Aparición de oscilaciones autosostenidas en una ruta metabólica hipotética regulada por un bucle de retroalimentación positiva

Abstract

Los comportamientos oscilatorios sostenidos pueden surgir tanto en sistemas químicos como biológicos, aunque con mayor frecuencia en estos últimos. En las vías metabólicas se han observado oscilaciones con períodos del orden de minutos a las que se atribuye importancia funcional. Esta ritmicidad bioquímica puede explicarse mediante la existencia de una enzima alostérica que es considerada el origen de la inestabilidad estructural del sistema, promoviendo su evolución hacia dinámicas no estacionarias como las oscilaciones sostenidas y el caos. Este artículo presenta un modelo cinético simple de una vía metabólica hipotética lineal de cuatro etapas y que consta de un bucle de retroalimentación positiva. El modelo permite la simulación de comportamientos periódicos con el objeto de poder analizar sus factores desencadenantes y mecanismos subyacentes. Las oscilaciones surgen debido a la retroalimentación positiva para un rango estrecho de valores del flujo de entrada. La amplitud de las oscilaciones en las concentraciones de metabolitos depende de la distancia al oscilador, el valor de las constantes cinéticas y el flujo de entrada. El sistema exhibe comportamientos más complejos cuando el flujo de entrada es oscilatorio.