Una ardilla americana da pistas sobre cómo evitar la pérdida muscular
30 enero, 2022
Entre los grandes retos tecnológicos de nuestra era está el conservar la masa muscular en situaciones extremas. Un ejemplo de esto son los viajes espaciales de larga duración; durante ellos los astronautas se verán obligados a permanecer inactivos físicamente por mucho tiempo. Un estudio publicado recientemente por la revista Science señala a las ardillas de tierra de trece franjas. Estos pequeños animales hibernan durante el invierno y cuando llega la primavera tienen la condición física adecuada para comenzar la temporada de apareamiento.
Una pista dentro de las ardillas
La hibernación es un proceso normal en animales como los osos o las ardillas. Durante todo el invierno permanecen inmóviles y sobreviven gracias a sus reservas de grasa. En otros seres, como los humanos, un periodo largo de inactividad tiene como consecuencia la pérdida de masa muscular y la reducción de sus funciones. Para comprender los mecanismos biológicos que permiten esto en los hibernadores se estudió de cerca a un grupo de ardillas de tierra de trece franjas, una especie común en Norteamérica.
Ya en la década de los 80 del siglo XX se había propuesto una teoría que el equipo de investigadores probó en las ardillas. La “recuperación de nitrógeno ureico” propone que los hibernadores reciclan el nitrógeno. La urea es un compuesto químico que se encuentra en la orina, el sudor y la materia fecal. Esta sustancia de desecho es capaz de crear tejido de proteínas nuevo.
Para su investigación, el equipo dirigido por Matthew D. Regan del Departamento de Biociencias Comparativas de la Universidad de Wisconsin-Madison realizó experimentos de laboratorio. Para seguir el camino de los químicos dentro del organismo de las ardillas se les inyectó urea de “doble etiqueta” en la sangre. En vez del Carbón 12 que estaría ahí de forma natural, contenía Carbón 13, también incluía Nitrógeno 15, en vez del Nitrógeno 14 que sería el habitual.
Se observó a las ardillas en diferentes épocas del año: verano, principio y final del invierno. También se les dividió en dos grupos: con y sin microbioma intestinal. La intención era comparar el organismo de las ardillas mientras estaban activas, cuando comenzaban a hibernar y cuando ya habían pasado todo el invierno en reposo. De esta forma observaron cómo los microbios intestinales participaron en el proceso para que el organismo de las ardillas reutilizara el nitrógeno de la urea para mantener el tejido de proteínas.
Algo que mostraron los experimentos es que las ardillas que no contaban con su microbioma intestinal no realizaban el proceso de reutilización del nitrógeno. Esto indica que los encargados de mantener este ciclo y conservar los músculos de las ardillas en buena forma eran los microbios. Así, las ardillas mantienen una relación de simbiosis con sus microbios intestinales en donde ambos se ven beneficiados.
“Al facilitar la síntesis de proteínas musculares cuando termina la temporada de hibernación, el rescate de nitrógeno de urea puede ayudar a optimizar la función muscular de las ardillas emergentes y contribuir a su éxito reproductivo durante la temporada de apareamiento”, explica Regan. “En consecuencia, la recuperación de nitrógeno ureico puede mejorar la capacidad físico-biológica general de los animales”, agrega el especialista.
Una de las aplicaciones más fáciles de visualizar para este descubrimiento es el desarrollo de una tecnología que permita algo similar en humanos que no se moverán en mucho tiempo, como los astronautas. Sin embargo, aún estamos muy lejos tanto de los viajes espaciales como de un equivalente humano del microbioma intestinal de las ardillas. Regan señala aplicaciones más cercanas a nuestra realidad: el combate a la desnutrición y el envejecimiento.
Más de 805 millones de personas en el mundo padecen desnutrición. Una de sus consecuencias es el desgaste muscular. De la misma forma, con el aumento en la edad se disminuye la masa muscular entre 30% y 50%, esto ocurre entre los 40 y los 80 años. Si se logra desarrollar un probiótico que genere un microbioma similar al de las ardillas en seres humanos, podrían obtenerse mejoras significativas en la población humana.
“Para ser claros, estas aplicaciones, aunque teóricamente posibles, están muy lejos de ejecutarse, y se necesita mucho trabajo adicional para traducir este mecanismo evolucionado naturalmente de forma segura y efectiva a humanos”, aclara Regan. “Pero un detalle alentador que encontré en un estudio de principios de los 90 provee un poco de evidencia sobre la capacidad humana de reciclar pequeñas cantidades de nitrógeno ureico a través del mismo proceso. Esto sugiere que existe la maquinaria necesaria. Sólo necesita ser optimizada”, concluye el investigador.