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Baterías, células y energía: la bomba mitocondrial

Por Alberto Requena Rodríguez y Manuel Tomás Balibrea

Las células humanas se pueden categorizar en dos tipos. Es posible que la contabilidad celular arroje una cifra en torno a los 100 billones de células. En el interior de cada célula se alberga un generador de energía encargado del suministro de ésta, que son las denominadas mitocondrias. El número de mitocondrias es mayor y se aproxima a unas 10 elevado a 17, es decir en cada célula hay centenares de mitocondrias.

Publicado: Lunes, 10/3/2008 - 8:39  | 5645 visitas.

Globulos rojos
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Imagen: Agencias / Internet
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Su origen son bacterias que se encontraban en el interior de la célula hace unos dos millones de años y quedaron atrapadas una vez que se configuraron las células actuales. Lo curioso del caso es la buena armonía con que se establecieron células actuales y mitocondrias originales, ya que inicialmente pudieron proteger la formación de nuestros actuales núcleos, por ejemplo, en defensa del corrosivo oxígeno que comenzaba a formar la atmósfera de la Tierra, una vez que se puso en marcha la fotosíntesis y el ambiente pasó de ser reductor a convertirse en oxidante.

Las mitocondrias fueron las primeras que disponían de capacidad de a partir del oxigeno del aire y del hidrógeno de los carbohidratos liberar energía que podía utilizar la célula. Pero es justamente en el manejo del oxígeno donde su aportación es reveladora, puesto que al capturarlo protegían a la célula del propio oxígeno y éste intercambio célula y mitocondria se convirtió en simbiosis al obtener ambas provecho de su asociación. La evolución avanzó capacitando a las células la obtención de la energía almacenada en las mitocondrias en el ATP.

El interés especial en las mitocondrias deriva, adicionalmente de que no forman parte del núcleo, sino que se encuentran en el citoplasma, con lo cual la herencia no sigue los mismos mecanismos que los genes que se encuentran en el núcleo. Dado que, mientras que el óvulo materno contiene un elevado número de mitocondrias, en torno a 100.000, mientras que el espermatozoide contiene muy pocos, la consecuencia es que las mitocondrias proceden de la madre.

Una de las facetas de gran interés de las mitocondrias es poder establecer mediante el estudio de la herencia, el origen de las razas. Analizando las mutaciones habidas, se puede identificar la coincidencia de la dotación genética y encontrar el ancestro común a un colectivo. Así es como se han propuesto “las siete hijas de Eva”. Pero otra, no menos importante, es la relación que tienen con la producción de energía. La clave está en que si bien mantienen la termogénesis, con las consecuencias vitales que conlleva, en el proceso de producción de energía se emiten residuos en forma de radicales de oxígeno, altamente reactivos y capaces de producir reacciones indeseadas. De los radicales libres hemos oído hablar mucho en los entornos de nutrición, donde los antioxidantes se proponen, justamente, para evitar las consecuencias de la actuación de aquéllos. Pero, en el caso de las mitocondrias la potencialidad del efecto se ve aumentada porque sobre quien incide es sobre el ADN que la propia mitocondria contiene y las consecuencias son funestas porque no es posible la enmienda y al imposibilitar la reparación, las células afectadas acaban muriendo. Es más, el deterioro de las mitocondrias genera una situación en la que la propia mitocondria dispara mecanismos de autodestrucción, denominado ecotosis, similar a un proceso de suicidio. Es un alarde de eficacia el que hace que en lugar de ir diseminando los productos tóxicos contenidos, destruyan la célula donde se encuentran. Es el conocido envejecimiento, resultado de la acción programada de las mitocondrias dañadas. La acumulación de situaciones de este tipo en un tejido determinado va mermando, progresivamente, la funcionalidad, hasta que llega un momento en que deja de realizarla. Ya podemos imaginar la acumulación de pérdida de funcionalidades donde nos lleva, finalmente.

Así que, una forma de paliar el envejecimiento consiste en incidir sobre las mitocondrias, eliminando los productos de desecho que son tóxicos para la célula. Los productos antioxidantes, tipo vitamina C, reducen los efectos de los radicales libres de oxígeno aunque, al parecer, se están desarrollando productos más eficaces que actúan como catalizadores del proceso de captura de los radicales de oxígeno producidos. Es posible que las enfermedades degenerativas tengan su origen en daños acontecidos en las mitocondrias, que posteriormente desencadenan los síntomas que posteriormente se desarrolla.

Así pues, las mismas mitocondrias que producen la energía que nos mantiene vivos, manejan como desechos los elementos que inciden en la destrucción celular asociada a los procesos de envejecimiento, dualidad desconcertante. Para complejos, los humanos.


Alberto Requena Rodríguez, Catedrático de Universidad e Investigador Principal del Grupo Láseres, Espectroscopia Molecular y Química Cuántica.
Luis Manuel Tomás Balibrea, Profesor Titular de Universidad e Investigador Principal del Grupo Visión Artificial, Robótica y Proyectos de Ingeniería

Publicado originalmente en El Faro de Cartagena (España)

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