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Sociedad

Investigadores españoles explican cómo las células generan energía a partir de los nutrientes

Agencias
@DiarioSigloXXI
jueves, 27 de junio de 2013, 20:00 h (CET)
MADRID, 27 (SERVIMEDIA)



Un equipo de investigadores españoles liderado por el doctor José Antonio Enríquez, del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) ha publicado un trabajo en el que realiza una completa reformulación del funcionamiento de la mitocondria y explica cómo las células generan energía a partir de los nutrientes.

Según informa el CNIC, el hallazgo, que se publica en la revista 'Science', hará modificar con toda seguridad los libros de texto de bioquímica y supone la confirmación de una propuesta realizada en 2008 por los mismos investigadores, consecuencia de observaciones que no podían ser explicadas por el modelo que hasta entonces describía cómo funcionaba la mitocondria.

La mitocondria es una parte del interior de las células que, entre otras tareas, se encarga de extraer y convertir la energía de los alimentos en formas utilizables por éstas para sus propios procesos vitales.

El consumo, digestión y asimilación de alimentos en el cuerpo tiene por objeto final alimentar a todas y cada una de las células que lo constituyen. En todo este proceso, que ocurre en el exterior de las células, se consume energía, pero es necesario para desmenuzar y romper los componentes de los alimentos en compuestos sencillos como la glucosa de los azúcares, los aminoácidos de las proteínas y los ácidos grasos.

Estos componentes desmenuzados pueden entrar en las células y ser procesados en sus mitocondrias para generar energía. "Entender cómo ocurre la generación de energía en las células es fundamental para entender la vida y, durante gran parte del siglo pasado, fue el objeto de estudio de la bioquímica", explica el doctor Enríquez.

El investigador añade que "a finales de los 70 y principios de los 80 se consideró que el misterio de cómo la mitocondria realizaba esta tarea estaba resuelto y en los 90 se obtuvo un increíble detalle de las estructuras moleculares que lo realizaban. Se consideraba el proceso mejor conocido y mejor entendido de cuantos sucedían en la célula".

La descripción de las enfermedades mitocondriales cambió por completo esta percepción, constatándose que la formidable acumulación de conocimiento sobre este proceso resultaba insuficiente para entender las manifestaciones y síntomas de estas patologías.

Los investigadores y médicos no podían anticipar por qué, dónde, cómo, cuándo y quién desarrollaría estas enfermedades, ni cuán severas podrían llegar a ser, y no se han podido desarrollar tratamientos para las mismas.

Esta realidad puso de manifiesto dos aspectos fundamentales: por un lado, que el conocimiento de la función mitocondrial era mucho menor de lo que se creía; y por otro, que los modelos desarrollados para explicarla eran muy incompletos. Por esta razón, durante los últimos 10 años se han acumulado estudios orientados a entender mejor este proceso.

El científico del CNIC indica que el trabajo supone que el modelo formulado en 2008 por su grupo es correcto. "Se redefine uno de los procesos fundamentales para la vida en todas las células", subraya. La ruptura de las moléculas de alimento se almacena en la célula en forma de electrones de alta energía, pero en dos tipos de molécula: las N o las F, cuya proporción varía según el tipo de alimento. Estas moléculas no pueden liberar energía de forma fácil y universal para desarrollar los procesos necesarios destinados a la supervivencia, mantenimiento, crecimiento y división celulares ni a su coordinación.

Es ahí donde entra en juego la mitocondria que, a través de cinco máquinas moleculares, los complejos I, II, III, IV y V, convierte la energía en una molécula utilizable universalmente, llamada ATP.

Hasta hace muy poco se aceptaba que estos complejos "nadaban" libres en la membrana interna de la mitocondria y no interaccionaban entre sí, algo que se ha demostrado incorrecto en el trabajo realizado en el CNIC.

"Los cinco complejos no se mueven siempre de forma independiente en la membrana", explica Enríquez. "Por el contrario, se asocian físicamente en combinaciones distintas denominadas supercomplejos respiratorios (SCI). Nuestro trabajo explica las consecuencias funcionales de estas interacciónes".

Según se detalla en el artículo, estas asociaciones son dinámicas y se modifican para optimizar la extracción de energía de las moléculas F y N dependiendo de su abundancia, es decir, de los alimentos que se hayan consumido. En el trabajo de 'Science' se describen estos supercomplejos y sus funciones.

"Lo que quiere decir es que el sistema para optimizar la extracción de energía de los alimentos es mucho más versátil de lo que se creía y puede modularse de formas inesperadas para ajustar a la composición de los alimentos de la dieta o especializarse para funciones específicas en tipos celulares concretos", subraya el investigador.

Por último, los científicos detallan que, fruto de su estudio, se ha llevado a cabo un "descubrimiento inesperado". Así, la estirpe de ratón más utilizada en estudios genéticos de laboratorio tiene el mecanismo de generación de supercomplejos respiratorios dañado, por lo que se han planteado dudas sobre cómo interpretar y trasladar a los humanos las observaciones realizadas en estos modelos.

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