Seguimos con el culebrón metabólico: el Ciclo de Krebs

En el último post, nos quedamos con el producto de la glucolisis, que no es otro que el piruvato (o ácido pirúvico). Esta sustancia está integrada por tres átomos de carbono. Para entrar en la siguiente etapa, que es la que nos va a ocupar hoy, hacen falta dos átomos de carbono sólo. Es por ello que el piruvato va a sufrir una decarboxilación oxidativa que, a través de una serie de pasos intermedios que no hacen al caso, va a rendir ácido acético (el presente en el vinagre, y que le confiere su olor), molécula ya con dos átomos de carbono.

Tomado del blog "Bios", entrada sobre cadena respiratoria
(en la siguiente imagen, el enlace).

Esta molécula así obtenida puede entrar ya en el Ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos (CAT), llamado así por el papel preponderante que tienen en el ciclo el ácido cítrico y alguno de sus isómeros. Permitidme en este punto que traiga a colación lo de siempre: lo peligrosa que resulta la ignorancia. En algunas listas de productos "dañinos" (aditivos, en fin) se puede leer como uno de ellos el ácido cítrico. No es que esta sustancia esté presente de forma natural en muchas de nuestras frutas, es que está en el seno de todas las células que hay sobre la Tierra. Si tan malo fuera, desde luego, la vida en el planeta como la conocemos se habría extinguido prácticamente a lo poco de empezar.

No es mi intención explicaros en detalle cada una de las reacciones del CAT, aunque os recomendaría un breve bosquejo por internet para ir haciendo cuerpo bioquímico, pero voy a volver a insistir en que esa sucesión de reacciones tiene por objetivo "quemar" muy lentamente esos dos átomos de carbono que acaban de entrar en forma de ácido acético (recordad que es lo que nos queda de la molécula de glucosa), de forma que la liberación de energía ocurra de forma poco violenta y, por tanto, asimilable para el organismo y no dañina. Al final del CAT y de la glucolisis, habremos obtenido algunas moléculas de CO2 y unos intermediarios que se han cargado de pares de hidrógeno; si recordáis, en el hidrógeno estaba encerrada mucha energía, ya que dijimos que esos átomos estaban como en la cima de un tobogán. Si permitimos que esos hidrógenos se deslicen por la pendiente en busca del oxígeno, seremos capaces de obtener grandes cantidades de energía.

Al proceso por el cual los pares de hidrógeno van buscando su átomo de oxígeno para formar una molécula de agua y liberar energía le llamamos cadena respiratoria, un conjunto de reacciones dispuestas para, una vez más, ser capaz de ir liberando la gran cantidad de energía que se ha de formar de una manera lo más benigna y pausada posible. La llamada cadena respiratoria ocurre en las mitocondrias de todas las células del cuerpo, no sólo en el llamado aparato respitarorio. En ese sentido, tal vez tendríamos que llamar a los pulmones y la tráquea el aparato "ventilatorio", reservando el término respiración para el fenómeno celular.

Tomado del blog 

http://benitobios.blogspot.com/2009/05/cadena-respiratoria-y-fosforilacion.html

¡Gracias, Álvaro!

Como bien preguntaba alguien por ahí el otro día, esto empieza a parecerse más al blog de Álvaro que al del Dr. Bromatólogo. La verdad es que estoy pasando por una fase de sequía creativa (o sea, que hay que sentarse y no encuentro el momento) y eso está provocando que mis entradas, tanto en materia de posts como de comentarios, se vayan espaciando.

Pero ahí aparece la figura de Álvaro, que se echa a las espaldas la resposabilidad de mantener vivo el fuego y se bate en los comentarios como un jabato. Sólo puedo estar agradecido.

Por cierto, ¡qué grande es internet!, sobre todo cuando se usa bien, como es el caso. Nos ha permitido "conocernos" (mis únicos contactos con Álvaro son los que habéis podido leer en los comentarios), compartir nuestros progresos y nuestras preocupaciones y ponerlos a disposición de otras personas a las que, esperamos, les puedan servir.

Ese es el motivo por el que he querido dedicar este post (¡qué menos!) a agradecer a Álvaro, y por extensión a todos los colaboradores, su dedicación para suplir esta menor frecuencia de publicaciones por mi parte.

Por otra parte, quería hacer un comentario sobre una entrada anterior, en concreto sobre una imagen, antes de que alguien me lo haga. Hace un par  de posts inserté una imagen de la molécula de glucosa en su forma lineal (aunque se puede encontrar así, es muy poco frecuente). El otro día, mirándola, me di cuenta de que se trataba del isómero L de la molécula, cuando la que se encuentra en casi la totalidad de los casos es el isómero D: para los que no sean muy duchos en química biológica, les diré que se obtiene poniendo un espejo al lado de la molécula, de forma que la mayor parte de los grupos -OH queden a la derecha. Reconozco que para la mayor parte de los lectores, esta digresión no será muy significativa, pero es que yo tengo mis cosas y agradezco que las soportéis.

Vamos con la cetosis: nociones sobre el metabolismo (II)

Como decíamos en la primera parte de este post, al final de la glucolisis nos encontramos con dos moléculas de ácido pirúvico, algo de energía (almacenada en una molécula al efecto que se llama ATP) y un par de átomos de hidrógeno (siempre los tomaremos en parejas, como a la Guardia Civil antiguamente) disponibles para aprovechar toda la energía por cada molécula de piruvato. El grueso de la energía sigue "guardado" en el par de hidrógenos que ya tenemos y en la molécula de ácido pirúvico.

Llegados a este momento, se nos plantean dos posibilidades:

1.-   Si disponemos de oxígeno, seremos capaces de combinar apropiadamente los hidrógenos y los carbonos con oxígeno para obtener agua y anhídrido carbónico, mediante el proceso de la respiración celular, llegando así a extraer toda la energía presente en las moléculas orgánicas: parte de estas reacciones se estructuran gracias al ya citado Ciclo de Krebs, que recoge también productos provinentes de la degradación proteínas y grasas.


Imagen tomada de Agrega, bajo una licencia de Creative Commons.


2.-   En ausencia de aire, podemos establecer un remedo de lo anterior que consiste en combinar los restos obtenidos en la glucolisis sin echar mano de oxígeno de fuera, por lo que aparecen los procesos fermentativos; las levaduras pueden generar etanol en la fermentación alcohólica; al resto de los mortales sólo nos asiste la posibilidad de combinar la molécula de ácido pirúvico con ese par de hidrógenos que anda suelto para producir ácido láctico (sí, ese que sale en el yogur y el responsable de las agujetas, que ocurren cuando un músculo ha sido sometido a un esfuerzo muy intenso y los suministros no están puestos a punto).

Si recordáis, es desde estos ácidos desde donde éramos capaces de producir nueva glucosa mediante la gluconeogénesis, si bien ese proceso era (felizmente para los que quieren adelgazar) negativo en su balance energético global.

Lo que entre en el ciclo de Krebs va a ser concienzudamente troceadito en forma de dióxido de carbono y pares de hidrógeno, que luego acabarán siendo llevados a la cadena respiratoria para combinarse con el oxígeno y dar agua, liberando gran cantidad de energía.

La pregunta que puede hacerse el lector avisado en este punto es: ¿y para qué tanta parafernalia para acabar quemando una molécula de glucosa, si hay métodos más rápidos y sencillos para hacerlo?

La respuesta buena es la que se daba tradicionalmente por los buenos profesores de bachillerato: si dejamos caer el agua desde un salto muy elevado, probablemente, la cantidad de energía liberada de golpe arruine todo a su paso. Si vamos intercalando pantanos cada uno una cierta cota por debajo del anterior, podremos aprovechar toda la energía sin riesgos: eso es lo que hace el organismo, que en lugar de proceder a la combustión de una vez de la molécula, que la reduciría a agua y anhídrido carbónico en un solo paso con gran liberación de energía, "domestica" esa reacción derivándola a lo largo de una secuencia de procesos bioquímicos que permiten la producción muy escalonada de energía.

El próximo día, más.

Vamos con la cetosis: nociones sobre el metabolismo

Como quiera que es un tema que ya ha salido algunas veces, que me ha sido solicitado recientemente y que se encuentra en la base de muchas de las dietas restringidas en glúcidos, me decido hoy a hablar de la cetosis, eso sí, desde un punto de vista algo más científico de lo que he visto por ahí, si bien, y para evitar "largar" una lección demasiado intensa, podría tomarme algunas licencias que (me perdonen los puristas) permitan una lectura sosegada de lo que viene a continuación a casi todo el mundo.

El problema radica en que para abordar con propiedad este ítem necesitamos conocer algo de cómo funciona el metabolismo de glúcidos y lípidos en la casi totalidad de las células que se cuentan en el planeta.

Esquema general del metabolismo. Tomado de Agrega bajo licencia Creative Commons.

Lo primero que vamos a hacer es definir el término metabolismo como el conjunto de reacciones bioquímicas que tienen lugar en el organismo; de entre ellas destacamos dos tipos, las dos grandes ramas del metabolismo, que son el anabolismo (construir grandes moléculas a partir de moléculas sencillas y energía) y el catabolismo (descomposición de grandes moléculas a otras más pequeñas generando energía en el proceso).


De lo dicho anteriormente, está claro que en los procesos de crecimiento y desarrollo, así como en los de engorde, la función predominante es el anabolismo. La energía necesaria para el día a día se obtiene de las reacciones catabólicas.

Empecemos nuestro estudio por una molécula de glucosa que es transportada al interior celular con la intención de degradarla en sus componentes  últimos (desde el punto de vista de nuestro organismo) que son anhídrido carbónico y agua, liberando energía en ese proceso.

El catabolismo de los monosacáridos va a tener dos grandes fases que, por su importancia, van a ser usadas en otras reacciones metabólicas. A estas fases se las conoce como glucolisis y ciclo de Krebs.

Molécula de glucosa.
Autor: Rob Hooft. Licencia Creative Commons.

En la glucolisis, de una molécula de glucosa (seis átomos de carbono) se obtienen dos moléculas de ácido pirúvico (tres átomos de carbono cada una), así como dos  moléculas que transportan un par de hidrógenos cada una, de esos que tan abundantes resultan en imagen.

El asunto de los átomos de hidrógeno no es trivial, ya que es en ellos donde radica fundamentalmente la reserva de energía química presente en la molécula (en la de glucosa, en el resto de azúcares, en las grasas...); ello se debe a que las reacciones catabólicas son fundamentalmente (en último término) oxidativas, esto es, el resultado de combinar átomos de oxígeno con otros átomos (carbono, hidrógeno) para formar dióxido de carbono y agua, obteniéndose energía en el proceso. La causa de la obtención de esa energía, de una forma un tanto aproximada, podríamos decir que radica en que el oxígeno, ubicuo, es una especie de lugar común hacia lo que todo tiende (como una pelota tiende al suelo); los otros átomos atesoran tanta más energía cuanto más elevados estén de ese suelo y el más distante es el de hidrógeno.

Bueno, creo que por hoy ya está bien, que luego estos posts me salen un poco farragosos. En el siguiente vemos algo de la glucolisis, que ya ha salido a colación en entradas anteriores por ser, en cierta forma, el proceso "contrario" a la gluconeogénesis.

Pero bueno, ¿el alcohol engorda o no?

Tomado de la National Library of Scotland,
bajo licencia Creative Commons.

Cuando inicié la serie sobre los alcoholes ya advertí que se compondría de un conocimiento sobre los productos alcohólicos y su tecnología, para luego intentar comprender su comportamiento dietético.

En el caso que nos ocupa, no vamos a hablar de los efectos "primarios" del alcohol, entendiendo por tales la depresión de centros nerviosos (empezando por los de la interacción social y cultural y llegando, en casos extremos, hasta los vegetativos); para eso está el refranero ("lo primero que pierde el borracho es la vergüenza") y las experiencias, personales o aprendidas.

Eso sí, vamos a intentar analizar el efecto que en una dieta de adelgazamiento puede desempeñar el consumo de bebidas alcohólicas y, como dice el título del post, determinar si las bebidas de este tipo ayudan a engordar o no.

Como ya conocéis, tengo que volver a hacer profesión de fe contra la hipótesis de las calorías. Por lo tanto, ya podemos descartar expresiones del tipo "es que el alcohol aporta calorías vacías (?)" como las que se oyen por ahí. El azúcar, que yo sepa, también aportaría este tipo de "calorías vacías", incluso más que las bebidas, ya que el vino o la cerveza, además de algunos licores, son fuente de beneficios, si los administramos con un poco de talento. Por lo tanto, la cosa no va a ir, una vez más, por ahí.

Como apunta en su wiki Álvaro (por cierto, cada vez más atractiva y completa), hay un fenómeno en el organismo, que se conoce como gluconeogénesis, o sea, la producción de glucosa desde sustratos que no son azúcares.

La utilidad fisiológica de la gluconeogénesis radica en mantener la normoglucemia sin necesidad de estar disponiendo de aportes glucídicos; en efecto, a partir del glicerol de las grasas, de los restos del catabolismo de los azúcares piruvato y lactato y de dieciocho de los veinte aminoácidos que podemos encontrar en las proteínas, el organismo es capaz de producir moléculas de glucosa: eso para los que os vengan con la cantinela de que si el cerebro necesita...

Evidentemente, para una dieta como la nuestra, este mecanismo es fundamental, ya que nos asegura que los niveles de azúcar en sangre son los adecuados sin necesidad de recurrir al azucarero y, además, permite vaciar (máxime si se combina con la cetosis) aquellos depósitos que no nos gusta tener.

Bueno, pues la disertación anterior viene al caso porque el alcohol inhibe la gluconeogénesis. Es por ello recomendable que las personas que están iniciando la dieta (y por tanto se privan de aportes de azúcar) no bloqueen esta vía, lo que, por otra parte, les impediría adelgazar.

Ahora bien, creo que una vez establecida una velocidad de crucero en la dieta, unos vasos de vino con las comidas no han de causar demasiado daño. A ver qué os parece a vosotros: a los señores de la foto, parece que el consumo del alcohol no les importaba mucho.

Acabamos con los productos alcohólicos

Tomado de Cornell University, bajo licencia Creative Commons.

Bueno, tras un paréntesis navideño que se ha hecho un poco largo, me pongo de nuevo a la tarea. Quiero primero felicitaros el año y esperar que no nos depare muchos sustos (económicos, glucémicos, en fin...).

Para agotar el tema de los productos alcohólicos, nos queda ahora hablar de los destilados. Vista ya la producción primaria de alcohol por parte de las levaduras responsables de la fermentación de los azúcares y supuesto que este etanol está presente en un líquido (vino, sidra, cerveza), lo que podemos hacer es, si nos interesa, intentar extraerlo, bien para tomarlo como concentrado o bien para obtener etílico para otros usos.

De todos es conocido el procedimiento empleado; como quiera que la temperatura de ebullición del alcohol es inferior a la del agua, si calentamos un vino y recogemos los vapores, hay que esperar que la proporción alcohol:agua sea mucho más favorable en esos gases que en el líquido original. Luego, enfriamos el vapor para devolverlo al estado líquido y ya tenemos el aguardiente en cuestión.

Cuidado con los destiladores aficionados en casa, ya que la fracción de cabeza que se obtiene en el procedimiento anterior (o sea, el primer destilado que sale) suele contener elevadas cantidades de alcohol metílico: este alcohol sólo tiene un átomo de carbono (que es la medida más popular de la química orgánica) a diferencia del etílico, que tiene dos; eso provoca que sea más volátil y, por tanto, salga antes del serpentín.
El procedimiento indica que hay que medir el contenido el metílico y despreciar aquellas fracciones en las que éste rebase ciertos límites, ya que es tóxico (en verdad, tóxico es su metabolito, el formaldehído, que se genera en el cuerpo por oxidación del metanol).

Tras esta primera fracción, obtenemos otras en las que el alcohol etílico es bien patente; al final del proceso, cada vez va saliendo menos alcohol y más agua, que diluye la mezcla anterior, por lo que interesa poner fin a la destilación.

Cuando todo eso se produce de forma rápida (o sea, que el fuego está muy fuerte) lo que se obtiene es una solución de alcohol en agua prácticamente pura. Como lo que nos gusta a algunos no es el alcohol, sino las impurezas, es interesante destilar con la mínima llama posible, con lo que se consiguen aguardientes que arrastran aromas que estaban en el vino o en los orujos de la uva. Efectivamente, el aguardiente de orujo se obtiene sometiendo a destilación los restos de la fruta después de que se haya eliminado el mosto; en esos restos siempre hay algo de azúcar, que fermenta y podemos tener vino por un lado y, sin perjuicio del anterior, aguardiente.

A partir de aquí, podemos tomar directamente el aguardiente obtenido, sin otros aromas que los que hayan podido destilarse conjuntamente con el alcohol y el agua o bien aromatizarlo de alguna de estas formas:

1.- Macerando en él hierbas, frutas u otros elementos que modifiquen su color, olor y sabor, añadiendo por lo general elevadas cantidades de azúcar o miel: se obtienen así los licores, anisados y pacharanes.

2.- Sometiéndolo a crianza en barricas (a poder ser, procedentes de la crianza de vinos) para que vayan traspasando poco a poco los aromas que atesoran: tal es el caso del whisky y del brandy.

Y en relación con el brandy, os cuento una historia, que es la de su nacimiento. En el marco de Jerez, los holandeses tenían por costumbre solicitar la venta de aguardientes destilados a muy baja temperatura (como hemos dicho, para que arrastren más aromas; tontos los holandeses, ¿no?) que se conocían como holandas;  estos aguardientes se envasaban para su expedición en viejos toneles de vino. Por una mala gestión porturaria, una partida quedó arrinconada en algún tinglado, siendo redescubierta al cabo de unos años. Cuando alguien probó lo que había en su interior, ¡sorpresa!, se encontró con un producto excepcional que es lo que hoy conocemos como brandy.

En fin, que si os apetece brindar por el nuevo año y el reencuentro, como parece que van a hacer los pasajeros del barco de la imagen, tened cuidado con las cantidades (que esto está muy concentrado) y, en su caso, con los azúcares que se le hayan podido añadir. Salud.

Os felicito la navidad brindando con cava

Imagen tomada de 

Powerhouse Museum Collection, bajo licencia Creative Commons.

En posts anteriores hemos hablado de los vinos y otros productos obtenidos por fermentación natural. Dejo para más adelante los destilados y las propiedades nutritivas-dietéticas de los productos alcohólicos. Pero como algunos comentarios del post anterior ya están felicitando pascuas, creo llegado el momento de hacer yo lo propio y, para guardar lo que es costumbre entre muchos compatriotas, mandaros esa felicitación explicando (o sea, brindando en su versión cibernético-divulgativa) con un poco de cava.

Como supongo que sabéis, el cava es la adaptación nacional de un producto, en sus orígenes, provinente de Francia, que era el vino de champaña. Desde que Dom Perignon estableciera, probablemente tras muchas pruebas y errores, lo que daría en llamarse el méthode champenoise (la vida conventual da para mucho, si se sabe aprovechar) se producen en nuestro vecino norteño este tipo de vinos espumosos. A la piel de toro llegó la producción de tales vinos con ocasión de una crisis (¡vaya por Dios, ni en este blog nos vamos a librar de la taimada!) provocada por una plaga de filoxera en los viñedos tradicionales de Cataluña; algunos empresarios avispados, en lugar de lamerse las heridas, decidieron que la ocasión podía ser propicia para dar un doble mortal hacia adelante y replantearon desde la base la producción de sus caldos, copiando (ex nihilo nihil fit) el protocolo que ya se usaba en Francia: brindemos por tales empresarios.

Y claro, con lo de la UE y sus sistemas de protección de denominaciones (que creo que están bien, en principio) aquí tuvimos que cambiar el nombre del producto (que hasta ese momento era Champán) y evitar poner en las botellas lo de méthode champenoise y sustituirlo, acaso, por lo de méthode traditionelle. Pero, una vez más, se transformó una restricción en una oportunidad y nos inventamos eso del cava  y, de paso, la Denominación de Origen del Cava, si bien aquí me temo que no llovió a gusto de todos. Y es que, a la hora de definir cuál era la región geográfica sobre la que asentar la Denominación, se abrió la puerta -me vuelve a parecer bien, tal vez no tanto a los productores tradicionales que ya estaban consolidados- a que cualquier zona que produjese esos vinos se adhiriera a la misma. Esa es la razón por la que se pueden tomar cavas extremeños, riojanos, etc. pese a la asociación con Cataluña que muchos establecen al oír hablar del producto.

El caso es que ya tenemos nuestros vinos con toda su historia y todas las de la ley. Pero, ¿en qué consiste el método empleado en la elaboración del cava y el champaña? Bueno, lo primero es obtener lo que llamamos un vino base, lo que se hace pisando y fermentando uvas. ¿Y de qué color? Bueno, la uva puede ser blanca o tinta (sí, de las tres uvas que conforman el champán francés, dos son tintas) pero separando los hollejos rápidamente para que no transfieran al mosto las antocianinas; al final obtenemos un vino blanco no espumoso. A ese vino se le somete ahora al método de Perignon, que empieza por añadir una mezcla de vino, azúcar y levaduras y sellar la botella, al objeto de que se produzca una segunda fermentación que incorpore carbónico al vino: esta solución-suspensión se conoce como licor de tiraje; durante este proceso, las botellas se disponen horizontalmente y son agitadas y giradas a intervalos de tiempo para facilitar que las lías acaben en el cuello.

Una vez acabado el periodo de producción de gas y acumulación de lías se abre la botella, con la intención de que el taponazo haga que salgan las lías y quede el vino limpio. La forma más habitual de hacerlo consiste en congelar el cuello de la botella, con lo que se forma un émbolo con todo lo que queremos eliminar, que es expelido fuera del envase. En ese momento, y antes de volver a tapar la botella, se le añade un vino azucarado que se conoce como licor de expedición,  cuya única función es adaptar el sabor del producto, y que es el responsable del contenido en azúcares de los distintos tipos de cava. Como ya dije, el Brut Nature no incorpora azúcares y los distintos tipos de cava los van llevando en cantidad creciente desde el Brut hasta el Dulce. Ni qué decir tiene que ya sabéis cuál es el que hay que buscar para brindar.

Bueno, como os dejo con la copa en la mano, creo que es el momento de brindar por las navidades y, de paso y por si alguien no abre el blog porque tiene la mano llena de cordero o de turrón, desearos un 2011 propicio y lleno de salud. Un abrazo.