El universo está compuesto de materia y energía. Dado que las células vivas forman parte del universo, también están compuestas de materia y energía, y están sujetas a las mismas leyes químicas y físicas que rigen el universo en su conjunto. Es asi como las características y el comportamiento de todos los organismos pueden explicarse, en última instancia, en términos de sus propiedades químicas y físicas. Cualquier comprensión de las funciones biologicas de la respiracion celular requiere la comprensión de una serie de conceptos fundamentales provenientes de la química, la física, la bioquímica, y la fisiología.

 

Sin energia no puede existir ninguna actividad celular. La generacion de energia biologicamente utilizable es un apartado de la bioenergetica que ocupa una importancia central para todas las formas de vida, incluyendo el ser humano. La bioenergetica es un area relativamente compleja de la biologia que, incluso en la actualidad, se comprende de manera incompleta. Desde el punto de vista del lector nada es peor que considerar las vias metabolicas implicadas a modo de una larga serie de reacciones complejas que deben ser cometidas a la memoria, sin llegar a comprender lo que en realidad representan.

 

Desde el punto de vista didactico, tales hechos plantean serios retos y dificultades. Si no se comprenden bien las relaciones energeticas en la celula viva, las vias anabolicas y catabolicas que componen el metabolismo celular tambien escapan a la comprension, e incluso carecen de significado biologico. Lamentablemente esta apasionante area de la biologia suele estar mal explicada a aquellos que se interesan por ella. El objetivo de este breve y sencillo articulo consiste en simplificar los conceptos basicos sin por ello perder de vista su esencia.

 

 

Ivan Petrovich Pavlov (1849-1936) fue un fisiólogo ruso conocido principalmente por sus trabajos sobre el condicionamiento clásico que recibio el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en el año 1904. Sus trabajos tratan sobre el aprendizaje por asociación, de forma que dos estímulos se unifican para producir una nueva respuesta aprendida en una persona o animal. 

 

Pues bien, Según Pavlov: "lo simple y fundamental puede entenderse sin lo complejo; sin embargo, lo sofisticado y complejo no puede entenderse sin lo simple y fundamental." La verdad expresada en tal afirmación correrá como un hilo conductor a lo largo de este articulo. No obstante, y para comprender mejor los acontecimientos moleculares que intervienen en la respiracion celular, es necesario recordar algunos conceptos fundamentales. 

 

 

Si bien la materia viva está muy organizada y es sumamente compleja, una mirada penetrante a su esencia revela que está formada por átomos de diversos elementos, como cualquier sustancia no viviente. Hasta la fecha conocemos veinte elementos esenciales que intervienen en la estructura y funcion de los seres vivos. Seis de ellos son los más comunes y constituyen el 99% del peso total: 1.- oxígeno (65%); 2.- carbono (18%); 3.- hidrógeno (10%); 4.- nitrógeno (3%); 5.- calcio (2%); y 6.- fósforo (1%). Todos los demás, como el potasio, el azufre, el cloro, el sodio, el magnesio, etc., constituyen un mero 1,0% del total.

 

Se denominan elementos químicos esenciales a una serie de elementos que se consideran esenciales para la vida o para la subsistencia de determinados organismos. Para que un elemento se considere esencial, este debe cumplir cuatro condiciones: 1.- la ingesta insuficiente del elemento provoca deficiencias funcionales, reversibles si el elemento vuelve a estar en las concentraciones adecuadas; 2.- sin el elemento, el organismo no crece ni completa su ciclo vital; 3.- el elemento influye directamente en el organismo y está involucrado en sus procesos metabólicos; 4. el efecto de dicho elemento no puede ser reemplazado por ningún otro elemento.

 

El protoplasma célular vivo no contiene estos elementos en forma de átomos libres. De hecho se encuentran combinados y organizados en diferentes tipos de moléculas que configuran dos categorías principales 1.- inorgánicas (sin carbono); y 2.- orgánicas (con carbono). 

 

Por “inorgánico” se entiende cualquier sustancia que no contenga atomos de carbono y se caracteriza por la ausencia de enlaces covalentes carbono-hidrógeno (C-H). Por “orgánico” entendemos cualquier sustancia que contenga atomos de carbono, pero con algunas excepciones como ouede ser el dióxido de carbono (CO2). Las moléculas organicas pueden contener átomos de oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, o ciertos metales. 

 

Sabemos que la luz solar constituye la fuente de energía de las plantas verdes. En su presencia sus hojas realizan la fotosíntesis conviertiendo dioxido de carbono (CO2) y agua (H2O) en carbohidratos. Desde el año 1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular aconseja el uso del término “carbohidrato” y no el de “hidratos de carbono.”

 

Durante el proceso de fotosintesis se crean nuevos enlaces químicos que almacenan grandes cantidades de energía. Así, los enlaces químicos de los carbohidratos representan un almacén en el que la planta almacena energía potencial para su uso futuro. Cuando tal energía es requerida, la planta literalmente rompe los enlaces para liberar la energía almacenada. No obstante, cuando los carbohidratos se convierten en grasas o proteínas, la energía no se pierde. Los enlaces químicos de las nuevas sustancias continuan conteniendo la energía potencial almacenada originalmente en los carbohidratos. 

 

Los seres humanos y otros organismos que no poseen capacidad fotosintética obtienen su energía a partir de los carbohidratos, asi como de las grasas y las proteínas que ingieren. Estos compuestos orgánicos se degradan, o bien descomponen, de forma escalonada en productos químicos de menor contenido energético. Gran parte de la energía liberada se pierde debido a que los enlaces de alta energía se convierten en enlaces de menor energía. Pero al menos una parte de la energía es captada y es utilizada para el funcionamiento de las celulas. 

 

 

La suma total de todas las reacciones químicas que tienen lugar en la célula viva, y todos los cambios de energía que acompañan a estas reacciones, se conoce como metabolismo. El termino “metabolismo” procede del griego “metabole” que significa “cambio,” ya que las celulas se hallan en un estado de cambio continuo.

 

El metabolismo puede dividirse en dos grandes categorías: 1.- anabolismo o acumulación (parte del metabolismo que interviene en la sintesis de moleculas organicas; del griego “anabole” que significa “acumular”); y 2.- catabolismo o descomposición (parte del metabolismo que interviene en la degradacion de las moleculas organicas, con liberacion de energia; del griego “katabole” que significa “lanzar hacia abajo”). 

 

Por lo tanto, el anabolismo incluye todas las actividades que construyen moléculas más grandes a partir de otras más pequeñas. Actividades como la síntesis de una proteína a partir de muchos aminoácidos separados requieren un aporte de energía de alguna otra fuente. En sentido inverso, el catabolismo incluye todas las actividades que descomponen moléculas grandes en otras más pequeñas. Actividades como la descomposición de los carbohidratos en CO2 y H2O suelen ir acompañadas de una liberación de energía. 

 

Todos los sistemas del universo continuamente tienden a perder energia y a convertirse en estados de menor contenido energético, asi como incrementar su estado de desorganización. Hace años se pensó que la vida desobedecía esta ley tan basica de la termodinamica pero, con el paso del tiempo y el avance de la ciencia, quedo claro que la célula invierte una gran cantidad de energía en su propia manutencion y arquitectura funcional. 

 

Las moléculas celulares se dividen en dos tipos basicos: 1.- las permanentes, que componen los orgánulos intracelulares; y 2.- las perecederas, que se relacionan con los combustibles orgánicos. Todo apunta a que el ácido desoxiribonucleico o ADN es la única molécula biológica que es conservada como tal en el tiempo. Por lo demás, la composición célular se encuentra en un constante estado de cambio. Lo unico que se mantiene estable es el estado basico de organización funcional.

 

 

Este flujo o cambio constante que hemos mencionado es conocido como el "estado dinámico del protoplasma" o bien el “estado dinámico célular.” Todo ello implica la existencia y presencia de un constante "equilibrio dinámico." Técnicamente hablando, el término “equilibrio” sólo es aplicable a los sistemas cerrados donde solo existe la transferencia de energía dentro del propio sistema. Por otro lado, los sistemas abiertos son aquellos donde la energía y materia pueden entrar o salir del sistema. 

 

Sin embargo, la célula es un sistema organico abierto. Y lo es porque tráfica de forma constante, fluida, y abiertamente con el entorno inorgánico. El estado dinámico al cual nos estamos referiendo es, en realidad, sinónimo del termino metabolismo, o sea la suma total de reacciones bioquímicas que se producen en la célula. De ahí que el estado altamente organizado pero de intercambio fluido de la célula con el medio ambiente se denomine "estado estable," o “steady state.” Todo ello gracias a la existencia de un flujo constante de energía desde el exterior hacia el interior de la célula. 

 

A partir de estos conceptos rudimentarios podemos considerar, quizas sin equivocarnos, que la célula viva representa la existencia de un estado estacionario o steady state; y que la vida en si es, precisamente, el estado estacionario o steady state.

 

 

La respiración incluye dos fases distintas: 1.- la respiracion celular; y 2.- la respiracion fisiologica. 

 

La primera (respiracion celular) consiste en una compleja serie de reacciones químicas que liberan energía a partir de los nutrientes. En los animales superiores este tipo de respiracion consta de dos subfases adicionales: 1.- la respiracion celular anaerobica, que se realiza en ausencia de oxigeno, y que incluye un proceso alactico (no produce acido lactico) donde interviene el ATP y la fosfocreatina, asi como un proceso lactico (produce acido lactico) conocido como glucolisis anaerobica; y 2.- la respiracion celular aerobica, que se realiza en presencia de oxigeno, y que incluye el ciclo de krebs y la fosforilacion oxidativa. 

 

La segunda (respiracion fisiologica) concierne el intercambio gaseoso de oxígeno y dióxido de carbono entre el organismo y su entorno. En el ser humano intervienen las vias respiratorias superiores e inferiores.

 

 

La respiración celular es esa fase particular del metabolismo en la que la célula animal o humana viva obtiene energía útil para su trabajo. Podemos resumir la funcion biologica de la respiracion celular como la degradacion de los nutrientes alimenticios para producir y almacenar energía metabólica en forma de adenosina trifosfato, tambien conocido como ATP. Esto se consigue normalmente mediante una serie de reacciones químicas especificas que oxidan los hidratos de carbono o las grasas. Tal proceso también implica el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre un organismo y su entorno. 

 

En esta serie de reacciones, las grandes moléculas se degradan o descomponen de forma escalonada en unidades más pequeñas, y la energía es liberada gradualmente y en pequeñas cantidades. Por oxidación se entiende la pérdida de electrones por parte de un átomo o una molécula; en particular, la pérdida de electrones hacia un átomo de oxígeno cuando una sustancia se combina químicamente con el oxígeno. 

 

Por otro lado, la respiración celular no debe confundirse con la digestión, que también implica la descomposición de grandes moléculas en otras más pequeñas. La diferencia radica en el destino de la energía liberada durante el proceso. Durante la digestión, las moléculas largas y encadenadas se hidrolizan en unidades más pequeñas bajo la influencia de las enzimas adecuadas. Cuando algo se hidroliza, reacciona con el agua, lo que provoca la descomposición de una molécula grande y compleja en moléculas más pequeñas y menos complejas. 

 

De esta manera, los almidones se descomponen en moléculas de glucosa, las grasas en ácidos grasos y glicerina, y las proteínas en unidades de aminoácidos. Sin embargo, al romperse estos enlaces químicos, toda la energía que es liberada se desperdicia en forma de calor.

 

En los primeros tiempos de la química se descubrió que muchas sustancias podían arder en presencia de oxígeno. Por tal motivo el proceso se denominó "oxidación," esencialmente porque la sustancia que ardía se unía al oxígeno para formar un compuesto denominado "óxido." En esos tiempos, los químicos pensaron que, aunque el oxígeno en sí mismo no podía arder, era esencial para la combustión porque favorecia la combustión de otras sustancias. Las vías catabólicas oxidan los carbohidratos, los lípidos, y las proteínas y, en conscuencia producen dióxido de carbono, agua, y la energía necesaria para crear moléculas de adenosin trifosfato o ATP.

 

En la respiración celular, las moléculas grandes tambien se degradan en otras más pequeñas bajo la influencia de ciertas enzimas. Algunas de las reacciones que intervienen en los procesos de respiración son del tipo oxidación-reducción, tambien conocidos como redox. Pero en tales reacciones una cantidad apreciable de la energía liberada es atrapada y finalmente utilizada para las actividades celulares. De manera general, podríamos comparar todo el proceso al funcionamiento de una gigantezca y giratoria rueda de agua.

 

Una reacción de oxidación-reducción es un tipo de reacción química que implica una transferencia de electrones entre dos especies químicas. Se trata de cualquier reacción química en la que el número de oxidación de una molécula, un átomo, o un ion cambia al ganar o perder un electrón. Estas reacciones tipo redox son comunes y vitales para algunas de las funciones básicas de la vida, como pueden ser la fotosíntesis, la respiración celular, la combustión, y finalmente la corrosión u oxidación.

 

Volviendo a la metáfora de la rueda de agua giratoria, vemos que si esta se coloca en el flujo de agua de un arroyo que corre cuesta abajo, esta captará parte de la energía liberada cuando el agua pasa de un nivel de energía más alto a otro más bajo. Es mas, si tal rueda está conectada un equipo mecanico de transferencia de energia adecuado, incluso se puede realizar un trabajo útil. 

 

En comparación a la rueda, podemos considerar que la respiración celular produce una corriente de hidrógenos o de electrones que fluyen cuesta abajo desde un nivel de energía más alto a otro más bajo. En tal caso, la extracción de electrones de una sustancia y su transferencia a otra representa el principal medio de liberación de energía durante la respiración celular. En este proceso, algunas de las estructuras físicas y químicas especiales de la célula sirven el mismo proposito que las paletas contenidas en la rueda giratoria. Y lo hacen porque se colocan directamente en el medio de la corriente metabolica de la celula de tal manera que son capaces de capturar parte de la energía y hacerla disponible para un trabajo celular útil. 

 

En síntesis, de la misma manera que la energía cinética del agua en movimiento es utilizada para hacer funcionar la rueda de agua, los electrones liberados en las reacciones de oxidación-reducción en los organismos vivos proporcionan energía para los procesos metabólicos. Como es evidente, la oxidación-reducción es uno de los pasos clave en el mecanismo de respiración celular. 

 

Ahora bien, cuando las reacciones de oxidación-reducción se producen en los sistemas no vivos, suelen ir acompañadas de una liberación rapida e incontrolada de energía. Por ejemplo, si acercamos una llama a una mezcla de hidrógeno y oxígeno, ambos elementos se uniran según la siguiente ecuación química: 2H2 + O2 → 2H2O + energía. En tal caso la energía es liberada a modo de una ráfaga explosiva. Una liberación de energía tan explosiva difícilmente podría servir un propósito útil en cualquier organismo vivo; de hecho, lo destruiría. 

 

En la reacción que acabamos de describir, la energía se libera porque los enlaces H-H (hidrógeno-hidrógeno) poseen más energía que los enlaces de las moléculas de agua resultantes en la reacción. Por la misma razón se libera energía cuando la oxidación rompe los enlaces C-H (carbono-hidrógeno) de una sustancia como la glucosa, de acuerdo a la siguiente reaccion:  C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (2880kJ/mol). 

 

Como se puede apreciar, la ecuacion en cuestion concierne, de izquierda a derecha, glucosa, oxygeno, dioxido de carbono, agua, y energia. No obstante, y en cierta forma, nos puede resultar engañosa ya que implica tres importantes suposiciones: 1.- que la glucosa es el unico sustrato respiratorio; 2.- que el proceso requiere la presencia de oxigeno; y 3.- que 2880Kj de energia son liberados en un unico paso. Cabe aclarar que todas y cada una de estas suposiciones son incorrectas por razones cuya detallada explicacion supera el alcance de este sencillo articulo.  

 

La oxidación completa de la glucosa a dioxido de carbono (CO2) y agua (H2O) se puede realizar fácilmente en cualquier horno. Su aumentamos la temperatura lentamente en pocas horas llegaremos a los quinientos grados centigrados. A tal temperatura la energía contenida en la glucosa se pierde rápidamente en forma de luz y calor. Sin embargo, el mismo efecto neto se logra en los organismos vivos en muy poco tiempo y a temperaturas relativamente bajas del orden de los veinte grados centígrados. 

 

Lo curioso de este ultimo proceso es que parte de la energía liberada no se pierde. De hecho, se captura y se utiliza convenientemente para las necesidades energéticas de la célula viva. El secreto biologico inherente a tal proceso es que tal reacción es capaz de producirse más rápidamente y a menor temperatura gracias a la intervencion de una serie de enzimas en la reaccion.

 

 

A pesar de todo lo antedicho conviene realizar una serie de distinciones entre la respiracion celular y la respiracion fisiologica. En fisiología, la respiración se define como un conjunto de procesos que resultan en el consumo de oxígeno y la liberación de dióxido de carbono por parte de los seres vivos. De ahí que se denomine respiracion fisiologica. El sistema respiratorio, junto con el sistema cardiovascular, son dos elementos que realizan un trabajo armonioso e interrelacionado. La unidad que forman ambos sistemas mantienen la estabilidad de la composición gaseosa del aire alveolar, la de la circulación de la sangre, y el estado del fluido tisular.

 

Por todo ello, es importante tomar nota que la funcion y definición de la respiracion fisiologica difiere de la respiracion celular. Ambas no deben ser confundidas ni conceptualmente reemplazadas una por la otra. Asi bien la respiración fisiologica con su intercambio gaseoso es necesaria para mantener en funcionamiento la respiración celular y la vida de los animales, ambos procesos son considerablemente distintos. 

 

 

Una enzima es una sustancia proteica producida por un organismo vivo que actúa como catalizador para iniciar y/o favorecer alguna reacción bioquímica específica dentro de una célula viva. Por “catalisis” se entiende una variación en la velocidad de una reacción química producida por la presencia de una enzima catalizadora. Tal catálisis puede ser “heterogénea” si las sustancias de la reacción son absorbidas por el catalizador, u “homogénea” si el catalizador se une a las sustancias de la reacción.

 

Las enzimas catalizan todos los aspectos del metabolismo celular y sirven para regular el ritmo de las reacciones químicas sin alterarse ellas mismas en el proceso. En ausencia de enzimas, muchas reacciones bioquímicas intracelulares no podrían llevarse al cabo. En otras palabras, las enzimas hacen que las reacciones se produzcan más rápidamente o con mayor facilidad de lo que podrían ocurrir de otro modo.

 

Una enzima determinada forma una unión temporal con las sustancias con las cuales reacciona. Cuando la reacción se completa, la molécula enzimatica se libera en su forma original, lista para repetir la misma operación otra vez. Metafóricamente hablando, una enzima se asemeja a la función de un clérigo, siendo este capaz de unir en matrimonio a muchas parejas sin unirse el mismo; tambien se asemeja a la función de un juez, siendo capaz de disolver el matrimonio de muchas parejas sin divorciarse el mismo. 

 

Debido a esta capacidad, una sola molécula enzimatica puede ser utilizada una y otra vez sin llegar a agotarse. Sin embargo, las enzimas tambien pueden ser inactivadas o destruidas por el calor, por reacciones químicas que destruyen las moléculas proteicas, u otras que interfieren en su actividad enzimática.

 

Gracias a la actividad enzimática de ciertas enzimas intracelulares, la cantidad total de energía liberada suele ser la misma si la glucosa se oxida a altas temperaturas en un horno o bien si se oxida a relativamente bajas temperaturas en el interior de una célula viva. Sin embargo y, en el caso de la célula, la oxidación se produce en una serie de multiples y pequeños pasos bien controlados, y liberandose una minima cantidad de energia a la vez en lugar de a travez de una gran e incontrolada explosión. 

 

Esta liberación gradual y controlada de energía, en forma de pequeños paquetes energeticos, permite que la energia en cuestion sea capturada y almacenada para darle un uso posterior y conveniente. Ahora bien, ¿que estructura quimica, exactamente, es la responsable de realizar la captura de energia? Precisamente en este punto es donde entran en accion los enlaces de alta energia.

 

 

El adenosin trifosfato o ATP constituye un compuesto de alta energía, y lo es porque sus enlaces fosfoanhídrido se denominan enlaces de alta energía. El término fosfato de alta energía puede tener varios significados. Puede referirse directamente a un enlace fosfato-fosfato formado cuando se generan compuestos como la adenosina difosfato o la adenosina trifosfato; o bien puede referirse a un compuesto que contiene estos enlaces, tales como los nucleósidos difosfato y trifosfato, y a aquellos compuestos que almacenan alta energía en el músculo, los fosfágenos. Cuando se habla del conjunto o pool de fosfatos de alta energía en la célula, se hace referencia al total de compuestos con estos enlaces de alta energía. 

 

En realidad, no existe nada de especial en tales enlaces mas que ser capaz de almacenar grandes cantidades de energia para su uso porsterior. Son enlaces de alta energía porque son capaces de entregan energía libre cuando son hidrolizados.

 

Tanto para la reproduccion, para el crecimiento, y demas procesos necesarios para la vida, los organismos vivos necesitan energia derivada de los alimentos. Esa transformacion quimica de los alimentos en energia se produce en el interior de la celula. Una molecula alimenticia se degrada en una serie de reacciones quimicas y la energia liberada se utiliza para generar unas moleculas especiales, con alto contenido energetico gracias a sus enlaces de alta energia, que sirven como donadores inmediatos de energia a las celulas. Como hemos mencionado anteriormente, la mas importante de ellas es el adenosin trifosfato o ATP. Cabe recordar que todos los organismos vivos producen ATP, siendo esta molecula una fuente inmediata de energia para la mayoria de las funciones celulares.

 

Cuando la glucosa se oxida en la célula viva, los pequeños paquetes de energía liberados se capturan tal cual. De hecho, se liberan y posteriormente se almacenan en los enlaces químicos de las moléculas de trifosfato de adenosina (ATP) que se forman. El ATP es una molécula orgánica compleja conocida como nucleótido adenosin trifosfato. Está formada por un grupo adenosina y un grupo trifosfato unidos entre sí. El grupo adenosina está formado por una unidad de una base denominada adenina y una unidad de azúcar de cinco carbonos denominada ribosa. La union de la adenina con la ribosa forman lo que se conoce como el nucleosido adenosina. 

 

Por otro lado, el grupo trifosfato está formado por tres unidades de fosfato unidos al nucleosido adenosina mediante enlaces de alta energia, convirtiendo al ATP en un intermediario energético de carácter biológico.

 

Para formarnos una imagen tridimensional de esta singular e importante molécula, imaginemos que la adenosina tiene una especie de cola formada por tres grupos fosfato. El primero está unido a la adenosina por un enlace ordinario que contiene relativamente poca energía. Pero los otros dos fosfatos están unidos por otro tipo de enlace. Estos enlaces se conocen como enlaces de alta energía porque contienen considerablemente más energía que los enlaces ordinarios en los compuestos de fosfato. 

 

Cada enlace de alta energía contiene aproximadamente 10.000 unidades de energía, en comparación con las 2 a 3.000 unidades del enlace de baja energía. Tales enlaces se encuentran en el nucleo y el citoplasma celular y permiten acumular elevadas cantidades de energia en muy poco espacio, asi como disponer de ella tan pronto como sea necesaria para la celula.

 

Cuando alguna actividad celular requiere energía, se libera un grupo fosfato de la cola de la molécula de ATP. Esta accion y liberacion de energia sucede porque el enlace se rompe por la acción de una enzima altamente específica conocida como ATPasa. En bioquimica, la terminacion “asa” implica que nos estamos refiriendo a una enzima. Gracias a la accion de la ATPasa, la molécula de ATP (adenosín trifosfato) con tres fosfatos se convierte en una molécula de ADP (adenosín difosfato) con dos fosfatos – liberando energia en el proceso. 

 

Sin embargo, al ADP le queda un enlace de alta energía adicional que puede ser aprovechado para liberar aun más energía. Si se rompe este enlace, se libera otro paquete de energía para su uso activo. En este caso, la molécula de ADP se transforma en una molécula de AMP (monofosfato de adenosina), ya que ahora sólo contiene un grupo fosfato.

 

Así, una molécula de ATP es capaz de liberar dos paquetes de energía útil para las necesidades del metabolismo celular. Sin embargo, normalmente sólo se libera uno de estos paquetes de energía. En cuanto la molécula de ATP se convierte en ADP, suele volver a convertirse inmediatamente en ATP captando parte de la energía liberada por la oxidación de algunas moléculas de combustibles-nutrientes. La energía necesaria para establecer el nuevo enlace de alta energía, como dijimos, siempre proviene de la oxidación de moléculas de combustible + nutrientes.

 

Es importante recordar que el ATP está presente en todas las células de cualquier organismo vivo. Las moléculas de ATP de un pájaro, de un pez, de un árbol, o de una célula cerebral o muscular humana son identicas en cuanto a estructura química y función. En todos los organismos vivos, la oxidación de los combustibles-nutrientes proporciona la formación de ATP. Metafóricamente hablando, podemos pensar en el ATP como una especie de banco en el que la célula deposita su suministro de energía. En su momento, la celula podra realizar pequeñas extracciones energeticas cuando estas sean necesarias para el funcionamiento celular. 

 

Lo sorprendente del ATP es que, en adecuadas circunstancias, la energía liberada no aparece en forma de calor, sino como movimiento. Tales circunstancias se dan en las fibras musculares esqueleticas, donde la cantidad de energía liberada cuando se hidroliza una sola molécula de ATP es suficiente para doblar un puente cruzado que une los filamentos gruesos (miosina) y finos (actina) en el interior del sarcomero múscular. 

 

Si se doblan un número suficiente de puentes cruzados, los filamentos mencionados se deslizan unos sobre otros y, si se deslizan suficientes filamentos, el músculo esqueletico procede a contraerse. De hecho, cada vez que un velocista da una zancada, aproximadamente 10.000.000.000.000 moléculas de ATP se convierten en ADP, con la correspondiente transferencia de energía a los puentes cruzados de las fibras musculares.

 

 

Este humilde y sencillo articulo ha sido redactado de manera que cumpla una funcion esencialmente didactica. Siguiendo las directricez de Ivan Pavlov sobre lo simple y lo complejo, todo su contenido va enfocado a hacer comprensibles, y en todo lo posible amenas, los conceptos fundamentales del metabolismo celular. Somos conscientes de haber abusado conscientemente de la selección de conceptos, asi como de la simplificacion y la repeticion de los mismos.

 

Por todo ello hemos de excusarnos ante los muchos lectores para quienes solo repetira hechos perfectamente conocidos y aplicados. No obstante, quedaremos satisfechos si para algunos contribuye a aclarar o precisar ciertos conceptos que alguna vez tenemos e incluso manejamos sin haber llegado a comprenderlos de una forma sencilla y con claridad.