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poseer maquinarias mitocondriales para la obtención del
correspondiente ATP, más aún si se tiene en cuenta que las
necesidades de ATP pueden variar 100 veces en poco tiempo,
como sucede si comparamos una situación de descanso,
como el sueño, con otra que se caracterice por una intensa
actividad física.
13.5 SISTEMAS TRANSPORTADORES 
EN LA MEMBRANA 
INTERNA MITOCONDRIAL
La membrana externa mitocondrial posee unas proteínas
especiales, las porinas, que hacen que no existan problemas
especiales de impermeabilidad o transporte. Respecto a la
membrana interna, la presencia de distintas permeasas o sis-
temas transportadores favorece la funcionalidad de las diver-
sas actuaciones mitocondriales. En la Figura 13-8 se resume
cómo el flujo protónico, consecuencia de la respiración celu-
lar y del funcionamiento del ciclo del citrato, favorece diver-
sos procesos:
1. La entrada mitocondrial del piruvato, mediante el
transportador monocarboxilato, para su posterior
conversión en acetilCoA, que alimenta el ciclo de los
ácidos tricarboxílicos.
2. La entrada mitocondrial de fosfato, también mediante
un transporte asociado al de un protón.
3. La salida hasta el citoplasma del ATP sintetizado
intramitocondrialmente, acompañado de un protón,
para su reemplazo por el correspondiente ADP,
mediante el intercambiador adenílico (ATP-ADP
translocasa).
13.6 LANZADERAS MITOCONDRIALES
La impermeabilidad de la membrana interna mitocondrial
para moléculas o iones como NADH, AcCoA, oxalacetato y
potasio, origina ciertos problemas cuya solución depende de
la participación de otros sistemas específicos de transporte,
como algunos de los recogidos en la Figura 13-8.
Así, la disponibilidad citoplasmática del NADH, en prin-
cipio, no sería utilizable para la síntesis del ATP, al ser
214 | Metabol ismo energét ico
Recuadro 13-4.
ENFERMEDADES 
MITOCONDRIALES
El papel esencial de las mitocondrias en
el metabolismo energético hace que sus
alteraciones funcionales puedan reper-
cutir gravemente en los órganos y teji-
dos que requieren una mayor energía:
cerebro, corazón, musculatura esquelé-
tica, riñón y glándulas endocrinas.
Las afecciones mitocondriales son
más frecuentes de lo que se creía, afec-
tando a una de cada 4000 personas.
Algunas de ellas parecen estar ligadas
con otras enfermedades, más o menos
comunes, como diabetes, enfermedad
isquémica coronaria o muerte súbita
infantil, aparte de su relación con el pro-
ceso y ciertas enfermedades del enveje-
cimiento, como las de Alzheimer,
Parkinson y Huntington.
Muchos trastornos mitocondriales
están genéticamente determinados de
un modo complejo, ya que las proteínas
mitocondriales pueden ser codificadas,
en algunos casos, por su propio ADN
mitocondrial (herencia materna), mien-
tras que en otros, lo son por el ADN
nuclear (herencia autosómica o ligada
al cromosoma X). Concretamente, en
los últimos años se han identificado un
gran número de mutaciones puntuales
del ADN mitocondrial. En el campo de
las afecciones mitocondriales, hasta
ahora los mayores avances conseguidos
lo han sido en la investigación y el diag-
nóstico de casos, haciéndose necesarios
más conocimientos para el adecuado
desarrollo de los sistemas de prevención
y tratamiento. El primer ejemplo con-
creto de patología genética mitocon-
drial fue el de la neuropatía óptica here-
ditaria de Leber, transmitida por vía
materna, que provoca ceguera, frecuen-
temente en la madurez. Su base mole-
cular consiste en diversas mutaciones
que afectan a alguna o algunas de las 7
subunidades mitocondriales que forman
parte de la NADH-ubiquinona reducta-
sa. En cualquier caso, es interesante
tener presente que la acumulación de
mutaciones mitocondriales, a lo largo
de la vida, podría explicar la facilidad
de la aparición y el desarrollo de diver-
sas enfermedades degenerativas ligadas
al envejecimiento, así como el estímulo
de éste.
En cuanto al desacoplamiento de la
fosforilación oxidativa, no siempre se
puede considerar un trastorno ya que en
los animales recién nacidos, incluso en los
humanos, en los animales que hibernan,
en los mamíferos adaptados al frío e,
incluso, en algunas plantas, es un meca-
nismo protector en circunstancias especí-
ficas. En el tejido adiposo pardo, las
membranas internas de sus abundantes
mitocondrias poseen una alta concentra-
ción de una proteína desacoplante, UCP-
1, o termogenina. Más recientemente, se
ha encontrado otra UCP-2 en una amplia
variedad de tejidos e, incluso, otra UCP-
3, localizada en el músculo esquelético y
el tejido adiposo pardo. Su posible papel
fisiológico se compaginaría con el hecho
de que los genes correspondientes se
encuentran próximos a otros relaciona-
dos con la obesidad. Esto abre nuevas
posibilidades futuras para el abordaje
farmacológico de la obesidad.
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	BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...)
	CONTENIDO
	PARTE I: ESTRUCTURA Y METABOLISMO
	SECCIÓN III METABOLISMO ENERGÉTICO
	13 OBTENCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA
	13.5 SISTEMAS TRANSPORTADORES (...)
	13.6 LANZADERAS MITOCONDRIALES