Definición de Cofactor
Un cofactor es una sustancia química no proteica que ayuda con una reacción química biológica. Los cofactores pueden ser iones metálicos, compuestos orgánicos u otros productos químicos que tienen propiedades útiles que generalmente no se encuentran en los aminoácidos. Algunos cofactores se pueden fabricar dentro del cuerpo, como el ATP, mientras que otros se deben consumir en los alimentos.
Los minerales, por ejemplo, provienen del medio ambiente y ninguna célula viva puede fabricarlos desde cero. Los compuestos orgánicos a los que nos referimos como «vitaminas» son cofactores que nuestros propios cuerpos no pueden fabricar, por lo que debemos consumirlos de los alimentos para que nuestras células puedan realizar funciones vitales esenciales.
A nivel bioquímico, los cofactores son importantes para comprender cómo se producen las reacciones biológicas. La presencia o ausencia de cofactores puede determinar la rapidez con que las reacciones pasan de su reactivo a su producto.
A nivel biológico, comprender a los cofactores es importante para comprender la salud. Sin los cofactores adecuados, los seres humanos y otros animales pueden desarrollar enfermedades graves e incluso la muerte.
Función de los cofactores
Los cofactores generalmente sirven para suministrar grupos químicos o propiedades que no se encuentran en otros grupos químicos.
El ATP, por ejemplo, es un cofactor con una capacidad única de transferir energía para impulsar procesos químicos como la actividad de enzimas y proteínas de transporte.
El hemo, por otro lado, es un complejo químico que contiene hierro, lo que permite que el hemo se una a las moléculas de oxígeno de una manera única. El hemo es necesario para que nuestras células sanguíneas transporten oxígeno a través de nuestro cuerpo.
Hay docenas de cofactores conocidos, cada uno de los cuales puede ser necesario para múltiples reacciones bioquímicas, como se ilustra a continuación.
Como resultado, las funciones de los cofactores pueden ser tan diversas como sus estructuras y propiedades químicas.
Los efectos de gran alcance de los cofactores se pueden ver estudiando las deficiencias vitamínicas: las deficiencias de diferentes vitaminas, muchas de las cuales son cofactores, tienen muchos efectos negativos diferentes en la salud humana.
Tipos de cofactores
Vitaminas
Las vitaminas son compuestos orgánicos que son cofactores de las reacciones bioquímicas necesarias. Por lo general, las vitaminas deben consumirse en la dieta, ya que no se pueden producir dentro del cuerpo.
Muchas vitaminas son cofactores que ayudan a las enzimas a catalizar reacciones, como la producción de proteínas importantes. La vitamina C, por ejemplo, es un cofactor para la producción de colágeno del tejido conectivo.
Esta es la razón por la que las personas que contraen escorbuto, una forma grave de deficiencia de vitamina C, pueden experimentar problemas en el tejido conectivo, que incluyen debilidad muscular, dolor muscular e incluso sangrado inexplicable, ya que los tejidos conectivos de los vasos sanguíneos no se pueden reemplazar.las deficiencias vitamínicas son un buen ejemplo de los efectos de la deficiencia de cofactor. Así como hay muchas deficiencias de vitaminas posibles con muchos síntomas diferentes, hay muchos cofactores diferentes que nuestro cuerpo necesita para llevar a cabo sus diversas reacciones bioquímicas necesarias.
El requerimiento del cuerpo de diversos cofactores vitamínicos también es la razón por la que los nutricionistas aconsejan a las personas que «coman el arco iris»: muchos colores de plantas son producidos por cofactores, por lo que comer frutas y verduras en una amplia variedad de colores ayuda a garantizar que consumamos una variedad saludable de cofactores.
Minerales
Al igual que las vitaminas, los minerales son sustancias químicas de fuera del cuerpo que deben ingerirse para permitir que nuestras células funcionen correctamente. La diferencia es que mientras que las vitaminas son moléculas orgánicas, moléculas que contienen carbono, que a menudo son hechas por otros seres vivos, los minerales son sustancias inorgánicas que se producen naturalmente y que a menudo se encuentran en las rocas y el suelo.
Los minerales a menudo entran en nuestras dietas a partir de las plantas, que los extraen del suelo a través de sus raíces junto con el agua. En algunos casos raros, las personas con deficiencias vitamínicas pueden sentir la necesidad de comer ciertos tipos de suelo para obtener los minerales del suelo directamente.
Los minerales que son importantes para la salud humana incluyen el cobre, que es necesario para la función de algunas enzimas hepáticas importantes que descomponen toxinas; el hierro, que es necesario para la función de algunas enzimas metabólicas importantes; el magnesio, que es necesario para la función de la ADN polimerasa y otras enzimas; y el zinc, que también es necesario para la ADN polimerasa, así como para algunas enzimas hepáticas.
Al igual que con las vitaminas, puede haber demasiado de algo bueno, mientras que los minerales son necesarios en pequeñas cantidades para que nuestros metabolismos funcionen, tomar grandes dosis de ellos puede resultar en toxicidad y muerte. De hecho, las sobredosis de multivitaminas que contienen hierro son una de las principales causas de muerte en niños menores de 4 años, que pueden confundir estas multivitaminas con dulces.
Cofactores orgánicos no vitamínicos
Algunos cofactores son sustancias orgánicas no clasificadas como enzimas. Algunos de estos pueden estar hechos dentro de nuestros propios cuerpos, y por lo tanto no calificados como vitaminas.
Los cofactores orgánicos no vitamínicos incluyen el ATP, un asistente esencial para muchos procesos bioquímicos, que transfiere energía a numerosas enzimas, proteínas de transporte y más; la coenzima Q, que desempeña un papel vital en la cadena de transporte mitocondrial; y el hemo, que es un compuesto complejo que contiene hierro que es necesario para que nuestras células sanguíneas transporten oxígeno a través de nuestro cuerpo.
Ejemplos de cofactores
Tiamina (vitamina B3)
La tiamina es una vitamina que se encuentra principalmente en semillas comestibles como frijoles, maíz y arroz. Para mejorar la salud pública, la tiamina a menudo se agrega artificialmente a productos que contienen trigo, como los cereales para el desayuno.
En el cuerpo, la tiamina se utiliza para producir muchas coenzimas que ayudan con procesos importantes. Se convierte en pirofosfato de tiamina, que es necesario para descomponer los azúcares y aminoácidos.
La deficiencia grave de tiamina es una de las causas del Síndrome de Korsakoff, un trastorno neurológico poco frecuente que se observa en personas con adicción grave al alcohol. En el Síndrome de Korsakoff, la desnutrición severa, la falta de tiamina y el daño cerebral por el uso excesivo de alcohol se combinan para producir síntomas graves, incluido el deterioro de la memoria. Algunos enfermos de Síndrome de Koraskoff no son capaces de formar nuevos recuerdos porque el metabolismo de su cerebro está muy deteriorado.
Ácido fólico (Vitamina B9)
El ácido fólico es otra vitamina que ahora se agrega a menudo a los alimentos para mejorar la salud pública. Es necesario que el cuerpo produzca ADN, ARN y aminoácidos, que son necesarios para el crecimiento y la división celular.
Esto hace que el ácido fólico sea particularmente esencial para las mujeres embarazadas, cuyos fetos están produciendo células y tejidos nuevos muy rápidamente. Las deficiencias de ácido fólico pueden conducir a defectos de nacimiento en los bebés o a anemia en las mujeres embarazadas que pueden no ser capaces de producir suficientes células sanguíneas nuevas para abastecerlas a ellas y al bebé.
Por esta razón, se recomienda que todas las mujeres en edad fértil hablen con sus médicos sobre tomar suplementos de ácido fólico. Los resultados del embarazo son mejores cuando hay suficiente ácido fólico en el cuerpo de la madre incluso antes de que comience el embarazo.
Cúmulos de hierro y azufre
Los cúmulos de hierro y azufre son – lo ha adivinado-cúmulos de iones de hierro y azufre que pueden formar arreglos estables. Estos grupos tienen muchas propiedades únicas que no se encuentran en los aminoácidos u otros compuestos orgánicos.
Las propiedades únicas de los cúmulos de hierro y azufre los hacen muy útiles para reacciones biológicas que involucran transferencias de electrones. Tanto el hierro como el azufre son capaces de almacenar y liberar electrones con mayor facilidad que los átomos más comunes, como el carbono.
Esto hace que los grupos de hierro y azufre sean una parte vital de los cofactores y enzimas involucrados en la transferencia de electrones y la transferencia de energía, incluida la NADH deshidrogenasa, la coenzima Q, el citocromo C y el Complejo I y el Complejo II en las mitocondrias.
- Enzima, Una proteína que aumenta la velocidad de una reacción química. Las enzimas hacen posible la vida al catalizar reacciones que de otro modo procederían muy lentamente.
- Mineral-Una sustancia inorgánica de origen natural, que a menudo se encuentra en las rocas. Algunos minerales tienen propiedades químicas que son utilizadas por las células para facilitar sus procesos de vida.
- Vitamina-Un compuesto orgánico que es esencial para la actividad biológica. Las vitaminas deben consumirse en la dieta de un organismo si el organismo no puede fabricarlas por sí mismo.
Cuestionario
1. ¿Cuál si lo siguiente NO es probable que sea un cofactor?
A. Vitamina A
B. Hierro
C. ATP
D. Ninguna de las anteriores.
2. ¿Por qué un mineral puede ser útil como cofactor?A. Los minerales pueden tener propiedades químicas muy diferentes de los compuestos orgánicos como el carbono.B. Algunos minerales son mejores para aceptar y donar electrones que los compuestos orgánicos.C. Los minerales incluyen átomos que no pueden ser producidos por seres vivos, pero la mayoría se obtienen del medio ambiente.D. Todo lo anterior.
3. ¿Por qué es importante comer una variedad de frutas y verduras?A. Porque las frutas y verduras contienen minerales que recogen del suelo a través de sus raíces.B. Porque las frutas y verduras contienen compuestos orgánicos que los animales no elaboran por sí mismos.C. Porque diferentes frutas y verduras incluyen diferentes cofactores que son necesarios para la salud humana.D. Todo lo anterior.