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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.

Peste, pulgas y urea

Peste, pulgas y urea - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

La pulga, azuzada por el hambre, vuelve a intentar alimentarse picando nuevamente

Uno de los microorganismos que más interés ha despertado a lo largo de la historia ha sido el que origna la peste bubónica. Investigaciones recientes han determinado que el microorganismo causante de la mayor epidemia de esta enfermedad, la Muerte Negra, la cual acabó con la vida de entre el 30% y el 50% de la población de Europa en tan solo cuatro años de 1347 a 1351, es la especie bacteriana llamada Yersinia pestis. Algunos mantienen que los cambios que se produjeron en la sociedad europea, incluso el Renacimiento, fueron posibles gracias a esta eliminación masiva de población, mucha de la cual ostentaba gran poder y, por tanto, gran inercia al cambio.

Hace poco, un grupo de científicos fue capaz de analizar el genoma de bacterias Y. pestis extraídas de víctimas de la Muerte Negra enterradas hace cientos de años. Los estudios intentaban comprender qué características poseía esta bacteria para hacerla tan virulenta y qué podía haber sucedido para que en solo cuatro años dejara de serlo. Sin embargo, los estudios no revelaron que la bacteria fuera particularmente peligrosa en comparación con otras. Al parecer, el peligro vino de las pobres condiciones higiénicas y malas costumbres de la población de Europa por aquellos años, las cuales favorecieron mucho la transmisión de la enfermedad.

No obstante, además de las pobres condiciones higiénicas, un factor primordial que permitió el rápido contagio de la peste fue su transmisión por las picaduras de las pulgas. Esto puede parecer normal, pero no lo es, puesto que la bacteria podría causar la peste a las pulgas y matarlas, en lugar de utilizarlas como medio de transporte para causar la peste a los humanos. ¿Por qué Y. pestis no es patógena para las pulgas? Al fin y al cabo es una bacteria que podría infectar a cualquier ser vivo.

Curiosamente, estudios realizados con las dieciocho especies de bacterias que constituyen el género Yersinia, indican que solo tres causan enfermedad a los seres humanos. Además de Y. pestis, las bacterias Y. pseudotuberculosis y Y. enterocolitica son patógenos conocidos. No obstante, no son tan peligrosos como Y. pestis, y causan solo enfermedad leve transmitida por alimentos o por agua contaminada. Además, ninguna de estas dos bacterias Yersinia son transmitidas por las pulgas.

Malas pulgas

Otro hecho muy curioso relacionado con las bacterias Yersinia es que estudios genéticos indican que Y. pseudotuberculosis y Y. enterocolitica evolucionaron a partir de un ancestro común y se separaron en especies diferentes hace al menos 40 millones de años. Sin embargo, Y. pestis se convirtió en una especie independiente a partir de Y. pseudotuberculosis hace solo de 1.500 a 6.400 años. No me he equivocado: años, no miles o millones de años.

¿Cuál fue la causa de esta reciente separación entre Y. pseudotuberculosis y Y. pestis? Las investigaciones realizadas indican que la divergencia entre ambas especies está relacionada con la capacidad de infectar a las pulgas y no causarles daño. La infección de las pulgas por Y. pseudotuberculosis las pone malas, muy enfermas; les causa diarrea y acaba matando al 40% de la población. En otras palabras, esta bacteria causa una especie de peste a las pulgas, pero no al ser humano.

Las cosas son muy diferentes con Y. pestis. La infección de las pulgas por esta bacteria no les causa diarrea, aunque Y. pestis es capaz de reproducirse en su tubo digestivo, en particular en la parte que conecta el esófago con el resto del mismo. Y. pestis genera allí una película bacteriana que impide el paso de la sangre ingerida en una picadura. Por esta razón, la pulga, azuzada por el hambre, vuelve a intentar alimentarse picando nuevamente. Los múltiples intentos de alimentarse acaban por deshacer la película bacteriana, con lo que algunas bacterias Y. pestis quedan libres y pueden infectar a un ser humano mediante una nueva picadura de la pulga, que, esta vez sí, tendrá más éxito. Y. pestis, por tanto, aumenta la frecuencia de las picaduras de las pulgas, lo que beneficia su transmisión.

Investigadores de los Institutos Nacionales de la Salud de los EE.UU. decidieron analizar las diferencias genéticas entre Y. pestis y Y. pseudotuberculosis que explicaran este distinto comportamiento entre dos bacterias evolutivamente tan próximas. Lo que encuentran, y publican en la revista Proceedings, es que Y. pestis en su evolución ha perdido el gen que produce el enzima ureasa, la cual destruye la urea, abundante en el intestino de las pulgas, para generar dióxido de carbono y amoniaco. Es este último el que resulta tóxico. La pérdida del gen de la ureasa ha permitido así a Y. pestis ser poco patogénica para las pulgas.

Dicha pérdida abrió también a Y. pestis la posibilidad de infectar a los humanos a través de las picaduras de las pulgas, posibilidad que utilizó con éxito gracias, esta vez, a la adquisición de dos nuevos genes que le permiten, en primer lugar, mejorar su supervivencia en el interior de las pulgas y, en segundo lugar, aumentar la transmisibilidad a los humanos con las picaduras de estas. Estos genes no se encuentran en Y. pseudotuberculosis.

Así pues, tres eventos genéticos parecen aclarar la divergencia entre dos bacterias, una prácticamente inocua y otra tremendamente patógena para el ser humano, causante de la gran epidemia de peste bubónica que asoló Europa en la Edad Media, permitió importantes cambios sociales y más recientemente inspiró obras maestras de la literatura universal, como la novela La Peste, de Albert Camus. La ciencia también puede aportar conocimiento para explicar la historia.

Obras de divulgación de Jorge Laborda

Quilo de Ciencia Volumen I. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda

Circunstancias encadenadas. Ed. Lulu

Circunstancias encadenadas. Amazon

Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

One Moon one civilization why the Moon tells us we are alone in the universe

Adenio Fidelio

El embudo de la inteligencia y otros ensayos


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