​De umbral anaeróbico, mitocondrias y lactato

No recuerdo sitio donde haya concurrido en los últimos 20 años en el cual no se continúe responsabilizando al déficit de oxígeno como causal primaria de fatiga, culpando de ella al ácido láctico (AL). Tan solo acá diré que a este metabolito lo llaman indistintamente de esa manera o lactato (LAC), lo que le agrega un poco más de desconocimiento de la más básica bioquímica. Sin estar acá el espíritu de aclarar al respecto, me limitaré a nombrar lo que realmente se forma, el LAC, que es la base conjugada del AL, siendo la manera correcta de llamarlo en la actualidad y que así se lo está denominando en la mayoría de los trabajos científicos en los que está necesariamente mencionado.

Para comenzar, vale recordar que en ladécada de 1920, Hill y Meyerhof desarrollaron la teoría que explicó a la deficiencia de oxígeno como responsable de la acumulación de LAC (Nobelprize.Org (2017). Physiology or Medicine 1922 - Nobel Media AB 2014. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1922/press.html.)

Unas décadas después y a través de un notable e histórico trabajo, Wasserman y McIlroy no solo aceptaron la teoría sobre la formación de AL surgida 40 años antes, sino que incluso determinaron la zona en que podía aparecer una acumulación significativa de AL ante determinado estímulo de ejercicio, acuñando a este punto con la denominación de “umbral anaeróbico” (Uan) (Wasserman K., McIlroy M. B., Detecting the threshold of anaerobic metabolism in cardiac patients during exercise. Am. J. Cardiol. 14, 1964).

A pesar de que aun se habla de dicho Uan,en 1966 Stainsby y Welch ya habían demostrado en músculos de perros que la producción de LAC puede ocurrir independientemente del suministro de O₂ (Stainsby W. N., Welch H. G. Lactate metabolism of contracting dog skeletal muscle in situ. Am. J. Physiol. 211, a1966).

Es en 1985 cuando una exhaustiva revisión de lo documentado respecto de la formación de LAC por déficit de O₂ llevada a cabo por Brooks desestabiliza tanto a la explicación como al concepto de Uan. (Brooks G. A. Anaerobic threshold: review of the concept and directions for future research. Med. Sci. Sports Exerc. 1985a). La nueva teoría de este autor surge como consecuencia de experimentos con marcadores que demuestran que existe un ritmo de aparición (Ra) y de desaparición (Rd) de LAC, existiendo un momento donde se da el aumento abrupto de la concentración de LAC arterial como consecuencia de la ruptura de tal equilibrio. Esto es, donde la aparición supera la remoción del mismo. En este punto, Brooks sostiene que es la incapacidad para eliminar el LAC al ritmo que se forma y no una insuficiencia en el aporte de O₂ a la célula (Stanley W. C., et al. Systemic lactate kinetics during graded exercise in man. Am. J. Physiol. 249, 1985). Esto es, y simplificando, la cuestión pasa por un tema de transportadores de lactato, los transportadores monocarboxilatos (MCT) y no de tipo metabólica, como se verá luego.

Sin dudas que la asociación entre la acidosis que se presenta ante cierta magnitud de esfuerzos y la simultánea aparición de LAC elevado (visto erróneamente como ácido láctico, que valga decirlo no es un “ácido fuerte”), condujo a establecer ese vínculo “causa-efecto” entre el LAC y la fatiga, en el convencimiento que este metabolito es el responsable de alterar el pH acidificando el ambiente celular y sanguíneo, afectando con ello la contracción muscular por impacto directo en los mecanismos de aprovisionamiento energético. Es evidente que el exceso de iones H⁺ que resulta de una mayor tasa glucolítica se bombea fuera de la célula, lo que inevitablemente provoca la acidificación del medio extracelular. Pero valga acá aclararlo, ni siquiera esto, per se, afecta realmente al ejercicio. También de ello hay suficiente evidencia.

Recientemente han surgido trabajos que no solo ponen bajo análisis la acidosis como factor que afecta al organismo en condiciones concretas, también valoran esta situación acidótica como sustancialmente beneficiosa para la vida mitocondrial (Fujita M. et al. Prolonged transient acidosis during early reperfusion contributes to the cardioprotective effects of postconditioning. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 292 2007). Al respecto, se ha observado que la acidosis desencadena una reorganización morfológica masiva de las mitocondrias en las células, la que se manifiesta como una activa fusión y remodelación de sus crestas y, en simultáneo, inhibe la fragmentación mitocondrial. De esta manera, la hipótesis que se plantea es que aun ante la privación de O₂ suficiente, de existir, esta condición reordenaría la bioenergética mitocondrial de manera de garantizar la producción eficiente de ATP a través de la fosforilación oxidativa a pesar de las limitaciones en el potencial aporte del referido gas. El resultado morfológico mitocondrial visible es su alargamiento y con ello una superficie aumentada para poder cualificar la resíntesis de ATP dependiente de esta organela. Y otro dato revelador documentado también es que las mitocondrias permanecen alargadas independientemente de los niveles de O₂, lo que confirma que este proceso es independiente del aporte del mismo. De acuerdo a lo anterior, se asegura que la remodelación mitocondrial por acidosis representa una vía fisiológica que sostiene la integridad mitocondrial y la producción de ATP a pesar de las limitaciones de oxígeno.

Recientemente nuevamente Brooks se ha expresado quizás con la contundencia que le faltaba en los últimos 30 años al afirmar que efectivamente el LAC, no el AL, se forma no ya como consecuencia del déficit de oxígeno en la contracción muscular sino en cualquier condición totalmente aeróbica (Brooks G., The Science and Translation of Lactate Shuttle Theory, Cell Metabolism, 2018). Al respecto también se expresaron Bendahan y colegas manifestando que hay una fuerte evidencia de que el catabolismo de la glucosa y el glucógeno acaba en la producción de lactato en condiciones completamente aeróbicas (Bendahan D. Et al. Comparative NMR and NIRS analysis of oxygen dependent metabolism in exercising finger flexor muscles. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2017). Estos investigadores incluso hacen un aporte por demás interesante en la problemática de los niveles de O₂ cuando el LAC se eleva. Observando la denominada presión parcial de O₂ crítica (PO₂C) o “presión de hipoxia”, entendida como la magnitud de presión a partir de la cual la cantidad de O₂ no logra mantener la dependencia mitocondrial para resintetizar ATP a la tasa que la venía concretando, Hsu y Dawson documentan que la célula ya ha comenzado a aumentar la formación de LAC a unaPo₂ muy por encima de cualquier umbral de hipoxia aparente. (Hsu AC, Dawson MJ. Accuracy of H and P MRS analyses of lactate in skeletal muscle. Magn Reson Med 44, 2000).

Como es posible apreciar, el tema no es solo terminológico sino también conceptual, fisiológico y bioquímico. Seguir hablando de anaerobiosis asociado al LAC muestra un arcaísmo terminológico, es verdad, pero también y como lo expresa el mismo Brooks, responde a la dependencia de una nomenclatura obsoleta e inapropiada de los libros de texto. El punto más preocupante, muy probablemente además, sea la tácita aceptación sin aplicar un razonamiento crítico de aquello que se acepta tan solo por estar escrito o por estar expresado por profesionales dotados de trayectoria académica pero que no pocos, lamentablemente, se encuentran excesivamente distantes “y distanciados” del conocimiento.Para reflexionar…