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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Azúcar para la circulación

Azúcar para la circulación - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

Se podría pensar que una vez nacidos, con nuestros órganos y tejidos bien formados, las células de nuestro cuerpo ya no necesitan generar nuevas estructuras. Todos los órganos están ya constituidos y no se requiere que las células se organicen o maduren para formar nada nuevo, solo es necesario crecer. Sin embargo, algunas células de nuestro cuerpo deben mantener toda la vida la capacidad de organizarse y de formar estructuras vivas. En particular, esta propiedad es fundamental para las células que forman los vasos y capilares sanguíneos, las llamadas células endoteliales.

El proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de otros ya existentes recibe el algo extraño nombre de angiogénesis. El sonido “angi” aparece también en el nombre de enfermedades como la angina de pecho, producida por una deficiencia de aporte de sangre a los músculos del corazón. Esta deficiencia puede provenir de la obstrucción parcial de alguna arteria coronaria, lo que requeriría de un proceso de angiogénesis para generar otros vasos sanguíneos que suplan su deficiente función. La angiogénesis es un proceso fundamental también para la correcta cicatrización de las heridas, por ejemplo tras la cirugía. Estimular la angiogénesis en ambas condiciones podría resultar, por tanto, beneficioso.

Pero la angiogénesis también interviene en procesos de enfermedad, como el cáncer. Para crecer, los tumores necesitan aporte de oxígeno y nutrientes desde la sangre, y esto solo es posible si se generan nuevos vasos sanguíneos que se los hagan llegar. Por consiguiente, en estas circunstancias, inhibir el proceso de angiogénesis podría impedir o dificultar el crecimiento tumoral y, ciertamente, algunas terapias antitumorales intentan impedir la angiogénesis.

Evidentemente, la angiogénesis requiere la rápida división de las células endoteliales. Esto conlleva la necesidad de un importante aporte de energía y de materiales para poder generar nuevas células, que luego se organizarán y formarán nuevos vasos conectados al resto del sistema sanguíneo.

MEJOR SIN OXÍGENO

La rápida división celular está asociada con el metabolismo anaeróbico (en ausencia de oxígeno). Esto sucede de nuevo en el cáncer, enfermedad, como sabemos, en la que las células se reproducen con rapidez de manera desordenada. Si todos los nutrientes incorporados, en particular el más importante, el azúcar glucosa, son oxidados por completo en un metabolismo aeróbico (que utiliza oxígeno), esto genera mucha energía, pero la célula se queda sin materiales de construcción. El metabolismo anaeróbico permite extraer algo de energía del azúcar glucosa, sin “quemarla” por completo, lo que, a su vez, y en contrapartida, permite utilizar los restos de la molécula no quemados en la construcción de otras moléculas necesarias para la fabricación de una nueva célula, como, por ejemplo, ADN. El metabolismo anaeróbico no es nada raro; de hecho, es el más primitivo, ya que en sus inicios la atmósfera terrestre carecía de oxígeno. Organismos tan simples y tan beneficiosos como las levaduras (sin las cuales no tendríamos ni pan, ni vino, ni cerveza), lo utilizan en la fermentación de la glucosa.

Un numeroso grupo internacional de investigadores – entre los que figura el profesor Ramón Bartrons, de la Universidad de Barcelona, con quien hemos tenido el placer de colaborar en varios trabajos de investigación desde la Facultad de Medicina de Albacete – se propusieron averiguar si en el proceso de división de las células endoteliales también predominaba el metabolismo anaeróbico, o si, por el contrario, eran otros los mecanismos involucrados en su rápida división. En un artículo publicado en la prestigiosa revista Cell, los científicos presentan datos sólidos que demuestran, en efecto, que el metabolismo anaeróbico es el que predomina.

UN ENZIMA CLAVE

En sus estudios, los investigadores son capaces de modificar la actividad de un enzima clave (los enzimas aceleran las reacciones químicas, propias del metabolismo), el cual regula la velocidad del metabolismo anaeróbico. Cuando se disminuye la actividad de este enzima y el metabolismo anaeróbico resulta así ralentizado, la angiogénesis se encuentra muy disminuida. Al contrario, cuando se aumenta la actividad de este enzima, la angiogénesis se ve estimulada.

Los investigadores demuestran, igualmente, que los factores externos (hormonas, etc.) que estimulan o frenan la angiogénesis lo hacen también mediante la modificación de la actividad de este enzima. En otras palabras, la velocidad y extensión de la angiogénesis no está controlada tanto por la expresión de genes o de otros factores, como por la extensión y velocidad del metabolismo anaeróbico de las células endoteliales.

Estos descubrimientos abren la puerta ahora al desarrollo de nuevos fármacos y moléculas que puedan regular la velocidad del metabolismo anaeróbico y, por tanto, estimular o frenar la angiogénesis según interese, de acuerdo a la enfermedad de que se trate. Al mismo tiempo, aportan al menos algún atisbo de explicación a procesos patológicos no del todo elucidados, como la degeneración del sistema cardiovascular en la enfermedad de la diabetes. Es obvio ahora que sin una incorporación masiva de glucosa a las células endoteliales – lo que puede estar disminuido en el caso de la diabetes -, la angiogénesis se verá afectada.

Finalmente, como todo buen descubrimiento, suscita nuevas preguntas, entre otras si la regulación del metabolismo anaeróbico está también implicada en la división de otras células importantes, como los fagocitos o los linfocitos del sistema inmunitario. Esperemos que pronto sepamos algo más de toda esta dulce investigación.

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