Bi\u00f3logos de Brasilia han logrado explicar de qu\u00e9 forma los reptiles y los anfibios resisten a la abrupta transformaci\u00f3n por la que pasan al salir de la hibernaci\u00f3n, tras muchas semanas de vivir congelados. He all\u00ed un momento delicado. Los animales se descongelan en pocas horas, como consecuencia del incremento de la temperatura, que se eleva de algunos grado bajo cero a alrededor de 20\u00baC. El ox\u00edgeno vuelve a circular por el cuerpo y en cantidades elevadas, y con ello genera formas muy reactivas que son los radicales libres, prejudiciales al organismo.<\/p>\n
Marcelo Hermes-Lima y su equipo de la Universidad de Brasilia (UnB) descubrieron que los animales se preparan durante la hibernaci\u00f3n de manera tal de reducir los perjuicios ocasionados por el exceso moment\u00e1neo de radicales libres. Aun estando congelados y funcionando a un ritmo lento, los organismos de algunas especies de sapos, tortugas, serpientes y moluscos producen y almacenan enzimas antioxidantes, en especial la catalasa, el super\u00f3xido dismutasa y la glutationa peroxidasa, que deshacen compuestos tales como el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno (H2O2), formados en abundancia como consecuencia del aluvi\u00f3n de ox\u00edgeno.<\/p>\n
Las investigaciones que explican la tolerancia al fr\u00edo extremo o a la falta de ox\u00edgeno est\u00e1n ayudando a perfeccionar las t\u00e9cnicas de conservaci\u00f3n de \u00f3rganos que deben ser transplantados en pocas horas luego de su ablaci\u00f3n de los donadores, para evitar la muerte de los tejidos.Los seres humanos pasan por una situaci\u00f3n similar a la de un sapo que se descongela al final de su hibernaci\u00f3n cuando la circulaci\u00f3n sangu\u00ednea del coraz\u00f3n o del cerebro se obstruye moment\u00e1neamente. Con la vuelta del ox\u00edgeno, existe un alto riesgo de que surjan radicales libres en exceso y los consiguientes da\u00f1os graves durante un infarto o un derrame.<\/p>\n
“El organismo humano hace lo posible para defenderse de los radicales libres, pero no contamos con una respuesta anticipada como otros animales”, dice Hermes-Lima.<\/p>\n
La nieve y el desierto Por \u00faltimo, algunos vertebrados, como las tortuga de orejas rojas (Trachemys scripta elegans<\/em> ) o la rana leopardo (Rana pipiens<\/em> ) enfrentan la escasez o incluso la falta completa de ox\u00edgeno, juntamente con el invierno y la hibernaci\u00f3n en lagunas congeladas. Reptiles como los yacar\u00e9s, e incluso mam\u00edferos, como las focas y los leones marinos, pasan por una situaci\u00f3n m\u00e1s corriente la falta de ox\u00edgeno en los m\u00fasculos y en \u00f3rganos como los ri\u00f1ones y el h\u00edgado cuando se sumergen y permanecen hasta una hora sin respirar debajo del agua.<\/p>\n Como respuesta a las temperaturas extremas y a la falta de ox\u00edgeno, el organismo comienza a funcionar a ritmo lento, un estado conocido como depresi\u00f3n metab\u00f3lica. A esas horas, la s\u00edntesis de prote\u00ednas, la quema de az\u00facares, la frecuencia de los latidos card\u00edacos y el ritmo de la respiraci\u00f3n decaen bastante: en casos extremos, el metabolismo de la ardilla del \u00c1rtico (Spermophilus parryii<\/em> ) permanece en un 5% y el consumo de ox\u00edgeno en un 2% del habitual durante el invierno. “Aun cuando casi todo est\u00e9 parado, las enzimas antioxidantes son una prioridad y contin\u00faan siendo producidas”, dice Hermes-Lima. Esta capacidad es el resultado de la evoluci\u00f3n: solamente sobrevivieron los animales que lograron almacenar enzimas capaces de detener la inundaci\u00f3n de ox\u00edgeno.<\/p>\n “Descubrimos una tendencia en la naturaleza”, dice Hermes-Lima. Sus estudios, llevados a cabo conjuntamente con el grupo de Kenneth Storey, experto en depresi\u00f3n metab\u00f3lica de la Universidad Carleton de Canad\u00e1, demostraron que la enzima producida con mayor intensidad antes de que el ox\u00edgeno vuelva es la glutationa peroxidasa. Esta conclusi\u00f3n se basa en el an\u00e1lisis de los mecanismos de defensa antioxidantes desarrollados por animales como la serpiente de jarretera de flancos rojos (Thamnophis sirtalis parietalis<\/em> ), la rana leopardo y la rana de la madera (Rana sylvatica<\/em> ), el pez rojo (Carassius auratus<\/em> ) y en dos tipos de caracoles terrestres: el\u00a0Otala latea<\/em> y el\u00a0Helix aspersa<\/em> .<\/p>\n A veces algunas enzimas son producidas menos intensamente. En un estudio publicado el a\u00f1o pasado en el\u00a0Canadian Journal of Zoology<\/em> , Hermes-Lima y sus alumnos Marcus Ferreira y Antonieta Alencastro demostraron que en una especie de caracol de agua dulce, el\u00a0Biomphalaria tenagophila<\/em> , se da una producci\u00f3n menor de la enzima catalasa cuando los animales se quedan sin ox\u00edgeno durante 24 horas en el fondo de un frasco con agua, y de super\u00f3xido dismutasa cuanto pasan 15 d\u00edas en estivaci\u00f3n, a una temperatura continua de 26 \u00b0C. En ambos casos se registr\u00f3 un peque\u00f1o aumento en la cantidad de la enzima glutationa peroxidasa. “Pero nadie logra explicar muy bien por qu\u00e9 aumenta la producci\u00f3n de algunas enzimas y la de otras se reduce”, dice Hermes-Lima. “As\u00ed y todo, con que suba una de ellas debe ser bastante.”<\/p>\n Las serpientes del hielo Son los primeros reptiles en despertar de la hibernaci\u00f3n al final del invierno. Pero sucede que, cuando llega la primavera, los r\u00edos se descongelan en pocos d\u00edas y muchas veces cubren los agujeros en donde las serpientes se hab\u00eda alojado. No obstante, \u00e9stas pueden permanecer hasta dos d\u00edas sin ox\u00edgeno antes de salir de sus cubiles inundados. Tambi\u00e9n soportan algunas horas congeladas.<\/p>\n Hermes-Lima imagin\u00f3 que hubiera enzimas antioxidantes en abundancia en estos animales, como una manera de evitar los da\u00f1os ocasionados por exceso de ox\u00edgeno. Pero no fue eso lo que hall\u00f3. Las serpientes ten\u00edan en realidad peque\u00f1as cantidades de enzimas antioxidantes comparadas con las de los ratones, pero esas cantidades se incrementaban de acuerdo con la situaci\u00f3n. La glutationa peroxidasa era predominante en medio a un congelamiento de cinco horas a 2,5 \u00b0C, mientras que en el experimento siguiente, con las serpientes en ausencia de ox\u00edgeno durante diez horas a 5 \u00b0C, la enzima encontrada en mayores cantidades era el super\u00f3xido dismutasa.<\/p>\n Al principio Storey no pod\u00eda creerlo. “Dec\u00eda Too cold, it’s not possible<\/em>\u00a0y se la pas\u00f3 meses sin prestarme atenci\u00f3n, pues pensaba que yo hab\u00eda hecho todo mal”, recuerda Hermes-Lima. Una vez rehecho el experimento, emergieron los mismos resultados. Finalmente se convenci\u00f3, pero a\u00fan se mostraba intrigado, pues cre\u00eda que todas las c\u00e9lulas deber\u00eda tener una cantidad menor de esas enzimas en esas condiciones extremas. Con todo, Storey acept\u00f3 firmar junto al brasile\u00f1o el art\u00edculo narrando estos descubrimientos, publicado en 1993 en el\u00a0American Journal of Physiology<\/em> .<\/p>\n Veinte minutos sin aire Ante la imposibilidad de realizar experimentos con los yacar\u00e9s en laboratorio, ya que se trata de animales un tanto mayores que las habituales lauchas, el equipo de la Universidad de Brasilia construy\u00f3 un mapa de los da\u00f1os ocasionados por el exceso de radicales libres en l\u00edpidos (grasas) y prote\u00ednas en el transcurso del desarrollo de estos reptiles. “Los da\u00f1os son mayores en los tejidos con mayor tasa metab\u00f3lica, como el cerebro, el h\u00edgado y el ri\u00f1\u00f3n”, informa Hermes-Lima. Su equipo trabaja tambi\u00e9n desde el a\u00f1o pasado con muestras de piel y de la capa adiposa de la ballenas jorobadas (Megaptera novaengliae<\/em> ), que pasan una parte del a\u00f1o a lo largo de la costa sur del estado de Bah\u00eda y permanecen debajo del agua sin respirar hasta 20 minutos.<\/p>\n El Proyecto<\/strong>
\n<\/strong>Reptiles, anfibios y moluscos producen enzimas con antelaci\u00f3n cuando pasan con regularidad por tres tipos de situaciones extremas, de acuerdo con Hermes-Lima. La primera situaci\u00f3n est\u00e1 ligada al fr\u00edo intenso, que lleva a los animales, en especial a los del Hemisferio Norte, a hibernar como una forma de ahorrar energ\u00eda. La otra es el calor exagerado, en la llamada estivaci\u00f3n o hibernaci\u00f3n de verano: ante la falta de agua, los caracoles de las tierras semi\u00e1ridas del norte de \u00c1frica, entre \u00e9stos algunas especies comestibles, se esconden en su caparaz\u00f3n y all\u00ed pueden permanecer hasta dos a\u00f1os con el organismo parcialmente reseco, hasta que vuelvan las lluvias.<\/p>\n
\n<\/strong>Hermes-Lima empez\u00f3 a convivir con animales congelados a finales de 1990. Fue cuando visit\u00f3 Storey en su laboratorio situado en Canad\u00e1, meses despu\u00e9s de haberlo conocido en S\u00e3o Paulo, y le propuso que juntos buscasen mecanismos antioxidantes asociados al congelamiento y a la falta de ox\u00edgeno, algo que el bi\u00f3logo canadiense no hab\u00eda a\u00fan estudiado. Storey se interes\u00f3 en la propuesta. Al a\u00f1o siguiente, el investigador brasile\u00f1o desembarcaba en Ottawa, capital canadiense, para pasar all\u00ed una temporada de dos a\u00f1os y medio. Empez\u00f3 trabajando con las serpientes de jarretera de flancos rojos, encontradas en casi toda Am\u00e9rica del Norte, incluso al norte de las provincias canadienses.<\/p>\n
\n<\/strong>Desde 2001 el equipo de Brasilia estudia el estr\u00e9s producido por la inmersi\u00f3n en animales de la fauna brasile\u00f1a. En dos expediciones a la zona de Pantanal, los investigadores recolectaron muestras de tejidos de embriones de yacar\u00e9s del pantanal (Caiman yacare<\/em> ) y tambi\u00e9n de animales reci\u00e9n nacidos, de ejemplares j\u00f3venes y de adultos. Cuando se zambullen y paran de respirar, estos reptiles priorizan la circulaci\u00f3n del ox\u00edgeno, que se vuelve escaso. La sangre deja de ir hacia los m\u00fasculos y \u00f3rganos tales como el h\u00edgado y se dirige hacia blancos prioritarios como el coraz\u00f3n y el cerebro, de manera tal de maximizar el tiempo que permanecen sumergidos ?hasta 20 minutos.<\/p>\n
\nFisiolog\u00eda Molecular de Radicales Libres en Sistemas Modelo<\/em>
\nCoordinador<\/strong>
\nMarcelo Hermes-Lima ? UnB
\nInversi\u00f3n<\/strong>
\nR$ 97.000,00 (CNPq)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La producci\u00f3n anticipada de enzimas lleva a una disminuci\u00f3n de los peligros propios del final de la hibernaci\u00f3n","protected":false},"author":127,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[437],"class_list":["post-77994","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/77994","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/127"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=77994"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/77994\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=77994"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=77994"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=77994"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=77994"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}