Las mitocondrias son más que centrales eléctricas: son la placa base de la célula
20 de mayo de 2025 18 minutos de lectura
Las mitocondrias son más que centrales eléctricas: son la placa base de la célula
Cuando estos orgánulos que proporcionan energía prosperan, nosotros también lo hacemos.
Jennifer NR Smith
Siempre quise comprender la vida. ¿Qué nos mueve? ¿Qué nos permite sanar y prosperar? ¿Y qué falla cuando enfermamos o cuando finalmente dejamos de respirar y morimos? Mi búsqueda de respuestas a estas preguntas tan ambiciosas me condujo, ahora parece inexorablemente, a las mitocondrias.
En las clases de biología, desde la preparatoria hasta la universidad, aprendí que las mitocondrias son pequeños objetos que residen dentro de cada célula y sirven como " centrales eléctricas ", combinando oxígeno y alimento para producir energía para el cuerpo. Esta idea de las mitocondrias como pequeñas baterías con un cargador incorporado, tan interesante como el de mi teléfono, me dejó sin preparación para la realidad vital de estos orgánulos cuando los vi por primera vez bajo un microscopio en 2011. Eran luminosos debido a un tinte brillante que les había puesto, y eran dinámicos: se movían constantemente, se estiraban, se transformaban, se tocaban entre sí. Eran hermosos. Esa noche, un estudiante de posgrado solo en un laboratorio oscuro en Newcastle upon Tyne, Inglaterra, me convertí en un mitocondríaco: adicto a las mitocondrias.
Una profunda idea de la bióloga Lynn Margulis me ayudó a darle sentido a lo que estaba viendo. Ella postuló en 1967 que las mitocondrias descienden de una bacteria que fue engullida por una célula ancestral más grande hace unos 1.500 millones de años. En lugar de consumir este bocado, la célula más grande lo dejó seguir viviendo en su interior. Margulis llamó a este evento endosimbiosis , que significa, aproximadamente, "vivir o trabajar juntos desde el interior". La célula huésped no tenía una fuente de energía que usara oxígeno, que, gracias a las plantas, ya era abundante en la atmósfera; las mitocondrias llenaron este vacío. La unión improbable permitió que las células se comunicaran y cooperaran y permitieran que su conciencia se expandiera más allá de sus propios límites, lo que posibilitó un futuro más complejo en forma de animales multicelulares. Las mitocondrias hicieron sociales a las células, uniéndolas en un contrato por el cual la supervivencia de cada célula depende de todas las demás, y así nos hicieron posibles.
Sorprendentemente, mis compañeros de trabajo y yo hemos descubierto que las mitocondrias son en sí mismas seres sociales . Al menos, presagian la sociabilidad. Al igual que la bacteria de la que descienden, tienen un ciclo de vida : las antiguas mueren y las nuevas nacen de las existentes. Las comunidades de estos orgánulos viven dentro de cada célula, generalmente agrupadas alrededor del núcleo. Las mitocondrias se comunican, tanto dentro de sus propias células como entre otras células, extendiéndose para apoyarse mutuamente en momentos de necesidad y, en general, ayudando a la comunidad a prosperar. Producen el calor que mantiene nuestros cuerpos calientes. Reciben señales sobre aspectos del entorno en el que vivimos, como los niveles de contaminación del aire y los desencadenantes del estrés, y luego integran esta información y emiten señales como moléculas que regulan los procesos dentro de la célula y, de hecho, en todo el cuerpo.
Cuando nuestras mitocondrias prosperan, nosotros también. Cuando funcionan mal —por ejemplo, cuando su capacidad para transformar la energía en las formas necesarias para las reacciones bioquímicas se ve afectada— podemos experimentar afecciones tan diversas como diabetes, cáncer, autismo y trastornos neurodegenerativos. Y a medida que las mitocondrias acumulan defectos a lo largo de una vida de estrés y otras agresiones, contribuyen al envejecimiento y, en última instancia, a la muerte. Para comprender estos procesos —para saber cómo mantener la salud física y mental— es útil comprender cómo la energía circula por nuestro cuerpo y mente. Esto requiere un análisis más profundo de las mitocondrias y su vida social.
Mucho antes de ver por primera vez las mitocondrias, ya conocía los fundamentos de su estructura y biología. Heredamos las mitocondrias de nuestra madre, del óvulo, para ser precisos. Las mitocondrias tienen su propio ADN, que consta de tan solo 37 genes, en comparación con los miles de genes presentes en los cromosomas en espiral del núcleo celular. Este anillo de ADN mitocondrial, o ADNmt, está protegido por dos membranas. La capa exterior, con forma de salchicha, encierra la mitocondria y permite la entrada o salida selectiva de moléculas. La membrana interna está compuesta de proteínas densamente compactadas y presenta numerosos pliegues, llamados crestas, que sirven como lugar para las reacciones químicas, de forma similar a las placas suspendidas dentro de una batería.
Más que ser como cargadores de baterías, las mitocondrias son más bien como la placa base de la célula.
En la década de 1960, los bioquímicos británicos Peter Mitchell y Jennifer Moyle descubrieron cómo los electrones derivados del carbono de los alimentos se combinan con el oxígeno en las crestas, liberando una chispa de energía que se captura como un gradiente de voltaje eléctrico a través de la membrana. Este voltaje proporciona la fuerza impulsora para todos los procesos del cuerpo y el cerebro, desde el calentamiento hasta la fabricación de moléculas y el pensamiento. Las mitocondrias también producen una molécula llamada trifosfato de adenosina, que actúa como una unidad portátil de energía que impulsa cientos de reacciones bioquímicas dentro de cada célula.
Al regresar del Reino Unido, comencé una beca postdoctoral con el genetista y biólogo evolutivo Douglas Wallace en el Centro de Medicina Mitocondrial y Epigenómica del Hospital Infantil de Filadelfia. En 1988, Wallace descubrió el primer vínculo entre una mutación en el ADNmt y una enfermedad humana. Posteriormente, trazó un mapa de algunas de las conexiones fundamentales de la biología mitocondrial con diversas enfermedades y el proceso de envejecimiento, sentando las bases del campo de la medicina mitocondrial. En Filadelfia, comencé a trabajar con una compañera postdoctoral, Meagan McManus, que quería comprender cómo las mitocondrias defectuosas podían causar enfermedades cardiovasculares y neurológicas. McManus me pidió que fotografiara con un microscopio electrónico las mitocondrias en los corazones de ratones con una mutación específica del ADNmt que provocaba insuficiencia cardíaca.
Nuestro equipo también estaba experimentando con imágenes tridimensionales mediante tomografía electrónica, la misma tecnología que permite a un radiólogo ver los órganos internos de un paciente en 3D. Semanas después, el director de este proyecto, Dewight Williams, de la Universidad de Pensilvania, me llevó a una sala donde se alzaba el microscopio de tomografía, de un millón de dólares, hasta el techo, para mostrarme películas reconstruidas de mitocondrias.
La tomografía nos proporcionó una vista tridimensional de las crestas. Algunas mitocondrias en los corazones de los ratones enfermos tenían crestas dentadas e irregulares: el aspecto poco saludable que había visto en las imágenes bidimensionales. Pero en la tridimensionalidad se observó algo que nunca habíamos visto en las imágenes planas: incluso cuando las mitocondrias parecían enfermas, sus crestas parecían sanas en los puntos de contacto. Interactuaban, favoreciendo la organización interna mutua. Estas uniones mitocondriales también tenían más crestas que cualquier otra parte de la misma mitocondria. "¡Meagan tiene que ver esto!", pensé, corriendo al laboratorio al otro lado del campus.
Mientras reiniciaba la película para McManus, narré lo que había visto unos minutos antes: "¡Las mitocondrias se influyen mutuamente!". Vimos el video en bucle varias veces. Entonces McManus dijo, con la voz acentuada por la emoción: "¡Y las crestas se alinean! ¡Las crestas se alinean entre las mitocondrias!". Dibujó una línea con el dedo extendido sobre una unión entre mitocondrias.
Jennifer NR Smith
Había examinado minuciosamente miles de imágenes de microscopía electrónica de los mejores microscopistas. Nunca había oído hablar de crestas en una mitocondria alineándose con las crestas de otra. Durante mi estancia en Newcastle, vi un artículo de 1983 de los científicos rusos Lora E. Bakeeva y Vladimir P. Skulachev que describía los «contactos intermitocondriales», y demostré que estos contactos aumentaban después del ejercicio , quizás incrementando la eficiencia energética. ¿Cómo habíamos pasado por alto la alineación? Sin embargo, en lugar de yacer como placas paralelas, como solían representarlas los libros de texto, las crestas formaban cintas paralelas que ondulaban a través de las mitocondrias. Casi parecía que las crestas ayudaban a sus vecinas a organizarse para lograr la típica disposición regular y saludable.
En la siguiente reunión de laboratorio, sugerí que estos patrones parecían limaduras de hierro alineadas alrededor de un imán. Las crestas están llenas de cúmulos de hierro y azufre que podrían ser paramagnéticos. De ser así, ¿quizás existieron campos electromagnéticos inducidos por el flujo de carga eléctrica a través de las crestas? ¿Podrían inducir su alineación? Hasta ahora, esta hipótesis parece ser la más adecuada para explicar cómo se alinean las crestas a través de las mitocondrias. Para mí, también me abrió la puerta a pensar en cómo las fuerzas de la física podrían haber contribuido a la evolución de la vida multicelular, hasta llegar a nosotros.
Este descubrimiento y las reflexiones que suscitó cambiaron mi perspectiva sobre las mitocondrias para siempre. Tras cientos de horas en la oscura mazmorra donde estudié las mitocondrias y numerosas colaboraciones posteriores, aprendí una lección importante: las mitocondrias intercambian información. La huella de ese intercambio se encuentra en los patrones de sus crestas. Estudios posteriores en la Universidad de Tsukuba (Japón) y en otros lugares, utilizando células con distintos niveles de disfunción mitocondrial causada por mutaciones del ADNmt, demostraron que las mitocondrias sanas pueden donar ADNmt intacto a las mitocondrias mutantes. En condiciones de escasez de energía, las mitocondrias se fusionan entre sí en largas cadenas para compartir el ADNmt. Las mitocondrias aisladas sin ADNmt o con ADNmt mutado pueden fusionarse de forma similar con mitocondrias sanas, restaurando su función normal.
Jennifer NR Smith
La fusión mejora la resiliencia no solo de las mitocondrias, sino también de las células. Interferir con estas interacciones provoca el aislamiento de mitocondrias que acumulan defectos en el ADNmt y finalmente mueren, junto con las células que las albergan. En las personas, la disminución de los niveles de mitofusina 2, una proteína ubicada en la membrana mitocondrial externa que contribuye a la fusión, se correlaciona con la neurodegeneración . Además, los ratones con mitocondrias modificadas para impedir la fusión en el núcleo accumbens, una región cerebral implicada en la regulación de la recompensa, presentan mayor ansiedad .
¿Podrían existir otras formas de comunicación entre las mitocondrias? ¿Podrían actuar como sus ancestros bacterianos , que construyen biopelículas y utilizan protuberancias de membrana, campos eléctricos y moléculas secretadas para cooperar y conquistar el mundo vivo con sus versátiles comportamientos colectivos? ¿Podría la comunicación mitocondrial revelar un universo interno más amplio de intercambio de energía e información? ¿Podrían las uniones mitocondriales y las crestas alineadas funcionar como sinapsis neuronales , y el colectivo mitocondrial resultante comportarse esencialmente como un cerebro intracelular?
IEn 2016, poco después de fundar mi propio laboratorio en la Universidad de Columbia, regresé a Newcastle para visitar el Centro Wellcome de Investigación Mitocondrial de Doug Turnbull. Estaba de nuevo frente al microscopio electrónico, esta vez con una destacada estudiante de posgrado británica, Amy Vincent. Estábamos obteniendo imágenes del músculo de la pantorrilla de una mujer con una mutación del ADNmt que causaba una rara enfermedad mitocondrial. Casualmente, su mutación era similar a la que presentaban los ratones de McManus.
Lo que Vincent y yo descubrimos esa tarde abrió otra vía de investigación. Ante nuestros ojos se extendían nanotúneles mitocondriales : delgadas protuberancias de membrana, ¡las mismas que usan las bacterias para compartir su ADN circular! Por primera vez en humanos, Vincent y yo vimos que las mitocondrias envían delgadas estructuras tubulares entre sí, como antenas que algunas células solitarias usan para buscar un entorno más acogedor o una célula sana. Al obtener imágenes de docenas de otras muestras musculares, descubrimos que las personas cuyas mitocondrias no funcionan bien tienen más nanotúneles . Era como si las mitocondrias enfermas con mutaciones del ADNmt estuvieran pidiendo ayuda.
Jennifer NR Smith
Quizás el aspecto más notable del colectivo mitocondrial, sin embargo, es que las mitocondrias de diferentes partes del cuerpo se comunican entre sí, utilizando hormonas como su lenguaje. Las mitocondrias producen las hormonas esteroides que usamos para sostener y reproducir la vida. El cortisol, la hormona que aumenta los niveles de glucosa en sangre para impulsar la respuesta al estrés, se produce en las mitocondrias de las glándulas suprarrenales, que se encuentran encima de los riñones. La testosterona, el estrógeno y la progesterona son sintetizados principalmente por las mitocondrias en los órganos reproductivos. Curiosamente, las mitocondrias cerebrales tienen receptores para detectar tanto el estrés como las hormonas sexuales. Por lo tanto, tenemos una población de mitocondrias en las glándulas suprarrenales que envían señales directamente, a través de la sangre, a las mitocondrias en el cerebro.
Además, no todas las mitocondrias son iguales. De la misma manera que los humanos desarrollan especialidades en diferentes roles sociales y económicos, y los órganos se especializan en la ejecución de funciones complementarias (el hígado alimenta a otros órganos, el corazón bombea, el cerebro integra información y emite directivas), las mitocondrias también se especializan . En los distintos órganos y tipos de células, las mitocondrias tienen un aspecto diferente. Su contenido proteico es diferente. Se mueven de forma distinta. Y su capacidad para detectar, integrar y señalizar información específica varía según la célula que habitan. La especialización mitocondrial probablemente proporciona ganancias en eficiencia, permitiendo que un organismo sobreviva con un menor coste energético total.
Mis compañeros de trabajo y yo elaboramos recientemente el primer mapa de las mitocondrias en el cerebro humano. Incluso dentro de este único órgano existen diferentes tipos de mitocondrias en distintas partes de la corteza cerebral y en regiones cerebrales subcorticales más profundas. El cerebro utiliza el 20 % de la energía corporal, a pesar de representar solo el 2 % de la masa corporal, por lo que una fuente de energía eficiente es fundamental para su funcionamiento. Mis colegas, en particular Michel Thiebaut de Schotten, del Centro Nacional Francés de Investigación Científica, y Eugene V. Mosharov, de Columbia, y yo descubrimos que las áreas cerebrales de evolución más reciente, que tienen el mayor gasto energético , poseen mitocondrias más especializadas en la transformación energética.
Las mitocondrias dentro de una célula también pueden verse muy diferentes entre sí. Por ejemplo, en las neuronas , las mitocondrias "dendríticas" se encuentran en las fibras, o dendritas, a través de las cuales las neuronas reciben señales de otras células. Estas mitocondrias son filamentos estables que se extienden de 10 a 30 micras (una distancia tremendamente larga para este tipo de estructura) y tienen varias copias de ADNmt. Las mitocondrias "axonales" se mueven a lo largo de los axones lineales, que conducen señales a otras neuronas, como si fueran autopistas celulares. Generalmente son cortas y rechonchas (hasta una micra de longitud) y muchas carecen de ADNmt . Las mitocondrias "citoplasmáticas" se agrupan alrededor del núcleo y se ven como algo entre los tipos dendrítico y axónico. Existe una agrupación y especialización similar de las mitocondrias en las células musculares y grasas .
Estos hallazgos, en conjunto, nos llevaron a la neurocientífica conductual Carmen Sandi, del Instituto Federal Suizo de Tecnología, y a mí a proponer en 2021 que las mitocondrias son orgánulos sociales . Si, como yo, te sorprendes al oír el término «social» aplicado a un orgánulo subcelular, estás teniendo un reflejo normal. Sin embargo, Sandi y yo sostenemos que las mitocondrias presentan todas las características de los seres sociales: un entorno compartido dentro de la célula o el cuerpo, comunicación, formación de grupos o tipos, sincronización del comportamiento, interdependencia y especialización en las tareas que realizan.
En un artículo posterior, que requirió una revisión exhaustiva de más de 400 estudios, Orian S. Shirihai, de la Universidad de California en Los Ángeles, y yo establecimos que el colectivo mitocondrial funciona como un sistema de procesamiento de información mitocondrial (MIPS). Al igual que los animales que habitan en su interior y a los que dan soporte, que deben responder con flexibilidad al entorno, las mitocondrias captan señales, integran esta información en el potencial de membrana de sus crestas y producen señales que regulan los genes de la célula y configuran su comportamiento.
Tus ojos transforman la luz en impulsos eléctricos que se fusionan formando una imagen en tu campo visual, y tus oídos transforman las ondas de presión atmosférica en pulsos eléctricos que finalmente percibes como sonidos. Asimismo, las mitocondrias transforman docenas de flujos de información hormonal, metabólica, química y de otro tipo en su potencial de membrana eléctrica. Este estado "bioenergético" conduce a la producción de moléculas mensajeras secundarias que son inteligibles para el núcleo. Así, de la misma manera que lees mensajes en tu teléfono, que recibe señales, las transforma y proyecta información descifrable en su pantalla, el núcleo de tus células puede "leer" el entorno a través de los MIPS que lo rodean.
En lugar de desempeñar funciones complementarias como las de los cargadores de baterías, las mitocondrias son más bien como la placa base de la célula. Los genes permanecen inactivos en el núcleo hasta que la energía y el mensaje adecuado llegan para activar algunos y desactivar otros. Las mitocondrias proporcionan estos mensajes, hablando el lenguaje del epigenoma , la capa maleable de regulación que se encuentra sobre el genoma para regular su expresión.
A mi colega Timothy Shutt, de la Universidad de Calgary, le gusta llamar a las mitocondrias el "director ejecutivo de la célula": el orgánulo ejecutivo principal. Esta metáfora refleja cómo las mitocondrias no solo participan en la integración de información, sino que también dan órdenes. Dictan si la célula se divide, se diferencia o muere. De hecho, las mitocondrias tienen poder de veto sobre la vida o la muerte celular. Si el MIPS lo considera necesario, desencadena la muerte celular programada, o apoptosis , una forma de autosacrificio por el bien común del organismo.
Las mitocondrias son tan vitales que, en tiempos difíciles, las células pueden donar mitocondrias enteras a otras células. «En emergencias celulares, las mitocondrias recién llegadas podrían impulsar la reparación tisular, activar el sistema inmunitario o rescatar de la muerte a células en peligro», señaló la periodista Gemma Conroy en un artículo de Nature el pasado abril. Dentro de los tumores, las células cancerosas y las células inmunitarias parecen competir por las mitocondrias, utilizándolas como una especie de arma biológica. Un proyecto internacional en el que participé, dirigido por Jonathan R. Brestoff, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis, creó recientemente un léxico completamente nuevo para guiar el campo emergente de la transferencia y el trasplante de mitocondrias .
Está bien, quizá pienses. ¿Qué significa todo esto para mi salud o para mi vida?
La respuesta corta es que podría estar muy relacionado con la salud humana. La diabetes, las enfermedades neurodegenerativas, el cáncer e incluso las enfermedades mentales están surgiendo como trastornos metabólicos que implican un mal funcionamiento de las mitocondrias . Y estos hallazgos indican nuevas vías de intervención.
Las mitocondrias influyen en la salud (o en la enfermedad) de varias maneras. Una de ellas se deriva de su función como procesadoras de energía. En un circuito eléctrico, si aumentamos demasiado el voltaje de entrada, podemos sobrepasarlo. De igual manera, si nuestras células se exponen a un exceso de glucosa o grasa (o, peor aún, a ambas juntas, lo que provoca lo que los médicos denominan glucolipotoxicidad), las mitocondrias se fisionan y se fragmentan en pequeños fragmentos, acumulan defectos en el ADNmt y producen señales que acaban provocando el envejecimiento prematuro o la muerte de la célula. Experimentos en células y ratones han demostrado que la prevención farmacológica o genética de la fisión mitocondrial inducida por el exceso de glucosa y grasas puede proteger contra la resistencia a la insulina.
El cáncer también puede ser un trastorno del metabolismo celular. Las células cancerosas pueden quemar glucosa sin oxígeno, lo que sugiere que algo anda mal con sus mitocondrias o que prefieren reservarlas para la división y proliferación celular.
Una segunda vía se da a través de la influencia de las mitocondrias en la expresión génica. Las señales mitocondriales alteran la expresión de más del 66 % de los genes en los cromosomas nucleares. Al cambiar qué genes se expresan y en qué medida, las mutaciones en el ADNmt pueden alterar por completo la naturaleza, el comportamiento y la resiliencia de las células al estrés y, en última instancia, de todo el organismo.
Las mitocondrias pueden tener un aspecto terriblemente extraño cuando están enfermas. En personas con defectos del ADNmt que causan enfermedades mitocondriales raras, como la persona en cuyas mitocondrias vimos por primera vez nanotúneles, las crestas, en particular, pueden tener un aspecto un tanto extraño, como círculos de cultivos con ángulos regulares, inclusiones paracristalinas y otras formas extrañas.
Jennifer NR Smith
Cabe destacar que la forma y función mitocondrial anormales están emergiendo como biomarcadores y posibles causas de trastornos cognitivos y neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y otras. Clínicamente, un subtipo neurobiológico del trastorno del espectro autista implica defectos en la biología mitocondrial.
Una tercera vía es la inflamación. Cuando las células se lesionan o se estresan, pueden filtrar ADNmt al interior de la célula, al citoplasma o incluso a la sangre. Junto con Caroline Trumpff de Columbia, Anna Marsland y Brett Kaufman de la Universidad de Pittsburgh, y otros colaboradores, descubrí que el estrés mental inducido por tener que hablar en público durante cinco minutos aumentaba la cantidad de ADNmt que flotaba libremente en la sangre. Las personas en unidades de cuidados intensivos que están gravemente enfermas tienden a tener niveles muy altos de ADNmt en la sangre. Debido a que los anillos de ADNmt se asemejan al ADN bacteriano, las células inmunitarias los ven como patógenos y organizan un ataque que puede derivar en inflamación. Y la inflamación , como bien saben los médicos, está relacionada con la aparición y progresión de una serie de enfermedades crónicas.
Cómo las mitocondrias defectuosas conducen a enfermedades en el cuerpo y la mente es una pregunta que aún no se ha respondido. Pero hay formas sencillas de garantizar que nuestras mitocondrias se mantengan saludables. Una es el ejercicio . Cuando te mueves vigorosamente, tus células consumen energía rápidamente, activando el potencial de membrana de tus mitocondrias. Si tu ejercicio te deja sin aliento, es una señal de que tus mitocondrias están trabajando duro. Debido a que la entidad cerebro-cuerpo es experta en anticipar y prepararse para el futuro, si te mueves de una manera que activa tus mitocondrias, tu cuerpo piensa: "¡La próxima vez que esto suceda, estaré listo!". Para prepararse, produce más mitocondrias y las mantiene funcionando al máximo.
Sorprendentemente, las conexiones sociales también pueden promover la salud de nuestras mitocondrias cerebrales. En un importante estudio dirigido por David A. Bennett, del Rush Medical College de Chicago, investigadores pidieron a cientos de personas mayores de 65 años del área de Chicago que completaran encuestas, se sometieran a pruebas cognitivas y donaran sangre anualmente hasta su fallecimiento. Tras su fallecimiento, se extrajeron sus cerebros para analizar sus mitocondrias. Mi colega Trumpff utilizó estos datos para preguntarse si los estados mentales positivos, como la sensación de propósito en la vida, el optimismo y la sensación de conexión, o, por el contrario, los estados mentales negativos, como el estrés percibido, la depresión y el aislamiento social, podrían estar relacionados con la capacidad de las mitocondrias para transformar la energía.
Lo que Trumpff descubrió fue notable: la cantidad de proteínas transformadoras de energía en las mitocondrias de la corteza prefrontal se correlacionó significativamente con la cantidad de experiencias positivas y negativas que las personas reportaron durante el año anterior a su fallecimiento. Este hallazgo coincidió con estudios previos que relacionaban la adversidad en la primera infancia o marcadores del estado de ánimo diario , como sentimientos de amor, cercanía o confianza, con las mitocondrias de las células inmunitarias sanguíneas. Nuestros estados de ánimo podrían afectar la biología de nuestras mitocondrias, modulando su capacidad para transformar la energía.
Otra intervención que puede ser notablemente efectiva es la dieta. La terapia cetogénica médica o "cetosis nutricional", que implica eliminar todos los azúcares refinados, limitar la ingesta de carbohidratos y compensar la diferencia calórica con más proteínas y grasas, ha demostrado revertir de forma sostenible la resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2. La dieta cetogénica se ha utilizado durante décadas para prevenir convulsiones y, por lo tanto, "estabilizar" el cerebro en niños y adultos con epilepsia intratable y, por lo demás, incurable . Una dieta cetogénica puede incluso mejorar el estado mental y la función cognitiva de las personas con Alzheimer . Mejora la estabilidad de la red cerebral , un marcador del envejecimiento cerebral, y esta función puede explicar por qué algunas personas que siguen la dieta duermen mejor.
La dieta cetogénica también puede tener efectos asombrosos en otras enfermedades, como lo demuestra la historia de Lauren Kennedy West, una mujer canadiense diagnosticada con esquizofrenia y trastorno bipolar a los 25 años. Su vida se volvió cada vez más difícil de manejar, "como si no hubiera espacio para mí en el mundo", explicó en un conmovedor relato de su experiencia publicado en YouTube el año pasado. En diciembre de 2023, West comenzó la terapia cetogénica nutricional. Un par de semanas después, notó que tenía más energía. Muchos de sus síntomas disminuyeron. Después de unos nueve meses, estaba asintomática, había reducido gradualmente la dosis de su medicación en colaboración con su equipo médico y seguía sintiéndose mejor. A finales de 2024, tomó su última dosis de antipsicóticos.
La experiencia de West es similar a los resultados positivos iniciales de un ensayo piloto con 21 personas con trastorno bipolar y esquizofrenia. Actualmente, se están llevando a cabo otros numerosos ensayos clínicos de la dieta cetogénica para personas con enfermedades mentales graves, como esquizofrenia, depresión, ansiedad y trastorno obsesivo-compulsivo, en todo el mundo. (Muchos de estos ensayos están financiados por el Grupo Baszucki, una fundación filantrópica creada después de que Matt Baszucki, hijo de los fundadores del grupo, tratara con éxito su trastorno bipolar con la dieta cetogénica. En 2024 recibí el Premio Baszucki de Ciencias, que contribuye a financiar mi laboratorio en Columbia).
Un nuevo estudio de 28,995 personas en EE. UU., de las cuales 4,484 presentaban síntomas de depresión significativos, también respalda los efectos protectores de las dietas bajas en azúcar en la salud mental. Las personas con una dieta "más cetogénica" (baja en carbohidratos y azúcares en comparación con lípidos y proteínas) tuvieron menos de la mitad de probabilidades de desarrollar depresión en comparación con las personas con una dieta bastante rica en azúcares.
¿Cómo funciona? Desde una perspectiva mitocéntrica, la dieta cetogénica cumple tres funciones. Primero, facilita el suministro de una fuente de energía eficiente por parte del hígado, que alimenta a otros órganos del cuerpo. Si ayunas o sigues una dieta cetogénica, el hígado toma las grasas de tus michelines o de la comida y las descompone en fragmentos más pequeños llamados cuerpos cetónicos. Este proceso ocurre dentro de las mitocondrias del hígado. Segundo, tras entrar en la sangre, los cuerpos cetónicos llegan a los órganos, algunos de los cuales, incluido el cerebro, los prefieren a otros combustibles como la glucosa, las proteínas y las grasas. Por lo tanto, en presencia de diversas fuentes de energía, el cerebro quemará preferentemente cetonas.
El tercer factor podría estar relacionado con la eficiencia y podría explicar por qué los cuerpos cetónicos son el combustible predilecto del cerebro. La glucosa debe superar varios obstáculos antes de llegar a las mitocondrias neuronales: se desvía a través de los astrocitos, atraviesa varias membranas y experimenta diversas reacciones enzimáticas. En cambio, los cuerpos cetónicos son absorbidos directamente por las mitocondrias de las neuronas, donde se queman. Es un camino mucho más sencillo.
Por lo tanto, la cetosis, o la quema de cuerpos cetónicos, puede ejercer sus efectos en el cerebro al permitir que la energía fluya directamente entre las mitocondrias. Las cetonas en la sangre abren un flujo de comunicación entre las mitocondrias productoras y consumidoras, fomentando su sociabilidad en todo el cuerpo.
OhUna vez que consideramos las mitocondrias como procesadores dinámicos de energía e información , surge una perspectiva completamente nueva de la vida. Imagínate como una cascada. La cascada existe solo en la medida en que las moléculas de agua siguen fluyendo hacia abajo. Aprendes tanto sobre la cascada al recoger unas pocas moléculas inertes de H₂O como sobre la salud de una persona al secuenciar su genoma: prácticamente nada.
La cascada no se puede comprender a partir de sus partes, solo a partir de su movimiento. Y una vez que el flujo se detiene, la cascada deja de existir. La cascada no es algo que aparece y desaparece. Es un proceso : un proceso que fluye y deja de fluir. Como una cascada, tú no eres una cosa. Eres un proceso: un proceso energético, para ser precisos.
Tu naturaleza fundamentalmente energética tiene dos implicaciones principales. La primera es que, como proceso dinámico, estás destinado a cambiar. Tu cuerpo elimina, destruye y produce células continuamente. Tu mente también cambia. Algunas partes de tu mente, como tu personalidad, son relativamente estables. Pero, por otro lado, eso también puede cambiar; por ejemplo, cuando tienes hambre y te vuelves menos que tú mismo. Eso es un déficit de energía que te cambia la mente.
Algunas drogas pueden cambiar drásticamente tu mente. Los psicodélicos, por ejemplo, actúan sobre el sistema serotoninérgico para desincronizar el cerebro humano. También disuelven el sentido del yo, o "ego". Cambiar los patrones de energía cerebral, cambia la mente. La mente, entonces, puede ser esencialmente un patrón de energía. Además, la energía que fluye a través de tu cerebro de alguna manera se siente como algo. Como Nirosha Murugan de la Universidad Wilfrid Laurier en Ontario y yo postulamos recientemente en un artículo, los humanos pueden estar programados para experimentar una resistencia excesiva al flujo de energía como aversiva. Por el contrario, la energía que fluye suavemente, como ocurre después de una sesión de ejercicio agradable o cuando estás trabajando en un proyecto estimulante, se siente bien . Cuando la energía deja de fluir a tu cerebro, si tu corazón se detiene, por ejemplo, tu conciencia se desvanece rápidamente y ya no existes.
¿Acaso todo esto dice algo útil sobre mis preguntas originales? Sospecho que ahora tenemos respuestas. La clave de la vida y la salud puede residir en la facilidad con la que la energía fluye a través de las mitocondrias con cada respiración. Así que la próxima vez que dejes de lado ese dulce tan atractivo, salgas a dar un paseo, vayas al gimnasio o decidas pasar tiempo con alguien que te importa, recuerda que estás apoyando a tus mitocondrias. Mantener el flujo de energía a través de tu colectivo mitocondrial puede ser la clave para una buena salud y una vida plena.
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