historia natural

La materia viviente

1.- Elementos biogenésicos.

Hasta entrado el siglo XIX se admitía, de una manera general, que los seres vivos estaban constituídos por una materia especial (materia orgánica), peculiar de ellos y completamente distinta de la materia constitutiva del mundo inanimado (materia inorgánica o mineral). Los químicos han demostrado que si bien los seres vivos son químicamente un conjunto de compuestos que, en general, no existen en el mundo mineral, estos compuestos están integrados por los mismos cuerpos simples que integran la materia inorgánica (véase la introducción). Estos cuerpos químicos llamados elementos biogenésicos, son precisamente los más abundantes en la corteza terrestre, en la atmósfera y en el agua, es decir, en la parte de nuestro Globo en que la vida se manifiesta, y los que, por diversas razones, resultan más propios para las manifestaciones químicas de la vitalidad.

De estos elementos sólo el oxígeno y el nitrógeno se encuentran en estado libre. Los demás, y el oxígeno y nitrógeno mismos, se hallan combinados entre sí, formando variadísimos compuestos.

2.- Principios inmediatos.

Los cuerpos simples o compuestos que pueden separarse de los seres orgánicos por medios puramente físicos (disolución, filtración, evaporación, etc.), reciben el nombre de principios inmediatos. Algunos de éstos son cuerpos minerales, ya simples (oxígeno y nitrógeno), ya compuestos (sal común, agua, carbonatos y fosfatos de calcio y magnesio, etc.), pero la inmensa mayoría son de naturaleza orgánica. La diversidad de estos principios inmediatos y su importancia requiere que los estudiemos con un poco de detalle.

Alcoholes. Son compuestos de C, H y O de composición semejante a la del alcohol ordinario. Unos son líquidos, como la glicerina, que forma, en combinación con los ácidos grasos, las grasas, y otros sólidos, como la colesterina, que se encuentra en el cerebro y bilis de muchos animales.

Acidos. Se componen también de C, H y O. Como ejemplos pueden citarse los ácidos cítrico y oxálico, muy abundantes en los vegetales. También merece mención el ácido úrico, que se encuentra en la orina y es nitrogenado, y, sobre todo, los llamados ácidos grasos (oleico, esteárico y palmítico), que en combinación con la glicerina constituyen las grasas.

Hidratos de carbono. Se pueden considerar como combinación del carbono con el agua. Es decir, del carbono con el oxígeno y el hidrogeno en las mismas proporciones en que entran en el agua.

Los hidratos de carbono más sencillos son los MONOSACÁRIDOS, de fórmula C6H12O6 solubles en agua y de sabor dulce, como la glucosa o azúcar de uva, lafructosa o azúcar de frutos y la galactosa. La combinación de dos moléculas de monosacáridos con separación de una molécula de agua da origen a los DISACÁRIDOS (2 C6H12O6 = C12H22O11 + H2O), cuerpos también solubles en agua y dulces. El tipo de los disacaridos es la sacarosa o azucar de caña y remolacha. El azúcar de leche o lactosa y la maltosa, también lo son. Finalmente, la combinación de n moléculas de monosacáridos con separación de n moléculas de agua, origina unos cuerpos insolubles en agua e insípidos llamados POLISACÁRIDOS (n C6H12O6 = n H2O + (C6H10O5)n). Los más importantes son tres: el almidón o fécula, producto vegetal granuloso que con el agua caliente origina el engrudo; el glucógeno o almidón animal, que se encuentra en el hígado, y la celulosa, que no falta en ninguna planta. El algodón, el hilo y el papel están formados de celulosa más o menos pura.

Los polisacáridos y disacáridos tienen la propiedad de transformarse en monosacáridos, cuando se les hierve en agua acidulada, porque los ácidos diluídos loshidratan, es decir, les hacen tomar el agua que perdieron al formarse.

Grasas. Son compuestos sólidos o líquidos (manteca, sebos, aceite) solubles en el alcohol, la bencina, el cloroformo, etc., pero no en el agua, en la cual, si se les bate, se disgregan en finísimas gotitas, formando una emulsión. Las grasas, como los cuerpos antes estudiados, se componen de C, H y O, pero el oxígeno escasea en ellas. Resultan las grasas de la combinación de la glicerina con los ácidos grasos. Las principales son la oleína, la palmitina y la estearina. Si se las mezcla con el álcali (potasa o sosa), las grasas se descomponen en sus dos componentes: la glicerina queda libre, y el ácido graso se combina con aquél fonmando jabones. Este proceso recibe el nombre de saponificación.

Lipoides. Parecidas a las grasas por su composición química y por sus propiedades fisiológicas, así como por su solubilidad en el alcohol, cloroformo, etc., son los lipoides. Los más importantes son los llamados fosfátidos, que difieren de las grasas por contener ácido fosfórico, como la lecitina, que abunda en la yema del huevo (9 %), en el sistema nervioso, en la leche, sangre, etc. También se consideran como lipoides la mielina y la colesterina.

Albuminoides Los albuminoides son los cuerpos orgánicos de mayor complicación. No solamente se componen de C, H y O, sino que en ellos entra siempre el nitrógeno (N), casi siempre el azufre (S) y a veces, también, el hierro (Fe), el fósforo (P) y todos los demás elementos biogenésicos. En realidad, los albuminoides son los únicos cuerpos orgánicos constituyentes de la materia viva. Las grasas, los hidratos de carbono y demás principios inmediatos son simples productos fabricados por parte viva de los seres orgánicos.
Los albuminoides son insolubles en el agua o bien forman en ésta falsas soluciones, parecidas a las emulsiones de las grasas, denominadas soluciones coloidales. Por el calor y otros agentes (alcohol, etc.), se coagulan. La complicada molécula de los albuminoides, que a veces consta de centenares de átomos, se compone, en su mayor parte, de diferentes aminoacidos, cuerpos éstos de composición relativamente sencilla y fácilmente solubles.

Distinguiremos cuatro grupos de albuminoides:
a) ALBUMINOIDES SENCILLOS. Son albuminoides que forman con el agua pura o con soluciones acuosas de ácidos, bases o sales, soluciones coloidales, de las cuales se precipitan por el calor o por la acción de fermentos coagulantes. A ellos pertenece la albúmina o clara de huevo; el fibrinógeno del plasma sanguíneo, que al coagularse se transforma en fibrina; la caseína de la leche, a la que ésta debe su coagulación, etc.

b) ALBUMINOIDES COMPUESTOS (PROTEIDOS). Son albuminoides formados de un albuminoide sencillo y de otro cuerpo que puede ser un hidrato de carbono, un pigmento, o una substancia rica en fósforo llamada ácido nucleico. Los primeros se llaman glucoproteidos, como la mucina, que forma el mucus; los segundoscromoproteidos, como la hemoglobina de los glóbulos rojos de la sangre, y los terceros, nucleoproteidos, por abundar en el núcleo de las células (cromatina).

c) ALBUMINOIDES. Son albuminoides insolubles que forman la mayor parte de los órganos esqueléticos de los animales. Los más importantes son: la colágena y la elastina, que forman la substancia fundamental de los huesos y cartílagos, y la queratina, que forma la parte externa (capa cornea) de la piel, y los callos, pelos, plumas, uñas y pezuñas. Los dos primeros se transforman por la cocción en glutina (gelatina); el tercero, no. Se pueden considerar como albuminoides laesponjina, de las esponjas, y la quitina, de los caparazones de los crustáceos, insectos, etc.

d) ALBUMINOIDES TRANSFORMADOS. Son productos que resultan de la trabsformación hidrolítica incompleta de los otros albuminoides, principalmente mediante procesos digestivos. Los más importantes son las peptonas, productos que difieren de los albuminoides propiamente dichos, por ser solubles en agua y no coagularse por el calor.

Fermentos solubles Llamados también diastasas, encimas y cimasas, son substancias de composición muy diferente que tienen de común la propiedad de actuar sobre determinados cuerpos químicos, transformándolos en otros, sin consumirse. De aquí que operando en ciertas condiciones se pueda descomponer una cantidad ilimitada de una cierta substancia con una insignificante cantidad de una encima determinada. Por ejemplo, una parte de cuajo es capaz de coagular 400,000 partes de caseína.

Diversos químicos, Ostwald, principalmente, han llamado la atención sobre la semejanza existente entre los procesos encimáticos y los catalíticos, así como entre las encimas y los catalizadores. Para Ostwald un catalizador es toda substancia capaz de acelerar o retardar la velocidad de una reacción química sin entrar a formar parte del producto final de ella.

En favor de la acción catalítica de las encimas se han pronunciado modernamente gran número de autores, y Breding llama << fermentos inorgánicos>> a las soluciones coloidales de los metales. Las propiedades de la mayor parte de las encimas y las condiciones en que su acción se manifiesta permiten atribuir a esos cuerpos una naturaleza coloidal.

Las encimas más importantes son las oxidantes, que aceleran la oxidación de ciertas combinaciones; las hidrolíticas, que aceleran la descomposición por hidratación de determinadas substancias, y las coagulantes, que provocan la coagulación de algunos albuminoides, como la ya mencionada cuajo. A las encimas hidrolíticas pertenecen los llamados fermentos digestivos.