MITOCONDRION: Optimizando la energía en las máquinas biológicas

Actualizado: 6 abr

Vivimos en un universo energético. Todo lo que ocurre en nosotros está gobernado por leyes termodinámicas, por lo que la inteligencia, el sexo, el sueño, la productividad, y finalmente la enfermedad y la muerte, están dictados por la generación y dispersión de la energía. En el mundo viviente -incluyendo animales, plantas y hongos- dicha energía metabólica utilizable ocurre en la forma de ATP (Adenosin Trifosfato) una molécula capaz de almacenar fuerza en sus enlaces químicos. Potencia y longevidad parecieran estar contrapuestas en el sentido biológico, ya que el intenso metabolismo y exuberante estado hormonal de la juventud conspiran (desde el punto de vista termodinámico) contra la longevidad, la cual requiere “bajar las revoluciones” para no agotar rápidamente las reservas vitales. Sea como fuere, la clave central de la optimización de la energía, la salud y la longevidad es la optimización de la RESPIRACION CELULAR. En consecuencia, vamos a encontrar literalmente miles de ofrecimientos comerciales (fármacos, suplementos, dietas, ejercicios u otras intervenciones) que prometen resolver uno o varios aspectos de la potencia orgánica. Algunos son útiles, otros poco o nada. Dada la inmensa complejidad de este proceso, y su vasta interrelación con muchas otras funciones del organismo, es necesario que estudies con cierta profundidad cómo se genera la energía vital y qué procesos destruyen nuestro organismo.


El conocimiento práctico contenido en este blog, nuestros libros y nuestra serie de YouTube Science to the People! tiene el propósito de ayudarte a optimizar tu organismo y el de tus familiares de modo que el cuerpo pueda servir a un propósito más alto que el de solo sobrevivir y reproducirse. Examinemos primero las centrales “hidroeléctricas” de nuestras células: las mitocondrias.

Nuestras legiones de mitocondrias (sing. mitocondrion) son orgánulos celulares diminutos que cosechan la energía química contenida en los alimentos por medio de la respiración celular (sumatoria del ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones). El dador primario de energía a la biosfera del planeta Tierra es, por supuesto, el Sol, por lo que podría decirse que la función de la digestión sumada a la función de las mitocondrias permite cosechar la energía solar contenida en los animales y plantas que ingerimos. Durante este proceso, las mitocondrias convierten la energía de los alimentos en ATP, la moneda oficial de todos los sistemas biológicos en este planeta. Algunas zonas del cuerpo que producen mucha energía y operan con alta intensidad tienen en sus células una mayor concentración de mitocondrias que otras, como el corazón, el cerebro, los músculos y el hígado. Con excepción de los eritrocitos (los glóbulos rojos maduros que dan su color rojo a la sangre), todas tus células contienen mitocondrias. Para dar un punto de referencia cuantitativo, tenemos 500 veces más mitocondrias que células.


La respiración celular es el proceso de extracción de energía en presencia de oxígeno


El ciclo de Krebs, también conocido como ciclo del ácido cítrico o ciclo del ácido tricarboxílico, es una de las secuencias de reacciones más importantes de la química biológica. Esta serie de reacciones no sólo es responsable de la mayor parte de las necesidades energéticas de los organismos complejos, sino que las moléculas que se producen en estas reacciones pueden utilizarse como bloques de construcción para un gran número de procesos importantes, como la síntesis de ácidos grasos, esteroides, colesterol, aminoácidos para la construcción de proteínas y las purinas y pirimidinas utilizadas en la síntesis del ADN. El combustible para la respiración celular procede de las grasas y carbohidratos que entregan la molécula acetil coenzima-A (acetil-CoA). Este acetil-CoA reacciona en el primer paso de la secuencia de ocho pasos de reacciones que componen el ciclo de Krebs, como un molino de agua cuya rueda gira constantemente recibiendo y entregando intermediarios metabólicos. Todas estas reacciones ocurren dentro de cada una de las mitocondrias contenidas en nuestras células.


Aunque el ciclo de Krebs "excreta" dióxido de carbono, esta secuencia de reacciones no produce directamente energía química significativa en forma de ATP, y no requiere oxígeno. En cambio, este ciclo produce dos sustancias especiales denominadas FADH y NADH (provenientes de las vitaminas (B2 y B3, respectivamente), que alimentan el ciclo respiratorio en el interior de las mitocondrias. El ciclo respiratorio es el responsable de la producción de grandes cantidades de ATP… y del consumo de oxígeno, necesario para absorber el continuo chorro de electrones que se genera en este proceso. Además, la cadena respiratoria convierte el NADH y el FADH en reactivos que el ciclo de Krebs necesita para funcionar. Por lo tanto, si el oxígeno no está presente, el ciclo respiratorio no puede funcionar, lo cual termina apagando al ciclo de Krebs. Por esta razón, el ciclo de Krebs se considera parte inseparable de la vía aeróbica para la producción de energía.

Las mitocondrias no sólo operan como centrales “hidroeléctricas” de las células, sino que también influyen en el uso o destino final de la energía por ellas generada. Las mitocondrias son pues, sensores de peligro, ya que parecen detectar si el organismo como un todo se encuentra en fase de alarma o en fase regenerativa. Cuanto más perciben el peligro (malnutrición, privación del sueño, intoxicación, inflamación, agresiones psicológicas crónicas, microorganismos patógenos), más inducen un modo de supervivencia. Así, el metabolismo energético de tiempo de paz (regeneración, cicatrización, reproducción, citogénesis) cambia crónicamente al modo de protección o defensa celular. Este cambio al modo de defensa significa que cuanta más energía gasten las mitocondrias para defendernos del peligro, menos tendremos para propósitos regenerativos y más corta será nuestra existencia.


Incrementando la densidad y la eficiencia mitocondrial


Uno de los factores mas lesivos para las mitocondrias es la malnutrición crónica, concretamente, la falta cantidades abundantes de vitaminas del complejo B, en particular cuando se asocia a la sobrealimentación con carbohidratos refinados y aceites baratos. Esta circunstancia nutricional, sumada al hecho de que las prácticas alimentarias modernas permiten aun el uso de pesticidas y antibióticos, muchos de los cuales son de hecho toxinas mitocondriales, es decir, actúan como venenos respiratorios. Otro problema es el sedentarismo, que deprime el caudal circulatorio a los tejidos, generando falta crónica de oxígeno, lo cual también daña la respiración celular. Es muy fácil entonces abrumar a nuestras mitocondrias y atascar al organismo en un modo crónico de defensa. Dicho umbral de resiliencia parece estar determinado por el número y eficiencia de nuestras mitocondrias. Mientras más numerosas sean nuestras mitocondrias, y más eficiente la respiración celular, mayor será nuestra capacidad adaptativa (Umbral de Resiliencia) a los desafíos ambientales.


La eficiencia de la función respiratoria mitocondrial depende esencialmente de la presencia de coenzimas, cuyo origen son las vitaminas. Muchos factores contribuyen a la salud mitocondrial, pero dos de los más importantes son la nutrición de alta calidad y niveles manejables de estrés biológico (y psíquico). El estrés tolerable difiere del estrés perjudicial de dos maneras: la intensidad y la duración. El estrés saludable suele producirse en ráfagas cortas y abreviadas, mientras que el estrés perjudicial suele ser crónico y continuo, o bien tan arrasador que nos liquida de inmediato. Los conocidos agentes horméticos calor, frío, ayuno, radiación, sed, plantas amargas, picaduras de insectos, ejercicio y alarma… pueden matarnos rápidamente si su intensidad es muy alta. El concepto de intensidad es fácil de entender, ya que, si el impacto de cualquiera de estos estresores es muy alto, sencillamente produce la muerte por congelamiento, quemadura, inanición, radioactividad, deshidratación, envenenamiento, fatiga extrema, falla cardíaca súbita, etc.


(Continuará.....)


Ernesto Prieto Gratacós

Laboratorio de Ingeniería Biológica

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