La hiperactividad o ausencia de proteínas detiene el flujo de energía
El metabolismo de las grasas desempeña un papel vital en la
producción de energía de nuestro organismo. Un equipo de investigadores de la
Universidad de Basilea ha descubierto un interruptor molecular que regula el
metabolismo de los lípidos en nuestras células. Este interruptor controla el
almacenamiento o la conversión de lípidos en energía.
Dos imágenes microscópicas
fluorescentes: En el punto de contacto entre la mitocondria (rojo) y la gota de
lípidos (turquesa), la proteína Arf1 (verde) garantiza el transporte de los
lípidos a la mitocondria, donde se convierten en el donante de energía ATP.
Todos los organismos necesitan energía para vivir. La
obtenemos de diversos componentes de los alimentos. Nuestro cuerpo utiliza una
parte de esta energía directamente y almacena el resto. Mientras que la glucosa
sirve como fuente de energía inmediatamente disponible, las grasas se almacenan
como reserva energética en forma de gotas lipídicas dentro de nuestras células.
Cuando el cuerpo necesita energía de estas reservas de
grasa, los lípidos se transportan a las mitocondrias, la central energética de
la célula. Aquí, los lípidos se convierten en ATP (trifosfato de adenosina),
una molécula clave que proporciona energía a las células.
Pero, ¿cuánta energía necesita nuestro cuerpo de estas
reservas energéticas? ¿Qué proporción de lípidos debe convertirse en ATP?
¿Cuándo debe comenzar este proceso y cuándo debe terminar? El equipo de
investigación dirigido por la Profesora Anne Spang en el Biozentrum de la
Universidad de Basilea ha investigado más de cerca el metabolismo de los
lípidos tanto en levaduras como en células humanas. Los científicos
descubrieron que una proteína llamada Arf1 funciona como un interruptor
molecular que regula estos procesos. Los resultados se han publicado
recientemente en "Nature Cell Biology".
Arf1 cambia el lugar de contacto
"Arf1 es una proteína que nos resulta familiar. Ya
sabemos que tiene varias funciones en el aparato de Golgi, la estación de
clasificación de la célula. Ahora hemos descubierto que Arf1 también desempeña
un papel en la regulación del metabolismo energético en la mitocondria",
explica el Dr. Ludovic Enkler, primer autor del estudio. "Arf1 asegura el
transporte de lípidos desde las gotas lipídicas hasta las mitocondrias".
Los investigadores suponen que Arf1 altera el entorno del lugar de contacto
entre las gotas de lípidos y las mitocondrias, lo que permite que los lípidos
entren en las mitocondrias.
Cuando el organismo señala una necesidad de energía, Arf1
permite la entrada de lípidos en las mitocondrias. Una vez satisfecha la
demanda energética, el transporte se detiene. "Así, el sistema sólo
funciona cuando funciona el bucle de retroalimentación de las necesidades
energéticas", afirma Ludovic Enkler.
La hiperactividad o ausencia de Arf1 detiene el flujo de
energía
"Sin embargo, si la proteína Arf1 está ausente o es
hiperactiva, todo el sistema se desequilibra", explica Anne Spang.
"En ambos casos, el control de retroalimentación entre la demanda y la
producción no funciona, lo que conduce a un suministro insuficiente de energía
ATP. En consecuencia, los ácidos grasos se acumulan en las gotas
lipídicas".
La sensibilidad y la intrincada complejidad del metabolismo
lipídico se hacen evidentes al considerar diversos trastornos del metabolismo
lipídico. Incluso los errores más pequeños en el metabolismo de los lípidos
pueden provocar niveles elevados de colesterol (lípidos en sangre), aumentando
el riesgo de enfermedades cardiovasculares, obesidad o diabetes.
Mediante técnicas avanzadas como la proteómica espacial, que
permite estudiar todas las proteínas de las distintas estructuras celulares, el
equipo de investigación pretende identificar los componentes individuales que
intervienen en el proceso de retroalimentación de la proteína Arf1 en las
células. Su objetivo es desentrañar en detalle el tráfico de lípidos en los
lugares de contacto entre las gotas lipídicas y las mitocondrias.