Importancia del agua

Elementalwatson "la" revista
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Revista cuatrimestral de divulgación
"En el conocimiento y la cultura no Año 4, número 11
sólo hay esfuerzo sino también placer. Llega un punto donde estudiar, o investigar, o Universidad de Buenos Aires Ciclo Básico Común (CBC) aprender, ya no es un esfuerzo y es puro Departamento de Biología disfrute. Cátedra F. Surribas - Banús ¡Qué bueno sería que estos manjares PB. Pabellón III, Ciudad Universitaria Avda. Intendente Cantilo s/n estuvieran a disposición de mucha gente!. Qué bueno sería, si en la canasta de la calidad de la vida, hubiera una buena cantidad de consumos María del Carmen Banús intelectuales. No porque sea elegante, sino porque es placentero. Carlos E. Bertrán Porque se disfruta, con la misma intensidad con la que se puede
Editor Director:
disfrutar un plato de tallarines. María del Carmen Banús Así que amigos, vayan y contagien el placer por el conocimiento. Y hay que hacerlo ahora, cuando todavía está fresco el milagro Escriben en este número:
Alejandro Ayala
tecnológico de Internet y se abren oportunidades nunca vistas de María del Carmen Banús acceso al conocimiento. Liliana Guerra Edgardo Hernández Se están abriendo las puertas de todas las bibliotecas y de todos los Adrián Fernández museos; van a estar a disposición, todas las revistas científicas y todos los libros del mundo. Y probablemente todas las películas y todas las músicas del mundo. Diseño:
María del Carmen Banús
Es abrumador. Esas son las herramientas que nos habilitan a interactuar con la explosión universal del conocimiento. Este mundo nuevo no nos simplifica la vida, nos la complica. Nos obliga a ir más lejos y más 54 011 4789-6000 interno 6067 hondo en la educación. No hay tarea más grande delante de ……………….
Todos los derechos reservados;
nosotros". reproducción parcial o total con permiso previo del Editor y cita de Estas magistrales palabras no son mías, sino un caprichoso recorte Registro de la propiedad intelectual de una extensa reflexión personal del hoy presidente de Uruguay Nº 841211
José "Pepe" Mujica, en ocasión de reunirse con intelectuales ……………….
ISSN 1853-032X
uruguayos en el Palacio Legislativo, el 29 de abril de 2009. No se si decir que son palabras que nos representan, pero si al Las opiniones vertidas en los artículos son responsabilidad exclusiva de sus menos es a lo que apuntamos el grupo de docentes que autores no comprometiendo posición desarrollamos esta revista Imagen de tapa:
"Elixir de dulzura" Acuarela sobre papel, año 2013 María del Carmen Banús María del Carmen Banús

María del Carmen Banús Alejandro J. Ayala ………….…………………………………. Página 9 Adrián F. Fernández .……………………. Página 17 María del Carmen Banús ….…………. Página 20 Edgardo A. Hernández Liliana N. Guerra de Grignoli Página 27 Víctor H. Panza María del Carmen Banús …………………………………………….Página 41

Si consultamos Wikipedia, nos encontramos con esta definición: "El metabolismo (del griego,
cambio) es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y
en el organismo. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y
permiten las diversas actividades de las células: crecer, mantener sus estructuras, responder a estímulos,
reproducirse, etc."
Pero el metabolismo es mucho más que eso y se presenta en todos y cada uno de los procesos que nos
acompañan a diario. ¿Te detuviste a pensar alguna vez que la acción de un medicamento en nuestro
organismo, el envejecimiento de las células, muchos de los alimentos que incorporamos a diario, y hasta
la calidad de nuestro sueño, están relacionados con diferentes tipos de reacciones metabólicas?
¿Reflexionaste que las reacciones metabólicas se originaron hace tanto tiempo como los seres vivos que
pueblan el planeta? ¿Entendés ahora porque resulta importante conocer la estructura y el comportamiento
de las diversas biomoléculas y de las enzimas que catalizan sus reacciones?
De esto y algunas cosas mas te contaremos en este número de la revista, por supuesto, quedará tela para
cortar en próximos números.
También nos reservamos un pequeño espacio para contarte en que andamos por estos días
La seguimos en diciembre…
María del Carmen Banús Comunicate con nosotros!!!!
Correo de lectores: revista_e

VIAGRA, MITOS Y VERDADES
Alejandro J. Ayala
(Lic. En Ciencias Biológicas, docente de Biología, CBC-UBA)
Todavía hoy en muchas culturas e idiosincrasias, cuestiones ligadas a la sexualidad siguen siendo un tabú o generan
pudores. La desinformación o una mala información pueden dar lugar a ideas distorsionadas o erróneas, y llevar a un mal
uso o uso indiscriminado de ciertos fármacos

La disfunción eréctil
brujerías, encantamientos o maleficios, y dado que no se tendía a pensar en causas orgánicas, Durante mucho tiempo se la llamó frecuentemente se recurría como tratamiento a la impotencia pero desde el punto de vista médico magia o a ritos culturales de la medicina popular, es un término poco concreto y no define se trataba de curar a través de la fe o de la claramente la condición clínica, además el término impotencia tiene una clara connotación Fue con la llegada del Renacimiento que la peyorativa asociada a una herencia cultural, brujería y la magia comenzaron a perder terreno, donde la potencia sexual es sinónimo de mientras se incrementaban las investigaciones hombría. Por eso desde 1993 se introdujo el sobre las causas tangibles de las enfermedades, concepto de disfunción eréctil. entre ellas la falta de erección. Casi siempre causa de complejos, sentimientos Así es como en 1570 se propone por primera vez de culpa, sufrimientos, vergüenzas, baja una relación entre la erección y el flujo de autoestima, fracasos de pareja, la disfunción sangre, y en consecuencia surge la pregunta eréctil es mucho más que: "una incapacidad sobre si la falta de erección no podría deberse a persistente, parcial o completa, para alcanzar y/o un bloqueo del flujo de sangre al pene. Pero no mantener una erección peneana con rigidez obstante el progreso cultural e intelectual, el suficiente como para lograr relaciones sexuales tema seguía siendo un tabú y tuvieron que pasar satisfactorias", es un problema que afecta más de 300 años para que la ciencia comenzara a severamente la calidad de vida de quien la comprender el mecanismo fisiológico de la erección, y las implicancias clínicas de su La disfunción eréctil se refiere específicamente a un déficit total o parcial en la erección y no se A principios del 1900 las investigaciones sobre relaciona con otras alteraciones en la respuesta la disfunción eréctil eran todavía muy pocas, sexual masculina como la falta de deseo sexual, prevalecía la tendencia a interpretarla como un o problemas en la eyaculación o en el orgasmo. problema de origen psicológico, tendencia que se Según algunos autores, ya en la Biblia aparecen vio potenciada con el surgimiento y desarrollo referencias a la impotencia, que se consideraba del psicoanálisis. Sobre todo porque este tipo de un castigo divino a causa del adulterio o por terapia era efectiva en el tratamiento de la haber deseado a la mujer del prójimo. Tanto los disfunción eréctil selectiva, un tipo de disfunción egipcios como los griegos y los romanos, le en la cual la falta de erección no se manifiesta asignaban a la "impotencia" un carácter siempre, sino solo en presencia de determinadas sobrenatural, como castigo u obra demoniaca. parejas sexuales, mientras que con otras la En la Europa del medioevo se creía que esta erección se produce normalmente. A veces la condición podía ser causada por obra de disfunción eréctil selectiva puede ser atribuida a falta de interés, cansancio o habituación, o que la Por último como hemos mencionada antes, las pareja no tiene o a perdido atractivo sexual para disfunciones eréctiles causadas por fármacos o el varón y no lo excita. A veces por el contrario, drogas: algunos antihipertensivos, antipsicóticos, puede ser el resultado de un excesivo interés en antidepresivos, así como el consumo excesivo de una pareja y provocada por el temor de no estar a alcohol, el tabaquismo, o la marihuana, solo por la altura de una eficiente actividad amatoria. citar algunos ejemplos. Se sabe que este tipo de disfunción no responde Frecuentemente en el origen de una disfunción a causas orgánicas anatomo-fisiológicas sino que eréctil subyace una combinación de múltiples obedece a causas de origen psíquico. Algunas estadísticas realizadas en los primeros años 90, mostraron que aproximadamente el 40 Anatomía y fisiología de la erección
% de los casos de disfunción eréctil obedecían a La erección es una respuesta fisiológica causas orgánicas ligadas a problemas vasculares, que resulta de una compleja interacción entre neurológicos, endocrinos o por anomalías o eventos neurológicos y vasculares sobre el pene. lesiones en los cuerpos cavernosos. Un 30 % En el interior del pene se encuentran tres eran provocadas por causas de origen estructuras cilíndricas que se extienden en forma psicológico (sin causas orgánicas evidentes), y longitudinal, en la parte dorsal se ubican los un 30 % tenia un origen mixto con causas cuerpos cavernosos, compuestos por músculo orgánicas y psicológicas. Actualmente se liso y fibras elásticas de tejido conectivo considera que la disfunción eréctil de origen alrededor de espacios lacunares o trabéculas. En psicológico se corresponde con un 20 % de los la cara ventral se ubica el cuerpo esponjoso que casos, aquellas con causas orgánicas o mixtas rodea a la uretra y termina en un engrosamiento abarcan el 70 %, mientras que el 10 % restante llamado glande. Los cuerpos cavernosos están se debe a efectos adversos de ciertos fármacos delimitados por una membrana gruesa y elástica, que interfieren con el mecanismo fisiológico de la túnica albugínea, que puede expandirse hasta la erección. En este último caso basta la un cierto límite. suspensión del fármaco en cuestión para eliminar En la parte dorsal o superior entre los cuerpos la causa de la disfunción, por lo que el médico cavernosos se encuentra un surco longitudinal debe evaluar los riesgos y beneficios en cada por done corre un paquete vásculo nervioso. Durante la erección la musculatura lisa arterial y cavernosa se relaja y como consecuencia se Etiología
produce un aumento del flujo de sangre hacia el Algunas de las causas psicológicas interior del pene. pueden ser el estrés, la depresión, la ansiedad, o Los espacios lacunares de los cuerpos el miedo a un desempeño insuficiente. Entre las cavernosos se llenan de sangre y todo el tejido se causas orgánicas encontramos lesiones a los expande, el pene aumenta de tamaño, se eleva nervios (causas neurológicas) o a los vasos desde su posición normal de reposo y se pone sanguíneos (causas vasculares), frecuentemente provocados secundariamente por alguna Cuando la túnica albugínea alcanza su máxima enfermedad de base como la neuropatía expansión comprime el plexo venoso que se diabética, neuropatía alcohólica, accidentes encuentra entre ella y los cuerpos cavernosos cerebrovasculares, enfermedad de Alzheimer, restringiendo el retorno de sangre, la presión Parkinson, epilepsia del lóbulo temporal, dentro de los espacios lacunares aumenta, esclerosis múltiples, o enfermedades vasculares facilitando la rigidez y el mantenimiento de la como la hipertensión arterial o la aterosclerosis. También hay causas de origen endocrino como Finalmente la contracción de los músculos el hipotiroidismo, o el hipogonadismo, o debidas isquiocavernosos completa el proceso, a lesiones congénitas o traumatismos pélvicos, o incrementando la rigidez de la erección al comprimir los cuerpos cavernosos colinérgico), estimulando en ellas la liberación congestionados. de óxido nítrico ON. Entonces el estado de reposo o flaccidez El ON es un mediador químico que actúa sobra del pene se debe a un proceso activo, aunque de las células del musculo liso, activando a la muy bajo consumo energético, provocado por la enzima guanilatociclasa, la cual produce GMPc a partir de GTP, por lo tanto el ON aumenta los niveles de GMPc en el interior de las células musculares. El GMPc a su vez, actúa sobre el retículo liso (retículo sarcoplasmático) de estas células estimulando el ingreso de Ca++ (recordemos que una de las funciones del REL es la de reservorio de calcio). Es decir, los altos niveles de GMPc provocan que el Ca++ pase del citosol al interior del retículo liso. Como el calcio es un catión indispensable para que se produzca la contracción muscular, al no haber calcio disponible, la célula muscular no se contrae y entonces se relaja, condición necesaria para la erección. La contracción muscular depende de una interacción entre microfilamentos de actina y contracción del musculo liso tanto arterial como filamentos de miosina (sarcómero) los cuales se cavernoso, mientras que para que se produzca la superponen formando los denominados puentes erección dicha musculatura se debe relajar. cruzados, para que se puedan formar dichos puentes es necesaria la presencia de calcio. El mecanismo molecular de la erección
Para poder entender el mecanismo de acción del Viagra es necesario describir, aunque sea muy resumidamente, los procesos moleculares subyacentes a la fisiología de la erección. No perdamos de vista que el objetivo de los siguientes eventos es el de relajar a la musculatura lisa del pene para que pueda fluir la sangre a su interior, y producirse la erección. Como dijimos al principio, se trata de una respuesta neurovascular, en donde toda estimulación sexual, sea visual, olfativa, auditiva, táctil, etc., es elaborada por el sistema nervioso y conducida hacia el pene, donde las terminaciones nerviosas del sistema parasimpático liberan el neurotransmisor acetilcolina. La acetilcolina actúa sobre las células endoteliales y sobre las neuronas del sistema neuroefector NANC (no adrenérgico no cuyo principio activo es el sildenafilo, el primer fármaco administrado por vía oral para el tratamiento de la disfunción eréctil. Es interesante comentar que este fármaco estaba siendo investigado para su aplicación en el tratamiento de la hipertensión arterial y la angina de pecho, cuando los pacientes comenzaron a reportar los efectos sobre la erección. Hasta el año 1998 los tratamientos disponibles, a excepción de la psicoterapia, eran de difícil aceptación por parte de los pacientes, hablamos de soluciones quirúrgicas, prótesis, inyecciones intracavernosas que el propio paciente debía aplicarse, o el uso de dispositivos externos como la bomba de vacío. Con la llegada de este tipo de fármacos el paciente de DE cuenta con un tratamiento que le permite recuperar la vida sexual con naturalidad, El final de la erección o detumescencia se pues es de fácil administración (basta tomar un produce bajo el control del sistema nervioso comprimido algunas horas antes), presenta una simpático. Una serie de eventos producen en las eficacia considerable y un buen perfil de células musculares la activación de la enzima fosfodiesterasa 5 (PDE-5) que cataliza la Actualmente además del sildenafilo el mercado hidrólisis del GMPc. farmacéutico cuenta con otras drogas como el La disminución de la concentración del GMPc vardenafilo y el tadalafilo. Todas comparten el provoca la salida de Ca++ desde el REL al mismo mecanismo de acción, son inhibidores de citosol, y por consiguiente, con disponibilidad de la enzima fosfodiesterasa 5 (PDE-5), es decir Ca++ se produce la contracción de las células impiden la degradación del GMPc y en musculares lisas, y el pene entra en estado de consecuencia mantienen el estado de relajación del musculo liso, imprescindible para lograr y mantener la erección. Tratamientos de la DE
™ Los inhibidores de la PDE-5 son La medicina cuenta con una variedad de facilitadores de la erección que no actúan alternativas terapéuticas que se aplican una vez sobre el cerebro ni tienen efectos en el conocido el origen de la DE. A veces es posible deseo, por lo que es falso que funcionen atacar las causas desencadenantes, otras veces como afrodisiacos o estimulantes. debido a la complejidad de la patología de base ™ Tampoco hay riesgo de priapismo se debe instaurar un tratamiento sintomático. (erecciones prolongadas sin estimulación Según las causas el tratamiento puede ser: física o psicológica) pues no provocan una psicoterapia, tratamiento quirúrgico, dispositivos erección en ausencia de estimulación sexual. externos, aplicación intracavernosa de fármacos ™ Pueden causar efectos adversos temporales, vasoactivos, vasodilatadores tópicos, y por y esto depende de la sensibilidad de cada supuesto la terapia farmacológica por vía oral persona, entre los más frecuentes están el que en la actualidad constituye el tratamiento de rubor facial, dolor de cabeza, o la congestión primera elección para la DE. Normalmente cuando se presentan efectos En el año 1998 la multinacional farmacéutica adversos el médico evalúa la relación Pfizer revolucionó el mercado de los costo/beneficio, en cuanto a que si las molestias medicamentos con el lanzamiento del Viagra, son pasajeras o afectan la calidad de vida o Si bien lo hemos enfatizado en varias comprometen la continuidad del tratamiento. oportunidades, nunca esta demás remarcar que se ™ Es conveniente tomarlos con anticipación a trata de fármacos de estricta prescripción las relaciones sexuales, esto varía de médica, que como tal tienen efectos beneficiosos acuerdo al fármaco prescripto, basta seguir cuando están correctamente indicados por un las indicaciones. médico, y que no están exentos de provocar ™ En caso de enfermedades cardiovasculares, efectos secundarios adversos, con lo cual no es el médico deberá evaluar la condición de aconsejable su consumo por automedicación. cada paciente. Si el paciente esta medicado Todavía hoy en muchas culturas e idiosincrasias con vasodilatadores coronarios (nitritos) la cuestiones ligadas a la sexualidad siguen siendo suministración concomitante de inhibidores un tabú o generan pudores, la desinformación o de la PDE-5 está contraindicada, pues se una mala información pueden dar lugar a ideas potencian los efectos. distorsionadas o erróneas, y llevar a un mal uso o En otros casos el problema no es la prescripción uso indiscriminado de ciertos fármacos. del medicamento en sí, sino la propia actividad Hoy contamos con mucha información sexual (en cuanto a esfuerzo físico) la que debe disponible pero que no siempre es confiable, lo ser limitada. Y por supuesto habrá casos en los más aconsejable es la consulta con un cuales la administración de inhibidores de la profesional de la salud. A veces una DE precoz PDE-5 estará perfectamente indicada. puede ser un síntoma de otra patología, y en ese Existen reportes de retardo en la caso una consulta a tiempo no solo soluciona un eyaculación, pero por lo menos hasta problema sino que puede prevenir males ahora, estos medicamentos no figuran como tratamiento farmacológico para la eyaculación precoz. Desde la salida al mercado del Viagra se vienen realizando estudios en mujeres, pero hasta ahora no se ha comprobado que estos fármacos tengan algún tipo de Comunicate con nosotros!!!! Correo de lectores: CAMINOS CATABÓLICOS
Adrián F. Fernández
(Lic .en Ciencias Biológicas, Docente de Biología CBC-UBA) La degradación de moléculas orgánicas provee a los seres vivos, tanto heterótrofos como autótrofos, de energía química,
que podrá ser utilizada principalmente para la síntesis de otras moléculas. La supervivencia puede radicar en optimizar o
bloquear esas vías catabólicas.

El metabolismo es el conjunto de
moléculas orgánicas en los seres vivos es lo que procesos fisicoquímicos que permiten a un ser denominamos catabolismo. Son procesos
vivo mantener su orden y complejidad. Los exergónicos, es decir, que liberan energía. La
procesos metabólicos abarcan vías catalizadas contraparte está dada por el anabolismo, el
por gran variedad de enzimas, transporte de conjunto de procesos de síntesis, los cuales son sustancias a través de membranas, transporte de electrones por un potencial de óxido-reducción, conversión de potenciales electroquímicos en Respiración y fermentación
energía química, excitación de electrones por Son los procesos catabólicos que captación de energía lumínica, etc. Con su permiten a una célula degradar moléculas complejo entramado de reacciones químicas y orgánicas para extraerles energía química. procesos físicos, los seres vivos luchan contra la En la bibliografía existe una gran natural tendencia de todas las estructuras del confusión en cuanto a ciertos términos y los universo a desordenarse. Los seres vivos son la procesos o etapas que ellos designan. Por ello es más clara evidencia de la licencia que el que aclararemos a qué nos vamos a referir en Segundo Principio de la Termodinámica
este artículo. Definiremos respiración como el
otorga a aquellos sistemas que en vez de proceso de degradación completa de moléculas
desordenarse, mantienen o aumentan su orden, y orgánicas. Y fermentación, como proceso de
que sobrecompensan desordenando mucho su degradación parcial de moléculas orgánicas. La
entorno, al extraer energía de él: la entropía
respiración generalmente es aeróbica ya que
(desorden) del Universo siempre aumenta. utiliza O2 como último aceptor de electrones,
Para obtener energía, los heterótrofos
pero existe la respiración anaeróbica, en la que
incorporan moléculas orgánicas, comiendo o se usan otros aceptores, y que no debe absorbiendo, a las cuales degradan extrayéndoles confundirse con la fermentación, que aunque es energía. La manera de conseguir materia anaeróbica, es una degradación parcial. orgánica por parte de los autótrofos es
Varias moléculas pueden respirarse: sintetizándola, a partir de materia inorgánica. La glucosa, ácidos grasos, aminoácidos. A la mayoría de ellos utiliza energía lumínica, y respiración de la glucosa la dividiremos en 5 realiza fotosíntesis (fotoautótrofos). Unas pocas
etapas: glucólisis, decarboxilación oxidativa del bacterias utilizan energía proveniente de la piruvato (DOP), ciclo de Krebs (CK), cadena oxidación de sustancias inorgánicas respiratoria (CR), y fosforilación oxidativa (FO).
(quimioautótrofas). Una vez sintetizada la
En la glucólisis, una molécula de glucosa materia orgánica, podrá ser degradada para que es oxidada y rota en dos moléculas de piruvato se libere su energía. La degradación de obteniéndose dos moléculas de ATP y dos de NADH. Luego, en la DOP, por cada molécula de piruvato se obtiene una molécula de acetil-CoA La -oxidación consiste en la oxidación y una de NADH. En el ciclo de Krebs, cada y ruptura de la larga molécula de acil-CoA, lo molécula de acetil-CoA es oxidada que genera un número variable de moléculas de completamente y se obtienen 3 moléculas de acetil-CoA, NADH y FADH2. Las numerosas NADH, 1 de FADH2, 1 de GTP y 2 de CO2. moléculas de acetil-CoA provenientes de la - Finalmente, en la CR, con el poder reductor de oxidación, ingresan al ciclo de Krebs, generando los NADH y FADH2, se bombean protones 12 ATP cada una. Debido a que los ácidos grasos creando un gradiente, o fuerza protónico-
son muy largos, y a que sus carbonos están muy motora, el cual impulsa a los protones a pasar
reducidos, se generan muchas moléculas de por la ATP-sintetasa, obteniéndose gran cantidad acetil-CoA, NADH y FADH2, lo cual explica el de ATP, en la FO. Recordemos que cada NADH gran número de moléculas de ATP resultantes de rinde 3 ATP, en CR y FO, mientras que cada la respiración de un ácido graso. La degradación FADH2, rinde 2 ATP. Por ello es que, haciendo de un ácido graso de 16 carbonos origina unos el balance de todo el proceso, la glucólisis rinde 130 ATP, casi 3,5 veces la cantidad de ATP que 8 ATP, la DOP rinde 3 ATP (x 2 piruvato= 6) y surgen de la respiración de la glucosa. Sin el ciclo de Krebs, 12 ATP (x 2 acetil-CoA= 24), embargo, si se hace la comparación por unidad lo que da un total de 38 ATP por molécula de de peso seco, los ácidos grasos originan poco glucosa (8+2x3+2x12 =38). Hay que destacar más que el doble de ATP, por gramo de peso, que en la respiración aeróbica la CR y la FO que la glucosa. Los ácidos grasos se almacenan ocurren gracias a que el O2 acepta los electrones como grasa principalmente en las células del de la CR. Al reducirse, el O2 forma agua, a la tejido adiposo. Por ser totalmente hidrofóbica,
que se denomina agua metabólica, para
la grasa se acumula anhidra, es decir, sin agua. distinguirla de la de la dieta. La glucosa, por su parte, se almacena en forma Por su parte, a la respiración de los ácidos de glucógeno, principalmente en los hepatocitos, grasos la dividiremos en 5 etapas: activación del las células del hígado. Por su alta hidrofilia, el
ácido graso, -oxidación, y las 3 últimas glucógeno está totalmente hidratado, idénticas a las de la respiración de la glucosa: conteniendo el doble de su peso en agua. Queda ciclo de Krebs, cadena respiratoria, y clara entonces la doble ventaja de la grasa como fosforilación oxidativa. En la activación del reserva de energía sobre el glucógeno: más ácido graso, se gasta un ATP para unirlo a la energía en menos volumen. coenzima A, produciendo acil-CoA. Figura Nº 1. Principales procesos catabólicos
La fermentación de la glucosa sólo tiene humana es fermentadora estricta: el eritrocito o 2 etapas: una glucólisis seguida de la reducción glóbulo rojo. No utiliza O2 porque no tiene del piruvato. La glucólisis produce 2 moléculas mitocondrias, y para no gastar el que transporta de piruvato, 2 de ATP y 2 de NADH, como ya en su hemoglobina. hemos visto. Una diferencia importante con la respiración es que la fermentación no utiliza un ¿Nunca bebe?
aceptor final de electrones inorgánico externo
Para un ser humano, la cantidad de agua metabólica comparada con la ingerida en 2), sino a la misma molécula de piruvato. Así, las moléculas de NADH de la comidas y bebidas es insignificante. Pero en glucólisis, ceden sus electrones al piruvato, organismos que habitan en desiertos, el agua reduciéndolo, y formándose lactato, a la vez que metabólica puede llegar a ser la única fuente de el NADH se oxida a NAD+. A diferencia de esta agua (sin considerar la poca que acompaña a sus fermentación láctica, existen otros tipos, como
alimentos). Obviamente deben ser la fermentación alcohólica, en la que el
extremadamente ahorrativos. Tal es el caso de la producto de la reducción del piruvato es etanol y rata canguro: sus hábitos son nocturnos, viven en dióxido de carbono. En cualquier caso, la célula profundas madrigueras frescas, no transpira, y su consigue recuperar las coenzimas oxidadas orina es una pasta. Con tan poca pérdida de agua, utilizando un aceptor interno, el piruvato, lo que la rata canguro consigue sobrevivir en las permite la oxidación de la glucosa aún en regiones áridas de América del Norte, ausencia de un oxidante externo poderoso como únicamente con el agua resultante de su 2. Esta es la gran ventaja que tienen los organismos fermentadores sobre los respiradores en los ambientes anaeróbicos. La desventaja es clara: mientras la respiración rinde 38 ATP, la fermentación apenas da 2 moléculas de ATP, producidas en la glucólisis, por lo que la respiración es 19 veces más eficiente que la fermentación. Existen bacterias facultativas, las cuales
pueden degradar glucosa con o sin uso de O2. Cuando hay O2 presente respiran aeróbicamente, cuando no lo hay, algunas de ellas fermentan,
mientras que otras hacen respiración
anaeróbica. Todas estas bacterias tienen la
Figura Nº 2. Rata canguro (Dipodomys). De:
doble ventaja de obtener alto rendimiento energético cuando hay O2, y poder sobrevivir en Jorobas de camello
Muchas personas creen que en las jorobas En su enorme mayoría, las células el camello lleva agua, y por eso, sostienen, este humanas son respiradoras (aeróbicas) estrictas, animal puede estar semanas sin beber, mientras es decir que no pueden tolerar la ausencia de O2. vaga por el desierto. En cambio, las células musculares son Se trata de un error. Los camellos (tanto facultativas, por lo que pueden fermentar cuando el bactriano, de dos jorobas, como el dromedario, la presión de O2 es baja, durante un ejercicio de una) almacenan grasa en sus jorobas, la cual físico intenso. Ese ejercicio anaeróbico es provee tanto de energía química como de agua necesariamente breve ya que la célula muscular metabólica. Esto, combinado con una estrategia no puede seguir contrayéndose cuando se de ahorro de agua, y sumado a la capacidad de "inunda" con el lactato resultante de la beber más de 100 litros de una vez, le permite fermentación. Por último, una clase de célula sobrevivir a largos períodos de abstinencia metanógenas (ver
utilizan CO2 como último aceptor de electrones, siendo el resultado de esa reducción, el metano (CH4). Son las responsables del metano que se libera en los pantanos, así como del que compone a las flatulencias humanas y los eructos vacunos. Un uso ecológicamente importante de las bacterias metanógenas para la producción de bio-gas a partir de la materia orgánica de la basura. Otro caso muy interesante es el de las bacterias desnitrificantes, las cuales utilizan
nitrato (NO -
3 ) como último aceptor de electrones, obteniéndose nitrito (NO2 ), y otras Figura Nº 3. Camello bactriano, Camelus bactrianus.
que reducen ese nitrito a nitrógeno gaseoso (N2). Estas bacterias son fundamentales dentro del Fermentación y Respiración anaeróbica en
ciclo del nitrógeno en la naturaleza, el cual bacterias
incluye un caso extremadamente raro: las Muchas bacterias degradan glucosa por bacterias autótrofas (sintetizan sus biomoléculas medio de la fermentación láctica. Algunos a partir de CO2), pero que no utilizan energía de lactobacilos son utilizados para la obtención de la luz sino de la oxidación de amonio (NH4 ) a yogur por fermentación de la leche. El ácido nitrito. Son quimioautótrofas obtienen energía láctico resultante explica por qué el yogur es oxidando una sustancia inorgánica, proceso equivalente a la oxidación de moléculas orgánicas de la respiración celular de otros ).Otros lactobacilos (Lactobacillus vaginalis) forman parte de la flora vaginal normal, creando un ambiente ácido desfavorable Anabolismo en el ciclo de Krebs
para la proliferación de bacterias y hongos El ciclo de Krebs es casi siempre visto perniciosos. Pero, a la vez, esa acidez es como una etapa catabólica de la respiración perjudicial para los espermatozoides. La celular. Al ciclo de Krebs ingresan las moléculas Selección Natural favoreció en nuestros de acetilo, de 2 carbonos (2C), en forma de antepasados, a las hembras que poseían acetil-CoA, y de él salen dos moléculas de CO lactobacilos vaginales, y a la vez, a los machos En otros términos, entran dos carbonos unidos y cuyo semen era alcalino, pudiendo así levemente oxidados, y salen dos carbonos contrarrestar la acidez vaginal, lo que permitió separados y totalmente oxidados. Es evidente su que un mayor número de espermatozoides función catabólica. Lo que no es muy sabido, es pudiera pasar hasta el útero y las trompas de el papel que cumple el ciclo de Krebs en rutas Falopio, facilitando la fecundación. anabólicas. A él pueden ingresar moléculas de Otras bacterias hacen respiración celular, oxalacetato (4C), provenientes de la pero a diferencia de la mayoría de los desaminación de algunos aminoácidos, y de él organismos respiradores, no utilizan O2 como pueden salir moléculas de citrato (6C), desviados último aceptor de electrones en la cadena hacia la síntesis de ácidos grasos. La síntesis de respiratoria, sino que usan otras sustancias: porfirinas requiere de succinil-CoA (4 C), azufre, sulfato, nitrato, dióxido de carbono, etc. formado en el CK a partir de acetil-CoA (2C). Así es que aparecen otros subproductos de la Lo mismo ocurre con el α-cetoglutarato y el respiración además de agua. Dentro de esta oxalacetato que se utilizan para la síntesis de variedad de bacterias se encuentran las llamadas algunos aminoácidos. Esta doble función neurotoxinas. Las serpientes venenosas elaboran catabólica y anabólica es denominada anfibólica. verdaderos cócteles de sustancias tóxicas, destacando las neurotoxinas. La tetradotoxina del Interferencias catabólicas
pez globo, inhibe canales de Na+ en las neuronas En los organismos respiradores estrictos, motoras paralizando los músculos respiratorios. el bloqueo de la respiración impide la formación Efecto similar produce la ouabaína, extraída de de ATP, con lo que no tiene lugar ningún una liana africana, que inhibe la bomba de Na+ y proceso endergónico: no habrá síntesis de K+, por lo que es usada por los nativos para biomoléculas, ni impulsos nerviosos ni latidos. envenenar la punta de sus flechas. Del mismo Sobreviene el desorden metabólico y la muerte: modo, aborígenes sudamericanos han usado, el la entropía aumenta una vez más. curare, veneno extraído de varias plantas, o la Tal oportunidad no ha sido batracotoxina, obtenida de las ranas dardo. El desaprovechada por la naturaleza: muchas veneno de la cicuta (Conium maculatum) actúa especies sintetizan sustancias capaces de de manera similar al curare. La toxina botulínica, interferir con el metabolismo de otros seres y extraída de la bacteria Clostridium botulinum, provocarles la muerte, ya sea para alimentarse de bloquea la liberación de acetilcolina en los ellos, o simplemente para defenderse de un terminales en la sinapsis neuro-motora, ataque. Los venenos metabólicos, como el
paralizando la musculatura respiratoria, con la cianuro (NC-), interfieren directamente en la consecuente asfixia. La lista es extensísima, respiración celular. Algunas plantas sintetizan en incluyendo neurotoxinas de arañas, escorpiones, sus brotes sustancias que al ser digeridas liberan medusas, anémonas, hongos, etc. cianuro. Una vez incorporado, difunde hacia los Otras sustancias también terminan tejidos, penetra en las mitocondrias, e inhibe produciendo asfixia, pero por mecanismos irreversiblemente al complejo IV de la cadena diferentes. Así, el monóxido de carbono (CO), al respiratoria. La imposibilidad de la transferencia unirse muy fuertemente a la hemoglobina, de electrones desde el complejo IV hacia el O2 detiene la cadena respiratoria, por lo que deja de 2 pueda ser transportado a los tejidos. Por su parte, los organofosforados funcionar la fosforilación oxidativa: el principal inhiben irreversiblemente a la enzima mecanismo de síntesis de ATP. A la vez dejan de acetilcolinesterasa, que es la encargada de recuperarse las coenzimas oxidadas, NAD+ y degradar al neurotransmisor acetilcolina en la FAD, con lo cual se interrumpen todos los sinapsis neurona-motora, por lo que se procesos que requieren de dichas coenzimas, desencadena una contracción continua de los como glucólisis y ciclo de Krebs, y así se anulan músculos, lo que lleva a un paro todas las vías que producen ATP, y la muerte es cardiorrespiratorio. Entre los organofosforados inevitable. El efecto es el mismo que el están los componentes de muchos insecticidas, producido por la ausencia de O2: el complejo IV así como los tristemente célebres gases Sarín, y se ve imposibilitado de transferir los electrones. VX, usados por Alemania en la Segunda Guerra Tal vez la muerte por cianuro sea tan Mundial. El fosgeno (COCl desagradable como la ocasionada por ausencia 2) fue usado como arma química en la Primera Guerra Mundial, y de O2: ambas llevan a un paro su efecto asfixiante consiste en irritar y producir cardiorrespiratorio. En la 2da. Guerra Mundial edemas en los pulmones. Alemania usó cianuro como parte de su maquinaria de exterminio. Desacoplantes de cadena
Las sustancias neurotóxicas interfieren Los desacoplantes de cadena actúan, indirectamente en el catabolismo: afectan el como su nombre lo indica, separando la cadena funcionamiento de las neuronas motoras, lo que respiratoria de la fosforilación oxidativa, de lleva a una parálisis de músculos respiratorios y modo que la energía de la fuerza protónico- cardíacos, produciéndose la muerte por asfixia. motora no es usada para la síntesis de ATP sino Gran variedad de organismos sintetizan que es liberada como calor. Esto se logra porque las moléculas de los desacoplantes, como el 2,4- Cuando los osos terminan su etapa de dinitrofenol (DNP), se ubican en la membrana hibernación deben aumentar rápidamente su interna haciéndola más permeable a los protones, temperatura corporal para ponerse en actividad, los cuales pasan libremente hacia la matriz y lo logran quemando grasas y liberando gran mitocondrial, en vez de hacerlo por la ATP- parte de su energía en forma de calor. sintetasa. A medida que se disipa el gradiente de Los bebés humanos presentan una protones, su energía se libera como calor, no relación superficie-volumen mucho mayor que la sintetizándose ATP. El efecto de los que poseen los adultos. Por ello es que tienen, desacoplantes es análogo al de colocar una proporcionalmente, menor producción de calor y bicicleta sobre rodillos: se puede seguir mayor pérdida, que los adultos. Para un recién pedaleando pero no se avanza. nacido la situación es extrema, por ello es que En la década de los años 30, el DNP fue deben ser abrigados inmediatamente al nacer. utilizado como adelgazante. Como una Los bebés cuentan con una pequeña capa de importante cantidad de calorías de los alimentos grasa parda en su pecho, resabio evolutivo de la consumidos no termina en forma de ATP sino única posibilidad de afrontar un enfriamiento por liberada como calor, muchas más moléculas de parte de un recién nacido. glucosa y ácidos grasos deben ser respiradas para Debe destacarse que la más importante obtener ATP, lo que lleva al cuerpo a degradar organela termogénica es el peroxisoma. Allí, reservas, y así adelgazar. Finalmente, fue sacado todo el tiempo, se degradan ácidos grasos, del mercado debido a sus efectos colaterales: desprendiéndose gran cantidad de energía que, al neuropatía, cataratas, excesivo calor, incluso la no estar acoplada a ningún mecanismo de muerte. Sin embargo, en el ámbito del físico- formación de ATP, se libera 100% como calor. culturismo sigue usándose, a pesar de los El peroxisoma es el responsable del calor basal que mantiene la temperatura corporal de los La termogenina es un desacoplante mamíferos y aves, alta y constante, favoreciendo natural. Su nombre deriva de termogénesis,
la actividad de las enzimas. proceso de generación de calor. Es una proteína canal que está presente en la membrana mitocondrial interna de las células del tejido - Brock. Biología de los microorganismos. 2004. adiposo llamado grasa parda. A su través pasan Madigan, Martinko, Parker. Editorial Pearson los protones evitando pasar por la ATP-sintetasa. Educación. Madrid. - Cuadernos de Biología. 1997. Capozzo A. y Fernández A. EUDEBA. Buenos Aires. - Obesidad. Un enfoque multidisciplinario. 2010. José Antonio Morales González. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. México. Puede leerse en: Comunicate con nosotros!!!! Figura Nº 4. Oso pardo (Ursus arctos). De:
Correo de lectores: DIA MUNDIAL DEL MEDIO AMBIENTE
En cada revista te contamos algo de lo que sucede entre número y número. En este caso te contamos que todos los 5 de
junio, desde el año 1973, se celebra El Día Mundial del Medio Ambiente, que fuera establecido por la Asamblea General de
las Naciones Unidas en su Resolución (XXVII) del 15 de diciembre de 1972.
El lema de este año es: "Piensa.
Si desperdiciamos comida, significa que todos Aliméntate. Ahorra", una campaña para de
los recursos empleados para producirla también reducir los desechos y las pérdidas de alimentos, serán desperdiciados. Así por ejemplo, producir que según FAO, llegan a ser 1,3 billones de un litro de leche supone gastar 1.000 litros de toneladas de comida por año. Esta cifra equivale agua o producir una hamburguesa 16.000 litros. a la producción alimentaria de todo el África Todas esas emisiones de gas durante el proceso Subsahariana. Al mismo tiempo, una de cada habrán sido en balde si desechamos alimentos. siete personas del planeta se va a la cama De hecho, la producción global de alimentos hambrienta y más de 20.000 niños de menos de 5 ocupa un 25% de la superficie habitable, un 70% años mueren de hambre cada día. de consumo de agua, un 80% de deforestación y Teniendo en cuenta este enorme desequilibrio y un 30% de gases. Es, por tanto, uno de las los efectos devastadores que esto tiene para el actividades que más afectan a la pérdida de medio ambiente, el tema de este año, Piensa.
biodiversidad y a los cambios en el uso del suelo. Aliméntate. Ahorra, pretende dar a conocer el
El informe sobre la Crisis Alimenticia Medio impacto que tienen nuestras decisiones Ambiental advierte de que si no se actúa pronto, alimentarias y cómo tomarlas 100% informados. un 25% de los alimentos producidos se perderán Quiere animarte a actuar. Quiere que seas testigo en 2050 debido a la degradación medio de cómo ciertas decisiones reducen el volumen ambiental. No obstante, es posible atajar esta de desechos, ahorran dinero y disminuyen el situación mediante un uso eficiente de la energía impacto medio ambiental de la producción de durante el proceso productivo. ¿Qué quiere decir uso eficiente de la energía? Se impacto al medio ambiente es menor, es el caso refiere a la capacidad de reducir la pérdida de de la comida orgánica en la que apenas se usan energía desde el cultivo, hasta el procesamiento productos químicos. O adquirir productos en y terminando en el consumo y reciclaje. mercados locales en los que se sabe que no ha Optimizando ese proceso, la producción de sido necesario el transporte y por tanto, no han alimentos puede crecer sin provocar efectos supuesto tantas emisiones de gas. negativos para el medio ambiente. En definitiva, se trata de que pienses antes
La creciente población mundial consume de alimentarte y así ahorres para proteger el
recursos naturales de forma que nuestro planeta se ha visto seriamente afectado. El modo en que se emplean los recursos naturales y la manera en Para saber más: que se han transformado las fuentes naturales nos llevado a un camino sin retorno en el que el agua, el aire,. necesitan ser regenerados y por tanto, se hace necesario encontrar el equilibrio entre lo que se produce y lo que se desecha. Precisamente en eso consiste el consumo sostenible. En hacer más con menos, reduciendo de este modo la degradación y contaminación y mejorando así la calidad de vida de todos. Existen muchas formas de convertir nuestro consumo en sostenible. Hacer más con menos es esencial para no agotar todo lo que nuestro planeta tiene que ofrecer. Debemos ser creativos e innovadores para hacer realidad un estilo de vida sostenible y que al mismo proteja la naturaleza que nos rodea. Pero, ¿qué significa tomar decisiones informadas? Elegir aquellos alimentos cuyo Comunicate con nosotros!!!! Correo de lectores: revist DORMIR NO ES UN LUJO:
DESCANSO Y METABOLISMO
María del Carmen Banús
(Lic. en Ciencias Biológicas, coordinadora de Cátedra, docente de Biología del CBC y artista plástica) ¿Cuantas veces tu abuela te dijo: "es hora de ir a dormir"? ¿Porque después de una noche de boliche, no nos
alcanzan las mismas horas de sueño que cualquier otro día para reponernos?
Resulta ser que ahora descubrimos que la abuela tenía razón, y los reclamos de nuestros padres, también: aunque no
lo creas, el dormir también influye sobre nuestro metabolismo. En esta nota te contamos algo

Los antiguos griegos llamaban al sueño "el hermano de la muerte", pues se creía que en ese momento, durante el sueño, el alma abandonaba al cuerpo y vagaba sin rumbo; es decir, se creía que prácticamente no había actividad cerebral. Cuan equivocados estaban! Hoy se sabe que el sueño es esencial para la vida y es la base de numerosas funciones fisiológicas y psicológicas, como la reparación de los tejidos, el crecimiento, la consolidación de la memoria y el aprendizaje. Aunque los procesos metabólicos del catabolismo y el anabolismo se dan Reconstrucción del campamento de Neanderthal.
permanentemente en nuestro organismo, hoy se Cueva Oscura - Parque Nacional de Paternidad,
sabe que durante la primera mitad del sueño, se Polonia. Fotografía: (2005)
www.wikipedia.org/wiki/Jaskinia_Ciemna?uselang=es
ven aumentados los procesos anabólicos celulares, también la secreción de algunas Muchísimo más tarde, digamos hace unos hormonas y algunos aspectos de la respuesta doscientos años, fuimos capaces de descubrir inmune. Pero ¿cuanto es lo que debemos dormir fuentes relativamente baratas de energía como y como debemos hacerlo para que estas para poder utilizar lámparas, que alargaran las funciones celulares no se vean alteradas? horas del día: y ahí comenzaron los problemas, ¿Estamos, como sociedad, restándole horas a pues alteramos la cantidad de horas que nuestro descanso? ¿Qué consecuencias puede podemos mantenernos en vigilia (despiertos). El traer ello sobre nuestra salud? problema es que doscientos años representan
No se puede cambiar en un minuto
solo un segundo en la evolución. Nuestro Nuestros ancestros, Homo erectus, Homo cuerpo no está diseñado fisiológicamente para sapiens, comenzaron a protegerse del sol este cambio, ni puede adaptarse a él. Entonces, utilizando cuevas, ya sea naturales o artificiales, al disminuir las horas de sueño, no solo pero eso fue hace 45000 años atrás! De este alteramos su calidad, sino también la fisiología modo, la ausencia de sol ó luz natural, llevaba a guarecerse, recluirse, disminuir la actividad y Nuestro cuerpo se rige por alternancia de ciclos finalmente entrar en un estado de sopor y sueño de vigilia- sueño de aproximadamente 2/3 y 1/3 profundo, hasta que el sol volviera a brillar. respectivamente de un día de 24 horas, a esto lo llamamos ritmo circadeano, y este ritmo está
grabado genéticamente en cada una de nuestras Una hormona fundamental en el mantenimiento células, de modo tal que ni una bombita de luz, de la función celular y masa muscular es la ni la pantalla del celular pueden modificarlo. somatotrofina conocida como la hormona de
Estos cambios en el ritmo metabólico se deben a crecimiento y esta solo se una hormona: la melatonina, producida en la
secreta cuando el sueño glándula pineal y que aumenta su liberación a alcanza una profundidad partir de las 18.00 horas aproximadamente. Esta adecuada. Si el sueño se hormona representa el "código químico de la torna superficial, como le noche", y es imprescindible para poder sucede a mucha gente de la sincronizar genéticamente los ritmos 3º edad, disminuye la circadeanos de cada una de nuestras células. secreción de esta hormona Se ha comprobado en experimentos con ratas en y se pierde masa muscular laboratorios, que la exposición a luz brillante o (2-4 kg/década). intensa antes de ir a dormir (como podría ser la Por eso el sueño es más pantalla del televisor, del celular o de la importante en la infancia, la adolescencia o en el compu), altera la calidad del sueño, aún en embarazo, donde las tasas de crecimiento son varias noches subsiguientes, pues produce muy importantes. retardo en los ritmos circadeanos. Síndrome metabólico Claramente, para nosotros, humanos, esta No solo dormimos menos, sino que además, situación se torna mucho más evidente en las tenemos mucha mas comida disponible que en grandes ciudades que en aquellos que adoptaron la antigüedad, casi sin tener que esforzarnos la ruralidad como forma de vida. ¿Qué hacer físicamente para conseguirla. Este combo de entonces?: no exponerse frente a las pantallas menos descanso, más comida y menos trabajo por lo menos media hora antes de disponerse a muscular resulta explosivo, ya que nos conduce dormir, si es que querés tener un sueño a la obesidad fácilmente, pues nuestro cuerpo, verdaderamente reparador. ancestralmente está diseñado para almacenar el Traducido en términos simples: deberíamos alimento en forma de grasa ("reservar para dormir entre 8 o 9 horas por día. cuando no se tiene"), y nuevamente, ese diseño Verdaderamente, ¿Quién de nosotros lo hace? genético no cambia de un día para el otro. La La cultura de las "24 horas al día, 7 días a la obesidad produce un profundo impacto sobre la semana" de la sociedad occidental, en la que salud, estando directamente relacionada con la cada vez son más las horas de vigilia debido a la diabetes mellitus y la hipercolesterolemia, presión profesional o social, tiene consecuencias principalmente a través de su influencia sobre la que son preocupantes. secreción y la sensibilidad a la insulina. Nuestro cerebro está preparado para la ¿Y cual es el problema que estemos más
alternancia de acción-descanso, permitiendo el horas despiertos?
consumo de glucosa y lípidos durante la vigilia Mas allá de los riesgos que todos y la reposición anabólica durante el sueño, pero conocemos, como por ejemplo los de conducir esto debe ser regularizado diariamente para que un automóvil con sueño, u operar una máquina funcione de manera correcta (seguro que tu en una fábrica estando mal dormido, o ir a abuela, además de decirte "es hora de dormir", rendir un examen sin dormir porque utilizamos también te dice "es hora de comer"!). Si la noche para hacer el último repaso, y después alteramos esos ritmos naturales, no se produce nos encontramos que obtenemos el resultado por ejemplo la caída de presión arterial que es contrario al esperado. Todo eso ya lo sabemos, normal durante la noche, y entonces el riesgo de pero no es lo único. Y lo que sigue es igual o hipertensión aumenta. más preocupante aún Bastan solo dos noches de alterar nuestro ritmo fisiológico del sueño para sentir que tenemos mas hambre o necesidad de consumir dulces: al control) se vuelve mucho más reactiva: una restar descanso disminuye la producción de especie de reversión al estado más primitivo del leptina, hormona anorexígena, y aumenta la
cerebro, con conductas más irracionales y hasta secreción de ghrelina, que hace todo lo
contrario! Y no estamos hablando solo de un fin Sexo, fertilidad y sueño de semana de descontrol. Piensa en aquellos Elevado estrés y poco descanso, reducen el trabajadores que desarrollan su actividad por la interés en el sexo (siendo más común en noche, o peor aún que poseen turnos rotativos mujeres cercanas a la menopausia). Debido al de trabajo, están sujetos a estos inconvenientes mayor nivel de cortisol en sangre por el estrés,
las ovulaciones pueden ser irregulares en la
mujer y disminuir la producción de
espermatozoides en el varón, afectando la
fertilidad en ambos.
Ojo con los medicamentos
Algunos medicamentos o hasta alimentos
que consumimos pueden causar un aumento de
la vigilia y sueño de mala calidad: estimulantes
como las anfetaminas y cafeína, antidepresivos,
antihipertensivos y antiarrítmicos. Por supuesto,
también el consumo de drogas ilegales (heroína,
cocaína) se asocian con el insomnio. Muchas personas creen que consumir alcohol puede Tomado de: www.daniel-cardinali.blogspot.com
ayudar a dormir, pero en realidad, su metabolismo causa trastornos de sueño. Los La privación del sueño, aumenta en sangre los alcoholicos crónicos tienen el sueño niveles de cortisol, una hormona directamente
fragmentado y superficial y la privación de relacionada con la respuesta corporal al estrés y sueño de modo prolongado en el tiempo puede la respuesta inmune se ve afectada (por eso inducir delirium tremens. cuando estamos enfermos nos recomiendan descansar y dormir) Entonces, el sueño, no es un capricho, no es un lujo, ni una pérdida de tiempo. Está Sueño y emociones directamente relacionado con nuestro buen Según un estudio realizado en la Universidad de funcionamiento metabólico, regula la Berkeley, dormir menos horas de las necesarias producción hormonal, la presión arterial, la (de siete a ocho diarias) altera la capacidad de respuesta ante el estrés y hasta nuestra respuesta del lóbulo prefrontal, la parte del cerebro que regula las emociones, y conduce a El sueño profundo y reparador en la medida comportamientos 'irracionales y primarios'. "El apropiada resulta imprescindible para sueño restaura los circuitos emocionales, y mantenernos sanos. haciendo esto nos prepara para los retos y las interacciones sociales del día siguiente. La falta de sueño, por el contrario, rompe los mecanismos que nos protegen de las enfermedades mentales". Habitualmente se asocia la falta de descanso con un estado de decaimiento, poco reactivo. Sin embargo, al no dormir, la amígdala (zona del cerebro que mantiene las emociones bajo DIVERSIDAD METABÓLICA DE LOS
ORGANISMOS PROCARIONTES
Edgardo A. Hernández
(Lic. en Ciencias Biológicas, docente de Biología CBC-UBA) Es posible para todos aquellos que se han Muchos procariotas tanto bacterias como tomado algún tiempo para observar la archaeas (Elementalwatson"La"revista n° 7) naturaleza, que hayan podido observar la gran que viven en ambientes acuáticos y terrestres, diversidad de seres vivos que nos rodean. son heterótrofos, aerobios, como nuestra
Fundamentalmente podemos identificar esta conocida bacteria intestinal Escherichia coli. variedad en plantas y animales ya que nos es posible verlos a simple vista. En cambio aunque sepamos de la existencia de los microorganismos tenemos una visión sesgada de su diversidad. En principio creemos que son todas células pequeñas, con formas similares y por ende no muy diversas. Pero si estudiamos con detenimiento su metabolismo veremos que en este micro mundo, principalmente en las bacterias, podemos encontrar las más extrañas formas de obtener energía y fuentes de carbono para vivir. Si tomamos al metabolismo como criterio para ver la diversidad en los seres vivos, entonces plantas y animales son seres de lo más parecidos. Ambos realizan respiración aeróbica Figura 1. Bacterias de la especie Escherichia coli
para obtener energía oxidando materia orgánica, Tomado de
cuya ecuación general es: También hay un importante grupo de bacterias 2 + ADP + P → CO2 + H2O + ATP
fotosintéticas, las cianobacterias, que son Los animales son heterótrofos ya que usan a la
fotoautótrofas y realizan una fotosíntesis
glucosa (un compuesto orgánico) como fuente oxigénica, como las plantas, con dos
de energía y de carbono. En cambio las plantas fotosistemas en funcionamiento (fotosistema I son fotoautótrofos ya que fabrican glucosa a
P700 y fotosistema II P680), usando el agua partir de una fuente de carbono inorgánico como fuente de protones (H+) y electrones (e-). (CO2) y usan la luz solar como fuente de energía Bacterias purpuras del azufre (Proteobacterias) en el proceso llamado fotosíntesis cuya como el Chromatium vinosum, realizan una ecuación general es: fotosíntesis anoxigénica, es decir no usan el
agua como fuente de H+ y e- sino sulfuro de 2 + H2O luz Glu + O2
hidrógeno (H2S) o azufre (Sº) por lo que no producen oxígeno. H2S + CO2 → (CH2O)n + Sº

Sº+ CO2+ H2O → (CH2O)n+ H2SO4
Además estas bacterias hacen fotosíntesis con único fotosistema P870 capaz de captar energía lumínica en el rango del infrarrojo. Esto le permite sobrevivir en ambientes con mínima luz. La necesidad de usar H2S hace que vivan en ambientes ácidos cuyo PH puede llegar a 2.
Otros grupos de bacterias también realizan
fotosíntesis anoxigénica como Heliobacteria
(Firmicutes) con un fotosistema P798 y
Chlorobium (Chlorobi) cuyo fotosistema P840
también absorbe luz infrarroja. Estos
organismos usan como fuente de carbono
moléculas orgánicas por lo que se los considera
fotoheterótrofos.
El primer mecanismo heterótrofo que surgió en
la historia de la vida fue la fermentación, para

Figura 2. Diversas vías metabólicas de fermentación. En azul
los estudiantes del curso inicial de biología son el nombre de las bacterias que realizan cada vía. Tomado de
familiares la fermentación alcohólica realizada Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department
por levaduras y algunas bacterias: of Bacteriology


Ac Pirúvico + NADH → Etanol + CO
La respiración anaeróbica comprende distintos metabolismos heterótrofos realizados por
así como la fermentación láctica realizada por diversos grupos de bacterias y archaeas, en los bacterias como el Lactobacillus (Firmicutes) y cuales el último aceptor de H+ y e- no es el O también por células eucariotas musculares y como en la respiración aeróbica sino otro compuesto oxidado que pasa a producto
Ac Pirúvico + NADH → Ac Láctico + NAD+
reducido como se puede ver en la tabla 1. Sin embargo en diversos grupos de bacterias
podemos encontrar diferentes vías de
fermentación como la butírico-butílica, la
propiónica, la acido mixta etc. En la figura 2 se
pueden ver vías metabólicas de fermentación y
que géneros de bacterias la realizan.


Tabla 1. Ultimo aceptor de electrones, producto final y
organismo ejemplo de diferentes tipos de respiración. Tomado
de Microbial Life, tabla 8.4. Sinauer Associates, Inc. 2002.
Siendo la metanogénesis (producción de (H2S), producido por la descomposición de la 4) un importante proceso de materia orgánica, en sulfato (SO4 ) asimilable respiración anaeróbica realizado por archaeas, por las plantas, con lo que cierran el ciclo del como la Methanosarcina barkeri (figura 3): azufre. La producción de sulfato origina condiciones extremadamente ácidas, con un pH inferior a 2. Acidithiobacillus thiooxidans es excepcionalmente resistente a estas condiciones y se encuentra en la naturaleza en ambientes muy ácidos. Las reacciones son las siguientes: H2S + ½O2 → S + H2O 2 + 2H2O → 2SO4 + 4H+ Bacterias del nitrógeno: oxidan compuestos reducidos de nitrógeno. Se encuentran muy difundidas en el suelo y son las responsables de oxidar amoníaco (NH3),
Figura 3. Archaea metanogénica Methanosarcina barkeri.
producto de la descomposición de cadáveres y Tomada de
excrementos, a nitratos (NO3-) utilizables por la plantas, cerrando el ciclo del nitrógeno. Dentro de este grupo se encuentran: La quimiolitotrofia (de lithos, roca) es una
2a) Bacterias nitrosificantes como antigua forma de metabolismo exclusivo de Nitrosomonas que oxidan amoníaco a nitritos: procariotas que está aun presente en numerosos 2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O grupos que pueden habitar ambientes extremos, 2b) Bacterias nitrificantes que a continuación creciendo en medios estrictamente minerales, en de las anteriores, transforman los nitritos en ausencia de luz. Los quimiolitótrofos usan
nitratos (por ejemplo Nitrobacter, ver figura 4): como fuente de energía compuestos NO2- + ½O2 → NO3- inorgánicos, están los quimiolitoautótrofos
cuya fuente de carbono es inorgánica, y los
quimiolitoheterótrofos o mixotrófos para
quienes la fuente de carbono es orgánica, como
glucosa o acetato.
Los quimiolitoautótrofos utilizan el CO2 como
fuente principal de carbono, pero no utilizan la luz como fuente de energía sino que la obtienen por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos del nitrógeno como NH hidrógeno (H2), formas reducidas del azufre 2S, S , S2O3 ) o hierro (Fe2+). Su carbono celular deriva del CO2 y es asimilado mediante las reacciones del ciclo de Calvin, de modo análogo a las plantas. Figura 4. Bacteria Nitrobacter. Tomado de Mokka.hu
Varias especies de Proteobacterias tienen
3) Bacterias del hierro, que oxidan compuestos
metabolismo quimiolitoautotrófico como ser:
de hierro ferroso (Fe2+) a férricos (Fe3+) con lo Bacterias incoloras del azufre: oxidan que transforman depósitos de carbonato de azufre o compuestos reducidos de azufre. Son hierro en yacimientos de óxido de hierro. Por bacterias aerobias obligadas ya que necesitan ejemplo Acidithiobacillus ferrooxidans (figura oxígeno para la oxidación. Son las responsables 5) vive en las aguas que se escurren por las de la transformación del sulfuro de hidrógeno galerías de las minas de carbón, que son con frecuencia ácidas y contienen hierro ferroso: 3 + 3H2O + ½O2 → 2Fe(OH)3 + 2CO2 Microbial Life. Editorial: Sinauer Associates Inc., Sunderland, MA. - Jimeno, A. y Ballesteros, M. 2009. Biología 2. Grupo Promotor Santillana. - Brock, T. D. 1999. Biología de los microorganismos, 8ª edición. Prentice Hall Iberia, Madrid. Figura 5. Bacterias del hierro de la especie Acidithiobacillus
4) Bacterias del hidrógeno, pertenecen a géneros como Ralstonia y Alcalígenes son quimiolitoautótrofas facultativas capaces de
utilizar hidrógeno molecular como fuente de energía: H2 + ½O2 → H2O El hidrógeno es primero activado por la enzima hidrogenasa y transferido después al NAD+ el cual es oxidado en la cadena respiratoria y se sintetiza ATP por fosforilación oxidativa. Esta diversidad de procesos metabólicos presentes en los microorganismos procariotas les permitió vivir en ambientes con las más variadas condiciones ambientales de oxigeno, temperatura y PH, pudiendo encontrárselos en cualquier lugar de la biosfera. Comunicate con nosotros!!!! Correo de lectores: ESTRÉS OXIDATIVO Y ANTIOXIDANTES
¿PODEMOS REJUVENECER SIN CIRUGÍA ESTÉTICA?
Dra. Liliana N. Guerra de Grignoli.
(Docente de Biología CBC y Depto. Química Biológica. FCEyN – UBA, IQUIBICEN – CONICET) La oxidación es un proceso bioquímico un 4% de los electrones que fluyen a través de la de pérdida de electrones siempre asociado a otro cadena respiratoria (desde el O2 al H2 O), se de captación que llamamos reducción (Guerra y pierden en la formación de especies reactivas del col, 2001). Estas reacciones se las conoce como oxígeno. Pequeñas cantidades de EROs, como el reacciones redox. La oxidación se encuentra radical hidroxilo, el anión superóxido y el presente en la naturaleza: el hierro es oxidado peróxido de hidrógeno, son constantemente por el aire, al igual que la manzana cuando se generados por los organismos aeróbicos. Aunque corta y adquiere un color café, y los alimentos los niveles de EROs son bajos, la acumulación grasos que cuando se oxidan, se vuelven rancios. de ellos produce daño biológico de Existen otros procesos oxidativos importantes macromoléculas, que son oxidadas por ellos, como es la respiración, ya que a través de las llevando a procesos de, citotoxicidad y, reacciones que se llevan a cabo en ellos, se genera energía la cual es necesaria para que la Es importante comentar que los EROs no vida exista. Sin embargo, en la respiración no sólo se generan por la respiración. Existen miles sólo se obtiene energía, también se producen de sustancias tóxicas en el ambiente que son ciertas sustancias que son dañinas para el fuente de radicales libres, por ejemplo, cuando el organismo. Estas sustancias dañinas son especies organismo se somete a la exposición de reactivas del oxígeno (EROs), es decir, son radiaciones UV, la contaminación ambiental y, el radicales libres o promueven la formación de los humo del cigarrillo, entre otros, son algunos de mismos. Un radical libre se define como un los estresores exógenos a los que estamos átomo o molécula que tiene uno o más electrones expuestos (Figura 1). no apareados girando en sus órbitas externas. Es por esto que los radicales libres oxidan a las
moléculas vecinas para así adquirir un equilibrio
químico (Leighton y col, 1998).
Especies Reactivas del Oxígeno y
Antioxidantes

Bajo condiciones fisiológicas las especies reactivas del oxígeno (EROs) son generadas durante los eventos metabólicos normales. Bajo circunstancias normales, la principal fuente de EROs en las células es la "fuga" de electrones a partir de las cadenas transportadoras de electrones hacia el oxígeno molecular, tales Figura 1. Producción de EROs, y posible estrés oxidativo
como aquellas en mitocondria. Se sabe que hasta con daño a ADN
Por lo tanto, el organismo está protegido Enfermedades y procesos degenerativos
por un amplio sistema antioxidante: Enzimas El envejecimiento es un proceso antioxidantes, que remueven superóxidos y degenerativo que se relaciona con el ataque de peróxidos y una red redox que incluye los radicales libres. La teoría de los radicales principalmente vitamina E, vitamina C y libres en el envejecimiento supone que éste glutatión. Así, la producción accidental de EROs resulta de la acumulación de lesiones orgánicas es mantenida al mínimo por la alta eficiencia de debidas al ataque de éstas especies radicalarias la defensa antioxidante preventiva (Rice-Evans sobre los tejidos. También se ha detectado una disminución de las concentraciones de
El estrés oxidativo y la peroxidación lipídica
antioxidantes en edades avanzadas. El colágeno se encuentra presente en El estrés oxidativo es causado en los todos los órganos multicelulares de nuestro organismos por un desbalance entre la cuerpo. Es la proteína estructural fibrosa que producción de EROs y la capacidad del sistema compone la piel, tendones, huesos, cartílagos y biológico de detoxificar sus efectos nocivos. todos los demás tejidos conectivos. En otras Distorsiones en el estado redox normal de los palabras, el colágeno es la proteína natural que tejidos pueden provocar la producción de constituye el sostén de la estructura del cuerpo y peróxidos y radicales libres que dañan los es la substancia principal del tejido conectivo. componentes celulares (como proteínas, lípidos y Este tejido conectivo fibroso mantiene unido a ADN). Como consecuencia se puede producir nuestro cuerpo y forma parte hasta del 75% de muerte celular. Las principales clases de biomoléculas pueden ser atacadas por radicales Los meses y los años pasan y nuestro libres, pero los lípidos son probablemente los cuerpo sufre los efectos del tiempo. A diferencia más susceptibles. Las membranas celulares son de lo que ocurre en la piel joven, la red de fuentes ricas de ácidos grasos polinsaturados, los colágeno se rompe en la piel vieja (Figura 2). cuales son fácilmente atacados por radicales oxidantes. La destrucción oxidativa de los ácidos grasos polinsaturados, conocida como peroxidación lipídica, es particularmente perjudicial. La peroxidación lipídica es una reacción en cadena muy destructiva que puede directamente dañar la estructura de la membrana celular. En la fase acuosa algunos compuestos actúan como removedores de radicales libres, como por ejemplo el ácido ascórbico (vitamina C), que es un importante antioxidante tanto dentro de las células así como en el plasma (Guerra y col, 2008). Por otro lado, el glutatión es una de las principales fuentes de poder reductor en la célula, siendo importante en los procesos de detoxificación (Guerra y col, 2011). Reacciona con peróxidos, protegiendo a las Figura 2. Esquema de la piel donde se observan las
membranas lipídicas del daño oxidativo. Esta fibras de colágeno.
acción ha sido comprobada en hígado in situ, hepatocitos aislados y, en homogeneizados de Por otro lado, el organismo disminuye su La mayoría de los mamíferos son capaces de producción de colágeno en la piel, alrededor de sintetizar ácido ascórbico (vitamina C), pero los veinticinco años de edad. Este proceso se algunas especies como el hombre son acelera entre los cuarenta y los cincuenta años. dependientes de fuentes exógenas de esta Muchos estudios han demostrado que la vitamina porque carecen la última enzima de la producción normal de colágeno puede disminuir biosíntesis de ácido ascórbico a partir de glucosa. un 1% por año después de los cuarenta años. Por Así, la única fuente de la vitamina C son lo tanto, a los cincuenta y cinco años, el verduras (ají, tomate, brócoli, etc.) y frutas organismo ha perdido aproximadamente 15% de (naranja, pomelo, lima, limón, mandarina, su capacidad para producir colágeno. A los frutillas, etc.). De esta forma una buena dieta en setenta, la pérdida de producción de colágeno la cual consumamos frutas y verduras podrá puede llegar a más de 30%. Cuando la ayudar en la síntesis de colágeno y así ser producción de colágeno disminuye, la piel capaces de rejuvencer sin cirugía estética. retiene menos agua, se hace más delgada y comienza a arrugarse.
Guerra LN, Moiguer S, Karner M, Ríos de Molina
Importancia de la dieta para mantenimiento
MC, Sreider C, Burdman JA. Antioxidants in the del colágeno
Treatment of Graves Disease. International Union of Linus Pauling (Premio Nobel de Biochemistry and Molecular Biology Life, 2001; Química) fue uno de los primeros en reconocer la importancia de la vitamina C para la Miranda S, Foncea R, Guerrero J, Leighton F. producción del colágeno (Myllyla y col, 1984). Oxidative stress and upregulation of mitochondrial La vitamina C está involucrada en los primeros biogenesis in mitochondrial DNA- depleted Hela pasos de la síntesis del colágeno, cells. Biochemistry and Biophysics Research correspondiente a la obtención de procolágeno e Communications, 1999; 258: 44-9. hidroxilación de prolina y lisina, que permite el Rice-Evans, CA, Diplock AT. Laboratory plegamiento de la proteína para dar colágeno Techniques in Biochemistry and Molecular Biology (Figura 3). (Burdon RH and Knippenberg PH eds.), Elsevier New York, 1991, Volume 22. Guerra LN, Ríos de Molina MC, Miler E, Moiguer S, Karner M., Burdman JA. Antioxidants and methimazole in the treatment of Graves´disease: effect on urinary and malondialdehyde levels. Clinica Chimia Acta, 2005; 352: 115-20. Calzadilla P, Saphochnik, D, Cosentino S, Diz Virginia, Dicelio L, Calvo JC, Guerra LN. N-acetylcysteine reduces markers of differentiation in 3T3-L1 adipocytes. International Journal of Molecular Science, 2011; 12: 6936–51. Myllyla R, Majamaa K, Giinzler V, Hanauske H, Kivirikko KI. Ascorbate is consumed stoichiometrically in the uncoupled reactions Figura 3. Síntesis de colágeno. También se
catalyzed by prolyl 4-hydroxylase and lysyl observa una fotografía al microscopio electrónico de una
hydroxylase. Journal of Biological Chemistry, 1984; fibra de colágeno.
EVOLUCIÓN Y METABOLISMO CELULAR:
LAS PRIMERAS VÍAS METABÓLICAS
Víctor H. Panza
(Lic. en Ciencias Biológicas, Docente de Biología CBC-UBA)
"El surgimiento del metabolismo es otra cuestión que aún genera más controversias que respuestas. Definido como se lo
conoce hoy en día no hay metabolismo sin célula, pero tampoco puede existir una célula sin metabolismo."


Introducción
Estableceremos algunos conceptos de de procesos por los que una célula rompe modo de facilitar la comprensión de este tema. Y productos químicos en constituyentes más lo haremos en función de los individuos simples obteniendo energía. El catabolismo es unicelulares, por ser estos los primeros en surgir por lo tanto, también un subgrupo del metabolismo conformado por las reacciones de Se suele definir metabolismo como el
degradación. Las reacciones de degradación son conjunto de reacciones bioquímicas y procesos exergónicas, es decir liberan energía.
fisicoquímicos que ocurren dentro de una célula Establecidos estos conceptos, es u organismo pluricelular. Este complejo conjunto necesario saber como se acepta, era el ambiente de procesos es la base de la vida a escala terrestre al momento de surgir la vida, hace unos molecular y permite al individuo organizar las 3500 millones de años (m.a.). moléculas en estructuras específicas, llevando, La atmósfera del planeta, una atmosfera en última instancia, al crecimiento, la replicación reductora, era rica en vapor de agua, nitrógeno, celular y la continuidad de la vida. dióxido de carbono, amoniaco, metano y otros Se denominan nutrientes a los productos
gases. La tierra y el agua se encontraban a gran químicos exteriores a partir de los cuales se temperatura y sometidas a una intensa radiación construye una célula 1. Estos nutrientes son ultravioleta, debido a que la capa de ozono, aún tomados por la célula de diversas maneras y no existía. Tormentas eléctricas de proporciones transformados mediante procesos bioquímicos en inimaginables se sucedían constantemente. los constituyentes celulares. Por ello podemos
definir como anabolismo al conjunto de
procesos por los que una célula se construye a
partir de nutrientes simples tomados del medio
externo 1. El anabolismo es entonces un
subgrupo del metabolismo conformado por las
reacciones de biosíntesis bioquímica de nuevo
material celular, por lo cual también se lo
denomina biosíntesis. Los procesos de
biosíntesis son endergónicos, es decir, requieren
energía para llevarse a cabo. Esta energía puede
Un diagrama simplificado del catabolismo de
obtenerse de diversas maneras, siendo las dos proteínas, carbohidratos y lípidos en un organismo
más comunes a partir de la luz o a partir de la que realiza respiración celular.
oxidación de compuestos químicos. Entonces podemos definir catabolismo como el conjunto
El surgimiento del metabolismo y las células
Una posible explicación para la síntesis Es así que nos encontramos con las prebiótica de las macromoléculas está dada por primeras cuestiones. ¿Cómo se forman las la Hipótesis de Wächstershäuser, llamada la moléculas y macromoléculas necesarias en el teoría del hierro-sulfuro, modificada en 2002 por metabolismo?, ¿Cuándo surge el metabolismo?, William Martin y Michael Russell. Dentro de las ¿Cómo era el metabolismo más primitivo? llamadas "chimeneas negras", que se encuentran Hay que dejar claro desde un principio en las profundidades oceánicas, en las zonas de que estas preguntas no tiene una respuesta expansión del fondo oceánico debido al mayormente aceptada por la comunidad movimiento de las placas tectónicas. Estas científica. Hay varias hipótesis, todas con puntos estructuras son como chimeneas recubiertas por a favor y en contra. Enumeraremos las sulfuros metálicos. En ellas asciende agua principales tratando de explicarlas brevemente. caliente con materia orgánica, creando un Hay consenso en la comunidad científica ambiente propicio para la polimerización gracias que lo primero que se originó fueron las al gradiente térmico y la energía redox aportada moléculas orgánicas simples. Se sabe por por los sulfuros metálicos. observaciones astronómicas que los Otras hipótesis pueden leerse en el artículo hidrocarburos se pueden formar abioticamente y anteriormente recomendado. que los carburos al combinarse con agua dan hidrocarburos en forma natural, aún hoy en día. Moléculas primitivas pudieron formarse en distintos momentos y lugares del planeta a partir de varios procesos. Se puede profundizar este punto y el experimento de Miller y Urey en el artículo "Evolución y microbiología – El surgimiento de la vida" del Nº 7 de Elementalwatson"la"revista (http://www.elementalwatson.com.ar/revista7-prot.pdf). Otros experimentos simulando la tierra primitiva permitieron sintetizar pequeños péptidos, purinas, ribosa y desoxirribosa. Sin embargo otras macromoléculas fundamentales presentan numerosos inconvenientes. El primer inconveniente que encontramos está en el paso de las moléculas a las macromoléculas, se trata de un proceso endergónico y difícil de llevar a cabo en forma abiótica. Bajo condiciones prebióticas no se conocen rutas químicas para la síntesis abiogénica de pirimidinas, citosina y uracilo. A esto se suma lo dificultoso de sintetizar Fumarolas negras
nucleósidos y unirlos con fosfato. Y por si esto
El surgimiento del metabolismo
fuera poco los nucleósidos en las condiciones de la tierra primitiva duran muy poco tiempo, en respuestas. Definido como se lo conoce hoy en especial los que tienen citosina ya que se día no hay metabolismo sin célula, pero tampoco hidroliza fácilmente. Otro inconveniente aún no puede existir una célula sin metabolismo. Una resuelto está dado por la quiralidad de las cuestión que recuerda la famosa pregunta "¿qué moléculas. No se ha establecido aún como podría fue primero, el huevo o la gallina?". Si surgir y permanecer la quiralidad de las aceptamos que en un principio se pudieron dar moléculas en un sistema abiótico. un conjunto de reacciones químicas, algo así como un "proto-metabolismo" en estructuras no Estas primitivas células absorbían moléculas del celulares y a partir de allí evolucionar al ambiente (nutrientes) y sintetizaban otras. metabolismo, la pregunta toma sentido y tiene Aquellas que podían sintetizar más moléculas y diversas respuestas. Las hipótesis que responden de mayor complejidad fueron seleccionadas a como se llegó a la primer célula, se pueden favorablemente cuando la materia orgánica dividir en dos grandes grupos. 1 - Las que comenzó a disminuir en el agua. Como ya vimos postulan la aparición temprana de los ácidos el ácido nucleico que seguramente poseían era nucleicos (el mundo de ARN) como directores ARN y era la molécula que portaba la de todo el metabolismo el cual se daría dentro de información genética, además de tener una las ya células. 2 - las que postulan que primero función catalítica. Se trataba de ARNs aparecieron las reacciones bioquímicas y las autorreplicantes. rutas metabólicas, lo que llevó a la celularidad y No hay forma de saber como se pasó del ARN luego a los ácidos nucleicos como forma de catalítico a las enzimas. Posiblemente las asegurar las copias en la multiplicación (primero enzimas surgieron gradualmente y se asociaron el metabolismo). También hay algunas hipótesis al ARN para cumplir su función catalítica. Con que tratando de aprovechar lo mejor de cada el transcurso del tiempo, evolutivamente fueron grupo plantean modelos híbridos. seleccionadas las enzimas, frente al ARN Las hipótesis del mundo de ARN catalítico, por ser más rápidas, precisas y postulan que el ARN podría haberse formado diversas. Sin embargo no se trata de un cambio espontáneamente o en el interior de arcillas de sencillo. El ARN reunía en un único tipo de modo de que pudiera catalizar su propia molécula las principales funciones celulares, replicación. Las primeras membranas se portaba la información genética, se pudieron haber formado por fosfolípidos autorreplicaba y era la maquinaria catalítica. El presentes en el agua primitiva o por proteinoides surgimiento de proteínas específicas y no como (moléculas similares a proteínas que se forman al resultado de la síntesis prebiótica trajo aparejado calentarse soluciones con aminoácidos). El ARN algún mecanismo de traducción primitivo. Un encerrado en estas estructuras tenía actividad cambio metabólico y evolutivo fenomenal. La enzimática (ribozimas), era capaz de selección natural se encargó del resto y los autoreplicarse y adquirió la capacidad de ARNs fueron reemplazados por las enzimas, almacenar información. A partir de él se fue como los catalizadores biológicos por excelencia desarrollando el metabolismo. para la gran mayoría de las reacciones La hipótesis de "primero el metabolismo" bioquímicas. Con el surgimiento de las enzimas postula el surgimiento de un metabolismo el metabolismo tuvo un gran salto y comenzó primitivo, con muy poc as rutas etabólicas, que paulatinamente a complejizarse. proporcionó un ambiente adecuado para el posterior surgimiento del la replicación del ARN. Esto pudo darse según la teoría del hierro- sulfuro modificada u otras como la de los coacervados de Oparin. Más información sobre esto puede encontrarse en el artículo antes mencionado. Evolución del metabolismo.
Sea como sea, en algún mo primeras células. Individuos unicelulares, procariotas sumamente simples. Posiblemente al Estructura de la Triosa fosfato isomerasa. La quinta
quedar encerrados ARNs dentro de membranas enzima involucrada en la glucólisis.
Pero, ¿cómo obtenían la energía para la biosíntesis de moléculas y macromoléculas? Y los protones podrían crear un gradiente Recordemos que los procesos anabólicos son electroquímico en la membrana plasmática, que endergónicos. La luz no podía ser una opción, ya permitiera el funcionamiento de una que los pigmentos capaces de absorber su ATPsintetasa primitiva y generar nuevamente energía y canalizarla a las reacciones químicas, son extremadamente complejos al igual que las rutas metabólicas de su síntesis. La atmósfera era anoxigénica por lo cual, para las reacciones actibilidad de estos redox no se disponía de oxígeno libre. La procesos es el hecho de que la mayoría de las degradación de materia orgánica, aún en su arqueas hipertermófilas actuales, pueden reducir forma más sencilla, la fermentación, requiere de el azufre elemental utilizando hidrógeno numerosos pasos catalizados por enzimas. Para molecular y formar sulfuro de hidrógeno. entender esto alcanza con ver todos los pasos y Además, muchas de ellas, pueden producir pirita enzimas necesarias para la glucólisis. Por lo si se encuentran en un ambiente con iones tanto, la hipótesis más plausible es que absorbían ferrosos (Fe2+). Es importante notar que estas sustancias químicas del medio (acuoso) y debido arqueas, sean posiblemente, los seres actuales a su metabolismo anaeróbico extremadamente más estrechamente emparentados, con los sencillo, obtenían energía de reacciones de uno o primitivos habitantes de la Tierra. dos pasos (una o dos proteínas). Las reacciones Sin embargo, el surgimiento de una quimiolitotróficas sencillas son la opción más ATPsintetasa, aún mucho más primitiva que las probable. Dadas las características de la Tierra actuales, debió de requerir de un considerable primitiva, una reacción parece ser la mejor tiempo evolutivo e innumerables combinaciones candidata. Es la reacción del sulfuro ferroso erróneas, dada la complejidad de esta enzima. (abundante en la Tierra primitiva) con sulfuro de hidrógeno, que origina, disulfuro de hierro (II), llamado pirita, e hidrógeno molecular. FeS + H2S FeS2 + H2 Otra posibilidad es el la reacción del carbonato ferroso, también abundante en la Tierra primitiva, con sulfuro de hidrógeno para dar pirita, hidrógeno molecular, agua y dióxido de carbono. FeCO Modelo tridimensional del ATP
La energía liberada de estas reaccion suficiente para la formación de ATP u otras Un paso evolutivo posterior debió ser la moléculas captadoras de energía (por ejemplo los adquisición de la pared celular, lo cual les permitió vivir en ambientes con variaciones A su vez el hidrógeno molecular podría haberse osmóticas. Esto trajo aparejado nuevas vías de separado en protones y electrones mediante una síntesis de biomoléculas y la necesidad de mayor hidrogenasa primitiva. energía y sustratos. Lenta, muy lentamente el metabolismo se fue haciendo más complejo y ello requirió de ciertas cuestiones, a saber: 1) de más y nuevas enzimas que catalicen las Los electrones se utilizarían en la reducción del azufre molecular, en presencia de agua, reacciones que componían al metabolismo originándose sulfuro de hidrógeno. 2) de una maquinaria eficiente de almacenaje de Con el trascurso del tiempo, por la información y de su adecuada replicación y mutaciones y selección natural, surgieron transmisión a la descendencia y reacciones quimioorganotróficas capaces de 3) de un mayor suministro de sustratos y de una aprovechar la materia orgánica como fuente de mayor y mejor forma de obtención de energía. energía. Asumiendo que las reacciones más En algún momento surgió el ADN como material antiguas se encuentran donde se sintetizan las genético. Seguramente el mayor cambio moléculas biológicas más esenciales y que se evolutivo desde el surgimiento de las enzimas. hayan más ampliamente distribuidas entre los Se especula que una posibilidad para este cambio seres vivos, las reacciones pertenecientes a la pudo ser la necesidad de que la transmisión de la glucólisis debieron estar entre las más antiguas. información genética a la descendencia fuera Sin embargo debieron darse numerosos cambios más precisa. Las ARN polimerasas, son menos para llegar a una vía como la glucólisis, dada la precisas que las ADN polimerasas. Por lo tanto cantidad de enzimas participantes. hay un gran valor adaptativo en poseer ADN Los procesos metabólicos fermentativos polimerasas y ADN como material genético ya se pueden clasificar como fermentaciones que que la replicación se vuelve muchísimo más producen fosforilación a nivel del sustrato y las precisa. Con un sistema de replicación más que no. Las más ampliamente distribuidas son preciso puede aumentar la complejidad aquellas que producen fosforilación a nivel del enzimática y con ello la complejidad metabólica. sustrato y entre estás, la glucólisis, es la más Adicionalmente, con el ADN se logra: común. ¿Pero qué es la fosforilación a nivel del a) almacenar en forma más estable la sustrato? Es la formación de ATP durante la información genética, catálisis del compuesto orgánico (mediante pasos b) almacenarla en un mismo lugar (la enzimáticos particulares), a partir de ADP y el P macromolécula de ADN) y previamente unido al compuesto en cuestión. c) el posterior surgimiento de mecanismos de Ejemplo de esto es la formación de ATP durante regulación de la expresión génica, los cuales le la glucólisis a partir de dos intermediarios permiten a la célula ahorrar energía y sustratos. fosfatados, el 1,3 difosfoglicerato y el El éxito evolutivo de este sistema de tres fosfoenolpiruvato. componentes, ADN, ARN y proteínas, queda probado por el hecho de que todas las células actuales los poseen. Esquemas mostrando los dos pasos donde se produce la
Ribosoma durante la traducción.
fosforilación a nivel de sustrato en la glucólisis
Existe una gran variedad de tipos de Tuvo que darse una lenta evolución que fermentaciones y se pueden clasificar por los incluyera el desarrollo de los tetrapirroles, para productos formados. Los principales productos que surgieran las porfirinas, un hito en la que se obtienen son etanol, ácido láctico, ácido evolución metabólica. Paralelamente debieron butírico, ácido propiónico, ácido-mixta, ácido darse cambios en la membrana plasmática. Con homoacético, butanol y metano. Sin embargo, el tiempo surgieron los citocromos y con ellos hay numerosos compuestos que se pueden las cadenas de transporte electrónico, capaces de obtener en fermentaciones bacterianas menos realizar la fosforilación mediante el transporte de usuales, lo cual ilustra la gran diversidad electrones. Finalmente la evolución llevó a la metabólica que hoy en día encontramos, respiración anaeróbica, un metabolismo mucho producto de la evolución. más complejo y eficiente de obtención de Las fermentaciones que no producen energía. Cómo la atmósfera no poseía oxígeno fosforilación a nivel del sustrato están acopladas otras moléculas fueron utilizadas como aceptores a bombas iónicas que producen un gradiente de de electrones de las cadenas respiratorias. Hoy Na+ o a carriers del tipo antiporte que generan en día aún numerosos organismos realizan un gradiente de H+ a través de la membrana. respiración anaeróbica, casi todos procariotas. Este gradiente es aprovechado por una En la mayoría de los metabolismos de ATPsintetasa traslocadora de Na+ o una respiración anaeróbica, se utiliza para respira ATPsintetasa traslocadora de H+ que forman (degradar totalmente para obtener energía) ATP a partir de ADP y Pi. Este proceso presenta compuestos orgánicos, sin embargo, algunos una ruta metabólica mucho más sencilla que la organismos quimiolitotrofos también pueden glucólisis (con apenas un par de reacciones realizar este proceso. En la mayoría de los casos, químicas) pero necesita de proteínas los aceptores de electrones son compuestos translocadoras y ATPsintetasas específicas. inorgánicos, aunque algunos compuestos Un metabolismo simple también puede orgánicos también son utilizados. Una gran requerir de evolución como es el caso de la diversidad de microorganismos con respiración sintrofía (nutrición mutua). En este caso, se anaeróbica, se estima, fue reemplazando a los acoplan íntimamente dos reacciones metabólicas, que poseían metabolismo fermentativo debido a de individuos de distintas especies para dar una la eficiencia que poseían en la obtención de ruta metabólica en común. Un caso particular de energía. Es decir, fueron seleccionados coevolución en procariotas que genera un naturalmente por ser comparativamente más metabolismo más complejo entre especies. Esquema del grupo hemo, una porfirina
Esquema mostrando una posible evolución de los mecanismos
metabólicos generadores de energía en procariotas

El surgimiento de porfirinas y su posterior evolución habría permitido el desarrollo de tetrapirroles con magnesio sensibles a la luz, es decir, la aparición de las bacterioclorofilas. Con ello se desarrolló evolutivamente el metabolismo de la fotosíntesis. Este suceso evolutivo es sin duda uno de los mayores hitos evolutivos y permitió aprovechar una nueva e inagotable fuente de energía, la luz. Los microorganismos rápidamente se diversificaron, produciendo seguramente una gran explosión de vida. Estos individuos fototróficos eran anoxigénicos y sólo utilizaban la fotosíntesis para sintetizar ATP. Como fuente de poder Esquema de la etapa fotoquímica, que se produce en los
reductor debieron utilizar compuestos reducidos presentes en el ambiente, como el H2S (liberándose S0). Poseían un sólo tipo de Posteriormente surgió el segundo fotosistema. En la actualidad encontramos fotosistema y la posibilidad de utilizar H2O organismos parecidos en algunas bacterias como dador de electrones, otro hito en la verdes o rojas del azufre. Al no poder utilizar el evolución metabólica. Desde el origen de los agua como fuente de electrones este tipo de primeros seres vivos, fueron necesarios casi fotosíntesis no aportó oxígeno al ambiente. 1000 m.a. de mutaciones aleatorias y selección natural para llegar a ellas. Células fotosintéticas que desprendían O2 como desecho. A partir de entonces y con la disponibilidad de electrones (obtenidos del agua) la ventaja competitiva de estas células fue abrumadora y con el tiempo se extendieron por el mundo. Los primeros organismos de este tipo, fueron procariotas parecidos a las actuales cianobacterias. Estos organismos poseen clorofila b, en lugar de bacterioclorofila, lo cual implica necesarios cambios metabólicos en la síntesis de estos compuestos. Con ellas lentamente la atmosfera del planeta fue cambiando acumulándose oxigeno y paulatinamente dejó de ser reductora. La presencia de O2 disponible que actúe como aceptor de electrones permite el surgimiento de la respiración aeróbica, proceso metabólico mucho más efectivo para obtener energía que la respiración anaeróbica o la fermentación y con un aceptor de electrones mucho más abundante y accesible que otros. Con más energía disponible, pudieron desarrollarse mayores densidades de Estructura de las clorofilas a, b y d.
población, aumentando las posibilidades de evolución de nuevos organismos y de nuevos esquemas metabólicos. La oxigenación de la atmósfera fue uno El registro fósil muestra que conforme se de los cambios más importantes para la vida, oxigenaba la atmósfera Terrestre se produjo una siendo un gran factor de selección. Pero si bien explosión evolutiva que finalmente llevó a la el O2 posee la capacidad de aceptar electrones en aparición de los eucariotas. la respiración celular, también es un fuerte Por otra parte, el O2 atmosférico dio oxidante de moléculas orgánicas, lo que requirió origen a la capa de ozono que protege a los seres la evolución de nuevas vías metabólicas que de la radiación ultravioleta, lo que luego permitió protegieran a los individuos del O2 y otras que se pasara del agua a la tierra. La evolución moléculas oxidantes como por ejemplo el O. y continuaba y el ambiente seleccionaba a los el H2O2. Surgen las moléculas antioxidantes. mejores adaptados. ) Aquellos que no poseían estas adaptaciones metabólicas perecieron o subsistieron en ambientes anóxicos. (1) Madigan M.T., Martinko J.M. y Parker J.
Brock Biología de los Microorganismos (Octava edición revisada). Ed. Prentice Hall Iberia. 1999. Comunicate con nosotros!!!! Correo de lectores: [email protected] CIENCIA Y GÉNERO
En esta sección, te contaremos, número a número, pequeñas historias de las grandes de la ciencia
REBECA GERSCHMAN (1903-1986)
GERTY THERESA CORI (1896-1957)
Discípula del doctor Bernardo Houssay, la Esta bioquímica checo-americana fue la fisióloga y bióloga Rebeca Gerschman fue una tercera mujer en el mundo, y primera en EE.UU., de las personalidades científicas argentinas que en ganar un Premio Nobel en Ciencias y la alcanzó mayor prestigio en el campo de la primera a nivel mundial en recibir el Premio fisiología humana. Farmacéutica y bioquímica Nobel de Fisiología o Medicina. Nacida en graduada en la UBA, ingresó al Instituto de Praga, se casó y se mudó a los EE.UU. en 1922, Houssay en la década del 30. Su tesis doctoral de donde continuó la investigación médica junto a 1939 sobre el potasio plasmático, que daría lugar su marido. Juntos recibieron el Premio Nobel en al método Gerschman-Marenzi, constituyó en su 1947 (compartido con el fisiólogo argentino momento una técnica de vanguardia para el Bernardo Houssay), otorgado por descubrir el estudio de las variaciones de concentración de mecanismo por el cual el glucógeno (un derivado potasio sanguíneo en distintas condiciones de la glucosa) se convierte en ácido láctico en el fisiopatológicas. Su trabajo en el estudio de los tejido muscular y luego es resintetizado en el radicales libres del oxígeno fue reconocido a cuerpo y almacenado como fuente de energía nivel internacional, tanto que fue considerada (ciclo de Cori). Gerty permaneció activa en su por la comunidad científica como una firme laboratorio de investigación hasta el final. Entre candidata al Premio Nobel de Fisiología y los múltiples premios y honores recibidos, el Medicina a inicios de la década de 1980, que no cráter Cori en la Luna lleva su nombre. pudo concretarse debido a la enfermedad que finalmente causaría su fallecimiento en 1986. ALIMENTOS, MICROORGANISMOS
Y FERMENTACIÓN
María del Carmen Banús
(Lic. en Ciencias Biológicas, coordinadora de Cátedra, docente de Biología del CBC y artista plástica) Tan antiguos como la vida misma, los procesos fermentativos son mucho mas frecuentes de lo que creemos. Pero quizás te
sorprendas al leer esta nota, que productos tan exquisitos como el chocolate, estimulantes como el café, o básicos y
cotidianos como el pan, dependen de procesos fermentativos, en los que están presentes diversos tipos de microorganismos.
¿Será que la fermentación es un proceso barato? ¿O será que es beneficioso para nuestro organismo? Durante milenios,
los humanos han disfrutado de sabores y nutrición distintivos, resultantes del poder transformador de bacterias y hongos
Los alimentos fermentados forman parte de la herencia cultural de sociedades de todo el mundo. Permitieron conservar
alimentos sin refrigeración y, ahora, reciben un tardío reconocimiento gastronómico y médico. Enterate de que se trata
La fermentación es un proceso catabólico protagonistas para la más nueva de las de oxidación incompleta, que no requiere O2, ciencias", por Juan Burgos, nos contaban las siendo el producto final un compuesto orgánico. fermentaciones correspondientes al pan, quesos y Estos productos finales son los que caracterizan bebidas alcohólicas. los diversos tipos de fermentaciones. Se Nos detendremos entonces, solo en algunos consideran fermentados todos los productos ejemplos no tan conocidos. transformados exclusivamente con
microorganismos, sin procedimientos artificiales.
Salsa de soja
Cuando la fermentación tiene lugar, los azúcares En la China antigua, apreciaban la soja, porque y carbohidratos de un alimento se convierten en como las leguminosas, tiene un efecto alcoholes y dióxido de carbono (vino, cerveza, fertilizante del suelo (fija el nitrógeno). Recién pan, vinagre, etc.), o ácidos orgánicos (queso, durante la dinastía Chou (1134-246 A.C), con el dominio de la técnica de fermentación, comenzó Distintos hongos, incluyendo levaduras, y a consumirse el poroto en forma de fermentados bacterias, o una combinación de ambos como el natto, tempeh, miso y salsa de soja. organismos, se ocupan de esta transformación y otorgan a los alimentos fermentados un sabor y propiedades nutricionales distintivos, además de prolongar su conservación. Vino, cerveza, café, sidra, chocolate, quesos, pan, yogohurt, kombucha, vinagre, chukrut, salsa de soja, miso, y podríamos seguir agregando ejemplos, todos alimentos consumidos en los 5 continentes, se basan en diferentes procesos fermentativos. De algunos de ellos ya hablamos, por ejemplo, en el nº 7 de nuestra revista República Popular de China.
, "¿Preparamos cerveza?", por Tamara Producción tradicional de la salsa de soja:
Abramoff y también en ese número "Los fermentación de mosto
microorganismos en la biotecnología: viejos La salsa de soja es líquida, de color marrón oscuro, aroma agradable y salada. En la El vinagre (vino agrio) se origina por la elaboración tradicional, correspondiente al fermentación acética del alcohol, por acción de Japón, su sabor particular proviene de la bacterias como Mycoderma aceti. Contiene una fermentación natural del poroto de soja, concentración que va de 3 % al 5 % de ácido utilizando un medio fermentativo mezcla de trigo acético en agua. tostado partido y sal. Tradicionalmente, la fermentación de la salsa se iniciaba en el mes de abril y demoraba todo un año, empleándose semillas de soja con levaduras y hongos, como el Aspergillus oryzae o Aspergillus sojae y también podían agregarse champiñones secos. ácido acético
Lógicamente, para permitir el desarrollo de los hongos, es necesario que el proceso se desarrolle Algunos vinagres naturales también contienen en calor, humedad y oscuridad. Posteriormente pequeñas cantidades de ácido tartárico u ácido se diseño en Europa, una variante utilizando granos de arroz, lo que libera a la salsa de su Su origen está relacionado al comienzo de la contenido en gluten y resulta apta para el elaboración de bebidas alcohólicas, pues el consumo de los celíacos. Actualmente se vinagre procedía de los toneles en los que el vino realizan muchas salsas donde se emplean se agriaba o se "picaba", es decir, aumentaba su procesos químicos, agregado de azúcar, acidez más allá de lo deseable. Y si bien su uso colorantes, etc., alterando la calidad y sabor del se registra en antiquísimos libros de recetas de producto final. Generalmente suelen ser muy cocina, no fue hasta 1864, que se pudo explicar saladas, no implican ningún proceso el fenómeno que lo producía. El vinagre fermentativo y se obtienen mediante proviene de la actividad de las bacterias hidrólisis química partiendo de harina de soja Mycoderma aceti. Las acetobacterias o bacterias desgrasada, colorante de caramelo, jarabe de del ácido acético comprenden un grupo de maíz u otros endulzantes y extracto de malta. bacilos gran negativos, aeróbicos y móviles, que realizan una oxidación incompleta del alcohol, produciendo una acumulación de ácidos orgánicos como productos finales. Una propiedad de este tipo de microorganismos es su alta tolerancia a la acidez, la mayoría de las cepas pueden crecer a pH inferiores a 5. Las bacterias se disponen formando una "piel superficial", que toma el oxigeno de la superficie y transforma el alcohol en ácido acético. El proceso final del vinagre es la maduración, que suele producirse en toneles de madera. Tras el proceso de maduración se filtra, se clarifica y se pasteuriza para su embotellamiento y comercialización. El aceto balsámico es un tipo de vinagre de origen italiano. Dentro de sus características se Salsa de soja koji que consiste en soja
encuentran las de poseer un sabor fuerte, de y trigo cultivadas con Aspergillus sojae
color oscuro y aroma ligeramente dulce. Se madura durante al menos doce años en toneles de diferentes maderas. En uno de los procesos de post cosecha las Si bien el consumo de café no implica el cerezas comúnmente se exponen al sol durante consumo de una bebida fermentada, no es menos varios días hasta alcanzar cierto grado de cierto que para la obtención del grano, es humedad en rangos variables. Uno de los efectos necesario un proceso de fermentación. Pocas que tiene este método es la impregnación de la bebidas en el mundo han llegado a ser tan semilla con los azúcares y otros compuestos populares y altamente apreciadas como una taza presentes en el mucílago del café, lo que de café bien preparada. Los especialistas conduce a la generación en la bebida final de coinciden en que esta bebida está en capacidad sabores característicos del café. de ofrecer un sabor y experiencias complejas que proceso incluye el despulpado, la van más allá de ser una simple bebida fermentación, el lavado y el secado del grano. En estimulante o que satisface la sed. Su exquisito el despulpado a las cerezas se les retira la pulpa aroma y sabor ofrecen una variada gama de rápidamente después de la recolección. sensaciones que reconfortan el estado físico y Posteriormente se retira el mucílago espiritual de quienes lo consumen. (mesocarpio) por medio de la fermentación del grano en tanques de fermentación o por medios La historia comienza luego de la cosecha, mecánicos. La fermentación puede durar de 12 a cuando se recolectan las cerezas de café. 18 horas, dependiendo de: la temperatura del La cereza de café madura es un fruto de color lugar, la altura de la masa de café en el tanque de rojo. Cada cereza tiene una piel exterior fermentación, el uso de agua, el grado de (exocarpio) que envuelve una pulpa dulce madurez del café y la cantidad de mucílago en el (mesocarpio). Debajo de la pulpa están los granos recubiertos por una delicada membrana El tiempo de fermentación es un factor definitivo translucida y estas membranas envuelven las dos en la calidad del café, luego del cual debe semillas (endosperma) de café. Las semillas de iniciarse el proceso de lavado final del grano. Si café, son las que se tuestan para la elaboración el café se sobrefermenta, se mancha, pierde peso, se avinagra el grano y se afecta su calidad. Con el lavado, se elimina totalmente el mucílago
del grano. De esta forma, al separar rápidamente
la pulpa y el mucílago del grano de café, y
lavarlo, se evita la aparición posterior de sabores
defectuosos.
Este proceso constituye un trabajo arduo y
artesanal que está íntimamente ligado a la
tradición cafetera colombiana.
Chocolate
Quizás uno de los procesos fermentativos que
mas nos entusiasmen es el que tiene que ver con
la elaboración del chocolate. El cacao crudo, semillas del árbol Granos de café
Theobroma cacao, tiene un sabor astringente desagradable, de manera que Las prácticas de post cosecha, son procesos que debe ser tratado mediante un proceso en el que se utilizan para separar mesocarpio de los microorganismos, a través de diversas endocarpio. El tiempo que duren estas prácticas fermentaciones, modifiquen sus componentes. y el efecto que pueden generar los diferentes No hay sabor a chocolate en los granos sin compuestos presentes en la pulpa y mucílago del fermentar. Posteriormente los granos son secados café en la semilla, tiene influencia en la calidad y rostizados, para que interaccionen las final de la bebida. moléculas formadas durante la fermentación y se desarrollen las características sensoriales del dominan Saccaromyces cerevisiae y Pichia membranaefaciens, que se encuentra al final de la fermentación. Las levaduras llevan a cabo el proceso de fermentación, transformando sencillos del mucílago o pulpa en etanol, degradando la pectina, lo que modifica la textura del grano y elimina el ácido cítrico, lo que trae como consecuencia una disminución de la acidez. Por otro lado, el consorcio de levaduras consume el oxígeno, creando un ambiente anaerobio que favorece el desarrollo de bacterias lácticas. Estas, cobran importancia en la segunda fase de la fermentación, donde fermentan los carbohidratos residuales y continúan el consumo del ácido cítrico. Se han aislado sobre todo bacterias del tipo Lactobacillus (Lb. collonides, Lb. fermentum, Lb. mali y Lb. plantarum), Flor de Cacao.
aunque también se han identificado bacterias Acuarela de M. del Carmen Banús
Leuconostoc pseudomesenteroides, Los microorganismos llevan a cabo la Leuconostoc pseudoficulneum, y Pediococcus fermentación en la pulpa, que contiene acidilactici. carbohidratos (glucosa, fructosa, sacarosa) y un Las levaduras contienen enzimas del tipo valor de pH entre 3.3 y 4.0, debido a la presencia "pectinolítico", lo que les permite hidrolizar las de ácido cítrico. La pulpa contiene pectina y pectinas, ocasionando una disminución de la otros polisacáridos, que además dificultan la viscosidad de la pulpa de mucílago y difusión del aire. favoreciendo la entrada de aire. Con este El proceso de fermentación del cacao es natural, ambiente aerobio y menos ácido, debido al ya que no se añaden intencionalmente los consumo de ácido cítrico, se favorece el microorganismos a los granos. Se contaminan desarrollo de bacterias acéticas, entrando así en con microorganismos provenientes de todas las la tercera fase de fermentación. Las bacterias superficies con las que entran en contacto: los acéticas llevan a cabo la transformación del utensilios y las manos de las personas que etanol (producido por las levaduras) en ácido manipulan el cacao. Sin embargo, son numerosos acético, tal como ocurre en la industria los microorganismos que intervienen, por lo que productora de vinagre. La transformación de se suele hablar de diferentes fases fermentativas etanol en ácido acético es una reacción exotérmica que termina matando el embrión. Las más importantes bacterias acéticas que se En la primera fase, la pulpa rica en carbohidratos han aislado de la fermentación del cacao, y con un pH bajo, favorece el desarrollo de son: Gluconobacter oxydans, Acetobacter aceti y levaduras. Aparecen 5 ó 6 especies que Acetobacter pasteurianus. finalmente le dejan lugar a Hanseniaspora En la cuarta y última fase de la fermentación, la guilliermondii, que es la levadura predominante temperatura alta favorece el desarrollo de durante las primeras 24 horas. bacterias del género Bacillus, conocido por la Hanseniaspora sólo se encuentra ocasionalmente producción de numerosas enzimas, que catalizan en las fases posteriores, aunque los reacciones cuyos productos dan al cacao sabores microorganismos pueden variar según las y olores desagradables, pero podrían contribuir diversas técnicas que se utilicen para la en el sabor con la producción de ácidos fermentación. A las 36-38 horas orgánicos y saborizantes, como 2,3-butanodiol. fermentados desde los inicios del neolítico,
aumentando su presencia en la Edad del Bronce
(3000 a.C.), con el germen de dietas distintivas,
como la japonesa, coreana o las variedades
mediterráneas.
Pueden pensarse las fermentaciones como una
estrategia importante para la conservación: La
fermentación es una de las biotecnologías
aplicadas más antiguas, se ha utilizado para conservar alimentos durante más de seis mil
años. Es una técnica de conservación de
alimentos barata y fácil, y muy adecuada donde
otros métodos son inaccesibles o no existen,
como las conservas y la congelación.
Otro "argumento" importante, es que gracias a
las diferentes fermentaciones logramos sabores,
texturas y aromas interesantes en los alimentos
que vamos a consumir (como lo vimos
claramente en la elaboración del chocolate) Apariencia externa de los granos antes,
La fermentación mejora el contenido nutritivo
durante y después de la fermentación
de los alimentos por la biosíntesis de las
vitaminas, los aminoácidos esenciales y las Resumiendo entonces, cuatro fermentaciones proteínas, al volver más digeribles las proteínas y diferentes se llevan a cabo para poder disfrutar las fibras, proporcionar más micronutrientes y del sabor exquisito del chocolate: fermentación
degradar los factores antinutritivos. Los métodos alcohólica, acética, láctica y butírica, variando
de fermentación mejoran la inocuidad de los en cada una de ellas el sustrato, los alimentos al reducir los compuestos tóxicos microorganismos que la producen, la como las aflatoxinas y los cianógenos, y producir temperatura y el tenor de oxígeno; como notarás, factores antimicrobianos como ácido láctico, todas características importantes para la dióxido de carbono, agua oxigenada y etanol, regulación de la actividad enzimática. que facilitan la inhibición o eliminación de los patógenos de los alimentos. Concluyendo
Además de todo esto, los alimentos
Distintos argumentos nos llevan a pensar la fermentados son la mejor fuente de
importancia de las fermentaciones en los probióticos: al introducir bacterias beneficiosas
alimentos que consumimos, pero es cierto que en nuestros cuerpos estamos restaurando el son tan antiguas como el hombre. equilibrio de nuestra flora intestinal Los humanos en el mundo entero han fermentado su comida desde tiempos ancestrales. Indicios de viticultura y bebidas fermentadas se encontraron en Babilonia alrededor de 5000 AC, en Egipto alrededor de 3150 AC, en el México prehispánico alrededor de 2000 AC y en Sudan alrededor de 1500 AC. También existe evidencia de que se producía pan con levadura en el antiguo Egipto tan temprano como 1500 AC y que se fermentaba leche en Babilonia 3000 AC. Existen evidencias antropológicas sobre dietas con un papel primordial de productos 27 DE JUNIO: DIA NACIONAL DEL BIÓLOGO
Elementalwatson "la" revista
Y …. un poquitito de autorreferencia, nunca viene mal Revista cuatrimestral de divulgación
Año 4, número 11
Universidad de Buenos Aires Ciclo Básico Común (CBC) Departamento de Biología Cátedra F. Surribas - Banús PB. Pabellón III, Ciudad Universitaria Avda. Intendente Cantilo s/n CABA, Argentina María del Carmen Banús Carlos E. Bertrán FELICIDADES A TODOS NUESTROS COLEGAS!!!
Editor Director:
María del Carmen Banús En 1812 se produjo lo que se considera el primer acto oficial Escriben en este número:
Alejandro Ayala
vinculado a esta profesión en el país: la Circular cursada por el María del Carmen Banús Primer Triunvirato, por inspiración de Rivadavia, invitando a los comandantes del interior a participar en el acopio de materiales para Edgardo Hernández Adrián Fernández dar principio al establecimiento en la Capital de un Museo de Historia Natural. Sin embargo, el proceso de creación estuvo detenido hasta 1823,
Diseño:
cuando el mismo Rivadavia, en ese momento Ministro de Gobierno, María del Carmen Banús reactiva la idea ordenando adoptar las medidas, ".que conduzcan a acelerar el establecimiento del Museo del País, especialmente en todos los ramos de la historia natural". Posteriormente, Rivadavia durante su presidencia lo consolida, ……………….
54 011 4789-6000 interno 6067
dándole existencia real al nombrar en 1826 a Carlos Ferraris como primer Encargado del Museo, el cual es instalado en una de las Todos los derechos reservados; celdas altas del Convento de Santo Domingo. reproducción parcial o total con permiso previo del Editor y cita de Desde sus inicios esta institución ha sido dirigida por renombrados científicos, entre ellos Germán Burmeister, Florentino Ameghino, y Registro de la propiedad intelectual Angel Gallardo. Con el transcurso del tiempo se transformó en el Nº 841211
que ahora es el Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia", ubicado en el parque Centenario de la Capital ISSN 1853-032X
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Imagen de tapa:
Comunicate con nosotros!!!! "Elixir de dulzura" Acuarela sobre papel, año 2013 Correo de lectores: María del Carmen Banús

Source: http://www.elementalwatson.com.ar/revista_11_agosto_2013_%20prot.pdf