lunes, 24 de septiembre de 2012

Explorando los mecanismos del dolor: la rata topo desnuda y su tolerancia a los vapores ácidos.


Hay animales que parecen de otro mundo, por lo diferente de sus adaptaciones al medio. En la rata topo desnuda (Heterocephalus glaber) confluyen multitud de características que la hacen única: su aspecto, su extrema longevidad, su alta resistencia al cáncer o su capacidad de vivir en hipoxia, son algunos. Las ratas topo desnudas son capaces de sobrevivir, además, en entornos que otros mamíferos, incluidos los humanos, encontrarían intolerables. Pamela LaVinka y Thomas Park, de la Universidad de Illinois (EE.UU.), publican en PloS ONE los resultados de un estudio en el que se explora el mecanismo por el que las ratas son capaces de soportar la exposición a vapores ácidos sin experimentar dolor. Una adaptación tan peculiar permitirá comprender mejor los mecanismos del dolor en general.

Las H. glaber viven en colonias subterráneas de entre 30 y 200 individuos muy organizadas (véase el vídeo abajo) en el este de África. En estas colonias los niveles de dióxido de carbono aumentan hasta niveles que serían tóxicos para otros mamíferos, y la combinación con la humedad convierte el aire en una mezcla ácida. Buena parte del dolor persistente de una herida, por ejemplo, está causado por la acidificación del tejido dañado. El estudio de un animal que no siente dolor en un entorno ácido, y que incluso prolifera en él, podría llevar al descubrimiento de nuevos tratamientos para el alivio del dolor.

En las narices y hocicos de los mamíferos existen fibras nerviosas especializadas que se activan por la exposición a vapores ácidos y que, en última instancia activa el núcleo trigémino en el encéfalo lo que, a su vez, provoca respuestas fisiológicas y de conducta para proteger al animal: segregación de moco, frotarse la nariz y retirarse para evitar los vapores ácidos, son las más comunes.

LaVinka y Park colocaron ejemplares de H. glaber en un sistema de jaulas en el que había vapores ácidos (de ácido acético) en algunas zonas. A los animales se les permitía moverse libremente por el sistema y se medía el tiempo que pasaban en cada zona. Su comportamiento se comparó con el de otra especie de rata topo (Fumokys damarensis), ratas de laboratorio (Sprague-Dawley y Long-Evans) y ratones (C57BL/6).
Las H. glaber pasaron tanto tiempo en las zonas con vapores ácidos como en las demás mientras la concentración de vapores no superó el 20%; evitaron las zonas ácidas en concentraciones del 50%. Todas las especies control evitaron las zonas ácidas.

La cuestión era, ¿llegaba la señal de acidez al encéfalo en H. glaber? Para determinarlo los investigadores estimularon a las ratas con vapores ácidos al 20% y después midieron la expresión de una proteína, c-Fos, que es un indicador indirecto de la actividad a la que está sometido un nervio. En H. glaber no se encontró actividad en el núcleo trigémino, mientras que en los animales de control esta parte del encéfalo estaba muy estimulada. Análisis posteriores determinaron que ni siquiera la exposición al 50% estimulaba esta vía en H. glaber, y que en su comportamiento de evitar zonas con ese nivel de acidez influyese el olfato.

Por tanto, las ratas topo desnudas tienen alteraciones genéticas que modifican lo que en otras especies es la percepción del dolor vía el nervio trigémino, lo que es consistente con su adaptación a vivir en entornos permanentemente ácidos. Un resultado muy interesante, de un animal sorprendente, y que abre líneas de investigación muy prometedoras.

Información relacionada: El secreto de las ratas topo desnudas




Esta entrada es una participación de Experientia docet en la XVI Edición del Carnaval de Biología que acoge El blog falsable.


Referencia:

LaVinka PC, Park TJ (2012) Blunted Behavioral and C Fos Responses to Acidic Fumes in the African Naked Mole-Rat. PLoS ONE 7(9): e45060. doi:10.1371/journal.pone.0045060