Resumen#6 Eficiencia y Metabolismo Mitocondrial: ¿Un Eje Etiológico de la Obesidad?

 La mitocondria es un orgánulo con una doble membrana bicapa, que en su interior contiene DNA bicatenario muy parecido al bacteriano, en el que la mayor parte de los genes mitocondriales han sido transferidos desde el núcleo. El genoma mitocondrial consta de una doble hebra circular que contiene información para codificar diferentes polipéptidos del sistema de la fosforilación oxidativa. La obesidad, una enfermedad con creciente prevalencia, se genera por un desequilibrio energético que podría relacionarse, en algunos casos, con la eficiencia de la maquinaria energética celular en la que participan las mitocondrias.

Este fenómeno epidémico asociado a la obesidad se atribuye en gran medida a cambios ambientales (sedentarismo) y dietéticos (hábitos de consumo). La inactividad asociada a una alimentación desequilibrada, tanto en la etapa infantil como en la adulta, concurre en una mayor susceptibilidad de manifestación futura de síndrome metabólico y diabetes. Aunque también  pueden influir la herencia y la capacidad de regulación metabólica. En este contexto, el estudio de la funcionalidad mitocondrial en el paciente con síndrome metabólico podría ser uno de las alternativas para comprender el origen y evolución.

A fi nales de los años 70 se descubrió la proteína desacoplante UCP1 o termogenina, ubicada en la membrana interna mitocondrial de los adipocitos del tejido adiposo pardo. Posteriormente, se descubrieron nuevas UCPs fuera de la grasa parda, que abrían un nuevo campo de investigación en el estudio de la obesidad, diabetes y otras enfermedades relacionadas con la producción de radicales libres, la regulación del ratio ADP/ATP, el metabolismo hidrocarbonado y lipídico o con la exportación de aniones lipídicos. Hasta ahora se han descrito seis proteínas desacoplantes diferentes. La UCP4, específica del sistema nervioso central, podría ser la predecesora de UCP1, UCP2 y UCP. Entre ellas la UCP2 es una proteína de la membrana interna mitocondrial, ampliamente expresada en numerosos tejidos. Esta molécula altera el flujo de protones disminuyendo la producción de ATP, favoreciendo un estado de hiperglucemia que estimula las células betapancreáticas, incrementando la síntesis de insulina, que a la larga se traduce en una disminución del índice glucémico.

Existen algunos enfoques nuevos en el campo de investigación recientes proporcionan múltiples caminos para abordar un nuevo campo de investigación y entender los mecanismos y rutas que regulan el balance energético y composición corporal:

·         La epigenética, ciencia que estudia los procesos encargados de modular la expresión genética sin alterar la secuencia de DNA.

·         La nutrigenómica, ciencia que valora el efecto de los nutrientes sobre el genoma humano. La existencia de más de 600 genes implicados en el proceso de regulación del  peso corporal, y cuyo número aumenta de forma continua, proporciona múltiples caminos para abordar un nuevo campo de investigación y entender los mecanismos y rutas que regulan el balance energético y composición corporal, analizando la posible participación de las mitocondrias en estos procesos.

La evolución de las proteínas implicadas en el metabolismo energético  (codificadas por el DNA nuclear y el   DNA mitocondrial) se ha dado hasta ahora buscando la eficiencia energética para sobrevivir en épocas de escasez. Los ROS(especies reactivas de oxígeno), metabolitos tóxicos producidos paralelamente al ATP pueden generar modificaciones en el material genético que desemboquen enfermedades o disfunciones mitocondriales. Como contraposición a la eficiencia energética están las proteínas desacoplantes o UCPs, cuya función mejor conocida es la disipación de energía. Esto conlleva menos ATP producido así como menos metabolitos tóxicos.

Cordero, P. (2007). Eficiencia y metabolismo mitocondrial: ¿un eje etiológico de la obesidad?. Dpto. Ciencias de la Alimentación, Fisiología y Toxicología. Universidad de Navarra.