Mitocondria

Mitocondria

(Síntesis)

Miranda Gálvez Gabriel Vidblain

La energía que consumimos se metaboliza en forma de calor, mediante la ruta de termogénesis, divida en termogénesis inducida, cuando se realiza ejercicio y en termogénesis adaptativa, cuando el organismo da respuesta a estímulos externos, principalmente a los cambios de temperatura del ambiente, y a estímulos internos, cuando contraemos una infección, ya sea bacteriana o viral. 

Sin embargo el ayuno, la ingesta de alimentos, el hipotiroidismo y/o el hipertiroidismo, el consumo de alcohol, los tumores malignos, la hipertermia y el hipermetabolismo del síndrome de Luft (defecto de acoplamiento entre la respiración celular y la fosfoliración oxidativa), comprenden situaciones fisiopatológicas que también intervienen en el proceso de termorregulación.

La síntesis de proteínas y el mantenimiento de gradientes de sodio y potasio en las membranas celulares también son procesos termogénicos, ya que están acoplados a la hidrolisis de ATP. 

En los mamíferos, la energía que se obtiene a partir de la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas, produce, en la cadena transportadora de electrones, la reducción de compuestos, principalmente de NADH y FADH, los cuales, posteriormente, serán re-oxidados en la membrana mitocondrial interna, generando un gradiente de protones hacia el espacio intermitocondrial, que la ATPsintetasa retornará a la matriz.

La teoría de Mitchell menciona que la pérdida de gradiente de electrones, conocido también como goteo de protones, induce la generación de calor a partir de la expresión de proteínas desacopladoras (UPC-1), que funcionan como transportadores de protones entre el espacio intermitocondrial y la matriz. 

En experimentos con ratas se han identificado nuevas proteínas desacopladoras, entre las que destacan la UPC-2 y la UPC-3; participando ambas en el control del gasto energético en diversas células y tejidos, siendo más distintiva la UPC-3 al inhibir el desarrollo de obesidad en dichos organismos.

A finales de los 70´s, Bakeeva mostró que las mitocondrias del diafragma de una rata se encontraban reticuladas y tiempo después, Kayar y otros autores confirmaron la existencia de estas redes, pero en tejido muscular de caballo; siendo estos aportes totalmente opuestos a la idea de que su morfología era granulosa y elíptica (que principalmente poseen las mitocondrias de las células hepáticas). 

Actualmente se han encontrado este tipo de mitocondrias en tejidos de alta demanda energética, como por ejemplo, en los músculos del diafragma y en el corazón. 

Por otra parte estos descubrimientos revelaron que las mitocondrias tenían la facultad de moverse a través del citoplasma y la capacidad de interactuar con otros orgánulos. Así mismo el dinamismo de éstas junto con la acción de proteínas especificas (mitofusina en mamíferos), les permite llevar a cabo procesos de fusión y/o fisión entre sí. 

Víctor Skulachev llevó a cabo una serie de experimentos in vivo empleando microirradiación laser, de manera que al marcar, con sondas, a las mitocondrias y perforar la membrana de las mismas, pudiera observar el acoplamiento de energía. Skulachev descubrió que las mitocondrias estaban conectadas y organizadas a lo largo del citoplasma, proponiendo así La teoría de los cables transmisores de energí”, donde menciona que la red mitocondrial consume el oxígeno desde el capilar hasta el sarcolema, generando un gradiente de protones hacia el retículo mitocondrial, a través de sus filamentos, con el fin de sintetizar ATP.

Ahora bien, un defecto en la cadena respiratoria implica un menor consumo de oxígeno y una menor oxidación de sustrato; un defecto en la oxidación de lípidos aumentará la cantidad de estos en el cuerpo y junto con el poco o nulo gasto energético ocasionará problemas de obesidad.

Las enzimas hexoquinasas y citrato sintetasa juegan un rol muy importante en cuanto a la sensibilidad, que tiene un organismo, frente a la insulina. Una alteración entre la capacidad oxidativa mitocondrial y la capacidad glucolítica ocasiona resistencia a la insulina y consecuentemente provocará diabetes.

Imagen tomada de la Web. Esquema de una mitocondria en la que se señalan sus partes y componentes.

Referencia:

Zorzano A., D. Bach, S. Pich, M. Palacín. (2004). Papel de nuevas proteínas mitocondriales en el balance energético. Revista médica de la universidad de Navarra 28:30-35.