NOBEL A BASE PARA NUEVOS ANTIBIÓTICOS

La Real Academia Sueca de las Ciencias premió el miércoles 7 de Octubre del presente año con el Nobel de Química 2009, a 3 científicos que desvelaron un proceso fundamental en el proceso de la vida, EL MAPA DEL RIBOSOMA: la fábrica de proteínas de las células que constituye la base para el desarrollo de muchos antibióticos.

Los estadounidenses: Venkatraman Ramakrishnan y Thomas A. Steitz; y la israelí Ada E. Yonath, fueron distinguidos en Estocolmo, según el jurado "por sus estudios de la estructura y función del ribosoma", complejo supramolecular que sintetiza proteínas con la información genética que le llega de ADN.

Los galardonados usaron la cristalografía de rayos x para trazar un mapa con la posición de átomos que conforman el ribosoma.

CONTRACCIÓN MUSCULAR

Es el acortamiento de las fibras musculares para generar movimiento, en donde el filamento de actina se desliza sobre el de miosina para contraer el músculo.

El SARCÓMERO es la unidad anatómica y funcional del músculo, limitado por 2 líneas Z. Está formado por 2 miofilamentos:

º!º ACTINA: Es una proteina globular que se encarga de recibir el ATP y se divide en:

-TROPOMIOSINA: Proteina fibrosa en forma de dímeros que envuelve el filamento de la actina dando el punto máximo de la contracción. Además previene que entre en contacto la miosina con la actina cuando el músculo está relajado y facilita el contacto entre las mismas cuando se requiere contracción muscular.

-TROPONINA: Proteina globular que enlaza su molécula a un ión de calcio (Ca) formada por 3 subunidades polipéptidas:

* TROPONINA T: Proporciona el punto de unión entre la tropomiosina y la troponina
* TROPONINA C: Responsabel de la fijación el calcio a la actina

* TROPONINA I: Impide que el ATP ingrase a la actina

º!º MIOSINA: Proteina fibrosa que produce y reserva ATP e hidrolisa el APT en ADP.
ATP=>hidrólisis=>ADP+PI (fosfato inorgánico)

PASOS PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR:

- Un impulso nervioso viaja por un nervio motor hasta el extremo del axón, haciendo contacto con las fibras musculares, formando así una unión neuromuscular.

- Cuando este impulso llega a la unión neuromuscular, liberando de este modo una sustancia llamada acetilcolina, un neurotransmisor que ayuda a la actividad sináptica.

- Dicha sustancia penetra a la fibra muscular a través de los túbulos T hasta llegar a la miofibrilla, momento en el cual la fibra libera calcio que tiene almacenado.

- El calcio liberado del retículo sarcoplasmático, se distribuye entre los filamentos de la miofibrilla
- Por efecto de la presencia del ión de magnesio presente la miosina, uno de los fosfatos de la molécula del ATP se desprende, quedando esta como ADP; y el ADP que recibió el fosfato queda como fosfocreatina.

- Los iones de calcio y la energía almacenada en al ATP se libera, iniciando fuerzas de atracción entre los filamentos de la actina y la miosina permitiendo que estos 2 se deslicen juntos.

FATIGA MUSCULAR

Durante el ejercicio intenso, cuando hay demaciada demanda de energía, el lactato se produce más rápidamente que la capacidad de los tejidos para eliminarlo, aumentando de este modo su concentración. Es un proceso benéfico porque la producción de la coezima NAD+ asegura que la producción de energía continúe al igual que la realización del ejercicio.

El lactato es el producto final de la glicolisis proviniente del piruvato, cuando la cantidad de oxigeno celular disponible es limitada. El lactato arterial aumenta significativamente durante el ejercicio realizado por enzima por encima de un consumo de oxígeno disponible.

En condiciones nutricionales y metabólicas normales, el lactato se forma en el músculo esquelético bajo las siguientes condiciones:

-AL INICIO DEL EJERCICIO: Cuando el sistema aporta oxígeno, intenta aceleradamente establecer un equilibrio con las demandas energéticas del trabajo realizado. El lactato que se forma es consecuencia del proceso de obtención de energía, en forma de ATP en los ejercicios altamente anaeróbicos.

-DURANTE EL EJERCICIO: El lactato puede ser eliminado de ciertos músculos activos hacia la sangre, acomulándose o no en función de la intensidad del ejercicio. Parte del piruvato obtenido en estas condiciones se desvía hacia el lactato constituyendo así el "exceso de lactato". Aquí predomina la vía aeróbica.

º!º LA FATIGA MUSCULAR representa una disminución temporal de la capacidad para realizar ejercicio, debido a una carga física anterior. Ésto puede ser el origen de varias lesiones, así que debe ser prevenida por los entrenadores y los mismos deportistas.

-CAUSAS DE ESTA FATIGA:

* Falta de organización en el plan de entrenamiento (aumento o carga de alta intensidad)

* Métodos de recuperación inadecuad
* Participación en numerosas competencias

- Fisiológicas:

* Falta en el suministro de energía

* Disminución en las reservas de ATP

* Disminución de almacenamiento del glucógeno

* Disminución de oxígeno

* Disminución del PH

* Acumulación y aumento del ácido láctico, conllevando a la caída de la fuerza muscular.

El lactato, producción de fosfatos y energía, se aumenta durante la ejecución de los ejercicios de alta intensidad necesarios para la máxima contracción muscular, como consecuencia de la elevada actividad glicoítica.

La formación de ATP se asocia con la generación de iones de lactato e hidrógeno, reduciendo el PH de la célula.

La salida del lactato de la fibra muscular ocurre por medio de 3 mecanismos:

- Cotransporte acoplado de lactato-hidrógeno

- Difusión como ácido no disociado

- Difusión de ácido lactato

Se produce un efecto inhibidor o reductor de lactato sobre el canal de liberación de calcio del retículo sarcoplamático de la fibra,impidiendo la filtración del calcio hacia el interior del músculo.

Puede haber una entrada de lactato en la mitocondria y de esta forma ser un combustible en la cadena respiratoria.

ÁCIDO LÁCTICO

Es un líquido incoloro y viscoso que se obtiene por la fermentación de azucares, especialmente de la leche, por acción de los bacilos lácticos. Es un compuesto energético constante, pues su metabolización aeróbico da lugar a 17 ATP.

Es un producto y combustible órgánico que contribuye a la realización de ejercicios, pues está en la sangre, músculos y algunos órganos.

Molécula carboxilíco (C3 H6 O3)orgánica que se produce en el curso del metabolismo anaeróbico láctico o glucolísis anaerobica.

-ACTIVIDAD FÍSICA

Cuando se inicia una actividad física y se activa la quema de glucosa, cada una de estas moléculas de glucosa se convieten en 2 de ácido piruvico, si los requerimientos son muy altos esta molécula pasa a la glucólisis anaeróbicadando como resultado ÁCIDO LÁCTICO; por el contrario si la actividad física requiere de poca exigencia, puede pasar junto con el oxígeno al ciclo de Krebs donde es convertida en ENERGÍA.

-METABOLISMO ANAERÓBICO LÁCTICO O GLUCÓLISIS ANAERÓBICA:

La metabolización de glucosa sin presencia de oxígeno, aporta energía dirigida a la resíntesis de ATP.

*Anaeróbico: porque no utiliza oxigeno en esta serie de reacciones quimicas.

*Láctico: porque en su funcionamiento produce ácido láctico.

Hay una utilización de glucosa como sustrato energético que se encuentra en el citoplasma (libre o almacenada) de la fibra muscular en forma de glucógeno; formando 2 moléculas de ácido pirúvico y energía (ATP).

-CICLO DE KREBS O PROCESO AERÓBICO:

Gracias a la actividad de las enzimas que contiene el ácido pirúvico, en lugar de convertirse en ácido láctico, que tras varios procesos en los que se va generando mucha energía, termina este proceso metabólico produciéndose CO2 (a partir de la oxidación de ácidos grasos, glúsidos y aminoácidos)Y H2O, formando así parte de la respiración celular y libernado luego energía utilizable para el cuerpo.

FORMACIÓN DE PROTEINAS

Las proteínas son moléculas complejas constituidas por aminoácidos (amino: NH2, ácido: COOH), encargadas de dar la forma y realizar las funciones de sosten y postura a la membrana.

Para su formación, es necesario que antes pase por 4 etapas:

-TRANSCRIPCIÓN: Una parte de la información contenida en el ADN debe ser utilizado en el citoplasma para la construcción de la proteína, es copiada en forma de ARN m.

Es dada en 4 subetapas:

*INICIACIÓN: El ARN polimerasa, una enzima se encarga del reconocimiento y unión al ADN.

*ELONGACIÓN: El ARN pilomerasa selecciona el ribonucleótido trifosfato.

*TERMINACIÓN: Separación del ARN polimerasa del ARN transcrito.

*MADURACIÓN: Eliminación de secuencias sin sentido o repetidas, y luego se unen entre si secuencias con sentido o útiles.

-TRADUCCIÓN: La información genética llevada por el ARN mensajero es traducida por el ARN ribosomal en el citoplasma.

El ARN de transferencia reconoce determinados grupos de 3 bases nitrogenadas del ARN mensajero; a cada triplete de nucleótidos, este tipo de ARN hace llegar uno de los 20 aminoácidos que constituyen las proteínas.

-PROCESAMIENTO: Después de haber sido sintetizados los polipéptidos, éstos están listos para ser procesados de diferentes maneras: uno es dado en el extremo amino o N terminal; transporte de polipéptidos a través de la membrana celular, donde una peptida produce un corte que libera el péptido señal.

La mayoría de los aminoácidos del peptido señal son hidrofóbicos y son reconocidos por factores y receptores proteicos que intervienen en el transporte del polipéptido a través de la membrana celular.

-MADURACIÓN: Proceso por el que pasa el ARN mensajero antes de salir del núcleo y unirse a los ribosomas para ser traducido. El ADN posee segmentos sin información, que se han copiado convirtiéndose en preARN mensajero: fragmentos con información (exones) y sin información (intrones). Hay enzimas que cortan y separan los intrones y otras que unen lo exones (ARN ligasa).

En el núcleo, durante esta etapa permite la creación de nuevas proteínas por la mezcla de extrones y protege contra las mutaciones gracias a la presencia de intrones.

SISTEMAS PARA GENERAR ENERGÍA

El ATP es una forma de almacenar y producir la energía necesaria para realizar todas las actividades de caracter biológico: digestión de la transmisión nervios, digestión de glándulas, producción de sangre, elaboración de nuevos tejidos,actividad o contracción muscular. En esta última, la liberación de energía proviene de la hidrolisis del ATP en ADP.

Los sistemas energético son las vías metabólicas que ayudan al organismo en la realización de sus trabajos; ellos son 3:

º!º ATP-PC (FOSFAGENOS): Cuando un fosfáto inorgáco PI, es separado de la foscreatina PC a través de la acción ela enzima creatinsinasa, permitiendo así que PI pueda combinarse con otros difosfátos para formar asi ATP.

-Es anaeróbico

-No genera sustancias residuales, no tiene acumulación de ácido láctico.

-Emplea las reservas musculares de ATP y de fosfocreatina.

-Produce un gran aporte de enrgía en la realización de un ejercicio a una máxima intensidad (90-100% individual)

-Su aporte de energía dura al menos 20 ó 30" pues las reservas de PC se agotan, pero las de fosfocretina se pueden reestablecer con 1 ó 2´ de recupperación.

-Rápida disponibilidad energética (ejercicios explosivos): atlétas, futbolítas, pesistas, etc.

º!º GLUCOLÍTICO: Cuando la glucosa, en el citoplasma, es transformada en ácido pirúvico mediante la vía de las enzimas glucolíticas.Degradación de glucosa.

-Restaura el PI a ADP para formar ATP.

-Es anaeróbico lactácico, o sea con acumulación de ácido láctico en músculos y sangre.

*En músculos: se sintetiza el ATP.

*En la sangre: Recibe la glucosa del hígado.
*En el hígado: Mantiene los niveles de glucosa en la sangre.

-Utilizado en ejecicios de alta intensidad y mayor duración: pruebas de velocidad y semifondo corto.

-Su aporte de energía es a partir del 5" hasta 2 ó 3´.

º!º OXIDATIVO: Cuando se obtiene energía através de la degradación de ácidos grasos o de glucosa, en las mitocóndrias, en presencia de oxígeno.

-Utilizado en ejecicios de baja intensidad y larga duración, contribuyando al mejoramiento del rendimiento físico y a una buena salud.

-Mejora la utilización u oxidación de los lípidos, reducción del tejido adiposo y preservación de la glucosa.

-Su aporte de energía es a partir de 3 a 10´.

Los 2 primeros sistemas son los que contribuyen a la producción de energía durante los primeros minutos de alta intensidad y después se activa el último.

ADN-PROTEINAS

El ADN es la biomolécula que contiene la información hereditaria que se transmite de generación en generación. Esta biomolécula también permite la elaboración de proteínas por medio de la acción del ARN que se encarga de extraer del núcleo celular la información contenida en el ADN y llevarla a los ribosomas.