Alimente, energie și boli mitocondriale

José Antonio Enriquez. Fundația Centrul Național de Cercetare Cardiovasculară Carlos III. CNIC

Dacă din întâmplare avem hobby-ul de a ne face propriul chefir acasă, putem cultiva acea masă asemănătoare conopidei, pe care o vom avea multe dificultăți pentru a defini ce este, dar pe care o putem tăia și da în dar pentru ca familia sau prietenii să poată hrăni cu lapte și bucurați-vă de acidul propriu și gustos fermentat. La nivel microscopic, chefirul este o comunitate de celule de două tipuri, bacteriile de tip Lactobacillus acidophilus și drojdiile de Saccharomyces kefir, care trăiesc în cooperare formând o comunitate benefică sau o simbioză. Această comunitate se așează pe o matrice de polizaharide numită kefiran și toate acestea alcătuiesc aspectul conopidei fotografiei. Toate ființele vii sunt formate din celule care trăiesc izolate sau, ca și kefirul, în comunități mai mult sau mai puțin organizate numite organisme multicelulare. Plantele și animalele, inclusiv noi, sunt toate organisme multicelulare, celulele fiind unitățile vieții. Fiecare, deși nu facem distincția între ele, trebuie hrănit individual și fiecare are capacitatea de a folosi alimentele și oxigenul care le vine pentru a le arde literalmente într-un mod controlat și a elibera energia pe care o conține pentru a-și păstra propriile funcții activ.

Ceea ce înțelegem cu toții ca hrană, digestie și respirație la nivelul organismului complet constă în fragmentarea și pregătirea nutrienților pentru a face distribuția lor posibilă prin sânge către fiecare dintre celulele corpului nostru, dar în acest proces nu se generează energie, mai degrabă, se consumă energie. În fiecare dintre celule se produce adevărata transformare a nutrienților pentru a elibera energia pe care o posedă. Dacă aportul de alimente este abundent, o parte din substanțele nutritive sunt transformate și depozitate în molecule mari de zahăr (glicogen) sau grăsimi (trigliceride), pentru a fi utilizate în ocazii de post.

Alimentele stochează energie.

În interiorul celulelor noastre, nutrienții din care poate fi extrasă energia, în principal zaharuri sau acizi grași, sunt fragmentați în molecule mai mici. Astfel, zahărul, glucoza, care este o moleculă formată din 6 atomi de carbon, se sparge în jumătate dând două molecule din 3 atomi de carbon. În termeni chimici, fragmentarea unei molecule implică ruperea legăturilor dintre unii dintre atomii săi și acest proces eliberează energie. Pentru ca energia eliberată de această fragmentare să poată fi utilizată, este „ambalată” în două tipuri fundamentale de containere de energie moleculară: 1) ATP: recipient pentru utilizare directă, deoarece este utilizabil în acest mod prin procese celulare; 2) NADH și FADH2: containere mai puțin utilizabile direct, care pot fi prelucrate în continuare pentru a deveni și ATP, le numim „ambalaje” electronice.

Ulterior, în aceeași mitocondrie, transferul de energie din containerele NADH sau FADH2 către containerul de energie utilizabil ATP are loc, de asemenea, într-un mod controlat. Procesul pe care îl efectuează acest transfer se numește fosforilare oxidativă și dacă nu ar funcționa corect, celula s-ar prăbuși energetic și ar muri. Studiul fosforilării oxidative, unul dintre cele mai vechi și mai importante procese celulare pentru viața celulelor, este marcat de contribuții demne de Premiul Nobel: în 1929 la Arthur Harden, în 1953 la Fritz Albert Lipmann, în 1978 la Peter D. Mitchell și în 1997 John E. Walker și Paul D. Boyer.