METABOLISMO
Los organismos vivos requieren de energía constantemente para realizar sus numerosas funciones, dicha energía debe obtenerse por diversos métodos los cuales en conjunto son el metabolismo. El metabolismo es diferente en cada organismo en aspectos de velocidad, cantidad de materia requerida y ATP formado, etc. Pero es igual en lo que a las reacciones químicas y bioquímicas respecta y el producto final obtenido (energía). Dichas reacciones son catalizadas por enzimas que oxidan, reducen, y sintetizan diversos componentes, partiendo de las biomoléculas obtenidas de los alimentos en el caso de los seres heterótrofos, y de “nutrientes” del agua, suelo y ambiente en los autótrofos.
En los organismos autótrofos el metabolismo es aparentemente menos complejo que en los heterótrofos, además de ser inverso, es decir, este es un proceso de síntesis que se da de la siguiente forma: Los organismos obtienen su energía a partir de un proceso llamado Fotosíntesis, al poseer cloroplastos y pigmentos fotosintéticos (clorofila y carotenoides) son capaces de transformar las sustancias inorgánicas simples en moléculas orgánicas de mayor complejidad. Para que los nutrientes puedan ser incorporados necesitan de las raíces, que a través de sus pelos absorbentes, absorben las sales minerales desde el suelo, junto con el H 2O. Estas sales minerales y el H2O son transportadas por el xilema del tallo a la hoja que es el órgano principal en el proceso fotosintético. En la hoja, se absorben fotones de luz solar y moléculas de CO2, que luego se transformará en ENERGÍA QUÍMICA, que quedará
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almacenada formado (almidón, glucosa, etc.). Una vez fabricada la energía se distribuye por todos los órganos de la planta, para que sus células y tejidos la utilicen para cumplir con sus funciones, y son expulsados los desechos metabólicos en este caso son moléculas de O 2 expulsadas al medio ambiente por medio de estomas y H2O a través de la transpiración.
El metabolismo de los seres heterótrofos es aparentemente más complejo, ya que al no poseer estos la capacidad de sintetizar su propio alimento necesitan ingerirlo consumiendo a otros organismos vivos autótrofos o heterótrofos, agregando debido a esto al metabolismo el proceso de digestión, que se divide en digestión mecánica o “ingestión” y digestión química. Teniendo entonces las siguientes fases en el metabolismo de dichos seres: - ingestión - digestión - absorción - egestión
La digestión mecánica o ingestión se refiere a los pasos que sigue el organismo para ingresar el alimento a su cuerpo, esos pasos son los siguientes: -preparación o fase cefálica: es el punto en el cual el cerebro produce la sensación de hambre y condiciona al organismo a producir salivación abundante. -salivación y masticación: en conjunto forman la primera fase de digestión de los alimentos ya que se muelen en el masticado y con la saliva (que es un 98 % agua y el 2% restante lo forman mucosa y enzimas) se humedecen, comienzan a degradar los componentes y lubrican haciéndolos resbalosos y fáciles de tragar formando así el bolo alimenticio.
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- deglución: en esta fase el bolo alimenticio es tragado y pasa al interior del organismo.
Después de que se forma el bolo alimenticio, este pasa sistema digestivo para degradarse mediante diversos compuestos químicos y enzimas para formar moléculas menos complejas para su absorción en el tracto gastrointestinal, en la llamada digestión química. Dicha digestión química consta de los siguientes procesos: -digestión gástrica: en esta el bolo alimenticio es degradado en el estómago mediante HCl y enzimas (conocidas como jugo gástrico) para formar el quimo. (Rohrig B., 200 -hidratación: el bolo alimentico es hidratado para comenzar a desintegrarlo en moléculas más pequeñas. - En un punto cuando el quimo llega al intestino delgado es transformado en quilo que es aún más digerido, para facilitar la absorción de las biomoléculas por el intestino grueso. Cuando se han obtenido las biomoléculas de pequeño tamaño, después de que se forma el quilo este pasa a través del intestino grueso en donde las biomoléculas son absorbidas y acarreadas por transportadores hasta los sitios en donde se degradaran enzimáticamente para formar energía a partir de ellas. -degradación enzimática: como se mencionó en esta se degradan los compuestos con la ayuda de diversas enzimas, especializadas degradación de un tipo de compuestos específico cada una. Resumiendo lo anterior, la digestión es la parte del metabolismo heterótrofo en donde se forman compuestos simples (moléculas pequeñas) a partir de las sustancias orgánicas complejas ingeridas, de las que se obtiene la ENERGÍA. En 3
estos organismos también se producen procesos de síntesis pero en este caso son para elaborar compuestos que sirven para su crecimiento. Cabe mencionar que para llevar a cabo la serie de procesos mencionados el tracto gastrointestinal tiene algunas características especiales que le confieren facilidad de ejecución de los mismos. Tales características se enumeran a continuación: -posee una capa mucosa que lo protege de daños causados por sustancias acidas o irritantes en el estómago, y ayuda a la absorción por transporte activo en el intestino. - el intestino posee flora bacteriana que ayuda a la degradación y producción de ciertos compuestos necesarios como la vitamina K. - el intestino grueso posee micro vellosidades que absorben las biomoléculas del quilo alimenticio. - tiene enzimas capaces de facilitar la digestión, degradando los alimentos ingeridos, o sintetizando compuestos requeridos por el organismo. - células epiteliales que ayudan en la filtración y absorción de nutrientes. - músculos y válvulas que ayudan a licuar y movilizar los alimentos hasta llegar al recto. Habiendo explicado lo anterior, pasaremos a explicar la segunda fase del metabolismo, el metabolismo interno. Es esencial mencionar que el organismo heterótrofo, especialmente el del ser humano no es capaz de digerir cualquier sustancia, es decir, que cada organismo tiene tipos específicos de moléculas a las cuales puede digerir y cuáles no, en el caso del humano no puede digerir ciertas sustancias como la celulosa de la pared celular de las plantas, pectina etc., las sustancias que si puede digerir que son: -carbohidratos: glúcidos
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-acidos grasos: lípidos -aminoacidos -proteinas -vitaminas -minerales La absorción de dichas biomoléculas se hace a través de diversos procesos enzimáticos que difieren en cada tipo siendo en resumen de la siguiente forma: - glúcidos: todos los glúcidos digeribles se convierten en glucosa y otros monosacáridos y pasan a la sangre. - proteínas: se fraccionan en aminoácidos, que también son absorbidos y pasan a la sangre. - lípidos: se separan en ácidos grasos y glicerina para atravesar la pared intestinal, aislados o en forma de jabones al combinarse con los jugos pancreáticos e intestinales que son reconstruidos al otro lado de la pared intestinal y se combinan con proteínas sintetizadas por el intestino, formando lipoproteínas llamadas quilomicrones. A través del sistema linfático son llevadas junto al corazón, donde se vierten al torrente sanguíneo para conseguir una máxima dispersión. Algunos lípidos no siguen este ajetreado camino y pasan directamente a los capilares sanguíneos que riegan el intestino. También es importante mencionar que la flora intestinal produce una serie de vitaminas que son absorbidas por nuestro cuerpo. Una vez que las moléculas llegan al torrente sanguíneo, las distintas sustancias que transporta la sangre se reparten por la red de pequeños capilares hasta llegar a cada una de las células que componen los tejidos del cuerpo humano. Al llegar a dichas células los nutrientes son digeridos enzimáticamente, transformados y utilizados en función de las necesidades y del tipo de célula de que
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se trate. Este proceso también está controlado por el sistema nervioso central, que a través de diversas sustancias, como la insulina, gestiona el uso que las células hacen de estos nutrientes. (Hernández M. et al., 2010) En la última fase del metabolismo los materiales no digeridos junto con agua y diversos desechos del organismo son expulsados del cuerpo en forma de heces fecales. Las heces llegan al último sector del intestino grueso, denominado recto, y son eliminadas a través del ano.
Bibliografía: 1.- El sistema digestivo. Temas y actividades de biología. Ministerio de educación. Buenos Aires. 2006 2.- Hernandez M. et al. El proceso de la nutrición. Universidad de Temuco. Chile. 2010. 3.- Zeiger E. y Taiz L. Fisiología vegetal. Publicaciones de Universidad Jaume. 2006. 4.- Voet G. y Voet J. Bioquímica. 3ª ed. Editorial Panamericana. Argentina. 2006. 5.- Teijón J. M. et al. Fundamentos de Bioquímica Metabólica. 2ª ed. Editorial Tébar. Madrid. 2006. 6.- Rohrig B. 24 horas tu comida en movimiento. 2 Chemmatters. 2012
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