Context
Comparació dels paràmetres de distància, velocitat i precisió en la comunicació intercel·lular. La motivació de les reflexions d’aquesta Secció és, com s’ha dit, extreure conclusions i reforçar-les sobre la raó de ser de les neurones i les seves propietats.
Totes les cèl·lules dels organismes necessiten una font d’energia per acomplir funcions i pràcticament totes l’obtenen trencant sucres i greixos i emmagatzemant l’energia resultant en una molècula, el trifosfat d’adenosina (ATP), per recuperar-la quan vagi convenint.
Els processos de trencament són la glicòlisi aeròbia, glicòlisi anaeròbia i la lipòlisi com a vies per obtenir ATP. Els tres processos poden actuar simultàniament encara que amb especificitat de rapidesa, d’intensitat i duració.
La glicòlisi aeròbia passa en el citoplasma i continua als mitocondris, necessita oxigen per cremar la glucosa finalment en el cicle de Krebs i la cadena respiratòria mitocondrial. Produeix unes 30 molècules d’ATP per molècula de glucosa, i per això és un procés molt eficient encara que relativament lent. S’utilitza durant activitat moderada i sostinguda.
La glicòlisi anaeròbia ocorre solament en el citoplasma cel·lular i no necessita oxigen encara que el rendiment és baix (dues molècules d’ATP per glucosa), però el procés té l’avantatge addicional de ser ràpid. S’utilitza durant activitats intenses, explosives i curtes.
La lipòlisi (trencament i utilització de greixos) té lloc en el teixit connectiu adipós distribuït per tot l’organisme (especialment preparat com a reserva d’energia en el teixit subcutani i intraabdominal, per tant, la reserva energètica és molt gran), en els adipòcits grocs, però també en altres cèl·lules que emmagatzemen inclusions lipídiques com les musculars.
El procés implica el trencament dels triglicèrids emmagatzemats i l’oxidació dels àcids grassos (necessita oxigen) en els mitocondris. El rendiment energètic és molt elevat amb més de 100 molècules d’ATP per àcid gras. Aquest mecanisme és idoni durant el repòs i l’activitat o exercici llarg, lent i suau.
Una forma de resumir tot l’anterior pot ser que davant dels requisits d’energia, primer sucre ràpid, després sucre eficient i finalment greix durador.
Així és que la lipòlisi és el procés metabòlic mitjançant el qual els triglicèrids emmagatzemats al teixit adipós es degraden en àcids grassos lliures i glicerol, que s’utilitzen com a font d’energia. Com molts mecanismes cel·lulars, tissulars i sistèmics, aquest procés pot activar-se per mecanismes nerviosos (sinàptics) i per mecanismes hormonals (vascular-endocrins), i és un més que facilita una comparació dels paràmetres de distància, velocitat i precisió en la comunicació intercel·lular.
1. Lipòlisi mediada per sinapsis (control nerviós)
Aquest tipus de regulació depèn del sistema nerviós autònom, vegetatiu, simpàtic. Les fibres nervioses simpàtiques arriben al teixit adipós i fan sinapsi amb els grans i globulars adipòcits carregats de triglicèrids. Moltes terminacions nervioses acaben entre els adipòcits més que realitzar veritables sinapsis (aquesta forma de comunicació es podria denominar neuromodulació).
El sistema nerviós perifèric vegetatiu rep instruccions directament del sistema nerviós central que allotja els circuits neurals que integren tota la informació de l’organisme i en aquest cas la relacionada amb l’activitat física, per resumir-ho així. Quan el sistema nerviós comprova que és (o serà) necessari incrementar la lipòlisi per mantenir una activitat o exercici de llarga durada no excessivament intens, les terminacions nervioses simpàtiques alliberen el neurotransmissor noradrenalina. La noradrenalina s’uneix als receptors β-adrenèrgics de l’adipòcit, cosa que dona com a resultat l’activació de l’enzim adenilat-ciclasa i la producció per aquest de cAMP. Aquest segon missatger activa la proteïna quinasa A (PKA) que fosforila i activa un enzim, triglicèrid lipasa, que trenca triglicèrids i deixar anar els àcids grassos (un, dos o tres dels tres que formen una molècula de triglicèrid).
Aquest aparentment complex procés és completa amb força rapidesa, i pot adaptar-se de forma local. Per exemple, l’esmentada seqüència dirigida des de la medul·la espinal al gangli celíac, que és el que aporta la gran majoria de control vegetatiu simpàtic al tub digestiu, pot mobilitzar àcids grassos especialment en el teixit adipós mesentèric, la grassa mesentèrica que envolta el budell.
Així, la resposta neural és molt ràpida, pot ser local i predomina en situacions d’estrès sobrevingudes (reacció d’alarma), fred o exercici bastant intens.
2. Lipòlisi mediada per hormones (control endocrí)
Aquesta lipòlisi depèn d’hormones que circulen per la sang i actuen sobre el teixit adipós. Hi ha diverses hormones que estimulen la lipòlisi com l’adrenalina i noradrenalina (via sanguínia), i altres com el Glucagó, l’ACTH i la STH. Totes elles, alliberades en variades situacions, incrementen el segon missatger cAMP en els adipòcits per activar l’enzim triglicèrid lipasa i estimular la lipòlisi.
La contrapartida d’aquest mecanisme hormonal l’aporta l’hormona Insulina, que inhibeix la lipòlisi en reduir el cAMP afavorint l’emmagatzematge de greix.
Així, la resposta hormonal, vascular és més lenta però sostinguda, i també més general, sistèmica, en diferents localitzacions contribuint a la regulació general del metabolisme. Cal dir, però, que els dos mecanismes, el neural i l’hormonal actuen de manera complementària per garantir el subministrament d’energia segons les necessitats de l’organisme. Tots dos salven distàncies de comunicació grans en l’organisme complex encara que el mecanisme neural és més ràpid i més precís.