Fosforilación: la gran desconocida.

 

La bioquímica es un reino de maravillas del que empezamos a saber mucho, y bastante más desconocemos.

Llama la atención que a una escala atómica todo resulte tan complejo, con un número casi ilimitado de reacciones y diálogos. Porque la vida consiste en dialogar, con el entorno y con uno mismo, en una búsqueda permanente de eficacia energética.

En cada una de nuestras células se produce un baile simultáneo y profuso de mensajes químicos y eléctricos, miles de millones por segundo y, pese a ello, increíblemente coordinados en una tarea compartida: la de mantenernos con vida.

Las enzimas son importantes en esta función; son unas proteínas especiales que aceleran (catalizan)  de forma precisa y específica determinadas reacciones químicas. Son los principales agentes de lo que llamamos metabolismo.

Hoy quiero hablarles de algo que sucede en su interior. De algo muy importante. De hecho, la fosforilación, este fenómeno que nos ocupará, es la clave de la cura del cáncer o la diabetes, está detrás de enfermedades mentales o coronarias, y la industria farmacéutica tiene centrados buena parte de sus recursos en el estudio de esta reacción extremadamente simple, común y esencial para la vida.

Porque cuando algo falla en la fosforilación, se resiente la salud; a menudo sobreviene la muerte.

Empecemos por el fósforo, un elemento presente en el cuerpo humano y que le da nombre. Por ejemplo, hay trazas de fósforo en el semen, lo cual es útil para la policía científica: como el fósforo reacciona ante la luz, especialmente la ultravioleta, se han determinado agresiones sexuales en la escena de un crimen o en una autopsia por las señales luminosas del fósforo del líquido seminal.

El fósforo aparece en el cuerpo en forma de sales de ácido fosfórico. A estas sales las llamamos fosfatos. Pues bien: la presencia o ausencia de esta sal es un factor que activa o desactiva proteínas. Es una manera sencilla que tienen las células para “encenderse” o “apagarse”.

Si se añade fosfatos, una determinada función de la célula se activa.

Si se quitan, se desconecta.

A este proceso de encendido y apagado es a lo que denominamos fosforilación. Hay enzimas especiales que añaden o quitan fosfatos, y regulan así el funcionamiento de ciertas proteínas. Las enzimas que añaden fosfatos se llaman quinasas. Las que lo quitan, se denominan fosfatasas.

Pero este rollo: ¿de qué va?

Va de usted, de estar vivo. De que respira, y llegan a sus células moléculas de oxígeno que oxidan los nutrientes, generando así energía dentro de las mitocondrias en forma de una enzima llamada ATP.

Usted respira para oxidar lo que come. Y la fosforilación es el factor fundamental en la producción de ATP. El 90% de la energía que lo mantiene vivo procede de la fosforilación.

Se merece que hablemos de ella. ¿No creen?

¿Qué pasaría si no pudiésemos contar con combustible? Si detenemos el sutil baile del metabolismo pasan cosas curiosas (y terribles). La musculatura, por ejemplo, depende fundamentalmente de la fosforilación en su acción de contraer o relajar los músculos. Nos movemos gracias a un sutil desequilibrio iónico entre el Sodio y el Potasio y sus diferentes cargas (como sucede con el envío de neurotransmisores) que consume mucha energía; la fosforilación por una parte activa o desactiva los niveles de calcio, fundamentales para el envío de señales eléctricas a los músculos. y actúa igualmente sobre la mitocondria y la ATP como fuente de energía que se transforma en movimiento (o en reposo si desactiva). Pues bien: cuando morimos todas las reacciones que constituyen el metabolismo tienden hacia el equilibrio. Por decirlo de alguna manera, deja de sonar la música y nuestro cuerpo deja de bailar. De repente hay un equilibrio iónico, que en el caso de la musculatura supone que todos los músculos se agarroten, en un esfuerzo que agota todas las reservas de ATP. Sin fosforilación no hay más ATP. Nos quedamos sin gasolina que relaje la musculatura.

La falta de fosforilación provoca entonces lo que conocemos como “rigor mortis”.

Para que me entiendan: un 30% de las proteínas (y el 70% de las enzimas) de su cuerpo se regulan a través de la fosforilación.

Les propongo otro ejemplo de su importancia: en una célula las quinasas (recuerden, las que añaden fosfatos y activan las proteínas) se quedan atascadas en la posición de “encendido”. Esto resulta peligroso, porque la fosforilación puede alterar incluso lo que llamamos la “señalización celular”. Puede cambiar la expresión de los genes.

 

En efecto: un problema con la fosforilación incorrecta es que provoca una mutación que activa sin control la transcripción de ciertos genes. La célula mutada recibe órdenes erróneas desde el núcleo, y aumentan las proteínas que se ocupan del ciclo celular, las cuales generan frenéticas muchas células mutadas. La célula está siempre activa, sin el control debido, y provoca el nacimiento de un tumor.

 

Dominar los efectos nocivos de una mala fosforilación podría suponer la cura del cáncer.

Es por esto que los laboratorios farmacéuticos prestan tanta atención a este mecanismo de encendido y apagado. Una quinasa también está detrás del mal funcionamiento del órgano receptor de la insulina, lo que se traduce en diabetes. Y la fosforilación también interviene en la hipertensión.

Los ejemplos son tantos que no puedo dedicar sino unas breves líneas a dos patologías en las que interviene la fosforilación: El Cólera y la Peste Bubónica.

El cólera es una enfermedad causada por una bacteria, la cual segrega una potente toxina que ataca a las células del intestino. Lo que hace es activar proteínas presentes en la membrana que facilitan el transporte de iones, líquidos y elementos entre las células. El intestino se inunda de agua rica en Sodio. Potasio y Bicarbonato, en tal cantidad que no es capaz de asimilarla. Por consiguiente, el Cólera es una enfermedad que puede causar la muerte por deshidratación causada por unas diarreas tremendas; unas 40 deposiciones en 24 horas.

 

No es ninguna tontería: las diarreas son una de las causas de mortandad más importantes en el tercer mundo.

Hay otro caso que me llama la atención, porque en este caso la enfermedad no se activa a través de una quinasa, sino que desactiva inyectando una fosfatasa a la célula. Hablo de la famosa Peste bubónica o Peste Negra, que exterminó a un tercio de la población europea en el siglo XIV.

La Peste Bubónica segrega una toxina terrible, que interfiere en el proceso respiratorio mitocondrial

y la creación de ATP. Sin energía, la célula es blanco fácil para el ataque de el patógeno. Pero, además, la toxina segrega una fosfatasa que impide que la célula segregue macrófagos capaces de defenderla.

La Peste, la enfermedad infecciosa que ha causado más muertes en la historia de la humanidad, desactiva las defensas del organismo utilizando la fosforilación como herramienta de ataque.

Lo lamento si este artículo le ha parecido tedioso. Demasiadas palabras técnicas y un tanto farragoso. No he sabido hacerlo mejor.

Pero quería hablarles de la fosforilación, porque es parte esencial de los procesos bioquímicos que hacen posible la vida.

Porque es apasionante saber cómo el organismo trabaja para mantenernos sanos. O cómo las enfermedades utilizan trucos siniestros para atacarnos.

Porque, después de leer estas líneas, se conocen un poco mejor.

Al menos, tal ha sido mi intención.

Antonio Carrillo