Autor: Dr. Alberto López Bascopé

Este sistema de reconocimiento -el más conocido- el HIF 1 (factor inducible a la hipoxia) se trata de todo un sistema proteico que trabaja desde nivel de membrana y con repercusión intracelular, por sobre todo a nivel del material genético encargado de iniciar respuestas bioquímicas tales como incremento en la vía de Embden Meyerhoff (glucólisis anaerobia), aumento en la producción eritropoyetina (EPO), así como el inicio en la producción de factores de crecimiento angiogénico:

Muchas han sido las publicaciones que explican el sistema del HIF-1:

Pero estas respuestas son en condiciones patológicas, pero hemos visto que en la vida cotidiana también existen fluctuaciones en los niveles del oxígeno, por lo que deben de existir otros sistemas de sensores para condiciones de salud. Uno de los órganos mejor perfundidos en la economía, y que al mismo tiempo posee sistemas para determinar no solo las concentraciones del oxígeno, sino también de flujo y presión intravascular además, y por sobre todo, de grado de osmolaridad es el riñón:

El riñón posee una estructura celular llamada “crimetter” que se trata de un sistema bioquímico de sensor químico para el oxígeno y físico para el nivel de la osmolaridad, (y así puede sensar el nivel de hematocrito, de ahí su nombre) y del nivel de presión parcial del oxígeno. Se encuentra al lado de los túbulos renales y su respuesta es estimular la producción de eritropoyetina, hormona que en los últimos años ha ido develando sus otras acciones: El siguiente es un extracto de un articulo de revisión de éste año enfocado en desentrañar los misterios de ella:

El oxígeno ha llegado hasta las membranas celulares y difunde hacia el interior de la célula, hacia un organelo realmente misterioso, que es alieno a nuestra bioquímica primordial: la mitocondria, en sus orígenes probablemente era una bacteria que había desarrollado la capacidad para liberar energía de sustancias orgánicas y convertirla en otra (ATP) que podía emplearla a su antojo en cualquier otro proceso endergónico. Al fin y al cabo podemos decir que el poder se traduce en tener control de las fuentes de energía, (en la pequeña perspectiva de los gobiernos actuales: el petróleo), pero en los inicios de la evolución la posibilidad de vida para las bacterias era poder producir energía utilizable a partir de sustancias orgánicas. Los vegetales unicelulares (algas) con la clorofila ya lo habían logrado, pero éste otro “invento” era muy apetecible para todo ese reino protista y así es que fue englobado para producir un producto simbiótico, y así aparentemente compartirlo; pero en la vida real ahora y siempre el que tiene la información tiene el poder, (ha sido, es y será siempre –en éste mundo- el conocimiento y la comunicación fuente de poder y alimento de las ambiciones):

Pero, el hecho de permitir el ingreso a nuestra casa, a un extraño, sobre todo inteligente (posee DNA propio) y poderoso (ya que tenía el control de las de fuentes energía) era “meter un alacrán en el zapato”. ¿Porque?

Cuando el inquilino quería salir a “pasear” tenía que, prácticamente romper las membranas celulares externas, es decir tirar la casa y matar así al hospedero. Y sensiblemente la mitocondria posee la información necesaria para ocasionar la muerte a quien se le pusiera por delante mediante la producción controlada de sustancias con alta capacidad enzimática (detergentes -activadores de caspazas- y el propio Citocromo C, un excepcional oxido-reductor) que literalmente deshacen los lípidos de las membranas celulares, en otras palabras tiene la capacidad para producir granadas de mano que le permiten liberarse cuando se le antoje.

Pero resulta que el hospedero no es tonto y sabe que el otro tiene la capacidad para matarlo y entonces talvez le fue conveniente quitarle progresivamente la información a la mitocondria de cómo preparar su maquinaria de escape, y es así que con el tiempo y la evolución de millones de años, nuestras células fueron transfiriendo paulatinamente el DNA mitocondrial, que controla esa producción específica, y de esa forma nuestro material genético nuclear, actualmente, ya posee la información necesaria para controlar la producción de esas “granadas”, pero todavía requiere de la mano de obra de la mitocondria. Esa información es realmente valiosa, porque así la célula misma posee el control para cuando quiera autoinmolarse.

En los últimos años el término de apoptosis ha estado de moda; pero solo más recientemente es que la ciencia va desentrañando sus misterios, y resulta que la información para iniciar la apoptosis nace de nuestro DNA nuclear, pero activa procesos bioquímicos dentro de la mitocondria la cual produce esos factores que destruirán las membranas celulares una vez que son exportadas del interior de la mitocondria hacia el espacio intracelular.

Los receptores con los que se inicia el proceso se han llamado receptores de muerte, e inclusive uno de los sistemas enzimáticos intra-mitocondriales tiene el nombre de DIABLO (de sus siglas):

La mitocondria posee aún muchos misterios que la ciencia deberá de ir resolviendo, entre ellos por ejemplo: el paso del material genético mitocondrial de los progenitores a los hijos es casi en un 99,99% de la madre, Porque es la hembra que tiene el control sobre la información que regula las fuentes de energía internas?, la sencilla explicación de que el espermatozoide debe de recorrer un camino grande para su tamaño de la forma más eficiente posible (desde un inicio para el hombre la vida es una constante carrera), y esto lo hace en base a un alto consumo de protones (proporcionados por los citocromos mitocondriales – lo revisaremos adelante-), que le confiere al flagelo el movimiento ondulante, lo que significa que las mitocondrias deben de localizarse en la base del flagelo, y que hace el óvulo cuando llega el primero?, le corta la cola, (como siempre) no permite que entre el material genético mitocondrial masculino, de esa forma la hembra controla la información –ahora y siempre- sobre las fuentes de poder.

Estamos siguiendo el viaje del oxígeno hasta su fin “teórico” en el organismo y que supuestamente es la producción de energía. Tendremos que entrar en terrenos puramente bioquímicos. Parte del metabolismo intermediario de los hidratos de Carbono, de los Lípidos y de algunos aminoácidos se desarrolla fuera de la mitocondria, y en alguno de los pasos se puede producir directamente un enlace de alta energía como ADP a ATP, se denominan fosforilación a nivel de substrato, y significa que existe una gran liberación de energía de un paso enzimático a otro y parte es capturado de esa forma, este mecanismo es ineficiente en base a costo/beneficio de energía aprovecha de la consumida, pero es la única vía que nuestra célula tiene para casos de emergencia. Pero en realidad el objetivo de éstos procesos intermedios es proporcionar los metabolitos base para que la mitocondria pueda funcionar, y son: el piruvato y la acil CoA (éste ultimo requiere de un sistema de transportadores en base a la enzima carnitina acil transferasa):

Una vez dentro de la mitocondria deben de ingresar al ciclo de Krebs, el objetivo de ésta vía metabólica es deshacer integralmente estos substratos a sus componentes básicos CO2, y átomos de Hidrógeno, recordemos que éste es solo un núcleo central con un protón y un neutrón y que posee un solo orbital con un único electrón. Los átomos de hidrógeno separado en sus componentes de núcleo (protón) y electrón son transferidos a dos transportadores el FAD y el NADH, los cuales transferirán esas partículas atómicas a la siguiente cadena enzimática mitocondrial: la cascada electrónica. Recordemos que hasta ahora ya se han degradado las moléculas complejas como lípidos, carbohidratos, cetoácidos, etc., y aún no hemos empleado el oxígeno. Por otro lado son muchas las funciones metabólicas que se llevan a cabo dentro de la mitocondria, y esta vía catabólica aún siendo importante, representa solo una parte de su actividad en cada momento. En la siguiente diapositiva se enumeran esos otros procesos, así como se alinean los cuatro complejos donde se realiza el transporte electrónico, y que se localizan en el espesor de la membrana interna; existe un quinto pero es el encargado del siguiente paso (detallaremos más adelante).

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