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Roland Gallo/Max Delbruck Centro de Medicina Molecular
di lo que quieras acerca de las ratas topo, pero sus cuerpos tienen un truco que les permite sobrevivir a períodos de privación de oxígeno.
Roland Gockel / Max Delbruck Center for Molecular Medicine
Los animales, especialmente los mamíferos, necesitan oxígeno para mantener sus cuerpos y cerebros zumbando.
pero deja que la rata topo desnuda africana se oponga a esa tendencia., Los roedores son extraños en casi todos los sentidos. No tienen pelo, viven en el suelo y son de sangre fría a pesar de ser mamíferos. Ahora, los científicos informan en la revista Science que los animales son capaces de sobrevivir a la privación de oxígeno.
«han evolucionado en un entorno tan diferente que es como estudiar a un animal de otro planeta», dice Thomas Park, neurocientífico de la Universidad de Illinois en Chicago.
él y sus colegas sabían que los cuerpos desnudos de rata topo funcionan de manera diferente a los de otros mamíferos.,
por ejemplo, en lugar de generar su propio calor, regulan la temperatura corporal moviéndose a túneles más cálidos o más fríos, lo que reduce la cantidad de energía que necesitan para sobrevivir. También son conocidos por tener lo que Park llama «hemoglobina pegajosa», que les permite extraer oxígeno del aire muy delgado. Y como viven bajo tierra en grandes grupos sociales, están acostumbrados a respirar aire bajo en oxígeno y alto en dióxido de carbono.
Park y sus colegas se preguntaron si los animales tenían otro truco en sus mangas (inexistentes) para manejar condiciones tan extremas.,
» estábamos pensando, ‘ Gee, si pones todas estas cosas en el problema de sobrevivir con poco oxígeno, ¿hasta dónde puedes llegar?'»Dice Park. «Y las ratas topo desnudas sorprendieron a todos, creo.»
para empezar, él y sus colegas probaron qué tan bien les fue a las ratas topo en una cámara con solo 5 por ciento de oxígeno, que es aproximadamente una cuarta parte del oxígeno en el aire que respiramos, y puede matar a un ratón en menos de 15 minutos.
observaron de cerca, listos para sacar a las ratas topo a la primera señal de problemas.
» así que los ponemos en la cámara y después de cinco minutos, nada., No hay problemas», dice Park. Una hora después, todavía no había problemas.
cinco horas más tarde, los investigadores estaban cansados y hambrientos y listos para ir a casa, pero las ratas topo podrían haber seguido resoplando.
«Oh, creo que sí», dice Park. «Tenían más resistencia que los investigadores.»
los animales se habían ralentizado un poco, dice, pero estaban despiertos, caminando e incluso socializando.
» se veían completamente bien», dice.
a continuación, los investigadores decidieron ver cómo las ratas topo trataban con cero por ciento de oxígeno.
«y eso también fue una sorpresa», dice.,
tales condiciones pueden matar a un ratón en 45 segundos.
Las cuatro ratas topo involucradas en esta etapa del estudio se desmayaron después de aproximadamente 30 segundos, pero sus corazones siguieron latiendo y — 18 minutos después — las ratas topo se despertaron y reanudaron la vida como de costumbre cuando se volvieron a exponer al aire normal. (Las tres ratas topo que estuvieron expuestas durante 30 minutos, sin embargo, murieron.)
según Park y sus colegas de tres continentes, los roedores tienen un truco bajo la manga.,
La mayoría de los mamíferos, incluidos los humanos, funcionan con glucosa, que es un azúcar que el sistema digestivo obtiene de nuestros alimentos y se convierte en energía para mantener nuestros cuerpos calientes y nuestros cerebros funcionando. Pero el proceso de tomar ese azúcar y convertirlo en energía requiere oxígeno. Sin oxígeno, el cuerpo no puede crear energía, y sin energía, las células mueren.
cuando los investigadores observaron muestras de tejido tomadas de las ratas topo en varias ocasiones durante la privación de oxígeno, notaron un aumento en los niveles de otro azúcar, fructosa, aproximadamente a los 10 minutos.,
«no lo estábamos buscando, pero bang, La fructosa sube mucho en la sangre y luego sube mucho en los órganos y el corazón y el cerebro la usan», dice Park.
Las ratas topo desnudas parecen tener la opción de cambiar los combustibles de la glucosa, que requiere oxígeno para crear energía, a la fructosa, que no lo hace.
(es la misma «fructosa» que la del «jarabe de maíz con alto contenido de fructosa», un ingrediente implicado en una serie de problemas de salud en los seres humanos. «Normalmente pensamos que es algo malo», dice Park.,)
Los humanos son capaces de almacenar y usar fructosa en el hígado y los riñones, pero como explica Park, no tenemos suficiente enzima para crear energía directamente a partir de la fructosa. Tampoco tenemos suficientes proteínas necesarias para mover las moléculas de fructosa a las células de los órganos vitales. Nuestras células tienen que convertirla en glucosa para poder usarla.
Las células en el cerebro, el corazón, el hígado y los pulmones de las ratas topo desnudas están equipadas con proteínas que mueven la fructosa hacia las células, y con la enzima adecuada para crear energía a partir de ella.,
«tienen una estructura social como los insectos, son de sangre fría como los reptiles, y ahora descubrimos que usan fructosa como una planta», dice Park.
algunos peces y tortugas logran sobrevivir sin oxígeno durante meses, sellados en estanques y lagos congelados.
pero Jay Storz, un fisiólogo evolutivo de la Universidad de Nebraska que investiga cómo los animales se adaptan a condiciones extremas, dice que esas criaturas todavía usan glucosa para alimentarse. Simplemente reducen drásticamente sus necesidades de energía.,
la capacidad de la rata topo desnuda para cambiar las pistas a un combustible metabólico diferente Es realmente sorprendente. «Están haciendo algo que realmente no se ha descrito antes para ningún animal vertebrado», dice Storz. «Básicamente están usando un combustible alternativo.»
una pregunta para futuras investigaciones, dice, es cómo los animales logran deshacerse del lactato, una molécula que se acumula durante el metabolismo anaeróbico y puede alterar la química sanguínea.,
Park y Storz esperan que el hallazgo sobre ratas topo desnudas podría algún día ayudar a desarrollar una manera de ayudar a los pacientes que sufren de privación de oxígeno de algo como un ataque al corazón o un accidente cerebrovascular.
«sería genial si pudiéramos reforzar la vía de la fructosa en esos pacientes y extender la cantidad de tiempo que tienen para llegar a una situación de atención médica», dice Park.
Storz imagina que las ratas topo no son los únicos animales extremos con pistas potenciales para aliviar los problemas médicos humanos.,
«probablemente hay muchos otros animales que están haciendo cosas igualmente extrañas», dice Storz. «Hay mucha investigación y desarrollo que la evolución ha hecho, y solo tenemos que encontrar maneras de capitalizar eso.»
pero eso, dicen, es un trabajo para científicos en otro campo.
