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Qué es la bioquímica

En muchos países la carrera profesional de fisioterapia o Kinesiología no incluye en su pensum, la Bioquímica. Esta cátedra es una de las más importantes, ya que de ahí radica el origen del movimiento, las funciones fisiológicas del cuerpo e incluso el comportamiento humano.

El fisioterapeuta capacitado en esta área podrá reconocer los elementos básicos que conforman el cuerpo humano, el cual le permitirá usar procedimientos enfocados en la bioquímica de cada paciente y realizar un buen diagnóstico funcional tanto a nivel de órganos como de cada aparato del sistema humano, además conocerá la importancia de las enzimas en cada uno de los procesos bioquímicos.

La bioquímica es una ciencia que se enfoca en la búsqueda de la explicación de muchos fenómenos celulares que ocurren en el organismo. Para entender dichos fenómenos se debe estudiar la composición química tanto de los lípidos como de los carbohidratos, proteínas  ácidos nucleicos y otras moléculas presentes en las células, el cual les permiten obtener energía por medio del catabolismo y generar biomoléculas propias a través del anabolismo. Actualmente, la bioquímica forma un papel muy importante en la detección de enfermedades,   en el estudio de la evolución de los seres vivos, el comportamiento, la memoria, entre otros.

Conceptos básicos de Bioquímica

En fisioterapia se usan muchos términos, componentes y nos basamos en bioquímica sin saberlo para implementar un programa fisioterapéutico. Para poder entender cómo la bioquímica está involucrada en la fisioterapia se debe explicar los siguientes conceptos.

Biomoléculas

Los seres vivos están formados de diversas moléculas inorgánicas y orgánicas. El agua (molécula inorgánica) representa el 70-95% del peso neto de una célula y los iones como el Ca+2, Na+, Cl-, Mg+2, K+, entre otros, pueden representar hasta 1%. Las moléculas orgánicas como el azufre, hidrógeno, oxigeno, nitrógeno, carbono y fósforo, junto con la capacidad de formar cuatro enlaces covalentes fuertes con los átomos de carbono de otras moléculas, pueden convertirse en otras moléculas más complejas como aminoácidos, proteínas, hidratos de carbono, ácidos grasos y ácidos nucleicos.

Aminoácidos

Existen 20 aminoácidos estándar en las proteínas y algunos de ellos tienen funciones particulares en los seres vivos, como mensajeros químicos (glicina, melatonina, la serotonina, el acido γ-aminobutírico o GABA), neurotransmisores, hormonas (tiroxina un derivado de la tirosina y ácido indol acético un derivado del triptófano), son precursores de diversas moleculas complejas que contienen nitrógeno como los ácidos nucleicos, y sirven como intermediarios metabólicos, tal es el caso de la arginina, la citrulina y ornitina que son componentes del ciclo de la úrea, el cual es el principal mecanismo para eliminar los desechos nitrogenados del organismo.

Péptidos

Son moléculas señalizadoras que usa el organismo para regular sus complejas actividades, como la homeostasis, síntesis de proteínas y de ADN,  metabolismo de fármacos, transporte de aminoácidos, regulación de la ingestión de alimento y peso corporal, regulación de la presión sanguínea y  alivio del dolor. Los péptidos surgen de la unión de dos o más aminoácidos por medio de un enlace peptídico. Ejemplo de péptidos son: la hormona oxitocina, la hormona de crecimiento, el glucagón, insulina, vasopresina, entre otros.

Proteínas

Son moléculas complejas que poseen una enorme cantidad de funciones: tienen propiedades notables como catalizadores (las enzimas son proteínas pero no todas las proteínas son enzimas) de reacciones bioquímicas, son estructurales ya que proporciona sostén y protección (elastina y el colágeno), participa en todos los movimientos de la célula por ejemplo: la actina, la miosina, tubulina, entre otros. Una extensa variedad de proteínas son protectoras como la queratina, fibrinógeno, trombina e inmunoglobulina.

La regulación es otra de sus funciones un ejemplo de esto es el glugagón y la insulina, ambos regulan la concentración de glucosa en la sangre, y la hormona de crecimiento. La proteínas de membrana como la Na+/K+ ATPasa actúa como transportadores, igual que la hemoglobina que transporta oxigeno y lipoproteínas LDL y HDL que transporta lípidos desde el hígado y el intestino a otros órganos. El almacenamiento de nutrientes es un papel fundamental en el organismo, la caseína de la leche de los mamíferos son reservas importantes de nitrógeno orgánico, la ovoalbúmina del huevo, la zeína de los vegetales, entre otras.

Enzimas

Son catalizadores biológicos, todas las reacciones bioquímicas están organizadas en una serie de rutas controladas por la concentración y actividad de las enzimas a través del control genético, modificación covalente, regulación alostérica y compartamentalización.

Hidratos de carbono

El metabolismo de los hidratos de carbono o carbohidratos está regido por la glucosa, el cual es un azúcar que sirve como combustible en la mayoría de los organismos, se almacena en forma de glucógeno en animales y almidón en vegetales. Existen varias formas de metabolizar la glucosa, que es el azúcar más común en el organismo, una de ellas es cuando las energías son bajas, la glucosa sufre un proceso de degradación por medio de la glucólisis.

Por otro lado,  la glugoneogénesis es una ruta metabólica que sintetiza de novo moléculas de glucosa a partir de precursores que no son carbohidratos, como por ejemplo lactato, piruvato, glicerol y algunos aminoácidos. Otra forma es por la ruta de las pentosas fosfato, el cual se oxida la glucosa para formar NADPH en la fase oxidativa y en la fase no oxidativa se sintetiza ribosa-5 fosfato, un componente de los nucléotidos y los ácidos nucleicos. Además de la glusosa, hay otros carbohidratos importantes: la frutosa el azúcar de la fruta, lactosa de la leche, maltosa azúcar de la malta, sacarosa la azúcar de la mesa, entre otros.

Ciclo de ácido cítrico:

Los organismos aerobios tienen una gran ventaja sobre los organismos anaerobios debido a su capacidad de obtener energía a partir de moléculas orgánicas. Para usar el oxígeno en este proceso se requieren varias rutas bioquímicas como el ciclo del ácido cítrico, ruta transportadora de electrones y fosforilación oxidativa. Este ciclo oxida totalmente los sustratos orgánicos como la glucosa y loas ácidos grasos para formar CO2, H2O y las coenzimas reducidas NADH Y FADH2. El piruvato producto de de la ruta glucolítica se convierte en acetil-CoA el cual es el sustrato del ciclo del ácido cítrico, quien desempeña además procesos de biosíntesis (gluconeogénesis, aminoácidos y porfirinas).

Lípidos

Son sustancias naturales que se consideran también como ácidos grasos, aceites, fosfolípidos, esteroides y carotenoides, y que además son solubles en disolventes apolares. Realizan un conjunto de funciones interesantes en los seres vivos como lo son: ser la reserva energética primordial del organismo, son componentes estructurales de las membranas biológicas, actúan como hormonas, antioxidantes, pigmentos, factores de crecimiento y vitaminas.

Metabolismo del nitrógeno

Los animales están constantemente sintetizando y degradando el nitrógeno que se encuentra en las proteínas, ácidos nucleicos, y miríadas de otras biomoléculas. Solo unos pocos organismos son capaces de fijar el nitrógeno para formar amoníaco y nitrato. El recambio proteico proporciona a las células flexibilidad metabólica, protección frente a la acumulación de proteínas anómalas y la destrucción oportuna de proteínas durante el desarrollo. La degradación de neurotransmisores es fundamental para la transferencia de información en los animales, por ejemplo, la acetilcolina, catecolaminas y serotonina.

Ácidos nucleicos

La herencia y su mecanismo de transmisión son estudiados por la genética, biología molecular y la bioquímica. La información que se requiere para dirigir todos los procesos vivos está almacenada en las secuencias de nucleótidos del ADN. Las mutaciones (cambios en la estructura del ADN), pueden producirse por colisiones con las moléculas del disolvente, fluctuaciones térmicas, radiación, entre otros. El conocimiento relacionado con la forma en la que las células almacenan, utilizan y heredan la información genética, permiten numerosas aplicaciones médicas como las pruebas diagnósticas y tratamientos.

Con información de
https://www.fisioterapia-online.com

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