Hipoxia

El organismo necesita oxígeno para sobrevivir. De hecho, todas las células del cuerpo necesitan oxígeno.

Estas células utilizan el oxígeno para producir energía en forma de ATP, o trifosfato de adenosina, una molécula muy importante, que a veces incluso se llama "la unidad monetaria molecular".

Las células lo utilizan básicamente para "pagar" a las moléculas del interior de la célula para que realicen sus tareas específicas.

Es como una gran fábrica con un montón de trabajadores con tareas específicas necesarias para hacer funcionar la fábrica, y solo aceptan ATP como pago.

Las mitocondrias de las células toman oxígeno y sintetizan ATP para pagar a los trabajadores, a través de un proceso llamado fosforilación oxidativa.

Cuando la célula no recibe suficiente oxígeno, y por lo tanto, no puede producir el ATP necesario para pagar a los trabajadores para que hagan su trabajo, toda la fábrica celular puede dañarse o incluso morir, y este proceso se llama hipoxia, donde hipo significa "menos de lo normal" y oxia significa "oxigenación".

Cuando el oxígeno entra, va directamente a la membrana mitocondrial interna, donde tiene lugar la fosforilación oxidativa.

El oxígeno se utiliza en uno de los últimos pasos y sirve como captador de electrones, lo que permite que el proceso termine y se produzca ATP Así que, sin oxígeno no se puede terminar la fosforilación oxidativa y producir ATP.

Pero, ¿por qué todo el sistema fracasa cuando se deja de producir ATP? [delete] [delete] [delete] Un elemento muy importante es la bomba de sodio y potasio de la membrana celular, que garantiza que no haya demasiada difusión de sodio en la célula, básicamente bombeándolo hacia fuera cada vez que se difunde y manteniendo un gradiente de concentración, este proceso también evita que demasiadas moléculas de agua se difundan pasivamente en la célula; las moléculas de agua se desplazan en todas direcciones y entran y salen constantemente de la célula, pero los iones de sodio tienden a bloquearlas físicamente para que permanezcan en ese lado, por lo que cada vez hay más moléculas de agua retenidas, o casi atrapadas, en el lado con más sodio; en resumen, cuantas más moléculas de sodio, más moléculas de agua.

Pero la bomba necesita ATP. Si no dispone de ATP, deja de bombear sodio hacia fuera y el sodio se difunde hacia dentro hasta que el gradiente de concentración desaparece; al haber menos partículas de sodio en el exterior que bloquean las moléculas de agua para que no entren en la célula, el agua sigue al sodio hacia el interior, lo que hace que la célula se hinche.

Cuando la célula se hincha se producen dos cosas. En primer lugar, la membrana celular suele contener microvellosidades, que parecen una especie de dedos muy pequeños que aumentan la superficie de la célula y, por lo tanto, aumentan la absorción celular.

Cuando la célula está muy hinchada, el agua llena las microvellosidades, lo que reduce la superficie y dificulta la absorción de las moléculas.

Además, se puede formar una burbuja en la célula, que puede abultarse hacia afuera debido a la gran cantidad de agua. Esto es una señal de que el citoesqueleto de la célula o este marco estructural está empezando a fallar y está dejando que el agua entre.

Por último, el retículo endoplásmico rugoso, o RER, también se hincha cuando la célula se hincha El RER tiene muchos ribosomas en el exterior, que son fundamentales para la síntesis de proteínas.

Cuando el RER se hincha, los ribosomas se desprenden y dejan de fabricar proteínas, por lo que la síntesis de proteínas disminuye.

Sin embargo, todo el ATP no se pierde inmediatamente cuando se pierde el oxígeno y se detiene la fosforilación oxidativa.

La célula puede producir ATP de otra manera, llamada glucólisis anaerobia (anaerobia significa en ausencia de oxígeno). No es tan eficiente y solo produce alrededor de 2 moléculas de ATP por glucosa, mientras que en la fosforilación oxidativa se producen alrededor de 30-36.

Además, un subproducto es el ácido láctico, que disminuye el pH dentro de la célula. Este entorno más ácido puede desnaturalizar o destruir las proteínas y las enzimas.

Estos cambios son potencialmente reversibles, lo que significa que si la célula dispone de oxígeno de nuevo y empieza a sintetizar ATP, los cambios pueden no ser permanentes.

Sin embargo, después de un tiempo suficiente, pueden producirse daños irreversibles en la célula. Igual que la bomba de sodio y potasio, también hay una bomba de calcio que ayuda a evitar que entre demasiado calcio y, si deja de funcionar, el calcio empieza a acumularse.

En primer lugar, el calcio puede activar ciertas enzimas que a veces deberían permanecer inactivas, como las proteasas que pueden cortar las proteínas y dañar el citoesqueleto de la célula, el marco estructural que mantiene la célula unida.

También pueden activarse las endonucleasas, que pueden cortar el ADN, el material genético de la célula. Volviendo al ácido láctico, a medida que se acumula y el entorno se vuelve más ácido, también puede dañarse la membrana lisosómica, que normalmente alberga enzimas hidrolíticas que fragmentan moléculas grandes.

Cuando estas enzimas se liberan, son activadas por el calcio y empiezan a fragmentar las moléculas que encuentran y, básicamente, digieren la célula desde el interior.

Por último, se activa la enzima fosfolipasa, que básicamente fragmenta los fosfolípidos, por lo que puede destruir la membrana celular, que está formada por fosfolípidos; probablemente, este es el signo más importante de daño irreversible.

Cuando la membrana se destruye, esas enzimas que acabamos de enumerar, junto con otras, pueden filtrarse a la sangre y seguir causando daños.

Por último, veamos el calcio. La activación de las enzimas no es el único efecto que puede tener el calcio; también puede entrar en las mitocondrias y provocar una cascada que hace que la membrana mitocondrial sea más permeable a las moléculas pequeñas, por lo que una molécula que normalmente permanece en la mitocondria, el citocromo c, se libera en el citosol.

Esto es una gran señal de alarma para la célula y es una especie de botón de autodestrucción que activa un proceso llamado apoptosis, o muerte celular programada.

Es como un suicidio celular. En este punto, la célula no está en buenas condiciones, ¿verdad?

Y todo esto sucede eventualmente por falta de oxígeno, o por hipoxia.