Encontrar el verdadero valor de la eficiencia metabólica
La tasa metabólica mide la eficacia con la que un organismo puede convertir los alimentos y el oxígeno en energía. Es esencialmente el coste en energía para llevar a cabo las funciones básicas, un rasgo central que vincula la fisiología de un organismo con su ecología y su historia vital. Conocer la tasa metabólica en relación con otros organismos de una población nos ayuda a comprender cuáles son las consecuencias de dicha variación. Por ejemplo, si tener una mayor tasa metabólica es beneficioso o costoso, y cómo influyen en la ecuación los contextos ambientales, sociales y de otro tipo. «Esto nos ayuda a entender por qué persiste esta variación, que de otro modo es muy desconcertante —explica Neil Metcalfe(se abrirá en una nueva ventana), catedrático de Ecología del Comportamiento de la Universidad de Glasgow—. ¿Cómo puede ser útil tener un “coste de la vida” que quizá sea el doble que el de otra persona?». A pesar de esta importancia, los estudios empíricos rara vez miden la tasa metabólica exacta de los organismos en estado salvaje [la tasa de producción detrifosfato de adenosina (ATP)]. Hacerlo es complejo y requiere equipos caros. La mayoría de las investigaciones lo registran indirectamente a través del consumo de oxígeno del animal, un indicador útil pero potencialmente inexacto. En el proyecto MitoWild, financiado por Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), Metcalfe y su equipo perfeccionaron y desarrollaron un método para medir directamente la tasa metabólica.
Medición del metabolismo a través de las mitocondrias
El equipo de MitoWild promovió la idea de una medición más directa e intuitiva de la eficiencia en el uso del oxígeno por parte de las mitocondrias, las estructuras del interior de las células que producen ATP, utilizando un cálculo diferente. El método expresa la eficiencia metabólica en porcentaje, de modo que teóricamente la eficiencia varía de 0 a 100 % (donde el 100 % indicaría que el 100 % del oxígeno consumido por las mitocondrias se utiliza para producir ATP y no se desperdicia nada). «Aunque este valor del 100 % nunca es alcanzable, disponer de una escala delimitada por 0 y 100 es mucho más fácil de interpretar que el cálculo alternativo anterior, en el que no había límite para el valor superior», añade Metcalfe. El equipo probó su método en estudios sobre una serie de especies de peces de agua dulce, como truchas comunes, salmones, espinos y carpas, para determinar el efecto potencial de la tasa metabólica de un pez en su capacidad de realizar trabajo aeróbico.
Nuevos conocimientos sobre la variación metabólica
Los resultados más importantes del proyecto demostraron que la eficiencia de la producción de ATP por las mitocondrias de los músculos o el hígado predice el rendimiento en una serie de contextos. «Por ejemplo, los peces individuales con mitocondrias más eficientes eran capaces de luchar mejor por los territorios, tenían más probabilidades de ser dominantes en los concursos, eran capaces de proporcionar más cuidados parentales a sus crías y eran capaces de minimizar la cantidad de tiempo dedicado a la búsqueda de alimento», señala Metcalfe. Sin embargo, en otros contextos, la producción de ATP no predecía el rendimiento. «Aún no entendemos por qué es así y, en general, no parecía haber un coste claro de tener mitocondrias más eficientes; en teoría, debería causar un envejecimiento más rápido, pero las pruebas de ello no estaban claras», añade.
Inspirar la investigación futura en eficiencia mitocondrial
El equipo espera que su trabajo inspire a otros investigadores a explorar la eficiencia mitocondrial en otros sistemas de estudio, por ejemplo en otras especies o contextos. «Esto demostrará si estos resultados son generalizables en todo el reino animal», afirma Metcalfe.
