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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.

Oído con tacto.

Tacto y oído - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

Unas semanas atrás hablaba del descubrimiento, hace algo más de veinte años, del llamado gen del lenguaje. El gen en cuestión se denomina FOXP2, y produce una proteína del mismo nombre que funciona como un factor de transcripción. Recordemos que los factores de transcripción son proteínas que se adhieren a secuencias de letras particulares en el ADN, normalmente localizadas un poco antes del comienzo de las letras que contienen la información para generar un ARN mensajero. Este contiene a su vez una copia de la información del ADN y es el que será traducido a la proteína funcional concreta codificada en la secuencia de letras de este ADN.

Un solo factor de transcripción puede activar a todos los genes que posean la secuencia de letras a la que se adhiere. De este modo, activa a la vez a varios genes, los cuales suelen actuar de manera coordinada para que se genere una determinada clase de célula a partir de células precursoras y puedan desempeñar una función. El gen FOXP2 ponía en marcha los genes necesarios para producir las conexiones entre las neuronas y las células musculares del aparato vocal necesarias para producir el lenguaje.

Pero el lenguaje, para resultar útil en la comunicación humana, no solo debe ser producido, sino que debe ser oído, y entendido. En otras palabras, el desarrollo del oído es también fundamental para el lenguaje.

Obviamente, el oído no ha surgido a lo largo de la evolución con la intención de servir para escuchar al vecino del quinto. La capacidad de percibir sonidos ha desempeñado una función mucho más importante, como, por ejemplo, detectar la presencia de amenazas, leves ruidos generados por potenciales predadores al acecho, o sonidos de aviso de que un predador ha sido detectado por algún otro congénere. La capacidad de oír sin duda supone una ventaja en la Naturaleza, aunque la ventaja ya no sea tanta frente al televisor.

El oído es un sentido que detecta diferencias de presión en el aire que golpea el tímpano, a lo que llamamos sonido. Recordemos que la presión no es sino la fuerza que es aplicada por unidad de área, por lo que el sentido del oído detecta la variación de la intensidad de la fuerza y de la frecuencia de esta a lo largo del tiempo. En última instancia, el oído no es sino un detector de fuerzas mecánicas. La «magia», en el caso humano, es que esa detección de fuerzas variables pueda ser traducida luego a un mensaje con sentido.

Pero antes de realizar esa «magia», las fuerzas detectadas por el tímpano deben ser traducidas a impulsos nerviosos que necesitan alcanzar determinadas zonas del cerebro. Es ahí donde los sonidos son interpretados. En la traducción a impulsos nerviosos de las fuerzas detectadas por el tímpano juegan un papel determinante las llamadas células ciliadas.

Estas células se localizan en el órgano de Corti, situado en el interior de la cóclea, ese hueso del oído interno en forma del caracol. Este órgano está relleno de un fluido en el que las células ciliadas están sumergidas. El líquido recibe las vibraciones transmitidas desde el tímpano, lo que a su vez hace vibrar a los cincuenta a cien cilios, que no son otra cosa sino pelillos microscópicos, que cada célula ciliada posee sobre su superficie. Así como bailan las algas costeras en respuesta al oleaje marino, bailan los cilios en respuesta al «oleaje» causado por las vibraciones transmitidas desde el tímpano mediante un complejo mecanismo, hasta ese líquido de la cóclea en donde residen las células ciliadas.

Los cilios de estas células actúan pues de receptores de movimiento mecánico, y son por ello también llamados mecanorreceptores. Son, pues, esos pequeños «pelitos» en la superficie de las células de la cóclea los que hacen posible el sentido del oído. Si los cilios son dañados o parte de las células ciliadas muere, se pierde sensibilidad auditiva de manera irreversible, ya que estas células no pueden regenerarse. Por supuesto, si estas células no se producen debidamente durante el desarrollo de los animales, estos serán sordos toda su vida.

Esta situación se produce cuando ciertas mutaciones impiden el funcionamiento de un factor de transcripción necesario para que las células ciliadas se produzcan y establezcan además las conexiones necesarias para trasmitir un impulso nervioso en respuesta a la vibración de sus cilios. Este pertenece a una familia de factores de transcripción conservada a lo largo de la evolución de los animales, llamada familia POU. Los miembros de esta familia son fundamentales para la comunicación entre las células y para la toma de decisiones moleculares y celulares que conducen desde una célula fecundada a un organismo completo.

¿Cuándo aparecen en la evolución de las especies estos factores de transcripción? Podría pensarse que no antes de que los animales desarrollen el sentido del oído, pero estaríamos en un error. Antes del sentido del oído surge otro sentido más fundamental aún que también requiere de la detección de fuerzas. Este sentido no es otro que el sentido del tacto. En la Naturaleza puede haber seres ciegos y sordos, pero la supervivencia de los animales es imposible sin, al menos, el concurso del sentido del tacto.

Un ejemplo de lo que digo es la anémona de mar, una clase de animales predadores que carecen de ojos u orejas, pero que sí poseen el sentido del tacto, lo que les resulta imprescindible para capturar a sus presas cuando alguna tiene la mala suerte de tocarlas. En ese momento, las células que detectan el contacto, llamadas cnidocitos, reaccionan de forma explosiva, extendiendo con gran rapidez, en tan solo microsegundos y con una aceleración que puede llegar a alcanzar 40.000 veces la aceleración de la gravedad, un filamento en forma de arpón microscópico que puede inyectar toxinas a sus potenciales presas para inmovilizarlas y permitir su captura.

¿Cómo detecta el cnidocito que algo lo toca? Pues resulta que cada una de estas células tiene una especie de «pelito» en su superficie, llamado cnidocilio. Este funciona como un mecanorreceptor y transmite la información de haber sido tocado al interior de la célula, que dispara así su arpón tóxico.

Por supuesto, el desarrollo de los cnidocitos y de sus cnidocilios depende del funcionamiento de ciertos genes, que cuando son puestos en marcha generan las proteínas necesarias para producir el cnidocilio, y también el arpón y las toxinas. Hasta hace poco, se desconocía qué genes eran los implicados en esta tarea. Recientemente, investigadores de la universidad de Arkansas, en EE.UU., han descubierto que uno de los genes necesarios para el desarrollo del cnidocito es también un factor de transcripción de la familia POU.

Así pues, parece que los factores de transcripción de esta familia son genes ancestrales que participaron primero en la generación de las células táctiles de los animales más primitivos y que permitieron también la aparición del sentido del oído, que queda confirmado así como una elegante evolución del sentido del tacto. El descubrimiento pone de relieve, además, la indisoluble continuidad y relación entre todos los seres vivos, desde los más primitivos, a los más evolucionados, entre los que me atrevo a afirmar se encuentran, sin duda, los oyentes de cienciaes.com.

Jorge Laborda (20/08/2022)

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