Cuando se enfrenta a un depredador o peligro repentino, la frecuencia cardíaca aumenta, la respiración se acelera y se bombea combustible en forma de glucosa por todo el cuerpo para preparar a un animal para luchar o huir.
Se cree que estos cambios fisiológicos, que constituyen la respuesta de "lucha o huida", son provocados en parte por la hormona adrenalina.
Pero un nuevo estudio de investigadores de Columbia sugiere que los vertebrados óseos no pueden reunir esta respuesta al peligro sin el esqueleto. Los investigadores encontraron en ratones y humanos que casi inmediatamente después de que el cerebro reconoce el peligro, le indica al esqueleto que inunde el torrente sanguíneo conla hormona osteocalcina derivada de los huesos, que es necesaria para activar la respuesta de lucha o huida.
"En los vertebrados óseos, la respuesta al estrés agudo no es posible sin osteocalcina", dice el investigador principal del estudio, Gérard Karsenty, MD, PhD, presidente del Departamento de Genética y Desarrollo del Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia.
"Cambia completamente la forma en que pensamos acerca de cómo ocurren las respuestas de estrés agudo"
¿Por qué hueso?
"La visión de los huesos como un simple conjunto de tubos calcificados está profundamente arraigada en nuestra cultura biomédica", dice Karsenty. Pero hace aproximadamente una década, su laboratorio planteó la hipótesis y demostró que el esqueleto tiene influencias ocultas en otros órganos.
La investigación reveló que el esqueleto libera osteocalcina, que viaja a través del torrente sanguíneo para afectar las funciones de la biología del páncreas, el cerebro, los músculos y otros órganos.
Una serie de estudios desde entonces han demostrado que la osteocalcina ayuda a regular el metabolismo al aumentar la capacidad de las células para absorber glucosa, mejora la memoria y ayuda a los animales a correr más rápido con mayor resistencia.
¿Por qué el hueso tiene todos estos efectos aparentemente no relacionados en otros órganos?
"Si piensas en el hueso como algo que evolucionó para proteger al organismo del peligro: el cráneo protege al cerebro del trauma, el esqueleto permite que los vertebrados escapen de los depredadores, e incluso los huesos del oído nos alertan sobre el peligro que se aproxima."Las funciones hormonales de la osteocalcina comienzan a tener sentido", dice Karsenty. Si el hueso evolucionó como un medio para escapar del peligro, Karsenty planteó la hipótesis de que el esqueleto también debería estar involucrado en la respuesta de estrés agudo, que se activa en presencia de peligro.
Osteocalcina necesaria para reaccionar al peligro
Si la osteocalcina ayuda a provocar la respuesta al estrés agudo, debe funcionar rápidamente, en los primeros minutos después de que se detecte el peligro.
En el nuevo estudio, los investigadores presentaron a los ratones orina depredadora y otros factores estresantes y buscaron cambios en el torrente sanguíneo. En 2 a 3 minutos, vieron un aumento en los niveles de osteocalcina.
De manera similar en las personas, los investigadores descubrieron que la osteocalcina también aumenta en las personas cuando están sometidas al estrés de hablar en público o interrogar.
Cuando aumentaron los niveles de osteocalcina, la frecuencia cardíaca, la temperatura corporal y los niveles de glucosa en sangre en los ratones también aumentaron a medida que la respuesta de lucha o huida comenzó.
En contraste, los ratones que habían sido modificados genéticamente para que no pudieran producir osteocalcina o su receptor eran totalmente indiferentes al factor estresante. "Sin osteocalcina, no reaccionaron fuertemente al peligro percibido", dice Karsenty. "Enla naturaleza, tendrían un día corto "
Como prueba final, los investigadores pudieron provocar una respuesta de estrés agudo en ratones sin estrés simplemente inyectando grandes cantidades de osteocalcina.
La adrenalina no es necesaria para la lucha o el vuelo
Los hallazgos también pueden explicar por qué los animales sin glándulas suprarrenales y pacientes con insuficiencia suprarrenal, sin medios para producir adrenalina u otras hormonas suprarrenales, pueden desarrollar una respuesta aguda al estrés.
Entre los ratones, esta capacidad desapareció cuando los ratones no pudieron producir grandes cantidades de osteocalcina.
"Esto nos muestra que los niveles circulantes de osteocalcina son suficientes para impulsar la respuesta al estrés agudo", dice Karsenty.
Fisiología la nueva frontera de la biología
La fisiología puede parecer una biología pasada de moda, pero las nuevas técnicas genéticas desarrolladas en los últimos 15 años la han establecido como una nueva frontera en la ciencia.
La capacidad de inactivar genes individuales en células específicas dentro de un animal, y en momentos específicos, ha llevado a la identificación de muchas nuevas relaciones entre órganos. El esqueleto es solo un ejemplo; el corazón y los músculos también ejercen influencia sobre otrosórganos
"No tengo ninguna duda de que hay muchas más señales interorganismo por descubrir", dice Karsenty, "y estas interacciones pueden ser tan importantes como las descubiertas a principios del siglo XX".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Centro médico Irving de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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