Combustible para las calderas celulares

Para garantizar un uso eficiente de los alimentos que reciben, las células tienen unos sistemas que les permiten capturar y transportar a su interior aquellos nutrientes de los que disponen. Pero si tienen a su disposición varios tipos, pueden seleccionar aquellos que más les interesan y eliminar los productos no deseados. En el interior de las células, los alimentos son distribuidos hacia las mitocondrias, la parte celular especializada donde los nutrientes se queman para extraer la energía que contienen. Tanto los azúcares (glucosa) como las grasas (ácidos grasos) terminan quemándose en las mitocondrias, pero estas deben ajustarse de manera diferente si su principal combustible proviene de los azúcares o de las grasas. Este ajuste es equivalente al que necesitamos hacer en una caldera de gas, cuyos quemadores se adapta a la utilización de butano o gas ciudad, explica el doctor Enríquez.

De esta manera, si la persona decide dejar de comer grasa, incrementar la ingesta de proteínas o pasarse un tiempo en ayunas, las células realizarán el cambio necesario para adecuarse a una diferente situación. En situaciones concretas, como al activarse las células inmunitarias para defender al organismo de una infección, cambian de actividad aunque la disponibilidad de alimentos no lo haga y este cambio puede ir acompañado del cambio en la utilización preferente de glucosa por ácidos grasos o viceversa. Para conseguirlo, la mitocondria debe adaptar sus quemadores, llamados en realidad Cadena de Transporte Electrónico (CTE). La adaptación de la CTE mitocondrial era conocida, pero no las señales que promovían este cambio y las moléculas responsables del mismo, indica el principal responsable de la investigación.

Señales

El estudio de los investigadores españoles describe las señales y las moléculas que regulan esta adaptación. En el proceso de quemado de los alimentos en la mitocondria se necesita oxígeno, por lo que se produce normalmente tanto agua (H2O) como CO2, además de la energía. Sin embargo, cuando la CTE no está perfectamente ajustada al tipo de alimento que está quemando (cuando pasa de quemar azúcar a ácidos grasos) se producen además unos derivados del oxígeno llamados especies reactivas de oxígeno (ROS), entre ellos agua oxigenada.

La producción de agua oxigenada activa, a su vez, un sensor molecular llamado Fgr (Fgr-tyrosina kinasa), que interpreta que la organización de los quemadores en la Cadena de Transporte Electrónico no es adecuada para eliminar los ácidos grasos que le están llegando a la mitocondria y da la alarma. Lo hace modificando uno de los elementos de los quemadores (mediante la unión de un fosfato), haciéndolo más activo y causando el cambio en la organización de los quemadores para que sea más adecuado a quemar ácidos grasos. Esta modificación, denominada fosforilación, es reversible. El grupo del CNIC postula que debe existir otra molécula (aún no descubierta) responsable de revertir esta modificación (defosforilación) cuando los quemadores de la mitocondria deban readaptarse para quemar glucosa de nuevo.

En el trabajo presentado en esta revista científica se demuestra la importancia de este mecanismo en la adaptación de las células al ayuno, a la disminución de oxígeno (isquemia) y su importancia en la activación de las células del sistema inmunitario.