Tema composición de los seres vivos II




descargar 145.39 Kb.
títuloTema composición de los seres vivos II
página1/2
fecha de publicación24.12.2015
tamaño145.39 Kb.
tipoDocumentos
med.se-todo.com > Biología > Documentos
  1   2
TEMA 1. COMPOSICIÓN DE LOS SERES VIVOS II
LÍPIDOS
GENERALIDADES
Los lípidos son biomoléculas orgánicas entre las que se incluyen las grasas, los fosfolípidos, esteroides y ceras, incluye por tanto, sustancias muy heterogéneas (diferentes), tanto desde el punto de vista funcional (función energética o de reserva energética como las grasas que se almacenan y al utilizarlas se obtienen 9 Kcal./g, función estructural ya que los fosfolípidos son los componentes mayoritarios de las membranas celulares, función reguladora pues la vitamina D y algunas hormonas como estrógenos, testosterona… son esteroides) como estructural (estructuras químicas diferentes). Son como un cajón desastre donde metemos sustancias muy variadas que tienen en común su insolubilidad o poca solubilidad en agua.
Químicamente los lípidos están constituidos por C, H y O (igual que glúcidos) y en ocasiones también P y S. A diferencia de los glúcidos, la cantidad de O en estos compuestos es muy inferior en proporción a la cantidad de C e H, circunstancia que determina su insolubilidad o poca solubilidad en agua y los diferencia de otros compuestos.
Los lípidos son untuosos al tacto, en la dieta se aconseja que entre el 25 y 30% de las kilocalorías que ingerimos provengan de lípidos. Los alimentos ricos en lípidos son los aceites, la manteca, el tocino, la mantequilla, la nata, beicon, panceta, frutos secos… Tienen fama de engordar pues aportan muchas kilocalorías, ya que un gramo de lípido aporta 9 Kcal. (más del doble que glúcidos y proteínas que aportan unas 4 Kcal./g).

ÁCIDOS GRASOS
La mayoría de los lípidos (grasas, fosfolípidos, ceras) poseen ácidos grasos en su composición. Los ácidos grasos son largas cadenas hidrocarbonadas que poseen un grupo carboxilo. Su fórmula es CH3-(CH2)n-COOH, posee un número par de átomos de carbono y n oscila generalmente entre 10 a 22 átomos de carbono. Los ácidos grasos pueden estar libres o formando parte de un lípido. Según la presencia o no de dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada (el grupo C=O no cuenta porque es en el grupo carboxilo no en la cadena hidrocarbonada) se clasifican en saturados e insaturados.
- Ácidos grasos saturados: no contienen dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada y suelen ser sólidos a temperatura ambiente, abundan en las grasas animales (nata y mantequilla de la leche, manteca de cerdo, tocino…) aunque los aceites vegetales de palma y coco son también ricos en ácidos grasos saturados. Uno de los más comunes es el ácido esteárico de 18 carbonos y el palmítico de 16 carbonos. Un exceso de ácidos grasos saturados en la dieta ocasiona un aumento en los niveles sanguíneos del llamado “colesterol malo” (LDL) y se pueden producir depósitos lipídicos en las paredes arteriales obstruyéndolas (por eso un exceso de ácidos grasos saturados produce problemas cardiovasculares con el tiempo).



- Ácidos grasos insaturados: presentan uno o más dobles enlaces en su cadena hidrocarbonada, llamándose monoinsaturados y poliinsaturados, respectivamente. Suelen ser líquidos a temperatura ambiente y son abundantes en lípidos de origen vegetal aunque el pescado es también rico en ácidos grasos insaturados. Alimentos muy conocidos con una importante cantidad de ácidos grasos insaturados son el aceite de oliva y de girasol, los frutos secos y el pescado azul (sardina, boquerón, caballa, atún). De los monoinsaturados el más importante es el ácido oleico, presente en la oliva y aceite de oliva, con un doble enlace situado entre los carbonos 9 y 10, con 18 carbonos en total. Los dobles enlaces originan lo que se conoce como codo, es decir, a causa del doble enlace la cadena hidrocarbonada sufre un giro. Fíjate como en las imágenes de la izquierda y de abajo se va girando la cadena hidrocarbonada con cada doble enlace que aparece.

Los ácidos grasos insaturados reducen los niveles de “colesterol malo” (LDL), por lo que ayudan a prevenir las enfermedades cardiovasculares. Incluso un tipo de ácido graso insaturado llamado omega-3 no solo disminuye el LDL, sino que también aumenta el HDL o “colesterol bueno”.



Ácido araquidónico ácido graso linoleico ácido graso -linolénico

20:4 C5, C8, C11, C14 18:2 C9, C12 (omega-6) 18:3 C9, C12, C15 (omega-3)
Algunos ácidos grasos poliinsaturados como los omega-3 (los dobles enlaces comienzan en el tercer carbono empezando a contar por el final de la cadena hidrocarbonada) y los omega-6 (los dobles enlaces comienzan en el sexto carbono empezando por el final) se llaman ácidos grasos esenciales, es decir, que nuestro cuerpo no puede sintetizarlos, por lo que debemos ingerirlos en la dieta (antiguamente se conocían como vitamina F). Los ácidos grasos esenciales más conocidos son: linoleico (omega-6), -linolénico (omega-3) y araquidónico (omega-6).

- Ácidos grasos trans: son un tipo especial de ácidos grasos que aparecen por un proceso de calentamiento de ácidos grasos poliinsaturados, proceso conocido como hidrogenación. La industria alimentaria los crea para que el producto se vuelva sólido (recuerda que los ácidos grasos poliinsaturados son líquidos a temperatura ambiente), se conserve más tiempo y para mejorar su sabor. Son muy perjudiciales pues no solo aumentan los niveles de “colesterol malo” (LDL), sino que también reducen los niveles de “colesterol bueno” (HDL) que limpia las paredes arteriales de depósitos lipídicos (el LDL deposita lípidos en las paredes y el HDL los retira). Se relacionan con el aumento de varias enfermedades sobre todo enfermedades cardiovasculares y cáncer (en algunos países están prohibidas, en otras sólo se permiten si son menos del 2% de los ácidos grasos y en España no hay ninguna restricción a su uso).
Ratio omega 6 / omega 3
Ciertos ácidos grasos omega-6 tienen efecto inflamatorio (el exceso de inflamación favorece el cáncer, enfermedades cardiovasculares…), estimulan la coagulación (el exceso de coagulación aumenta la probabilidad de enfermedades cardiovasculares…), el almacenamiento de las grasas y la formación de células grasas (ambas aumentan la obesidad), estimulan el crecimiento celular (favorece el cáncer), inhiben el sistema inmune (favorece muchas enfermedades), mientras que los omega-3 estimulan que se produzcan las funciones contrarias: anticoagulante, antiinflamatorio, limitan la producción de células grasas, ayudan al desarrollo del sistema nerviosa, estimulan el sistema inmune… e incluso aumenta el HDL. Si tenemos una cantidad similar en nuestro cuerpo de ambos tipos de omega, nuestras funciones estarán equilibradas y no tendremos por ejemplo exceso de inflamación.

Nuestros antepasados subsistieron en una dieta que tenía una cantidad equilibrada de grasas Omega-6 y Omega-3 (en un ratio de 1:1). La cantidad de grasas Omega-6 de la dieta occidental se incrementó de forma sustancial cuando los aceites vegetales refinados (girasol, maíz, soja) empezaron a formar parte de la dieta en los albores del siglo XX. La actual dieta occidental es muy alta en grasas Omega-6. El ratio de Omega-6: Omega-3 en países desarrollados se acerca a 20:1, e incluso, en mucha gente es de 40:1. Estos niveles excesivos de omega-6, comparado con omega-3, incrementan el riesgo de contraer diferentes enfermedades. Los riesgos de esta alta concentración o consumo de omega-6 están asociados con enfermedades cardiovasculares, artritis, osteoporosis, inflamación, cambios de ánimo (depresión), obesidad y cáncer. Los medicamentos modernos están hechos para tratar y controlar los efectos dañinos de los ácidos grasos omega-6 como por ejemplo disminuir la inflamación provocada por el exceso de omega-6 (la aspirina, el ibuprofeno, la cortisona… son medicamentos antiinflamatorios).
Los omega-6 se encuentran sobre todo en el maíz, que consumen los animales de cría, que a su vez son ingeridos por el hombre (la mitad de los lípidos que ingerimos provienen de la carne y los productos lácteos). Los omega-3, en cambio, son presentes esencialmente en la hierba, las semillas de lino, la colza y, en cantidades más altas, en los pescados grasos como el salmón, la sardina o la caballa. Como los animales (vacas, gallinas…) que nos comemos su carne o sus productos (leche, huevos…) se alimentan con piensos ricos en omega-6 (maíz sobre todo), estamos tomando carne, huevos y leche con cantidades muy excesivas de omega-6. Si se alimentaran como antiguamente (hierbas e insectos las gallinas, hierbas y otros pastos naturales las vacas…), la carne, huevos y la leche tendrían el ratio omega-6/omega-3 de 1:1. Lectura: aumento de obesidad en bebes.


Si es malo para la salud, ¿por qué se alimentan los animales con maíz y otros piensos?
GRASAS O ACILGLICÉRIDOS
Son lípidos formados por un trialcohol llamado glicerina (propanotriol) unida a 1, 2 o 3 ácidos grasos llamándose mono-, di- y triglicérido, respectivamente (también mono-, di- y triacilglicérido). La unión de cada ácido graso a la glicerina se realiza mediante enlace éster, por lo que la reacción se llama esterificación. Por cada enlace éster formado se libera una molécula de agua.



¿Cómo se llama la reacción opuesta a la esterificación?
Las grasas son lípidos saponificables, ya que están formadas por ácidos grasos y por eso, se puede realizar con ellas la reacción de saponificación, que consiste en que mediante hidrólisis alcalina (usando hidróxido de sodio o hidróxido de potasio: NAOH y KOH, respectivamente) se obtienen jabones a partir de los ácidos grasos.



Las grasas de origen vegetal (excepto aceites de coco y palma) contienen en su mayoría ácidos grasos insaturados, por lo que son líquidos a temperatura ambiente, también son beneficiosas para el sistema cardiovascular excepto un exceso de omega-6 (recuerda que los ácidos grasos insaturados son líquidos a temperatura ambiente y bajan el LDL) y se denominan grasas insaturadas. Las grasas de origen animal (y los aceites de coco y palma) contienen en su mayoría ácidos grasos saturados, por lo que son sólidas a temperatura ambiente, también son perjudiciales para el sistema cardiovascular (recuerda que los ácidos grasos saturados son sólidos a temperatura ambiente y suben el LDL) y se denominan grasas saturadas.
Otro tipo de grasas son las grasas trans, que contienen ácidos grasos trans, es muy raro que aparezca de forma natural, sino que se forma principalmente por la industria alimentaria al hidrogenar (proceso que requiere altas temperaturas) grasas insaturadas, aunque también aparecen por reutilizar varias veces el aceite (los restaurantes, sobre todo los de comida rápida que siempre tienen patatas fritas en sus menús, no cambian el aceite de la freidora sino que van añadiendo conforme se gasta, en el aceite a tan alta temperatura y durante tanto tiempo se van formando grasas trans). Los aceites que solemos consumir en los restaurantes y en muchos hogares son refinados y ricos en grasas trans, pues han sido manipulados a altas temperaturas. Las grasas vegetales la hidrogenan la industria alimentaria para volverlas sólidas (imagínate un donuts u otro producto industrial grasiento si fuera líquido: gotearía y sería más pringoso y no usan grasas animales que son sólidas porque son más caras que los aceites vegetales de maíz, soja…), para que aumente su caducidad y para que mejore su sabor.

Las grasas trans son muy perjudiciales pues no solo aumentan los niveles de “colesterol malo” (LDL) que provoca placas de ateroma, sino que también reducen los niveles de “colesterol bueno” (HDL) que reduce las placas de ateroma en las arterias. Además de ocasionar problemas cardiovasculares a largo plazo, también se relacionan las grasas trans con cáncer y problemas de desarrollo del cerebro. En algunos países están prohibidas, en otras sólo se permiten si son menos del 2% de las grasas totales y en España no hay ninguna restricción a su uso).

Las grasas trans abundan en multitud de alimentos procesados, algunos ejemplos son:


Un truco para saber si un alimento contiene grasas trans es mirar en los ingredientes si pone: aceites o grasas vegetales hidrogenadas o parcialmente hidrogenadas. Ejercicio busca en las etiquetas de los alimentos que tengas en casa la presencia de grasas trans y apunta aquellos alimentos que las contienen. Ejemplo las galletas príncipe.
Funciones de las grasas
Su principal función es la de reserva energética, al ser insolubles en agua se almacenan sin estar hidratadas, a diferencia de lo que sucede en glúcidos, por tanto, las grasas ocupan mucho menos volumen y peso (el agua pesa mucho) al almacenarse en los organismos. Además, un gramo de lípidos aporta 9 kilocalorías, mientras que un glúcido solo 4 Kcal/g obteniéndose mayor energía con las grasas. Por estas dos razones: aporta más energía y ocupa menos volumen, los animales que pasan largo tiempo sin alimentarse como los que hibernan, las aves migratorias… acumulan grandes reservas de grasa.
Otra función es la de aislante térmico y protección, ya que, bajo la piel se acumula grasa formando el panículo adiposo, el cuál está muy desarrollado en animales de clima frío como focas y pingüinos, evitando la pérdida de calor corporal hacia el exterior a través de la piel. Muchos órganos vitales como los riñones se encuentran rodeados de grasa que les protege de los golpes.

FOSFOLÍPIDOS O FOSFOGLICÉRIDOS
Son lípidos formados por la glicerina unida a dos ácidos grasos y a un grupo fosfato. Algunos fosfolípidos contienen además alguna otra sustancia polar que se les une (en el dibujo llamamos R a la sustancia que se una) al grupo fosfato.



Errata: en el grupo fosfato en el centro es P y no C.

Función de los fosfolípidos
Los fosfolípidos son anfípáticos porque poseen una zona polar y otra apolar. La zona polar está formada por el grupo fosfato y la sustancia polar que se une al fosfato y la zona apolar está formada por los dos ácidos grasos. La parte polar se representa mediante un círculo y la apolar mediante dos líneas.
La naturaleza anfipática de los fosfolípidos les proporciona un papel fundamental en la formación de las membranas biológicas, tanto en procariotas como en eucariotas. Para formar las membranas se disponen los grupos polares (círculos) hacia el medio acuoso y las partes apolares (dos líneas) se orientan hacia el interior formando una bicapa lipídica.




En conclusión, los fosfolípidos forman las membranas biológicas: membrana citoplasmática, membrana nuclear, membrana vacuolar, mitocondrial… Ejercicio: ¿Qué es una sustancia anfipática?
CERAS
Son lípidos formados por la unión de un ácido graso con un monoalcohol de cadena larga, mediante enlace éster.
Al tener los dos extremos apolares (cadenas hidrocarbonadas) las ceras son totalmente insolubles en agua, por lo que su función es la de recubrimiento y protección de las superficies externas de los seres vivos. Se encuentran por ejemplo en la superficie de la piel, del exoesqueleto de los artrópodos, de las hojas…

ESTEROIDES
Son lípidos sin ácidos grasos y que derivan de un compuesto cíclico llamado esterano o ciclopentanoperhidrofenantreno, cuya estructura está compuesta por un anillo de ciclopentano unido a 3 anillos de ciclohexano.
Los esteroides se diferencian entre sí por la posición de los dobles enlaces, el tipo de grupo funcional y las posiciones en las que se encuentran estos grupos. Imagen izquierda: esterano o ciclopentanoperhidrofenantreno
Los esteroides más importantes son el colesterol, la vitamina D, hormonas como las sexuales y los ácidos biliares.
- Colesterol: está presente en las membranas de las células animales, por tanto, tiene función estructural.
- Vitamina D: es necesaria para la absorción de calcio y fósforo en el intestino, estos minerales son indispensables para la formación del hueso.


- Hormonas sexuales: la testosterona, estrógenos y progesterona son esteroides. La testosterona produce los caracteres sexuales masculinos (voz grave, más masa muscular, barba…) y los estrógenos y progesterona producen los caracteres sexuales femeninos.
- Ácidos biliares: la bilis los contiene y ayudan a la digestión de las grasas por las lipasas pancreática e intestinal, puesto que los ácidos biliares emulsionan las grasas (dispersa las gotas de grasa en gotículas más pequeñas, siendo más fácilmente atacadas por las lipasas).

LIPOPROTEÍNAS
Como los lípidos son insolubles en agua, su transporte por la sangre se realiza ayudándose de proteínas, estas proteínas, junto con los lípidos que transportan se llaman lipoproteínas. Las lipoproteínas transportan principalmente triglicéridos y colesterol, las más conocidas son las LDL (Low Density Lipoprotein) y las HDL (High Density Lipoprotein), también llamadas “colesterol malo” y “colesterol bueno”, respectivamente.

- LDL: se sintetizan en el hígado, y desde ahí, son enviados a la sangre para que los lípidos lleguen a todas las células del cuerpo que lo necesiten. Si las LDL en sangre aumentan mucho se puede producir acumulación de lípidos en las paredes arteriales (si hay daño en las paredes arteriales producido por tabaco, contaminación, estrés… se acumulan, pero si no hay daño no se acumulan), formándose las conocidas placas de ateroma (que son placas que contienen lípidos entre otras cosas) que van taponando las arterias, disminuyendo de esta manera, la sangre que llega a los órganos. Un ejemplo es la angina de pecho que es un fuerte dolor en el pecho, provocado porque no llega suficiente sangre al corazón (la arteria coronaria que es la que lleva sangre al músculo cardíaco está parcialmente taponada por una placa de ateroma). Mucho peor es cuando la arteria se obstruye totalmente de golpe, bien al formarse un coágulo sanguíneo en la zona (las placas de ateroma facilitan la formación de coágulos) o bien al venir un pequeño coágulo proveniente de otra parte del cuerpo y al encontrarse un paso estrecho (debido a la placa de ateroma), obstruye el orificio estrecho por donde pasaba la sangre. En el primer caso se llama trombosis (el coágulo se forma en el mismo sitio que se tapona) y en el segundo caso se llama embolia (el coágulo se formó en otra parte del cuerpo distinta a la que está taponando). Si la arteria totalmente obstruida se dirigía hacia un órgano vital puede producir la muerte, por ejemplo el infarto de miocardio (infarto al corazón): si la arteria obstruida era la arteria coronaria, las células musculares del corazón mueren por falta de sangre, pudiendo producir la muerte del individuo.
La ingesta excesiva de azúcares, grasas saturadas y de grasas trans producirá con el tiempo problemas cardiovasculares pues producen el aumento de las LDL. Las grasas insaturadas y el ejercicio físico, por el contrario, producen una disminución de las LDL.
- HDL: llevan el sentido contrario de las LDL, es decir, llevan los lípidos desde los tejidos hacia el hígado para su destrucción, su función es recoger el exceso de lípidos en los tejidos y llevarlos al hígado. Son beneficiosos porque recogen parte de los lípidos que forman las placas de ateroma, impidiendo la obstrucción de las arterias. El omega 3 y el ejercicio físico aumentan el HDL (y reducen el LDL), por lo que son muy beneficiosos para el sistema circulatorio, mientras que las grasas trans disminuyen el HDL (y aumentan el LDL).



Recomendaciónes: evitar las grasas trans (cuidado con la comida procesada y papas fritas), reducir las saturadas (menos grasas de origen animal, de coco y palma), aumentar las insaturadas, con preferencia de la grasa que contenga omega-3 (nueces, pescado, semillas de lino), aumentando el aceite de oliva (neutro) y disminuyendo el resto de aceites vegetales más vendidos (girasol, maíz, soja…) por su alta cantidad de omega-6.
Al observar la información nutricional de los alimentos lo ideal sería que no superaran en un 30% la cantidad de grasas y que esta grasa tuviese un equilibrio con un tercio de la grasa saturada, otro tercio monoinsaturada y el otro tercio poliinsaturada, es decir, dos tercios insaturadas y un tercio saturada. Si te fijas en los alimentos procesados, suelen llevar más de un tercio de grasas saturadas. Recuerda que estas recomendaciones son orientativas y no hay que obsesionarse, no importa si tomas un alimento cargado de grasa saturada si lo compensas durante el día con otros alimentos que equilibren estos excesos puntuales. En realidad con una sola regla aseguraras una mejor dieta: reducir alimentos procesados.
Ejercicio: fíjate en los alimentos procesados que tienes en casa y comenta qué opinas de su cantidad y de su proporción de grasas. Y ya de paso, fíjate como casi todos los alimentos procesados (sobre todo repostería como galletas, bizcochos…) contienen los mismos 3 ingredientes baratos: 1º almidón (en forma de cereales o harina de cereales que casi siempre es refinada), 2º Azúcares (refinados) y 3º grasas o aceites vegetales baratos (coco, palma, maíz, soja, colza…) y además suelen contener también lácteos.

Ejercicio: ¿Por qué si comemos principalmente comida procesada no tenemos una dieta variada?


¿Cuáles son los principales problemas de la comida procesada?

PROTEÍNAS
INTRODUCCIÓN
Son biomoléculas orgánicas formadas por la unión de muchos aminoácidos. Químicamente poseen O, C, H, N y S, este último en menor cantidad. Alimentos ricos en proteínas son las legumbres, pescado, carne, huevos, frutos secos y lácteos. Ejemplos de contenido de proteínas en algunos alimentos: el bacalao salado hasta un 47%, la soja (36,5%), lentejas (24%), cacahuetes (23%), semillas de girasol (22,5%), alubias (22%), carne de ternera (23%), carne de cerdo hasta un 20%, huevos (12%), leche de vaca (3%) y leche humana (0,9%). ¡Sorpresa!, las legumbres tienen más proteínas que la carne y la leche que tienen tanta fama de ser rica en proteínas tiene poca cantidad.
Las proteínas de origen vegetal son más cortas y nuestro aparato digestivo las digiere y asimila muy rápido, por eso las comidas vegetarianas no resultan pesadas, mientras que las proteínas animales son más largas y de difícil digestión (el sistema digestivo tiene que hacer un esfuerzo extra para digerirlas y hay un mayor gasto energético). No confundir mayor cantidad de proteína en un alimento con mayor aporte proteico o calidad proteica, por ejemplo los garbanzos tienen menos proteínas que la carne, pero su aporte proteico es mayor que muchas carnes por asimilarse mucho mejor en nuestro sistema digestivo. La calidad biológica de una proteína también se ve influenciada por el método de cocción o manufacturación: esto es más patente en la leche y derivados que pierden calidad al procesarse (la leche al ser sometida a las altas temperaturas de la pasteurización es alterada, dificultando la digestión y absorción de las proteínas lácteas. La pasteurización también destruye vitaminas, enzimas y otras sustancias beneficiosas de la leche, por lo que la leche deja de ser un alimento nutritivo).
Cada gramo de proteínas aporta 4 Kcal. Se aconseja ingerir menos de un 10% de las calorías que necesitamos en forma de proteínas (la cantidad de proteínas diarias recomendadas por la OMS ha ido descendiendo desde principio de siglo, conforme se ha ido observando que un exceso de proteínas causa enfermedades). El consumo de proteínas en España supera el 150% de las recomendaciones de la OMS, y la mayoría de las proteínas que consumimos son de origen animal. Hay numerosos estudios que demuestran que el exceso de proteínas en la dieta aumenta la probabilidad de determinadas enfermedades como el cáncer y otros estudios demuestran que la disminución del aporte de proteínas, sobre todo de origen animal (como la proteína láctea: la caseína), puede frenar la acción tumoral y prevenir la aparición de cáncer.
AMINOÁCIDOS
Estructura de los aminoácidos
Son compuestos orgánicos sencillos formados por C, H, O y N, algunos también por S. al unirse muchos de ellos mediante enlace peptídico se forman las proteínas. Los aminoácidos que forman las proteínas se llaman aminoácidos proteicos o primarios y están formados por un carbono llamado carbono alfa (C) al que se une un grupo carboxilo, un grupo amino y un radical que es distinto para cada aminoácido.
Existen 20 aminoácidos proteicos con los que se forman todas las posibles proteínas, los distintos aminoácidos se diferencian por el radical o cadena lateral, por ejemplo si el radical es H el aminoácido es la glicina, si el radical es CH3 el aminoácido es la alanina… (Ver tabla). Las posibilidades de formar diferentes proteínas con estos 20 aminoácidos son 20n, siendo n el número de aminoácidos que tenga la proteína. Existen muchos otros aminoácidos que no forman proteínas y que aparecen libres o combinados con otras moléculas orgánicas. La mayoría de las proteínas están formadas por cientos de aminoácidos.


Aminoácidos esenciales
Son aquellos aminoácidos que no podemos fabricar en nuestro cuerpo, por lo tanto, debemos ingerirlos en la dieta. Si no se ingieren en la dieta no se podrán fabricar las proteínas que los contienen. De los aminoácidos proteicos, 8 son esenciales. Ejemplos metionina y lisina.


¿Por qué aparecen 9 aminoácidos en la tabla si sólo 8 son esenciales?

Cuando ingerimos un alimento, lo que necesitamos obtener no son sus proteínas, sino sus aminoácidos y con ellos fabricamos nuestras propias proteínas (en el proceso digestivo las proteínas son digeridas, dando los aminoácidos de los que estaba constituida). Para fabricar nuestras proteínas necesitamos una buena proporción de aminoácidos, que no siempre está disponible en muchos alimentos por lo que es importante llevar una dieta variada, por ejemplo el arroz posee poca lisina y mucha metionina (ambos son aminoácidos esenciales: ver tabla), sin embargo, las legumbres tienen mucha lisina y poca metionina (al contrario que el arroz). En conclusión: legumbres y arroz forman una pareja perfecta para darnos todos los aminoácidos que necesitamos.
Las proteínas de origen animal generalmente presentan una mejor proporción de aminoácidos (por ejemplo leche o huevos), mientras que las de origen vegetal como en el ejemplo anterior suelen tener (no siempre) algún aminoácido esencial en baja proporción con respecto al resto, por ello surgió el mito de que los vegetarianos estrictos (no toman leche ni huevos) tienen falta de proteínas, pero esto es falso, ya que si llevamos una dieta variada, al comer distintos tipos de vegetales durante el día (no tienen porque estar en la misma comida) obtenemos todos los aminoácidos que necesitamos. Además se aconseja reducir la ingesta de carne por la mala alimentación del ganado (el pienso no es su alimento natural y contiene mucho omega-6 por lo que los animales suelen enfermar con facilidad) y en los animales se suele dar un uso abusivo de antibióticos y hormonas de engorde. Los aminoácidos que no necesitamos no se almacenan y se usan para producir energía.


ENLACE PEPTÍDICO. PÉPTIDOS Y PROTEÍNAS

Los aminoácidos se unen mediante un enlace entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente aminoácido, con pérdida de una molécula de agua, este enlace amida que se forma recibe el nombre de enlace peptídico.

Al unirse 2 aminoácidos se forma un dipéptido, si se unen 3 se forma un tripéptido,… y cuando se unen muchos aminoácidos se forma un polipéptido o cadena polipeptídica. Las proteínas son polipéptidos, normalmente formadas por cientos o miles de aminoácidos. La mayoría de las proteínas están formadas por una cadena polipeptídica, aunque hay proteínas formadas por varias cadenas polipeptídicas. Ejemplo: la hemoglobina es una proteína formada por 4 cadenas polipeptídicas. Cuando son pocos aminoácidos se les puede llamar también oligopéptido. En los péptidos, los aminoácidos se van uniendo alternando los radicales R, uno arriba y el siguiente abajo.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
En la estructura tridimensional de las proteínas, o lo que es lo mismo, en su disposición en el espacio, se pueden describir hasta 4 niveles de organización distinto y de complejidad creciente, cada uno de los cuáles se forma a partir del anterior. Son:


- Estructura primaria: es la secuencia lineal de aminoácidos que la integra, es decir, indica los aminoácidos que forman la proteína y el orden en que se encuentran unidos. No existe en realidad esta estructura, ya que conforme se van uniendo los aminoácidos en el ribosoma, ya van adquiriendo una estructura tridimensional y no lineal. La estructura primaria solamente es usada para el estudio de las proteínas. Ejemplo: Met-Lys-His-Pro…



- Estructura secundaria: La estabilidad del plegamiento es debida a la infinidad de puentes de H que se establecen entre los grupos –C=O de un enlace peptídico y el –NH de otro enlace peptídico. Los modelos más frecuentes son en hélice y en zig-zag.


- Hélice: en este tipo de estructura secundaria, la cadena polipeptídica se va girando en hélice, la más frecuente es la llamada hélice alfa. Los radicales de los aminoácidos quedan dirigidos hacia el exterior de la hélice y no intervienen en los enlaces.
- Zig-zag: La cadena polipeptídica se presenta con los aminoácidos dispuestos en zig-zag, la más frecuente es la llamada hoja plegada beta o lamina . Los radicales (R) se colocan alternativamente por encima y por debajo de los planos en zig-zag

Tanto las estructuras secundarias en hélice como en zig-zag son estructuras muy estables, puesto que todos los grupos –NH y grupos -C=O de los enlaces peptídicos participan en los puentes de H.
- Estructura terciaria: la mayoría de las proteínas se pliegan más todavía, ya que las estructuras secundarias sufren plegamientos debido a enlaces que se forman entre los grupos R (radicales o cadenas laterales) de cada aminoácido, formando la estructura terciaria (los grupos –C=O y –NH de los enlaces peptídicos, al formar la estructura secundaria, no intervienen en la estructura terciaria). En la imagen de la página siguiente se observa algunos de los enlaces que se forman entre las cadenas laterales R.



- Estructura cuaternaria: Formada al unirse dos o más estructuras terciarias, es decir, son proteínas formadas por más de una cadena polipeptídica. Al igual que en la estructura terciaria, se origina por enlaces entre grupos R. Ejemplos: la hemoglobina figura inferior izquierda es una proteína formada por 4 estructuras terciarias (2 cadenas alfa y 2 beta) y los anticuerpos (proteínas de defensa que se unen a los antígenos extraños) también están formados por 4 cadenas polipeptídicas (2 cadenas ligeras y 2 cadenas pesadas).


Ejercicio: Completa la tabla:

Estructura

Enlaces que estabilizan la estructura

Dibujo


Primaria









Secundaria









Terciaria










Cuaternaria









Desnaturalización y renaturalización DE LAS PROTEÍNAS



La desnaturalización de las proteínas consiste en la rotura de los enlaces que determinan la conformación espacial de las proteínas (estructura tridimensional) y como consecuencia de ello la proteína pierde su función biológica (al perder su forma pierde su función). En la desnaturalización se pierden las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria, aunque permanecen los enlaces peptídicos (quedando la estructura primaria).

La desnaturalización (rotura de enlaces) puede ser debida a altas temperaturas, cambios de pH… En determinadas condiciones, la desnaturalización puede ser reversible cuando cesan las condiciones que produjeron la desnaturalización y la proteína puede volver a plegarse adoptando su conformación espacial anterior, recuperando con ello la actividad biológica (su función). A este proceso reversible se le llama renaturalización.

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS
Cada proteína tiene una función específica, entonces hay tantas funciones como proteínas distintas, sin embargo podemos agrupar a todas las proteínas en 7 funciones:
- Función transportadora: como por ejemplo la hemoglobina que transporta oxígeno en sangre. y las lipoproteínas que transportan lípidos en sangre como el LDL (“colesterol malo”) y el HDL (“colesterol bueno”).
- Función contráctil: son proteínas que permiten el movimiento o contracción, destacan la actina y miosina que son proteínas musculares responsables de la contracción muscular.
- Función de reserva (energética): aunque las proteínas por lo general no son la principal fuente energética, hay ciertas clases de proteínas que constituyen un almacén de aminoácidos, dispuestos para ser utilizados por el embrión en desarrollo como fuente energética y unidades estructurales, por ejemplo la lactoalbúmina de la leche y la ovoalbúmina del huevo.
- Función estructural: muchas proteínas fibrosas tienen función estructural como el colágeno (es la proteína más abundante en tejidos conectivos) que da resistencia en tejidos conectivos como el óseo y cartilaginoso, la elastina que aparece en tejidos sometidos a estiramientos como los pulmones, vasos sanguíneos, la dermis de la piel… y la queratina que aparece en la piel, pelo, uñas, lana…
- Función enzimática: las proteínas que tienen acción biocatalizadora, es decir, que aceleran la velocidad de las reacciones químicas en los seres vivos, son enzimas. Se conocen aproximadamente 3.000 enzimas, algunos ejemplos son la amilasa que digiere almidón y glucógeno, la lipasa que digiere grasas, la lactasa que digiere la lactosa…
- Función hormonal: muchas hormonas son proteínas como la insulina, el glucagón, la hormona del crecimiento y la tiroxina.
- Función protectora-defensiva: las inmunoglobulinas, también llamadas -globulinas (gamma globulinas) son proteínas conocidas con el nombre de anticuerpos, forman parte de nuestro sistema inmunitario y se unen a determinadas sustancias extrañas (antígenos).
ENZIMAS, VITAMINAS Y ADITIVOS

CONCEPTO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ENZIMAS

Los catalizadores son compuestos químicos de distinta naturaleza que facilitan y aceleran las reacciones químicas. Las enzimas son sustancias presentes en los seres vivos que catalizan las reacciones químicas, es decir, que facilitan y aceleran las reacciones químicas, haciendo posible muchas reacciones químicas que no se producirían a la temperatura de los seres vivos, mientras que los catalizadores no biológicos suelen necesitar mayores temperaturas. Las enzimas, al catalizar las reacciones químicas en los seres vivos, se llaman también biocatalizadores.

Las enzimas cumplen las dos características de todos los catalizadores:
- Son sustancias que, incluso en cantidades muy pequeñas, aceleran la reacción.
- No se consumen en la reacción y al finalizar esta quedan libres pudiendo utilizarse de nuevo, por eso se necesitan en pequeñas cantidades.
Además, a diferencia de los catalizadores no biológicos, las enzimas tienen otras características:
Son muy específicas, por lo que actúan (sólo reconocen) a un sustrato concreto (o un reducido número de sustratos muy similares) y realiza un solo tipo de reacción química, por ejemplo la sacarasa es un enzima que hidroliza (rompe al añadir agua) la sacarosa dando glucosa y fructosa, no puede hacer otra reacción química que no sea la hidrólisis, ni actúa sobre ningún otro sustrato que no sea la sacarosa (no puede hidrolizar ningún otro disacárido como la lactosa).

Actúan a temperatura ambiente, la del ser vivo.

Son muy activas, algunas aumentan la velocidad de la reacción más de un millón de veces, muy superior a los catalizadores no biológicos.
Generalmente las enzimas son proteínas, aunque excepcionalmente existen algunas moléculas de ARN con función catalítica y se llaman ribozimas. Los enzimas suelen nombrarse con el sufijo –asa, por ejemplo los siguientes enzimas digestivos: la lactasa es el enzima que hidroliza la lactosa, la amilasa hidroliza el almidón, la lipasa hidroliza las grasas…

Actividad Enzimática
El mecanismo de acción de la enzima es unirse a uno o varios sustrato/s (molécula/s que van a reaccionar) por un lugar de la enzima llamado centro activo y el sustrato/s se/son transforman/ados en producto/s (molécula/s que se obtienen tras la reacción).
La unión del sustrato/s con la enzima forma el llamado complejo enzima-sustrato (para que se unan los sustratos al centro activo, debe haber un reconocimiento relacionado con la forma y el volumen, de ahí que sean tan específicos los enzimas sobre el sustrato), cuando se produce esta unión se facilita que se produzcan modificaciones químicas en los sustratos. Tras estas modificaciones los sustratos se transforman en otras sustancias, los productos. Una vez producida la acción enzimática, el complejo enzima-sustrato (complejo E-S) se desintegra quedando libre por un lado el enzima, el cual podrá volver a ser utilizado de nuevo y, por otro lado el sustrato pero ya convertido en producto.


Con la actividad enzimática (unión de enzima y sustrato/s, formación del complejo enzima-sustrato, modificaciones químicas en el/los sustrato/s y liberación de el/los producto/s) la enzima acelera la velocidad de la reacción química y al finalizar la enzima no se ha alterado o modificado, por lo que puede seguir funcionando continuamente (por eso se dice que los enzimas son eficientes).
Cofactores enzimáticos
No todos los enzimas están formados únicamente por aminoácidos (proteínas) sino que la mayoría de ellos para funcionar necesitan estar unidos a una sustancia no proteica, esta sustancia se denomina cofactor. Tanto la parte proteica como el cofactor son inactivos por sí mismos, han de estar unidas para que la enzima sea activa. Un mismo cofactor puede ser constituyente de diferentes enzimas.
El cofactor puede ser de distinta naturaleza:

- Pueden ser cationes metálicos como: Fe++, Mg2+, Cu2+ etc. Ejemplo la citocromo oxidasa que tiene como cofactor un átomo de hierro y uno de cobre.

- Pueden ser moléculas orgánicas complejas, en este caso se denominan:

Coenzimas si se unen débilmente y de forma temporal al enzima, algunos de ellos tienen en su composición una vitamina.

Grupo prostético si se unen mediante enlaces covalente y de forma permanente al enzima.
Ejercicio: A) ¿Por qué la carencia de vitaminas y minerales no permite el normal funcionamiento del cuerpo? B) ¿Por qué se le añaden vitaminas y minerales a los cereales del desayuno?
Inhibidores enzimáticos


Son sustancias que se unen al enzima y disminuyen o incluso impiden su actividad. Estas sustancias pueden ser de distintos tipos: iones, moléculas orgánicas y a veces el producto final de la reacción. A la acción que realizan se la denomina inhibición.

La inhibición y los inhibidores pueden ser de dos tipos:
  1   2

similar:

Tema composición de los seres vivos II iconComposición química de los seres vivos

Tema composición de los seres vivos II iconBloque los seres vivos: composición y funcióN

Tema composición de los seres vivos II iconPRÁctica 15 composición química de los seres vivos

Tema composición de los seres vivos II iconSecuencia de aprendizaje II: Los seres vivos: sus características y composición

Tema composición de los seres vivos II iconTanto las cosas como los seres vivos están formados por elementos...

Tema composición de los seres vivos II iconTema 10: los seres vivos

Tema composición de los seres vivos II iconParte de la Biología que estudia las moléculas que forman los seres vivos. Los seres vivos

Tema composición de los seres vivos II iconTema n° 3 características de los seres vivos

Tema composición de los seres vivos II iconTema 1: la materia de los seres vivos. Los compuestos inorgánicos

Tema composición de los seres vivos II iconLa composición química de los seres vivos = materia orgánica | ≠...


Medicina



Todos los derechos reservados. Copyright © 2015
contactos
med.se-todo.com