracteres sexuales secundarios. Su secreción está controlada por la hormona folículo-estimulante.
2. Progesterona. Su función principal es la de preparar el endometrio uterino para la anidación del óvulo fecundado. Ayuda a fomentar el desarrollo del aparato secretor de las mamas.
Testículo
1. Testosterona. Estimula el crecimiento de los órganos sexuales masculinos, fomenta también el desarrollo de los caracteres sexuales en el varón.
Glándula paratiroides
1. Parathormona. Regula la concentración de iones de calcio en el espacio extracelular al regular: a) la absorción de calcio desde el intestino, b) la excreción de calcio por el riñón, c) la liberación de calcio desde los huesos.
