Aspectos temporales y susceptibilidad de la respuesta metabólica

Resumen

Se define el tiempo de respuesta de sistemas metabólicos, tomando como fundamento la definición del tiempo característico de la transición de una variable metabólica, como un flujo o una concentración de un metabolito. Este objetivo general se ha realizado en tres etapas: 1,- Formalización de la respuesta metabólica como una transformación funcional entre una transición de entrada (excitación o estímulo) y una de salida. 2,- Elaboración de una algoritmo de caracterización de dicho funcional a partir de experimentos de perturbación de un estado metabólico mediante series de impulsos sucesivos. 3,- Propuesta de una definición general de función de respuesta, y a partir de ella, de tiempo de respuesta. El método sugerido es fenomenológico, esto es, se sustenta en observables y no exige conocimiento alguno ni de la estructura de la red ni de su cinética. Se ha propuesto caracterizar el funcional respuesta mediante una expansión en serie funcional de Taylor. Para ello es necesario determinar unas funciones, la susceptibilidades, mediante el algoritmo que se presenta, que se ha aplicado a modelos de una enzima de Michaelis irreversible, del catabolismo de la fructosa y de una red con autocatálisis. La aplicación de la definición desarrollada en el presente trabajo a estos y otros sistemas permite concluir que el tiempo de respuesta sólo coincide con el balance de masas cuando se cumplen tres condiciones: que la respuesta estudiada sea global, que la excitación sea monótona y que la función de respuesta no cambie de signo. Asimismo, el teimpo de respuesta no es una constante del sistema, salvo si éste es lineal e invariante con el tiempo. La definición también sugiere una nueva condición de validez de la hipótesis de estado cuasiestacionario en enzimas de Michaelis irreversibles. Por último, el tiempo de respuesta de una enzima alostérica se correlciona con el tiempo de transición de una de sus activa