{"id":49773,"date":"2024-02-20T22:32:07","date_gmt":"2024-02-21T03:32:07","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=49773"},"modified":"2024-02-20T22:32:08","modified_gmt":"2024-02-21T03:32:08","slug":"estudio-revela-los-mecanismos-moleculares-detras-de-la-hibernacion-en-mamiferos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/02\/20\/estudio-revela-los-mecanismos-moleculares-detras-de-la-hibernacion-en-mamiferos\/","title":{"rendered":"Estudio revela los mecanismos moleculares detr\u00e1s de la hibernaci\u00f3n en mam\u00edferos"},"content":{"rendered":"\n

Los investigadores han arrojado luz sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la hibernaci\u00f3n y publican sus hallazgos hoy como una preimpresi\u00f3n revisada en eLife<\/a>. Los editores describen su investigaci\u00f3n, en mam\u00edferos hibernantes peque\u00f1os y grandes, como un estudio importante que avanza nuestro conocimiento sobre el papel de la estructura de la miosina y el consumo de energ\u00eda en los mecanismos moleculares de la hibernaci\u00f3n, respaldado por una metodolog\u00eda y evidencia s\u00f3lidas. Los hallazgos tambi\u00e9n sugieren que la miosina, un tipo de prote\u00edna motora involucrada en la contracci\u00f3n muscular, desempe\u00f1a un papel en la termog\u00e9nesis sin temblores durante la hibernaci\u00f3n, donde el calor se produce independientemente de la actividad muscular de los temblores.<\/p>\n\n\n\n

La hibernaci\u00f3n es una estrategia de supervivencia utilizada por muchos animales, caracterizada por un estado de letargo profundo y profundas reducciones en la actividad metab\u00f3lica, la temperatura corporal, la frecuencia card\u00edaca y la respiraci\u00f3n. Durante la hibernaci\u00f3n, los animales dependen de las reservas de energ\u00eda almacenadas, en particular de las grasas, para mantener sus funciones corporales. La desaceleraci\u00f3n metab\u00f3lica permite a los hibernadores conservar energ\u00eda y soportar largos per\u00edodos de escasez de alimentos y duras condiciones ambientales durante el invierno. Sin embargo, los mecanismos celulares y moleculares subyacentes detr\u00e1s de la hibernaci\u00f3n a\u00fan no se conocen completamente.<\/p>\n\n\n\n

Los mam\u00edferos m\u00e1s peque\u00f1os que hibernan experimentan per\u00edodos prolongados de un estado hipometab\u00f3lico llamado letargo, que disminuye significativamente su temperatura corporal y est\u00e1 interrumpido por per\u00edodos espont\u00e1neos de excitaciones eutermicas intercaladas (IBA), donde elevan temporalmente su temperatura corporal para restaurar algunas funciones fisiol\u00f3gicas, como eliminando el desperdicio y comiendo m\u00e1s alimentos.<\/p>\n\n\n\n

Esto contrasta con los mam\u00edferos m\u00e1s grandes, cuya temperatura corporal se reduce mucho menos durante la hibernaci\u00f3n y se mantiene bastante constante. El m\u00fasculo esquel\u00e9tico, que comprende alrededor de la mitad de la masa corporal de un mam\u00edfero, desempe\u00f1a un papel clave en la determinaci\u00f3n de su producci\u00f3n de calor y uso de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

“Hasta hace poco, se pensaba que el consumo de energ\u00eda en los m\u00fasculos esquel\u00e9ticos estaba relacionado principalmente con la actividad de la miosina, que participa en la contracci\u00f3n muscular. Sin embargo, cada vez hay m\u00e1s evidencia de que incluso cuando est\u00e1n relajados, los m\u00fasculos esquel\u00e9ticos todav\u00eda usan una peque\u00f1a cantidad de energ\u00eda”, explica el autor principal Christopher Lewis, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias Biom\u00e9dicas de la Universidad de Copenhague, Dinamarca.<\/p>\n\n\n\n

“Las cabezas de miosina en los m\u00fasculos pasivos pueden estar en diferentes estados de reposo: el estado ‘relajado desordenado’ o estado DRX, y el estado ‘s\u00faper relajado’ o SRX. Las cabezas de miosina en el estado DRX consumen ATP, la moneda energ\u00e9tica de la c\u00e9lula, entre cinco y diez veces m\u00e1s r\u00e1pido que aquellos en el estado SRX”, a\u00f1ade Lewis.<\/p>\n\n\n\n

Lewis y sus colegas plantearon la hip\u00f3tesis de que los cambios en la proporci\u00f3n de miosina en los estados DRX o SRX pueden contribuir al menor uso de energ\u00eda observado durante la hibernaci\u00f3n. Para probar esto, tomaron muestras de m\u00fasculo esquel\u00e9tico de dos peque\u00f1os hibernadores (la ardilla terrestre de trece l\u00edneas y el lir\u00f3n de jard\u00edn) y dos grandes hibernadores: el oso negro americano y el oso pardo.<\/p>\n\n\n\n

En primer lugar, buscaron establecer si los estados de miosina y sus respectivas tasas de consumo de ATP eran diferentes entre los per\u00edodos activos y los de hibernaci\u00f3n. Observaron las fibras musculares extra\u00eddas de las dos especies de osos durante su fase activa de verano (SA) y su per\u00edodo de hibernaci\u00f3n invernal.<\/p>\n\n\n\n

No encontraron diferencias en la proporci\u00f3n de miosina en el estado DRX o SRX entre las dos fases. Para medir la tasa de consumo de ATP por parte de la miosina, utilizaron una prueba especializada llamada ensayo de persecuci\u00f3n Mant-ATP. Esto revel\u00f3 que tampoco hubo cambios en las tasas de consumo de energ\u00eda de la miosina. Esto puede ser para prevenir la aparici\u00f3n de un desgaste muscular significativo en los osos durante la hibernaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

El equipo tambi\u00e9n realiz\u00f3 el ensayo de persecuci\u00f3n Mant-ATP en muestras tomadas de peque\u00f1os mam\u00edferos durante SA, IBA y letargo. Al igual que en los hibernadores m\u00e1s grandes, no observaron diferencias en el porcentaje de cabezas de miosina en la formaci\u00f3n SRX o DRX entre las tres fases. Sin embargo, descubrieron que el tiempo de renovaci\u00f3n de ATP de las mol\u00e9culas de miosina en ambas formaciones era menor en IBA y letargo en comparaci\u00f3n con la fase SA, lo que llev\u00f3 a un aumento general inesperado en el consumo de ATP.<\/p>\n\n\n\n

Como los mam\u00edferos peque\u00f1os experimentan una ca\u00edda de temperatura corporal m\u00e1s significativa durante la hibernaci\u00f3n que los mam\u00edferos grandes, el equipo prob\u00f3 si este aumento inesperado en el consumo de ATP tambi\u00e9n se produc\u00eda a una temperatura m\u00e1s baja. Repitieron el ensayo de persecuci\u00f3n Mant-ATP a 8\u00b0C, en comparaci\u00f3n con la temperatura ambiente del laboratorio de 20\u00b0C utilizada anteriormente. La reducci\u00f3n de la temperatura disminuy\u00f3 los tiempos de renovaci\u00f3n de ATP vinculados a DRX y SRX en SA e IBA, lo que llev\u00f3 a un aumento en el consumo de ATP.<\/p>\n\n\n\n

Se sabe que los \u00f3rganos metab\u00f3licos, como el m\u00fasculo esquel\u00e9tico, aumentan la temperatura corporal central en respuesta a una exposici\u00f3n significativa al fr\u00edo, ya sea induciendo escalofr\u00edos o mediante termog\u00e9nesis sin temblores. La exposici\u00f3n al fr\u00edo provoc\u00f3 un aumento en el consumo de ATP por parte de la miosina en muestras obtenidas durante SA e IBA, lo que sugiere que la miosina puede contribuir a la termog\u00e9nesis sin temblores en peque\u00f1os hibernadores.<\/p>\n\n\n\n

El equipo no observ\u00f3 cambios inducidos por el fr\u00edo en el consumo de energ\u00eda de miosina en muestras obtenidas durante el letargo. Sugieren que esto es probablemente un mecanismo de protecci\u00f3n para mantener la temperatura corporal central baja y una parada metab\u00f3lica m\u00e1s amplia, que se observa durante el letargo.<\/p>\n\n\n\n

Finalmente, los investigadores quisieron comprender los cambios que se producen a nivel proteico durante las diferentes fases de hibernaci\u00f3n. Evaluaron si la hibernaci\u00f3n afecta la estructura de dos prote\u00ednas de miosina de la ardilla terrestre de trece l\u00edneas, Myh7 y Myh2. Aunque no observaron ning\u00fan cambio relacionado con la hibernaci\u00f3n en la estructura de Myh7, descubrieron que Myh2 sufri\u00f3 una fosforila significativa.<\/p>\n\n\n\n

Finalmente, los investigadores quisieron comprender los cambios que se producen a nivel proteico durante las diferentes fases de hibernaci\u00f3n. Evaluaron si la hibernaci\u00f3n afecta la estructura de dos prote\u00ednas de miosina de la ardilla terrestre de trece l\u00edneas, Myh7 y Myh2. Aunque no observaron ning\u00fan cambio relacionado con la hibernaci\u00f3n en la estructura de Myh7, descubrieron que Myh2 experiment\u00f3 una fosforilaci\u00f3n significativa (un proceso crucial para el almacenamiento de energ\u00eda) durante el letargo, en comparaci\u00f3n con SA e IBA.<\/p>\n\n\n\n

Tambi\u00e9n analizaron la estructura de las dos prote\u00ednas del oso pardo y no encontraron diferencias estructurales entre SA e hibernaci\u00f3n. Por lo tanto, concluyen que la hiperfosforilaci\u00f3n de Myh2 est\u00e1 asociada espec\u00edficamente con el letargo, m\u00e1s que con la hibernaci\u00f3n en general, y proponen que esto sirve para aumentar la estabilidad de la miosina en los peque\u00f1os mam\u00edferos. Esto puede actuar como un mecanismo molecular potencial para mitigar los aumentos asociados con la miosina en el gasto del m\u00fasculo esquel\u00e9tico en respuesta a la exposici\u00f3n al fr\u00edo durante per\u00edodos de letargo.<\/p>\n\n\n\n

Los editores de eLife se\u00f1alan que algunas \u00e1reas del estudio merecen m\u00e1s estudio. Es decir, las muestras de m\u00fasculo se tomaron exclusivamente de las patas de los animales estudiados. Dado que el n\u00facleo del cuerpo y las extremidades tienen diferentes temperaturas, la investigaci\u00f3n de muestras de m\u00fasculos de otras \u00e1reas del cuerpo validar\u00eda a\u00fan m\u00e1s los hallazgos del equipo.<\/p>\n\n\n\n

“En conjunto, nuestros hallazgos sugieren que las adaptaciones del recambio de ATP en los estados de miosina DRX y SRX ocurren en peque\u00f1os mam\u00edferos como la ardilla terrestre de trece l\u00edneas durante la hibernaci\u00f3n en ambientes fr\u00edos. En contraste, los mam\u00edferos m\u00e1s grandes como el oso negro americano no muestran tales cambios, probablemente debido a su temperatura corporal estable durante la hibernaci\u00f3n”, concluye el autor principal Julien Ochala, profesor asociado del Departamento de Ciencias Biom\u00e9dicas de la Universidad de Copenhague. “Nuestros resultados tambi\u00e9n sugieren que la miosina puede contribuir a la termog\u00e9nesis sin temblores del m\u00fasculo esquel\u00e9tico durante la hibernaci\u00f3n”.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Phys.org<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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