El invierno está en pleno apogeo, y muchos de nosotros hemos fantaseado con acurrucarse en una cálida cueva y dormir hasta que llegue el calor de la primavera, como un oso. Los osos tienen la capacidad de dormir durante los duros meses de invierno cuando la comida es escasaPueden pasar de cinco a siete meses en hibernación. Durante este tiempo, los osos no comen, beben, excretan ni hacen ejercicio. A pesar de la inactividad, los osos no experimentan pérdida ósea, pérdida muscular, complicaciones cardíacas o coágulos sanguíneos como los humanos.durante episodios prolongados de inactividad.
En un artículo reciente publicado en el Revista de Química Biológica , Karen Gjesing Welinder en la Universidad de Aalborg en Dinamarca y sus colegas se propusieron comprender cómo los osos marrones escandinavos salvajes protegen su salud y ahorran energía durante la hibernación.
"Los trucos del oso para las adaptaciones de hibernación pueden inspirarnos y enseñarnos a prevenir los efectos de la movilidad restringida de los astronautas y de los pacientes hospitalizados a largo plazo", dice Welinder. "Las personas inmóviles pierden masa muscular y ósea, tienen coágulos de sangre, aterosclerosis yenfermedades cardíacas. Los osos inmóviles no. Nuestra comprensión más profunda de la tremenda placidez fisiológica codificada en los genomas animales podría explotarse en estilos de vida más saludables y tratamientos médicos ".
Para comprender cómo los osos mantienen su salud durante la hibernación, Welinder y sus colegas decidieron buscar diferencias en los niveles de constituyentes de la sangre entre los osos pardos hibernantes y no inhibidores. Las moléculas que circulan en el torrente sanguíneo juegan un papel importante en las defensas celulares, el transporte de nutrientes y las célulasseñalización. Los investigadores utilizaron una multitud de herramientas de detección en este estudio para analizar los componentes moleculares en la sangre, incluidos los análisis cuantitativos proteómicos, metabólicos y hematológicos de células sanguíneas basados en la espectrometría de masas.
Los investigadores descubrieron que el secreto de los osos para mantener su salud durante la hibernación radica en ahorrar energía en la síntesis de proteínas. Durante la hibernación, las vías complejas con muchas proteínas se rechazan o eliminan y se reemplazan con un pequeño número de proteínas con una especificidad más amplia yAmplias gamas de funciones. Este cambio de la complejidad a la simplicidad permite que los osos disminuyan la energía necesaria para mantener procesos moleculares importantes para la supervivencia durante la hibernación.
Welinder y sus colegas descubrieron que si bien la gran mayoría de los niveles de proteína disminuyeron durante la hibernación, la concentración general de proteínas aumentó debido a la deshidratación y un mayor nivel de albúmina sérica. El cambio permitió que el oso gastara menos energía sintetizando proteínas para mantener la concentración funcional de proteínasAdemás, la degradación de proteínas fue reprimida por una disminución de 6 ° C en la temperatura corporal y un aumento en la expresión de alfa-2-macroglobulina, un inhibidor de la proteasa de acción amplia. Esto ahorró más energía en la costosa síntesis de proteínas al disminuir el recambio de proteínas.
Welinder y sus colegas encontraron que a pesar de que la expresión de proteínas disminuyó en general, hubo algunas proteínas seleccionadas que se elevaron drásticamente durante la hibernación. La lipasa activada con sal biliar, que puede hidrolizar los triglicéridos y los ésteres de colesterol, se elevó 32 veces durante la hibernación ypermitieron a los osos recolectar energía eficientemente de la grasa almacenada. Solo los tres factores de coagulación centrales, fibrinógeno, trombina y factor Xa, aumentaron durante la hibernación; juntos, estos factores facilitan la cicatrización de heridas y solo permiten la formación local de coágulos de sangre cuando sea necesario.la respuesta inmune se simplificó a unas pocas proteínas antimicrobianas, como la lisozima, que actúa como la línea innata de defensa contra la infección.
La globulina fijadora de hormonas sexuales aumentó 45 veces durante la hibernación, lo que sugiere que esta molécula debe desempeñar un papel central en el mantenimiento de la hibernación. Welinder dice que el mecanismo de acción de la globulina fijadora de hormonas sexuales durante la hibernación sigue siendo difícil de alcanzar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Bioquímica y Biología Molecular ASBMB . Original escrito por Amber Lucas. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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