Los aldehídos y las cetonas son compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo y están presentes en numerosos procesos biológicos y naturales. Son esenciales en el metabolismo celular, la síntesis de biomoléculas y también forman parte de aromas, sabores y señales químicas en la naturaleza.

1. ¿Qué función cumplen estos compuestos en el organismo?

• Metabolismo Energético y Cuerpos Cetónicos

Los compuestos cetónicos, como el acetoacetato y el β-hidroxibutirato, son esenciales como fuente de energía alternativa en el organismo, especialmente cuando hay escasez de glucosa (por ejemplo, durante el ayuno o dietas cetogénicas). Cuando las reservas de glucosa se agotan, los ácidos grasos se oxidan en el hígado, produciendo acetil-CoA, que puede convertirse en cuerpos cetónicos a través de la cetogénesis (en las mitocondrias de los hepatocitos). Estos cuerpos cetónicos viajan por la sangre y pueden ser utilizados por tejidos como el músculo y el cerebro, donde se reconvierten en acetil-CoA para la producción de ATP. Así, permiten que el organismo mantenga sus funciones vitales incluso en ausencia de carbohidratos.

• Procesos de Detoxificación y Metabolismo

Los aldehídos participan en procesos de detoxificación mediante enzimas especializadas como la aldehído oxidasa (AO), que se encuentra en animales y plantas. Esta enzima, que requiere cofactores como molibdeno y FAD, cataliza la oxidación de aldehídos en ácidos carboxílicos y la hidroxilación de algunos compuestos. Es fundamental en la metabolización de fármacos y en la eliminación de sustancias potencialmente tóxicas, ayudando a mantener la salud celular y sistémica.

2. ¿Cuáles son sus funciones en la naturaleza?

• Comunicación Química y Señalización

En el entorno natural, aldehídos y cetonas actúan como moléculas señalizadoras clave. Se encuentran en hormonas y feromonas, facilitando la comunicación entre individuos de la misma especie o de especies diferentes. Regulan comportamientos reproductivos, territoriales y de supervivencia. Los aldehídos volátiles, por su olor penetrante, son especialmente útiles para la comunicación a distancia, permitiendo la transmisión de información química específica y contribuyendo al equilibrio de las poblaciones y la biodiversidad.

• Procesos Metabólicos Ecosistémicos

Estos compuestos participan activamente en los ciclos biogeoquímicos que mantienen el equilibrio de los ecosistemas. Se forman y transforman constantemente a través de procesos de oxidación y reducción, como la descomposición, la fotosíntesis y la respiración. Además, sirven como precursores de moléculas más complejas que son esenciales para la estructura y función de los organismos, actuando como bloques constructores de biomoléculas fundamentales para la vida.

3. Muchas de las sustancias necesarias para los sistemas vivos son aldehídos y cetonas. Mencione 4 y su importancia

• Acetoacetato: Combustible Metabólico Principal

Es uno de los cuerpos cetónicos más importantes en el metabolismo energético. Se produce en el hígado y viaja por la sangre hacia tejidos como el músculo y el cerebro, donde se convierte en acetil-CoA para generar ATP. Además, puede convertirse en acetona, la cual es exhalada, sirviendo así como un indicador del estado metabólico del organismo.

• β-Hidroxibutirato: Fuente Energética Cerebral

Es el cuerpo cetónico principal utilizado por el cerebro cuando la glucosa es escasa, proporcionando hasta el 70% de la energía cerebral durante el ayuno. Es especialmente eficiente en términos de producción de ATP y también tiene efectos neuroprotectores, antioxidantes y antiinflamatorios.

• Acetona: Indicador Metabólico

La acetona se produce a partir del acetoacetato y se elimina principalmente por los pulmones. Aunque no es una fuente energética importante, su presencia en el aliento o la orina es un marcador útil del estado cetótico, permitiendo el monitoreo de condiciones metabólicas como la diabetes o dietas cetogénicas.

• Formaldehído: Intermediario Metabólico Fundamental

El formaldehído es un aldehído simple pero esencial como intermediario en la síntesis de aminoácidos, purinas y timina, todos cruciales para la replicación del ADN y la síntesis de proteínas. También participa en procesos de metilación y en la estabilidad estructural celular, aunque su toxicidad exige que su concentración esté estrictamente regulada.

VIDEO INFORMATIVO:

Carrascal, S., Salcedo, G., & Vergara, T. (2015). Aldehídos y cetonas: propiedades y reactividad.

Ortega Cazorla, J. I. (2016). Aldehídos y cetonas: revisión de su síntesis y reactividad [Trabajo de fin de grado, Universidad Complutense de Madrid]. https://eprints.ucm.es/id/eprint/50178/1/JOSE%20IGNACIO%20ORTEGA%20CAZORLA.pdf