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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

La Ciencia De La Marmota

La ciencia de la marmota. Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

La función de la hibernación es ahorrar recursos cuando el alimento no abunda.

En estos días veraniegos en los que las emisoras de televisión intentan refrescarnos con imágenes de playas en paraísos, fiscales o no, o de lugares en los que no hace tanto calor como en el país different, es decir, Spain, he pensado que bien pudiera yo refrescarle también a usted con un tema científico. Y, claro está, ¿qué mejor tema refrescante que la hibernación, como es obvio, una cuestión de la que nunca he hablado aquí, ni siquiera en invierno?

Como tal vez sabrán los que hayan visto la película El Día de la Marmota, la hibernación es un estado de, podríamos decir, sueño prolongado que se genera en algunos animales, normalmente en los meses de otoño e invierno, y que perdura hasta un poco antes del inicio de la primavera. Los estudios realizados indican que la hibernación se caracteriza por un decrecimiento de la velocidad del metabolismo, respiración lenta, menor ritmo cardiaco, y una disminución de la temperatura corporal. Ya les decía antes que la hibernación era refrescante.

La función de la hibernación es ahorrar recursos cuando el alimento no abunda, por lo que desperdiciar energía para conseguirlo puede resultar muy caro, incluso mortal. Por lo general, antes de hibernar los animales que lo hacen necesitan almacenar suficiente energía en forma de grasa, lo cual consiguen engordando durante la primavera y verano, cuando la comida es más fácil de conseguir. No obstante, no solo los animales que habitan latitudes frías hibernan; una especie de Lémur de Madagascar también lo hace durante nada menos que siete meses al año, a pesar de que en Madagascar las temperaturas nunca son demasiado frías. En algunos casos, por tanto, la hibernación debe cumplir objetivos para la supervivencia no bien conocidos todavía.

Sea como fuere, como proceso fisiológico que es, la entrada y la salida en el estado de hibernación deben estar reguladas por hormonas o proteínas concretas que, a su vez, estarán producidas por la actividad de genes particulares. En efecto, los estudios realizados hasta la fecha han revelado que tres proteínas producidas exclusivamente por el hígado y que actúan sobre el cerebro son fundamentales. Estas tres proteínas se llaman HP-20, HP-25 y HP-27 (las iniciales HP significan Hibernation Protein, y el número indica el tamaño molecular de cada una de ellas). Cuando los animales se encuentran hibernando, los niveles en sangre de estas proteínas son muy bajos. Sin embargo, los niveles de estas proteínas son muy elevados en la sangre de los animales que han abandonado el estado de hibernación.

Una cuestión interesante que no había sido elucidada todavía era si los genes que producen estas proteínas se encuentran también en animales que no hibernan, aunque en ellos no funcionen de la misma forma. De ser así, habría que averiguar si tal vez estas proteínas regulan otras funciones fisiológicas periódicas, como la entrada en la época de reproducción en primavera, por ejemplo.

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins, en Baltimore, USA, consiguen comparar los genomas de varias especies de animales y descubren que los genes para las proteínas HP-20, HP-25 y HP-27 se encuentran también en los genomas de animales que no hibernan, tales como cerdos, vacas, elefantes, delfines, conejos y ovejas. No obstante, otros animales que tampoco hibernan han perdido estos genes a lo largo de su evolución. Estos animales incluyen el ratón, la rata, el pollo, el perro y también nosotros los humanos, que no hibernamos ni cuando acaba la liga de futbol profesional.

Por San Blás

¿Qué hacen esos genes en animales que no hibernan y por qué se han perdido en algunas especies de dicho tipo de animales, incluida la nuestra? Para comenzar a averiguarlo, los investigadores analizan los niveles de las proteínas HP en sangre de vacas a lo largo del año y comprueban que estos suben y bajan de manera coordinada con las estaciones, produciéndose un máximo de su nivel en febrero, allá por el día de San Blas (equivalente en España al día de la marmota), justo cuando los animales que hibernan abandonan el estado de hibernación. En otras palabras, siempre que posean los genes que las producen, el control de los niveles en sangre de las proteínas HP es similar en los animales que hibernan y en los que no.

Para comprobar si estas proteínas podrían aún ejercer un efecto en animales que han perdido los genes que las producen, los investigadores las fabrican en el laboratorio y las inyectan en ratones. Los animales tratados de esta manera no vieron afectada su temperatura corporal o su ritmo cardiaco, pero sí incrementaron la ingesta de calorías en la dieta. Por consiguiente, incluso animales que han perdido los genes de estas proteínas durante su evolución siguen poseyendo alguno de los mecanismos moleculares que les permiten responder a su presencia.

Estos estudios, publicados en la revista Journal of Experimental Medicine, suscitan nuevas y refrescantes preguntas: ¿Por qué ciertos animales que no hibernan han perdido los genes que controlan este proceso y otros, no? ¿Por qué animales que los han perdido, no obstante aún conservan ciertos mecanismos genéticos y moleculares que les permiten responder a las proteínas producidos por ellos? ¿Cómo actúan estos mecanismos para modular la temperatura corporal y la ingesta de calorías? ¿Podrá este conocimiento ser utilizado para manipular el estado fisiológico de los animales domésticos, e incluso el nuestro propio en condiciones como la obesidad? Esperemos que la ciencia nunca hiberne antes de obtener respuesta a estas y a otras preguntas.

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