Estimulantes y enzimas

Como ya hemos dejado asentado en colaboraciones anteriores en serial, en esta misma página dominical, los estimulantes del crecimiento vegetal, se han conceptuado entre nosotros generalmente como “reguladores del crecimiento”, concepto que se antoja controversial, porque lógicamente si hay un crecimiento, este esta regulado; y, en todo caso pueden ser apoyados por productos del exterior, siendo así que con atención y respeto a criterios y opiniones preferimos llamar estimulantes del crecimiento vegetal a toda la gama de productos mercantilizados y utilizados para usos específicos. Si en la colaboración próxima pasada (30 de agosto 2009) expusimos las funciones del ácido gibberélico, con ello creemos haber concluido este breve serial, en donde también expusimos funciones fisiológicas y metabólicas del organismo vegetal en cultivo. Todo lo anterior expuesto pues tiene su aplicación con el conocimiento de la botánica; esta disciplina básica en el ejercicio de la agronomía nos sirve así mismo, para el manejo y por supuesto conocimiento de otra parte de la química vegetal, en donde tienen alta presencia las enzimas coadyuvantes ,y asaz básicas para el desarrollo armónico del organismo.

Enzimas

Hasta hace pocos años poca importancia se había dado a la función de estos derivados de compuestos; solo hace un cuarto de siglo que los científicos establecen lo que actualmente con facilidad llamamos química enzimática.
En el interior de una célula verde microscópica, de una planta viviente, ocurren reacciones químicas extraordinarias y diversas. Estas reacciones se producen de una manera tranquila y rápida, a temperaturas relativamente bajas y sin los reactivos fuertes empleados por el químico. Por ejemplo si una cosecha de naranja se transporta a mil kilómetros de distancia, requiere de cierto grado de temperatura que se ha mantenido constante, para que el proceso de respiración en el pigmento verde no acelere y “secuestre” en cierta forma a los carotenos que han de aparecer cuando el producto sea descargado y puesto al anaquel. Moléculas orgánicas complejas son sintetizadas a partir de sustancias sencillas; posteriormente, estas moléculas complejas son rotas para hacer transportadas en forma soluble a otras partes de la planta, o bien son metabolizadas en el mismo lugar; la mayoría de estas reacciones pueden tener lugar en las células no verdes; por ejemplo: los alimentos almacenados en tallos, semillas y raíces son digeridos al tiempo de renovarse el crecimiento.
La superioridad de la célula viviente sobre el químico en llevar al cabo las reacciones químicas se debe a la posesión de catalizadores orgánicos llamados enzimas. Al igual que cualquier catalizador, las enzimas cambian la intensidad de la reacción sin ser consumidas en el proceso.
La mayor parte de esta colaboración la exponemos para tratar de las enzimas hidrolizantes; otros tipos de los que hablaremos las consideramos en las funciones de respiración. Las enzimas hidrolizantes participan en la digestión de sustancias complejas, y producen la escisión de la molécula del sustrato por adición de agua. En la práctica de campo cuando los técnicos recomendamos mezclas y dosis, estas parten o arrancan del conocimiento de un equilibrio de factores homologantes o de homogeneización; es así que con frecuencia el agricultor o productor tiene necesidad de utilizar aguas tratadas; por ejemplo hacer mezclas de ciertos materiales utilizando agua destilada, ya que el agua proveniente de fuentes contaminadas bien puede producir bloqueos y antagonismos; así pues debemos estar conscientes de lograr la compatibilidad en los productos.
La eficacia de los catalizadores orgánicos no solo es para las células de las plantas sino también para las de los animales (creemos estar acordes con los MVZ, respecto de la utilización de plásmidos) muchas de las primeras contribuciones para nuestros conocimientos actuales fueron suministrados por fisiólogos de animales. Invitamos a nuestros amables lectores y productores interesados en el tema a que consideremos brevemente a manera de antecedentes, algunos de los primeros trabajos sobre este campo.

La ciencia sin descanso

Los trabajos sobre las enzimas comenzaron con el estudio de la digestión de los alimentos en los animales. Al principio del siglo XVIII (18) se creía que el aparato digestivo de los animales era una especie de molino de carne, en que los alimentos complejos eran reducidos a forma soluble por procesos puramente mecánicos.
René de Reaumur científico francés, hizo tragar a un halcón un tubo perforado que contenía pedazos de carne. El informe que hizo dice que cuando el tubo fue extraído  pocas horas después, éste se encontraba intacto, pero la carne había sido digerida. Lázzaro Spellmanzani fisiólogo italiano, hizo experimentos similares en halcones y posteriormente en si mismo. En 1780, un año después de la muerte de Spellmanzani fue publicado su trabajo, en el que se decía que los alimentos eran digeridos por sustancias de los jugos digestivos. Theodor Schwann, fisiólogo alemán, en 1835, descubrió en el jugo gástrico una sustancia no ácida a la que llamó pepsina, aunque no supo su naturaleza química.
El siguiente e importante descubrimiento lo realizó Louis Pasteur, quién fue comisionado en 1860 (dato ya conocido por supuesto por nuestro estudiantado) por el gobierno francés para estudiar problemas de la industria del vino. Entre otras cosas, Pasteur demostró que la fermentación alcohólica era simplemente “vida sin oxígeno”, o mejor dicho, oxidación anaeróbica de los azúcares por levaduras. Por muchos años hubo confusión entre los científicos con relación a la terminología.
La levadura, como organismo productor de una reacción química se llamó fermento organizado; si la reacción era realizada por una sustancia aislada, como la pepsina, esta era un fermento no organizado. Mas tarde se llamó enzima al fermento no organizado, y la palabra fermento fue reservada a organismos vivos como levaduras y bacterias. Hacemos una referencia anecdótica de una experiencia en la exposición de flor de corte; para mantener a más de 24 horas la lozanía o frescura en cierta exposición en Villa Guerrero Estado de México, aplicamos simplemente pastillas de levadura de cerveza, obteniendo los más óptimos resultados comparativos.
En 1897, Edgard Buchner descubrió que la enzima podía extraerse de las levaduras y que producía fermentación sin la presencia de la célula viviente. Su descubrimiento fue accidental. Estaba interesado en conservar extracto de levadura para usarlo en experimentos con animales. En una de sus métodos de conservación, añadió gran cantidad de azúcar al extracto, pero la mezcla fermentó produciendo alcohol. Así redemostró por primera vez que la fermentación alcohólica podía producirse en ausencia de las células de levadura y que los términos enzima y fermento eran equivalentes. Por este descubrimiento, Buchner, en 1907, recibió el premio Nobel de química. Con tal motivo la ciencia de la química agrícola recibió un amplio beneficio, el cual aprovechamos y disfrutamos los trabajadores de la ciencia agrícola.

Una información oportuna

Sin ser nuestro deseo de que nuestros amables lectores se “atiborren” con nombres y términos que no son necesariamente de uso cotidiano para el trabajo de la producción de cosechas, preferimos remitirlos a la lectura de una química general en donde pueden encontrar una amplia clasificación de las enzimas hidrolíticas. Sin embargo queremos exponer algunas de estas enzimas y sus funciones.

Carbohidrazas

Las enzimas de este grupo reducen los hidratos de carbono complejos a formas simples. La sacarasa hidroliza  la sacarosa (la encontramos en la caña de azúcar) en sus dos componentes monosacáridos: glucosa y fructosa. A esta enzima se la llama o conoce como invertasa porque invierte el sentido de la rotación óptica cuando hidroliza la sacarosa. La razón de esta inversión está plenamente estudiada al recapitular los carbohidratos.
El término sacarasa debe tener preferencia al de invertasa, puesto que se acostumbra nombrar la enzima por su sustrato.
Las amilazas efectúan la desintegración de los almidones en formas más simples. De las plantas se han aislado dos tipos de amilazas: alfa-amilaza y beta-amilaza (afectuoso saludo a la muchachada estudiante de química). A las enzimas que hidrolizan el almidón se les llamó y conocen como diastasas; hoy se da este nombre a la mezcla de enzimas. Así la dastasa de la malta (producto para la cervecería), que se obtiene de la cebada germinada (cebada maltosa), y la takadiastasa, que se obtienen del hongo Aspergillus oryzae (un hongo del arroz), son mezclas de amilazas y maltaza. Cuando se trata el almidón con diastasa de malta o del hongo, el producto final es glucosa. Las amilazas puras no llevan la reacción más allá de la maltosa y dextrina.
La alfa-amilaza se halla en las semillas de cereales en estado de germinación; la beta-amilaza se halla en tallos hojas y semillas durante su desarrollo.
Al inicio de esta editorial creímos viable incluir este tema, porque actualmente se esta manejando en el mercado de adherentes  a los suelos agrícolas la palabra composta; este sustrato requiere, de una manera indispensable de la presencia constante de enzimas altamente especializadas. Así la composta ha de cumplir con los objetivos de dar y mantener la fertilidad del suelo agrícola.