LAS SEÑALES EN BIOQUIMICA

Se llaman señales ( productos de entrada ) en bioquímica al elemento fisico-quimico primario que interviene en una reaccion metabolica y desencadena una cascada de ellas con producto final ( producto de salida ).
Las señales pueden ser externas o internas según procedan de fuera de la membrana celular externa o del interior de esta, en este ultimo caso suelen ser productos finales que sirven de señal a receptores de membranas internas (nucleares , mitocondriales , del aparato de Golgi, etc. ).
El producto final actua de regulador ( activa o inactiva) el enzima (proteina) que interviene en el primer paso de su cadena metabolica, por una union directa a el o a traves del genoma actuando en el proceso de transcripcion del DNA-RNA (ver M -5-6-7-8 y 9 en este blogg ); otras veces es eliminado del interior celular actuando como señal externa para otra celula o excretandose.
Las señales actuan a traves de receptores ( proteinas de membrana ) y transportadores ( proteinas de citoplasma), la union a ellas las modifica para llevar a cabo la funcion final especifica de cada una.
Señales externas ( substratos de entrada ): A) iones : 1)fosfato ( PO3H- ); 2) magnesio ( Mg ++ ); 3) sodio ( Na+) ; 4) potasio (K+) ;5) cloro (Cl-) ; 6) calcio (Ca ++) ; 7 ) oxigeno (O2) ; 8 ) hidrogeno (H+); 9) iones metalicos ( zinc,cobre,etc.) . B) : 1) hidratos de carbono ( glucosa , lactosa , galactosa) . C ) : aminoácidos ( en numero de veinte). D ) lipidos ( acidos grasos esenciales y compuestos isoprenicos esenciales ). E ) vitaminas.
F ) hormonas ( corticoides,tiroxina,adrenalina,etc.) .G ) fisicos ( temperatura, Ph, concentración , volumen celular ).
Los receptores de iones funcionan como bombas de inyeccion-extracion; suelen ser proteinas (enzimas ) tipo adenosin-trifosfatasas y activan fosfo-transferasas, tienen una funcion casi siempre primaria en la activacion metabolica y consiste en : 1) bomba ( PO3+--Na+) mete al interior celular PO3H- y Mg++ , y saca sodio
( Na),transforma el ADP en ATP. 2 ) bomba ( Na+--Mg++) mete magnesio ( Mg++) y PO3- y saca sodio
(Na+),tambien forma ATP. 3) bomba (Na+ -- k++) mete potasio y saca sodio,necesita ATP. 4) bomba ( Na+--H+) mete sodio y saca hidrogeno, es activada por la proteincinasa C ( PKC), que a su vez lo es por el inositol-trifosfato (IP3), que activa la bomba calcio-calmodulina que mete calcio ; el IP3 proviene del fosfatidil-inositol-4-5-bifosfato ( componente de la membrana celular externa) que lo puede hidrolizarla fosfolipasa-C, activada por proteínas ( receptores- G de membrana) y estas por señales externas. 5)bomba (Na+--Ca++) esta bomba si se une a la calmodulina ( proteina) ,mete calcio y saca sodio necesita ATP , pero si no hay calmodulina se invierte y saca calcio y mete sodio; esta bomba tiene la importancia en que interviene en la activacion o desactivacion de receptores alfa y beta asi como de receptores –G ,de membrana externa que tienen una gran importancia en el metabolismo general celular,pues son al mismo tiempo reguladas por señales de tipo hormonal y van a dar lugar al GMPciclico ( necesita GTP ) ,o al AMP-ciclico (necesita ATP ), el primero inhibe la proteincinasa A ( PKA) y el segundola activa con la puesta en marcha de una cascada de fosforilasas que van ha terminar dando unos productos finales que actuando sobre el metabolismo del ADN fetal ( ver
M- 5 a 9 en este blogg) se forman las proteinas (enzimas) (factores de crecimiento ,division-diferenciacion) necesarios para cerrar el circulo metabolico general que supone la vida celular. 6) bomba de oxigeno (O2) mete oxigeno saca hidrogeno (H+), forma agua (H2O) ,intervienen los metabolismos mitocondriales y de oxigenasas ; esta bomba es importantisima porque el hidrogeno procede de las señales externas de hidratos de carbono,aminoácidos, lipidos,vitaminas,fisicas, dando productos de gran importancia como son los de enlaces de alta energia tipo ATP ,a traves de nucleotidos tipo DPN-DPNH o TPN-TPNH ( ver metabolismos en numero de 19 en este blogg).
De todo lo anterior deducimos que pueden ser infinidad las señales que la celula puede recibir y por ello presentar uno u otro tipo de metabolismo,es muy difícil que dos celulas presenten unos metabolismos iguales; cada celula posee un metabolismo especifico en cada momento ya que las señales que recibe son distintas en calidad y cantidad.
Hemos de tener presente que los productos finales en la mayoria de las reacciones metabolicas actuan como agentes internos sobre receptores especificos para ellos y que van a desencadenar nuevas cascadas metabolicas que podemos considerar como secundarias pero necesarias para realizarse la funcion.Por ejemplo tenemos a los neurotransmisores , neuromoduladores y otras substancias quimicas que se forman por el metabolismo de la neurona ( de inicio ionico) y van a actuar como señales sobre otras celulas distintas de las que les han formado.
Las señales a las que me he referido anteriormente son las que llamo de “vitalidad” o normales no suelen ser causa de enfermedad; existen otras señales que son causa de alteraciones o lesiones primarias en los receptores y transportadores que son causa de enfermedad, son multiples y seran objeto de otra entrada en este blogg.
( continua mas abajo como otra entrada)

CONTINUACION DE LAS SEÑALES BIOQUIMICAS


Adelanto que el 60% de las señales que son causa de enfermedad son antigenos (toxicos) de origen microbiano , la microbiologia es el futuro de la medicina. Enfermedades como la hipertensión arterial (esencial); la arteriosclerosis; ciertos tipos de diabetes;infartos de miocardio; demencias ; colitis ulcerosa; la mayoria de las neoplasiasy y otras muchas enfermedades que actualmente etiquetamos de esenciales ,tienen esa etiologia ( seran objeto de la proxima entrada en este blogg ). Una vez mas vemos la importancia de la investigación basica en la clinica medica.
Termino con el simil : en medicina nos encontramos en la edad del bronce, nos queda por ver la edad de plata y sobre todo la edad de oro.

ANOTACIONES SOBRE BIOQUIMICA


La bioquímica en su conjunto es la quimica mas compleja que se da en el universo conocido, por tanto cuando damos a conocer nuestros conocimientos actuales se da por dado que son limitados; asi al hablar de veinte metabolismos por supuesto que me refiero a los mas elementales,basicos o primarios dentro de los otros muchos que se dan específicamente en cada celula; por ejemplo hablamos de treinta mil genes conocidos pero esto solo significa un principio pues las combinaciones (bioquímicas) posibles de estos durante su ( expresión) conduce a una (epigenetica) que conduce a la formación de un (proteogenoma) con miles de posibilidades de formación de reacciones quimicas especificas en cadena (metabolismos) , que a su vez se relacionan con elementos glucidicos y lipiditos creandose un glucoproteogenoma y un lipidoglucoproteogenoma que puede dar lugar a la formación de algunos millones de reacciones bioquímicas especificas en cadena (metabolismos) en cada celula o tejido de los seres vivos.

Analicemos los procesos funcionales que pueden intervenir para que la célula realicela misión especifica que tenga encomendada dentro del conjunto.
Los substratos de entrada que rodean a la célula son captados mediante reacciones químicas especificas de la membrana por receptores que constituyen su estructura(gluco-lípido-proteínas) y van a dar el comienzo de reacciones metabólicas en cadena realizada por transportadores ( generalmente proteínas ) y cuya misión final es
la de activar o reprimir operones en el metabolismo del ARN y como consecuenciala de formar nuevos receptores y transportadores ( diferenciación ) .
Los substratos de entrada exteriores a la célula por los medios bioquímicos dichosanteriormente y de una manera especifica van a producir finalmente la activación o represión de los operones en el metabolismo del ADN , que lleva a la autoreplicación (división celular).
Son un grupo de 20 -25 genes los que intervienen en el proceso de diferenciación-división celular.
Vemos que los substratos de entrada externos a la célula junto a los productos desalida como metabolitos internos que suelen ser las substancias finales en cada cadena metabólica juegan el principal papel regulador en el funcionamiento bioquímicode los seres vivos.
Los productos finales en cada cadena metabólica pueden convertirse en productos de entrada en la siguiente u otra distante en otro compartimiento intracelular convirtiéndoseen substrato de entrada intracelular.
El exceso por falta de represor en el metabolismo del ADN y con ello formaciónen exceso de ADN como metabolito de salida da lugar a la división ( duplicación) celular, por el simple hecho de ser el ADN una molécula autoreplicante.
El que la célula tome la ruta del metabolismo del ARN con diferenciación celularo que tome la ruta del metabolismo del ADN con división celular se debe a lacomposición bioquímica del medio que rodea la célula (productos de entrada) .
La inhibición por contacto es una simple inhibición por producto de entrada pues una glucoproteína especifica del exterior de una célula inhibe a receptoresde entrada de la contigua para determinados substratos de entrada .
La composición bioquímica del tejido que rodea el exterior de una célula es la causa de que se convierta o no en célula neoplásica . La activación de la cadena metabólica intracelular que va activar a reprimir los operones del metabolismo del ADN parte y depende del exterior de la membrana celular . Se conocen ya infinidad desubstancias y condiciones bioquímicas que se dan en el exterior que rodea una célula
para que esta tome una ruta de diferenciación o de división ( normal o patológica )
a través de la expresión o represión de unos protooncogenes y su transformación
por acción cualitativa o cuantitativa en oncogenes.

BIOQUIMICA

Para un estudio especifico del metabolismo celular en conjunto,lo haremos dividiendolos en 19,a saber: M-1 ( metabolismo de la glucosa de entrada ); M-2 ( metabolismo aminoácido de entrada ); y asi sucesivamente hasta 19,( ver paginas siguientes del blog ).
Todos estos metabolismos estan interrelacionados por enzimas ( proteinas) claves con funciones reguladoras de activacion-inhibicion en las reacciones de la cadena metabolica; a su vez las enzimas se ven reguladas por productos de entrada y salida del principio y final de la cadena; otras veces son los nucleotidos tipo ATP; NAD; FAD; etc. ; o los iones Na; K; Ca; Mg; P; etc. Como ejemplos vemos que las proteinas ( enzimas ) son claves en la regulación de los operones que intervienen en el proceso de la transcripcion actuando como activadoras o inhibidoras del proceso; en el M-1 tenemos el enzima glucosa-1-fosfato-deshidrogenasa y a la triosa-fosfato-isomerasa,como claves para el desvio M-4 o M-11 respectivamente; igualmente los enzimas de tipo kinasa que aportan grupos fosfato por intermedio del ATP,tienen una funcion reguladora importante, es el caso de la fosfo-fructo-quinasa en el M-1 que el ADP y AMP la activan y el ATP, el NADH y los a.grasos la inhiben. El estudio de los puntos claves de cada metabolismo se va haciendo de un modo especifico en cada uno de ellos en este blog.
Los metabolismos podemos considerarlos como los pilares de la formación de estructuras o sistemas mas complejos, asi lo que conocemos como genoma el que se va a encargar de formar las proteinas y en el ya vemos la complejidad que puede suponer que algunas proteinas necesitan el concurso de varios genes ,no solo de uno ,si conocemos unos treinta mil genes y que hay proteinas que necesitan hasta doce genes para formarse el numero de enzimas pueden pasar de las doscientas mil; si a ello añadimos que los productos de entrada y salida metabolicos son muy elevados y que su funcion como reguladores metabolicos es muy importante como punto de entrada y salida en el circulo que constituye lo que conocemos como vida (diferenciación; division y apoptosis) mecanismos importantes en el conjunto metabolico, son de una gran complejidad y forman las bases que van a dar lugar a membranas,organulos,substancias funcionales como hormonas ,transmisores etc.como base del movimiento celular y la formación de tejidos,organos,aparatos,sistemas y finalmente seres vivos.