ENZIMAS,
HORMONAS Y VITAMINAS
Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan
reacciones, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una
reacción química que es energéticamente posible (ver Energía), pero que
transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir,
transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima. En estas reacciones, las enzimas
actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en
moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a
unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las
denomina reacciones enzimáticas.
Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas
con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones, el conjunto
(set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo demetabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta
síntesis depende de la regulación de la expresión génica.
Como todos los catalizadores,
las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación (ΔG‡) de una reacción, de
forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. Las enzimas no alteran
el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por
lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso
incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una
enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa
que la correspondiente reacción no catalizada.
Al igual que ocurre con otros catalizadores, las
enzimas no son consumidas por las reacciones que catalizan, ni alteran su
equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores
por ser más específicas. Las enzimas catalizan alrededor
de 4.000 reacciones bioquímicas distintas. No
todos los catalizadores bioquímicos son proteínas, pues algunas moléculas de ARN son capaces de catalizar reacciones
(como la subunidad 16S de los ribosomas en la que reside la actividad peptidil transferasa). También cabe
nombrar unas moléculas sintéticas denominadas enzimas artificiales capaces de catalizar reacciones
químicas como las enzimas clásicas.7
La actividad de las enzimas puede ser afectada por
otras moléculas. Los inhibidores enzimáticos son moléculas que disminuyen o impiden
la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son moléculas que
incrementan dicha actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o fármacos son moléculas inhibidoras.
Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura,
el pH, la concentración de la propia enzima y del sustrato, y otros factores
físico-químicos.
Algunas enzimas son usadas comercialmente, por
ejemplo, en la síntesis de antibióticos y productos domésticos de limpieza.
Además, son ampliamente utilizadas en diversos procesos industriales, como son
la fabricación de alimentos,
distinción de jeans o producción de biocombustibles.
Debido a que las enzimas son buenas
para descomponer sustancias más grandes en elementos más pequeños se muestra e
ilustra mejor con la glucólisis. La función de dicha enzima es evidenciada por
la descomposición de la glucosa para ser utilizada por el cuerpo.
Adicionalmente, casi todas las funciones corporales requieren glucosa. Esto
significa que todas las funciones corporales requieren glucólisis o la
descomposición de la glucosa para hacerse, todo con la ayuda de las enzimas.
Las enzimas además establecen qué procesos metabólicos se ejecutarán en el
cuerpo. Gracias a esto es que son muy importantes y la falta de estas
sustancias es capaz de provocar la muerte.
Hay diferentes tipos de enzimas que
funcionan en el cuerpo humano. Existen enzimas que descomponen carbohidratos
complejos en simples, como la carbohidrasa. También están las que simplifican
las proteínas haciéndolas más simples y absorbibles como la proteasa. Hay
enzimas que transforman las grasas o lípidos en ácidos grasos y glicerol, como
la lipasa. Todas esas catalizan o descomponen sustancias que son difíciles de
absorber por el organismo en formas en las que podrán sencillamente estar
disponibles para su uso. Generalmente las enzimas están en el sistema digestivo
desde la boca hasta llegar al intestino delgado.
Además de su importante función en los
procesos de la vida humana, las enzimas incluso son utilizadas en el
procesamiento y fermentación de los alimentos. Además existen enzimas que
ayudan a alargar el tiempo de caducidad de un producto y también son buenas
como ablandadores de carne. Las enzimas también son útiles para elaborar
biocombustible e incluso ropa. Los fabricantes de cuero utilizan enzimas de
animales para curar los materiales crudos y producir artículos de cuero
terminado. Las enzimas también son utilizadas para hacer plásticos que se
descomponen fácilmente y son menos dañinos para el medio ambiente. Existen
muchos otros usos para las enzimas y continúan siendo manipuladas en otras
investigaciones biotecnológicas para que los científicos puedan fabricar
productos que mejorarán las vidas de las personas.
As
vitaminas, presentes en los alimentos y las cuales son designadas con letras,
son sustancias orgánicas que son necesarias para el correcto funcionamiento del
organismo.
El
concepto de vitaminas, proviene del latín, vita (vida) e ina (sustancia). Estas
pueden ser consideradas, como sustancias heterogéneas, las cuales son
imprescindibles para la vida del ser humano. Sin ellas, nosotros no podríamos
vivir.
Las
vitaminas, en nuestro organismo, actúan como coenzimas y son parte de los grupos
prostéticos de las enzimas. Son esenciales para diversos procesos fisiológicos,
los cuales ocurren, como verdaderas reacciones bioquímicas; estas reacciones
requieren de vitaminas para llevarse a cabo. Como por ejemplo, la conversión de
la comida en energía, el fortalecimiento del sistema inmunológico, entre otras.
Es
tan así, que cuando alguna de las vitaminas, se encuentra en cantidades menores
a las que requiere el cuerpo o no están presentes, aquellas reacciones
bioquímicas que dependen de aquella vitamina, no se podrá llevar a cabo. Con el
correspondiente menoscabo del organismo para el individuo.
Asimismo,
si se desea ingerir vitaminas, estas deben ser en medidas normales a las que
requiere el organismo. Ya que no se saca nada, con una ingesta mayor a la
necesaria, debido a que el excedente de vitaminas, será eliminado por medio de
la orina. La ingesta de vitaminas, puede ser de manera natural o artificial
(química). Ya que todos los alimentos naturales, que podamos consumir,
contienen distintas vitaminas. Hablamos de aquellos naturales, ya que los
procesados, no las contienen o están presentes en un menor número. La mayoría
de los alimentos que contienen varias vitaminas, son todas las verduras y las
frutas. Es por lo mismo, que es fundamental la ingesta de verduras y frutas,
para poder captar la mayor cantidad de diversas vitaminas, requeridas por el
organismo.
Con
respecto a la historia de las vitaminas, estas se hacen presenten hace varios
siglos atrás, cuando se comenzaron a estudiar enfermedades, que surgen debido a
una mala alimentación. Es así, como se estudia la enfermedad del escorbuto. La
cual se desarrolla partir de una pobre ingesta de frutas y verduras. Por ende,
a diversos pacientes, se les suministró diversas sustancias, con vinagre, zumo
de naranjas y agua soluble. Lo mismo ocurrió en Asia, con ingesta de arroz
procesado, sin su cáscara la cual contiene bastante vitamina B1. Esto se dio,
ya que las nuevas máquinas arroceras a vapor, retiraban la cáscara del arroz.
En términos generales, las hormonas se encargan de
mantener constante el medio interno regulando los procesos bioquímicos que se
llevan a cabo en el organismo, pero es tal la diversidad de sus funciones que
los científicos han aislado algunas sin haber podido averiguar todavía el papel
que desempeñan. Mencionaremos aquí sólo unos cuantos ejemplos de las funciones
hormonales.
La hormona de crecimiento o somatotropina, secretada
por la hipófisis, es responsable ?muchas veces a través de otras hormonas? del
desarrollo de los huesos, los músculos y diversos órganos.
Las hormonas formadas por las glándulas suprarrenales
tienen a su cargo un cúmulo de funciones, entre otras mantener estable la
presión sanguínea y ayudar al organismo a defenderse del estrés.
El glucagón producido por el páncreas eleva el nivel
de azúcar en la sangre cuando se encuentra bajo; ésta es una función de gran
importancia, sobre todo porque el cerebro se vería amenazado si le faltara su
principal nutriente, que es la glucosa, durante el tiempo que pasamos sin
comer.
La vasopresina de la hipófisis ayuda al organismo a
conservar el agua (aparentemente también tiene algo que ver con la memoria y el
aprendizaje). La razón por la cual la cerveza, el vino y los licores aumentan
la frecuencia con que se orina es porque el alcohol reduce la secreción de
vasopresina.
La hormona de las
glándulas paratiroides (incrustadas en la tiroides) hace que aumente la
cantidad de calcio en la sangre cuando se encuentra por debajo del nivel
normal. Esto lo consigue inhibiendo la excreción de ese elemento, estimulando
su absorción en el tracto digestivo y facilitando la extracción del que hay en
los huesos porque entre ellos y la sangre se establece un continuo intercambio
de calcio. Si la dieta no aporta suficiente para reponer el que se extrae de
los huesos, éstos se van debilitando y se fracturan espontáneamente; pero el
calcio no sólo es indispensable para el esqueleto, también interviene en
funciones vitales como la transmisión del impulso nervioso, la contracción
muscular, la coagulación de la sangre y la secreción glandular. Si la cantidad
que hay en la sangre es alta, puede debilitar el tono muscular y favorecer la
formación de cálculos renales; si es demasiado baja, llega a causar calambres,
espasmos, convulsiones e incluso la muerte.
