Cofactor

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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 otras sustancias químicas que tienen propiedades útiles que generalmente no se encuentran en los aminoácidos. Algunos cofactores se pueden producir dentro del cuerpo, como el ATP, mientras que otros deben consumirse en los alimentos.

Los minerales, por ejemplo, provienen del medio ambiente y ninguna célula viva no puede producirlos desde cero. Los compuestos orgánicos a los que nos referimos como “vitaminas” son cofactores que nuestro propio cuerpo no puede producir, 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 desarrollan las reacciones biológicas. La presencia o ausencia de cofactores puede determinar qué tan rápido proceden las reacciones de su reactivo a su producto.

A nivel biológico, comprender 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 nuestros cuerpos.

Como resultado, las funciones de los cofactores pueden ser tan diversas como sus estructuras y propiedades químicas.

Los efectos de amplio alcance de los cofactores se pueden ver mediante el estudio de las deficiencias de vitaminas: las deficiencias de diferentes vitaminas, muchas de las cuales son cofactores, tienen muchos efectos negativos diferentes en la salud humana.

Tipos de cofactor

Vitaminas

Las vitaminas son compuestos orgánicos que son cofactores de las reacciones bioquímicas necesarias. Por lo general, las vitaminas deben consumirse en la dieta, porque 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 gente que consigue el escorbuto – una forma grave de deficiencia de vitamina C – pueden experimentar conectivo tejido problemas, incluyendo el músculo debilidad, dolor muscular, e incluso sangrado inexplicable ya que los tejidos conectivos de los vasos sanguíneos no pueden ser reemplazados.

Las deficiencias de vitaminas son un buen ejemplo de los efectos de la deficiencia de cofactores. Así como existen muchas posibles deficiencias vitamínicas 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 es también la razón por la que los nutricionistas aconsejan a las personas que «coman el arcoíris»: los colores de muchas plantas son producidos por cofactores, por lo que comer frutas y verduras en una amplia variedad de colores ayuda a asegurar que consumimos variedad saludable de cofactores.

Minerales

Al igual que las vitaminas, los minerales son sustancias químicas del exterior del cuerpo que deben ingerirse para permitir que nuestras células funcionen correctamente. La diferencia es que, si bien las vitaminas son moléculas orgánicas, moléculas que contienen carbono, que a menudo son producidas por otros seres vivos, los minerales son sustancias inorgánicas que se encuentran de forma natural y que a menudo se encuentran en las rocas y el suelo.

Los minerales a menudo ingresan a nuestra dieta a partir de plantas, que los extraen del suelo a través de sus raíces junto con el agua. En algunos casos raros, las personas con deficiencias de vitaminas pueden sentir la necesidad de comer ciertos tipos de suelo para obtener los minerales directamente del suelo.

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 las toxinas; hierro, que es necesario para la función de algunas enzimas metabólicas importantes; magnesio, que es necesario para la función de la ADN polimerasa y otras enzimas; y zinc, que también es necesario para la ADN polimerasa, así como para algunas enzimas hepáticas.

Al igual que con las vitaminas, puede haber demasiadas cosas buenas: mientras que los minerales son necesarios en pequeñas cantidades para que nuestro metabolismo funcione, tomar grandes dosis de ellos puede resultar en toxicidad y muerte. De hecho, las sobredosis de multivitaminas que contienen hierro son la principal causa 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 producirse dentro de nuestros propios cuerpos, por lo que no se califican como vitaminas.

Los cofactores orgánicos no vitamínicos incluyen ATP, un asistente esencial para muchos procesos bioquímicos, que transfiere energía a numerosas enzimas, transporta proteínas y más; coenzima Q, que juega un papel vital en la cadena de transporte mitocondrial; y hemo, que es un compuesto complejo que contiene hierro y que es necesario para que nuestras células sanguíneas transporten oxígeno por todo el cuerpo.

Ejemplos de cofactores

Cofactor 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 usa para producir muchas coenzimas que ayudan con procesos importantes. Se convierte en pirofosfato de tiamina, que es necesario para descomponer los azúcares y los aminoácidos.

La deficiencia grave de tiamina es una de las causas del síndrome de Korsakoff, un trastorno neurológico poco común que se observa en personas con adicción grave al alcohol. En el síndrome de Korsakoff, la desnutrición grave, 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. Algunas personas que padecen el síndrome de Koraskoff no pueden 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 producen nuevas células y tejidos muy rápidamente. Las deficiencias de ácido fólico pueden provocar defectos de nacimiento en los bebés o anemia en las mujeres embarazadas, que es posible que no puedan producir suficientes células sanguíneas nuevas para suministrarlas a ellas y al bebé.

Por esta razón, se recomienda que todas las mujeres en edad fértil hablen con sus médicos sobre la posibilidad de 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.

Clústeres de hierro y azufre

Los grupos de hierro-azufre son, lo adivinó, grupos de iones de hierro y azufre que pueden formar arreglos estables. Estos grupos tienen muchas propiedades únicas que no se encuentran en los aminoácidos ni en otros compuestos orgánicos.

Las propiedades únicas de los grupos de hierro-azufre los hacen muy útiles para reacciones biológicas que involucran transferencias de electrones. Tanto el hierro como el azufre pueden almacenar y liberar electrones con mayor facilidad que los átomos más comunes como el carbono.

Esto hace que los grupos de hierro-azufre sean una parte vital de los cofactores y enzimas involucrados en la transferencia de electrones y energía, incluida la NADH deshidrogenasa, la coenzima Q, el citocromo C y el Complejo I y el Complejo II en las mitocondrias.

Enzima : proteína que aumenta la velocidad de una reacción química. Las enzimas hacen posible la vida catalizando reacciones que de otro modo se desarrollarían muy lentamente.
Mineral : una sustancia inorgánica de origen natural, que a menudo se encuentra en las rocas. Algunos minerales tienen propiedades químicas que utilizan 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.

Ya sabes que es un cofactor, descubre ahora las coenzimas.