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Investigadores españoles reformulan el proceso de generación de energía en la célula

La célula aún tiene sus secretos. Un equipo de investigadores españoles, liderado por el doctor José Antonio Enríquez, lo demuestra en un estudio, publicado por la revista Science, que reformula el funcionamiento de las mitocondrias y explica cómo se produce la energía a partir de los nutrientes

Investigadores españoles reformulan el proceso de generación de energía en la célula
Imagen de la investigación cedida por el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

“Se redefine uno de los procesos fundamentales para la vida en las células”. Así de claro explica José Antonio Enríquez, del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), el hallazgo que modificará “con toda probabilidad” lo que se ha escrito sobre esta parte de la célula en los textos de bioquímica.

El trabajo confirma una propuesta realizada por los mismos científicos en 2008, producto de “observaciones que no podían ser explicadas por el modelo que describía cómo funcionaba la mitocondria, la parte de la célula que, entre otras tareas, se encarga de extraer y convertir la energía de los alimentos en formas utilizables por las células para sus propios procesos vitales”, como señala el CNIC en un comunicado.

Además del CNIC, en la investigación participó la Universidad de Zaragoza y colaboraron los Hospitales Universitarios de La Princesa de Madrid y Miguel Servet de Zaragoza, así como las universidades de Oviedo, Santiago de Compostela y Pablo Olavide de Sevilla. Un logro 100% español.

El misterio no estaba resuelto

La mitocondria es un minúsculo orgánulo celular que ha necesitado una cantidad mayúscula de análisis, porque “entender cómo se gestiona la energía en las células es crítico para entender la vida”, como ha constatado a EFE Enríquez.

“El consumo, digestión y asimilación de alimentos en el cuerpo tiene por objeto final alimentar a todas las células que lo constituyen”, ha recordado el CNIC en la misma nota.

Cuando se ingieren alimentos, es necesario que exista un proceso en el que se desmenuzan y rompen los componentes de éstos en compuestos sencillos, como la glucosa de los azúcares, los aminoácidos de las proteínas y los ácidos grasos de las grasas.

Estos componentes desmenuzados pueden entrar en las células y ser procesados en sus mitocondrias para generar energía.

“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”, afirma Enríquez. Pero, según el estudio del CNIC, ese misterio todavía tiene cabos sueltos.

Las enfermedades mitocondriales

La descripción de las enfermedades mitocondriales, que afectan a unos 1.000 españoles y que están catalogadas como Raras, cambió la percepción de lo que se sabía sobre las mitocondrias y su funcionamiento.

“Cuando empezaron a descubrirse las enfermedades mitocondriales pensábamos que iba a ser fácil entender lo que le pasa a la gente”, pero no es así, señala Enríquez, quien en estos días explica este trabajo en un congreso científico en New Hampshire (EEUU).

Y es que, por ejemplo, una mujer con un defecto en el DNA mitocondrial, el cual afecta a la producción de energía en la célula, puede estar sana pero tener un hijo que muere en meses.

“No sabemos el por qué de estas diferencias”, según Enríquez, para quien este trabajo “enriquece” lo expuesto hasta ahora.

Así, esta piedra en el camino de la ciencia dejó en evidencia que la función mitocondrial seguía siendo un terreno conocido a medias y que los modelos que la describían estaban incompletos. Por eso, esta parte celular volvió a tomar protagonismo en la última década.

El hallazgo del CNIC

Según se describe en este estudio, una vez ingeridos los alimentos, sus moléculas desmenuzadas se almacenan en la célula en forma de electrones en dos tipos de moléculas (las N o las F).

El doctor José Antonio Enríquez (de pie, cuarto, de izquierda a derecha) con su equipo de investigadores. Foto cedida por el CNIC.

Estas moléculas, que actúan como transportadores de energía, no pueden liberarla de forma fácil y universal para desarrollar los procesos necesarios, por ejemplo, para la división celular ni para su coordinación y es ahí donde entra en juego la mitocondria, que es la parte encargada de convertir la energía en una molécula utilizable universalmente, llamada ATP, usando los complejos I, II, III, IV y V.

Lo que hasta ahora se creía es que esos complejos “nadaban libres en la membrana interna de la mitocondria y no interaccionaban entre sí”, lo que, según las observaciones del CNIC, es “incorrecto”.

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

La investigación apunta a que el proceso es más organizado de lo que se pensaba. “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”, añade Enríquez.

Las moléculas N y F son como “cubos” que transportan electrones y hasta ahora se pensaba que los movilizaban por una única vía, pero este trabajo establece que, además, usan otras dos vías privadas.

Esto es importante porque en el caso de que haya un error en el proceso de generación de energía hay más posibilidades de atajarlo.

Este hallazgo ayudará también a comprender por qué hay personas que comiendo lo mismo engordan distinto.

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