La energía para vivir proviene de las plantas
( Publicado en "Energía para vivir", Bruno Günther y Enrique Morgado,
1998, Editorial Universitaria )
La manera convencional de analizar la posible relación entre los conceptos de "energía" y de "vida" seria la de establecer una relación causal entre ambos, en el sentido de condicionar la supervivencia de todo organismo al aporte o al consumo de energía y a su ulterior utilización en las más diversas funciones orgánicas (Fig. 1).
En efecto, todo ser vivo requiere de un aporte permanente de energía química, la que está contenida en los alimentos ingeridos diariamente, como ser, carbohidratos, lípidos y proteínas. La pregunta que nos asalta de inmediato es ¿qué sucede con otras substancias que también se ingieren a diario, como el agua, las sales y las vitaminas? Si bien es cierto que no aportan energía (kilocalorías por gramo de substancia), no obstante son igualmente indispensables para la vida, como se discutirá más adelante.
Como segundo tema, habría que estudiar el metabolismo intermediario de todas las substancias de valor alimenticio, una materia muy compleja y del ámbito de la bioquímica, por cuanto los diversos ciclos metabólicos constituyen una tupida red de interdependencias, con intervención de centenares de enzimas especificas, que modulan la velocidad de cada una de estas reacciones químicas (Fig. 2).
Finalmente, seria indispensable describir todos los procesos catabólicos del organismo,los que se refieren a la eliminación del cuerpo de aquellas substancias que ya no cumplen función alguna en el metabolismo intermediario, como lo son el CO2 la urea, creatána, el ácido úrico, varios ácidos fijos, entre otros catabolitos, incluyendo en esta lista el calor producido a nivel de las mitocondrias intracelulares, organelos que se analizarán en detalle más adelante, y que representan un eslabón fundamental en la secuencia de fenómenos energéticos que se verifican en todo organismo de metabolismo aeróbico.
No obstante, este enfoque lógico y secuencial sólo permitiría conocer lo más trivial de la presente temática, tal como aparece en todos los textos de Fisiología y Bioquímica. La incógnita es de dónde proviene la energía contenida en los alimentos antes mencionados (carbohidratos, lípidos y proteínas); a menos que un Deus ex machina, por arte de magia, le conceda a cada alimento un determinado número de kilocalorías por gramo de substancia. Como esto no sucede, habrá que preguntarse: ¿De dónde provienen las "kilocalorías/g" de cada alimento?, y para ello es indispensable ampliar el horizonte energético, que arbitrariamente habíamos confinado al propio organismo, y explorar el origen real - no aparente- de la energía química contenida en los diversos alimentos.
En consideración al hecho que el vértice de la pirámide energética es el Sol, es indispensable iniciar esta sinopsis analizando las reacciones químicas que acontecen en el interior de la masa solar, y a continuación debe mencionarse la captación de la energía luminosa y su transformación en energía química a nivel de los cloroplastos de las hojas verdes de las plantas.
Finalmente, la energía química de los nutrientes almacenados en el follaje verde es utilizada por los animales a nivel de mitocondrias intracelulares, en las que una cadena de enzimas oxidorreductoras elaboran ATP y liberan calor, como una forma de energía residual que incrementa la entropía del mundo circundante (Fig. 3).
Si se analiza el sistema solar en particular, surge de inmediato la incógnita referente a las razones cosmológicas, físicas y químicas, que sirven para explicar por qué hay vida en la Tierra, y no en los demás planetas. Para dilucidar esta problemática se compara la composición química del Universo, de la Tierra y de la especie humana, con el propósito de descubrir similitudes y diferencias.
El origen de la vida en la Tierra (biopoyesis) es un tema candente, y que ha sido sometido a un modelaje experimental, simulando la composición de los mares y de la atmósfera de la época Precámbrica - hace 500 millones de años- con el propósito de racionalizar la secuencia de los procesos químicos, en comparación con las condiciones ambientales extremas que actualmente existen en la Tierra, y no obstante hay una excelente adaptación de microorganismos que se desarrollan y se reproducen a temperaturas superiores a 100 ºC y en otros casos a temperaturas de congelación (inferior a 4ºC), o en ambientes salinos, ácidos, alcalinos, con lo que se demuestra la tenacidad de los seres vivos para explorar todas las posibilidades energéticas, y que son compatibles con la vida en sus multifacéticas manifestaciones.
En el presente estudio, de naturaleza integrativa y holística, se ha enfocado el tema de la energía en su relación con la vida, y en un amplio espectro, que comprende escalas "megascópicas" de millones de veces- hasta fenómenos a escala "microscópica", en millonésimas de la unidad de referencia, como el metro por ejemplo de modo que comprende una cosmovisión, por una parte, y una perspectiva a nivel molecular y atómico (enlaces químicos entre los diversos elementos que constituyen la materia viva).
En consideración al hecho que cada lector tiene intereses diferentes y una formación científica también particular, nos pareció que un "texto igual para todos", no cumpliría con el propósito de informar adecuadamente a cada lector ad libitum, es decir, "según le plazca a cada uno", y por ello, esta monografia consta - como ya se ha dicho - de dos partes, una parte general destinada a todos por igual, y una parte especial en forma de tablas explicativas - con toda la información complementaria pertinente.
Los fenómenos energéticos, relacionados con los procesos vitales, no deben ni pueden ser analizados como un fenómeno particular de los seres vivos, como el "élan vital" ("impulso vital") del filósofo francés HENRI BERGSON (1859-1941), o como la "entelequia" de ARISTÓTELES (384-322 a.C.), un principio imaginario que "contiene el fin en sí mismo", sino que las 10 formas de energía que se conocen en la Física y en la Química también son válidas para los seres vivos, así como los dos principios de la termodinámica establecidos por el físico alemán ROLPH CLAUSIUS (1822-1888), como ser la ley de la conservación de la energía y el incremento obligatorio de la entropía en el Universo, y de este modo se establece una relación armónica entre las concepciones de la vida y la fisicoquímica del cosmos.
Dr. Bruno Günther