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Maravillas del organismo

Maravillas del organismo

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

29 septiembre 2011 — Cuando uno se alimenta bien y se ejercita para mantenerse en forma, es fácil olvidar cuánto el cuerpo está devolviendo cada momento. De recientes descubrimientos científicos seleccionamos unos pocos mecanismos debajo de la piel que no sólo nos mantienen vivos, sino que nos proporcionan todo un gran almacén de excelentes artículos.

Amortiguadores

Sin tendones no podríamos afrontar un partido de baloncesto, ni siquiera los esfuerzos de las actividades más normales. Science Daily informaba de investigaciones en la Universidad Brown acerca de cómo nuestras extremidades responden a esfuerzos repentinos.

«Los experimentos desvelaron que los tendones absorben el choque inicial de energía debido a impacto antes que reaccionen los músculos de las piernas»

explica el artículo, basándose con estudios que realizaron con pavos, que tienen unos grupos similares de tendones a los nuestros.

«Los tendones actúan como amortiguadores, protegiendo así los músculos de las piernas de daños en el momento del impacto»

En una ilustración que acompaña al artículo aparece un pavo que se apresta a aterrizar. Los tendones proporcionan primero una «extensión rápida» como muelles arrollados antes que los músculos absorban el impacto. Luego, mientras los músculos hacen su parte como una décima de segundo después, los tendones continúan con una «lenta extensión», derivando a los músculos la energía que habían absorbido. Esto resulta en un aterrizaje suave que, en otro caso, causaría graves daños.

«Se está haciendo más y más claro que los elásticos tendones constituyen una parte importante en lo que nos hace funcionar»

decía uno de los biólogos de la Universidad Brown. El artículo explicaba que

«La investigación puede pasar a la biomimética, por ejemplo, usarla para fabricar la locomoción bípeda robótica más similar a la locomoción humana. Incluso podría ser útil para el entrenamiento en atletismo»

Otro biólogo nos daba razones para estar agradecidos:

«Podemos decir que de una manera muy real, el músculo tiene una red de seguridad gracia al tendón que está ahí y lo protege»

La policía del colon

Dependemos de microbios que nos ayudan a digerir nuestros alimentos, pero en nuestros túneles interiores hay los buenos y los malos. Afortunadamente, tenemos agentes que patrullan los corredores y que comprueban sus credenciales. Live Science informaba de una investigación realizada en la Facultad de Medicina de la Universidad Washington en St. Louis. Los investigadores especulan que una población especial de leucocitos conocida como células Treg aprende cómo distinguir entre los buenos y los malos. Si estudios futuros respaldan esta hipóstesis, podría llegar a ser posible ayudar a pacientes con trastornos autoinmunes reeducando a las células a reconocer y tolerar «el yo».

Amplificadores auditivos

La proteína motora prestina en la cóclea forma parte de un sofisticado sistema amplificador que nos permite gozar de todas las sutilezas de la música.

Las ondas de presión sónicas pueden ser sumamente débiles, incluso después que el tímpano y la cadena de huesecillos hayan realizado su función amplificadora. En el interior de la cóclea se necesita una amplificación adicional. Para captar hasta qué punto son pasmosos los mecanismos en el interior de estos órganos arrollados en el interior de tu cabeza, intenta seguir este resumen de Weddell et al. tomado de Current Biology:

Sobresaliendo por encima de las células sensoriales, las células pilosas, dentro del oído interno, aparecen estereocilios compuestos de largos filamentos de actina, una robusta proteína que ayuda en la contracción muscular, en la división celular y otras actividades celulares. También son el punto en el que las vibraciones sónicas que entran en el oído se convierten en señales eléctricas que se transmiten al cerebro.

Las células pilosas sensoriales de los órganos del oído de los amniotas están generalmente distribuidas en una formación tonotópica defrecuencias bajas a altas y están sintonizadas de manera muy sensible y selectiva a los estímulos acústicos. La sintonización de frecuencias y la tonotopicidad de las células pilosas auditorias de los no mamíferos se debe mayormente a propiedades intrínsecas de las células pilosas, pero la sintonización de frecuencias y la organización tonotópica de la coclea de los mamíferos tiene una base extrínseca en la membrana basilar (BM), una cinta en espiral de una matriz extracelular rica en colágeno quedisminuye en rigidez desde la base de alta frecuencia de la cóclea a su extremo distal de baja frecuencia.

La sensibilidad en la sintonización de frecuencias se debe a la amplificación, que potencia específicamente la entrada de bajo nivel a las células pilosas mecanosensibles en su sitio tonotópico para superar el amortiguamiento viscoso…. En la cóclea de los mamíferos, la amplificación es función de las células pilosas detectoras-motoras externas (OHCs), situadas dentro del órgano de Corti para ejercer un máximo efecto mecánico sobre el movimiento de la BM y transmitir respuestas cocleares a las células pilosas internas sensibles adyacentes (IHCs) y, por consiguiente, al nervio auditivo(Figura 1A). Las OHCs se comportan como actuadores piezoeléctricos, desarrollando fuerzas a lo largo de su eje largo en respuesta a cambios en el potencial de la membrana. Estas fuerzas se deben a cambios de conformación dependientes del voltaje en la molécula motora prestina, que tiene una distribución densa en las membranas laterales de las OHCs.

Recordemos esto cuando estemos disfrutando de nuestra música favorita. Los autores no mencionan la evolución, excepto en una breve especulación en el último párrafo:

Concluimos que la prestina evolucionó en la cóclea de los mamíferos para proporcionar la base para el vínculo mecánico amplificado y con ajuste de impedancia que posibilitó a las OHCs del órgano de Corti traspasar la responsabilidad para la sintonización de frecuencias a la gama potencialmente enorme de frecuencias de las propiedades mecánicas graduadas de la BM. En este escenario, la prestina proporciona los cambios rápidos de conformación, dependientes del voltaje, que amplifican y emparejan estrechamente los movimientos de la BM a los de las OHCs, como parte de un bucle de retroalimentación mecanosensible, y la conexión mecánica esencial entre los movimientos de la BM y la deformación excitadora de las IHCs. Así, la prestina es el componente molecular clave que ha posibilitado al órgano de Corti de la cóclea de los mamíferos aprovechar una matriz extracelular mecánicamente sintonizadapara proporcionar a los mamíferos el enorme y evidente beneficio de poder oír frecuencias que van mucho más allá de las gamas auditivas de otros amniotas.

De códigos y relojes

Los cuidadores que tienen que ayudar a ancianos que han perdido su sentido del tiempo saben que nunca deberíamos dar por supuesto nuestro reloj biológico. Ahora, un nuevo artículo en Science vincula el reloj con un código —el «código de histonas»—, un mecanismo epigenético que regula cómo se expresan los genes.2 Steven Brown escribía que «el reloj circadiano que rige los ritmos diurnos de la fisiología y la conducta usa extensamente el código de histonas. Pero, ¿cómo?» En su evaluación de la investigación comunicada en un artículo porDiTacchio en el mismo número de Science, Brown no estaba del todo preparado para exponer una vinculación con el código de histonas, pero dice que puede que haya otro código esperando entre bastidores. «Quizá los investigadores de los relojes circadianos estén a punto de descubrir su propio “código distinto al de histonas”».

Protección contra venenos

El cuerpo dispone de mecanismos de protección frente a bajos niveles de envenenamiento por monóxido de carbono (PhysOrg). Generalmente el CO enlaza rápidamente con las hemoproteínas, pero cuando una hemoproteína detecta la presencia del monóxido de carbono «cambia su estructura mediante un estallido de energía, y la molécula de monóxido de carbono tiene problemas para enlazar con ella a estas bajas concentraciones». Un investigador en la Universidad de Manchester observaba:

«Este mecanismo de vincular el proceso de enlace del CO con un cambio energético muy desfavorable en la estructura de la hemoproteína proporciona un medio elegante por el que los organismos evitan el envenenamiento por monóxido de carbono derivado de procesos metabólicos»

Equipo de limpieza

Al desarrollarse el bebé en el vientre, y al diferenciarse las células madre en tejidos y órganos, se precisa de una constante operación de limpieza.
PhysOrg informaba que «El cuerpo elimina componentes dañados por sí mismo cuando es realmente importante». No sólo hay máquinas moleculares conocidas como proteasomas que eliminan proteínas dañadas, sino que hay otros mecanismos para rejuvenecer las células remediando daños heredados y dándoles un nuevo comienzo. Un investigador en la Universidad de Gotemburgo dice:

«De forma totalmente inesperada encontramos que el nivel de daños en las proteínas era relativamente elevado en las células no específicas del embrión, pero luego disminuyó espectacularmente. Pocos días después del inicio de la diferenciación celular, el nivel de daños en las proteínas había descendido por un 80 a 90 por ciento. Pensamos que esto es resultado de la eliminación del material dañado»

por medio de estos mecanismos.

Bostezos de refresco

¿Por qué bostezamos? Es sorprendente la poca investigación que se ha llevado a cabo para comprender esta común acción del organismo. Medical Xpress informaba de una investigación acerca de que los bostezos ayudan a enfriar el cerebro.

«Creemos que el efecto de enfriamiento del bostezo es resultado de un aumento del flujo sanguíneo al cerebro provocado por la extensión de la mandíbula, así como por el intercambio de calor a contracorriente con el aire del medio ambiente que acompaña a una inhalación profunda»

Queda por ver si esto es cierto o no; al menos esta investigación no se ha ganado el Premio IgNobel de este año, concedido a las investigaciones más cómicas. Pero es una buena cosa que explicar en la máquina de café en la oficina, o una buena excusa a dar al jefe en la próxima reunión de revisión.

GLOSARIO:

Amniota: Vertebrado cuyo embrión desarrolla un amnios y una bolsa alantoidea, como ocurre en los reptiles, las aves y los mamíferos. Tonotópico: que relaciona tono con ubicación. Amortiguación viscosa: la tendencia de vibraciones a perder energía en un fluido. Piezoeléctrico: que produce una carga eléctrica como consecuencia de un estímulo o compresión.

Referencias :
  1. Weddell et al., «Prestin links extrinsic tuning to neural excitation in the mammalian cochlea», Current Biology Volumen 21, Número 18, R682-R683, 27 septiembre 2011.
  2. Steven A. Brown, «Circadian Rhythms: A New Histone Code for Clocks?» Science, septiembre 2011: Vol. 333 no. 6051 pp. 1833-1834, DOI: 10.1126/science.1212842.
  3. DiTacchio et al., «Histone Lysine Demethylase JARID1a Activates CLOCK-BMAL1 and Influences the Circadian Clock»” Science 30 de septiembre de 2011: Vol. 333 no. 6051 pp. 1881-1885, DOI: 10.1126/science.1206022.

Fuente de la noticia: http://www.creacionismo.net/genesis/Art%C3%ADculo/maravillas-del-organismo