Metabolismo
Dentro de una célula están pasando mil cosas al mismo tiempo. Continuamente, un montón de reacciones químicas necesarias para mantener la vida y la salud celular están siendo llevadas a cabo. Ni hablar de lo que ocurre a nivel de un individuo, donde no sólo hablamos de una, sino de millones de células que trabajan de forma coordinada y estrechamente relacionada.
Muchos de los procesos físico-químicos que permiten que exista la vida están conectados entre sí en forma de cadena componiendo una vía, que a la vez puede conectarse con otras, resultando en una complejísima red que está finamente regulada. Esta red, que surge del conjunto de todas las reacciones químicas que ocurren en una célula, es a lo que llamamos metabolismo.
Podemos dividir al metabolismo en dos grandes grupos de reacciones:
Catabolismo: incluye a todas las reacciones a partir de las cuales se obtienen moléculas sencillas a partir de moléculas complejas. En los procesos catabólicos se libera energía y la célula puede utilizarla para cumplir todas sus funciones. Por ejemplo, la degradación de hidratos de carbono, proteínas y lípidos que consumimos en los alimentos son reacciones que permiten obtener energía.
Anabolismo: incluye a todas las reacciones de biosíntesis de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. En los procesos anabólicos se consume energía. Un ejemplo de reacción anabólica es la síntesis de proteínas, es decir, el proceso de formación de estas moléculas.
Acabamos de hablar de “obtener” y “consumir” energía, pero, entonces primero veamos un poco de qué se trata la energía.
Para la física clásica, la energía es la capacidad de realizar un trabajo. En términos biológicos, puede entenderse como la capacidad de generar algún tipo de cambio.
La energía puede tomar muchas formas: lumínica, eléctrica, calórica, eólica, hidráulica, etcétera. Además, la energía puede convertirse de una forma a otra.
En la célula, la energía se encuentra en forma de energía química, es decir, almacenada en las uniones químicas (entre átomos o entre moléculas).
La energía química se almacena en los enlaces y le da a una sustancia la potencialidad de formar parte de una reacción química y así transformarse en otras sustancias.
La moneda energética, o sea, el intercambiador de energía por excelencia en la célula es el adenosín trifosfato o trifosfato de adenosina (ATP para los amigos). En la mayoría de los casos, cuando la célula requiere energía la obtiene a partir de la hidrólisis (ruptura que utiliza agua) de una molécula de ATP.
Esto se debe a que los enlaces entre los fosfatos del ATP son enlaces de alta energía que al romperse es liberada, permitiendo que la célula la utilice para llevar a cabo todas las reacciones necesarias.
Ya hablamos de energía, ahora hablemos de sistemas. Definimos como “sistema” al pedacito de universo que estamos estudiando. En función de cómo un sistema interacciona con su entorno, los podemos clasificar en:
- Sistema aislado: no intercambia materia ni energía con su entorno.
- Sistema cerrado: no intercambia materia, pero sí energía con su entorno.
- Sistema abierto: intercambia materia y energía con su entorno.
Los seres vivos somos sistemas abiertos. Los sistemas biológicos no sólo intercambian materia y energía con su entorno, sino que lo hacen de forma constante y establecen lo que se conoce como estado estacionario.
El estado estacionario consiste en un equilibrio dinámico: el intercambio ocurre en ambos sentidos y la energía disipada es igual a la energía absorbida (y siempre es distinta de 0). Si no hay intercambio de energía, no hay vida.
