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Investigación

Investigadores españoles reformulan el funcionamiento de las mitocondrias

Este proyecto comenzó en 2008 y ahora se ha comprobado que la generación de energía a través de los alimentos es más versátil de lo que se pensaba.

Europa Press. Zaragoza Actualizada 01/07/2013 a las 21:40
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Un equipo de investigadores españoles, liderado por José Antonio Enríquez, del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) y catedrático de Bioquímica de la Universidad de Zaragoza, ha publicado en la revista 'Science' un hallazgo que supone una completa reformulación del funcionamiento de la mitocondria y que explica cómo las células generan energía a partir de los nutrientes.

El trabajo se ha desarrollado por investigadores del CNIC y la Universidad de Zaragoza --por los miembros del grupo de investigación Genoxphos, Patricio Fernández Silva, Acisclo Pérez Martos y Raquel Moreno-Loshuertos, entre otros, que dirige Enríquez-- y han colaborado los hospitales universitarios Miguel Servet de Zaragoza y La Princesa de Madrid, así como las universidades de Oviedo, Santiago de Compostela y Pablo de Olavide de Sevilla.

La Universidad de Zaragoza ha indicado en un comunicado que el hallazgo "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 como funcionaba la mitocondria", 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 las células para sus propios procesos vitales.

La institución académica ha señalado que 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 mismas, 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 de las grasas".

Estos componentes desmenuzados "pueden entrar en las células y ser procesados en sus mitocondrias para generar energía". Al respecto, el investigador principal del estudio publicado en 'Science', José Antonio Enríquez, ha comentado que "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".

Ha agregado 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".

Enfermedades mitocondriales 

La descripción de las enfermedades mitocondriales cambió por completo esta percepción. "Se constató que la formidable acumulación de conocimiento sobre este proceso resultaba insuficiente para entender las manifestaciones y síntomas de estas enfermedades", han indicado desde la institución académica.

Los investigadores y médicos "no podían anticipar por qué, dónde, cómo, cuándo y quién desarrollaría estas enfermedades, ni cuán severas podría llegar a ser". Asimismo, no ha permitido desarrollar tratamientos para las mismas.

Esta realidad puso de manifiesto que el conocimiento de la función mitocondrial "era mucho menor de lo que se creía" y que los modelos desarrollados para explicarla "eran muy incompletos". Por esta razón, durante los últimos diez años se han acumulado estudios orientados a entender mejor este proceso.

El científico del CNIC ha precisado 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", ha subrayado.

Proceso 

Desde la Universidad de Zaragoza han detallado que la ruptura de las moléculas de alimento se almacena en la célula en forma de electrones de alta energía, 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 para la supervivencia, mantenimiento, crecimiento y división celulares ni para 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.

Enríquez ha expuesto que los cinco complejos "no se mueven siempre de forma independiente en la membrana", sino que "se asocian físicamente en combinaciones distintas denominadas supercomplejos respiratorios (SCI)" y "nuestro trabajo explica las consecuencias funcionales de estas interacciones".

Asociaciones dinámicas 

El artículo precisa que 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, en función de los alimentos que se hayan consumido. En el trabajo de 'Science' se describen estos supercomplejos y sus funciones.

El investigador principal ha sostenido 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".

Por otra parte, fruto de este estudio se ha llevado a cabo un "descubrimiento inesperado", que la estirpe de ratón más utilizada en estudios genéticos de laboratorio tiene el mecanismo de generación de súper complejos respiratorios dañado, por lo que se han planteado dudas de cómo interpretar y trasladar a los humanos las observaciones realizadas en estos modelos.



  • María José Pobo02/07/13 00:00
    Admiro a estos investigadores que realizan una labor magnífica en beneficio de todos, aunque no siempre les sea reconocida como se merecen.


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