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INTRODUCCIÓN: GEOLOGÍA Y BIOLOGÍA
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Calcio, fósforo y magnesio son elementos cuyas fisiologías guardan una estrecha relación. Esa relación se inició hace millones de años en los albores de esa compleja y confluente combinación de azar, necesidad y tiempo llamada evolución. Se han necesitado unos 4000 millones de años para que la vida en la Tierra llegue al estado actual. Así, se asume que la vida en este planeta debió de iniciarse en un medio acuoso en forma de células aisladas capaces de llevar a cabo sus funciones vitales de una manera regulada. Aquel agua o mar primitivo probablemente debía de poseer unas concentraciones de potasio (K+), fosfatos (H2PO4−/HPO42−) y magnesio (Mg2+) muy superiores a las de calcio (Ca2+) y sodio (Na+), de tal manera que la membrana plasmática de las primeras células delimitó un microcosmos con esas características iónicas.
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Los organismos unicelulares perduraron (y de hecho todavía hoy son las formas de vida predominantes) pero, tras eones, la vida derivó a formas multicelulares con células organizadas en tejidos, órganos y sistemas capaces de desarrollar funciones más complejas y necesariamente reguladas y coordinadas. Esa complejidad, regulación y coordinación exigía la comunicación intracelular e intercelular y, por tanto, el desarrollo de moléculas apropiadas para transmitir señales en el seno de las células y entre ellas.
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En general, todo mensajero o agente transmisor de señales debe mantenerse en el citosol en concentraciones muy bajas (del orden de 10−7 M), en primer lugar, para que tal transmisión obedezca a pequeñas oscilaciones en su concentración y, en segundo, evitar grandes consumos de energía para modular su concentración intracelular.
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Por sus características estructurales, desde los primeros estadios de la evolución el ion calcio (Ca2+) fue seleccionado como regulador-transmisor de información celular para actuar como mensajero y regulador de la práctica totalidad de los fenómenos fisiológicos celulares. Esa función ya se observa en células procariotas y protistas (organismos que no pueden incluirse dentro de los otros cuatro reinos eucariotas de la Naturaleza: móneras, hongos, plantas y animales), y se conservó tras el salto a los organismos multicelulares.
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Los diferentes procesos fisiológicos regulados por ese catión obedecen no sólo a aumentos o descensos en su concentración en el citosol celular, sino que también dependen de la cantidad, frecuencia y velocidad con que se producen. El mecanismo fundamental desarrollado para regular la concentración del Ca2+ en el citosol [Ca2+]c, y organelas intracelulares fue el de su combinación rápida y reversible con moléculas desarrolladas al efecto (fundamentalmente proteínas).
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A su vez, las peculiaridades fisicoquímicas del fosfato serían clave para su selección como: a) principal tampón intracelular; b) elemento estructural de las membranas celulares y c) sus ésteres como moléculas fijadoras, almacenadoras y transferidoras de energía biológica. Así, la síntesis e hidrólisis de ATP desde ...