lunes, 5 de septiembre de 2016

7 METABOLISMO SECUNDARIO

Las rutas descritas anteriormente se denominan metabolismo primario, estas están activas siempre y son necesarias para la vida. Sin embargo los seres vivos no son entidades aisladas o perfectas, por lo que deben hacer frente a agentes externos y a problemas internos por métodos bioquímicos que en su conjunto se denominan como el metabolismo secundario.

7.1 Defensa contra agentes externos, xenobióticos

Todos los seres vivos se encuentran constantemente expuestos a compuestos químicos ambientales que no pueden emplear como alimento, que puede resultar problemáticos ya que intervienen en los procesos bioquímicos normales. Estos compuestos externos potencialmente peligrosos son denominados como xenobióticos.

Los xenobióticos pueden ser fármacos, drogas o venenos naturales o sintéticos que deben ser regulados y transformados a sustancias no tóxicas por medio de un conjunto de enzimas metabolizadoras de xenobióticos. Muchas de estas enzimas son derivados reales del sistema metabólico como los citocromos muy empleados en el ciclo de Krebs, así como tras enzimas específicas.

Por lo general el proceso involucra la oxidación del xenobiótico rompiéndolo en moléculas con menor actividad y mayor solubilidad en agua, una vez solubilizados, los xenobióticos pueden excretarse de las células y luego fluir por la sangre siendo expulsados ya sea por los ri{ñones o el hígado. En la naturaleza estas reacciones, cuando son llevadas a cabo por las bacterias son importantes en la bioremediación de zonas contaminadas por petróleo y otros residuos sintéticos de las industrias químicas.

El metabolismo de los medicamentos es un subtipo del metabolismo de los xenobióticos. Químicamente el proceso desde el punto de vista de las células no es diferente del de destruir un veneno o una toxina, ya que muchos fármacos pueden ser tóxicos en las concentraciones adecuadas. El estudio concreto del metabolismo de los medicamentos se denomina farmacoquinesis, y no solo involucra a los medicamentos legales, también involucra a fármacos adictivos e ilegales como los opioides, canabinoides y estimulantes fuertes.

Dependiendo de las enzimas que pueden afectar a un fármaco, este variará su efectividad en términos de la concentración y frecuencia de la dosis que se consumirá. Si el metabolismo es muy rápido en degradarlo, se necesitaran dosis más frecuentes. En otras ocasiones el fármaco que ingresa es inactivo por si mismo, pero son las enzimas del metabolismo xenobiótico que lo transforma a un intermediario activo antes de convertirlo en el producto a degradar.

Otros seres vivos no degradan las toxinas, sino que las almacenan en órganos especiales sin modificarlas para sus propios usos, como sucede con las ranas dardo del amazonas, que consumen el veneno de las hormigas y lo emplean para su propia defensa concentrándolo. Una rana es más venenosa que una hormiga debido al fenómeno de bioacumulación, en el que por lo general un agente toxico estará 10 veces más concentrado en un nivel trofico superior (Backshall, 2007; Moreno-Gómez et al., 2014).

Referencias bibliográficas principales: (Audesirk et al., 2010; Berg et al., 2010; Campbell & Farrell, 2009; Karp, 2013; McMurry et al., 2007; Murray et al., 2009; Sadava et al., 2014; Solomons et al., 2014)

7.2 Protección contra agentes internos, antioxidantes

El metabolismo del oxígeno es imperfecto y con frecuencia tiende a generar iones de oxígeno como los iones superóxido y varios tipos de peróxidos, que si entran en contacto con el ADN pueden dañarlo por oxidación muy rápidamente.  Las plantas son las más propensas a estos problemas, ya que además de consumir oxígeno en su respiración celular aeróbica, también lo producen en grandes cantidades a través del primer paso de las reacciones de la luz de la fotosíntesis.

Otras rutas metabólicas también producen intermediarios raros pero altamente tóxicos que deben ser regulados de alguna forma para que no lastimen a las células. En este sentido ingresan enzimas y otras moléculas que componen el metabolismo antioxidante. En las plantas involucran varios tipos de carotenoides y coenzimas que impiden la proliferación de los radicales superoxidantes, y de allí que se denominen en su conjunto como antioxidantes.

En cualquier caso, la protección contra las toxinas internas no es perfecta, y es una de las hipótesis para el envejecimiento y el incremento de la probabilidad de generación de cáncer.

(Audesirk et al., 2010; Berg et al., 2010; Campbell & Farrell, 2009; Karp, 2013; McMurry et al., 2007; Murray et al., 2009; Sadava et al., 2014; Solomons et al., 2014)

7.3 Venenos y excreción vegetal

El metabolismo secundario también puede emplearse como un veneno por parte de las plantas. En ellas los productos de desecho de las proteínas no se excreta por un sistema urinario, en su lugar se almacenan en forma de diferentes moléculas muy concentradas en la vacuola, hasta el punto en que se cristalizan. La molécula particular depende del linaje vegetal, pero con frecuencia puede causar diversos efectos en los animales que las consumen. Toda planta produce este tipo de sustancias, y por tal razón algunas son medicinales y otras son mortales (Bourgaud, Gravot, Milesi, & Gontier, 2001).

(Audesirk et al., 2010; Berg et al., 2010; Campbell & Farrell, 2009; Karp, 2013; McMurry et al., 2007; Murray et al., 2009; Sadava et al., 2014; Solomons et al., 2014) 

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