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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.

Aventuras hormonales con la inteligencia artificial. AI, DIME ¿Por qué las hormonas tiroideas tienen yodo?

Tiroides, Yodo y AI - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

Siempre he pensado que una de las preguntas que más complicaciones causa en la vida de las personas inteligentes es la pregunta ¿por qué?

Numerosas personas se han preguntado el porqué de muchas cosas y han podido llegar a obtener algunas respuestas, no sin dedicar para ello mucho trabajo de investigación y también mucho trabajo intelectual de comprensión.

Sin embargo, todo ha cambiado tras el advenimiento a la Tierra de una sabiduría cuasi divina en forma de inteligencia artificial. Ahora, uno puede alegremente decirse: ¡Oye! ¡Qué pregunta tan interesante se me ha ocurrido! Vamos a ver qué nos dice de esto la AI ¿Hay o no hay respuesta?

Así, decidí entablar una conversación con AI para ver si podía iluminarme uno de los, para mí, más misteriosos asuntos de la bioquímica y la fisiología. ¿Por qué las hormonas tiroideas incorporan yodo en su estructura molecular? Vaya preguntita. ¿Y a quién le importa? Bueno espero que, si no te importa saberlo, al menos te haya picado la curiosidad y estés deseando conocer qué respuesta me dio mi amiga AI.

No obstante, antes de continuar conviene que recordemos lo que son y lo que hacen las hormonas tiroideas. Desde el punto de vista fisiológico, en el organismo adulto, las hormonas tiroideas ejercen importantes funciones de regulación del metabolismo, la temperatura corporal, la función cardiovascular y la función digestiva. Durante el crecimiento, son también fundamentales para el correcto desarrollo del sistema nervioso.

Desde el punto de vista químico, sin embargo, las hormonas tiroideas son algo particulares. Como sabemos, el organismo produce una variedad de hormonas. Algunas de ellas, tales como la insulina o la hormona del crecimiento, son proteínas compuestas por muchos aminoácidos. Su síntesis requiere la activación del funcionamiento de genes concretos que contienen la información para producirlas. Otras hormonas son moléculas mucho más pequeñas. Por ejemplo, las hormonas sexuales o los corticoides. Aún otras hormonas, o moléculas que actúan de forma similar a estas, derivan de los lípidos.

En cualquier caso, ninguna de las hormonas mencionadas incorpora átomos infrecuentes en los seres vivos. Están formadas por cuatro o cinco de los elementos químicos más normales de la vida: el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, y el azufre. No así las hormonas tiroideas, que incorporan tres o cuatro átomos de yodo en su estructura química.

La estructura central de las hormonas tiroideas no deriva de los lípidos, como es el caso del colesterol, ni de proteínas, como en el caso de la insulina, sino de un solo aminoácido, uno de los constituyentes esenciales de las proteínas, de los que existen veinte diferentes en la Naturaleza. El aminoácido en cuestión se llama tirosina.

La tirosina puede provenir de la dieta o puede ser sintetizada a partir de otro aminoácido que debemos incorporar con la dieta, el aminoácido fenilalanina. La tirosina solo tiene un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno unido a este más que la fenilalanina, pero eso es suficiente como para que la tirosina pueda ser ahora el punto de partida de la síntesis no solo de las hormonas tiroideas, sino también de neurotransmisores tan importantes como la dopamina o la adrenalina, o de sustancias tan necesarias para nuestra protección como la melanina, el pigmento responsable del color del pelo y tinte de nuestra piel y que nos protege de los rayos ultravioleta del sol. Así es, la tirosina es necesaria para la generación de todas estas sustancias de tan importante actividad biológica.

Muy bien, pero ¿por qué es necesaria la incorporación de yodo para generar las hormonas tiroideas? ¿Por qué todos los vertebrados generan hormonas tiroideas con yodo, lo que necesita de una glándula específica, la tiroides, necesaria para concentrar el escaso yodo presente en la sangre y utilizarlo en la generación de las hormonas tiroideas?

Esto fue lo que le pregunté a la AI, versión de pago, hay que aclarar.
No quiero aburriros mucho más, así que resumiré su respuesta diciendo que ninguna de las posibilidades que me ofreció fue satisfactoria. Me dijo que el yodo era necesario para la función de estas hormonas, lo que ya sabíamos. Sin embargo, eso no es la razón por la que lo incorporan. El yodo es necesario ahora, que ya está incorporado, pero ¿por qué se incorporó por primera vez en la evolución? ¿Por qué no bastaba con generar hormonas con menor exigencia y exquisitez química, como son otras de las hormonas que he mencionado antes, incluso las también derivadas del aminoácido tirosina, que se conforman con los elementos comunes de la vida?

La única sugerencia medianamente valida que la AI ofreció fue que la incorporación de yodo supuso una adaptación biológica que permitió a los organismos responder mejor a los cambios del entorno. Sin embargo, la AI no explicó que tipo de adaptación supone esto, ni a qué cambios del entorno hacía falta adaptarse.

Sin embargo, es cierto que, probablemente, la respuesta se encuentre en la evolución. Y esta sugerencia de la AI sirvió para que espoleara mi NI, es decir, mi natural intelligence, en busca de una respuesta razonable. Puesto que las hormonas tiroideas, como he mencionado antes, son tan importantes para el control del metabolismo, y este debe regularse en función de condiciones externas, en particular del estado de nutrición o disponibilidad de todo tipo de nutrientes, tal vez el yodo pudiera ser un elemento indicativo de esa disponibilidad. En otras palabras, una deficiencia de yodo pudiera ser indicativa de que no estamos recibiendo una nutrición adecuada, sobre todo en muchos otros bioelementos, lo que requiere ralentizar el metabolismo y puede tal vez salvarnos la vida. Solo cuando el estado nutricional mejora y el yodo se encuentra en cantidades normales en la sangre, esto indicaría que estamos bien nutridos y no es arriesgado que nuestro metabolismo pueda alcanzar la velocidad normal sin causarnos problemas de agotamiento de recursos. De esto se encargarían las hormonas tiroideas gracias a la incorporación de yodo en su estructura química.

En otras palabras, la incorporación de yodo en las hormonas destinadas a controlar el metabolismo resultó ser una buena forma de ligar esa regulación a las condiciones externas. Emplear como base molecular para esas hormonas a la tirosina, un aminoácido al que puede incorporarse yodo químicamente con facilidad y cuya cantidad depende también indirectamente de nuestra dieta, es otro factor que se puede añadir al anterior para hacer depender la formación y la actividad de las hormonas tiroideas de las condiciones externas de disponibilidad de nutrientes.

Es una idea atractiva, que la AI, no obstante, no me ofreció como posibilidad. Y tú, ¿Qué opinas?

(Jorge Laborda, 15/07/2023)

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