LA IMPORTANCIA DE LOS SUBSTRATOS EN LA BIOQUIMICA CELULAR

Se llama substrato a toda substancia fisico-quimica que pueda intervenir como elemento para formar una reaccion bioquímica ( conocemos varios centenares de ellas). Los substratos pueden proceder del exterior a la celula ( substrato externo) o de su interior ( substrato metabolico). La celula tiene una membrana en su superficie en contacto con el medio que la rodea, que impide la entrada de los substratos externos a su interior; existen algunos elementos que pueden penetrar por una simple difusión debido a una diferencia de concentración a ambos lados.La mayoria de los substratos externos necesitan unirse a un receptor anclado en la membrana externa, que suele ser una o varias proteinas; hay receptores como es la hemoglobina que liga al ion O2 y no forma parte de la estructura de la membrana ¿ donde intercambia la hemoglobina el O2 con el CO2, dentro o fuera de la celula ¿, no conocemos el receptor que intervenga en la salida o entrada en la celula del O2, CO2 y hemoglobina, parece ser la simple difusión el mecanismo. Los substratos externos se unen a receptores de membrana que pueden ser una o varias proteinas siendo necesario muchas veces la previa apertura de poros ( bombas ionicas ) con la salida o entrada de iones y agua, para que el substrato se una a su receptor especifico y desencadene la cascada de reacciones intracelulares necesarias para que se inicie la transcripcion en el núcleo y la formación del enzima necesario para la penetración y metabolizacion del substrato externo; la cadena de reacciones desde el receptor hasta la activacion de la transcripcion del ADN en el núcleo suelen ser kinasas que fosforilizan y desfosforilizanlos los distintos complejos que se forman para llegar a formar el primer escalon de la cadena metabolica interna; hay substratos internos metabolicos finales en la cadena que pueden actuar de receptores de membrana. Los receptores de membrana externa forman complejos con otras proteinas como son las bombas ionicas, hormonas, y otras proteinas especificas.Los nucleotidos ATP,ADP y AMP-ciclico; GTP,GDP y GTP –ciclico, son moléculas basicas a traves de las cuales los receptores ejercen su funcion de transporte ( ver en este blogg los mecanismos especificos de cada receptor). La glucosa para entrar en la celula necesita un receptor especifico, ATP, una bomba de sodio, insulina, y un receptor de aminoácidos.
Los substratos tanto externos como internos, pueden constituir elementos fisiologicos o patologicos, los primeros son los pilares que forman las estructuras celulares que constituyen la normalidad (salud); los segundos o patologicos son causa de enfermedad, y a estos es a los que debemos dirigir los cientificos una mayor atención , para poder conocer la etiologia de todas la enfermedades que actualmente llamamos esenciales ( hipertensión arterial, endotelitis vasculares, arteriosclerosis, infartos miocardicos y cerebrales, miopatias, esclerosis, parkinsonismos, alzahimer , psicopatias, neoplasias, etc., asi hasta el 80% de las enfermedades que padecemos. Las bacterias, los virus y los hongos, la microbiologia es la mayor productora de substratos patologicos externos, siendo los aparatos digestivo, respiratorio y uro-genital los lugares donde se forman estos substratos ( ver en el blogg de apuntes cientificos una entrada especificando este tema).
Si hemos pasado los seres humanos de una vida media de 40 años a la de 80 aos se lo debemos a los fármacos antimicrobianos, antivirales, antifungicos y antiinflamatorios, solo la investigación farmacologica en este sentido , nos podra llevar a conseguir una vida media de120 años. No es verdad que los seres vivos esten programados para morir ; la muerte se produce porque no conocemos lo que nos mata y por tanto no lo podemos evitar. Los substratos externos patologicos pueden producir enfermedad en un primer momento creando substratos internos (metabolicos) anormales y estos pueden ser siendo la etiologia de la enfermedad aunque haya desaparecido el substrato externo causa primaria ( enfermedades por autoinmunidad).
Es preocupante que llevemos treinta años sin que se haya descubierto una nueva generacion de antimicrobianos de amplio espectro; las quinolonas fueron las ultimas.
Con un simil dire que nos encontramos en la edad del bronce en la medicina, hemos pasado la edad de piedra y la del hierro, pero nos queda entrar en la edad de plata y en la de oro, esta empezara según mis conocimientos cuando conozcamos los patrones microbiologicos de los aparatos digestivo, respiratorio y uro-genital, de cada individuo y ello nos dira los substratos externos patologicos que en ellos se producen y que constituyen la causa ( etiologia) del 80% de las enfermedades que actualmente no conocemos, si a ello añadimos que los substratos internos patologicos que se forman por la accion de los externos son causa del 15% de las enfermedades, vemos que solo conocemos actualmente la etiologia de un 5% de la patología humana.