La mitocondria es el órgano celular encargado de suministrar las «cápsulas de energía», llamadas ATP, que usan nuestras células para su funcionamiento (realizar sus funciones vitales o para movernos). La materia prima originaria de esa energía son los glúcidos, lípidos y aminoácidos que llegan a las células.

No voy a explicar ni la estructura ni cómo funciona la mitocondria, pero sí voy a usar una analogía para explicar un detalle de su funcionamiento: pensemos en la mitocondria como si fuera un tobogán al que se accede subiendo una larga escalera.

La energía contenida en la comida es usada para subir por la escalera y así llegar hasta la plataforma. Una vez en la plataforma, se puede optar por a) bajar por el tobogán, que sería equivalente a aprovechar el esfuerzo realizado para generar ATP, o se puede b) volver a bajar por la escalera, en cuyo caso lo único que hemos conseguido es cansarnos («disipar calor»). Este segundo caso, disipar la energía contenida en la comida en forma de calor, sería posible gracias a las llamadas «proteínas desacopladoras» que hay en las mitocondrias, ya que son estas proteínas las que ofrecen un camino de salida alternativo desde la plataforma (uno en el que no se produce ATP).

En la imagen que hay bajo estas líneas (estudio), la persona que sube la escalera sería el H+ (protón). Una opción es que el H+ se use para generar ATP (es decir, se tira por el tobogán identificado como «coupled respiration»). Pero si se han activado las proteínas desacopladoras (UCP, de sus siglas en inglés) presentes en esa célula, también puede usarlas para atravesar la membrana interna de la mitocondria (es decir, tras haber subido la escalera, volver a bajarla sin haber hecho nada más que cansarnos), y en tal caso se generará calor (la energía de la comida no puede desaparecer sin más).

Las mitocondrias del tejido adiposo marrón son muy numerosas y están especializadas en disipar calor; es decir, subir la escalera y volver a bajarla, sin tirarse por el tobogán. En ese tejido la principal proteína desacopladora es la UCP1, que es sensible a la temperatura (genera calor para mantener la temperatura corporal estable) y que sólo está presente en ese tejido. En numerosos tejidos del cuerpo, incluído el tejido adiposo blanco, existen otras proteínas desacopladoras: UCP2 a UCP5 (artículo). Aunque hay controversia sobre las funciones fisiológicas de esas proteínas, al parecer su activación es sensible a la presencia de nutrientes (glucosa, ácidos grasos, glutamina, etc.), incluso en el caso de la UCP1 (artículo,artículo,artículo,artículo,artículo), por ejemplo, con una mayor activación en presencia de cierto tipo de ácidos grasos (artículo,artículo,artículo).

Fatty acids or dietary fats increase UCP2 mRNA and protein levels in several tissues

fatty acids are classically considered as positive modulators of UCP1 activity

our data support the general consensus in the field that LCFAs are the most likely physiological activators of UCP1

¿Cuál es el interés de esto que estoy contando? Pues que nuestro cuerpo tiene mecanismos que permiten «echar a la basura» calorías o, por el contrario, aumentar el aprovechamiento de lo que se come; lo que estime necesario en cada momento. Por ejemplo, este mecanismo que he comentado posibilita que si se detecta que sobra ATP, disipar las calorías en forma de calor. Y si se percibe que falta ATP, se puede aprovechar mejor la comida. De hecho, las concentraciones de ATP en el medio intracelular son mantenidas muy estables (libro,artículo).

whatever the calories in, the useful calories out (for fat storage or whatever) depends on the presence of added or naturally occurring uncouplers as well […] The implication is that when somebody reports metabolic advantage (or disadvantage), there is no reason to disbelieve it (ver)

sean cuales sean las «calorías que entran», las calorías útiles (para ser almacenadas como grasa o para otra cosa) dependen de la presencia de desacopladores añadidos o naturalmente presentes […] Eso significa que si alguien informa de una ventaja metabólica (o desventaja) no hay razón para no creerlo.

En resumen,

These proteins uncouple the process of mitochondrial respiration from oxidative phosphorylation, diminishing the resulting production of ATP and instead yielding dissipative heat. The action of these proteins creates a futile cycle that decreases the metabolic efficiency of the organism. Thus, UCPs are potentially important in disorders of energy balance such as obesity and diabetes

Estas proteínas desacoplan el proceso de la respiración mitocondrial de la fosforilación oxidativa, disminuyendo la producción resultante de ATP y en su lugar produciendo calor disipativo. La acción de estas proteínas crea un ciclo fútil que disminuye la eficiencia metabólica del organismo. Así pues, las UCPs son potencialmente importantes en los trastornos de equilibrio energético tales como obesidad y diabetes

El estudio que comento en «Una caloría no es una caloría» es muy interesante.

NOTA: por no alargar más la entrada, ya haré más adelante un comentario sobre la posible implicación de estas proteínas como agente causal en la ganancia o pérdida de grasa corporal. Por ahora sólo matizo que la obesidad no es un trastorno de equilibrio energético, sino una excesiva acumulación de grasa corporal.

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