METABOLISMO

EL METABOLISMO

Es el conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en las células de cualquier organismo vivo y que le permiten a este realizar todas sus actividades, tales como la reproducción, el crecimiento, el mantenimiento de sus estructuras y la respuesta a los estímulos que recibe, en otras palabras, el metabolismo permite el mantenimiento de la vida.

Para entender como es que el metabolismo funciona, hay que repasar los aspectos más básicos de lo que son las reacciones químicas. 

En general cualquier reacción química se presenta cuando se crean o se rompen enlaces químicos. Para que se lleven a cabo las reacciones químicas, los iones, los átomos o las moléculas deben chocar unos con otros. La efectividad de la colisión depende de la velocidad de las partículas, la cantidad de energía que se requiere para que la reacción se presente (energía de activación) y la configuración (forma) especifica de las partículas.

La presión y temperatura normales del cuerpo son demasiado bajas para que las reacciones químicas se presenten a una velocidad suficientemente rápida para el mantenimiento de la vida, y aunque el aumento en la presión, temperatura y concentración de las moléculas reactivas puede aumentar la frecuencia de las colisiones, y también la velocidad de las reacciones químicas, esos cambios pueden dañar o matar a las células y por consecuencia, al organismo.

Los catalizadores son sustancias que pueden acelerar una reacción química aumentando la frecuencia de las colisiones o disminuyendo el requerimiento de energía de activación, sin que se alteren en si mismas. 

En las células vivas, las enzimas funcionan como catalizadores biológicos. Las enzimas son moléculas orgánicas (generalmente de origen proteico) que aceleran las reacciones químicas aumentando la frecuencia de las colisiones, disminuyendo la energía de activación y orientando de manera adecuada a las moléculas en colisión. Las enzimas realizan todo esto esto sin necesidad de alterar la concentración, la presión o la temperatura; en otras palabras, sin dañar o matar a la célula.

 El siguiente vídeo les permitirá tener un concepto un poco más claro de como actúa una enzima.

El metabolismo al interior de las células

El interior de una célula es dinámico y activo. Allí ocurren diferentes procesos que conducen a un ciclo continuo de degradación y construcción de nuevos materiales. Este ciclo tiene dos procesos: catabolismo y anabolismo, los cuales se interrelacionan entre sí a través de una serie de rutas metabólicas particulares.  

El catabolismo

Es el conjunto de procesos metabólicos   que permite a las células obtener sustancias simples a partir de otras complejas.

Los procesos catabólicos liberan energía, en otras palabras son exergónicos. Las células utilizan la energía que se libera durante el catabolismo para realizar sus funciones, si hay un excedente que no se usa  esta se almacena en forma de moléculas energéticas para su posterior utilización.

El anabolismo

Es el conjunto de procesos metabólicos en los que las células fabrican sustancias complejas a partir de la combinación de otras más simples. Los procesos anabólicos consumen  energía, es decir, son endergónicos. 
La energía que utilizan los procesos anabólicos se obtiene, por lo general, a través de procesos catabólicos.

Las vías metabólicas.      

Una vía metabólica es una cadena de reacciones químicas en la que una o varias moléculas iníciales, llamadas sustratos, se transforman, a través de procesos anabólicos o catabólicos, en uno o varios productos finales. Esta secuencia implica diferentes pasos. En cada uno de ellos se produce una sustancia particular que sirve de sustrato para la siguiente y así consecutivamente. Al conjunto de sustancias que se producen en los pasos intermedios de una vía metabólica se les conoce con el nombre de metabolitos intermedios.

Sitios cosultados:
http://ciencias-naturales-para-septimo.webnode.es/excresion-y-homeostasis/metabolismo-y-homeostasis/

http://www.profesorenlinea.com.mx/Ciencias/AlimentaMETABOLISMOyENZIMAS.htm

TAREA para semana del 30 de enero al 3 de febrero 2017

Hola chicos, les pongo aquí la tarea para la próxima semana.

TAREA:

ANTECEDENTE: (información necesaria para entender el problema de tarea)

Una de las tecnologías desarrolladas recientemente, es la de insertar genes de un organismo a otro, es decir de desarrollar organismos transgénicos o GMO's (Organismos genéticamente modificados), de esta manera es posible hacer que una especie produzca sustancias que normalmente no sintetizaría.

 Un ejemplo es el del Maíz BT que produce su propio insecticida; al que si bien se le da la ventaja adaptativa de protegerse de ciertas plagas y por tanto aumentar su productividad disminuyendo además el costo que representarían las aplicaciones de plaguicidas; también presenta riesgos potenciales al medio ambiente,  como por ejemplo,  puede afectar a otros insectos que no son plaga y de que su polen se disperse y deposite en otras plantas matando insectos benéficos (esto solo por mencionar el riesgo más evidente). En  cuanto a las personas, consumir estos alimentos trangénicos que producen sustancias que normalmente no se encuentran en ellas, puede producir alteraciones o alergias que aun no ha sido evaluadas consistentemente.

Por otro lado, la información que se ha manejado en este tema te permite estimar la importancia que el desarrollo de las vacunas ha tenido en la prevención de enfermedades que antiguamente costaba la vida de cientos y hasta miles de personas. Sin embargo la distribución de las vacunas en sitios remotos donde no hay formas fáciles de acceso ha generado preocupación porque las vacunas requieren ser producidas, almacenadas y transportadas en condiciones de esterilidad y refrigeración. Adicionalmente su aplicación y manejo se lleva a cabo por personal calificado y entrenado (médicos, enfermeras, paramédicos). Por estas razones se ha pensado en producir cultivos de plantas como el plátano, que estén genéticamente modificados para producir el antígeno, y por tanto actuar como vacunas para enfermedades infecciosas tropicales como el cólera o la malaria.

Analizar
Cuales serian las ventajas y desventajas de usar Plátanos genéticamente modificados comparados con las vacunas tradicionales.
Cual seria el efecto sobre sobre el sistema inmune a nivel de individuo
Como afectaria en la comunidad como resultado del mejoramiento del sistema inmune de los individuos que la conforman
Cuales serian los posibles efectos sobre el ecosistema donde se encuentra esa comunidad
Que aspectos éticos estarían implicados en este tipo de vacunación.

HOMEOSTASIS, ENFERMEDAD,SISTEMA INMUNOLOGICO Y VACUNAS

Hola chicos:

Les deseo un feliz año y que gocen de perfecta salud para que tengan la energía y entusiasmo necesarios para salir adelante en todas sus materias.

Iniciamos el año con el tema que dejamos pendiente el semestre pasado, aunque la información basica esta en el blog, es necesario que en sus bitácoras vayan anotando lo que se dice en clase a manera de complementar la información e ir resolviendo las dudas.

Homeostasis:

Como se puede deducir de los temas ya vistos, todos los sistemas se relacionan entre si y en conjunto se encargan de que todas las funciones del organismo se lleven a cabo de tal manera que se mantenga un medio estable al interior de las células de todo el organismo y en los fluidos que circulan por el. Para que esto suceda de manera sincronizada existen varios mecanismos que llamamos homeostáticos y que en conjunto forman el proceso de "HOMEOSTÁSIS". En un diccionario su definición se da como “Conjunto de fenómenos de autorregulación, conducentes al mantenimiento de una relativa constancia en la composición y las propiedades del medio interno de un organismo”  

Como ya se mencionó, estos mecanismos de autorregulación se conocen como mecanismos homeostáticos y están regulados y coordinados a través del sistema nervioso y el endocrino (aunque recuerda que la información necesaria para que se den todos y cada uno de los procesos implicados está en la información genética encriptada en el ADN).  Cuando estos mecanismos fallan ya sea por causas internas (intrínsecas) o externas (extrinsecas) al organismo, se produce la enfermedad.

Causas de la enfermedad:

Las personas y en general todos los organismos pueden enfermar por diversas causas que pueden ser englobadas en 2 grandes grupos:

Causas intrínsecas:

Mutaciones y aberraciones cromosómicas como por ejemplo: la fenilcetonuria (donde la persona tiene un gen mutado y como consecuencia no se produce la enzima que se requiere para metabolizar la fenilalanina que entonces se acumula en las células nerviosas y estas se deterioran y eventualmente se destruyen o el síndrome de Down (trisomía 21) en el que por una falla durante la meiosis se distribuyen mal los cromosomas y en la fertilización el cigoto queda con 3 cromosomas 21 en vez de los 2 que deben ser y como consecuencia las personas que padecen esta enfermedad tienen una serie de problemas físicos y fisiológicos).  

Causas extrínsecas:

Físicas (causados por golpes o accidentes), agentes químicos (quemaduras con ácidos o intoxicaciones de tipo medicamentoso), desequilibrios nutricionales (desnutrición; escorbuto, que se da por falta de vitamina C; raquitismo, cuya causa es la deficiencia de vitamina D, etc.) o las causadas por microorganismos como parasitosis o infecciones de virus o bacterias.

A nivel de salud pública las enfermedades que más preocupación causan son las de tipo infeccioso, esto debido a que son transmisibles a las personas que tienen contacto directo con el enfermo, sus secreciones o con sus objetos personales. Otra forma de transmisión es por medio de un insecto (vector) que puede picar a una persona enferma y luego a una o varias personas sanas. 

En estos casos el agente infeccioso se pueden propagar a la población de tal manera que causan una epidemia. Cuando los agentes infecciosos entran en contacto con un medio en donde pueden sobrevivir y transportarse a otros lados como es el caso del agua de ríos, lagunas etc. de donde las personas toman agua, la epidemia puede extenderse más rápido y en mayor extensión.

Las epidemias causaron muertes masivas en el pasado lejano o incluso reciente como es el caso del Ébola o la influenza, hoy en día gracias al desarrollo de las vacunas muchas de estas enfermedades ya no representan el problema de antes, e incluso hay enfermedades como la viruela que se consideran erradicadas ya que el último caso se dio en Somalia en el año 1977.

Generalidades del sistema inmunológico:

Para entender como y porque funcionan las vacunas hay que conocer un poco lo que es el sistema inmunológico y como funciona para defendernos de las bacterias, virus o parásitos que ingresan a nuestro organismo, ve el siguiente video.

El sistema inmunológico responde a cualquier toxina sustancia, parasito, bacteria, hongo o virus, cuya naturaleza sea detectada como ajena (el organismo lo que detecta son en la mayoría de los casos proteínas, glucoproteinas o algunas otras de las moléculas que se encuentran en la membrana de estos patogenos y que al ser diferente de las que se encuentran en las células propias, el sistema los cataloga como extraños). a todos estos elementos se les conoce como antígenos. Cuando el antígeno logra pasar las barreras físicas (piel, mucosas, vello, etc.), entonces entran primero los procesos de  primera linea o mecanismos innatos que responden de inmediato pero no son específicos, posteriormente se agregan los mecanismos adaptativos o adquiridos que son específicos pero tardan en responder, sin embargo tienen la característica de guardar la memoria del antígeno, lo que le permite responder posteriormente cuando el mismo antígeno entre nuevamente al sistema. Es decir, en la primera infección se crean células (un tipo de linfocitos B) que quedan circulando en la sangre y que guardan la "memoria" del antígeno especifico y por lo tanto cuando el mismo antígeno logra ingresar nuevamente, la respuesta es mucho más rápida y específica evitando que el patogeno se reproduzca, con lo que la enfermedad no se llega a presentar, o en su caso se presenta en forma muy leve y de poca duración. A esto se le llama "inmunidad".
El esquema siguiente resume los procesos, células y sustancias implicados en la respuesta inmune:

Algunos de los grupos celulares y procesos importantes implicados en la respuesta inmune son:

EN LOS MECANISMOS INNATOS

•  Las células que tienen la capacidad de fagocitar (ver*) a los microorganismos potencialmente patógenos, como los neutrofilos y los macrófagos (tipos de glóbulos blancos)
• Las células asesinas, que inyectan en las células infectadas toxinas que matan a la célula infectada junto con el patógeno.
• Otras sustancias implicadas en los procesos de inflamación por ejemplo.

EN LOS MECANISMOS ADAPTATIVOS O INNATOS

• Células que fagocitan y presentan el antígeno a las células T para que estas induzcan la formación de células que producen los anticuerpos (sustancias que se unen a los antígenos y destruyen a los organismos que los portan).
• También inducen la formación de células de memoria que son las responsables de la inmunidad.
• Todas estas células son tipos diferentes de glóbulos blancos que circulan por la sangre y por el sistema linfático.

VACUNAS:

Las vacunas se basan en el proceso de inmunidad adaptativa o adquirida, lo que hacen 
es presentar el antígeno al sistema inmune de manera que este responda creando las células de memoria, es decir, produciendo la inmunidad. 
Las vacunas contienen el antígeno  o sea las moléculas del patógeno que provocan la respuesta inmune. Las vacunas entonces pueden consistir en:

• El mismo patógeno pero atenuado, es decir que se le ha modificado para que no se reproduzca en las células humanas y por tanto no produzca la enfermedad o lo haga de forma muy leve
• El patógeno muerto o fracciones de el o bien la molécula que provoca la respuesta pero que ha sido aislada del patógeno
• Las vacunas sintéticas y las recombinadas, creadas por síntesis o por ingeniería genética.
• Las vacuna anatoxinas o toxides fabricadas a partir de las toxinas del microorganismo patógeno.

Hasta aquí la tarea es leer completa la información y ver el video para después hacer un resumen y escribir las dudas que tengan, estas serán resueltas al inicio de la próxima clase.

Nota adicional: En el caso del cáncer, el mecanismo inmunológico actúa evitando que se desarrolle el tumor solo cuando las mutaciones que se dan en las células tumorales producen algún tipo de proteina o glucoproteina que se expresa en las membranas de estas células (antígenos tumorales) y que por ser diferentes a las propias el sistema inmunológico las reconoce como extrañas.

*En la fagocitosis,  un tipo especial de células, como pueden ser los neutrófilos y macrófagos, rodean con su membrana citoplasmática a un antígeno, célula apoptótica, restos celulares, microorganismos o sustancias de un tamaño generalmente entre 1 y 2 micrometros y lo introducen al interior celular. Esto se produce gracias a la emisión de pseudópodos alrededor de la partícula o microorganismo hasta englobarla completamente y formar alrededor de él una vesícula, llamada fagosoma, la cual fusionan posteriormente con lisosomas para degradar el antígeno fagocitado, como se ve es muy parecido a la endocitosis, y de hecho es un proceso endocitiotico, la diferencia estriba en el tamaño de las moléculas que son introducidas a la células.