dijous, 8 de març de 2007

El colibrí valent

Reconec que és força llarg, però tenint en compte que els posts de temàtica bioquímica no abunden, m'he sentit legitimat per no retallar-lo.
___________________

No us ha passat mai que esteu al metro i no podeu evitar sentir una conversa aliena?

L'altre dia estava jo assegut en un d'aquests espais reservats per a la gent gran (entre d'altres). El trajecte no era especialment llarg, però a aquella hora del matí estic força cansat i sempre prefereixo fer-lo assegut. El moment de relax no duraria gaire: A la primera estació vaig veure com dos homes grans (en aquestes alçades de la vida sempre és difícil posar una edat, però juraria que no baixaven dels setanta) entraven al vagó continuant el que semblava una conversa-discusió d'aquelles que tenen sovint els nostres avis, quan prenen consciència de que si ells dirigissin el món (o el govern, o el Barça) les coses anirien millor. Un d'ells es va asseure just davant meu i, malgrat la mandra matinal, no vaig poder evitar aixecar-me per cedir-li el lloc al seu company de batalles i batalletes.


Encara no sé ben bé si era degut a una lleugera sordesa, o a les ganes de tenir la raó, però el to de la seva conversa era prou alt com perquè acabés renunciant a la lectura. Vaig tancar el llibre amb resignació i vaig desviar la meva atenció cap a la seva conversa.


―I dius que tenen una taxa metabòlica basal de 40 ml d'oxigen? Va, home, va! No diguis vajanades!


Com molt bé us podeu imaginar, fins i tot a aquella hora del matí les meves orelles bioquímiques es van posar de punta.


―Que sí, coi, que ho he llegit! Es veu que els colibrís tenen un carnitin palimtoil-CoA transferasa que els permet oxidar àcids grassos a la velocitat de la glicolisi.


Reconec que per un moment vaig pensar que m'havia adormit de peu i que estava somiant el que acabava de sentir, però vaig obrir els ulls i la meva mirada d'al·lucinació es va creuar amb el rostre escèptic de l'altre senyor, que no semblava gaire convençut. En qualsevol cas, vaig poder constatar que efectivament eren ells dos els protagonistes del diàleg emputat que acabava de sentir.


Vaig estar temptat de saltar-me la meva parada per escoltar més, però RENFE em feia arribar tard com de costum i la situació era tan surrealista que no em garantia un desenllaç amb cap i peus.


(...)


Vaig arribar al laboratori disposat a aparcar-ho tot per comprovar si havia d'anar al psicòleg per haver sentit allò en boca de dues persones que feien més pinta de discutir sobre el futbol o la política , que no pas sobre... Sí, sí, perquè no dir-ho? Sobre bioquímica!


Havia retingut dues paraules que semblaven no tenir cap mena de connexió, però que vaig posar cegament al google scholar: “Colibrí” (bé, hummingbird) i “carnitin palmitoil-CoA transferasa”. El resultat va ser per flipar, i és per això que l'he volgut compartir amb vosaltres.


Es veu que un bioquímic sonat (o curiós) es va sorprendre que el colibrí fos capaç de mantenir una activitat del múscul esquelètic tan bèstia durant el vol. Per als que no estigueu familiaritzats amb l'etologia del colibrí, us diré que aquest bitxo bat les ales vuitanta vegades per segon. Això, traduït en termes bioquímics significa que una cèl·lula d'una fibra muscular està treballant a un ritme de vuitanta contraccions per segon. I aquesta meravella metabòlica encara és més bèstia si considerem la migració que cada any fa aquest animal des de Mèxic fins al Canadà (i tornar!). És a dir, que aquest animaló té durant el vol una taxa metabòlica relativa a la massa (consum d'oxígen per hora i gram) deu vegades superior a la d'un atleta d'helit durant l'exercici i, malgrat tot, és capaç de volar milers de quilòmetres.


Segurament aquesta proesa passi més o menys desapercebuda a qualsevol mortal en edat adulta, però a un bioquímic o una bioquímica que ha estudiat el metabolisme en condicions extremes (dejú, exercici, etc.) el convida a imaginar tot un nou paradigma metabòlic. I, de fet, és així: Tota la vida pensant que la glucosa era l'únic substrat capaç de fer possible una explosió de contraccions musculars a velocitat de vertígen, i ara resulta que un insignificant ocellet és capaç de passar-s'ho pel forro i utilitzar els àcids grassos com cap de nosaltres és capaç de fer.


Bé, anem a pams. Els colibrís s'alimenten essencialment de la sacarosa que treuen del néctar (tothom té al cap a l'animaló suspès a l'aire com un helicòpter amb el bec clavat a una flor). La primera gran adaptació d'aquest ocell és un transport intestinal de glucosa extremadament àgil. El problema és que la segona adaptació és una enorme superfície de membrana mitocondrial interna, poblada de cadenes de transport d'electrons que, juntament amb l'elevada concentració d'enzims catabòlics, engolleixen tota aquesta glucosa a una velocitat d'escàndol. Tant és així, que un colibrí volant sense nodrir-se al mateix temps, amb els dipòsits de glicogen al màxim i utilitzant només glucosa com a combustible, moriria en pocs minuts. De fet, la única forma en que el colibrí pot volar metabolitzant glucosa és menjar al mateix temps o anar de flor en flor en intervals de poc més d'un minut (d'aquí el típic comportament que veiem per la tele).


Llavors, com collons s'ho fot per migrar milers de quilòmetres?


Com ja us he anticipat, el secret està en els àcids grassos. Just abans de la migració, el colibrí s'atiborra de sacarosa evitant de volar sense alimentar-se al mateix temps (xucla el néctar aturat en una branca i minimitza els temps de vol en busca de flors). D'aquesta manera el seu fetge pot anar transformant grans quantitats de glucosa en àcids grassos, que l'animaló anirà acumulant fins augmentar el seu pes un 10%. La relació massa/energia dels àcids grassos és molt baixa, fins al punt que acumulant la mateixa energia en forma de glicogen, el pobre ocellet no podria ni aixecar al vol.

Però en Pastor no va deixar de repetir-nos que la beta oxidació és lenta, molt energètica, però lenta per fer front a un moviment tant ràpid i potent. Què fa llavors el nostre ocellet amb tots aquets àcids grassos?


El secret està en una isoforma de la carnitin palmitoïl-CoA transferasa (CPT1). Aquest enzim, limitant en la velocitat de la beta oxidació, té una Vmax espectacular i un sistmea de control que li permet funcionar només quan cal. Consumir àcids grassos quan hi ha glucosa disponible és poc rentable. El cost energètic de la conversió de glucosa en àcids grassos fa que aquesta font sigui un 16% menys rentable. Així, quan hi ha un accés abundant a la glucosa, els nivells elevats de malonil-CoA inhibeixen la CPT1, evitant l'ús de la beta oxidació. Als pocs minuts d'haver començat la migració les reserves de glicogen s'esgoten, el malonil-CoA decau i la CPT1 es posa a treballar amb la seva Vmax privilegiada, fent funcionar la beta oxidació. Al mateix temps, i per un mecanisme encara desconegut (Xexu, tens tota la vida per trobar-lo), la Piruvat deshidrogenasa (PDH) s'inhibeix, tallant la connexió entre la glicolisi i el cicle de krebs. És en aquest moment que els músculs de les ales comencen a cremar àcids grassos al ritme de vuitanta aletades per segon.




4 comentaris:

  1. No seré jo qui discuteixi el teu gran treball d'investigació, pel qual et felicito, però diria que no és tant estrany que els colibrís (bèstia que em resulta especialment simpàtica)aprofitin tant els AG. Per arrencar el vol i per mantenir-se flotant segur que gasten glucosa, però per grans esforços cal fer servir greix, que és on s'acumula l'energia per exercicis aeròbics.

    Recordaré que de la glucosa es poden fabricar AG si cal, però no a l'inversa, i la glucosa que es té s'ha de preservar al màxim pels òrgans anaeròbics, com la medul·la renal, el cervell o els eritròcits. La glc es pot fer servir en anaerobiosi, però els AG no, la beta-oxidació és necessariament aeròbica.

    I paro ja, que no vull que el comentari sigui més llarg que el post. Però reitero les meves felicitacions.

    ResponElimina
  2. I jo que em vaig quedar al cicle de Krebs...

    (sento no poder aportar més, els meus skills de biologia no em permetrien obrir cap mena de debat)

    ResponElimina
  3. Mira, com les plantes, que també poden! (algun pòsit sí que va quedar de BQ Vegetal...)

    Gerard, havies d'haver entrevistat als avis!! Quí eren, d'on venien, com sabien el que sabien, el tema de la seva tesis doctoral (Bioquímica del fetge de rata, o caracterització de la Kd de NAD deshidrogenasa, segur!!).

    ResponElimina
  4. Apa que no en seria de bonic trobar-se una parella d'avis parlant d'aquests temes... això serà el dia que la bioquímica tingui el lloc que li toca dins la societat, i serà en part gràcies als teus posts, Gerard.

    Trobaria interessant i educatiu que al TN expliquéssin en termes metabòlics i no només polítics el cas de Juana Chaos.

    ResponElimina