¿Qué es la Bioquímica?

k[pic 1]

La Bioquímica se considera una asignatura básica para la formación de los profesionales de la rama agropecuaria. Los estudiantes en esta ciencia deben realizar una gran abstracción para su comprensión, porque la Bioquímica estudia la constitución y el metabolismo de los seres vivos, formulando la biología a un nivel molecular. El contenido de la asignatura es extenso y su correcta comprensión requiere gran esfuerzo.

[pic 2]

[pic 3]

¿Qué es la Bioquímica? Si se vuelve al diccionario leeremos que se trata de “el estudio químico de la estructura y de las funciones de los seres vivos”. Es decir, la Química de la Vida. De hecho, se considera que la Bioquímica, la Química Biológica se decía entonces, nació con la síntesis de la urea.

Por primera vez se obtenía un compuesto orgánico a partir de componentes inorgánicos, borrando de esta manera la frontera entre lo vivo y lo no vivo, lo orgánico y lo inorgánico, y se desterraban las teorías vitalistas. La síntesis de la urea fue el punto de partida para el comienzo de un periodo que se extendió aproximadamente durante la segunda mitad del siglo XIX y el primer cuarto del siglo XX, en el que precisamente bajo la fuerte influencia de la Química, se produjo lo que se ha dado en denominar como la molecularización de la Biología [9]. Es decir, los químicos invadieron el terreno de los biólogos y se lanzaron al estudio de los seres vivos en términos moleculares y de reacciones químicas. Habían nacido los biólogos de bata, por contraposición a los de bota (*). Una división ciertamente ya obsoleta, pero que todavía algunos tratan de mantener en la actualidad; algo que, por cierto, considero pernicioso para el futuro de los estudiantes de Biología.

De este periodo quiero destacar a dos Químicos ilustres. El primero, seguro que conocido por todos, es Louis Pasteur [10]. Pasteur hizo dos descubrimientos durante la segunda mitad del siglo XIX que se revelarían esenciales para explicar la molecularización de la Biología. En primer lugar, demostró y explicó la existencia de enantiómeros ; las moléculas que, siendo químicamente idénticas, muestran estructuras espaciales que son imágenes especulares. Como las manos. La mano derecha es esencialmente igual a la izquierda pero ambas no son superponibles. Una es como si fuese el reflejo de la otra. ¿Y por qué es esto importante al hablar de Bioquímica? Pues porque la química de los seres vivos funciona sólo con una de ellas.

El segundo químico ilustre de este periodo al que quiero referirme es Emil Fischer [14]. Un gigante de la química de finales del siglo XIX y comienzos del XX. Fischer hizo de todo, pero lo que se quiere destacar en este artículo es cómo explicó la naturaleza química de las proteínas. Y cómo esto fue de una enorme trascendencia porque abrió la puerta al concepto de macromolécula. Un concepto que curiosamente no fue desarrollado por él porque, como casi todos los químicos orgánicos de la época, creía que no podía haber moléculas de más de 40 átomos de carbono [14]. Hoy sabemos que la más simple y pequeña proteína tiene más de 200. Y que una molécula de ADN puede estar formada por hasta millones de ellos. En Bioquímica, el tamaño no sólo sí importa sino que es una característica fundamental; al menos a nivel molecular. Las moléculas biológicas más genuinas de los seres vivos son, en general, grandes. Muy grandes. Otra de las singularidades propias de esta disciplina.

Max Perutz y John Kendrew resolvieron las de las primeras proteínas y Watson (el único biólogo, no físico, del grupo), Crick, Wilkins y Franklin la del ADN [14,16,17]. Creo que se trata de historias sobradamente conocidas, especialmente la del descubrimiento de la estructura en doble hélice del ADN, así que aquí sólo señalaré cómo resolver estas estructuras fue una tarea titánica, que dio paso a una nueva era de la Biología, que sus propios fundadores bautizaron como Molecular. Es decir, se pasó de la molecularización de la Biología, basada en planteamientos químicos, a la Biología Molecular, fundamentada principalmente en la Física. Y este nuevo periodo fue extraordinariamente fructífero: se comprendió el código genético, se explicó cómo se transmite la información en los seres vivos, se descubrieron infinidad de funciones celulares, se popularizó la ingeniería genética, etc., etc., etc… La Bioquímica entonces dejó de ser una Química Biológica para convertirse en la Biología Molecular.

[pic 4]

Los hidratos de carbono constituyen una parte importante y necesaria en la alimentación humana. Aunque desempeñan una función primordialmente energética, también tienen funciones estructurales y funcionales. Según la Agencia Europea para la Seguridad Alimentaria, la ingesta de hidratos de carbono debe oscilar entre un 45 y 60% de la energía en adultos y niños mayores de un año. Una parte importante de los hidratos de carbono disponibles en los alimentos la componen los mono y disacáridos, comúnmente denominados azúcares. Las principales fuentes dietéticas de azúcares son las frutas, los zumos de fruta, algunos productos vegetales, la leche y los productos lácteos, y los alimentos que contengan sacarosa añadida e hidrolizados de almidón. A pesar de ser fundamentales en nuestra vida diaria, no existe una terminología adecuada y clara sobre los diversos tipos de hidratos de carbono, y de forma muy especial de los azúcares. Tampoco en lo referente a las recomendaciones de ingesta y contenido en los alimentos. Sin recomendaciones ni valores de referencia, pueden producirse desajustes alimentarios, que pueden asociarse con la aparición precoz de la mayor parte de las enfermedades crónicas o degenerativas en nuestra sociedad.

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

Las diferentes etapas del desarrollo del hombre han sido determinadas, principalmente, por los cambios climáticos acaecidos en la Tierra. La evolución desde un homínido cuadrúpedo vegetariano de vida arbórea y con un cerebro muy pequeño, a un bípedo de vida terrestre omnívoro, pero de tendencias carnívoras, y con un cerebro de mayor tamaño y de funciones más complejas produjo, en alguna forma, una modificación de sus hábitos de alimentación, particularmente en la ingesta de ácidos grasos omega-3 de cadena larga. La transición desde una alimentación vegetariana a una alimentación omnívora-carnívora, obligó a los homínidos a modificar la fisiología y la bioquímica de su nutrición. Fue necesario desarrollar insulino resistencia en algunos tejidos, como el músculo esquelético, y desarrollar un cierto grado de leptino resistencia para optimizar el uso de la glucosa en aquellos tejidos estrictamente dependientes de este nutriente. Estos cambios se traducen en lo que ahora se denomina el genotipo del “gen ahorrador”, que finalmente se expresa en un fenotipo que propicia la acumulación de grasa en respuesta a una mayor necesidad de reserva de energía, la que ahora no es necesaria, lo cual redunda en un aumento vertiginoso de la obesidad en la población. Este trabajo revisa la evolución de la nutrición en diferentes etapas del desarrollo del género Homo, con énfasis en la importante función de los ácidos grasos omega-3 de cadena larga en el desarrollo cerebral. También se analiza como las modificaciones en la nutrición durante la evolución nos han conducido al aumento de la obesidad que se observa actualmente en la población.

...