La restricción de oxígeno durante el desarrollo temprano de la vida puede resultar en daño cardíaco duradero para muchas criaturas, pero no para los caimanes. El bajo oxígeno no daña sus corazones; los hace más fuertes.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Guelph están comenzando a comprender por qué, señalando cómo los corazones de los caimanes se benefician de las duras condiciones tempranas en el huevo, en un nuevo estudio publicado en Informes científicos .
Es una investigación fundamental que tiene un potencial significativo para beneficiar a los humanos.
Los caimanes, como muchos lagartos y tortugas, comienzan su vida como huevos enterrados en nidos profundos, y los que están enterrados más profundamente reciben la menor cantidad de oxígeno.
"El bajo nivel de oxígeno en esta etapa temprana de la vida afecta el crecimiento normal y los procesos de desarrollo, especialmente en el corazón. En los mamíferos placentarios, como nosotros, estos cambios son negativos y duran hasta la edad adulta. Pero en los caimanes estamos viendo algo diferente:los que tienen menos oxígeno en el nido podrían prosperar ", dijo Sarah Alderman, profesora adjunta en el Departamento de Biología Integrativa de la Universidad de Georgia que dirigió el estudio.
Los caimanes que se desarrollan en condiciones de poco oxígeno, o hipoxia, emergen del nido con corazones que son más grandes y más fuertes que sus hermanos que tenían acceso a más aire como embriones. Sus corazones también funcionan mejor durante el esfuerzo, lo que podría ayudaraguantan la respiración por más tiempo o aguantan una persecución.
Lo que Alderman y sus colaboradores querían entender era qué cambios ocurren que crean estos corazones más fuertes y eficientes. Así que se propusieron identificar qué diferencias de proteínas marcan el corazón de cocodrilo hipóxico.
Un equipo del Refugio de Vida Silvestre Rockefeller en Louisiana recuperó huevos de caimán de los humedales del refugio y los envió a colegas de la Universidad del Norte de Texas. Allí, algunos de los huevos se mantuvieron en incubadoras con hipoxia mientras que el resto se crió en incubadoras conniveles normales de oxígeno.
El equipo de la U of G recibió muestras de corazones de cocodrilo y, con fondos del Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá NSERC, analizó las proteínas dentro de estos corazones utilizando un método conocido como "proteómica de escopeta".
Encontraron señales de que el bajo nivel de oxígeno en el huevo inducía un cambio en la abundancia de ciertas moléculas clave que el corazón usa para producir proteínas cardíacas, para integrar estas proteínas en sus células y para eliminar y reciclar rápidamente cualquier proteína dañada.
"Básicamente, estos caimanes aumentaron la maquinaria que necesitaban para estos procesos", dijo Alderman.
La mayoría de los cambios que encontraron en los corazones de los embriones todavía eran evidentes dos años más tarde en los corazones de los caimanes jóvenes también criados en hipoxia.
Además, Alderman descubrió que los corazones hipóxicos tenían más proteínas involucradas en la descomposición de los lípidos, o grasas, necesarios para obtener energía.
"Los corazones son más eficientes cuando queman grasas para obtener energía", dijo Alderman, y señaló que los corazones de los atletas son especialmente buenos en esto. "Pero en los humanos, cuando el corazón progresa hacia la insuficiencia cardíaca, cambia a la quema de azúcares".
El hecho de que los corazones de cocodrilo de los embriones criados en hipoxia desarrollen una mayor capacidad de usar lípidos para obtener energía en la vida posterior podría ser clave en cuanto a por qué la hipoxia no es perjudicial para ellos como una condición similar lo habría sido para un corazón humano en desarrollo
Si bien el equipo de Texas pudo estudiar a los caimanes solo hasta que tenían dos años, "después de eso, se vuelve un poco peligroso mantener caimanes en un laboratorio", anotó Alderman, todas las señales apuntan a estos cambios en las proteínasexpresión en el corazón siendo permanente.
El profesor Todd Gillis, profesor del Departamento de Biología Integrativa, dice que esta investigación muestra cuán importantes son las condiciones ambientales durante el desarrollo embrionario para la salud posterior del adulto.
"Claramente, los factores estresantes que ocurren en esta etapa temprana tienen consecuencias a largo plazo porque, como vemos aquí, cambia la biología del animal", dijo.
Gillis, quien es miembro fundador del Centro de Investigaciones Cardiovasculares de la U of G, dice que el siguiente paso es identificar qué desencadena estos importantes cambios en la expresión de proteínas. Si eso puede identificarse, abre una manera de aplicar los hallazgos a los humanoscon corazones debilitados, dijo Gillis.
"Si pudiera encontrar una manera de activar estas vías y luego mantenerlas, esa podría ser una forma de mejorar la función cardíaca y mantener el corazón sano".
Este equipo de investigación recibió recientemente fondos de la National Science Foundation en los EE. UU. Para continuar con este trabajo. Alderman espera con interés la siguiente fase de investigación y señala que es fascinante estudiar los caimanes.
"Los caimanes han caminado por este planeta mucho más tiempo que los humanos, y no han cambiado mucho en ese tiempo, así que sea lo que sea que estén haciendo sus corazones, lo están haciendo realmente bien".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Guelph . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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