Por Alberto Martínez-Arrazubi
Desde los primeros seres unicelulares hace unos 4.000 millones de años existen los sistemas de comunicación para que las células puedan relacionarse con el medio. Inicialmente se ubicaban exclusivamente en la membrana de la célula y actuaban como agentes receptores y efectores, después en los seres pluricelulares, ante el incremento de la complejidad de las comunicaciones, algunas de las funciones de la comunicación fueron cedidas a los nervios y finalmente la naturaleza incluyó también a las hormonas, que pueden actuar a distancia y con la especificidad requerida.
La vida de una célula responde a su entorno físico y energético captado por su membrana y no mediante el núcleo celular ni por la actividad de sus genes, pues estos son únicamente los moldes moleculares necesarios para su reproducción.
Las células individualmente se regulan en función de lo que perciben del entorno y nuestra existencia está en última instancia regida por esa respuesta frente al medio, que ocurre tanto en los seres unicelulares como en los multicelulares.
Los seres humanos somos organismos multicelulares y por ello compartimos patrones básicos de respuesta con nuestras propias células.
Las células son organismos inteligentes, capaces de sobrevivir sin ayuda, como lo están demostrando los científicos, cuando separan células individuales de un tejido y las hacen crecer en otros medios de cultivo.
Todas las células buscan activamente los entornos que les permiten su supervivencia, evitando aquellos que les resultan tóxicos u hostiles y para ello analizan miles de estímulos procedentes de su medio ambiente. Tras el análisis de los datos, seleccionan las respuestas apropiadas que mejor aseguran su supervivencia y son capaces de aprender de las experiencias ambientales, creando una memoria celular que transmitirán a su descendencia, mediante los genes que básicamente son la memoria física de las experiencias aprendidas por los organismos.
Se ha reconocido recientemente que el intercambio real de genes entre las distintas especies sirve para diseminar esas memorias y mejorar la supervivencia de todos los organismos que formamos parte de esta comunidad global de la vida.
A primera vista la complejidad del funcionamiento de un sistema tan sofisticado nos hace pensar en la fragilidad e inestabilidad de su mantenimiento, pero hay que recordar que está en marcha desde hace millones de años y mantiene un proceso de adaptación continuo.
Cada hormona emite siempre un único mensaje que solo puede ser entendido por los receptores específicos de las células que los poseen, es decir cada llave solo puede abrir sus cerraduras, consiguiendo así ejecutar la acción previamente programada.
En el ser humano persisten todos los sistemas de comunicación, desde los más primitivos a los más sofisticados como resultado de un proceso evolutivo que recrea funciones y procesos organizativos sobre los ya existentes, superponiendo sistemas nuevos que engloban a los anteriores en un prodigio de integración perfecta.
Nuestro cuerpo dispone de más de cien mil tipos diferentes de proteínas y cada una de ellas se organiza en cadenas lineales compuestas por moléculas de Aminoácidos. Estos aminoácidos enlazados forman eslabones flexibles o “enlaces peptídicos” que permiten a las proteínas adoptar una enorme cantidad de formas y de funciones diferentes.
Dos son los factores que determinan la forma concreta que adopta una proteína. El primero, conocido como patrón físico o esqueleto en forma de collar de cuentas, está definido por la secuencia de los aminoácidos que conforman la proteína y el segundo, el más cambiante, depende de las cargas electromagnéticas, que presenten los aminoácidos en cada momento.
Estos cambios de forma, que adoptan las proteínas generan movimientos, que sirven para realizar trabajos y funciones tales como la respiración, la digestión, la contracción muscular, etc. y cuando la señal cesa, la proteína vuelve a adoptar la conformación original extendida.
Las células aprovechan todos los movimientos que estas máquinas proteicas generan, bien para obtener energía, utilizable en funciones metabólicas, o bien para otros trabajos específicos, como los arriba indicados. Conviene tener presente que estos continuos cambios de forma, que adoptan las proteínas ocurren miles de veces por segundo y constituyen, en realidad, el movimiento básico que impulsa la vida.
Todas las células del organismo disponen de una membrana propia, en la que residen las Proteínas Integrales de Membrana (P.I.M), encargadas del transporte de los nutrientes y de los materiales de desecho a través de la membrana.
Estas proteínas únicamente permiten el paso de aquellas moléculas que son necesarias para el funcionamiento correcto del citoplasma e impiden que cualquier molécula deteriorada se introduzca en la célula. Por ello a las proteínas anormales o “aberrantes” se les añade una marca, indicadora de que las células de la limpieza deben destruirlas, entonces el esqueleto de las células anormales se descompone y sus aminoácidos quedan libres para ser recicladas en una nueva síntesis de proteínas.
En las Proteínas Integrales de Membrana (P.I.M), reconocemos dos tipos funcionales, las proteínas receptoras y las proteínas efectoras. Las proteínas receptoras son, en realidad, los órganos sensoriales de la célula, cuya misión es captar (ver, oír, oler, palpar y gustar) lo que ocurre en el medio extracelular. Equivalen a nuestros sentidos y funcionan como antenas moleculares, que sintonizan con las señales específicas emitidas desde el exterior, aunque algunas de estas proteínas se extienden por la superficie interna de la membrana y captan el ambiente del citoplasma.
Las proteínas receptoras cambian de una conformación activa a otra inactiva, alterando sus cargas eléctricas, así cuando se unen a una señal del medio extracelular se produce un cambio en su carga eléctrica que modifica la forma de su esqueleto proteico y adopta su conformación activa.
Las células utilizan una única proteína receptora para cada señal medioambiental que interpretan y estas señales pueden ser también campos de energía ondulatoria, como la luz y las frecuencias de radio, frente a las que vibran como diapasones, alterando su carga eléctrica y ocasionando un cambio morfológico. Por ello el comportamiento biológico de los organismos puede ser afectado por fuerzas reales pero invisibles, como los pensamientos, al igual que por moléculas físicas como los medicamentos.
Frente al sistema de recepción de las señales externas, las células deben responder, mediante las proteínas efectoras de la manera más adecuada para mantener el equilibrio vital. Ambas proteínas receptoras y efectoras responden con un mecanismo de estímulo-respuesta y forman el complejo receptor-efector, que actúa a modo de un conmutador, convirtiendo las señales extracelulares en reacciones celulares específicas.
Los organismos vivos reciben e interpretan las señales ambientales, que les permiten la supervivencia, que está directamente relacionada con la velocidad de dicha transferencia y sabemos que la velocidad de las señales electromagnéticas ronda los trescientos mil kilómetros por segundo, mientras que la velocidad de difusión de una sustancia química es inferior a un centímetro por segundo.