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Carlos del Porto Blanco

El mayor descubrimiento es entender la complejidad de la biología y su simplicidad para crear vida. Rachel Carson

Las células se componen de diferentes organelos, cada uno encargado de completar una función en particular. Una de las actividades más importantes dentro de la célula es la producción de energía, de la que depende que toda la maquinaria celular se mantenga andando. Existen dos grandes tipos de células: la eucariota y la procariota. Cada una funciona de modo diferente. En las eucariotas, tipo de célula que tenemos los humanos, la producción de energía depende de la mitocondria. La cual produce el 90% de la energía química de la célula.

¿Qué son las mitocondrias?

Las mitocondrias son los orgánulos citoplasmáticos (o sea: equivalentes celulares a los órganos del cuerpo). Éstas operan en las células como centrales energéticas, sintetizando las moléculas de adenosíntrifosfato (ATP) que brindan combustible químico a los diversos procesos celulares necesarios para la vida (respiración celular). Ese proceso de síntesis energético se lleva a cabo en el interior de la célula eucariota, las células que tienen un núcleo verdadero. Las mitocondrias utilizan como combustible la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos, que ingresan a ellas a través de las membranas que las recubren, semejantes, aunque de menor tamaño a la membrana celular

Las mitocondrias se encuentran en células de animales, vegetales y hongos. La cantidad de mitocondrias por célula varía ampliamente: por ejemplo, en los seres humanos, los eritrocitos (glóbulos rojos) no contienen ninguna, mientras que las células del hígado y las células musculares pueden contener cientos o incluso miles.

Comúnmente, esos orgánulos presentan un aspecto alargado, aunque sumamente variable, y se encuentra en el citoplasma celular, en un número acorde a las necesidades de energía que tenga el tipo de célula en cuestión. Además, las mitocondrias sirven como almacén de iones, moléculas de agua y proteínas, muchas veces captadas del citoplasma para servir como piezas de recambio en la síntesis de la energía. En muchos organismos, el genoma mitocondrial se hereda de la madre. Eso se debe a que el óvulo materno dona la mayor parte del citoplasma al embrión y las mitocondrias heredadas del esperma del padre suelen destruirse.

¿Cómo se supo de ellas?

El descubrimiento de las mitocondrias fue un hecho colectivo. El gran número de términos que se refieren a este orgánulo es prueba de ello: blefaroplasto, condrioconto, condriómitos, condroblastos, entre otros. Probablemente las primeras observaciones se deben al botánico suizo Albert von Kölliker, quien entre 1880 y 1888 anotó la presencia de unos gránulos en células musculares de insectos a los que denominó sarcosomas. Llegó incluso a la conclusión de que presentaban membrana.

Sin embargo, el nombre de mitocondria, que es el que alcanzó mayor fortuna, se debe a Carl Benda, quien en 1889 denominó así a unos gránulos que aparecían con gran brillo en tinciones de cristal violeta y alizarina, y que anteriormente habían sido denominados “citomicrosomas”. En 1904 se confirma su presencia en una planta, y en 1913 se descubre la asociación con enzimas de la cadena respiratoria. La presencia del ADN mitocondrial fue descubierta en 1963.

La principal función de las mitocondrias es la oxidación de metabolitos (ciclo de Krebs, beta-oxidación de ácidos grasos) y la obtención de ATP mediante la fosforilación oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de electrones; el ATP producido en la mitocondria supone un porcentaje muy alto del ATP sintetizado por la célula. También sirve de almacén de sustancias como iones, agua y algunas partículas como restos de virus y proteínas.

La científica estadounidense Lynn Margulis, junto con otros científicos, recuperó en torno a 1980 una antigua hipótesis, reformulándola como teoría endosimbiótica. Según esa versión actualizada, hace ‘unos 2309 millones de años, una célula procariota capaz de obtener energía de los nutrientes orgánicos empleando el oxígeno molecular como oxidante, se fusionó en un momento de la evolución con otra célula procariota o eucariota primitiva al ser fagocitada sin ser inmediatamente digerida, un fenómeno que se observa frecuentemente.

De esa manera se produjo una simbiosis permanente entre ambos tipos de seres: la procariota fagocitada proporcionaba energía, especialmente en forma de ATP, y la célula hospedadora ofrecía un medio estable y rico en nutrientes a la otra. Ese mutuo beneficio hizo que la célula invasora llegara a formar parte del organismo mayor, acabando por convertirse en parte de ella: la mitocondria. Otro factor que apoya esa teoría es que las bacterias y las mitocondrias tienen mucho en común, tales como el tamaño, la estructura, componentes de su membrana y la forma en que producen energía, entre otras características.

Esa hipótesis tiene entre sus fundamentos la evidencia de que las mitocondrias poseen su propio ADN, ARN, ribosomas y cromosomas y están recubiertas por su propia membrana. Otra evidencia que sostiene esa hipótesis es que el código genético del ADN mitocondrial no suele ser el mismo que el código genético del ADN nuclear. A lo largo de la historia común la mayor parte de los genes mitocondriales han sido transferidos al núcleo, de tal manera que la mitocondria no es viable fuera de la célula hospedadora y ésta no suele serlo sin mitocondrias.

La estructura de la mitocondria es variable, pero por lo general se compone de tres espacios diferentes: crestas mitocondriales, espacio intermembranoso y matriz mitocondrial, todo recubierto por una membrana doble lipídica, semejante a la membrana celular, pero compuesta mayormente (60 a 70% en la externa, 80% en la interna) de proteínas.

La salud de las mitocondrias es fundamental para el bienestar general. Se ha demostrado que el deterioro de la función mitocondrial se relaciona con diversas enfermedades. Esos organelos desempeñan roles importantes en la regulación del metabolismo celular, la señalización celular y la apoptosis (muerte celular programada). Disfunciones en las mitocondrias pueden originar varios padecimientos, incluyendo trastornos metabólicos, enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, e incluso el envejecimiento y ciertos tipos de cáncer.

La investigación sobre las mitocondrias está en constante evolución. Los científicos exploran cómo mejorar su función y cómo pueden ser utilizadas en terapias para enfermedades. Además, se estudian los efectos de la dieta y el ejercicio en la salud mitocondrial, lo que podría abrir nuevas puertas para tratamientos preventivos y curativos.

Resumiendo lo planteado se puede decir que las mitocondrias son fundamentales para la vida. Su capacidad para generar energía a partir de nutrientes es esencial para el funcionamiento de las células y, por ende, de los organismos multicelulares. La investigación continua sobre esos organelos no solo nos ayuda a entender mejor la biología celular, sino que también abre puertas a nuevas terapias y tratamientos para diversas enfermedades.

Referencias

 

·         Mitochondrion. Enciclopedia británica. https://www.britannica.com/science/mitochondrion

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